摘要：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。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，對影響土方邊坡穩(wěn)定的因素及安全防護(hù)措施進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。
關(guān)鍵詞：邊坡穩(wěn)定;因素;安全防護(hù)措施
中圖分類號： TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
中圖分類號：TD2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1.邊坡穩(wěn)定的概括理解
邊坡一般是傾斜坡面的土體或巖體邊坡，由于坡面傾斜，在坡體本身重力及其他外力作用下，整個(gè)坡體有從高處向低處滑動(dòng)的趨勢，同時(shí)，由于坡體土（巖）自身具有一定的強(qiáng)度和人力的工程措施，它會產(chǎn)生阻止坡體下滑的抵抗力。一般來說，如果邊坡土（巖） 體內(nèi)部某一個(gè)面上的滑動(dòng)力超過了（巖） 體抵抗滑動(dòng)的能力，邊坡將產(chǎn)生滑動(dòng)，即失去穩(wěn)定；如果滑動(dòng)力小于抵抗力，則認(rèn)為邊坡是穩(wěn)定的。
2.邊坡穩(wěn)定分析方法概述
邊坡方面的工程問題不斷地出現(xiàn)，這些問題有時(shí)會影響人類的工程活動(dòng)；與此同時(shí)，人們也很注重由于邊坡失穩(wěn)造成的災(zāi)難，因此研究邊坡穩(wěn)定性是相當(dāng)重要的。評價(jià)邊坡穩(wěn)定性的方法很多，有定性分析方法、定量評價(jià)方法等。
2.1定性分析方法
此方法從影響邊坡穩(wěn)定性的內(nèi)部和外部因素著手，根據(jù)失穩(wěn)的形式研究失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)理，同時(shí)結(jié)合工程的綜合功能以及邊坡的成因和演化過程等諸多因素，來綜合評價(jià)邊坡穩(wěn)定性情況，并可以對此后一段時(shí)間里可能的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。常用的分析方法有：工程地質(zhì)類比法、圖解法和歷史成因分析法等。
2.2定量分析方法
此方法可以通過確定的數(shù)值來評價(jià)邊坡的穩(wěn)定性。在定性分析的基礎(chǔ)上，人為地對得出的數(shù)值進(jìn)行判斷，進(jìn)一步得到邊坡的穩(wěn)定性情況。常見的數(shù)值定量分析方法有極限平衡法、有限元法、塑性極限分析法、可靠度法、人工智能法等。在工程實(shí)際中，分析土坡穩(wěn)定性大多采用極限平衡法。極限平衡法包括瑞典條分法、Bishop法、Janbu法等。由于極限平衡法比較直觀，又簡單，計(jì)算結(jié)果能夠滿足大多數(shù)邊坡工程的要求，在工程中應(yīng)用較多。
條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干條，把土體當(dāng)成剛體，對作用于各土條上的力進(jìn)行力與力矩的平衡分析，求出在極限平衡狀態(tài)下土體穩(wěn)定的安全系數(shù)，并通過一定數(shù)量的試算，找出最危險(xiǎn)滑裂面位置及相應(yīng)的（最低的）安全系數(shù)。
3.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。
3.1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。
3.2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。
3.3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O℃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)人雨季,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。
3.4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。
3.5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(dòng)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(dòng):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(dòng)影響也日益凸顯。邊坡巖體在爆破震動(dòng)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。
4.邊坡施工的安全防護(hù)措施
4.1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。
4.2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)。
4.3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)狻崃�、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)。
4.4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。
4.5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。
4.6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�；邸⒖印线�1m以外堆土高度不得超過1.5m�；邸⒖�、溝邊與建筑物、構(gòu)筑物的距離不得小于1.5m。
4.7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。
4.8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。
4.9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。
4.10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,在出人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。
參考文獻(xiàn)
[1]李慧民,賈宏俊,建設(shè)工程技術(shù)與計(jì)量,
