浅析影响土方边坡稳定的因素及安全防护措施

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摘要：根据影响边坡稳定的因素,做好前期的安全防护是避免边坡坍塌的关键。本文作者结合多年来的工作经验，对影响土方边坡稳定的因素及安全防护措施进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：边坡稳定;因素;安全防护措施

中图分类号： TU714 文献标识码： A

Abstract: according to the factors affecting the slope stability, good safety protection period is the key to avoid the collapse of side slope. In this paper, based on many years of work experience, the influence factors on soilslope stability and safety protection measures are studied,which has important reference significance.

Keywords: slope stability; factor; protection measures

中图分类号：TD2文献标识码：A

1.边坡稳定的概括理解

边坡一般是倾斜坡面的土体或岩体边坡，由于坡面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土（岩）自身具有一定的强度和人力的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土（岩） 体内部某一个面上的滑动力超过了（岩） 体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。

2.边坡稳定分析方法概述

边坡方面的工程问题不断地出现，这些问题有时会影响人类的工程活动；与此同时，人们也很注重由于边坡失稳造成的灾难，因此研究边坡稳定性是相当重要的。评价边坡稳定性的方法很多，有定性分析方法、定量评价方法等。

2.1定性分析方法

此方法从影响边坡稳定性的内部和外部因素着手，根据失稳的形式研究失稳的力学机理，同时结合工程的综合功能以及边坡的成因和演化过程等诸多因素，来综合评价边坡稳定性情况，并可以对此后一段时间里可能的发展趋势进行预测。常用的分析方法有：工程地质类比法、图解法和历史成因分析法等。

2.2定量分析方法

此方法可以通过确定的数值来评价边坡的稳定性。在定性分析的基础上，人为地对得出的数值进行判断，进一步得到边坡的稳定性情况。常见的数值定量分析方法有极限平衡法、有限元法、塑性极限分析法、可靠度法、人工智能法等。在工程实际中，分析土坡稳定性大多采用极限平衡法。极限平衡法包括瑞典条分法、Bishop法、Janbu法等。由于极限平衡法比较直观，又简单，计算结果能够满足大多数边坡工程的要求，在工程中应用较多。

条分法是将滑动土体竖直分成若干条，把土体当成刚体，对作用于各土条上的力进行力与力矩的平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数，并通过一定数量的试算，找出最危险滑裂面位置及相应的（最低的）安全系数。

3.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。

3.1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。

3.2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。

3.3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O℃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,进人雨季,随着降雨量的增加,土质松软,从而降低土体的抗剪强度。

3.4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。

3.5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。

4.边坡施工的安全防护措施

4.1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。

4.2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。

4.3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。

4.4边坡与支撑

基坑开挖应严格按设计要求放坡,操作时应随时注意边坡的稳定情况,如发现有裂纹或部分坍塌现象,要及时进行支撑或改缓放坡,并注意支撑的稳固和边坡的变化,发现问题时及时加固处理。要做好科学的基坑支护设计,基坑支护设计要综合考虑地面超载、施工荷载、临近建筑物荷载、土压力以及其他不利于基坑稳定的荷载。

4.5安全事项

深基坑四周设防护栏杆,并挂密目安全网。人员上下要有专用爬梯。严禁攀登固壁支撑上下,或直接从沟、坑边壁上挖洞攀登爬上或跳下。间歇时,不得在槽、坑坡脚下休息。

4.6坡顶堆土规范

基槽、坑、沟边1m以内不得堆土、堆料、停置机具。基槽、坑、沟边1m以外堆土高度不得超过1.5m。基槽、坑、沟边与建筑物、构筑物的距离不得小于1.5m。

4.7运土道路的坡度与半径

运土道路的最陡坡度不大于16.7度、转弯半径8m～10m。

4.8土方爆破的有关规定

土方爆破时要遵守爆破作业的有关规定,如:必须经过爆破设计,对起爆点、引爆物、用药量和爆破程序进行严格计算。

4.9深基坑安全应急演练

对于深基坑施工(深度大于5m),要组织由上级安全主管部门参加的安全应急演练,对于演练中发现的问题要及时整改。

4.10夜间施工注意事项

夜间施工时。应合理安排施工项目,防止超挖或铺填超厚。施工现场应根据需要安设照明设施,在出人人员及车辆较多的危险地段应在施工现场设立危险指示灯,在施工现场前后应设立危险指示牌。

总之、根据影响边坡稳定的因素,做好前期的安全防护是避免边坡坍塌的关键。同时基坑开挖需要综合考虑地质、环境、结构、施工等各方面的影响因素,达到基坑施工安全、可靠、经济、合理的目的。

参考文献

[1]李慧民,贾宏俊,建设工程技术与计量,