深基坑順向巖層高邊坡的支護施工

馬軍鋒

（新疆路橋建設集團有限公司，新疆 喀什844000）

1 工程簡介

某建筑工程總占地面積為15 879.2m2，地形西邊高東邊低，東西的高度差在8m左右，根據地形的實際情況，地面上部樓層建設層數為25 層，地下室為四層，地板設計高程為-17.635，如圖1所示。在建筑的南邊、北邊和西邊為道路，開挖邊坡后，和道路上管網的距離為3～4m，邊坡頂線和住宅樓的距離為11～27.12m，與煤氣管網和高壓線的距離比較近，根據我國的相關標準規定，基坑邊坡的安全等級為一級。

圖1 地形剖面圖（單位：m）

2 邊坡的地質條件和特點

2.1 邊坡的基本特征

根據施工場地的具體情況，邊坡的西側和南側主要是巖質邊坡，分別向反向和切向發育，邊坡高度為8.9～19m，邊坡長度為93m，邊坡北側厚度為5.1m，主要由有機質土和雜填土構成，邊坡的中部為紅黏土，厚度為2.3～2.9m，下部分為切向巖質邊坡，坡體的長度為93.1m。東側基坑邊坡的高度為18～22m，長度為119m，共分成了兩段，為此工程開挖比較高的一段邊坡，其中北側為紅黏土和雜填土構成，土層的厚度為2.1～17.0m，基巖方向為順向，傾斜角度為18°～23°，由中層厚度的泥灰巖、泥質白云巖和白云巖構成，在地形的限制下，坡頂建設有附近的鍋爐房和變壓器，南段有垂直開挖段，開挖距離為30m。開挖邊線和建筑的距離為0.45m左右。

2.2 邊坡的地質條件

在基坑范圍中的覆土層主要由紅黏土、雜填土構成，部分區域有厚度為0.81～7.8m 的有機質土，雜填土的結構比較松散。紅黏土呈可塑和硬塑兩種狀態。靠近巖石頂層為軟塑狀土質，為裂隙發育，厚度為0～8.7m，部分區域的厚度為9.88m，下伏基巖為三疊系中統關嶺組一段（T2g1），薄～中厚層白云巖及白云質灰巖、泥質白云巖、泥質灰巖夾泥巖，巖石軟硬相間，節理裂隙發育破碎，巖層總體呈單斜產出。

3 基坑邊坡支護施工

3.1 基坑邊坡支護設計的基本思路

在基坑邊坡支護方案設計的過程中，邊坡的巖土物理學指標是主要的考慮因素，對支護費用和支護安全都有較大的影響。在設計的過程中，要按照以下幾個步驟進行：

（1）確定巖土邊坡的方案；

（2）確定具體的物理力學指標；

（3）設計出具體的基坑四周分段支護方案。

通過對具體的勘察資料進行分析，發現強風化層、泥化夾層、破碎巖體層是巖質邊坡軟弱結構面的主要組成類型，在此工程中，工程巖質邊坡軟弱夾層主要由巖層內泥質灰巖、軟塑土層和泥化夾層構成。根據以往的施工經驗和勘察結果，將計算參數定為：黏聚力C=51kPa，綜合土層內摩擦角ρ=19°，重度r=19kN/m3。綜合層間軟弱夾層內摩擦角ρ=21°，黏聚力C=20kPa，重度r=25kN/m3。

3.2 支護方案的制訂

由于此基坑的支護屬于臨時性支護，根據相關的規定標準，支護的使用時間為兩年左右，通過對基坑周圍的環境情況以及基坑的地質情況，使用以下措施對邊坡進行治理。

（1）進行錨桿掛鋼筋網噴射混凝土，因為基巖裂隙發育，巖體被切割成了碎塊，所以對土層邊坡和基坑各側巖層邊坡使用非預應力錨桿進行支護。

（2）錨索解耦股的支擋。使用預應力錨索格構體系對基巖順向發育的東側邊坡進行支擋，要求豎向格柵進入基巖的深度在0.52m以上。

（3）在坡面設置泄水孔。

3.3 東側邊坡支護的設計方案

在此工程中，東側基坑的危險程度最高，受南段地形的影響，東側基坑的開挖近似于垂直開挖。根據實際情況，設計使用4～6束錨索，豎向設置錨索4～5排，錨索之間的距離為4m，使用格柵對錨索進行鏈接，垂直開挖段的上部要設計錨索墻，錨固段錨索的長度為8.1～10m，自由段錨索的長度為4.9m，錨索孔的傾斜角為20°，鉆孔直徑為110mm，使用M35 水泥砂漿在孔內進行灌注。所用預應力鋼絞線截面積為15.3mm2，經檢驗鋼絞線極限抗拉強度為1 860MPa，錨索墻均為C25 鋼筋混凝土。使用錨桿噴射混凝土的方法對基坑四周的土層進行支護，支護錨桿的長度為5.1～12m，考慮到下部巖層節里比較發育，使用長度為2.5～4.9m 的錨桿進行支護，使用C20 混凝土進行噴射施工，噴射厚度為79mm，錨桿方格之間的距離為1.6m，成孔直徑大小為65mm，使用M20水泥砂漿在孔中進行灌注。

4 邊坡的支護施工

4.1 巖層高邊坡的支護施工

在此工程邊坡治理施工的過程中，使用逆作法進行施工，按照分層、分段的方法對跳槽進行開挖，在施工的過程中，首先將施工面開挖出來，使用錨索進行成孔，對孔內進行灌漿，然后將錨索放入，使用混凝土進行噴射，最后張拉錨索。

在進行錨索施工的過程中，灌漿是非常重要的一個環節，需要從孔底一次性灌入，注漿的壓力控制為0.45MPa，使用循環注漿的方法進行注漿施工，以此來保證漿液可以將所有的裂隙都填滿。

對錨索進行兩次四級張拉，等到臺座和孔內砂漿的強度為設計強度的75%后，首次進行張拉，張拉力為276kN，在臺座的強度為設計強度的90%時，進行第二次張拉，直到張拉到設計要求后停止張拉。當基坑施工到設計的開挖高度后，為了查看是否存在松弛的情況，要進行補張拉施工。避免出現超張拉的情況。

4.2 對治理過程進行監測

在進行邊坡治理的過程中，要使用變形觀測的方法對施工進行監測，在危險度比較高的北側東段邊側和東側邊坡一共設計了14 個觀測點，其中有10 個點設計在東側邊坡的頂部，在對支護施工和開挖施工不造成影響的基礎上，對觀測點進行等距離布置。經過觀測發現，五號點出現了比較嚴重的位移，累計位移量為22mm以上，對其位移原因進行分析發現，五號點的土層為基坑厚度最后的位置，土層主要由紅黏土構成，且上部的紅黏土比較硬，下部的混凝土比較軟，在對軟塑黏土和可塑黏土進行開挖的過程中，如果支護措施沒有完成，就會有變形的情況出現，在基巖內地下水比較多或者基坑周圍的管道出現漏水時，土層很容易出現變形，所以，在開挖施工的過程中，要對開挖的寬度和深度進行嚴格控制。通過對基坑的變形量進行觀察，水平位移方向和邊坡頂部邊緣觀測點的位移在規定的范圍內。在進行開挖施工的過程中，個別變形觀測值有變小回縮的情況，這主要是因為在開挖施工后立即進行了預應力張拉施工，降低了邊坡的變形導致的。

5 結語

綜上所述，本工程在地下水位比較高，順向薄巖石泥質夾層等不良地質的施工條件下，嚴格按照相關的施工標準和邊坡支護設計標準進行邊坡支護施工，對施工的質量進行了嚴格的控制和管理，設計意圖完全貫穿到了施工中。在實際的施工過程中，未出現施工安全事故和質量事故，工程經濟效益良好。目前，此項目的基坑已經回填結束，說明此巖層高邊坡的施工質量和設計均符合施工的基本要求，施工效果良好，值得同類工程借鑒。

[1] JGJ 120—1999，建筑基坑支護技術規程[S].

[2] GB 50319—2000，建設工程監理規范[S].

[3] GB 50086—2001，錨桿噴射混凝土支護技術規范[S].

[4] GB 50330—2002，建筑邊坡工程技術規范[S].