探討基坑和邊坡支護(hù)方案的選擇

林登輝

福建眾騰建設(shè)工程有限公司

1 工程概況

1.1 邊坡基本情況

某工程項(xiàng)目處于地形較陡地帶，擬建建筑和建筑紅線周圍邊坡較多。因現(xiàn)場(chǎng)施工組織不到位，未根據(jù)設(shè)計(jì)要求的逆作法實(shí)施基槽開挖，使得邊坡經(jīng)降水沖刷發(fā)生坍塌。為有效保證施工安全，對(duì)邊坡實(shí)施修整、清理不穩(wěn)定土體，致使地面線和原來相比存在較大差異，如圖1 所示。通過圖1 能夠發(fā)現(xiàn)：邊坡修整前后現(xiàn)狀地面線與原始地面線相比大約降低了6m，其邊坡形式也發(fā)生了變化，即：由最初的全挖型轉(zhuǎn)變?yōu)榘胩畎胪谛停\(yùn)用原設(shè)計(jì)方案擬定的支護(hù)錨固方式無法順利完成施工，因此原方案行不通。必須要全面結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，綜合現(xiàn)場(chǎng)地理、水文、工期及項(xiàng)目特征，來進(jìn)一步對(duì)支護(hù)方案實(shí)施優(yōu)化和選擇，從而制定出最能滿足該項(xiàng)目實(shí)際需要的基坑及邊坡支護(hù)方案。

圖1 原狀地形線與現(xiàn)狀地形線對(duì)比圖

1.2 地質(zhì)概況

地質(zhì)勘查報(bào)告顯示：該區(qū)域土層總體上為第四系全新統(tǒng)填土層（Qm14）和粉質(zhì)粘土層（Qe1+d14）以及三疊系中統(tǒng)巴東組（T2b）的泥巖、泥質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r，項(xiàng)目擬建區(qū)域的土層斷面如圖2所示。

圖2 擬建環(huán)境邊坡地質(zhì)剖面圖

2 設(shè)計(jì)方案介紹

2.1 樁板墻+錨索+重力式擋墻支護(hù)

（1）方案一介紹：運(yùn)用樁板墻+錨索+重力式擋墻三者相結(jié)合的支護(hù)方案。該方案實(shí)施的控制要點(diǎn)為：板墻和擋墻的高度分別為8m 和9m，在進(jìn)行擋墻施工時(shí)，主要運(yùn)用砂漿堆砌毛石施工，樁截面尺寸1000mm×1000mm，嵌入巖石內(nèi)部不低于4m，錨索規(guī)格4Φs15.2，沿橫向呈15°傾角，如圖3 所示，鉆孔直徑200mm，其錨固深度為進(jìn)入持力巖層9m 以上；樁板墻厚度250mm，伸入坡底超過500mm，運(yùn)用逆作法逐級(jí)逐段挖土，各級(jí)開挖深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)，長(zhǎng)度控制在20m以內(nèi)。

圖3 方案一剖面圖

（2）方案一利弊分析：方案具有的優(yōu)勢(shì)：施工簡(jiǎn)單、工藝傳統(tǒng)、可最大限度的減少對(duì)全小區(qū)內(nèi)部環(huán)境的破壞。弊端：①施工時(shí)間比較長(zhǎng)；②需占據(jù)一定的作業(yè)空間（擋墻周邊2.5m范圍）。

（3）工程預(yù)算：方案一工程造價(jià)如表1所示。

表1 方案一工程造價(jià)分析

2.2 下階板肋式錨桿擋墻+上階加筋土擋墻支護(hù)

（1）方案二介紹：運(yùn)用下階板肋式錨桿擋墻+上階加筋土擋墻二者相結(jié)合的方式。該方案實(shí)施的控制要點(diǎn)為：確保上、下階支護(hù)體系高度分別控制在9m 和8m，柱截面尺寸300mm×400mm，嵌入巖石內(nèi)部不低于0.5m，錨索規(guī)格3Φs25，沿橫向呈15°傾斜角，如圖4所示，錨孔孔徑150mm，其錨固深度為進(jìn)入持力巖層5m以上；墻厚度200mm，伸入坡底超過300mm，運(yùn)用逆作法逐級(jí)逐段進(jìn)行挖土，各級(jí)開挖深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)，長(zhǎng)度控制在20m以內(nèi)。

圖4 方案二剖面圖

（2）方案利弊分析：方案具有的優(yōu)勢(shì)：施工簡(jiǎn)單、工藝傳統(tǒng)、可最大限度的減少對(duì)全小區(qū)內(nèi)部環(huán)境的破壞。弊端為：①加筋土擋墻施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，回填、加筋以及夯實(shí)等各個(gè)環(huán)節(jié)均需分層完成；②需占據(jù)擋墻周邊3.2m范圍的空間。

（3）工程預(yù)算：方案二工程造價(jià)如表2所示。通過各方面對(duì)比，優(yōu)選方案二。

表2 方案二工程造價(jià)分析

3 工程概況

3.1 邊坡基本情況

某工程項(xiàng)目地勢(shì)由南向北逐漸降低，南側(cè)緊靠居民區(qū)，根據(jù)設(shè)計(jì)及施工需求，必須要在該工程和居民區(qū)之間構(gòu)建高度為8m～10m 的邊坡，邊坡頂部及底部高度分別為270m～278m（居民區(qū)部位）和261m～268m（擬建項(xiàng)目廠區(qū)路面），邊坡總長(zhǎng)度175m，地質(zhì)狀況十分多變，切坡大部分為回填土。

3.2 邊坡設(shè)計(jì)思路

由于該項(xiàng)目?jī)?nèi)設(shè)置的道路緊鄰用地紅線，并與居民區(qū)內(nèi)樓房一線之隔，因此在進(jìn)行高差處理時(shí)采用自然放坡形式是行不通的。必須要通過沿用地紅線豎直削坡的形式完成，但削坡上部住宅樓和邊坡頂端距離最小位置為4.5m，同時(shí)化糞池也與用地紅線緊緊相鄰。所以，必須要全面確保居民區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的安全性，使施工過程中坡頂產(chǎn)生的變形處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；此外本工程項(xiàng)目緊靠居民區(qū)，已存在一定數(shù)量的抗滑樁，且一些樁體底部標(biāo)高處于擬建項(xiàng)目道路之上，這些樁是否能夠應(yīng)用，直接決定著邊坡支護(hù)整體的造價(jià)。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 抗滑樁+樁間擋板支護(hù)

（1）方案介紹：選擇削坡土層為強(qiáng)風(fēng)化泥巖部位，運(yùn)用抗滑樁+樁間擋板的支護(hù)方式。該方案實(shí)施的控制要點(diǎn)為：確保支護(hù)高度不低于8m，樁身寬800mm、高1200mm，深入持力巖層5m以上。樁體形式為懸挑式，擋板厚度控制在250mm，伸入坡底超過500mm，運(yùn)用逆作法逐級(jí)逐段進(jìn)行挖土，各級(jí)挖土深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)。

（2）方案利弊分析：方案二具有的優(yōu)勢(shì)為：施工簡(jiǎn)單、工藝傳統(tǒng)、可最大限度的減少對(duì)全小區(qū)內(nèi)部環(huán)境的破壞。弊端為：①結(jié)構(gòu)存在較大斷面；②需占據(jù)擋墻周邊一定的空間。

4.2 抗滑樁+樁間擋板+錨索支護(hù)

（1）方案介紹：在坡頂距居民區(qū)建筑物最近位置，不可避免的會(huì)存在坡頂變形，居民區(qū)建筑物自身荷載作用勢(shì)必會(huì)對(duì)邊坡支護(hù)造成一定影響，所以選擇抗滑樁+樁間擋板+錨索的支護(hù)方式。該方案實(shí)施的控制要點(diǎn)為：確保支護(hù)高度不低于10m，樁身寬800mm、高1200mm，深入持力巖層3m 以上。錨索規(guī)格12 束3Φs15.2，沿橫向呈25°傾斜角，鉆孔孔徑150mm，其錨固深度進(jìn)入持力巖石層9m以上；板厚度250mm，伸入坡底超過500mm，逆作法逐級(jí)逐段進(jìn)行挖土，各級(jí)挖土深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)，挖土長(zhǎng)度控制在20m以內(nèi)。

（2）方案利弊分析：方案具有的優(yōu)勢(shì)：坡頂變形較小，支護(hù)體系完全能夠阻擋居民區(qū)建筑結(jié)構(gòu)帶來的荷載影響，施工簡(jiǎn)單、工藝傳統(tǒng)、可最大限度的減少對(duì)全小區(qū)內(nèi)部環(huán)境的破壞。弊端為：①施工環(huán)節(jié)較多，工期較長(zhǎng)；②需要較高的技術(shù)水平。

4.3 原有樁+連接橫梁+樁間擋板+錨索支護(hù)

（1）方案介紹：需支護(hù)區(qū)域，居民區(qū)本身存在一些抗滑樁，但由于支護(hù)區(qū)域標(biāo)高不足，達(dá)不到擬建項(xiàng)目和原居民區(qū)之間的高差標(biāo)準(zhǔn)，還有一些位置原始樁體樁底高度超出擬建項(xiàng)目道路高度。經(jīng)綜合各方面對(duì)比，在充分利用原始樁體的前提下，采用加設(shè)橫梁的方式將各樁體連接起來，形成一個(gè)完整的體系，并在橫梁位置安裝錨索，其錨固深度為進(jìn)入持力巖石層9m 以上，也可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。板厚度250mm，伸入坡底超過500mm，運(yùn)用逆作法逐級(jí)逐段開挖，各級(jí)挖土深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)。

（2）方案利弊分析：方案具有的優(yōu)勢(shì)：充分應(yīng)用原始樁體，節(jié)約了資金。弊端為：①橫梁與原始樁體連接時(shí)，施工環(huán)節(jié)較多，需要較高的技術(shù)水平；②錨索施工工期較長(zhǎng)。

4.4 肋柱+柱間擋板+錨索（錨桿）支護(hù)

（1）方案介紹：坡頂化糞池區(qū)域，由于化糞池處于紅線邊緣，運(yùn)用抗滑樁勢(shì)必會(huì)對(duì)小區(qū)道路造成一定破壞，所以此區(qū)域運(yùn)用肋柱+柱間擋板+錨索+錨桿支護(hù)。該方案實(shí)施的控制要點(diǎn)為：確保支護(hù)高度不低于6m～7m，柱斷面尺寸300mm×400mm，埋入路面以下0.5m以下。錨索設(shè)置13束規(guī)格7Φs15.2，沿橫向呈25°傾斜角，錨孔孔徑150mm，其錨固深度進(jìn)入持力巖石層9m以上；錨桿規(guī)格為3Φs28，錨桿孔徑130mm；板厚度200mm，伸入坡底超過500mm，運(yùn)用逆作法逐級(jí)逐段開挖，各級(jí)挖土深度嚴(yán)格控制在2.5m范圍內(nèi)。

（2）方案利弊分析：方案具有的優(yōu)勢(shì)：肋柱斷面較小，邊坡頂端變形較小，能夠有效降低對(duì)全小區(qū)內(nèi)部環(huán)境的影響。弊端：①施工工序復(fù)雜；②施工工期較長(zhǎng)。

5 結(jié)語

基坑邊坡支護(hù)必須要嚴(yán)格遵循“安全、穩(wěn)定、合適”的原則，要在有效確保施工安全及支護(hù)坡體穩(wěn)定的狀況下，結(jié)合邊坡自身土質(zhì)及高度狀況、周圍環(huán)境狀況選擇切合實(shí)際的支護(hù)方式，加快施工進(jìn)度，縮短工期，此外還應(yīng)考慮降低成本費(fèi)用。邊坡支護(hù)具有較高的專業(yè)性和技術(shù)性，在實(shí)際施工時(shí)要全面結(jié)合工程實(shí)際狀況、地形地貌特征以及水文地理環(huán)境等各方面因素進(jìn)行綜合探究，進(jìn)而選擇出最合適的支護(hù)方案。