边坡支护施工及质量控制

时间：2024-05-17

郭影

（新蒲建设集团有限公司，河南郑州 450046）

1 工程概况

本工程为－1＋28＋1层，负一层为地下车库及设备用房，设计地面标高为－5.100m。基础土石方平基概况：采取基础土石方整体机械大开挖，开挖长度为约70.000m，宽度为50.000m，整个地形呈北高南低，北面最大开挖深度最深为7.500m，南面最大开挖深度为4.500m。由于场地内无土石方堆放场地，需将土石方转运出场，需要留设了一条运输土石方的车道。

2 工程地质情况

根据建设单位的要求对工程进行实地查勘，整个地块北高南低，成斜坡状，其岩层质地由杂填土、膨胀黄泥土及强风化泥岩组成。对本工程地勘报告认真研究，鉴于基坑开挖深度较大，四周地质较良好，根据放坡的条件，建议采用喷浆或排桩支护。基坑临时开挖放坡率值（坡度≤5m）：杂填土1：1、粉质粘土1：0.5、粉土1：0.75、强风化泥岩1：35、中风化泥岩可以垂直开挖。土石方开挖后周边形成高约7.500～4.500m不等的强风化泥岩和土质边坡，边坡主要以土体为主，其中东北面和北面形成高约6.000～7.500m不等的边坡。由于本工程基础在原有老住房和附属设备房范围内，原老房屋基础为混凝土灌注桩结合条石基础组成。在本工程深基础开挖后的边坡上残存无规则的组砌条石和钢筋混凝土柱，在条石基础下在填土层下部有层厚约3.5m的较密可部有约2m层厚呈松散状的填土层，塑状粉质粘土，最下层为强风化页岩层，根据地勘资料，强风化页岩层厚度从8.7～9.8m不等。由于本工程负一层房屋北面边线距离现有房屋最近距离仅约5.000m，南面距离医院道路边沿不足1.500m东面距离大足县中学围墙约1.0～1.5m，西面距离医院已有绿化带不足1.2m。因此，在进行基坑土石为了保证原有建筑的安全，方开挖施工工程中，未能严格按规范进行放坡，基本形成了直壁边坡。

3 边坡支护原因分析及前期处理措施

由于本建筑工程边线距离周边原由建筑太近，无合理的施工条件，无法按地勘单位的建议进行边坡放坡处理，在基础土石方深开挖到设计要求的高程时，向业主方请示按地勘单位要求对边坡进行喷浆封闭处理无果后，针对北面边坡陡峭、落差搭的高危险特殊性，对深基坑北面边坡采取适当的挡土板支护，防止边坡垮塌。在施工时突然降暴雨，由于整个场地呈北高南低，边坡原有回填受雨水的浸泡，发生了局部垮塌事故，将挡土板体系全部损坏，残存边坡上有大量的浮土及悬空的原有房屋基础条石，边坡形成了高危地带，无法对下面的基础施工。

4 二次边坡支护施工

4.1 边坡危险排除施工

为了能排除边坡危险，根据地勘资料提供的相关建议及现场实际情况，我单位采用以下方法对边坡进行处理。

4.1.1 边坡清理

对高危边坡土石方采用人工长柄铁锨进行清理放阶60～100cm宽。由于边坡有大量浮土及悬空的条石基础且边坡最大高度达7.500m，在对高危边土石方清理必须在天气晴朗、视线好的情况下进行，操作人员必须系好安全带站在边坡顶上，不得翻过现有栏杆清理边坡，并安排有经验丰富人员现场指挥，并密切注意坡稳定性是否异常，严禁强挖、强翘边坡，以防发生安全事故。

4.1.2 边坡脚土石方的清理

边坡上的土石方清理后，立即进行坡脚土石方清理。由于垮塌及上部清理下来的土石方量较大，浮土基本形成淤泥，杂夹条石，利用挖掘机将土石方分两次转运到拟建车道部位，以后统一装车外运。清理坡脚土石方时，挖掘机不得对未垮塌的边坡进行挖掘，尽量避免碰撞边坡，并安排专人进行指挥。

4.2 边坡支护施工准备

从经济、安全角度结合现场实际情况，对高危边坡上部2m高度采用梅花状钢管泻水管后挂铁丝网，再抹1：2水泥砂浆保护层。对高危边坡的下部凹陷处理：用将松动的泥土全部清理，1m的钢管钉呈间距1m的梅花桩；（管口约向下斜）用ф12的钢筋扎成网片（双向间距200，微倾斜）并将其与梅花状钢管焊结实，再浇筑C20的砼保护层。

4.2.1 材料准备：①、钢管采用φ48×3.0的钢管，长度分别为1m的40根，6m的30根，4m的20根；②、扣件为建筑专用十字型220个、螺旋型扣件40个；③、20厚建筑专用复合板100㎡，50×100的木枋2m；④、水泥1.8吨，石砂7.2m，55钢丝网200㎡；⑤、φ12钢筋250Kg。钢管及扣件均必须符合国家的安全标准要求，且钢管不得翘曲、变形，扣件不得有破损木胶合板不得有腐朽、起层。

4.2.2 技术准备①、高危边坡上部施工验算：本边坡工程上部为层厚2米的填土层，中部为最大层厚3.5米的粉质粘土层，下部强风化泥岩层，基坑底到边坡顶的最大高度为7.5米。回填土的内摩擦在地勘报告提供的土体力学指标建议值：角标准值为15°，土体粘聚力标准值为0kpa，土体重度为18kN/m3，粉质粘土的内摩擦角标准值为18°，土体粘聚力标准值为50kpa，土体重度为19.5kN/m3粉土的内摩擦角标准值为19°，土体粘聚力标准值为20kpa，土体重度为20kN/m3强风化页岩的内摩擦角标准值为28°，土体粘聚力标准值为60kpa，土体重度为22kN/ m3中风化页岩的内摩擦角标准值为33.65°，土体粘聚力标准值为311kpa，土体重度为23kN/ m3。

依据建筑施工计算手册主动土压力计算公式：

无粘性土： Pa＝γhKa

粘性土： Pa＝γhKa－2cKa1/2

无粘性土的水平压力（查表得Ka＝0.589）Pa1＝18×2×0.589＝21.20KN/M2：粘性土的水平压力（查表得Ka＝0.528）粘性土顶部（h0）水平

压力：Pab＝19.5×0×0.528-2×50×0.528＝－52.8KN/M2在粘性土底部的水平压力：Pab＝19.5×3.5×0.528-2×50×0.528＝－16.76KN/M2

由此可以得出，粘土及强风化泥岩自身粘聚力已经可以保持边坡稳定，在计算土体水平压力时，可以仅考虑回填土的水平压力。据次，对高危坡上部处理采取：人工清理土石方，放阶宽度60～100cm；用1m的钢管钉呈间距12m的梅花桩（管口约向下斜）；挂铁丝网，并用扎丝将其与梅花状钢管绑结实，上部压在砼防水带下；从下至上抹1：2的水泥砂浆保护层。

4.3 高危边坡下部支模体系施工验算

采用φ48×3.5钢管搭设支撑体系，20×450× 1830建筑高强复合板。选用20×915的建筑高强复合板，在坡顶2米处土的压力作用于该模板的荷载：

q1＝21.20KN/M2×0.915M19.398KN/M

模板的截面矩：W91.5×22/6＝61cm3抗弯强度值fm＝13N/mm2，能承受最大弯矩Mmax为：61× 103×0.0013＝793N/M。

立柱间距L根据公式：L＝（8Mmax/q1）1/2＝（8×793/19.398×103）1/2＝0.57m，取0.5m。

立柱下支点处主动土压力荷载q2＝21.2× 5.5＝116.6KN/m

立柱选用φ48×3.5钢管，其能承受最大弯矩Mmax为9653.5N/m，根据公式l1（Mmax/ 0.0642q2）1/2＝〔9653.5/（0.0642×116.6×103）〕1/2＝1.13m，取1m。

5 施工注意事项

5.1 边坡清理时，设专人配合项目部专职安全员在巡视监管，保证作业人员与挖掘机机手之间联系通畅。不得对边坡上的土石方进行强挖强撬，避免人为因素造成再次垮塌，对边坡上部的杂填土，可适当进行人工修整，减轻边坡上部荷载。

5.2 高危边坡下部支模体系的搭设必须由专业架子工进行作业。在搭设前，由项目部专职安全员及技术负责人分别进行安全和技术交底，保证每个工人能懂得简单的事故预防及处理常识和支护架搭设的工艺流程和技术要求，严禁冒险作业。

5.3 鉴于边坡的特殊性，要求在最短的时间内尽快完成边坡支护体系的搭设，严禁在光线不充足的情况下进行施工，保证当天搭设的支护架必须同步作好边坡土体封闭工作。边坡清理完毕后，立即用素混凝土在边坡上部边沿浇筑挡水线一道，让雨水能排入周边雨水管道，以免雨水冲刷边坡。边坡支护体系后，尽量保持边坡干燥，雨天及夜间采用厚型塑料布将边坡封闭好，晴天须将塑料布收好，避免雨水直接冲刷边坡。此工作安排专人负责。

5.4 成立以项目部专职安全员为组长的边坡防滑移观测小组，对边坡的观测，保证至少每天上午、下午巡视一遍，雨天必须安排专人24小时巡视值班。观察时注意：边坡上部地面和周边是否有裂缝；支护钢管是否边坡土方是否有垮塌等现象并作好观察记录，有变形、如发现边坡有变形、滑移等现象，必须立即上报项目部并及时撤除所有无关人员。

5.5 进行基坑周边挖孔桩土石方开挖施工时，必须拆除边坡支护架支撑钢管的，须先将旁边加强钢管搭设好并报项目部专职安全员检查验收合格厚才能拆除。开挖土石方的过程中，须注意机具不得碰撞边坡支护架的钢管。