長沙某基坑邊坡工程支護設計的研究

楊波 彭文祥

【摘 要】對基坑邊坡進行支護時，由于地質以及周圍環境的復雜條件，單一支護方式已無法滿足邊坡和基坑的變形與穩定性要求。本工程依托工程實例，詳細的介紹了基坑邊坡的支護方案。采用放坡和格構梁錨索支護上部的永久性邊坡，能有效的控制邊坡的位移；采用樁錨支護體系能夠控制下部的基坑變形并能充分的利用地下空間，為今后類似工程的設計提供參考。

【關鍵詞】基坑；邊坡；格構錨索；樁錨

中圖分類號： TU753 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）21-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.083

【Abstract】When supporting the excavation slope， due to the complicated conditions of geology and the surrounding environment， the single support system cannot meet the requirements of deformation and stability of the slope and excavation. Relying on the engineering example， the supporting scheme of the excavation slope is introduced in detail. The sloping and lattice beam anchors support the upper permanent slope， which can effectively control the displacement of the slope. The pile anchor support system can control the deformation of the excavation and make full use of the underground space.Provide reference for the design of similar projects in the future.

【Key words】Excavation； Slope； The lattice beam anchors； The pile anchor

隨著城市的大規模建設，土地資源越來越稀缺，城市高層建筑用地大多數來源于開挖山體，平整場地[1]。在實際工程中，若大面積的開挖山體，將對生態環境造成毀滅性的破壞，因此，對深基坑上部坡體進行適當放坡，形成永久性邊坡的工程越來越常見。在基坑邊坡支護工程中，必須根據周圍環境條件、建筑物類型、工程地質條件、水文地質條件等情況采取科學合理的變形控制措施。[2]本文以某大型基坑邊坡工程為例，通過設計驗算，為以后類似的基坑邊坡工程設計提供參考。

1 工程概況

擬建長沙某小區項目為一高層建筑，設2層地下室。場地后方為擬建公園，現為山地，基坑底標高為60.2m，基坑頂標高70.0m，基坑深度9.80m，設計邊坡坡頂標高為82.8m，邊坡高度12.80m。擬建場地原始地貌為構造侵蝕剝蝕“紅層”碎屑巖低丘陵地貌，為開僻建筑場地，對后方山體進行切方，形成的邊坡長度約200m。該處基坑和邊坡的安全等級均為一級，基坑使用年限為基坑支護竣工后一年，邊坡使用年限為邊坡支護竣工后五十年且不低于周邊建筑物使用年限。

2 工程、水文地質條件

根據巖土工程勘察報告，場地內的巖土層分布情況如下：

（1）人工填土：主要為素填土，褐黃色，由粘性土組成。稍濕，新近堆填，未完成自重固結，密實度不均勻，結構松散。

（2）殘積土：褐紅色，泥質粉砂巖風化而成，硬塑，局部地段呈砂礫狀，含10-15%塊石，底部不均勻夾強風化塊，干強度及韌性中等，切面稍有光澤，搖振無反應。

（3）強風化泥質粉砂巖：褐紅色，原巖結構基本破壞，仍清晰可見，節理裂隙極發育，巖體極破碎，多呈碎塊狀，夾中風化巖塊，手可掰斷，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

（4）中風化泥質粉砂巖：褐紅色，節理裂隙發育，巖體較完整，多呈短柱狀，水平層理特征可見，錘擊聲啞，易敲斷，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

本場地地下水主要為賦存于人工填土及殘積土中的上層滯水，受大氣降水補給，水位因季節及場地位置而異，變化較大，水量較小，未形成穩定的自由水面。場地內地下水水質對混凝土結構和鋼筋具有微腐蝕性[3]。本文不考慮地下水作用。

3 支護方案設計

本工程基坑邊坡支護根據工程特點、巖土體性質、地形地貌劃分為2個支護區域。上部永久性邊坡采用放坡+錨索格構梁聯合噴錨支護，下部基坑采用樁錨支護。

3.1 邊坡支護設計

該處坡體為一山體，無地下管線等，邊坡高12.8m，設計基坑頂部距離用地紅線為12m，具有一定的放坡空間，故對該邊坡分兩級放坡，上部坡率為1：0.75，高度6m，下部坡率為1：0.6，高度6.8m，中間設置馬道，馬道寬度為2m；放坡后采用錨索格構梁聯合噴錨支護，上部兩排格構間距為1.5m，下部格構間距為2m，格構梁尺寸為0.3m×0.3m，C25砼澆筑；格構間設置預應力錨索，錨索傾角15°，孔徑150mm，水平間距2m，總長15m，其中自由段長度6m，錨索由3×15.2mm鋼絞線組成，設計拉力360kN，鎖定荷載240kN；面部噴射C20砼，厚度15cm，網筋為HPB300Φ6.5，間距200mm。

3.2 基坑支護設計

基坑深度9.8m，采用旋挖樁+預應力錨索支護。樁徑1.2m，間距2m，嵌固深度7m，采用C30砼澆筑；從基坑底部1.8m起每隔2m設置一排預應力錨索，參數見表2；基坑頂部設置冠梁，尺寸1.2×0.6m；面部噴射C20砼，厚度12cm，網筋為HPB300Φ6.5，間距200mm。

3.3 排水系統設計

在邊坡頂部設置截水溝，尺寸1000×1000mm；在基坑頂底修筑排水溝，尺寸300×300mm；排水溝流入集水井中，集水井尺寸1000×1000×1000mm，用Mu10灰砂磚砌筑；地下水統一匯入沉淀池，并經沉淀后方可排入市政管道。

4 穩定性驗算

4.1 邊坡穩定性驗算

根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013），采用圓弧形滑動面的邊坡穩定性計算公式進行驗算，計算得Fs=1.39>1.35，邊坡支護整體穩定性滿足要求[4]。

4.2 基坑穩定性驗算

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）基坑支護內力計算方法采用增量法，基坑外側土壓力計算采用主動土壓力，水土合算[5-6]。

整體穩定性驗算采用瑞典條分法，計算整體穩定安全系數 Ks=2.464>1.35。

抗隆起安全系數Khe=2.373>1.8。

抗傾覆安全系數Kov=2.844>=1.350，均滿足規范要求。

5 監測工程

本基坑邊坡工程監測的目的：為工程周邊的建筑、各種設施的保護提供依據，為信息化施工提供依據，為優化設計提供依據。

監測內容主要為：坡頂水平位移和垂直位移監測；地表裂縫監測；坡頂建、構筑物變形監測；錨索拉力及預應力損失值監測；土體及支護結構深層水平位移觀測（測斜）；支護結構應力監測。

監測點的布設：坑頂水平和垂直位移監測點可共用，沿坑頂每隔15m布置一個監測點，監測點距坑頂邊線約0.3m（可置于頂梁上），另在周邊建筑物上布設監測點，可埋設普通螺紋鋼，埋設完鋼筋后須灌水泥漿加固短筋根部。

變形允許值、報警值、監測周期及精度等級參考《建筑基坑工程監測技術規范》[7]。

6 結論

針對本基坑邊坡工程復雜的施工條件，采用放坡+格構梁+錨索支護上部的永久性邊坡，能有效的控制邊坡的位移，且錨索注漿能夠改良巖土體性質，作為安全儲備；采用旋挖樁+預應力錨索支護體系能較好的控制下部基坑的變形并能充分的利用地下空間。通過相關理論計算，并用理正基坑進行了設計驗算，結果與工程實際相吻合，為以后類似的基坑邊坡支護工程的設計提供技術參考。

【參考文獻】

[1]楊素春.深基坑支護技術及實例分析[J].地下空間，2001，21（5）：480-484.

[2]鄭艷華，于蕾，邵明風.某深基坑預應力樁錨與土釘聯合支護設計[J].山西建筑，2008（23）：124-125.

[3]B50021-2001，巖土工程勘察規范[S].

[4]GB50330-2013，建筑邊坡工程技術規范[S].

[5]JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[6]陳希哲.土力學地基基礎[M].北京：清華大學出版社，1998.

[7]GB50497-2015，建筑基坑工程監測技術規范[S].