浅析影响土方边坡稳定的因素及安全防护措施

2010-08-15李林峰

科技传播 2010年18期

关键词：内聚力挖土抗剪

李林峰

山东省东营市市政工程公司，山东东营 257091

1 影响边坡稳定的因素

基坑开挖后，其边坡失稳坍塌的实质是边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度。而土体的抗剪强度又来源于土体的内摩阻力和内聚力。因此，凡是能够影响土体中剪应力、内摩阻力和内聚力的，都能影响边坡的稳定。

1.1 土类别的影响

不同类别的土，土的颗粒矿物组成，颗粒形状、尺寸，颗粒级配，空隙比、干容重及土中的含水量皆不同，其土体的内摩阻力和内聚力不同。例如，砂土的内聚力为0，只有内摩阻力，靠内摩阻力来保持边坡的稳定平衡。而粘土则同时存在内摩阻力和内聚力。因此，对于不同类别的土能保持其边坡稳定的最大坡度也不同。

1.2 土湿化程度的影响

土内含水愈多，湿化程度增高，使土壤颗粒之间产生滑润作用，内摩阻力和内聚力均降低。其土的抗剪强度降低，边坡容易失去稳定。同时含水量增加，使土的自重增加，裂缝中产生静水压力，增加了土体内剪应力。

1.3 气候的影响

气候使土质松软或变硬，如：冬季在我国北方气温能到-10℃以下，能使边坡土体冻结，使土体的内摩阻力和内聚力提高，从而提高土体的抗剪强度，春季气温回升至0℃以上，能使边坡土体融化，使土体的内摩阻力和内聚力降低，从而降低土体的抗剪强度，进入雨季，随着降雨量的增加，土质松软，从而降低土体的抗剪强度。

1.4 基坑边坡上面附加荷载或外力的影响

基坑边坡上面附加的荷载或外力能使土体中剪应力大增加，甚至超过土体的抗剪强度，使边坡失去稳定而塌方。

1.5 基坑边坡坡度的影响

土方边坡的坡度以其高度与其底宽度之比表示，坡度越大越安全，但其土方量增大，同时增加施工成本，为了防止塌方，保证施工安全，当土方挖到一定深度时，边坡均应做成一定的坡度。

土方边坡坡度的大小与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、排水情况、附近堆积荷载等因素有关。在挖土边坡上侧堆土或材料以及移动施工机械时，应与挖土边坡保持一定距离，以保证边坡的稳定，当土质良好时，堆土或材料距挖方边缘0.8m 以外，高度不宜超过1.5m。

比较典型的外力影响如爆破震动：随着近几年旧城改造的深入发展，爆破应用日益广泛，由此造成的爆破震动影响也日益凸显。边坡岩体在爆破震动的瞬时冲击作用下，由于爆破冲击波向四周扩散，当压缩波到达边坡自由面后，开始产生拉伸波，使岩体受到拉伸作用，可使原裂隙张开、扩展或产生新的裂隙，使岩体产生变形和破坏。

2 边坡施工的安全防护措施

2.1 安全施工组织设计与安全技术交底

每项工程施工开工前，都要编制土方施工的专项安全施工组织设计及安全技术交底，其内容包括施工准备、开挖方法、放坡、降水排水、临时用电、边坡支护等，边坡支护应根据有关规范要求进行设计，并有设计计算书。

2.2 安全距离

人工挖基坑时，操作人员之间要保持安全距离，两人的横向间距不得小于2m，纵向间距不得小于3m，严禁掏洞挖土及搜底挖槽；多台机械开挖，挖土机间距应大于10m，挖土要自上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚的危险作业。

2.3 现场勘查与防护

挖土方前对周围环境要认真检查，根据安全技术交底了解地下管线、人防及其他构筑物情况和具体位置。地下建筑物外露时必须进行加固保护。作业过程应尽量避开管线和构筑物。在现场电力、通信电缆2m 范围内和现场燃气、热力、给排水等管道1m范围内挖土时，必须通知管线主管单位并在主管单位有关人员的监护下采取人工开挖。不能在危险岩石或建筑物下面进行作业。