【基坑和边坡工程施工技术浅析】 基坑边坡

　　摘要：现代建筑工程施工中，基坑施工和边坡施工技术是设计施工开工前的重要工序。本文现就基坑和边坡工程施工做浅要分析。　　关键词：基坑 边坡 施工　　一、基坑和边坡概述
　　1、土方边坡。
　　为了防止土壁坍塌，应合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设土方边坡，这是减少土方量的有效措施。土方边坡的坡度用起高度h与边坡的宽度之比表示。
　　土方边坡的稳定，主要是由于土体捏颗粒间存在的摩阻力和黏结力，从而使土体具有一定的抗剪强度，当下滑力超过土体的抗剪强度时，就会产生滑坡，造成工程事故。土体抗剪强度的大小与土质有关，黏性土颗粒支架不仅具有摩阻力，而且具有黏结力。砂性土颗粒之间只有摩阻力，没有黏结力，所以黏性土的边坡可陡些，砂性土的边坡则应平缓些。土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工棚、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。边坡可做成直线形、折线形和阶梯形。
　　2、土方边坡的稳定。
　　土壁开挖后如果边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度，则边坡就会失稳。实际工程中，一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故，同时会影响工期，对周围环境造成严重破坏。
　　在实际工程中，研究边坡稳定性是为了设计安全而合理的土坡断面。若边坡太陡可能会失稳，而边坡太缓则会造成土方量增加或过多占用土地。显然，分析边坡稳的稳定性有其重要的工程应用价值与理论价值。
　　工程中边坡的稳定性是用其稳定系数K表示的，其定义如下：
　　K = T/S。
　　式中，T为土体滑动面上的抗剪强度；S为土体滑动面上的剪应力。
　　若K＞1表示边坡稳定；K=1表示边坡处于极限平衡状态；K＜1表示边坡处于不稳定状态。
　　3、边坡失稳的原因分析。
　　造成土坡塌方的主要原因有以下几个方面。
　　（1）边坡过陡，使得土体的稳定性不够，而引起塌方，坑槽开挖中，常会遇到这种情况。
　　（2）由于地下水、雨水的渗入，使得基坑土体泡软、含水率增大及抗剪强度降低。
　　（3）荷载影响。由于基坑上边缘附近大了堆载或挺放机具、材料，或由于动荷载的作用使土体中的剪应力擦烘干土体的抗剪强度。
　　4、预防边坡失稳的措施。
　　（1）在条件允许的情况下，放足边坡。边坡的留设应符合规范要求，其坡度的到校应根据土壤性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素综合考虑。一般情况下，黏土的边坡可以陡些，砂性土则相对平缓些；井点降水或机械在坑底施工时边坡可陡些，明沟排水、人工挖土或机械在坑上边挖土时在应平缓些。
　　（2）合理安排土方运输车辆的行走路线及弃土地点，防止坡顶产生几种荷载及振动。必要时可采用钢丝网细石混凝土（或砂浆）对护坡面层加固，党必须在坡顶或坡面上堆土时，应进行坡体稳定性验算，严格控制堆放的土方量。
　　（3）边坡开挖时，应由上到下分布开挖，一次进行。边坡开挖后，应立即对边坡进行防护处理。施工过程中应经常检查平面位置、水平标高、边坡坡度、降排水系统，并随时观测周围的环境变化。
　　二、土壁的支护
　　土壁支护常用施工方法有各种类型的桩、地下连续墙、锚杆、钢筋混凝土或钢支撑、土钉和喷射混凝土护面、搅拌桩、旋喷桩、钢板桩、SMW工法一级土体冻结等。在实际工程中，既可以采用一种方法，也可将几种方法结合起来使用。
　　1、放坡。
　　放坡是将土壁开挖成一定坡度的人工边坡，是土体再自身的重力和外力作用下，不发生剪切破坏而沿着某一破裂滑动，从而达到土坡稳定的目的。
　　2、横撑式支撑。
　　横撑式支撑分为水平式支撑和垂直式支撑。
　　水平式支撑一般紧靠土壁设置水平挡土板，挡土板上设置枋木，再用工具撑或木横撑上下顶紧，根据挡土板是否连续设置，分为间断式和连续式水平支撑。其中间断式支撑适用于能保持直立的干土或天然的湿黏土土壁，深度在3m以内；；连续式水平挡土板支撑则适用于较潮湿的土或散粒土，深度一般在5m以内。
　　垂直式支撑的挡土板垂直土壁放置，两侧上下各水平顶一根横撑。根据挡土板是否连续设置，也可分为间断式和连续式两种。
　　3、桩墙式结构。
　　开挖土方前，先沿边缘施工成排的桩或地下连续墙，并使其地段嵌入基坑底面一下。若开挖深度较大或分层开挖时，可以在桩墙上附加支撑系统，此时的结构受力相当于梁板结构。实际工程中采用的桩墙结构主要有排桩、锚杆结构、排桩、内支撑结构、地下连续墙、锚杆结构以及地下连续墙、内支撑结构。桩的类型主要有钢板桩、各种灌注桩。
　　4、土钉墙。
　　土钉墙支护结构由被加固的原位土、布置较密的土钉和喷射混凝土于土坡表面的混凝土面板组成。这种支护结构可以提高土体的整体刚度，弥补土体的抗拉和抗剪度低的弱点，通过相互作用，土体自身强度的潜力得到充分发挥，还能改变边坡变形和破坏的性状，能显著提高边坡的整体稳定性，是近年来发展较快的一类土壁支护方法。
　　土钉墙适用于地下水位低于土坡开挖段或经过施工讲水浒开挖层的支护，同时要求土体具有一定的黏性，另外，土钉墙施工时要求坡面无渗水，否则影响喷射混凝土质量。土钉墙的喷射混凝土要求土体开挖稳定后，尽快做第一层喷射混凝土，厚度为40～50mm，所用混凝土中水泥含量最少为400kg/m3，喷射完成后注意加强养护，以免开裂或起鼓。
　　5、水泥土深层搅拌桩挡墙。
　　国内常用水泥土深层搅拌法形成重力式挡墙支撑，用挡墙的厚度和重力抵抗土壁压力，但为了满足稳定性要求，一般宽度较大，此结构的优点是结构不渗水，并且只需水泥，不需要钢材，造价低，近年来应用比较广泛。
　　土壁支护工程中要做到技术先进、安全可靠、经济合理，应综合考虑场地工程地质与水文地质条件、地下结构的要求、开挖深度、降排水条件、周边环境和周边载荷、施工季节、支护结构使用期限等因素，因地制宜地选择合理的支护结构形式。
　　三、基坑开挖施工措施
　　1、选择合适的基坑坑壁形式。
　　基坑施工前，首先应按照规范的要求，依据基坑坑壁破坏后可能造成的后果的严重性确定基坑坑壁的等级，然根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。
　　2、加强对土方开挖的监控。
　　基坑土方一般采用机械开挖法，开挖前，应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案，并对机械操作人员进行技术交底。开挖时，应有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑，土方开挖深度应严格控制，不得在上端土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。
　　3、加强对支护结构四个质量的监督。
　　监理健全施工企业内部支护结构施工质量检验制度，是保证支护结构施工质量的重要手段。质量检验的对象包括支护结构所用材料和支护结构本身。
　　四、结束语
　　掌握好基坑土方和边坡工程施工技术及要点，是实际建筑工程施工总保质保量和安全无事故施工的有力保障。