巖土工程施工中基坑邊坡失穩(wěn)及加固處理技術(shù)

吳吉 貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

在基坑工程的施工中影響邊坡穩(wěn)定性的因素相對(duì)比較復(fù)雜，比較常見的影響因素包含了挖掘面積過大、上層土壤結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定以及后續(xù)的支護(hù)工作不到位等問題。如果基坑邊坡出現(xiàn)不良的塌方問題，不但會(huì)影響到工程的施工周期，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程施工人員的人身安全形成重大的影響。

一、巖土工程施工中基坑邊坡失穩(wěn)的原因

（一）巖體結(jié)構(gòu)

巖體結(jié)構(gòu)主要包括2個(gè)方面，分別是結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面就是指巖石的方向、形態(tài)或者規(guī)模等；而結(jié)構(gòu)體則是指由多個(gè)結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的整體。在進(jìn)行巖土工程基坑施工時(shí)，巖體結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響到基坑邊坡的穩(wěn)定性。比如，在進(jìn)行巖土工程基坑挖掘時(shí)，會(huì)涉及巖石的切割問題，而不同種類的巖石有不同的硬度，不同的硬度又會(huì)直接影響巖石切割的平整度或者順利度，影響基坑邊坡的穩(wěn)定性。巖體又有不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體越大說明這個(gè)區(qū)域的泥土越少，而巖石結(jié)構(gòu)體本身不具備粘著性，巖石結(jié)構(gòu)體的粘著性主要依靠泥土的粘著性，泥土的粘著性越高，這個(gè)巖石結(jié)構(gòu)體的粘著性就越高，所以區(qū)域內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)體越大，粘著性就越低，而粘著性一旦降低，就會(huì)導(dǎo)致基坑邊坡的穩(wěn)定性降低，基坑邊坡的穩(wěn)定性就會(huì)下降。

（二）人為因素

在巖土工程實(shí)際開展施工的過程中，若某個(gè)區(qū)域開發(fā)程度相對(duì)較大，則會(huì)出現(xiàn)周圍巖土結(jié)構(gòu)失衡的情況，進(jìn)而影響基坑邊坡施工的穩(wěn)定性與安全性。再加上土方開挖影響邊坡的穩(wěn)定性，主要包含坡體高度及坡體比例等，若基坑開挖深度超過了工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則邊坡周圍的穩(wěn)定性影響較為明顯，甚至較為嚴(yán)重的還會(huì)形成邊坡巖體位移及塌陷的情況。除此之外，在巖土工程實(shí)際開展施工的過程中，給排水也是影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素，需要得到建筑企業(yè)的重視，盡可能強(qiáng)化工作人員的責(zé)任意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)每一環(huán)節(jié)施工制度的理解，避免人為因素影響基坑邊坡穩(wěn)定性。

（三）前期準(zhǔn)備不到位

在巖土工程施工過程中，一旦支護(hù)設(shè)計(jì)不科學(xué)，工程師不實(shí)地勘察巖土工程條件，不充分掌握土質(zhì)、環(huán)境和含水量，容易影響支護(hù)設(shè)計(jì)方案的合理性，不能滿足巖土工程施工的實(shí)際需要。測(cè)量員一旦疏于工作，實(shí)際測(cè)量場(chǎng)地不是開挖場(chǎng)地，會(huì)嚴(yán)重影響土壤測(cè)量和承載力測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在前期準(zhǔn)備階段，如果測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性不足，必然會(huì)影響支護(hù)方案和降水方案的合理性，不能滿足實(shí)際施工需要。如果計(jì)算方法不合理，很容易出現(xiàn)計(jì)算誤差，影響設(shè)計(jì)的合理性。如果支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)強(qiáng)度和防護(hù)強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，會(huì)影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際功能，進(jìn)而影響巖土工程的施工質(zhì)量。如果前期準(zhǔn)備階段不設(shè)計(jì)覆膜或擋水膨脹，容易造成雨水滲透，影響基坑邊坡穩(wěn)定。

二、巖土工程施工中基坑邊坡加固處理技術(shù)

（一）填石層、砂礫層的加固處理

在巖土工程施工中可以采用旋挖灌注樁方式進(jìn)行施工，其主要表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面：一方面，填石層的施工。一般在處理厚度較小的填石層時(shí)主要采用換填或者直接清除的方式進(jìn)行處理，這樣做的目的就是能夠達(dá)到邊坡加固的需求。而對(duì)于厚度較大的填實(shí)層，巖土工程施工過程中可以采用人工挖孔樁的方式進(jìn)行施工，然后再運(yùn)用旋挖灌注樁的方式開展施工。另一方面，開展砂碩層的加固處理。首先，選擇合適的鉆具，并根據(jù)實(shí)際的土層情況，合理的調(diào)整鉆具外徑的厚度。其能夠讓選擇的鉆具更快的適應(yīng)土層的實(shí)際需求，提高施工的效果，使得基坑邊坡更加牢固和穩(wěn)定。其次，施工人員還需要對(duì)砂漿的比重等進(jìn)行全面的控制，即將泥漿控制在1.1-1.15之間，粘度控制在22S。最后，選擇出性能較高的膨潤土，加強(qiáng)對(duì)黏度和含砂量等指標(biāo)的控制，以讓土層能夠達(dá)到邊坡加固的要求，減少邊坡發(fā)生塌方的危險(xiǎn)。

（二）土質(zhì)邊坡加固處理

由于該工程邊坡上部坡體為粘性土，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性相對(duì)較差，在實(shí)際開展施工的過程中具有較高的難度，需要得到施工人員的重視，而且在此環(huán)節(jié)施工的過程中還應(yīng)該保障邊坡施工美觀性、牢固性及經(jīng)濟(jì)性原則，并合理設(shè)計(jì)多樣化施工方案，通過對(duì)比的方式選擇最佳施工方案，提高土質(zhì)邊坡加固處理的質(zhì)量。其中在實(shí)際運(yùn)用三維網(wǎng)植草帶方案的過程中，需要事先對(duì)邊坡的坡面進(jìn)行全面清理，尤其是針對(duì)土質(zhì)邊坡上存在的石塊，應(yīng)該將其清理，避免影響后期工程的順利進(jìn)行，針對(duì)松動(dòng)的石塊，在清理的過程中應(yīng)該制定針對(duì)性方案，避免受多種因素影響砸傷施工人員。在清理工作完成后，還會(huì)有巖石空洞出現(xiàn)，為了避免受其影響而無法提高基坑邊坡施工效果，則需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)填補(bǔ)，保障坡面的平整性，為后續(xù)施工提供條件。在實(shí)際開展錨桿施工時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行布孔，并對(duì)邊坡巖石情況進(jìn)行全面分析，掌握坡度比，并確定布孔點(diǎn)及打孔方式。在此環(huán)節(jié)施工過程中需要注重掛網(wǎng)工作的開展，事先掛好植生帶，發(fā)揮導(dǎo)水與蓄水的作用，其中植生帶可以采用縱向設(shè)計(jì)方案，橫向間距控制在1m，這樣可以避免植物生長過程中水分不充足。而且掛網(wǎng)施工需要從坡面位置開始，孔目規(guī)格為5×5m，并合理的運(yùn)用半徑2mm的編織網(wǎng)，提高掛網(wǎng)鋪設(shè)的效果，還應(yīng)該將剩余20cm壓入到平臺(tái)當(dāng)中，確保施工過程中掛網(wǎng)始終處于緊繃狀態(tài)，避免掛網(wǎng)表面出現(xiàn)褶皺而影響施工質(zhì)量。

（三）抗滑樁支護(hù)技術(shù)

抗滑樁支護(hù)技術(shù)是在基坑邊坡內(nèi)部進(jìn)行的，依靠的原理主要是在基坑邊坡內(nèi)部建筑混凝土，由混凝土柱體增強(qiáng)基坑邊坡內(nèi)部碎石或者碎土的粘著性，進(jìn)而減少基坑邊坡內(nèi)部碎石或者碎土的移動(dòng)量，達(dá)到增加基坑邊坡穩(wěn)定性的目的，由混凝土澆筑而成的柱體就是抗滑樁。一般混凝土的澆筑過程可分為2個(gè)步驟，分別是打孔和澆筑，一般打孔的方式可以分為2種，分別是機(jī)器打孔和人為打孔，這主要要根據(jù)施工的環(huán)境和工程的需要，如果工程需求不大，并且工作環(huán)境相對(duì)簡單的話，通常都會(huì)選擇人為打孔，因?yàn)槿藶榇蚩撞恍枰\(yùn)輸大型器材，就會(huì)減少很多工作步驟，進(jìn)而可節(jié)省工作時(shí)間，但是如果工程需求較高，就要進(jìn)行機(jī)器打孔，因?yàn)闄C(jī)器打孔的質(zhì)量比較高；而混凝土澆筑比較簡單，只不過是混凝土的種類不同，但是大部分的巖土工程在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，都會(huì)選擇鋼筋混凝土，因?yàn)殇摻罨炷猎牧隙急容^常見，方便購買，價(jià)格也比較便宜，最主要的是，鋼筋混凝土的硬度較高，在所有種類的混凝土里，對(duì)于巖土工程來說，鋼筋混凝土的性價(jià)比較高。一般抗滑樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境都比較復(fù)雜，而抗滑樁支護(hù)技術(shù)就可以預(yù)防多種因素對(duì)基坑穩(wěn)定性造成的影響，如減少基坑邊坡內(nèi)部碎石和碎土的移動(dòng)量，降低基坑邊坡變形的概率等。

（四）基坑排水設(shè)施

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，沿基坑坡頂建立一個(gè)保護(hù)層（1 m 寬，100 mm 厚），以防止地表水對(duì)土體產(chǎn)生破壞及對(duì)基坑邊坡的沖刷。還需要沿基坑周邊建設(shè)排水溝，把地表水和基坑水經(jīng)過處理后排進(jìn)下水管道。另外，要在基坑內(nèi)周邊挖 6 ～ 8個(gè)臨時(shí)集水坑，集水坑的深度由基坑的深度確定。通過集水坑把基坑滲水和施工廢水收集起來，在經(jīng)過處理之后使用水泵排入下水管道。在整個(gè)施工過程中要經(jīng)常對(duì)排水溝進(jìn)行檢查，以保證排水溝時(shí)刻處于通暢狀態(tài)。

（五）土質(zhì)邊坡加固處理

工程的邊坡上部坡體的土質(zhì)為粘性土，在很大程度上降低了邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)增加了工程施工的難度和復(fù)雜性，因此，施工人員需要提高對(duì)邊坡加固處理工作的重視程度，在對(duì)邊坡進(jìn)行加固處理過程中要遵循經(jīng)濟(jì)性、美觀性和牢固性的基本原則，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定多套實(shí)施方案，并對(duì)各種方案的可行性與可靠性進(jìn)行對(duì)比分析，從而選擇最佳方案開展實(shí)際施工，提高工程施工的質(zhì)量。三維網(wǎng)植草方案在該工程施工中的應(yīng)用既能夠滿足保證邊坡美觀性和牢固性的要求，還能使邊坡具有生態(tài)性的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，施工人員需要對(duì)邊坡坡面上的垃圾、石塊等物質(zhì)進(jìn)行清理，并對(duì)巖石空洞進(jìn)行填補(bǔ)，保證坡面的平整度，保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行。在應(yīng)用該技術(shù)過程中同樣需要進(jìn)行錨桿施工，在此之前，需要結(jié)合邊坡巖石和坡度比的實(shí)際情況選擇布孔的方式和具體位置。在開展掛網(wǎng)工作過程中，需要先采用縱向設(shè)計(jì)方案掛好植生帶，并將橫向間距控制在 1m 左右，保證植物生長過程中充足的水分，從而使植生帶具備良好的導(dǎo)水和蓄水功能。在掛網(wǎng)時(shí)要從坡面位置開始進(jìn)行，利用半徑為 2mm 的編織網(wǎng)提高掛網(wǎng)鋪設(shè)的效果，并將剩余的 20cm 的網(wǎng)壓入平臺(tái)，使掛網(wǎng)始終處于緊繃狀態(tài)，保證掛網(wǎng)施工的質(zhì)量。此外，在噴射有機(jī)材料施工過程中，需要結(jié)合邊坡的比例保證材料噴射的均勻程度，并將表面基材的厚度保持在 3cm 以上，從而有效促進(jìn)植物的生長。在施工后期階段，施工人員需要對(duì)植物的生長進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，對(duì)草坪定期進(jìn)行修剪。在對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行加固處理過程中，施工單位需要保證施工人員嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行操作，避免不利因素的影響，從而提高工程施工的整體水平。

三、結(jié)語

我國對(duì)于巖土工程的研究較晚，相應(yīng)的施工技術(shù)和理論知識(shí)也相對(duì)落后。在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，基坑邊坡的穩(wěn)定性可直接影響到巖土工程的施工質(zhì)量，所以在進(jìn)行巖土工程施工時(shí)，采取相應(yīng)的基坑邊坡加固處理技術(shù)非常有必要。