浅谈中超深基坑边坡放坡的确定

浅谈中超深基坑边坡放坡的确定

曲江鹏

中能建西北城市建设有限公司陕西西安710065

摘要：电厂构筑物中不可避免的存在一些中超深地下构筑物，如卸煤间、循环水泵房、汽轮发电机基座、水池等，而各构筑物周围场地较宽裕，满足基坑自然放坡需要。本文主要以介休崇光电厂项目卸煤间基坑开挖工程为例，在保证边坡稳定的前提下，通过土工力学计算确定边坡的最小放坡系数，来达到减少土方开挖和后续土方回填量，最终达到节约施工成本的目的。

关键词：超深基坑、粉质粘土、边坡、缓冲平台

1前言

卸煤沟工程，位于间冷塔北侧，T1转运站东侧，±0.000相当于1985国家高程738.0m。基坑下口几何尺寸为南北向宽20.0m，东西向长99.5m，整体深-11.5m。由于与业主签订合同为固定总价合同且投标阶段未考虑卸煤沟边坡支护费用，所以在保证基坑边坡稳定的前提下，采取成本最低的边坡支护方式就势在必行，即自然放坡。

2基坑土质情况及岩土物理力学指标

摘自《介休2×35万千瓦低热值煤发电新建项目施工图设计阶段岩土工程勘测报告》FA08921S-G01-01

1）素填土（层号①）

填土呈灰黄色，主要由粉质粘土及粉土组成，稍湿，多为松散状，层厚度1.00～9.80m，平均厚度2.2m，层底面高程732.50～736.70m。

2）粉质粘土（层号②1）

灰黄、褐黄色，湿，可塑，局部软塑，含粉粒，局部夹粉土薄层或透镜体，土质粘性较好，韧性中等。层厚度1.10～14.80m，平均厚度6.8m，层顶面高程732.50～736.70m。

3）粉土（层号②2）：

灰黄、灰褐色，湿，稍密，含多量粘粒，局部夹粉质粘土薄层或透镜体，土质韧性低，干强度低。层厚度1.20～12.50m，平均厚度5.3m，层顶面高程717.90～735.10m。

4）粉质粘土（层号②3）：

深灰、褐灰色，湿，可塑，含粉粒，局部夹粉土薄层或透镜体，土质粘性较好，韧性中等。钻孔揭露厚度1.50～11.70m，平均厚度5.1m，层顶面高程713.10～730.10m。

5）粉质粘土（层号③1）：

灰黄、褐黄色，湿，可塑，局部硬塑，含粉粒，局部夹粉土薄层或透镜体，土质粘性一般，韧性中等。层厚度1.50～17.70m，平均厚度6.0m，层顶面高程708.70～723.40m。

6）粉土（层号③2）

灰黄、灰褐色，饱和，中密，局部密实，含多量粘粒，局部夹粉质粘土薄层或透镜体，土质韧性低，干强度中等。层厚度1.40～16.80m，平均厚度6.9m，层顶面高程698.00～721.50m。

7）粉质粘土（层号④）

褐黄色，稍湿，硬塑，含粉粒，局部夹粉土薄层或透镜体，土质粘性一般，韧性中等。层厚度2.30～25.20m，平均厚度12.7m，层顶面高程692.20～714.90m。

8）粉土（层号④1）：

灰褐、灰绿色，稍湿，密实为主，局部中密，含多量粘粒，局部夹粉质粘土薄层，显薄层状沉积韵律，强度较高，手难捏碎，湿水后摇振反应中等，韧性低。层顶面高程692.20～687.40m。

3基坑土质物理力学指标

根据详勘报告和卸煤沟底板设计图，得知开挖土质为：1）素填土（层号①）、2）粉质粘土（层号②1）、3）粉土（层号②2）、4）粉质粘土（层号②3）、5）粉质粘土（层号③1）。

（1）4层土的平均密度：（1.97+1.99+1.94+1.99）&pide;4=1.97g/cm3

4层土的平均重度r：1.97g/cm3×9.8=19.31KN/m3

（2）4层土的平均粘聚力c：（10+9+21+35）&pide;4=18.75KN/m2

（3）4层土的平均摩擦角：（5+13+6+10）&pide;4=8.5°

（4）边坡放坡系数暂定为1：1.2，边坡坡角β为40°

4基坑边坡稳定安全高度计算

根据《简明施工计算手册》

边坡的临界高度及稳定安全高度，可由下式计算：

由此可得卸煤沟的边坡临界高度：

Hc=8.1*18.75/19.31=7.87m

稳定安全系数K取1.2，可得卸煤沟的边坡稳定安全高度：

H=7.87/1.2=6.56m

5基坑开挖方案确定

卸煤沟属于超深基坑且场地地下水位较浅，基坑开挖前必须经过降水处理。基坑采用大开挖的方式，分二个梯段：①±0.00～-5.1m、②-5.1m～-11.5m。在-5.1m处设置一圈缓冲平台，作为2个梯段间传递堆积荷载的缓冲带。①梯段基坑开挖边坡放坡系数为1：1.2，②梯段基坑开挖边坡放坡系数为1：1.2。

卸煤沟基坑开挖分两个梯段，第一梯段的实际开挖深度为5.1m，第二梯段的实际开挖深度为6.4m，均小于边坡稳定安全高度6.56m，满足要求。

基坑开挖前将进行降水处理，这将使得基坑土质含水率降低，土质重度减小，土质粘聚力增强，再次提高边坡的稳定安全高度。

参考文献

[1]中国土木工程学会.建筑基坑支护技术规程.北京.中国建筑工业出版社.2012

[2]中华人民共和国建设部.建筑边坡工程技术规范.北京.中国建筑工业出版社.2002

[3]江正荣.简明施工计算手册.北京.中国建筑工业出版社.2004

[4]同类型卸煤沟施工经验