城市深基坑边坡勘察与设计方法分析

城市深基坑边坡勘察与设计方法分析
摘要：本文首先阐述了深基坑工程的特点，论述了城市深基坑边坡勘察要点，
并分析了深基坑边坡支护的设计。

关键词：深基坑边坡；勘察；设计
在城市深基坑边坡勘察中，应进行工程地质测绘，合理布置边坡勘探孔位置，做好地质调查工作。

同时，整理地质勘察数据，合理选择支护结构，进行深基坑
边坡支护设计，优化土方开挖设计和支护结构设计等，以此来保证基坑边坡治理
设计方案的质量。

一、深基坑工程特点
深基坑是指开挖深度超过5米（含5米），或深度虽未超过5米，但地质条
件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

1、综合性强。

基坑工程涉及工程地质、土力学、渗流理论、结构工程、施工技术和监测设计等。

2、临时性和风险性大。

通常，基坑支护是临时措施，支护结构的安全储备较小，风险大。

3、基坑工程具有环境效应。

基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。

二、城市深基坑边坡勘察要点
1、全站仪测绘。

目前，工程建设单位利用1：1000地形图对勘查地区及周边建筑物进行地质测绘，此过程，工作人员结合穿越法及追索法重点测绘了边坡区域。

对观测点的定位，测绘人员结合地形地物采用全站仪设备，查明了边坡及周
边的地层言行和相关构造。

2、设置边坡勘探孔。

开展深基坑边坡勘察作业时，勘察作业人员需合理布置探线，将其垂直于边坡，确保钻探勘探点布设的合理性。

按岩土工程技术相关规
范要求，设置勘探线间距及勘探点间距。

通常边坡勘探孔的设置要深入到开挖基
底标高下的风化层，在5m以下深度布设设计数量的探孔。

对拟建工程角点坐标，开展钻探作业，勘察人员可使用全站仪测量钻孔高程、定位放线。

对平面系统，
利用独立坐标系；对高程系统，则需按相关标准确定高程。

3、岩土工程地质及地下水调查。

在对岩土工程地质进行勘察分析过程中，应将土单元构成及场地附近地质构造、基岩岩性、结构面、现场踏勘收集场区岩、
岩溶发育及地下水活动等地质资料充分利用起来。

对地下水简易水文勘察工作，
应采用钻孔方式，并通过记录钻孔水位的变化情况，得出工程建设的水文调查资料。

需注意的是，对观察记录过程中出现的钻孔垮塌问题，应采用钻孔ZK118设
备进行扩孔与抽水处理，来保证岩土工程地质及地下水调查工作的顺利进行。

4、稳定性分析。

开展深基坑边坡勘察工作是基坑支护方案选择的基础，为维护结构位移与控制安全系数等提供基础数据信息支持。

对深基坑周边环境边坡，
应以调查和搜集资料为主做好建筑物和地下设施等资料的收集。

其中最为重要的是，需做好周围管线调查工作，包括管井走线与管线位置等，明确管道结构和构
件等情况，为深基坑开挖与施工等设计提供基础数据信息。

三、深基坑边坡支护设计
1、做好地质勘察数据整理。

开展深基坑支护设计时，需做好地质勘察数据分析与处理工作，综合各类因素的影响，制订深基坑边坡支护方案。

设计人员需加
强和地质勘察人员的相互交流与沟通，基于地质报告，利用深基坑勘探结果，综
合分析各类数据。

设计人员在设计深基坑支护方案时，要明确地下管道分布情况，做好土样分析并设计支护图纸。

2、合理选择支护结构
1）选择依据。

基坑支护结构的选择应从合理性与全面性等角度考虑，确保能
充分发挥基坑支护工程的作用。

深基坑支护结构类型较多，采用的撑锚方法多，
不同支护方法的优势不同，需设计人员结合深基坑现场的实际情况确定支护方法。

①明确工程土地资源，利用红线图、建筑物平面图等。

②建筑现场和边坡地质
情况。

③基坑边坡环境资料等。

④施工技术与设备性能等。

2）选择要点
①粘性土。

若地下水位较深，可不采取防水措施；若场地较为开阔，可采取
放坡、悬臂式与桩锚式等支护结构；若施工现场空间小，可采用地下连续墙加锚
杆或排桩的支护体系。

完成基础开挖作业后，若开挖深度较浅，可利用悬臂式支
护结构或土钉墙、锚喷支护；若开挖深度大，可采用多层锚杆或多层支撑。

②软土。

在软土区域开展深基坑施工，要做好安全施工措施设计，确保深基
坑工程施工的安全性与治理。

若基坑周围场地较开阔，可采取悬臂式与桩锚式等
支护结构，或采用挡土墙支护+分台阶放坡的形式；若施工现场空间较小，则要
采取抗沉降与位移等性能较好的支持结构，并做好防水处理；若深基坑开挖深度大，可采用排桩与地下连续墙等支护结构，同防水帷幕结合，提升城市深基坑稳
定性。

③硬质地基。

对硬质地基，开展深基坑开挖作业通常采取止水性或非止水性
支护结构。

若硬质地基埋深较浅，选择非止水性支护结构则更加合理；若地表和
硬质层间存在软土层且地下水位高，选择止水性支护结构更合理。

3、把握深基坑边坡设计要点
1）土石方开挖设计要点。

某工程采用的深基坑边坡支护形式为：“抗滑桩+锚
索+桩间板”和“抗滑桩+桩间板”。

因此，在设计土石方开挖施工作业方案时，应在
抗滑桩强度达到设计要求的80%才能开挖。

而且在采用分层分段开挖作业时，要
将每个施工段的长度控制在15m，且每次开挖的深度不能超过3m。

此外，由于
该工程项目处在城市的中心地带，因此，在炸毁原建筑进行土石方开挖施工时，
设计人员要控制好爆破的影响区域，即通过做好监测点与建筑原有裂缝查勘记录，来提高爆破施工作业的安全性。

具体而言，爆破施工应符合边坡施工方案的开挖
原则，边坡采用逆作法施工，爆破应配合台阶施工，当普通爆破施工危害大时，
应采取控制爆破措施。

而支护结构面爆破宜采用光面爆破法，为杜绝爆破作业破
坏岩体完整性问题的出现。

2）锚索施工设计要点。

深基坑边坡的锚索支护施工要点集中在锚索施工、张
拉段孔道灌浆及锚索锚墩施工。

其中锚索施工的钻孔作业，设计人员要按施工设
计要求将钢绞线公称直径控制在21.5m，将极限强度标准值控制在约1860N/mm2，将抗拉强度设计值控制在约1320N/mm2。

此外，由于锚索成孔工艺采用干成孔技术，因此，设计人员不能采用水钻风动干钻，从而避免锚索施工受边坡岩体恶化
的影响，而出现钻孔变径或扭曲问题。

对锚固段的注浆施工操作，要通过灌注水
泥砂浆的方式，将￠30mm塑料管附在锚索体上，并一同送入孔内，从而提高钻
孔结构的作用效果。

对张拉段孔道的灌浆施工，要在预应力施工完成后利用C35
细石混凝土封闭孔道，并严格控制灌浆密实性。

而锚索锚墩施工的设计要点，主
要集中在控制水泥材料性能的强度等级，不能小于32.5MPa。

具体可选用普通硅
酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，来满足规范设计要求。

3）预应力支护设计要点。

①预应力筋张拉前，设计人员应对张拉设备进行核定，并通过检查承压板后面的混凝土质量，来避免混凝土结构存在空鼓现象。

同时，锚索张拉宜在锚固体强度大于20MPa并达到设计强度的80%后进行。

②对预应力张拉支护顺序的确定，设计人员应要求施工人员，将张拉工具锚夹片安装在第一根钢绞线上，用15kN进行预张拉。

③在进行正式张拉时，设计人员应采用分级加载方法，荷载分级由《岩土锚杆技术规程》的规定分级为：即第一级为120kN、第二级为600kN、第三级为900kN、第四级为1200kN、第五级为1320kN锁锚。

④锁定后如在48h内发现预应力损失，应进行预应力补偿张拉，最后锁定。

参考文献：
[1]周银俊.研究城市深基坑边坡勘察与设计要点[J].建材与装饰，2017（06）．
[2]刘凯.城市深基坑边坡勘察与设计方法分析[J].建筑技术开发，2017（22）.。