李林峰
山東省東營市市政工程公司,山東東營 257091
基坑開挖后,其邊坡失穩(wěn)坍塌的實質(zhì)是邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪強度。而土體的抗剪強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。
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。
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。其土的抗剪強度降低,邊坡容易失去穩(wěn)定。同時含水量增加,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。
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度,進入雨季,隨著降雨量的增加,土質(zhì)松軟,從而降低土體的抗剪強度。
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度,使邊坡失去穩(wěn)定而塌方。
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,同時增加施工成本,為了防止塌方,保證施工安全,當土方挖到一定深度時,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械時,應(yīng)與挖土邊坡保持一定距離,以保證邊坡的穩(wěn)定,當土質(zhì)良好時,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沖擊作用下,由于爆破沖擊波向四周擴散,當壓縮波到達邊坡自由面后,開始產(chǎn)生拉伸波,使巖體受到拉伸作用,可使原裂隙張開、擴展或產(chǎn)生新的裂隙,使巖體產(chǎn)生變形和破壞。
每項工程施工開工前,都要編制土方施工的專項安全施工組織設(shè)計及安全技術(shù)交底,其內(nèi)容包括施工準備、開挖方法、放坡、降水排水、臨時用電、邊坡支護等,邊坡支護應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求進行設(shè)計,并有設(shè)計計算書。
人工挖基坑時,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,嚴禁掏洞挖土及搜底挖槽;多臺機械開挖,挖土機間距應(yīng)大于10m,挖土要自上而下,逐層進行,嚴禁先挖坡腳的危險作業(yè)。
挖土方前對周圍環(huán)境要認真檢查,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。地下建筑物外露時必須進行加固保護。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)場燃氣、熱力、給排水等管道1m范圍內(nèi)挖土時,必須通知管線主管單位并在主管單位有關(guān)人員的監(jiān)護下采取人工開挖。不能在危險巖石或建筑物下面進行作業(yè)。
基坑開挖應(yīng)嚴格按設(shè)計要求放坡,操作時應(yīng)隨時注意邊坡的穩(wěn)定情況,如發(fā)現(xiàn)有裂紋或部分坍塌現(xiàn)象,要及時進行支撐或改緩放坡,并注意支撐的穩(wěn)固和邊坡的變化,發(fā)現(xiàn)問題時及時加固處理。要做好科學的基坑支護設(shè)計,基坑支護設(shè)計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。
深基坑四周設(shè)防護欄桿,并掛密目安全網(wǎng)。人員上下要有專用爬梯。嚴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,不得在槽、坑坡腳下休息。
基槽、坑、溝邊1m 以內(nèi)不得堆土、堆料、停置機具。基槽、坑、溝邊1m 以外堆土高度不得超過1.5m。基槽、坑、溝邊與建筑物、構(gòu)筑物的距離不得小于1.5m。
運土道路的最陡坡度不大于16.7 度、轉(zhuǎn)彎半徑8m~10m。
土方爆破時要遵守爆破作業(yè)的有關(guān)規(guī)定,如:必須經(jīng)過爆破設(shè)計,對起爆點、引爆物、用藥量和爆破程序進行嚴格計算。
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)的問題要及時整改。
夜間施工時,應(yīng)合理安排施工項目,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地段應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)立危險指示燈,在施工現(xiàn)場前后應(yīng)設(shè)立危險指示牌。
總之、根據(jù)影響邊坡穩(wěn)定的因素,做好前期的安全防護是避免邊坡坍塌的關(guān)鍵。同時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,達到基坑施工安全、可靠、經(jīng)濟、合理的目的。
[1]李慧民,賈宏俊.建設(shè)工程技術(shù)與計量.