探讨基坑和边坡支护方案的选择

林登辉

福建众腾建设工程有限公司

1 工程概况

1.1 边坡基本情况

某工程项目处于地形较陡地带，拟建建筑和建筑红线周围边坡较多。因现场施工组织不到位，未根据设计要求的逆作法实施基槽开挖，使得边坡经降水冲刷发生坍塌。为有效保证施工安全，对边坡实施修整、清理不稳定土体，致使地面线和原来相比存在较大差异，如图1 所示。通过图1 能够发现：边坡修整前后现状地面线与原始地面线相比大约降低了6m，其边坡形式也发生了变化，即：由最初的全挖型转变为半填半挖型，运用原设计方案拟定的支护锚固方式无法顺利完成施工，因此原方案行不通。必须要全面结合施工现场的实际状况，综合现场地理、水文、工期及项目特征，来进一步对支护方案实施优化和选择，从而制定出最能满足该项目实际需要的基坑及边坡支护方案。

图1 原状地形线与现状地形线对比图

1.2 地质概况

地质勘查报告显示：该区域土层总体上为第四系全新统填土层（Qm14）和粉质粘土层（Qe1+d14）以及三叠系中统巴东组（T2b）的泥岩、泥质砂岩、泥灰岩，项目拟建区域的土层断面如图2所示。

图2 拟建环境边坡地质剖面图

2 设计方案介绍

2.1 桩板墙+锚索+重力式挡墙支护

（1）方案一介绍：运用桩板墙+锚索+重力式挡墙三者相结合的支护方案。该方案实施的控制要点为：板墙和挡墙的高度分别为8m 和9m，在进行挡墙施工时，主要运用砂浆堆砌毛石施工，桩截面尺寸1000mm×1000mm，嵌入岩石内部不低于4m，锚索规格4Φs15.2，沿横向呈15°倾角，如图3 所示，钻孔直径200mm，其锚固深度为进入持力岩层9m 以上；桩板墙厚度250mm，伸入坡底超过500mm，运用逆作法逐级逐段挖土，各级开挖深度严格控制在2.5m范围内，长度控制在20m以内。

图3 方案一剖面图

（2）方案一利弊分析：方案具有的优势：施工简单、工艺传统、可最大限度的减少对全小区内部环境的破坏。弊端：①施工时间比较长；②需占据一定的作业空间（挡墙周边2.5m范围）。

（3）工程预算：方案一工程造价如表1所示。

表1 方案一工程造价分析

2.2 下阶板肋式锚杆挡墙+上阶加筋土挡墙支护

（1）方案二介绍：运用下阶板肋式锚杆挡墙+上阶加筋土挡墙二者相结合的方式。该方案实施的控制要点为：确保上、下阶支护体系高度分别控制在9m 和8m，柱截面尺寸300mm×400mm，嵌入岩石内部不低于0.5m，锚索规格3Φs25，沿横向呈15°倾斜角，如图4所示，锚孔孔径150mm，其锚固深度为进入持力岩层5m以上；墙厚度200mm，伸入坡底超过300mm，运用逆作法逐级逐段进行挖土，各级开挖深度严格控制在2.5m范围内，长度控制在20m以内。

图4 方案二剖面图

（2）方案利弊分析：方案具有的优势：施工简单、工艺传统、可最大限度的减少对全小区内部环境的破坏。弊端为：①加筋土挡墙施工环节复杂，回填、加筋以及夯实等各个环节均需分层完成；②需占据挡墙周边3.2m范围的空间。

（3）工程预算：方案二工程造价如表2所示。通过各方面对比，优选方案二。

表2 方案二工程造价分析

3 工程概况

3.1 边坡基本情况

某工程项目地势由南向北逐渐降低，南侧紧靠居民区，根据设计及施工需求，必须要在该工程和居民区之间构建高度为8m～10m 的边坡，边坡顶部及底部高度分别为270m～278m（居民区部位）和261m～268m（拟建项目厂区路面），边坡总长度175m，地质状况十分多变，切坡大部分为回填土。

3.2 边坡设计思路

由于该项目内设置的道路紧邻用地红线，并与居民区内楼房一线之隔，因此在进行高差处理时采用自然放坡形式是行不通的。必须要通过沿用地红线竖直削坡的形式完成，但削坡上部住宅楼和边坡顶端距离最小位置为4.5m，同时化粪池也与用地红线紧紧相邻。所以，必须要全面确保居民区建筑结构的安全性，使施工过程中坡顶产生的变形处于标准范围内；此外本工程项目紧靠居民区，已存在一定数量的抗滑桩，且一些桩体底部标高处于拟建项目道路之上，这些桩是否能够应用，直接决定着边坡支护整体的造价。

4 设计方案

4.1 抗滑桩+桩间挡板支护

（1）方案介绍：选择削坡土层为强风化泥岩部位，运用抗滑桩+桩间挡板的支护方式。该方案实施的控制要点为：确保支护高度不低于8m，桩身宽800mm、高1200mm，深入持力岩层5m以上。桩体形式为悬挑式，挡板厚度控制在250mm，伸入坡底超过500mm，运用逆作法逐级逐段进行挖土，各级挖土深度严格控制在2.5m范围内。

（2）方案利弊分析：方案二具有的优势为：施工简单、工艺传统、可最大限度的减少对全小区内部环境的破坏。弊端为：①结构存在较大断面；②需占据挡墙周边一定的空间。

4.2 抗滑桩+桩间挡板+锚索支护

（1）方案介绍：在坡顶距居民区建筑物最近位置，不可避免的会存在坡顶变形，居民区建筑物自身荷载作用势必会对边坡支护造成一定影响，所以选择抗滑桩+桩间挡板+锚索的支护方式。该方案实施的控制要点为：确保支护高度不低于10m，桩身宽800mm、高1200mm，深入持力岩层3m 以上。锚索规格12 束3Φs15.2，沿横向呈25°倾斜角，钻孔孔径150mm，其锚固深度进入持力岩石层9m以上；板厚度250mm，伸入坡底超过500mm，逆作法逐级逐段进行挖土，各级挖土深度严格控制在2.5m范围内，挖土长度控制在20m以内。

（2）方案利弊分析：方案具有的优势：坡顶变形较小，支护体系完全能够阻挡居民区建筑结构带来的荷载影响，施工简单、工艺传统、可最大限度的减少对全小区内部环境的破坏。弊端为：①施工环节较多，工期较长；②需要较高的技术水平。

4.3 原有桩+连接横梁+桩间挡板+锚索支护

（1）方案介绍：需支护区域，居民区本身存在一些抗滑桩，但由于支护区域标高不足，达不到拟建项目和原居民区之间的高差标准，还有一些位置原始桩体桩底高度超出拟建项目道路高度。经综合各方面对比，在充分利用原始桩体的前提下，采用加设横梁的方式将各桩体连接起来，形成一个完整的体系，并在横梁位置安装锚索，其锚固深度为进入持力岩石层9m 以上，也可实现设计标准要求。板厚度250mm，伸入坡底超过500mm，运用逆作法逐级逐段开挖，各级挖土深度严格控制在2.5m范围内。

（2）方案利弊分析：方案具有的优势：充分应用原始桩体，节约了资金。弊端为：①横梁与原始桩体连接时，施工环节较多，需要较高的技术水平；②锚索施工工期较长。

4.4 肋柱+柱间挡板+锚索（锚杆）支护

（1）方案介绍：坡顶化粪池区域，由于化粪池处于红线边缘，运用抗滑桩势必会对小区道路造成一定破坏，所以此区域运用肋柱+柱间挡板+锚索+锚杆支护。该方案实施的控制要点为：确保支护高度不低于6m～7m，柱断面尺寸300mm×400mm，埋入路面以下0.5m以下。锚索设置13束规格7Φs15.2，沿横向呈25°倾斜角，锚孔孔径150mm，其锚固深度进入持力岩石层9m以上；锚杆规格为3Φs28，锚杆孔径130mm；板厚度200mm，伸入坡底超过500mm，运用逆作法逐级逐段开挖，各级挖土深度严格控制在2.5m范围内。

（2）方案利弊分析：方案具有的优势：肋柱断面较小，边坡顶端变形较小，能够有效降低对全小区内部环境的影响。弊端：①施工工序复杂；②施工工期较长。

5 结语

基坑边坡支护必须要严格遵循“安全、稳定、合适”的原则，要在有效确保施工安全及支护坡体稳定的状况下，结合边坡自身土质及高度状况、周围环境状况选择切合实际的支护方式，加快施工进度，缩短工期，此外还应考虑降低成本费用。边坡支护具有较高的专业性和技术性，在实际施工时要全面结合工程实际状况、地形地貌特征以及水文地理环境等各方面因素进行综合探究，进而选择出最合适的支护方案。