基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)

趙云濤

摘要 ：基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)是建筑工程施工中的一項(xiàng)重要工程。本文闡述具體施工過程中常見的幾種基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)的設(shè)計(jì)方法，介紹基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)工程的施工程序，最后通過一個(gè)工程實(shí)例展示具體設(shè)計(jì)方法在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。？

關(guān)鍵詞 ：基坑與邊坡 聯(lián)合支護(hù) 設(shè)計(jì)方法 施工程序

前言

改革開放以來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，我國城市建設(shè)取得了舉世矚目的成就。城市的快速發(fā)使得對建設(shè)用地的需求日益增大，城市的格局正逐步由中心地帶向城市外圍輻射，這就意味著建設(shè)中的山地工程的數(shù)目在增多。在建設(shè)高層或超高層建筑時(shí)，需要設(shè)計(jì)巨大的基坑，而很大一部分的建筑又避不開山地斜坡等地形，這就導(dǎo)致了在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)必須同時(shí)考慮邊坡的支護(hù)。基坑支護(hù)多為臨時(shí)性的支護(hù)，使用年限不長；邊坡支護(hù)則大多要求為永久支護(hù)，使用年限要長于被保護(hù)建筑物或構(gòu)筑物的使用年限。下文沒有特別說明，基坑都為臨時(shí)支護(hù)的機(jī)構(gòu)形式，而邊坡都是永久支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式。

1. 基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)的設(shè)計(jì)方法

在實(shí)際施工方案設(shè)計(jì)中，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方法有如下幾種：水泥土墻、土釘墻、坡率法、排樁加錨桿法以及地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐法等；而邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)方法有：擋墻法、巖石錨噴法以及坡率法等?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)和邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，都遵從著相同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即按照極限承載力和極限使用狀態(tài)等極限狀態(tài)來考慮具體設(shè)計(jì)方案。兩者的區(qū)別在于使用年限對結(jié)構(gòu)耐久性的要求不同。在實(shí)際施工建設(shè)過程中，當(dāng)需要對基坑和邊坡進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮各自設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種符合工程建設(shè)需要的聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。常見的設(shè)計(jì)方法如下：

（1）當(dāng)邊坡和基坑處于同一個(gè)支護(hù)體系時(shí)，基坑的支護(hù)要求必須優(yōu)先得到滿足，然后使邊坡滿足其自身的支護(hù)要求，在基坑回填后必須保證邊坡具備足夠的穩(wěn)定性。

（2）當(dāng)基坑已經(jīng)開始施工，位置離邊坡還有一定距離，且基坑和邊坡處在不同的支護(hù)體系中時(shí)，具體設(shè)計(jì)方法是對先依據(jù)到邊坡的距離和附加荷載的大小對基坑進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再按照邊坡的支護(hù)要求設(shè)計(jì)邊坡的支護(hù)形式。

（3）當(dāng)邊坡先開始施工，位置距離基坑較遠(yuǎn)，且基坑和邊坡也不處于同一個(gè)支護(hù)體系時(shí)，首先要依據(jù)邊坡支護(hù)要求設(shè)計(jì)邊坡，然后依據(jù)基坑距離和邊坡的遠(yuǎn)近設(shè)計(jì)基坑的支護(hù)形式。

以上三種方法可以歸納為兩種設(shè)計(jì)模式：一、同一支護(hù)體系內(nèi)的基坑邊坡聯(lián)合設(shè)計(jì)，以基坑穩(wěn)定為優(yōu)先考慮因素。二、不同體系內(nèi)的基坑邊坡聯(lián)合設(shè)計(jì)，針對基坑與邊坡的實(shí)際施工順序，具體情況具體分析。無論何種模式最終目的都是為了實(shí)現(xiàn)基坑與邊坡的穩(wěn)定，保證工程施工的正常進(jìn)行。

2. 基坑與邊坡支護(hù)的施工程序

基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)在實(shí)際施工過程中，要考慮到多方面的因素，必須滿足施工規(guī)范，在保障建筑物及邊坡安全的前提下，盡量節(jié)約施工成本。對于一些特殊的情況，還必須調(diào)整設(shè)計(jì)方案，滿足實(shí)際的工程情況，保證實(shí)際工程施工順利安全的進(jìn)行。以下以深基坑邊坡支護(hù)施工為例，敘述具體的施工流程。

（1）施工前期準(zhǔn)備。做好施工場所的勘察工作，明確地質(zhì)條件，了解場地下可能存在的地下管線情況，找到管線分布圖紙，另外還需要了解施工場地四周建筑的基礎(chǔ)形式，確定場地內(nèi)各個(gè)支護(hù)段的分界線。

（2）進(jìn)入到具體施工階段。第一步，鋼管樁施工；第二步，開挖土方，錨桿施工，噴射混凝土。開挖土方可以和噴錨施工交叉進(jìn)行，但土方開挖要符合噴錨施工的具體要求。

（3）工作面挖出以后，必須立即進(jìn)行噴錨施工，支護(hù)與開挖必須同時(shí)進(jìn)行，基坑壁面要有保護(hù)措施，壁面長時(shí)間的日曬雨淋，影響基坑邊坡安全。

（4）當(dāng)錨桿的水泥漿達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度以后，才能對基坑做下一部分的開挖工作。遵守支護(hù)好一層，才繼續(xù)開挖下一層的原則，保障邊坡的穩(wěn)定性是基坑進(jìn)一步開挖的首要前提。

（5）對基坑進(jìn)行監(jiān)測，觀察邊坡的穩(wěn)定情況，觀察基坑的位移量、沉降量，出現(xiàn)異常變化時(shí)，及時(shí)采取應(yīng)對措施。

3. 工程案例分析

3.1 擬建場地工程概況

擬建的建筑物總計(jì)12棟，將其編號(hào)為T1---T12，其中T1到T11是層數(shù)為27的高層建筑，建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，T12是層數(shù)為3的多層建筑，采用的是框架結(jié)構(gòu)。擬建場地的外側(cè)設(shè)置了一條寬度為六米的消防通道，小區(qū)道路在場地內(nèi)部詳細(xì)規(guī)劃。

建筑基坑支護(hù)工程的支護(hù)范圍：一、永久性支護(hù)形式，T3---T10的邊坡都要求做永久性支護(hù)；二、臨時(shí)性支護(hù)，T1---T2和T11---T12的建筑基坑要求做臨時(shí)性支護(hù)即可。本擬建工程的安全等級(jí)是一到三級(jí)，一級(jí)為永久性基坑支護(hù)工程，二級(jí)指的是支護(hù)高度超過十米的臨時(shí)性支護(hù)基坑，當(dāng)臨時(shí)性支護(hù)基坑的支護(hù)高度小于十米時(shí)，安全等級(jí)就為三級(jí)。

3.2 詳解具體的基坑邊坡支護(hù)

（1）永久性基坑支護(hù)；擬建場地內(nèi)的建筑T3---T6的外基坑周圍的大部分為中風(fēng)化和散風(fēng)化的花崗片麻巖，基坑的支護(hù)高度在17.65米到21.65米之間，支護(hù)長度為348.0米左右?；拥闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)為垂直形式，基坑分為二到三級(jí)支護(hù)，每一級(jí)支護(hù)平臺(tái)寬度為一米，級(jí)與級(jí)間的高度差為八到十米左右。支護(hù)設(shè)計(jì)形式為錨桿加噴面，非預(yù)應(yīng)力錨桿的相互距離為2.0*2.0米，布置方式為正方形。建筑T7---T10的外基坑周圍土層為中風(fēng)化和散風(fēng)化花崗片麻巖，基坑支護(hù)高度為0---19，5米這一區(qū)間內(nèi)，支護(hù)長度是476.7米左右，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為垂直形式，基坑上部采用錨桿加混凝土噴面支護(hù)，下部采用人工挖孔樁加錨索支護(hù)。

（2）臨時(shí)性基坑支護(hù)；擬建場地T3---T10建筑的地下室標(biāo)高處的基坑周圍土層為中風(fēng)化和微風(fēng)化的花崗片麻巖，基坑支護(hù)高度在2.6---6.2米之間，支護(hù)長度為910.24米左右，支護(hù)底邊線距離承臺(tái)邊線的距離為五百毫米，該部分基坑使用放坡支護(hù)的形式，放坡比為1：0.3，基坑支護(hù)屬于臨時(shí)性支護(hù)。T1、T2和T11等建筑基坑周圍的土層多為粉質(zhì)黏土和風(fēng)化程度較高的花崗片麻巖，基坑支護(hù)高度在0.0---17.7米之間，支護(hù)長度為726.9米左右，基坑采用土釘墻支護(hù)形式，邊坡比為1：0.5。當(dāng)坡高超過十米時(shí)，支護(hù)方式是分級(jí)放坡支護(hù)，每一級(jí)的高度為十米，平臺(tái)寬為1.5米。該基坑支護(hù)形式也為臨時(shí)性支護(hù)。

（3）基坑與邊坡的聯(lián)合設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)計(jì)算方法計(jì)算出基坑整體穩(wěn)定安全系數(shù)、抗傾覆最小安全系數(shù)等參數(shù)，待回填基坑以后，再進(jìn)一步計(jì)算邊坡穩(wěn)定的相關(guān)參數(shù)。綜合基坑和邊坡的全部參數(shù)，計(jì)算出保持基坑與整體穩(wěn)定性所需錨索的拉力。對于支護(hù)樁的配筋，應(yīng)全面考慮基坑的穩(wěn)定參數(shù)和邊坡穩(wěn)定的參數(shù)。此外，為了強(qiáng)化邊坡的穩(wěn)定性能，可以考慮對樁間土層進(jìn)行加固?；优c邊坡聯(lián)合設(shè)計(jì)是一項(xiàng)需要整體考慮的工程，若單單考慮上部邊坡，不考慮下面的基坑，保持邊坡穩(wěn)定即可。相反如果不考慮上部的邊坡，2～3道錨索就足以保證基坑的穩(wěn)定，支護(hù)樁的直徑要求也可以降低。一旦綜合考慮基坑和邊坡聯(lián)合設(shè)計(jì)，由于邊坡的存在會(huì)產(chǎn)生極大下滑力，相應(yīng)基坑所要采取的支護(hù)措施就要加強(qiáng)。通常要采用1.2m直徑的人工挖孔樁，并附加4～5道錨索，這樣才能保持邊坡與基坑整體的穩(wěn)定性。

4. 結(jié)語

基坑與邊坡聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)是建設(shè)項(xiàng)目巖土工程中的一個(gè)重要組成部分，設(shè)計(jì)過程中既要考慮基坑的穩(wěn)定性，也要滿足邊坡的支護(hù)要求，通過優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，合理利用空間，達(dá)到基坑與邊坡聯(lián)合設(shè)計(jì)的目的。聯(lián)合設(shè)計(jì)所要面臨的問題比較多，實(shí)際操作中要結(jié)合多方面的因素，設(shè)計(jì)出最佳的設(shè)計(jì)方案以滿足工程要求。

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