建筑基坑邊坡穩定控制各種方法技術與經濟分析

李  毅

(柳州市建設投資開發有限責任公司，廣西柳州545001)

    現階段，建設各方對建筑基坑邊坡穩定控制的方法在認識上參差不齊，有的過分強調安全，有的過分強調造價；而作好安全與造價的統一，是對工程技術人員的要求。在此對目前常用邊坡穩定控制各方法在技術、經濟上分析，提出各自適用范圍及其重要性。

1.放坡的方法

    在條件許可前提下，放坡是最節約的方法。各種書籍、規范與定額也給出了一般情況下各類土的放坡高寬比，以及相應的土方造價計算法則。這種方法因節約從過去到今天均廣泛使用，比較成熟，在此不再多談。

2.人工支護、穩固的方法

    在不能按定額放坡的情況下，必須采用人工支護、穩固邊坡的方式，予以解決。

    2.1護面的方法

    通常情況下，可以放一定坡度，但達不到定額、規范的要求，這時大部分采用邊坡土護面的方式，即用細石砼或1：2水泥砂漿護面80一100厚，內配8Φ@150雙向鋼筋網。

    采用這種方法也還是非常節省的。目前在柳州也僅僅80——100元／m2。這種方法的成功與否在于土體本身是否穩定，尤為關鍵的一點是土體內是否富含水，因為水為崩塌的導火索。柳州市家福居3000 m2的地下室大基坑邊坡土護面剛開始時就采用這種方法，施工完畢后兩個月內效果還不錯，但其后一場大雨使周邊原有的破損排水淘水滿，直接滲入土后造成基垸兩面邊坡大面積崩塌。故選用這種方法必須非常慎重，調查清楚場地及周邊的排水情況尤為重要，必要時還應在護面上設置泄排水孔(要有防堵措施)。

    2.2樓板支撐的方法

    條形基槽經常采用模板支撐土體方式來臨時穩定邊坡，通常是邊坡土面用模板支撐、再用方條成方形交叉、支點用頂桿互相支撐，防水措施則為用彩條布蓋住土體。

    大型基坑邊坡采用傳遞對頂支撐方式比較少，通常采用在基坑邊坡底打人角鋼、槽鋼、工字鋼的方法來支撐模板，從而支撐土體，如圖3。但打入的型鋼為懸臂狀，受力較不利，解決方法是在條件許可的情況下，在邊坡頂部可能滑動土體之外再打人一排一定深度鋼筋或型鋼作為固定點，另用鋼筋或鋼索來拉住打入邊坡底部的型鋼頂，從而改變了原先的懸臂形式。這種方法相對來說也還是比較經濟的，只需另支付一些打人機械臺班費與材料周轉費。柳州市桂馨苑1#樓地下室的邊坡支護就采用這種方式獲得成功。但這種模板支撐方法，由于需要較多的術枋、頂筒或型鋼，一次性投人較多，在大型基坑的實際應用中采用并不很多，只在小面積或局部邊坡支護的情況下，得到較多的采用。

    2.3土釘噴錨結構的方法

    近幾年來，在大型基坑中采用較模板支方法撐多的是土釘噴錨結構。土釘噴錨結構本身也分兩種情況：其一為在單純護面結構基礎上，增加在保護土體內打人l.5m—2. 5 m長Φ20鋼筋或角鋼等作為錨筋。錨筋呈梅花形布置，錨筋外露端頭與護面內的鋼筋網連接，使護面的細石砼結構有一個向內拉的呈梅花狀分布的水平力，從而穩固邊坡。

    這種情況下造價相比護面高一點，需要增加向土體內打人鋼筋(型鋼)的材料和機械臺班費及連接費，因而一般也能為各方所接受。在柳州鴻府大廈超高層地下室邊坡的局部穩固中就采用了該法，并獲成功。但應注意的是，由于該法還存在一定的不可預見性的，正如前面所述，這種方法的成功與否在于土體本身是否穩固，尤為關鍵的一點是土體內是否富含水。故設置相當數量的泄水孔、調查周邊排水設施運作情況非常重要。家福居地下室邊坡擋土一部分采用了這種形式遇暴雨后還是崩塌了就是一失敗例子。還有一種方法是將設置的錨筋改為錨桿方式，即采用鉆孔的方式向土體內鉆出一定長度(10～30 m)的孔，清孔干凈后放入Φ20～Φ25mm鋼筋再灌入水泥漿粘結土體形成錨桿方式。這時、由于錨桿已穿過滑移面，可以永久解決滑移問題。從技術上來說，鉆孔時，必須考慮與土體呈一角度，以利于灌漿。灌漿又分為自流式與壓力灌漿，兩種方法均有成功的實例。錨桿完成后還應進行抗拉試驗，以檢測錨桿抗拉拔力，錨桿完成后就采用焊接等方式與護面固結好。錨桿布置也采用梅花彤布置，而護面一般采用噴射砼來保證質量、共同形成補強復合土體。由于這種方法對設計堪江的諸多技術要求，一般多由專門地質部門來設計、施工。作為單項的治理邊坡的內容，從造價上看，目前柳州市市場價為350—400元/mm2，是比較高的。但因其解決了基坑以上土體邊坡穩定的根本性問題，故在重要的邊坡以及城市中心項目，得到了越來越多的廣泛使用。柳州市家福居基坑邊坡防護后來的加固補強就采用了這種形式；鴻府大廈、中交大廈基坑的大部分邊坡防護電都采用了這種形式，在施工過程中歷經了雨季的考驗而獲得成功。

    2.4擋土樁形式與片石(毛石砼)砌檔土墻形式的方法

    土釘噴錨結構來推廣之前，對于一些重要地段的邊坡采用的是擋土樁形式和片石(毛石砼)砌擋土墻形式。

    擋土樁形式由于其高昂的造價，已經逐漸淡出邊坡防護的市場，僅在特別重要的場所使用。在技術上．擋土樁般為人工挖孔樁．直徑800～1000mm。由于為懸挑式，開挖深度一般為基坑深度的兩倍，以保證一定的錨固探度，凈間距一般為500～l00mm，樁頂設有壓頂連續粱將各擋土樁連成一體，這樣計算，一般每根擋土樁造價會達5000一1000)元。柳州市惠昌大廈的兩層地下室就采用了這種形式，造價上僅擋土樁就達l00多萬元。

    片石砌擋土墻在永久性擋土設施上采用較多，至今仍在使用。其技術上沒有什么特別要求之處，歷經了幾十年的采用，技術上已相當成熟。片石擋土墻的構造，全國、中南地區西南地區均有標準圖集，而定額上根據圖集的砌石方量來計算也是非常方便�？偟膩碇v，砌石擋土邊坡，造價還是略高于土釘噴錨結構，具體情況可根據設計圖紙作進一步分析，在此不再多談。

    2.5利用原有建筑基礎與地面硬化的方法

    值得一提的是邊坡穩定護坡。若邊坡頂與斜坡存在原有建筑基礎與地面硬化的現象(片石基礎、縱橫圈粱、獨立柱基與拉粱等)，利用這種情況，有時會節約大量的治理費用。這時只需將邊坡防護表面硬化進行防水處理即可觀察使用，因為此時的邊坡本身已達穩定(但有時也有未達到穩定的，故只能稱觀察使用)。柳州市谷埠街商業城地下室基坑的邊坡治理一部分就采用了這種形式獲得成功。   

    2.6碼包壓坡與回填土壓坡的方法

    除達到永久性的穩固邊坡的技術方案外，臨時護坡均存在一定的不可預見性。當險情產生時，常用的一種措施就是碼包壓坡，或回填土壓坡。回填土壓坡顧名思義不再多談；碼包壓坡，即用麻袋裝砂或裝土壘成梯形或三角形堆來壓住已崩塌或即將崩塌的邊坡土體，通常還伴有坡底打入型鋼再用竹跳板支護碼包的附加措施。這種排險措施通常也產生較大的費用。家福居地下室基坑邊坡排險時，采用碼包形式臨時排除，事后計算就產生費用6萬多元。故方案設計時，碼包僅作為一種補充排險形式。建筑基坑邊坡穩定防護措施較少采用。

    2.7多種形式的護坡方案的方法

    有時一個項目的基坑邊坡會同時采用多種形式的護坡方案。不同地段，根據具體情況，采用不同的邊坡穩固措施，會使方案更加經濟而安全，柳州市谷埠街國際商城50 000m2建筑超大型地下室30000 m2的邊坡的穩固就如此，針對不同的地段，采用了邊坡土面護面、打入鋼筋式簡單土釘墻、鉆孔噴錨式土釘墻、利用原有基礎穩定邊坡護面等形式，極大地取得了穩定邊坡既安全又經濟的效果。

3.邊坡穩固的注意問題

    3.1處理水的措施

    不論采用何種邊坡穩固形式，坡頂阻水排水，坡底排水，坡面泄水等處理水的措施對邊坡的穩固治理均至關重要。有時穩定邊坡防護方案也不是長久性穩定性的，但作好了水處理的措施而使方案獲得成功，也較大地節約了投資。

    3.2坡頂荷重的控制與坡底的保護

    失敗的邊坡穩固形式，有時并不是由于未處理好水的因素，而是由于坡頂荷重未控制好或坡底土未保護好。故要求嚴格按計算的方案控制好坡頂的堆物荷重，控制好坡頂的建造建筑物與構筑物，控制好坡底不亂挖基腳土方。

    3.3變形等實際工程要求的問題

    建筑基坑邊坡防護方案的制定與采用，也根據實際工程要求而采用不同形式；對變形要求較高的護坡工程應優先采用穩定性好的方案；對變形有嚴格要求的，當采用土釘支護方案時，應進行變形預測分析，符合要求后方可采用。

4.結論

    建筑基坑邊坡穩定在安全與造價上因工程項目不同、地點不同，施工季節與時間長短不同而相差極大。采用不同的方法對于建筑基坑邊坡穩定極其重要，一個成功的基坑施工處理方案，可以在保證安全的前提下，較大地節約臨時設施的資金；一旦失敗，則造成極大的投資損失。

    綜合來說，制定建筑基坑邊坡穩定防護方案時須因時、因地、因項目具體情況，考慮而選取臺適的方案。

參考文獻

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)