邊坡對建筑單體樁基礎施工過程的影響與分析

張國印, 包洪余, 來武清, 許 松(中機中聯工程有限公司，重慶 400039)

邊坡對建筑單體樁基礎施工過程的影響與分析

張國印, 包洪余, 來武清, 許 松
(中機中聯工程有限公司，重慶 400039)

由于原有地勢高差、施工開挖放坡及平場后周邊市政道路標高關系等影響，山區建筑施工現場容易出現深基坑邊坡或高環境邊坡，邊坡支護的穩定性關系到建筑單體基礎施工的安全。采取合理施工措施及施工順序對于保證建筑單體基礎施工的安全、經濟顯得尤為重要。文章以山區某一高層住宅小區為例，介紹了項目施工過程中存在的深基坑邊坡和高環境邊坡及其破壞模式，對于建筑塔樓基礎施工的安全隱患進行了分析，并提出了幾點施工建議，供同類工程進行設計參考。

邊坡；穩定性；安全隱患

1 工程概況

本工程位于重慶市內，一期由3棟高層住宅(33層剪力墻結構，總高度為99 m)、1棟SOHO公寓(30層剪力墻結構，總高度為112.2 m)、1棟LOFT公寓(20層剪力墻結構，總高度為106 m)及一個大型商業車庫(地上3層、地下3層或2層框架結構)，面積約22×104m2，5棟高層建筑分布于地下車庫內部或周邊(圖1)。整個一期項目為大底盤多塔樓結構形式，嵌固端為車庫負一層樓板，負一層以上各單體塔樓通過結構縫與車庫脫開。

圖1 小區整體布局

項目的東側為本項目二期用地，西側為其他業主待建的項目用地，北側為斜坡綠化帶，東南側為市政道路(道路外側為后期擬建停車場)，西南側為市政支路(道路外側為同步建設的社會停車場)。根據場地實際標高及建筑總圖標高，擬建建筑物基坑平場將在基坑四周形成最深約29 m的土質基坑邊坡以及建筑施工完成后場地周邊(主要是西側和北側)形成最高約17.5 m的環境邊坡。基坑邊坡和環境邊坡的穩定性關系到塔樓、車庫施工過程的安全。

2 邊坡破壞模式及支擋措施

本項目邊坡分為基坑邊坡和環境邊坡兩種形式：基坑邊坡劃分編號為A-B、B-C-D-E、E-F、F-G-K、K-L-A，具體分段詳見圖2；環境邊坡劃分編號為H1-H2、H2-H3。各段邊坡破壞模式及支擋說明如下：

圖2 邊坡分段示意

2.1 基坑邊坡

A-B段基坑邊坡(場地西側)：長52.9 m，高度2～11 m，該區段為高填方區，巖土混合邊坡。沿巖層產狀內傾，土層不會沿巖層滑動，上部土體可能沿其內部發生圓弧滑動，下部巖層沿裂隙1外傾。采用分級放坡處理，土層坡面(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于填土內摩擦角(30°)，巖層面(坡率1∶0.45，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于裂隙1傾角(85°)。

B-C-D-E段基坑邊坡(場地北側)：長260 m，高度1～10.5 m，該區域回填土較深，土質邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。采用分級放坡處理，土層坡面(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于填土內摩擦角(30°)。

E-F段基坑邊坡(場地東側)：長72 m，高度5～12.2 m，土質邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。采用分級放坡處理，土層坡面(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于填土內摩擦角(30°)。

F-G-K段基坑邊坡(場地東南側)：長178 m，高度14.5～29.1 m，土質邊坡、巖土混合邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。采用分級放坡處理，土層坡面(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于填土內摩擦角(30°)。基坑放坡結合道路平場進行，基坑坡頂標高為道路標高。

K-L-A段基坑邊坡(場地西南側)：長180 m，高度16.4～19.8 m，土質邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。本項目西南側基坑邊坡可結合社會停車場基坑邊坡處理，兩側向道路中間放坡，兩側的主體均形成后再回填形成道路地坪。坡面(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)緩于填土內摩擦角(30°)。

基坑邊坡支擋示意見圖3。

圖3 基坑邊坡支擋示意

2.2 環境邊坡

H1-H2段環境邊坡(西側)：長126 m，高度3～16 m，填方土質邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。采用放坡(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)+重力式、扶壁式擋墻支擋方式。

H2-H3段環境邊坡(北側)：長201 m，高度4～17 m，填方土質邊坡。破壞模式為土體沿其內部發生圓弧滑動。采用衡重式擋墻、放坡(坡率1∶1.75，坡面噴射混凝土進行封閉處理)+扶壁式擋墻支擋方式。

環境邊坡支擋示意見圖4。

圖4 環境邊坡支擋示意

3 基礎施工安全隱患及施工建議

本項目原有場地標高、設計地坪標高及周邊道路標高高差較大，形成了較多的高邊坡。部分樓棟設計最低地坪標高與原有場地實際標高相差較多(設計地坪高于原有場地最高達15 m)，綜合考慮填挖土方量的經濟成本，樁基礎直接在原有地坪標高施工，后續存在上部接樁情況。考慮工期因素，主體施工到一定樓層再進行樁基礎之間的土體回填，造成了樁基礎外露時間過長。樁基礎外露及上部塔樓施工均對原設計樁基礎產生不利影響，在水平力及上部壓力、彎矩作用下，容易造成樁身壓屈及側向失穩破壞。樁間土體回填不密實容易造成土體沉降，繼而出現較大的負摩阻力，對樁身造成不利影響。

擬建場地部分區域臨時土質基坑邊坡高度過大且為新近回填土，考慮場地因素，邊坡坡底距離建筑物較近僅1 m左右(保證預留出排水溝寬度)。新近填土的沉降固結還未完全結束，邊坡坡體監測或坡體截排水設施保護邊坡的完好性對塔樓基礎施工過程的安全影響較大。部分邊坡施工完畢與塔樓基礎之間需要進行土體回填，部分樓棟施工過程中采取直接回填土體而未對坡面做任何鑿打處理，從而容易造成新填土體下滑對樁基礎產生沖擊。

建筑物內部設計地坪標高存在高差，造成了部分樁基礎位于高差分界斜坡上，由于樁基礎施工需要平臺操作空間，原有混凝土坡面鑿打平臺不做任何處理而進行基礎施工，在雨季施工階段容易產生積水深入坡內土體中造成土體滑移破壞。

針對上述幾種施工安全隱患，邊坡及建筑基礎施工階段需要進行監測，尤其是邊坡監測。可以采取以下幾種措施進行處理：

(1)針對外露樁時間過長問題，應當提高原有設計樁身的配筋率，常規大直徑樁身配筋率0.2 %，建議提高到0.5 %～0.8 %及加大樁鋼筋直徑(表1)，同時考慮負摩阻影響加強樁設計。樁基礎施工完工后立即進行土體分層回填夯實，然后再進行上部主體結構施工(土體密實度不夠容易產生沉降，在樁頂與建筑地坪之間形成長細比較小的短柱受力性能，改變了原設計嵌巖或者端承樁的受力性能)。

表1 樁設計配筋

(2)邊坡施工過程嚴格做好截排水措施及坡面封閉處理，尤其是新近填土(回填時間3 a內)的高土質邊坡，土體沉降固結還未完成，應避免造成雨季施工時出現邊坡滲水從而造成土體整體滑移破壞。采用動態設計法，施工、監測同時進行，做好邊坡的變形監測記錄，發現出現異常情況及時停工查找問題分析并處理。

(3)臨時邊坡設計年限一般為2 a，施工前應該做好各方交底，針對工期、銷售等因素影響放置時間過久的邊坡，可以提高邊坡設計年限和設計等級來加強邊坡設計。

(4)針對邊坡周邊的建筑物，結構設計計算時應當考慮部分土推力的影響，加強下部樓層的豎向構件及水平構件的設計。

(5)相鄰建筑物之間存在高差情況，應當合理安排施工順序。有環境邊坡設計時，臨時基坑邊坡、建筑物基礎、環境邊坡結合進行施工。

(6)對于基礎施工后回填基礎與邊坡之間的土體時，應當選擇分層壓實回填，同時對原有邊坡混凝土坡面進行鑿打處理，增加新舊土體之間的摩阻力(圖5)。

(7)永久環境邊坡坡頂不應進行大面積超堆載，避免造成邊坡土體失穩從而造成周邊建筑物樁基出現大面積滑移，從而造成結構主體破壞。

(8)受場地影響邊坡坡率僅達到1.2 %～1.5 %,無法滿足設計要求時，應當對土體進行加固后才能進行放坡處理。

圖5 臨時邊坡鑿打示意

4 結論

擬建場地原有標高、建筑設計標高及周圍道路標高存在較大的高差時，需要進行邊坡專項設計。建筑物基礎及主體施工時應當結合基坑邊坡、環境邊坡圖紙進行。施工過程中應嚴格按照設計圖紙及規范要求施工，同時編排合理的施工措施，保證建筑基礎及主體施工過程中的安全，避免施工不當帶來安全隱患。

[1] GB 50007-2011 建筑地基基礎設計規范[S].

[2] GB 50330-2013 建筑邊坡工程技術規范[S].

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[4] JGJ 120-2012 建筑基坑支護技術規程[S].

[5] 吳開輝.基坑邊坡失穩對臨近樁基的影響分析[J].福建建設科技，2015(1)：1-4.

[6] 向國濤.基坑周邊樁基礎施工技術措施[J].科學時代，2014(21)：108-109.

[7] 張國印，曹繼苓，曾微.山區高層建筑施工中樁基礎外露問題的探討分析[J].施工技術，2013(8)：86-87.

張國印(1982～)，男，高級工程師，研究方向為建筑結構設計及邊坡工程設計。

TU94+2

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[定稿日期]2016-06-30