基础工程施工
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3.1 土方边坡

在建筑物的地下工程施工时,有时需要进行基坑开挖,为保证基坑开挖的顺利,防止土壁坍塌,确保施工安全,当挖土超过一定深度时,基坑边沿应做出足够的边坡。当施工现场受到限制不能放坡,或者为了减少土方开挖量而不采用放坡时,则应对基坑设置支护结构。如图3-1所示。

图3-1 基坑放坡

3.1.1 边坡形式

3.1.1.1 边坡概念

当基坑所处的场地比较开阔,并且周围环境比较简单时,基坑开挖可以采用放坡形式,这样施工比较简单,而且也比较经济。土方边坡就是操作面一边有坡度的地方,是土方开挖的边坡,有一定的坡度,不是垂直的。边坡坡度指的是边坡的高度与宽度之比,即高度H除以水平长度B。计算公式如下:

3.1.1.2 边坡

为了防止塌方,保证安全施工,在挖方或填方的开挖深度或填筑高度超过一定限度时,要在其边沿做成具有一定坡度的边坡。如果坡度过小,增加开支;如果坡度过大又不安全。所以边坡坡度应根据挖方深度、土质、施工方法、施工工期、地下水水位、坡顶荷载和气候条件以及相邻建筑物的实际情况来决定。

土方放坡开挖时的边坡可以做成直线形、折线形、台阶形,如图3-2所示。

图3-2 土方边坡形式

具体工程实例如图3-3所示。

图3-3 基坑土方边坡实例

3.1.2 边坡系数的确定因素

3.1.2.1 边坡系数的概念

由式(3-1)得

式中 m——边坡系数。

3.1.2.2 边坡系数的确定因素

土方边坡坡度可以按照《建筑地基基础工程施工施工质量验收规范》(GB 50202—2002)的规定或者设计文件规定确定。具体情况如下:

(1)当土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时,挖方深度不超过表3-1规定时,基坑坑壁可做成直立壁,不加支撑不放坡。

表3-1 直立壁不加支撑挖方深度

(2)当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时,挖方深度在5m以内,不加支撑的边坡最陡坡度规定如表3-2所示。

表3-2 深度在5m以内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度(不加支撑)

注 静载指堆土或材料等,动载指机械挖土或汽车运输作业等。

3.1.3 边坡防止坍塌的措施

基坑(槽)或管沟挖好后,应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中,应经常检查坑壁的稳定情况。防止土坡失稳的措施如下:

(1)为了保证边坡和直立壁的稳定性,在挖方边坡上侧堆土方或材料以及有施工机械行驶时,应与挖方边缘保持一定距离。

1)当土质良好时,堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外,高度不宜超过1.5m。

2)在软土地区开挖时,挖出的土方应随挖随运走,不得堆在边坡顶上,坡顶也不得堆放材料,更不得有动载,以避免由于地面上加荷载引起边坡塌方的事故。土坡的稳定性较差,严禁在边坡顶部堆土或堆放材料。

(2)应该遵循先加固治理、后进行开挖的施工程序。

(3)必须遵循自上而下的开挖顺序,严禁先切除坡脚;若先切除坡脚,则会使上部土体失去支承而容易产生土坡失稳。保证边坡大小,适度放坡。

(4)保证边坡坡顶荷载符合规定要求,安全支护。

(5)为了防止基坑边坡坍塌,在施工中必须做好地面水的排除,做好地面和地下排水设施,将地面水和地下水引走,合理施工。不宜在雨期施工,如果在雨期施工时,更应该注意检查基坑边坡的稳定性,必要时可适当放缓边坡坡度,或设置支护结构,以防止塌方。

(6)基坑内的降水工作,应该持续到地下结构施工完成,坑内回填土完成为止。

(7)当基坑开挖较深或晾槽时间较长时,边坡开挖完成后,应根据实行情况采取护面措施,常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法,水泥砂浆抹面法,坡面拉网法或挂网法,喷浆等方法进行土坡坡面防护,可有效防止土坡失稳。