貴州某高水位卵石深基坑邊坡穩(wěn)定性分析

羅海洲

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目日漸增多。在建筑工程建設(shè)過程中，深基坑邊坡的穩(wěn)定性十分重要，其關(guān)系著整個(gè)建筑工程是否能夠順利進(jìn)行。本文結(jié)合實(shí)例對(duì)貴州某高水位卵石深基坑邊坡展開深入分析，通過對(duì)深基坑邊坡穩(wěn)定性的科學(xué)合理評(píng)估，為下一步的工程邊坡支護(hù)方案提供數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：高水位;深基坑;邊坡穩(wěn)定性;卵石

1.引言

近年來，隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，基坑工程的規(guī)模也越來越大。如果建筑工程在建設(shè)過程中，施工區(qū)域內(nèi)存在較厚的卵石層，且含有豐富的地下水，一旦未能采取有效的技術(shù)措施對(duì)地下水進(jìn)行處理，將導(dǎo)致深基坑邊坡穩(wěn)定性失衡，給建筑工程本身以及周圍的建筑物帶來不利的影響。因此，研究分析高水位卵石深基坑邊坡穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.工程概述

貴州省某棚戶區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目，整個(gè)項(xiàng)目在建設(shè)過程中，平場(chǎng)開挖施工結(jié)束后，會(huì)形成A-B、B-C、C-D、D-E、E-A五段高約12.48m-14.5lm的臨時(shí)性基坑邊坡。其中多個(gè)基坑邊坡坡頂臨近道路或者建筑物。如果深基坑邊坡穩(wěn)定性較差，在開挖之后，將給周圍的建筑物和道路帶來巨大的影響，嚴(yán)重威脅著過往行人和住戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，本工程對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的深基坑邊坡穩(wěn)定性展開深入分析，為下一步的深基坑邊坡支護(hù)方案提供數(shù)據(jù)和理論支持。

3.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

3.1工程地質(zhì)

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本工程施工區(qū)域?qū)儆趽P(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)東部邊緣，都勻向斜軸部西側(cè)，無大斷裂通過。根據(jù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆探揭露，場(chǎng)地地層自上而下依次為：第四系雜填土（Qml）、第四系沖洪積卵石（ Qal）、二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P2W）頁巖夾硅質(zhì)巖。

3.2水文地質(zhì)條件

（1）地表水：擬建場(chǎng)地位于劍江河一級(jí)階地，場(chǎng)地地表水主要為附近居民的生活污水及大氣降水，場(chǎng)地西面約4.32m為一條總體自北東向南西向的劍江河支流，小河水面標(biāo)高約為769.50m，河堤未作防滲措施，與地下水聯(lián)系密切，往南西方向170m處匯人劍江河。劍江河干流經(jīng)市區(qū)由北向南流，其水位標(biāo)高為768.OOm，根據(jù)黔南州水文記錄資料，該劍江河干流歷史最高洪水位為769.90m。

（2）地下水：根據(jù)鉆探資料及區(qū)域水文地質(zhì)資料，場(chǎng)地下伏基巖屬碎屑巖組，為不可熔巖，場(chǎng)區(qū)地下水為潛水類型，按埋藏類型分為：雜填土層中的松散孔隙水、卵石土層中的松散孔隙水以及基巖裂隙水。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)表明.場(chǎng)地在勘察期間的穩(wěn)定水位高程為4.66m，屬于高水位地區(qū)。

4.高水位卵石深基坑邊坡穩(wěn)定性分析

4.1浸潤(rùn)曲線的確認(rèn)

由于本工程地下水水位埋藏較淺，考慮到基坑尚未開挖，根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)，該斷面劍江河干流歷史最高洪水位為769.90mm，基坑降水到地下室底板以下0.5m處，出于工程安全考慮，邊坡開挖降水后，浸潤(rùn)曲線從坡腳緩慢上升總體呈剖拋物線分布，最后水平趨近于豐水期水位769.90m。

4.2邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

為簡(jiǎn)化計(jì)算，本文擬采用平面滑動(dòng)法及圓弧滑動(dòng)法對(duì)該臨河面E-A段基坑邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算及評(píng)價(jià)。

（1）平面滑動(dòng)法。通過分析可知，E-A段為順向坡，外傾結(jié)構(gòu)面（巖層面75°∠28°），坡向102°，外傾結(jié)構(gòu)面傾角轉(zhuǎn)換成視傾角為25.35°，又因?yàn)閹r體類型為Ⅳ類，強(qiáng)風(fēng)化頁巖夾硅質(zhì)巖等效內(nèi)摩擦角φe小于45°+φ/2破裂角，為40°。故分別計(jì)算破裂角，為40°。故分別計(jì)算破裂角取巖層面及等效內(nèi)摩擦角參與計(jì)算，兩種情況安全系數(shù)取小值，雜填土層及卵石土作為附加荷載參與計(jì)算，同時(shí)土壓力計(jì)算時(shí)本工程按水土分算。

計(jì)算結(jié)果（見表1）。

（2）圓弧滑動(dòng)法。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（ GB50330-2013）條文說明5.2.4條規(guī)定采用簡(jiǎn)化畢肖普法（Bishop），采用理正巖土軟件按自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑面，對(duì)E-A段邊坡圓弧滑動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，將E-A段邊坡（17-17剖面）上覆雜填土層及建議擋墻部分當(dāng)作附加荷載參與計(jì)算。

4.3 E-A段深基坑邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

該段基坑邊坡為巖土混合邊坡，屬于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，由于存在外傾結(jié)構(gòu)面，巖質(zhì)部分可能會(huì)產(chǎn)生順層的滑移，同時(shí)在開挖時(shí)，邊坡在卸荷裂隙與本身節(jié)理裂隙的組合切割作用下，巖體將形成獨(dú)立的塊體，在施工爆破等作用下，邊坡可能會(huì)產(chǎn)生局部的崩塌。并且強(qiáng)風(fēng)化層及上部土層可能會(huì)產(chǎn)生圓弧狀滑動(dòng)破壞邊坡的穩(wěn)定性。坡頂已建劍江支流河堤及簡(jiǎn)易擋墻距離邊坡上口線較近，邊坡的穩(wěn)定性對(duì)其有直接的危害，且危害較大。上述原因都會(huì)對(duì)劍江支流河堤、簡(jiǎn)易擋墻及坡腳施工安全造成一定影響，必須對(duì)該段邊坡進(jìn)行支護(hù)處理。

5.邊坡支護(hù)方案建議

5.1支護(hù)方案的選擇

（1）對(duì)于E-A段基坑邊坡：坡頂臨近劍江支流河堤簡(jiǎn)易擋墻段，墻下又臨近劍江支流，由于無放坡條件，一旦失穩(wěn)不僅危及過往行人及施工人員安全，同時(shí)還會(huì)引起河水倒灌，為避免近距離降水影響該建筑地基穩(wěn)定，采用咬合樁+錨索支護(hù)，盡可能減少地基地下水流失。（2）對(duì)于其余段基坑邊坡：參考本地區(qū)深基坑支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn)，由于坡頂臨近道路或者建筑物，一旦發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，將造成嚴(yán)重的安全事故。亦建議采用咬合樁+錨索支護(hù)，盡可能減少地基地下水流失。

5.2施工降排水措施

由于本工程場(chǎng)區(qū)地勢(shì)低洼，地下水埋深較淺，自然排泄條件較差，且基坑開挖深度高于5m，屬于深基坑開挖作業(yè)，因此，必須重視降排水措施的選擇，避免造成動(dòng)水壓力急劇改變，導(dǎo)致邊坡發(fā)生坍塌等安全事故。結(jié)合本工程實(shí)際情況，計(jì)劃采用咬合樁+錨索完全止水，截?cái)嗪铀c基坑內(nèi)地下水聯(lián)系，從而避免因?yàn)槿斯そ档偷叵滤?，?dǎo)致邊坡出現(xiàn)坍塌等問題。

6.結(jié)束語

綜上所述，本工程結(jié)合貴州省某建筑工程實(shí)例，采用了平面滑動(dòng)法及圓弧滑動(dòng)法對(duì)高水位卵石深基坑邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了深入分析，并根據(jù)分析結(jié)果，制定了相對(duì)應(yīng)的支護(hù)方案，同時(shí)還針對(duì)本工程高地下水水位可能導(dǎo)致的邊坡坍塌問題，提出了有效的解決對(duì)策，確保了深基坑作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。

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