巖土工程基坑邊坡失穩(wěn)加固技術(shù)的探討

賀帥帥

（西北政法大學(xué)，陜西 西安 710100）

0 引言

在巖土工程施工過(guò)程中，邊坡失穩(wěn)問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，如果某一區(qū)域邊坡發(fā)生失穩(wěn)問(wèn)題，就極容易埋下施工安全事故隱患。現(xiàn)階段，在巖土工程施工過(guò)程中，廣泛采用邊坡加固措施，但基坑邊坡失穩(wěn)問(wèn)題仍是控制重點(diǎn)。就目前而言，深基坑巖土工程的增加趨勢(shì)明顯，而且?guī)r土工程大都位于軟土區(qū)域，所以要想提升巖土工程建設(shè)水平，應(yīng)高度重視基坑邊坡失穩(wěn)問(wèn)題的解決，科學(xué)施策。本文分析了基坑邊坡穩(wěn)固性的影響因素，并闡述了抗滑樁加固、防滲膜加固、填石層和砂礫層加固、邊坡基坑排水等加固技術(shù)及措施。

1 影響巖土工程邊坡穩(wěn)定性的因素

如果巖土工程邊坡施工管理力度不足，就極容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象[1]。因此，為了對(duì)巖土工程邊坡穩(wěn)定性提供保障，應(yīng)深入分析影響邊坡穩(wěn)定性的因素。

1.1 地形地貌因素

因?yàn)椴煌瑤r土工程的施工環(huán)境有明顯的區(qū)別，而不同環(huán)境的地形地貌有明顯的差異，所以在巖土工程基坑施工中，應(yīng)全面勘察施工現(xiàn)場(chǎng)情況，提高對(duì)地形地貌的了解程度，有針對(duì)性地制定解決方案，切實(shí)保護(hù)好基坑邊坡的穩(wěn)定性。比如在凹型地段施工中，強(qiáng)降雨天氣所產(chǎn)生的積水較多，在此影響下，基坑邊坡極易被沖垮[2]，從而導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)。

1.2 巖體結(jié)構(gòu)

在巖土工程基坑施工時(shí)，巖體結(jié)構(gòu)對(duì)于基坑邊坡的穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性的作用。比如在巖土工程基坑挖掘時(shí)，巖石的切割問(wèn)題比較常見(jiàn)，而不同種類巖石的硬度有明顯的差異，不同的硬度也會(huì)對(duì)巖石切割的平整度造成影響，從而不利于基坑邊坡穩(wěn)定性的提升。此外，巖石結(jié)構(gòu)體的黏著性與泥土的黏著性之間有密切的聯(lián)系，泥土的黏著性與巖石結(jié)構(gòu)體的黏著性成正比。所以，巖石結(jié)構(gòu)體自身的黏著性較差或泥土的黏著性較低，就會(huì)影響到基坑邊坡的穩(wěn)定性。

1.3 土質(zhì)因素

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，砂土或沖擊砂土比較常見(jiàn)，其松軟程度和滲透性較強(qiáng)，而且其土質(zhì)黏聚力缺失，從而自身承載力較低；而且在施工中及施工后，超負(fù)荷的情況難以避免[4]，就極易引起嚴(yán)重的滑移情況；此外，如果基坑土質(zhì)情況變化較大，也會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成影響，不僅無(wú)法發(fā)揮出實(shí)際支撐防護(hù)作用，而且也會(huì)影響到巖土工程施工基坑邊坡的穩(wěn)定性。

1.4 人為因素

在基坑施工中，工作人員的施工質(zhì)量或施工技術(shù)是基坑邊坡穩(wěn)定性的重要影響因素。基坑支護(hù)工程涉及到多專業(yè)、多學(xué)科，且彼此之間有密切的聯(lián)系，施工人員應(yīng)熟悉各個(gè)學(xué)科知識(shí)，綜合性和系統(tǒng)性地應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)工程的施工[3]。此外，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)從施工場(chǎng)地的地形地貌、實(shí)際需求出發(fā)，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)施工。

2 巖土工程邊坡加固處理技術(shù)

2.1 抗滑樁預(yù)加固技術(shù)

在邊坡失穩(wěn)的加固技術(shù)類型中，抗滑樁支護(hù)加固技術(shù)較為常見(jiàn)。利用該技術(shù)對(duì)邊坡進(jìn)行加固，可以抑制邊坡各區(qū)域土體的不良移動(dòng)，也可以避免塑性形變的產(chǎn)生。樁是深入土層或巖層的柱形構(gòu)件，通過(guò)樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來(lái)承擔(dān)邊坡的下推力，而使邊坡保持平衡或穩(wěn)定。抗滑樁與一般樁基類似，但主要是承擔(dān)水平荷載。抗滑樁也是邊坡處治工程中常見(jiàn)常用的處治方案之一，從早期的木樁，到近代的鋼樁和目前在邊坡工程中常用的鋼筋混凝土樁，斷面型式有圓形和矩形，施工方法有打入、機(jī)械成孔和人工成孔等方法，結(jié)構(gòu)型式有單樁、排樁、群樁，有錨樁和預(yù)應(yīng)力錨索樁等。

抗滑樁是一項(xiàng)質(zhì)量要求高的工程，搞滑樁的施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程的成敗?？够瑯抖嗖捎霉嘧?，要特別把好成孔(包括鉆孔和清孔)、下鋼筋籠和灌注混凝土等幾道關(guān)鍵工序。每一工序完畢時(shí)，均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，上道工序不清，下道工序就不能進(jìn)行，以免留下隱患。

施工時(shí)每一工地應(yīng)設(shè)專職質(zhì)量檢驗(yàn)員，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到人，落實(shí)到每一根樁。灌注樁的質(zhì)量控制，主要是指鉆孔、清孔，鋼筋籠制作、安放，混凝土配制、灌注等工藝工序過(guò)程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制方法，應(yīng)以設(shè)計(jì)文件和國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，制定出切合工程實(shí)際和易于操作的具體標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.2 防滲膜加固技術(shù)

在護(hù)坡作業(yè)的加固方式中，防滲膜具有較高的應(yīng)用價(jià)值，借助HDPE 防滲膜，可以免受相關(guān)不利因素的威脅，如自重增加以及滑移面力學(xué)參數(shù)改變等，所以對(duì)于露天邊坡，使用防滲膜進(jìn)行護(hù)坡施工，可以保證良好的邊坡加固效果。該加固方案的施工步驟如下：

（1）對(duì)于專用防滲膜的選擇，其厚度應(yīng)在1mm左右，全面覆蓋露天松散土體。在鋪設(shè)防滲膜之前，應(yīng)全方位、多角度地檢查好邊坡表層，對(duì)各種尖銳雜物進(jìn)行清除，以免對(duì)防滲膜造成影響。

（2）加強(qiáng)溝槽錨固方式的應(yīng)用，以此來(lái)固定好防滲膜,對(duì)于開(kāi)槽寬度和深度，應(yīng)分別在60cm、50cm以上,在錨固后，還要嚴(yán)格檢查好單塊防滲膜固定的效果。需要注意的是，保障膜與膜之間的搭接寬度應(yīng)在100mm以上。HDPE防滲膜邊坡加護(hù)技術(shù)的施工比較簡(jiǎn)單，非常適用于整體規(guī)模較小的露天邊坡加固。

2.3 填石層和砂礫層加固技術(shù)

在巖土工程基坑開(kāi)挖過(guò)程中，填石層和砂礫層難以避免，由于應(yīng)力承載能力難以保證，極易引起滑動(dòng)變形問(wèn)題。針對(duì)填石層的處理，通過(guò)直接挖出填石層，換填其他土體，這在厚度較小的填石層中較為適用[6]，但是如果填石層厚度較大，則應(yīng)通過(guò)挖孔灌漿加固的方式，以此來(lái)使填石層的不良性質(zhì)得到有效改善。而對(duì)于砂礫層的加固措施，主要以鉆孔灌漿為主，應(yīng)嚴(yán)格控制砂礫層的砂漿比重，最高不得超過(guò)1.15，而且在加固處理時(shí)，應(yīng)將鉆孔孔徑控制在合理范圍內(nèi)，并對(duì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，以此促進(jìn)砂礫層承載能力的提升。

2.4 邊坡基坑排水技術(shù)

如果地下水位較高，且土層滲透性較強(qiáng)，就適合應(yīng)用邊坡排水的方式。在部分巖土工程基坑開(kāi)挖中，相比于基坑底面高度，地下水平面高度較高，邊坡失穩(wěn)問(wèn)題的發(fā)生幾率大，應(yīng)高度重視基坑降水措施的應(yīng)用。在基坑降水的方式中，井點(diǎn)降水、溝渠排水等比較常見(jiàn)。對(duì)于單層輕型井點(diǎn)，其土層滲透系數(shù)最低為0.1m/d，最高為50m/d，而深井井點(diǎn)的適用土層滲透系數(shù)最低為10m/d，最高為250m/d。而井點(diǎn)數(shù)量的計(jì)算，應(yīng)充分考慮基坑總涌水量、設(shè)計(jì)的單井出水量，所需的井點(diǎn)數(shù)量為1.1乘上基坑總涌水量除以單井出水量。以輕型井點(diǎn)降水為例，應(yīng)從基坑的寬度、降水深度出發(fā)，以此為單排井點(diǎn)、雙排井點(diǎn)的設(shè)置提供合理的依據(jù)。

3 巖土工程邊坡復(fù)合型加固技術(shù)的應(yīng)用案例

以某工程為例，在場(chǎng)地平整施工后，北部形成的挖方邊坡高為12m左右，這在巖土結(jié)合邊坡類型中比較常見(jiàn)。在邊坡上部2～6m處，可塑的硬黏土較多。該工程地下水主要為上層滯水、巖溶裂隙水。該工程采用巖石邊坡加固和土質(zhì)邊坡加固進(jìn)行復(fù)合加固。

3.1 巖石邊坡加固

在邊坡下部巖石坡體加固方案選擇中，掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)方案得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)[7]，應(yīng)緊密配合邊坡開(kāi)挖工程，有序推進(jìn)每個(gè)環(huán)節(jié)和工序的施工。在實(shí)際施工中，應(yīng)加強(qiáng)施工流程和方法的控制，并加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。

在掛網(wǎng)噴射混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格檢查邊坡穩(wěn)定性，及時(shí)清理好邊坡，如松土、危土等，并且處理好凹凸不平的巖石，借助高壓水槍，保證良好的清洗效果，并使用高壓風(fēng)機(jī)，保證表面的干燥程度。為確保巖石坡面穩(wěn)定性的穩(wěn)步提升，應(yīng)每隔2m左右進(jìn)行定中支架的焊接，以此保證錨桿在孔中心部位安裝。在鉆孔施工時(shí)，應(yīng)先確定鉆孔位置并在相應(yīng)位置上對(duì)孔位進(jìn)行標(biāo)注，并做好鉆孔驗(yàn)收記錄。

3.2 土質(zhì)邊坡加固

對(duì)于該工程邊坡上部，其土質(zhì)坡體穩(wěn)定性難以保證，影響到邊坡的美觀性、牢固性和穩(wěn)定性等[8]。通過(guò)方案對(duì)比，選用了三維網(wǎng)植草支護(hù)方案。主要包括以下內(nèi)容：

（1）清理邊坡坡面。及時(shí)清除土質(zhì)邊坡上的一些石塊，然后及時(shí)填補(bǔ)巖石孔洞，使坡面的平整性得到提升，以便于后續(xù)的正常施工。

（2）放樣鉆錨桿孔。在布孔前，應(yīng)深入分析邊坡巖石情況，確定邊坡比。

（3）掛上植生帶。在掛網(wǎng)施工前，植生帶可以保證導(dǎo)水、蓄水作用的提升。為了避免邊坡水分不足問(wèn)題的產(chǎn)生，其橫向間隔距離應(yīng)為1m。

（4）掛網(wǎng)。為了促進(jìn)掛網(wǎng)施工的順利進(jìn)行，應(yīng)先關(guān)注坡面位置，在掛網(wǎng)鋪設(shè)過(guò)程中，應(yīng)保證掛網(wǎng)的緊繃性，防止任何褶皺出現(xiàn)在掛網(wǎng)表面。

（5）噴射材料。在噴射有機(jī)材料時(shí)，應(yīng)明確具體的邊坡比例，基于邊坡比例來(lái)測(cè)定有機(jī)材料用量，并保證邊坡噴射材料的質(zhì)量，同時(shí)，邊坡表面材料應(yīng)滿足均勻性要求。此外，網(wǎng)層表面基材的厚度應(yīng)在3cm以上，以此促進(jìn)邊坡植被的健康生長(zhǎng)。

（6）噴射草籽。在這一過(guò)程中，液壓噴播植草方案比較適用，對(duì)噴草生長(zhǎng)的最佳時(shí)期加以密切關(guān)注，同時(shí)也要對(duì)噴草的類型進(jìn)行合理選擇，從而確保草籽發(fā)芽率。

3.3 邊坡加固的注意事項(xiàng)

要想提升基坑邊坡的加固處理效果，防止坍塌問(wèn)題的發(fā)生，在正式施工前，應(yīng)高度明確基坑邊坡的施工工序，加強(qiáng)對(duì)基坑的支護(hù)工作進(jìn)行落實(shí)。在基坑的開(kāi)挖和支撐施工環(huán)節(jié)，應(yīng)做到分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖。如果采用單純開(kāi)槽的方式，雨水天氣邊坡塌方的問(wèn)題則難以避免，同時(shí)也不利于施工效率的提升[9]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在巖土工程中，基坑邊坡因地形地貌、巖體結(jié)構(gòu)、土質(zhì)因素等影響，常常發(fā)生失穩(wěn)問(wèn)題。對(duì)此，應(yīng)高度重視邊坡加固方面的處理，可采取抗滑樁加固、防滲膜加固、填石層和砂礫層加固、邊坡基坑排水等有效的加固處理措施，切實(shí)維護(hù)好基坑邊坡的穩(wěn)定性。