分析论高填方区深基坑边坡支护设计与施工

【摘要】本文通过一些工程案例和资料文献，根据不同的填土种类，总结一些常见的支护方法和经验，以及一些新形的支护方法。以供大家讨论和参考。

【关键词】高填方区；深基坑；回填土类型；边坡支护；设计施工

随着我国城市化进程逐渐加快，城市建筑的规模正在不断的扩大，人们对于建筑工程的地下空间要求越来越高，这就导致了深基坑工程在逐渐的增加。深基坑支护工程的设计与施工难度较高，如果基坑边坡由回填土组成，那么，由于一般回填土的结构松散、土质差，导致力学指标低，特别是剪切指标低，边坡的稳定性差，支护难度大。

在基坑开挖前，需对场地的地质情况进行详细的勘察，必须查明回填土的土类、密实度、回填时间等，还需进行取样试验，得出回填土的物力学指标，在不能取样的场地，或取样困难的土类，应尽可能地进行一些原位测试工作，取得相应的指标数据。

一、回填土的类型及特点

自然界的岩土类别众多，可以回填的土类也非常多，其分类的标准和方式也不是统一的，本文仅在基坑边坡中常见的岩土种类进行分类，一般场地中经过事先碾压或夯实的填土，其达到一定的密实度，边坡自稳能力较好，在本文中不讨论这类情况。本文主要讨论未经人工处理过的回填土，未自重固结，或固结时间不够，欠固结的土类。其特点是结构松散，或较松散的，分类的方式可按照填料的成分来分。

1、碎石、块石类土

该类土多为工程建设弃渣，块石及碎石的粒径大小不一，比较杂乱，块石间孔隙较大，透水性好，也容易赋存滞水。该类土在山区地区临近山地坡脚较常见，一般在抛填时，自上而下的抛填方式导致较大粒径的块石滚落在坡脚，而上部的粒径相对较小，该类边坡稳定性相对较好。

2、一般粘土类

该类土较为均匀，但土的含水量不一，状态不一，可能还夹有一些粗颗粒。透水性相对较差，滞水的水量不是很大，该类边坡的稳定性差。

3、杂填土类

该类土为最常见，一般在城镇的建设中均会有大量的建筑垃圾、甚至部分生活垃圾回填，夹杂有碎石、块石、粘土、耕土、植物等等，成分很杂乱。结构松散，土层的均匀性极差。该类土透水性好，也容易赋存滞水，该类边坡的稳定性差。

二、高回填土边坡的破坏模式

由于高层建筑一般位于城市内，城区有众多建筑和纵横的道路，建设场地红线周边不可能有很大的空间，基坑边坡一般是自立或者坡率较大的，也就是说基坑边坡一般不能按照

自然放坡达到稳定。高陡的回填土边坡，由于其结构松散，均按照散体结构的破坏模式发生滑塌。

对于粘性土多数都是沿坑底或坑壁上某个软弱面圆弧滑动，滑动面在回填土体内部，由土体内结构的剪切破坏形成圆弧滑面。杂填土中成分较杂，但是以粗颗粒为主，粘性土含量不多，可以按碎石土类进行分析，可以视土体粘聚力为零，按综合内摩擦角进行稳定性验算。

当回填原始界面在坑壁上时，并且向坑内倾斜，界面上土质差，回填土也有可能沿回填的原始地面形成滑动面，如有地下水从界面渗出，将形成危险的滑面。此时，应按照回填土沿界面滑动进行整体稳定性验算。

三、高回填边坡支护方法

常用的深基坑边坡支护设计类型有：排桩、锚杆支护、高压喷浆注浆支护等。

其中排桩支护的型式有很多种，如：人工挖孔桩、机械旋挖桩、水泥搅拌桩、旋喷桩、钢管桩等等；采用排桩稳定性好，先施工后开挖，边坡施工和开挖土方冲突小。但是造价较高。适用于顶有荷载（建筑、设施）、对坡顶变形要求严格的基坑。

锚杆支护是坑内逆作法，和土方开挖配合进行，有锚杆+喷面、预应力锚杆（索）+混凝土框格梁、复合土钉墙等。锚杆支护适用范围广、成本较低、施工周期较短。但对于深大的基坑，或者坡顶有荷载（建筑、设施）、对坡顶变形要求严格的基坑不适用。

高压注浆支护是靠固结回填土体，使土体的空隙充填水泥浆液，提高土体的抗剪指标，使边坡的自稳能力提升。一般在回填高度不是很高，回填土粒径较大（块石、碎石、建筑垃圾为主）的场地中使用。也可以作为辅助方法，与锚杆支护共同使用形成复合土钉墙。

排桩中的大直径钢筋混凝土桩安全性最好，适合深大的基坑使用，相关的规范也有设计计算的方法。水泥搅拌桩、旋喷桩、钢管桩也属于排桩，在本文中不重点介绍。本文重点介绍高压注浆和复合土钉墙。

1、高压喷射注浆：

高压喷射注浆法技术的主要工作原理是通过高压的作用，把水泥浆喷射到支护体的内部，使支护体和深部岩层能够共同粘结，大大提高土体的抗剪指标，局部还可能凝结成一个较大的块体，以达到加固地基的效果，施工特点主要包括如下几个方面。1.1施工相对简便 对比其它种类的加固技术，高压喷射注浆法工作原理以及具体的施工过程可以说均非常的简便。也就是说，施工过程中，在土层中钻直径50mm-300mm的孔，采用高压喷射机对水泥浆进行注射。一定时间的作用后，钻孔的周围便可以形成直径大概是0.4m-4.0m-的固结体，此举便可以产生支护的效果。1.2喷射注浆的角度任意 对于以前的边坡喷浆工艺，喷浆的方向都是固定的，原因是水泥浆有较高的液态性，对于其他角度的喷射来说，挂浆的效果都是不好的。而对于高压喷射注浆法来说，喷射过程中由于速度、压力相对较大，并且大部分都是在钻孔内进行施工的，因此，水泥浆可以进行任意角度的施工，而不会对挂浆效果产生不良影响，在一定程度上可以节省原料，也能使用于不同角度的边坡。 2、复合土钉支护：

2.1、复合土钉支护是一项较新的支护技术，主要在软土中使用较多，在回填土中也逐渐使用，效果较好。现已有《复合土钉墙基坑支护技术规范》GB50739-2011。在回填土中使用的复合形式视具体的地质条件和要解决的问题来决定，一般可使用帷幕复合土钉墙和微型桩复合土钉墙，而预应力锚索复合土钉墙由于回填土中施加预应力效果不好，实际使用中应慎重选择。以下以微型桩复合土钉墙为例简要介绍。

2.2 、支护结构

支护桩一般桩径在φ500～φ700，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管一般φ48～φ60，壁厚3～5mm。复合土钉墙在水位以下和土中，采用φ48、厚3.5mm 钢花管土钉，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。

土钉与土体之间的粘结强度标准值可按规范中为取值15～30KPa。在实际使用中土钉钢花管高压注浆后可以达到高压喷射注浆法的效果，也就是把本文中的第一种加固方法也复合进去。大量的水泥浆液充填回填中的空隙，大大提高了土体的抗剪指标。在粘结强度取值时可以考虑取较高值。按照规范可计算出土钉的长度、截面、间距等参数进行设计。

四、结语

高填方区深基坑边坡支护工程的危险性非常高，所以一定要在施工之前进行详细的勘察和设计，并制定详细的施工方案。在回填土中采用钢筋混凝土排桩、咬合型的水泥搅拌桩、等重型强支挡固然是安全的方案，但是经济型较差，工期也较长。新出现的高压喷射注浆、复合土钉墙等在一定的适用范围也有很好的效果，并且施工方法简单，经济便捷、具有一定的优势，是回填土深基坑支护的发展方向。

參考文献

[1]李恒之. 浅谈深基坑边坡支护的主要问题与对策[J]. 中国高新技术企业，2013，09：90-91.

[2]赵来顺，李辉，贠永峰，卫建军. 预压托换桩在深基坑临近建筑物加固及边坡支护的应用研究[J]. 中国安全生产科学技术，2011，01：58-62.

[3]尹东柱. 试论深基坑边坡支护工程的特点及其支护结构选择[J]. 科技视界，2012，18：218-219.

作者简介：

杨泉，男，贵阳，（1971-9-15），大学本科 ，高级工程师，主要研究方向：岩土工程