建筑基坑邊坡穩(wěn)定控制各種方法技術(shù)與經(jīng)濟分析

李  毅

(柳州市建設(shè)投資開發(fā)有限責(zé)任公司，廣西柳州545001)

    現(xiàn)階段，建設(shè)各方對建筑基坑邊坡穩(wěn)定控制的方法在認(rèn)識上參差不齊，有的過分強調(diào)安全，有的過分強調(diào)造價；而作好安全與造價的統(tǒng)一，是對工程技術(shù)人員的要求。在此對目前常用邊坡穩(wěn)定控制各方法在技術(shù)、經(jīng)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(jié)約的方法。各種書籍、規(guī)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(yīng)的土方造價計算法則。這種方法因節(jié)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(hù)、穩(wěn)固的方法

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

    2.1護(hù)面的方法

    通常情況下，可以放一定坡度，但達(dá)不到定額、規(guī)范的要求，這時大部分采用邊坡土護(hù)面的方式，即用細(xì)石砼或1：2水泥砂漿護(hù)面80一100厚，內(nèi)配8Φ@150雙向鋼筋網(wǎng)。

    采用這種方法也還是非常節(jié)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(wěn)定，尤為關(guān)鍵的一點是土體內(nèi)是否富含水，因為水為崩塌的導(dǎo)火索。柳州市家福居3000 m2的地下室大基坑邊坡土護(hù)面剛開始時就采用這種方法，施工完畢后兩個月內(nèi)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(diào)查清楚場地及周邊的排水情況尤為重要，必要時還應(yīng)在護(hù)面上設(shè)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(jīng)常采用模板支撐土體方式來臨時穩(wěn)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(jīng)濟的，只需另支付一些打人機械臺班費與材料周轉(zhuǎn)費。柳州市桂馨苑1#樓地下室的邊坡支護(hù)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(shù)枋、頂筒或型鋼，一次性投人較多，在大型基坑的實際應(yīng)用中采用并不很多，只在小面積或局部邊坡支護(hù)的情況下，得到較多的采用。

    2.3土釘噴錨結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。土釘噴錨結(jié)構(gòu)本身也分兩種情況：其一為在單純護(hù)面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加在保護(hù)土體內(nèi)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(hù)面內(nèi)的鋼筋網(wǎng)連接，使護(hù)面的細(xì)石砼結(jié)構(gòu)有一個向內(nèi)拉的呈梅花狀分布的水平力，從而穩(wěn)固邊坡。

    這種情況下造價相比護(hù)面高一點，需要增加向土體內(nèi)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(wěn)固中就采用了該法，并獲成功。但應(yīng)注意的是，由于該法還存在一定的不可預(yù)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(wěn)固，尤為關(guān)鍵的一點是土體內(nèi)是否富含水。故設(shè)置相當(dāng)數(shù)量的泄水孔、調(diào)查周邊排水設(shè)施運作情況非常重要。家福居地下室邊坡?lián)跬烈徊糠植捎昧诉@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(shè)置的錨筋改為錨桿方式，即采用鉆孔的方式向土體內(nèi)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(jié)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(shù)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(yīng)進(jìn)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(hù)面固結(jié)好。錨桿布置也采用梅花彤布置，而護(hù)面一般采用噴射砼來保證質(zhì)量、共同形成補強復(fù)合土體。由于這種方法對設(shè)計堪江的諸多技術(shù)要求，一般多由專門地質(zhì)部門來設(shè)計、施工。作為單項的治理邊坡的內(nèi)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(wěn)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(hù)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(hù)電都采用了這種形式，在施工過程中歷經(jīng)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(jié)構(gòu)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(jīng)逐漸淡出邊坡防護(hù)的市場，僅在特別重要的場所使用。在技術(shù)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(shè)有壓頂連續(xù)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(dá)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(dá)l00多萬元。

    片石砌擋土墻在永久性擋土設(shè)施上采用較多，至今仍在使用。其技術(shù)上沒有什么特別要求之處，歷經(jīng)了幾十年的采用，技術(shù)上已相當(dāng)成熟。片石擋土墻的構(gòu)造，全國、中南地區(qū)西南地區(qū)均有標(biāo)準(zhǔn)圖集，而定額上根據(jù)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(jié)構(gòu)，具體情況可根據(jù)設(shè)計圖紙作進(jìn)一步分析，在此不再多談。

    2.5利用原有建筑基礎(chǔ)與地面硬化的方法

    值得一提的是邊坡穩(wěn)定護(hù)坡。若邊坡頂與斜坡存在原有建筑基礎(chǔ)與地面硬化的現(xiàn)象(片石基礎(chǔ)、縱橫圈粱、獨立柱基與拉粱等)，利用這種情況，有時會節(jié)約大量的治理費用。這時只需將邊坡防護(hù)表面硬化進(jìn)行防水處理即可觀察使用，因為此時的邊坡本身已達(dá)穩(wěn)定(但有時也有未達(dá)到穩(wěn)定的，故只能稱觀察使用)。柳州市谷埠街商業(yè)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(dá)到永久性的穩(wěn)固邊坡的技術(shù)方案外，臨時護(hù)坡均存在一定的不可預(yù)見性。當(dāng)險情產(chǎn)生時，常用的一種措施就是碼包壓坡，或回填土壓坡�；靥钔翂浩骂櫭�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(hù)碼包的附加措施。這種排險措施通常也產(chǎn)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(chǎn)生費用6萬多元。故方案設(shè)計時，碼包僅作為一種補充排險形式。建筑基坑邊坡穩(wěn)定防護(hù)措施較少采用。

    2.7多種形式的護(hù)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(hù)坡方案。不同地段，根據(jù)具體情況，采用不同的邊坡穩(wěn)固措施，會使方案更加經(jīng)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(wěn)固就如此，針對不同的地段，采用了邊坡土面護(hù)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(chǔ)穩(wěn)定邊坡護(hù)面等形式，極大地取得了穩(wěn)定邊坡既安全又經(jīng)濟的效果。

3.邊坡穩(wěn)固的注意問題

    3.1處理水的措施

    不論采用何種邊坡穩(wěn)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(wěn)固治理均至關(guān)重要。有時穩(wěn)定邊坡防護(hù)方案也不是長久性穩(wěn)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(jié)約了投資。

    3.2坡頂荷重的控制與坡底的保護(hù)

    失敗的邊坡穩(wěn)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(hù)好。故要求嚴(yán)格按計算的方案控制好坡頂?shù)亩盐锖芍兀�控制好坡頂�(shù)慕ㄔ旖ㄖ�物與構(gòu)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(hù)方案的制定與采用，也根據(jù)實際工程要求而采用不同形式；對變形要求較高的護(hù)坡工程應(yīng)優(yōu)先采用穩(wěn)定性好的方案；對變形有嚴(yán)格要求的，當(dāng)采用土釘支護(hù)方案時，應(yīng)進(jìn)行變形預(yù)測分析，符合要求后方可采用。

4.結(jié)論

    建筑基坑邊坡穩(wěn)定在安全與造價上因工程項目不同、地點不同，施工季節(jié)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(wěn)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(jié)約臨時設(shè)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(wěn)定防護(hù)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。

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(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)