吳曉棟，張震，楊興寶，任二濤，史小魏

（中交路橋華北工程有限公司，北京 100000）

0 引言

自貢市政改擴建工程預(yù)制管廊斷面尺寸B×H=3.3×3.1m，外部輪廓尺寸為4.1*3.95m，每節(jié)段長度均為3m，砼方量為17.9m3，最大重量約為46.84t，共計679節(jié)段。本項目預(yù)制管廊每節(jié)段重46.8t，履帶吊自重約為115t，配重約164t，履帶寬度1.2m，有效接地長度約8.633m，基于自貢市政改擴建工程預(yù)制管廊安裝施工經(jīng)驗，針對預(yù)制管廊安裝過程中可能造成基坑邊坡失穩(wěn)各種因素進行分析，總結(jié)經(jīng)驗，提出相應(yīng)可行性預(yù)防措施，確保預(yù)制管廊吊裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定[1]。

1 預(yù)制管廊基坑邊坡穩(wěn)定性研究

影響基坑邊坡穩(wěn)定主要因素為地下水位、基坑深度、基坑地質(zhì)情況、基頂荷載，而預(yù)制綜合管廊挖方段基坑深度一般為6~8m，下部地質(zhì)一般為中風化基巖，中部為強風化巖石，上部土質(zhì)邊坡；填方段基坑深度一般為4~5m，基坑地質(zhì)一般都為路基土方填筑材料，且內(nèi)聚力c值很小，大部分依靠內(nèi)摩擦角提供坡體抗剪強度；基頂荷載主要為履帶吊吊裝時履帶傳遞的荷載，履帶的荷載主要由履帶吊自重、配重、吊具重量、預(yù)制管廊節(jié)段重量、可變荷載組成，在驗算基坑邊坡穩(wěn)定性時基坑頂荷載以最不利工況（靠近基坑側(cè)履帶承受最大計算荷載）進行驗算[2]。

通過對預(yù)制管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定性進行研究，在預(yù)制管廊吊裝過程中影響邊坡穩(wěn)定主要因素為基坑邊坡地質(zhì)分布情況、基坑周圍地下水位、基坑頂荷載大小及分布情況、荷載距離基坑邊距離。

根據(jù)本工程預(yù)制管廊基坑設(shè)計及地勘情況，采用理正深基坑7.0軟件對預(yù)制管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定性進行模擬驗算，得到以下結(jié)論：

（1）地下水位影響因素較大，地下水可使巖土體的含水量和容重增加，同時地下水的潤滑作用使巖土體的內(nèi)摩擦角減小，剪應(yīng)力效應(yīng)增強，導(dǎo)致滑體沿滑面產(chǎn)生剪切運動。本項目管廊基坑地質(zhì)主要為砂質(zhì)泥巖，遇水易膨脹軟化，發(fā)生破裂，對坡體穩(wěn)定性造成較大影響。為保證基坑邊坡穩(wěn)定基坑內(nèi)地下水位需降至基底以下位置，同時坡體內(nèi)地下水位也不能高于中風化巖層[3]。

圖1 挖方處管廊設(shè)計基坑穩(wěn)定性驗算

（2）基坑頂荷載大小及分布情況、荷載距基坑邊距離對邊坡穩(wěn)定影響最大，在預(yù)制管廊安裝過程中荷載的大小一定，分布面積越大、距基坑距離越大、基坑邊坡越穩(wěn)定。

表1 挖方處管廊設(shè)計基坑穩(wěn)定性驗算—土層參數(shù)

表2 調(diào)大荷載距基坑距離穩(wěn)定性驗算

圖2 調(diào)大荷載距基坑距離穩(wěn)定性驗算

（3）填方段處基坑，在荷載大小確定的情況下，受填方段填料抗剪參數(shù)影響，影響基坑邊坡穩(wěn)定性主要因素為填方段基坑反開挖深度，通過對本項目填料相關(guān)地質(zhì)參數(shù)進行穩(wěn)定性驗算研究，對于填方處基坑深度約1m時邊坡趨于穩(wěn)定。

（4）挖方段處基坑，在荷載大小確定的情況下，根據(jù)管廊基坑處地質(zhì)情況，影響基坑邊坡穩(wěn)定性主要因素為荷載分布情況及距基坑邊安全距離。當安全距離受履帶吊最大工作半徑無法增大時，可以進行降坡處理。

2 提高預(yù)制管廊基坑邊坡穩(wěn)定性預(yù)防措施

通過對以上基坑邊坡穩(wěn)定性研究，采用逆向思維進行分析，為保證預(yù)制管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定，可以采用以下措施提高基坑邊坡穩(wěn)定性。

（1）采取降水措施保證基坑內(nèi)地下水降至基底以下至少1m位置，同時保證坡體內(nèi)地下水位不得超過基坑底，坡底內(nèi)動水位線距坡面不小于3m。

（2）綜合管廊基坑開挖應(yīng)分段分層開挖，每段開挖長度不超過變形縫間距，開挖后及時進行施工、回填，嚴禁無序開挖、大爆破作業(yè)，不允許大開挖切割坡腳，避免有人為因素造成邊坡滑塌[4]。

（3）填方段處基坑，通過減小反開挖管廊基坑深度提高基坑邊坡穩(wěn)定性，基坑深度根據(jù)填料抗剪具體參數(shù)、荷載大小、分布情況及履帶距離基坑邊安全距離確定，一般情況下，基坑深度控制在不超過1m，履帶距離基坑邊安全距離取不小于3m。

（4）挖方段處基坑，通過增大履帶下地面承載力、減小履帶下荷載壓強、增加履帶距離基坑邊安全距離來提高預(yù)制管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定性。一般可以采取以下措施：①對履帶下吊裝區(qū)域進行混凝土硬化；②在履帶下鋪設(shè)20mm~30mm鋼板，鋼板每側(cè)比履帶寬至少30cm；③履帶距離基坑邊安全距離取不小于3m，當基坑上部土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性較差時，安全距離可以取不小于6m，最大安全距離需要根據(jù)履帶吊最大工作半徑進行反算，或者適當清除一定厚度基坑上層軟弱土質(zhì)邊坡，提高坡頂承載力及邊坡穩(wěn)定性。④對于部分基坑地質(zhì)情況較差或者不滿足預(yù)制管廊安裝過程要求的，需要對基坑邊坡采取相應(yīng)加固措施，一般采用土釘墻、錨桿等加固措施，提高邊坡坡體穩(wěn)定性，或者采取多種組合措施，保證邊坡穩(wěn)定。

（5）在預(yù)制管廊安裝之前做好基坑監(jiān)測工作，在基坑頂、坡面及坡腳位置埋設(shè)監(jiān)測點，在安裝過程中時刻監(jiān)測邊坡平面位置及高程情況，當變形值超過報警值時，立即停止施工，排查原因，做好邊坡加固相關(guān)措施后方可恢復(fù)施工[5]。

（6）試吊。每段預(yù)制綜合管廊基坑地質(zhì)、吊裝半徑出現(xiàn)變化或基坑邊坡穩(wěn)定性需要檢測都需要進行試吊。①吊裝之前首先將運輸車上預(yù)制管廊節(jié)段中心位置停在該履帶吊型號最大工作半徑上，然后采用履帶吊試吊，起升高度0.3m，觀察履帶吊地基承載力及基坑邊坡至少5min，觀察地基是否沉降（小于30mm）、邊坡是否產(chǎn)生滑動裂縫（小于20mm），如果發(fā)現(xiàn)，立即停止吊裝，查明原因并采取有效措施后方可繼續(xù)安裝。②吊裝過程中派專人時刻觀測基坑邊坡穩(wěn)定情況，如有松散、裂縫、滑坡產(chǎn)生，立即停止施工，撤離相關(guān)人員及設(shè)備，待查明原因并采取有效措施后方可繼續(xù)安裝。

3 結(jié)語

綜合管廊是今后大力發(fā)展的地下市政工程形式，而預(yù)制拼裝方式則是其發(fā)展方向，預(yù)制綜合管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定是安全風險源最大之一，預(yù)制綜合管廊因其結(jié)構(gòu)形式，需要連續(xù)安裝，且預(yù)制綜合管廊結(jié)構(gòu)及尺寸斷面形式設(shè)計越來越豐富，這需更加對管廊基坑邊坡穩(wěn)定引起高度重視，在每次預(yù)制綜合管廊吊裝之前都需對每次基坑進行探勘、分析，確認最安全、穩(wěn)妥、經(jīng)濟、實用的保證基坑邊坡穩(wěn)定性措施，做到防患以未然，確保預(yù)制管廊安裝過程中基坑邊坡穩(wěn)定，降低危險風險系數(shù)，確保人員及設(shè)備安全。