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探析基坑边坡支护工程的治理措施

2021-10-26 79 上传者：管理员

摘要：为了使下司镇基坑边坡安全稳定，对在自然山体以及河谷地貌中的复杂场地环境下基坑边坡稳定性进行了分析，采用放坡＋土工网覆盖、锚杆＋挂网喷射C25混凝土、格构梁＋锚杆、截排水沟等方式进行支护，使边坡支护工程治理达到经济合理，安全可靠，施工可行，美观大方，支护系统的稳定性。该设计方案对于处于自然环境较为复杂的相似工程具有一定的借鉴意义。

关键词：
基坑边坡支护
工程设计
放坡＋土工网覆盖
格构梁＋锚杆
锚杆＋挂网喷射
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1、工程概况

治理区位于凯里市下司镇，为下司国家皮划艇激流回旋训练基地项目基坑开挖边坡，治理区位于一南向沟谷沟口位置，沟谷宽缓，呈“U”字形态，沟谷两侧出露基岩，中部为人工填方的素填土。

根据规划设计，训练基地±0.00=624.00m,基坑底板标高-2F=613.00m,现尚未进行开挖，现状地面标高617.0m～621.70m,基坑开挖后，基坑开挖边坡总长度为485.80m,切方边坡岩性为岩质、土质边坡，岩质边坡岩性为白云岩，土质边坡主要为素填土。

基坑开挖后，岩质边坡垂直高差为6.0m～12.0m,土质边坡垂直高差4.0m～9.0m。

本工程边坡为临时性支护工程，使用年限1年。

根据边坡方位成，以及采用的支护方式等综合条件，将边坡分为四段。各段基本情况见表1。

2、基坑边坡工程地质条件

2.1 气候条件

场地属中亚热带冬潮湿夏半湿润型季风气候区。年平均降水量1193.3mm,最大一日降雨量曾达126.6mm,汛期为每年5月～10月。年平均风速1.3m/s。灾害性天气主要有夏旱、暴雨等，每小时最大降雨量82mm。

2.2 地形地貌及工程环境条件

治理区位于一南向沟谷沟口位置，沟谷宽缓，呈“U”字形态，沟谷两侧出露基岩，中部为人工填方的素填土。

沟谷两侧属低山-丘陵地貌，以剥蚀、沉积作用为主，东西两侧为对自然斜坡坡脚切方形成，自然斜坡高程621m～668m,相对高差47m,坡面坡度20°～50°,平均坡度约25°,坡面植被发育一般，以草本植物和小灌木为主。南北两端为沟谷沟床，由人工填土填方形成，沟谷宽缓，宽60.0m,纵坡降1.06%。

3、设计原则、目的和参数

3.1 设计原则

本工程为临时性支护，支护结构设计时应采用下列两种极限状态：

1) 承载能力极限状态：

支护结构构建或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承受荷载；支护结构及土体整体滑动。

2) 正常使用极限状态：

造成支护结构位移。

3.2 设计目的

通过设计，使边坡支护工程治理达到经济合理，安全可靠，施工可行，美观大方；保证边坡支护治理后，支护系统的稳定性。

3.3 设计参数

设计采用的岩土体物理力学指标，主要参照《凯里市下司国家皮划艇激流回旋训练基地项目基坑边坡支护工程岩土工程勘察报告》提供的指标值为准，并结合当地工程经验类比综合分析使用，岩土工程勘察报告未提供的指标，参照现行相关规范和同类工程经验取值。主要参数取值具体如表2所示。

4、基坑支护施工方案

4.1 北侧a-p段边坡

该段基坑边坡主要为土质边坡(素填土),同时该段边坡北侧地形平缓，无建筑物分布，具备放坡条件，因此，本次拟采用1∶2.0坡比放坡对该段基坑边坡进行支护，放坡后，为防止坡面发生局部水土流失，采用土工网对放坡坡面覆盖。

4.2 南侧i-k段边坡

该段基坑边坡主要为土质边坡(素填土、红黏土),同时该段边坡南侧地形平缓，无建筑物分布，具备放坡条件，因此，本次拟采用1∶2.0坡比放坡对该段基坑边坡进行支护，放坡后，为防止坡面发生局部水土流失，采用土工网对放坡坡面覆盖。

4.3 东侧a-i段边坡

该段边坡坡顶为素填土，根据规划设计，该段边坡放坡坡比为1∶0.3,在1∶0.3放坡坡比下处于不稳定状态；边坡岩体处于稳定状态，但因岩体结构破碎，易发生局部滚石等灾害，故需要对其进行工程治理。

本次拟采用“锚杆+挂网喷射C25混凝土”进行支护[1],具体如下：

自地面以上1.0m设置第一排锚杆，锚杆间距均取2.0m×2.0m(水平×垂高),锚孔孔径(锚固体直径)取为ϕ90,灌注M30水泥砂浆，入射角20°,锚杆杆体采用1ϕ25HRB400级螺纹钢筋锚杆，坡面采用挂网喷射C25混凝土支护，喷射厚度80mm,锚杆间设置加强筋连接，加强筋采用ϕ16HRB400钢筋，挂网钢筋采用ϕ6.5圆筋，间距为200mm,加强筋和挂网圆筋均采用单层单向布置。

支护工程剖面图见图1。

4.4 西侧k-p段边坡

该段边坡受地形、已建挡墙限制，须进行垂直放坡，在基坑开挖和边坡治理施工过程中，对坡顶挡墙有震动，因坡顶挡墙为浆砌石砌筑，整体结构稳定性较差，故在对西侧k-p段边坡施工前，须对坡顶已建浆砌石挡墙进行加固，故各段边坡需要同时对挡墙和开挖基坑边坡进行加固。

1) 挡墙加固

对基坑边坡上部挡土墙采用0.2m厚的钢筋混凝土面板进行支护，在面板表层设置C30钢筋混凝土肋柱，肋柱厚0.4m,宽0.3m,并在肋柱上布置锚杆以对挡土墙进行加固，自地面以上1.0m设置第一排锚杆，锚杆间距均取2.0m×2.0m(水平×垂高),锚孔孔径(锚固体直径)取为ϕ130,灌注M30水泥砂浆，入射角15°,挡土墙加固锚杆杆体采用3ϕ25HRB400级螺纹钢筋锚杆，锚杆端部设置锚墩。

2) 基坑边坡加固

对基坑边坡采用格构梁+锚杆进行支护[2],自设计地下室底板标高以上1.0m设置第一排锚杆，锚杆间距均取2.0m×2.0m(水平×垂高),锚孔孔径(锚固体直径)取为ϕ150,灌注M30水泥砂浆，入射角15°,基坑边坡支护锚杆采用预应力5ϕ28HRB400级螺纹钢筋锚杆，单孔锚杆施加预应力253.38kN,锚杆端部设置锚墩，格构梁采用400mm×500mm(宽×高)C30钢筋混凝土浇筑。

4.5 截排水沟

在基坑边坡外侧设置截水沟，在坡脚设置排水沟，具体设计尺寸见图2。

5、基坑支护变形监测

监测按边坡开挖监控应按JGJ120—2012建筑基坑支护技术规程和GB50330—2013建筑边坡工程技术规范等的相关要求执行。具体需要强调的内容如下：

1) 基坑施工前应作出系统的监控方案，监控方案应包括监控目的、监控项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。

2) 监测点的布置应满足监控要求，坡顶位移观测，应在每一典型边坡的支护结构顶部设置不少于3个监测点的观测网，观测位移量、移动速度和移动方向。

3) 监测项目：支护结构水平位移边坡坡顶水平及竖向位移，锚杆拉力及预应力损失，监测项目在边坡施工前测得初始值不得少于两次。边坡施工过程中，应提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告。

4) 监测由建设单位委托有资质的监测单位编制监测方案，经设计、监理和建设单位等共同认可后实施。

5.1 监测项目

1) 地下水、渗水与降雨关系；

2) 降雨、洪水与时间关系；

3) 支护结构变形。

5.2 监测的内容和方法

1) 坡表变形监测

位移使用长距离测量的精密水准仪和进行角度测量的经纬仪，边坡垂直位移采用精密水准仪。

坡面变形监测应规划成网。网点观测标志采用钢筋混凝土观测标墩。标墩的设置应远离边坡开挖爆破影响范围以外。标墩基础浇筑在新鲜基岩上。

2) 深部位移监测

深部位移监测常用活动式钻孔测斜仪。测斜仪钻孔应穿越已有或潜在的危险滑动面。测斜管的基准点设在孔底的不动点上，一对导向槽方向应与预计的最大位移方向一致。

5.3 监测的时间安排

对于该工程，监测以地下及地表位移为主，监测每日2次。在施工完成后进入运营阶段，且在变形和变形速率在控制的允许范围之内时，一般以1个月为1周期，每15d左右监测1次，雨季加强到7d1次。监测时间应至基坑进行回填后。

当出现位移持续增加，应增加监测频率，并应对边坡支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。

6、结语

东侧a-i段边坡岩体处于稳定状态，但因岩体结构破碎，易发生局部滚石等灾害，故需要对其进行工程治理，采用1∶0.3的放坡比，并采用“锚杆+挂网喷射C25混凝土”进行支护，能够对风化破碎的岩体进行较好的保护，防止发生局部滚石，从而使整个边坡稳定。

西侧k-p段边坡处于整体不稳定状态，需要进行工程治理，采用“钢筋混凝土面板+肋柱+肋柱上设置锚杆”对坡顶已建挡土墙进行加固后，再开挖基坑，并采用“格构梁+预应力锚杆”对开挖基坑边坡进行支护，不仅能有效的利用已建的挡墙，并且在对坡体稳定性能进行有效的防护的同时，对生态环境方面的保护也起到了显著的效果。

北侧a-p段边坡主要变形破坏迹象为素填土沿其内摩擦角(32°)在土体内部滑移，当基坑垂直开挖时，基坑边坡坡度为90°>32°,则a-p段基坑边坡处于不稳定状态。拟采用1∶2.0坡比放坡对该段基坑边坡进行支护，并采用土工网对放坡坡面覆盖，能够使边坡达到稳定，并防止局部水土流失。

南侧j-k段边坡主要变形破坏迹象为素填土沿其内摩擦角(32°)在土体内部滑移，当基坑垂直开挖时，基坑边坡坡度为90°>32°,则a-p段基坑边坡处于不稳定状态，采用1∶2.0坡比放坡，并采用土工网对放坡坡面覆盖，能够使边坡达到稳定，并防止局部水土流失。

参考文献:

[1]张鸿霖.锚杆挂网喷射混凝土技术在十八里堡水库坡路基边坡崩塌处治工程中的应用[J].中国科技纵横,2015(9):89-92.

[2]曾伟金.土质边坡支护工程中锚杆格构梁的应用[J].西部探矿工程,2021,33(1):17-18.

文章来源：邰胜鹏.凯里市下司镇某基坑边坡支护工程治理措施[J].山西建筑,2021,47(21):71-73.