某建筑物基坑邊坡穩定性評價與支護方案

申 明（1.貴州大學礦業學院， 貴州貴陽 550003；2.貴陽建筑勘察設計有限公司， 貴州貴陽 550001）

某建筑物基坑邊坡穩定性評價與支護方案

申 明1，2
（1.貴州大學礦業學院， 貴州貴陽 550003；2.貴陽建筑勘察設計有限公司， 貴州貴陽 550001）

建筑物基坑邊坡穩定性分析與評價是基坑邊坡治理及其支護方案設計的重要依據。某建筑物基坑屬深基坑，其基坑邊坡為巖土質混合型邊坡。根據勘探資料和工程實例，選取巖土的物理力學參數，對基坑邊坡穩定性進行了分析與評價，并提出將北側地勢較高邊坡削平至周邊場地后再進行支護等措施，減少支護高度約4.5m，極大的降低了支護壓力，節約了支護費用及工期，取得了較好工程效果。

建筑基坑；邊坡穩定性；穩定性評價；支護方案

1 工程概況

貴州省貴陽市延安西路66號商辦樓是一項集辦公、商業及住宅為一體的綜合工程。該項目單體平面組合比較復雜、高度差別懸殊、地下室面積較大，包括40層的綜合樓、24層的辦公式公寓、4～8層的商場裙房及32層的住宅等單體，共用4層地下室。綜合樓標準層層高為3.9m，總高度約179m，平面尺寸為（31～39.3）m×（50～54）m，最大高寬比約5.5，核心筒尺寸為（13～16）m×（29～30.5）m，最大高寬比約14.5，采用框架－核心筒結構，為B級高度的鋼筋混凝土高層建筑。

擬建物設地上40層地下4層，設計±0.00高程1074.10m，原始地面標高約1073.00～1078.50 m，地下室底板標高1053.70m，將形成高度18.90～25.41m的巖土質混合基坑邊坡，屬深基坑，基坑側壁重要性等級為一級。其中，西側巖質邊坡為順向坡，北側、南側邊坡為切向坡，東側邊坡為反向坡。基坑北距延安西路約15.00m，南距原交通廳宿舍樓（磚混結構，條型基礎，基礎埋深1m）約6.0m，西與利美康醫院（磚混結構，條型基礎，基礎埋深1m）最近處相距約8.0m。開挖后形成的高邊坡穩定性必然形成對鄰近道路、建筑物安全的直接影響。對基坑邊坡穩定性評價是很有必要的，穩定性系數較小的塊段必須進行專門的基坑邊坡支護設計，并進行基坑支護，確保周邊建筑物的安全。

2 基坑邊坡巖土構成

2.1 基坑邊坡巖土特征及分布情況

根據鉆孔勘察資料，各側基坑邊坡巖土構成自上而下分別為雜填土和基巖。

（1）北側邊坡。坡頂標高1076.93～1077.62 m，坡高22.83～23.52m，全長108m。雜填土0.00～2.00m，紅粘土7.40～18.40m，覆土平均厚度14.00m。該段邊坡以土為主，為巖土混合型邊坡，其中巖石部分為切向坡，無外傾結構面，距延安西路約15.00m，坡頂比延安西路高約4.5m，距坡頂5.5m處的鄰街門面房需保留，高4.7m，無放坡距離。邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類型為Ⅳ類，如圖1所示。

（2）西側邊坡。坡頂標高1076.94～1079.01 m，坡高22.84～24.91m，全長70m。雜填土0.00～3.60m，紅粘土7.40～18.20m，覆土平均厚度16.00m。該段邊坡以土為主，為巖土混合型邊坡，其中巖石部分為順向坡，且局部強風化基巖厚度大，有外傾結構面，距延利美康醫院約8.00m，中間為3.00m的通道，距坡頂5.00m，坡頂比中間的通道高約4.5m，無放坡距離。邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類型為Ⅳ類，如圖2所示。

（3）南側邊坡。坡頂標高1077.60m，坡高23.50m，全長118m。雜填土0.00～0.50m，紅粘土7.40～18.20m，覆土平均厚度12.00m。該段邊坡以土為主，為巖土混合型邊坡，其中巖石部分為切向坡，且局部強風化基巖厚度大，無外傾結構面，距交通廳宿舍約6.00m，無放坡距離。邊坡安全等級為一級，邊坡巖體類型為Ⅳ類，如圖3所示。

2.2 巖土物理力學參數

根據現場鉆探統計和分析計算，結合本地區建筑工程實例，綜合分析得到場地基坑邊坡穩定性分析及設計計算的各巖土層的有關參數指標，見表1。

圖1 北側工程剖面

圖2 西側工程剖面

圖3 南側工程剖面

表1 巖土物理力學參數

3 基坑穩定性分析與評價

3.1 基坑穩定性分析

基坑邊坡為巖土質混合邊坡，坡體主要以雜填土層、紅粘土層及強風化、中風化白云巖等組成，其中土層厚12.0～16.0m，如前所述，基坑開挖后，將在四周形成18.9～25.41m的基坑邊坡，其中，西側基坑邊坡高度最大，約25.41m，又是順向坡，且無放坡條件，只能陡坡開挖。另一方基坑開挖后將形成集水井效應，地表水的下瀉及地下水的擾動均會導致基坑邊坡土體的力學指標大大下降，若再考慮基礎施工對邊坡體的擾動，坡頂建筑材料堆載等因素的綜合影響，基坑邊坡不支護必定會失穩，因此必須采取支護工程措施，方能確保基坑開挖、基礎施工和相鄰建筑物、城市主干道、管網的安全。

3.2 基坑穩定性評價

為評價基坑邊坡的穩定性，實測了6條橫向基坑的地質剖面和30條縱向基坑的地質剖面，并根據該地段基坑邊線上的鉆探孔，繪制了36條地質剖面圖，并選擇3條具代表性的地質剖面進行穩定性驗算和側壓力計算，其中各巖土指標取值見表1，基坑側壁重要性系數γ0＝1.1，邊坡穩定安全系數取1.35。工程地質剖面穩定性分析計算結果如表2所示。

表2 工程地質剖面穩定性分析計算

根據工程地質剖面穩定性分析計算結果對各側邊坡的穩定性進行評價，具體見表3。

表3 各側基坑邊坡穩定性評價

按平面滑動法公式，選擇第2條剖面進行側壓力計算，計算公式如下：

式中：G——下滑結構面以上巖土自重；

α——外傾結構面傾角，α＝68°；

φ——外傾結構面上的等效內摩擦角，φ＝49°；

K——下滑安全系數，一級邊坡取1.25。

第2條工程剖面側壓力驗算為Ea＝396.82 kN。

4 支護方案設計

基坑南側屬臨時性支護工程，北、西為永久性支護工程，基坑側壁重要性系數γ0＝1.1。根據場地基坑邊坡巖土結構、基坑高度、與周邊建筑物相對位置關系，基坑支護措施如下。

（1）由于場地西、北側較周邊地勢高，因此可以將場地標高削平至周邊場地（約1073.00m高度）后再進行支護，就可少支護約4.5m的高度，將極大地降低支護壓力，節約支護費用及工期。

（2）南側邊坡無放坡距離，可采用排樁間設置混凝土擋板＋預應力錨固系統的復合支護方案。

（3）西側邊坡為順向坡，緊臨利美康的建筑物，無放坡距離，可采用排樁＋預應力錨固系統，排樁間設置混凝土擋板的復合支護方案。

（4）北側邊坡緊臨延安西路沿街門面，無放坡距離，可采用排樁＋預應力錨固系統，排樁間設置混凝土擋板的復合支護方案。

除采取必要的支護措施外，還要做好基坑邊坡的動態監測工作，當建筑基坑與臨近建筑物位置關系有較大變化時，需做穩定性分析與驗算，必要時需重新勘察。

［1］周寧江.工程深基坑邊坡支護失穩的分析［J］.施工技術，2011（2）：126－127.

［2］孫喜民.預應力錨桿邊坡支護技術在深基坑中的應用［J］.城市道橋與防洪，2010（10）：42－46.

［3］蘆清建.北京某深基坑邊坡變形過大原因分析［J］.巖土工程技術，2010（5）：264－266.

［4］DB22／46－2004.貴州建筑巖土工程勘察技術規范［S］.

2011－11－26）

申 明（1976－），男，工程師，在職工程碩士，研究方向為巖土工程。