淺析影響土方邊坡穩(wěn)定的因素及安全防護(hù)措施

李林峰

山東省東營市市政工程公司，山東東營 257091

1 影響邊坡穩(wěn)定的因素

基坑開挖后，其邊坡失穩(wěn)坍塌的實(shí)質(zhì)是邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度。而土體的抗剪強(qiáng)度又來源于土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。因此，凡是能夠影響土體中剪應(yīng)力、內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力的，都能影響邊坡的穩(wěn)定。

1.1 土類別的影響

不同類別的土，土的顆粒礦物組成，顆粒形狀、尺寸，顆粒級配，空隙比、干容重及土中的含水量皆不同，其土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力不同。例如，砂土的內(nèi)聚力為0，只有內(nèi)摩阻力，靠內(nèi)摩阻力來保持邊坡的穩(wěn)定平衡。而粘土則同時(shí)存在內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。因此，對于不同類別的土能保持其邊坡穩(wěn)定的最大坡度也不同。

1.2 土濕化程度的影響

土內(nèi)含水愈多，濕化程度增高，使土壤顆粒之間產(chǎn)生滑潤作用，內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力均降低。其土的抗剪強(qiáng)度降低，邊坡容易失去穩(wěn)定。同時(shí)含水量增加，使土的自重增加，裂縫中產(chǎn)生靜水壓力，增加了土體內(nèi)剪應(yīng)力。

1.3 氣候的影響

氣候使土質(zhì)松軟或變硬，如：冬季在我國北方氣溫能到-10℃以下，能使邊坡土體凍結(jié)，使土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力提高，從而提高土體的抗剪強(qiáng)度，春季氣溫回升至0℃以上，能使邊坡土體融化，使土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力降低，從而降低土體的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)入雨季，隨著降雨量的增加，土質(zhì)松軟，從而降低土體的抗剪強(qiáng)度。

1.4 基坑邊坡上面附加荷載或外力的影響

基坑邊坡上面附加的荷載或外力能使土體中剪應(yīng)力大增加，甚至超過土體的抗剪強(qiáng)度，使邊坡失去穩(wěn)定而塌方。

1.5 基坑邊坡坡度的影響

土方邊坡的坡度以其高度與其底寬度之比表示，坡度越大越安全，但其土方量增大，同時(shí)增加施工成本，為了防止塌方，保證施工安全，當(dāng)土方挖到一定深度時(shí)，邊坡均應(yīng)做成一定的坡度。

土方邊坡坡度的大小與土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時(shí)間的長短、排水情況、附近堆積荷載等因素有關(guān)。在挖土邊坡上側(cè)堆土或材料以及移動施工機(jī)械時(shí)，應(yīng)與挖土邊坡保持一定距離，以保證邊坡的穩(wěn)定，當(dāng)土質(zhì)良好時(shí)，堆土或材料距挖方邊緣0.8m 以外，高度不宜超過1.5m。

比較典型的外力影響如爆破震動：隨著近幾年舊城改造的深入發(fā)展，爆破應(yīng)用日益廣泛，由此造成的爆破震動影響也日益凸顯。邊坡巖體在爆破震動的瞬時(shí)沖擊作用下，由于爆破沖擊波向四周擴(kuò)散，當(dāng)壓縮波到達(dá)邊坡自由面后，開始產(chǎn)生拉伸波，使巖體受到拉伸作用，可使原裂隙張開、擴(kuò)展或產(chǎn)生新的裂隙，使巖體產(chǎn)生變形和破壞。

2 邊坡施工的安全防護(hù)措施

2.1 安全施工組織設(shè)計(jì)與安全技術(shù)交底

每項(xiàng)工程施工開工前，都要編制土方施工的專項(xiàng)安全施工組織設(shè)計(jì)及安全技術(shù)交底，其內(nèi)容包括施工準(zhǔn)備、開挖方法、放坡、降水排水、臨時(shí)用電、邊坡支護(hù)等，邊坡支護(hù)應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并有設(shè)計(jì)計(jì)算書。

2.2 安全距離

人工挖基坑時(shí)，操作人員之間要保持安全距離，兩人的橫向間距不得小于2m，縱向間距不得小于3m，嚴(yán)禁掏洞挖土及搜底挖槽；多臺機(jī)械開挖，挖土機(jī)間距應(yīng)大于10m，挖土要自上而下，逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁先挖坡腳的危險(xiǎn)作業(yè)。

2.3 現(xiàn)場勘查與防護(hù)

挖土方前對周圍環(huán)境要認(rèn)真檢查，根據(jù)安全技術(shù)交底了解地下管線、人防及其他構(gòu)筑物情況和具體位置。地下建筑物外露時(shí)必須進(jìn)行加固保護(hù)。作業(yè)過程應(yīng)盡量避開管線和構(gòu)筑物。在現(xiàn)場電力、通信電纜2m 范圍內(nèi)和現(xiàn)場燃?xì)?、熱力、給排水等管道1m范圍內(nèi)挖土?xí)r，必須通知管線主管單位并在主管單位有關(guān)人員的監(jiān)護(hù)下采取人工開挖。不能在危險(xiǎn)巖石或建筑物下面進(jìn)行作業(yè)。

2.4 邊坡與支撐

基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求放坡，操作時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意邊坡的穩(wěn)定情況，如發(fā)現(xiàn)有裂紋或部分坍塌現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行支撐或改緩放坡，并注意支撐的穩(wěn)固和邊坡的變化，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)加固處理。要做好科學(xué)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要綜合考慮地面超載、施工荷載、臨近建筑物荷載、土壓力以及其他不利于基坑穩(wěn)定的荷載。

2.5 安全事項(xiàng)

深基坑四周設(shè)防護(hù)欄桿，并掛密目安全網(wǎng)。人員上下要有專用爬梯。嚴(yán)禁攀登固壁支撐上下，或直接從溝、坑邊壁上挖洞攀登爬上或跳下。間歇時(shí)，不得在槽、坑坡腳下休息。

2.6 坡頂堆土規(guī)范

基槽、坑、溝邊1m 以內(nèi)不得堆土、堆料、停置機(jī)具?；?、坑、溝邊1m 以外堆土高度不得超過1.5m?；?、坑、溝邊與建筑物、構(gòu)筑物的距離不得小于1.5m。

2.7 運(yùn)土道路的坡度與半徑

運(yùn)土道路的最陡坡度不大于16.7 度、轉(zhuǎn)彎半徑8m～10m。

2.8 土方爆破的有關(guān)規(guī)定

土方爆破時(shí)要遵守爆破作業(yè)的有關(guān)規(guī)定，如：必須經(jīng)過爆破設(shè)計(jì)，對起爆點(diǎn)、引爆物、用藥量和爆破程序進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算。

2.9 深基坑安全應(yīng)急演練

對于深基坑施工（深度大于5m），要組織由上級安全主管部門參加的安全應(yīng)急演練，對于演練中發(fā)現(xiàn)的問題要及時(shí)整改。

2.10 夜間施工注意事項(xiàng)

夜間施工時(shí)，應(yīng)合理安排施工項(xiàng)目，防止超挖或鋪填超厚。施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)需要安設(shè)照明設(shè)施，在出入人員及車輛較多的危險(xiǎn)地段應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)立危險(xiǎn)指示燈，在施工現(xiàn)場前后應(yīng)設(shè)立危險(xiǎn)指示牌。

總之、根據(jù)影響邊坡穩(wěn)定的因素，做好前期的安全防護(hù)是避免邊坡坍塌的關(guān)鍵。同時(shí)基坑開挖需要綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、施工等各方面的影響因素，達(dá)到基坑施工安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的目的。

[1]李慧民，賈宏俊.建設(shè)工程技術(shù)與計(jì)量.