水利水電工程中的土方施工問題及防治措施

閆志勇

摘 要：土方坍塌，是由于土體內(nèi)某一面產(chǎn)生剪切變形，變形速度加快時，引起土體中出現(xiàn)連續(xù)的破壞面而造成的。而其是在水利水電土方工程中常發(fā)生的施工通病，為此，筆者通過工作實踐，結(jié)合實際情況，提出在土方工程中常見問題及有效的防治措施。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；土方施工；常見問題；措施

1 土方工程坍塌的原因

原因有以下幾點：

1）施工方法不正確。放坡不夠，或圖省工貪利，又無固壁支撐保護。

2）邊坡頂面靜、動荷載超限。當(dāng)邊坡頂受壓或震動后，土體的內(nèi)聚力、摩擦力和剪力就減小。

3）環(huán)境與地質(zhì)條件的影響。現(xiàn)場狹小或地處市內(nèi)，防護設(shè)施不全，以及地質(zhì)情況異常，采取措施不及時。自然雨水的浸泡，現(xiàn)場排水不通暢，尤其是雷暴雨前未截住流人槽坑內(nèi)的地面水。

主要施工方法及要點：

1）清除和處理施工區(qū)域內(nèi)的地上、地下障礙物，做好排水坡向，挖好排水溝。測設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軸線樁、定位控制樁、開挖白灰線、水準(zhǔn)點，并對要開挖的基礎(chǔ)進行測量定位、定出開挖寬度等。降低地下水位，一般降至槽底標(biāo)高下0.5～1.0m。

2）人工挖土每層600mm深，每層應(yīng)清底和出土，逐步挖掘；在挖方上側(cè)棄土?xí)r，應(yīng)保證邊坡和直立壁的穩(wěn)定，拋的土應(yīng)距槽邊800mm以外。雨季開挖，應(yīng)逐段逐片分期完成，注意邊坡穩(wěn)定，加強對邊坡、支撐、圍堰等措施的檢查；冬季開挖時，應(yīng)防止地基土受凍。

3）對永久性挖方的邊坡坡度，應(yīng)按設(shè)計要求放坡，一般在1.1～1：1.5。對使用時間較長的臨時性挖方邊坡，土質(zhì)較好時，邊坡可放寬一些。開挖基坑（槽）和管溝，土質(zhì)條件好，地下水位低于其底面標(biāo)高時，挖方深度5m以內(nèi)不加支撐的邊坡坡度在1：0.33～1：1.5；施工期較長，挖方深度>2m時，應(yīng)作成直立壁加支撐。

4）對溝槽塌方，應(yīng)清除塌方后作臨時x性支護措施，對永久性邊坡局部塌方，應(yīng)清除塌方后用塊石填砌或用2：8或3：7灰土回填嵌補，與土接觸部位作成臺階搭接，防止滑動，或?qū)⑵露雀木彙?=

2 基坑泡水

主要表現(xiàn)為：基坑開挖后，地基土被水浸泡。

主要施工方法及要點：

1）在要挖的基坑周圍設(shè)排水溝或擋水堤，防止地面水流人基坑內(nèi)。采用井點降水方法，將地下水位降至基坑最底標(biāo)高以下再開挖。挖土放坡時，坡頂和坡腳至排水溝均應(yīng)保持一定距離，一般為0.5～1.0m；對永久性挖方邊坡上緣至山坡截水應(yīng)保持5m距離。

2）基坑開挖時，應(yīng)逐層開挖，逐層放坡，并加深排水溝和集水井，隨時榆查邊坡坡度，不允許偏陡或挖成神仙土。邊坡上緣堆土或堆置材料時，至坡邊應(yīng)保持一定距離，一般在0.8m以上，堆土高度≤1.5m。

3）在潛水層內(nèi)開挖基坑時，根據(jù)水位高度、潛水層厚度和涌水量，在潛水層標(biāo)高最低點設(shè)置排水溝和集水井。

4）在地下水位以下挖土，應(yīng)在開挖標(biāo)高坡腳設(shè)排水溝和集水井，并使開挖面、排水溝和集水井始終保持一定的深差，使地下水位降低到開挖面以下≥0.5m。當(dāng)基坑深度較大，地下水位較高以及多層土中上部有透水性較強的土，或雖為同一種土，但其上部地下水較旺時，應(yīng)采取分層明溝排水法，在基坑邊坡上再設(shè)1～2層明溝，分層排除地下水?；映鳒吓潘?，也可采用各種井點降水方法，將地下水位降低到最底標(biāo)高以下再開挖。

3 坡超挖

主要表現(xiàn)為：邊坡界面不平，出現(xiàn)較大凹洼，邊坡加大。

主要施工方法及要點：

1）整個施工區(qū)域內(nèi)的表面雜物進行清理，再進行測量放線，作好標(biāo)準(zhǔn)軸線樁、定位控制樁及標(biāo)高水準(zhǔn)點，按設(shè)計圖紙要求對要開挖的區(qū)域進行測量定位、定出開挖寬度。

2）人工挖土：開挖淺的條基，不放坡時，應(yīng)先沿灰線切出槽邊的輪廓線，然后自上而下分層開挖。在接近地下水位時，應(yīng)先完成標(biāo)高低處的挖方，以便在該處集中排水；挖到一定深度時，測量工及時抄出距槽底500mm平線；挖至槽底標(biāo)高后，由兩端軸線樁拉通線，然后修槽清底。開挖放坡基槽時，應(yīng)先按規(guī)定的坡度粗略開挖，再分層按坡度做出坡度線，每隔3m做一線，以此線為準(zhǔn)進行鏟坡；開挖深槽時，應(yīng)在槽幫中間留出800mm左右的倒土臺，開挖大面積淺基坑時，沿坑三面開挖，挖出的土裝車后由未挖的一面運出。

3）機械開挖應(yīng)根據(jù)施工方案確定的開挖路線、順序、土方堆放地點等要求進行挖土。大面積基坑底標(biāo)高不一，采取先整片挖至一平均標(biāo)高，再挖個別較深部位。一次開挖深度5m以上時，宜分2～3層開挖，并修10%～15%披道，供挖土及運輸車輛進出。面積和深度均較大的基坑，通常采用分層挖土；大型軟土基坑，可采用“接力挖土法”；面積不大深度較大的基坑，采用機械接力挖運土方方法和人工與機械合理配合挖土，最后用搭枕木垛的方法，使挖土機開出基坑。機械開挖應(yīng)由深而淺，基底與邊坡應(yīng)預(yù)留一層300～500mm～度土層由人工清除掃平。

4 回填土擠動基礎(chǔ)

主要表現(xiàn)為：夯實基礎(chǔ)兩側(cè)填方或用推土機送土，造成基礎(chǔ)裂縫、破裂，軸線偏移，嚴(yán)重地影響結(jié)構(gòu)受力性能。

主要施工方法及要點：

1）選擇符合填土要求的土料。含水量符合壓實要求的粘性土，可選作各層填料；碎石類土、砂土和爆破石渣，可用作表層下的填料；碎塊草皮和有機質(zhì)含量>8%的土，只能用作無壓實要求的填料；淤泥和淤泥質(zhì)土，一般不能作用填料，但在填方的次要部位，可用經(jīng)過處理的含水量符合壓實要求的。

2）對于有密實度要求的填方，施工前應(yīng)按所選用的土料、壓實方法做試驗，確定土料含水量控制范圍、每層鋪土厚度、壓（夯）實遍數(shù)、機械夯實行駛速度或人工夯實的操作要求。人工填土從場地最低處開始，由一端向另端自下而上分層鋪填，每層虛鋪厚度，用人工木夯夯實時：砂質(zhì)士～<30em，粘性土為20cm；用打夯機械夯實時～<30em，回填土前應(yīng)先清除基底積水和雜物；基底為松土?xí)r應(yīng)充分夯實；基底為含水量很大的松軟土，應(yīng)采取排水疏干或換土等措施。機械填土應(yīng)由下而上分層鋪填，推土機填土每層虛鋪厚度～<30em；鏟運機填每層虛鋪厚度≤30～50cm，汽車填土每層虛鋪厚度≤30-50era。

3）回填土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制土的含水量，應(yīng)使施工土料含水量接近最優(yōu)含水量。粘性土料施工含水量與最優(yōu)含水量之差控制在4%～±2%；人工打夯應(yīng)按一定方向進行，一夯壓半夯，夯夯相接，行行相連，兩遍縱橫交叉，分層夯打。打夯路線應(yīng)由四邊開始，然后再夯中間；在碾壓機械碾壓之前，宜先用輕型推土機、拖拉機推平，低速預(yù)壓4～5遍，使表面平實；采用振動平碾碎石類土，應(yīng)先靜壓后振壓。碾壓機械壓實填方時，應(yīng)控制行駛速度和壓實遍數(shù)，使其符合要求。

5提高土方工程坍塌的安全措施

1）合理布置開挖工作面和出土路線。

2）開挖槽坑時，要視設(shè)計深度和土質(zhì)類別來確定放坡系數(shù)。如放坡受現(xiàn)場條件限制，必須采取加設(shè)支撐的方法。

3）開挖邊坡，要防止塌滑，保證開挖安全。在邊坡項面，要盡量減少靜、動荷載。嚴(yán)禁在開挖邊緣上行駛機動車輛和堆放料具，隨時注視和預(yù)防土方的滑坡和坍塌。當(dāng)發(fā)現(xiàn)險請跡象時，應(yīng)立即組織施工人員撤離，待采取有效防護措施后，方可繼續(xù)施工。

4）開挖后地質(zhì)情況異常，遇有砂子、河卵子卵石及松散土層，應(yīng)加大放坡系數(shù)或加設(shè)固壁檔土支撐；開挖集水坑時，應(yīng)保持開挖邊坡的穩(wěn)定，并要與基礎(chǔ)底面有一定距離，防止基礎(chǔ)結(jié)果遭破壞。

5）地下水位以下的土方開挖，應(yīng)根據(jù)施工方法的要求，切實做好排水工作。