基坑與邊坡聯合支護設計

趙云濤

摘要 ：基坑與邊坡聯合支護是建筑工程施工中的一項重要工程。本文闡述具體施工過程中常見的幾種基坑與邊坡聯合支護的設計方法，介紹基坑與邊坡聯合支護工程的施工程序，最后通過一個工程實例展示具體設計方法在實際當中的應用。？

關鍵詞 ：基坑與邊坡 聯合支護 設計方法 施工程序

前言

改革開放以來，隨著經濟的不斷向前發展，我國城市建設取得了舉世矚目的成就。城市的快速發使得對建設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，這就意味著建設中的山地工程的數目在增多。在建設高層或超高層建筑時，需要設計巨大的基坑，而很大一部分的建筑又避不開山地斜坡等地形，這就導致了在基坑支護設計時必須同時考慮邊坡的支護?；又ёo多為臨時性的支護，使用年限不長；邊坡支護則大多要求為永久支護，使用年限要長于被保護建筑物或構筑物的使用年限。下文沒有特別說明，基坑都為臨時支護的機構形式，而邊坡都是永久支護的結構形式。

1. 基坑與邊坡聯合支護的設計方法

在實際施工方案設計中，基坑支護的設計方法有如下幾種：水泥土墻、土釘墻、坡率法、排樁加錨桿法以及地下連續墻加內支撐法等；而邊坡支護的設計方法有：擋墻法、巖石錨噴法以及坡率法等?；又ёo設計和邊坡支護設計，都遵從著相同的設計準則，即按照極限承載力和極限使用狀態等極限狀態來考慮具體設計方案。兩者的區別在于使用年限對結構耐久性的要求不同。在實際施工建設過程中，當需要對基坑和邊坡進行聯合支護設計時，應充分考慮各自設計結構的特點，設計出一種符合工程建設需要的聯合支護結構。常見的設計方法如下：

（1）當邊坡和基坑處于同一個支護體系時，基坑的支護要求必須優先得到滿足，然后使邊坡滿足其自身的支護要求，在基坑回填后必須保證邊坡具備足夠的穩定性。

（2）當基坑已經開始施工，位置離邊坡還有一定距離，且基坑和邊坡處在不同的支護體系中時，具體設計方法是對先依據到邊坡的距離和附加荷載的大小對基坑進行設計，然后再按照邊坡的支護要求設計邊坡的支護形式。

（3）當邊坡先開始施工，位置距離基坑較遠，且基坑和邊坡也不處于同一個支護體系時，首先要依據邊坡支護要求設計邊坡，然后依據基坑距離和邊坡的遠近設計基坑的支護形式。

以上三種方法可以歸納為兩種設計模式：一、同一支護體系內的基坑邊坡聯合設計，以基坑穩定為優先考慮因素。二、不同體系內的基坑邊坡聯合設計，針對基坑與邊坡的實際施工順序，具體情況具體分析。無論何種模式最終目的都是為了實現基坑與邊坡的穩定，保證工程施工的正常進行。

2. 基坑與邊坡支護的施工程序

基坑與邊坡聯合支護在實際施工過程中，要考慮到多方面的因素，必須滿足施工規范，在保障建筑物及邊坡安全的前提下，盡量節約施工成本。對于一些特殊的情況，還必須調整設計方案，滿足實際的工程情況，保證實際工程施工順利安全的進行。以下以深基坑邊坡支護施工為例，敘述具體的施工流程。

（1）施工前期準備。做好施工場所的勘察工作，明確地質條件，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形式，確定場地內各個支護段的分界線。

（2）進入到具體施工階段。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，必須立即進行噴錨施工，支護與開挖必須同時進行，基坑壁面要有保護措施，壁面長時間的日曬雨淋，影響基坑邊坡安全。

（4）當錨桿的水泥漿達到預定強度以后，才能對基坑做下一部分的開挖工作。遵守支護好一層，才繼續開挖下一層的原則，保障邊坡的穩定性是基坑進一步開挖的首要前提。

（5）對基坑進行監測，觀察邊坡的穩定情況，觀察基坑的位移量、沉降量，出現異常變化時，及時采取應對措施。

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12棟，將其編號為T1---T12，其中T1到T11是層數為27的高層建筑，建筑結構為框架剪力墻結構，T12是層數為3的多層建筑，采用的是框架結構。擬建場地的外側設置了一條寬度為六米的消防通道，小區道路在場地內部詳細規劃。

建筑基坑支護工程的支護范圍：一、永久性支護形式，T3---T10的邊坡都要求做永久性支護；二、臨時性支護，T1---T2和T11---T12的建筑基坑要求做臨時性支護即可。本擬建工程的安全等級是一到三級，一級為永久性基坑支護工程，二級指的是支護高度超過十米的臨時性支護基坑，當臨時性支護基坑的支護高度小于十米時，安全等級就為三級。

3.2 詳解具體的基坑邊坡支護

（1）永久性基坑支護；擬建場地內的建筑T3---T6的外基坑周圍的大部分為中風化和散風化的花崗片麻巖，基坑的支護高度在17.65米到21.65米之間，支護長度為348.0米左右?；拥闹ёo結構為垂直形式，基坑分為二到三級支護，每一級支護平臺寬度為一米，級與級間的高度差為八到十米左右。支護設計形式為錨桿加噴面，非預應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化和散風化花崗片麻巖，基坑支護高度為0---19，5米這一區間內，支護長度是476.7米左右，基坑支護結構為垂直形式，基坑上部采用錨桿加混凝土噴面支護，下部采用人工挖孔樁加錨索支護。

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

（3）基坑與邊坡的聯合設計

根據相關計算方法計算出基坑整體穩定安全系數、抗傾覆最小安全系數等參數，待回填基坑以后，再進一步計算邊坡穩定的相關參數。綜合基坑和邊坡的全部參數，計算出保持基坑與整體穩定性所需錨索的拉力。對于支護樁的配筋，應全面考慮基坑的穩定參數和邊坡穩定的參數。此外，為了強化邊坡的穩定性能，可以考慮對樁間土層進行加固?；优c邊坡聯合設計是一項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定，支護樁的直徑要求也可以降低。一旦綜合考慮基坑和邊坡聯合設計，由于邊坡的存在會產生極大下滑力，相應基坑所要采取的支護措施就要加強。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定性。

4. 結語

基坑與邊坡聯合支護設計是建設項目巖土工程中的一個重要組成部分，設計過程中既要考慮基坑的穩定性，也要滿足邊坡的支護要求，通過優化方案設計，合理利用空間，達到基坑與邊坡聯合設計的目的。聯合設計所要面臨的問題比較多，實際操作中要結合多方面的因素，設計出最佳的設計方案以滿足工程要求。

參考文獻：

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