某建筑物基坑边坡稳定性评价与支护方案

申 明（1.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003；2.贵阳建筑勘察设计有限公司， 贵州贵阳 550001）

某建筑物基坑边坡稳定性评价与支护方案

申 明1，2
（1.贵州大学矿业学院， 贵州贵阳 550003；2.贵阳建筑勘察设计有限公司， 贵州贵阳 550001）

建筑物基坑边坡稳定性分析与评价是基坑边坡治理及其支护方案设计的重要依据。某建筑物基坑属深基坑，其基坑边坡为岩土质混合型边坡。根据勘探资料和工程实例，选取岩土的物理力学参数，对基坑边坡稳定性进行了分析与评价，并提出将北侧地势较高边坡削平至周边场地后再进行支护等措施，减少支护高度约4.5m，极大的降低了支护压力，节约了支护费用及工期，取得了较好工程效果。

建筑基坑；边坡稳定性；稳定性评价；支护方案

1 工程概况

贵州省贵阳市延安西路66号商办楼是一项集办公、商业及住宅为一体的综合工程。该项目单体平面组合比较复杂、高度差别悬殊、地下室面积较大，包括40层的综合楼、24层的办公式公寓、4～8层的商场裙房及32层的住宅等单体，共用4层地下室。综合楼标准层层高为3.9m，总高度约179m，平面尺寸为（31～39.3）m×（50～54）m，最大高宽比约5.5，核心筒尺寸为（13～16）m×（29～30.5）m，最大高宽比约14.5，采用框架－核心筒结构，为B级高度的钢筋混凝土高层建筑。

拟建物设地上40层地下4层，设计±0.00高程1074.10m，原始地面标高约1073.00～1078.50 m，地下室底板标高1053.70m，将形成高度18.90～25.41m的岩土质混合基坑边坡，属深基坑，基坑侧壁重要性等级为一级。其中，西侧岩质边坡为顺向坡，北侧、南侧边坡为切向坡，东侧边坡为反向坡。基坑北距延安西路约15.00m，南距原交通厅宿舍楼（砖混结构，条型基础，基础埋深1m）约6.0m，西与利美康医院（砖混结构，条型基础，基础埋深1m）最近处相距约8.0m。开挖后形成的高边坡稳定性必然形成对邻近道路、建筑物安全的直接影响。对基坑边坡稳定性评价是很有必要的，稳定性系数较小的块段必须进行专门的基坑边坡支护设计，并进行基坑支护，确保周边建筑物的安全。

2 基坑边坡岩土构成

2.1 基坑边坡岩土特征及分布情况

根据钻孔勘察资料，各侧基坑边坡岩土构成自上而下分别为杂填土和基岩。

（1）北侧边坡。坡顶标高1076.93～1077.62 m，坡高22.83～23.52m，全长108m。杂填土0.00～2.00m，红粘土7.40～18.40m，覆土平均厚度14.00m。该段边坡以土为主，为岩土混合型边坡，其中岩石部分为切向坡，无外倾结构面，距延安西路约15.00m，坡顶比延安西路高约4.5m，距坡顶5.5m处的邻街门面房需保留，高4.7m，无放坡距离。边坡安全等级为一级，边坡岩体类型为Ⅳ类，如图1所示。

（2）西侧边坡。坡顶标高1076.94～1079.01 m，坡高22.84～24.91m，全长70m。杂填土0.00～3.60m，红粘土7.40～18.20m，覆土平均厚度16.00m。该段边坡以土为主，为岩土混合型边坡，其中岩石部分为顺向坡，且局部强风化基岩厚度大，有外倾结构面，距延利美康医院约8.00m，中间为3.00m的通道，距坡顶5.00m，坡顶比中间的通道高约4.5m，无放坡距离。边坡安全等级为一级，边坡岩体类型为Ⅳ类，如图2所示。

（3）南侧边坡。坡顶标高1077.60m，坡高23.50m，全长118m。杂填土0.00～0.50m，红粘土7.40～18.20m，覆土平均厚度12.00m。该段边坡以土为主，为岩土混合型边坡，其中岩石部分为切向坡，且局部强风化基岩厚度大，无外倾结构面，距交通厅宿舍约6.00m，无放坡距离。边坡安全等级为一级，边坡岩体类型为Ⅳ类，如图3所示。

2.2 岩土物理力学参数

根据现场钻探统计和分析计算，结合本地区建筑工程实例，综合分析得到场地基坑边坡稳定性分析及设计计算的各岩土层的有关参数指标，见表1。

图1 北侧工程剖面

图2 西侧工程剖面

图3 南侧工程剖面

表1 岩土物理力学参数

3 基坑稳定性分析与评价

3.1 基坑稳定性分析

基坑边坡为岩土质混合边坡，坡体主要以杂填土层、红粘土层及强风化、中风化白云岩等组成，其中土层厚12.0～16.0m，如前所述，基坑开挖后，将在四周形成18.9～25.41m的基坑边坡，其中，西侧基坑边坡高度最大，约25.41m，又是顺向坡，且无放坡条件，只能陡坡开挖。另一方基坑开挖后将形成集水井效应，地表水的下泻及地下水的扰动均会导致基坑边坡土体的力学指标大大下降，若再考虑基础施工对边坡体的扰动，坡顶建筑材料堆载等因素的综合影响，基坑边坡不支护必定会失稳，因此必须采取支护工程措施，方能确保基坑开挖、基础施工和相邻建筑物、城市主干道、管网的安全。

3.2 基坑稳定性评价

为评价基坑边坡的稳定性，实测了6条横向基坑的地质剖面和30条纵向基坑的地质剖面，并根据该地段基坑边线上的钻探孔，绘制了36条地质剖面图，并选择3条具代表性的地质剖面进行稳定性验算和侧压力计算，其中各岩土指标取值见表1，基坑侧壁重要性系数γ0＝1.1，边坡稳定安全系数取1.35。工程地质剖面稳定性分析计算结果如表2所示。

表2 工程地质剖面稳定性分析计算

根据工程地质剖面稳定性分析计算结果对各侧边坡的稳定性进行评价，具体见表3。

表3 各侧基坑边坡稳定性评价

按平面滑动法公式，选择第2条剖面进行侧压力计算，计算公式如下：

式中：G——下滑结构面以上岩土自重；

α——外倾结构面倾角，α＝68°；

φ——外倾结构面上的等效内摩擦角，φ＝49°；

K——下滑安全系数，一级边坡取1.25。

第2条工程剖面侧压力验算为Ea＝396.82 kN。

4 支护方案设计

基坑南侧属临时性支护工程，北、西为永久性支护工程，基坑侧壁重要性系数γ0＝1.1。根据场地基坑边坡岩土结构、基坑高度、与周边建筑物相对位置关系，基坑支护措施如下。

（1）由于场地西、北侧较周边地势高，因此可以将场地标高削平至周边场地（约1073.00m高度）后再进行支护，就可少支护约4.5m的高度，将极大地降低支护压力，节约支护费用及工期。

（2）南侧边坡无放坡距离，可采用排桩间设置混凝土挡板＋预应力锚固系统的复合支护方案。

（3）西侧边坡为顺向坡，紧临利美康的建筑物，无放坡距离，可采用排桩＋预应力锚固系统，排桩间设置混凝土挡板的复合支护方案。

（4）北侧边坡紧临延安西路沿街门面，无放坡距离，可采用排桩＋预应力锚固系统，排桩间设置混凝土挡板的复合支护方案。

除采取必要的支护措施外，还要做好基坑边坡的动态监测工作，当建筑基坑与临近建筑物位置关系有较大变化时，需做稳定性分析与验算，必要时需重新勘察。

［1］周宁江.工程深基坑边坡支护失稳的分析［J］.施工技术，2011（2）：126－127.

［2］孙喜民.预应力锚杆边坡支护技术在深基坑中的应用［J］.城市道桥与防洪，2010（10）：42－46.

［3］芦清建.北京某深基坑边坡变形过大原因分析［J］.岩土工程技术，2010（5）：264－266.

［4］DB22／46－2004.贵州建筑岩土工程勘察技术规范［S］.

2011－11－26）

申 明（1976－），男，工程师，在职工程硕士，研究方向为岩土工程。