浅析复杂地质条件下边坡支护方案——以龙泉市**物流中心工程为例<br/>

浅析复杂地质条件下边坡支护方案——以龙泉市**物流中心工程为例

2014-12-04许尧芳XUYaofang

价值工程 2014年35期

许尧芳XU Yao-fang

（浙江广厦建设职业技术学院，东阳 322100）

（Zhejiang Guangsha College of Applied Construction Technology，Dongyang 322100，China）

1 工程概况

龙泉市**物流中心工程，位于龙泉市，西南临松溪路，东南临广济街，东北为已建的公路段办公楼。总建筑面积14233m2，总占地面积为1303m2。地下一层，地上十二层，建筑高度54m。本工程地下室为一层，基坑近似长方形，基坑东西长72m，南北向长82.6m，开挖面积为5947.2m2，围护周长约309.2m。基坑原场地为水塘，地势低洼，绝对标高在205.4m～208.39m，起伏不定，边坡垂直高度最大处8.1m。基坑东侧边坡高差较大，多为回填土，土质较差，且靠近公路养护中心。

2 工程地质条件

基坑现场周边情况复杂，基坑原场地四周为低丘缓坡，东北侧与已建的公路段办公楼距离较近，且存在较大高差，绝对标高在211.726m～213.471m 之间，东南侧广济街的路基为回填土，距离基坑边3m 左右，有一路煤气管线经过，绝对标高在209.95m～213.3m 之间，西南的松溪路道路下埋设有大量的市政管道、通信电缆井，对本工程基坑施工所产生的影响极为敏感，极易造成各类纠纷。

2.1 场地土层

2.1.1 土层描述根据地基土成因、组成和物理力学性质不同，分为4 大层，自上而下为：①素填土：黄色，软塑，稍湿，主要由粘性土夹碎石等组成，性质不均匀，含有机质，层厚0.20～1.40m，层底标高201.20～204.70m；②粉质粘土：灰黄色，软塑-可塑，干强度中等，中等～高压缩性。含少量砂、碎石，局部颜色较深，性质变化较大，坡洪积成因，层厚0.60～3.00m，层顶埋深0.00～1.20m，层底标高201.80～204.70m；③粉砂：灰色，松散，饱和，无光泽，含粘性土10%左右，部分钻孔缺失，层厚0.50～2.60m，层顶埋深1.20～2.80m，层底标高195.20～197.30m；④花岗岩：场地位于变质花岗岩与二长花岗岩侵入接触带，岩性混杂无序，无明显的侵入接触带。

2.1.2 土层物理力学性质参数表

表1

2.1.3 地质信息场区地势开阔，周边建筑物完好，无开裂及地面塌陷等不良地质现象，场地及邻近范围未发现崩塌、滑坡、泥石流、不均匀沉降等不良地质作用。

2.2 地下水信息场址地下水主要为孔隙潜水，主要赋存于素填土、耕土、淤泥质粘土、粉质粘土、粉砂、全风化凝灰岩、全风化花岗岩中，粉质粘土含水性和透水性均较弱，为相对隔水层，粉砂含水性和透水性均较好，总体上场址的地下水不发育，水量不大。勘察期间大部分场地内积水，部分钻孔测得地下水位0.00m～4.50m。地下水主要接受大气降水补给和侧向补给，以侧向运移为主。地下水对拟建物的基坑开挖有不良影响，施工期间应加强基坑排水。

3 基坑边坡支护

边坡支护就是保证土方顺利开挖，有足够的施工空间，避免边坡位移过大，保证边坡的稳定安全，保证对周边环境及建（构）筑物的保护。基坑支护结构一般要承受土压力和水压力，起到挡土和挡水的作用。

常见的基坑支护结构型式主要分为放坡开挖、悬臂式支护结构、内撑式支护结构、拉锚式支护结构、土钉墙支护结构等。

3.1 放坡开挖放坡开挖的关键就是合理确定基坑边坡，保证开挖过程中边坡的稳定性，包括坡面的自立性和边坡整体稳定性。为了增加边坡整体稳定性，减少开挖及回填的土方量，放坡过程中，可采用简单的支护形式，在坡脚堆砌块石或装土草袋挡土，或在坡脚采用短桩隔板支护等。

3.2 土钉支护结构土钉支护是在基坑边坡中设置土钉，形成加筋重力式挡墙，起到挡土作用。土钉支护费用较低，适应性强，随挖随支，土方开挖完毕既支护完毕，工期短。土钉支护结构适用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土、卵石土等，不适用十淤泥质土及未经降水处理地下水位以下的土层。

3.3 悬臂式支护结构支护结构采用钢筋混凝土桩排桩墙、钢板桩、木板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等形式。悬臂式支护桩桩身弯矩随土压力、基坑深度、桩径以及配筋的变化而变化，悬臂式结构对开挖深度很敏感，容易产生较大的变形，对相邻建（构）筑物产生不良影响。悬臂式围护结构适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。

3.4 内撑式支护结构内撑式支护结构由支护结构体系和内撑体系两部分组成。支护结构体系采用钢筋混凝土排桩、SMW 工法、钢筋混凝土咬合桩和地下连续墙型式；内撑体系可采用水平支撑和斜支撑，当基坑平面面积很大，且开挖深度不太大时，采用单层斜支撑。

3.5 拉锚式支护结构拉锚式支护结构由支护结构体系和锚固体系两部分组成。支护结构体系采用钢筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。锚固体系分为锚杆式和地面拉锚式。基坑深度不同，锚杆式分为单层、二层和多层锚杆。地面拉锚式支护结构需要有足够的场地设置锚桩或其它锚固物。锚杆式需要地基土能提供较大的锚固力。

4 本工程基坑支护方案分析

4.1 悬臂式H 型钢+桩顶护坡分析龙泉市**物流中心工程基坑支护，方案之一为悬臂式H 型钢+桩顶护坡，结构局部挖深较大部位采用H 型钢地锚支护。

优点：对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，开挖深度在6～10m 左右时，适用在粘土、砂性土地区，地下水位较低处，穿透能力强，可穿越中间硬土层，施工挤土量小，切割、接长方便，取材较益，价格较便宜。

不利因素：一次性投入用钢量大；H 型钢易弯曲变形，护坡变形值较大；拔出H 型钢对地面破坏较大，容易引起地面沉降；承载能力、抗锤击性能一般，运输和堆放中易于造成弯折，桩截面刚度过小，锤击时桩自由度较大。

4.2 土钉墙+预应力锚杆方案之二为土钉墙+预应力锚杆。优点：施工轻便、无污染、低噪声、造价相对较省及工期短。不利因素：由于周边土体大多为回填土，土钉墙与周围土体很难形成整体受力，且周边管线较多，施工中容易损坏管线，威胁基坑安全。

4.3 综合施工方案综合考虑龙泉市**物流中心工程地质条件，基坑开挖深度，周边环境条件因素，从节约成本造价，采用最简易的综合施工方案，对地下室东面、南面、西面、北面各不同区域边坡，采取不同的支护方案，本工程基坑围护采用钻孔灌注桩排桩+松木桩+砂包综合支护形式。

靠养护中心侧边坡安全是重中之重，要确保万无一失，因此采用钻孔灌注桩排桩支护，钻孔灌注桩可承载复杂荷载，适用于深基坑边坡支护，设备构造简单，适用范围广，操作方便，特别适用于有孤石的砂砾层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，且本工程桩基为钻孔灌注桩，施工组织方便。

松木桩支护施工：本地松木较多，便于取材，造价较低，施工方便，节省人工，施工速度快。特别对于基坑底落在淤泥层上，更能够发挥松木桩的性能，达到基坑支护的效果，在深基坑支护中控制边坡位移起了重要的作用。

重力式砂包叠堆挡土墙：采用编织袋或草袋装碎石（砂砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm 厚块石基础，墙底宽由1500～2000mm，顶宽适当放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂浆保护。

5 基坑支护方案选择

5.1 基坑南侧边坡支护方案基坑南侧边坡坡度相对较浅，坡顶及边坡采用细石砼硬化，边坡下口采用砂包堆筑。具体施工方法：坡顶：因边坡上半部分属回填土，稳定性较差，为防止雨水冲刷，基坑边坡上口水平段，采用80mm 厚C25 细石砼随捣随抹。施工时，先把表层回填土整平夯实，按剖面图尺寸进行施工；边坡采用80mm 厚C25 细石砼随捣随抹；边坡下口第一排砂包必须挖至强风化岩层；边坡宽度为1.4m，砂包高度1.50m，边坡施工时，边修土边叠砂包，确保边坡稳定。

5.2 基坑西侧边坡支护方案边坡垂直高度较大，采取中间增加操作平台二级放坡方案。两级边坡均采用砂包做法。一级边坡：地下室地面以上1.60m 以内，采用砂包砌筑。施工时人防地下室地面以上1.6m 以内，采用砂包堆叠；落脚砂包宽度1.40m，砂包埋深1.6m，且必须为原土，确保边坡稳固。由外而内具体做法：人工袋装、堆叠砂包厚度为0.9m；护坡背面增设800 厚碎石反滤层；素填土分层夯实。

5.3 基坑东侧边坡边坡支护方案基坑东侧边坡高差较大，土质较差，多为回填土，且靠近公路养护中心，拟分段采用两种支护方式对边坡进行支护，确保基坑及周边建筑物的安全；以公路养护中心轴线为基准向南北各外扩5m，总计25m 的边坡段上采用设置混凝土灌注加圈梁压顶的结构确保此段边坡安全；其余两侧采用叠砂包加打入松木桩的方式进行支护，外露的边坡土均采用80 厚细石混凝土浇筑。

5.4 基坑北侧边坡支护方案基坑北侧边坡东西两侧高差较大，基本是沿着现有的市政道路东高西底，边坡垂直高度最大处8.1m，边坡为回填土土质，因有放坡面空间，边坡夹角控制在40°以内，采用临时性简单的边坡支护施工方案。具体施工方法：坡顶：为防止地表水渗透，基坑边坡及上口水平段宽3.20m，采用80mm 厚C25 细石砼随捣随抹；边坡：边坡夹角控制在40°以内，采用80mm 厚C25 细石砼随捣随抹；边坡下口：第一排砂包必须挖至强风化岩层；边坡下口采用砂包堆筑，宽度为1.4m，埋深不小于1.5m；边坡上下均采取明沟排水，采用80mm 厚C25细石砼随捣随抹。