淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下邊坡支護方案——以龍泉市**物流中心工程為例

許堯芳XU Yao-fang

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，東陽 322100）

（Zhejiang Guangsha College of Applied Construction Technology，Dongyang 322100，China）

1 工程概況

龍泉市**物流中心工程，位于龍泉市，西南臨松溪路，東南臨廣濟街，東北為已建的公路段辦公樓?？偨ㄖ娣e14233m2，總占地面積為1303m2。地下一層，地上十二層，建筑高度54m。本工程地下室為一層，基坑近似長方形，基坑?xùn)|西長72m，南北向長82.6m，開挖面積為5947.2m2，圍護周長約309.2m?；釉瓐龅貫樗粒貏莸屯?，絕對標(biāo)高在205.4m～208.39m，起伏不定，邊坡垂直高度最大處8.1m?；?xùn)|側(cè)邊坡高差較大，多為回填土，土質(zhì)較差，且靠近公路養(yǎng)護中心。

2 工程地質(zhì)條件

基坑現(xiàn)場周邊情況復(fù)雜，基坑原場地四周為低丘緩坡，東北側(cè)與已建的公路段辦公樓距離較近，且存在較大高差，絕對標(biāo)高在211.726m～213.471m 之間，東南側(cè)廣濟街的路基為回填土，距離基坑邊3m 左右，有一路煤氣管線經(jīng)過，絕對標(biāo)高在209.95m～213.3m 之間，西南的松溪路道路下埋設(shè)有大量的市政管道、通信電纜井，對本工程基坑施工所產(chǎn)生的影響極為敏感，極易造成各類糾紛。

2.1 場地土層

2.1.1 土層描述 根據(jù)地基土成因、組成和物理力學(xué)性質(zhì)不同，分為4 大層，自上而下為：①素填土：黃色，軟塑，稍濕，主要由粘性土夾碎石等組成，性質(zhì)不均勻，含有機質(zhì)，層厚0.20～1.40m，層底標(biāo)高201.20～204.70m；②粉質(zhì)粘土：灰黃色，軟塑-可塑，干強度中等，中等～高壓縮性。含少量砂、碎石，局部顏色較深，性質(zhì)變化較大，坡洪積成因，層厚0.60～3.00m，層頂埋深0.00～1.20m，層底標(biāo)高201.80～204.70m；③粉砂：灰色，松散，飽和，無光澤，含粘性土10%左右，部分鉆孔缺失，層厚0.50～2.60m，層頂埋深1.20～2.80m，層底標(biāo)高195.20～197.30m；④花崗巖：場地位于變質(zhì)花崗巖與二長花崗巖侵入接觸帶，巖性混雜無序，無明顯的侵入接觸帶。

2.1.2 土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表

表1

2.1.3 地質(zhì)信息 場區(qū)地勢開闊，周邊建筑物完好，無開裂及地面塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地及鄰近范圍未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流、不均勻沉降等不良地質(zhì)作用。

2.2 地下水信息 場址地下水主要為孔隙潛水，主要賦存于素填土、耕土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粉砂、全風(fēng)化凝灰?guī)r、全風(fēng)化花崗巖中，粉質(zhì)粘土含水性和透水性均較弱，為相對隔水層，粉砂含水性和透水性均較好，總體上場址的地下水不發(fā)育，水量不大?？辈炱陂g大部分場地內(nèi)積水，部分鉆孔測得地下水位0.00m～4.50m。地下水主要接受大氣降水補給和側(cè)向補給，以側(cè)向運移為主。地下水對擬建物的基坑開挖有不良影響，施工期間應(yīng)加強基坑排水。

3 基坑邊坡支護

邊坡支護就是保證土方順利開挖，有足夠的施工空間，避免邊坡位移過大，保證邊坡的穩(wěn)定安全，保證對周邊環(huán)境及建（構(gòu)）筑物的保護?；又ёo結(jié)構(gòu)一般要承受土壓力和水壓力，起到擋土和擋水的作用。

常見的基坑支護結(jié)構(gòu)型式主要分為放坡開挖、懸臂式支護結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)、拉錨式支護結(jié)構(gòu)、土釘墻支護結(jié)構(gòu)等。

3.1 放坡開挖 放坡開挖的關(guān)鍵就是合理確定基坑邊坡，保證開挖過程中邊坡的穩(wěn)定性，包括坡面的自立性和邊坡整體穩(wěn)定性。為了增加邊坡整體穩(wěn)定性，減少開挖及回填的土方量，放坡過程中，可采用簡單的支護形式，在坡腳堆砌塊石或裝土草袋擋土，或在坡腳采用短樁隔板支護等。

3.2 土釘支護結(jié)構(gòu) 土釘支護是在基坑邊坡中設(shè)置土釘，形成加筋重力式擋墻，起到擋土作用。土釘支護費用較低，適應(yīng)性強，隨挖隨支，土方開挖完畢既支護完畢，工期短。土釘支護結(jié)構(gòu)適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等，不適用十淤泥質(zhì)土及未經(jīng)降水處理地下水位以下的土層。

3.3 懸臂式支護結(jié)構(gòu) 支護結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土樁排樁墻、鋼板樁、木板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等形式。懸臂式支護樁樁身彎矩隨土壓力、基坑深度、樁徑以及配筋的變化而變化，懸臂式結(jié)構(gòu)對開挖深度很敏感，容易產(chǎn)生較大的變形，對相鄰建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不良影響。懸臂式圍護結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺的基坑工程。

3.4 內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu) 內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)由支護結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成。支護結(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土排樁、SMW 工法、鋼筋混凝土咬合樁和地下連續(xù)墻型式；內(nèi)撐體系可采用水平支撐和斜支撐，當(dāng)基坑平面面積很大，且開挖深度不太大時，采用單層斜支撐。

3.5 拉錨式支護結(jié)構(gòu) 拉錨式支護結(jié)構(gòu)由支護結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成。支護結(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土排樁墻和地下連續(xù)墻兩種。錨固體系分為錨桿式和地面拉錨式?；由疃炔煌?，錨桿式分為單層、二層和多層錨桿。地面拉錨式支護結(jié)構(gòu)需要有足夠的場地設(shè)置錨樁或其它錨固物。錨桿式需要地基土能提供較大的錨固力。

4 本工程基坑支護方案分析

4.1 懸臂式H 型鋼+樁頂護坡 分析龍泉市**物流中心工程基坑支護，方案之一為懸臂式H 型鋼+樁頂護坡，結(jié)構(gòu)局部挖深較大部位采用H 型鋼地錨支護。

優(yōu)點：對不能放坡或由于場地限制不能采用攪拌樁支護，開挖深度在6～10m 左右時，適用在粘土、砂性土地區(qū)，地下水位較低處，穿透能力強，可穿越中間硬土層，施工擠土量小，切割、接長方便，取材較益，價格較便宜。

不利因素：一次性投入用鋼量大；H 型鋼易彎曲變形，護坡變形值較大；拔出H 型鋼對地面破壞較大，容易引起地面沉降；承載能力、抗錘擊性能一般，運輸和堆放中易于造成彎折，樁截面剛度過小，錘擊時樁自由度較大。

4.2 土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿 方案之二為土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿。優(yōu)點：施工輕便、無污染、低噪聲、造價相對較省及工期短。不利因素：由于周邊土體大多為回填土，土釘墻與周圍土體很難形成整體受力，且周邊管線較多，施工中容易損壞管線，威脅基坑安全。

4.3 綜合施工方案 綜合考慮龍泉市**物流中心工程地質(zhì)條件，基坑開挖深度，周邊環(huán)境條件因素，從節(jié)約成本造價，采用最簡易的綜合施工方案，對地下室東面、南面、西面、北面各不同區(qū)域邊坡，采取不同的支護方案，本工程基坑圍護采用鉆孔灌注樁排樁+松木樁+砂包綜合支護形式。

靠養(yǎng)護中心側(cè)邊坡安全是重中之重，要確保萬無一失，因此采用鉆孔灌注樁排樁支護，鉆孔灌注樁可承載復(fù)雜荷載，適用于深基坑邊坡支護，設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作方便，特別適用于有孤石的砂礫層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，且本工程樁基為鉆孔灌注樁，施工組織方便。

松木樁支護施工：本地松木較多，便于取材，造價較低，施工方便，節(jié)省人工，施工速度快。特別對于基坑底落在淤泥層上，更能夠發(fā)揮松木樁的性能，達到基坑支護的效果，在深基坑支護中控制邊坡位移起了重要的作用。

重力式砂包疊堆擋土墻：采用編織袋或草袋裝碎石（砂礫石或土）堆砌成重力式擋墻作為基坑的支護，在墻下部砌500mm 厚塊石基礎(chǔ)，墻底寬由1500～2000mm，頂寬適當(dāng)放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂漿保護。

5 基坑支護方案選擇

5.1 基坑南側(cè)邊坡支護方案 基坑南側(cè)邊坡坡度相對較淺，坡頂及邊坡采用細石砼硬化，邊坡下口采用砂包堆筑。具體施工方法：坡頂：因邊坡上半部分屬回填土，穩(wěn)定性較差，為防止雨水沖刷，基坑邊坡上口水平段，采用80mm 厚C25 細石砼隨搗隨抹。施工時，先把表層回填土整平夯實，按剖面圖尺寸進行施工；邊坡采用80mm 厚C25 細石砼隨搗隨抹；邊坡下口第一排砂包必須挖至強風(fēng)化巖層；邊坡寬度為1.4m，砂包高度1.50m，邊坡施工時，邊修土邊疊砂包，確保邊坡穩(wěn)定。

5.2 基坑西側(cè)邊坡支護方案 邊坡垂直高度較大，采取中間增加操作平臺二級放坡方案。兩級邊坡均采用砂包做法。一級邊坡：地下室地面以上1.60m 以內(nèi)，采用砂包砌筑。施工時人防地下室地面以上1.6m 以內(nèi)，采用砂包堆疊；落腳砂包寬度1.40m，砂包埋深1.6m，且必須為原土，確保邊坡穩(wěn)固。由外而內(nèi)具體做法：人工袋裝、堆疊砂包厚度為0.9m；護坡背面增設(shè)800 厚碎石反濾層；素填土分層夯實。

5.3 基坑?xùn)|側(cè)邊坡邊坡支護方案 基坑?xùn)|側(cè)邊坡高差較大，土質(zhì)較差，多為回填土，且靠近公路養(yǎng)護中心，擬分段采用兩種支護方式對邊坡進行支護，確保基坑及周邊建筑物的安全；以公路養(yǎng)護中心軸線為基準(zhǔn)向南北各外擴5m，總計25m 的邊坡段上采用設(shè)置混凝土灌注加圈梁壓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)確保此段邊坡安全；其余兩側(cè)采用疊砂包加打入松木樁的方式進行支護，外露的邊坡土均采用80 厚細石混凝土澆筑。

5.4 基坑北側(cè)邊坡支護方案 基坑北側(cè)邊坡東西兩側(cè)高差較大，基本是沿著現(xiàn)有的市政道路東高西底，邊坡垂直高度最大處8.1m，邊坡為回填土土質(zhì)，因有放坡面空間，邊坡夾角控制在40°以內(nèi)，采用臨時性簡單的邊坡支護施工方案。具體施工方法：坡頂：為防止地表水滲透，基坑邊坡及上口水平段寬3.20m，采用80mm 厚C25 細石砼隨搗隨抹；邊坡：邊坡夾角控制在40°以內(nèi)，采用80mm 厚C25 細石砼隨搗隨抹；邊坡下口：第一排砂包必須挖至強風(fēng)化巖層；邊坡下口采用砂包堆筑，寬度為1.4m，埋深不小于1.5m；邊坡上下均采取明溝排水，采用80mm 厚C25細石砼隨搗隨抹。

6 影響邊坡支護的因素

根據(jù)綜合施工方案，影響基坑支護效果的末端因素很多，包括人員質(zhì)量意識淡薄，不按要求施工檢查、材料把關(guān)不嚴、樁質(zhì)量缺陷、樁混凝土強度不合格、施工場地太小、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)、基坑土質(zhì)較差等，其中未按要求施工、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)、材料把關(guān)不嚴、樁質(zhì)量缺陷、樁混凝土強度不合格是影響基坑支護順利施工的主要原因。

7 確?；臃€(wěn)定性的措施

根據(jù)影響基坑支護效果的末端因素，結(jié)合施工實際制定對策表（表2）。

施工過程中，全面推行施工質(zhì)量過程控制，抓好每道工序施工的質(zhì)量，用科學(xué)的管理、嚴格的制度來創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)工程，重視人的因素；采取動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對施工方式進行必要的完善，保證基坑的穩(wěn)定性。

8 結(jié)論

選擇基坑支護方案，應(yīng)綜合分析工程地質(zhì)條件、支護深度、相鄰建筑及周邊地上、地下環(huán)境，充分考慮影響邊坡安全穩(wěn)定的不利因素，堅持安全第一。從過程監(jiān)測數(shù)據(jù)上看周邊建筑物、構(gòu)筑物及管線安全，工程邊坡穩(wěn)定，無不均勻沉降，取得了良好的經(jīng)濟、社會效益，達到預(yù)期目標(biāo)。

表2

[1]陸佰鑫.淺析建筑工程中的深基坑支護施工技術(shù)[J].科技資訊，2011，15：72.

[2]靳永軍.吳海洋.劉德成.高層建筑深基坑支護的施工質(zhì)量控制[J].科技信息，2009（06）.

[3]張忠愛.柔性防護系統(tǒng)在大型公路邊坡應(yīng)用與施工[J].西部探礦工程，2010（07）.