第二章土方工程(边坡稳定)

第一章土方工程1.2土方边坡与支护

土方开挖应遵循的原则：开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖

在基坑（基槽）施工过程中，可能会发生边坡塌方或流砂，将会影响工程的正常进行，延误工期，甚至造成人身事故，所以需要采取相应的防治措施。边坡塌方：⑴边坡塌方的原因；⑵防治塌方的措施流砂：⑴产生流砂的成因；⑵流砂的防治措施土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度来维持平衡。土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）。

土体塌方：剪应力抗剪强度边坡稳定:

抗剪强度剪应力边坡稳定

剪应力的增加——外力边缘堆土或机械；水侵入边坡，使土的含水量增加；地下水产生的动水压力；土体内水的静压力等。抗剪强度降低——外因转换为内因由于受风化作用使土质变松；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；饱和细，粉沙受振动而液化。堆填路堤引起滑坡

水浸入边坡引起坍塌

无锡新区金源大厦基坑塌方现场

北京地铁十号线熊猫环岛站事故

上海地铁4号线地面坍陷哈尔滨一建筑工地塌方6人被埋已有3人死亡哈尔滨一建筑工地塌方6人被埋已有3人死亡⑵影响边坡稳定的因素开挖太深，填筑过高，边坡太陡；雨水、地下水渗入基坑（槽）；边坡顶面临近坡缘大量荷载作用。土质较差，支护软弱。2、防治塌方的措施

（1）注意防止边坡内浸水，避免顶缘附近有附加荷载。（２）选择合宜的边坡坡度。

土方边坡坡度土方边坡坡度=m=称为坡度系数；当边坡高度为h时，边坡宽度为b=mh。（a）直线形（b）折线形（c）阶梯形图2.1土方放坡形式

上海鹏利海景花园工程（放坡,挂网喷浆）3）进行边坡面保护塑料薄膜覆盖，水泥砂浆抹面、挂网抹面或喷浆等方法4）提高土壁的稳定性采用通风疏干，电渗排水，爆破灌浆，化学加固等方法，改善滑动带岩土的性质，以稳定边坡，确保土壁的稳定性。5）重视施工观察建立预警机制，加强观察和监测为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一定的加固措施进行护坡。常用的边坡加固方法水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置砂(土)包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝土等。经以上边坡加固方法处理过的边坡即称为人工加固边坡。在开挖基坑（槽）或管沟时，如果地质和场地周围条件允许，采用放坡开挖，比较经济。但在建筑物密集地区施工时，常因受场地的限制而不能放坡，或放坡所增加的土方量很大，或有防止地下水渗入基坑要求时，可采用设置土壁支撑或支护，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。（3）土壁支护

工程特点、开挖深度采用土壁支护应根据地质条件、地下水位临近建筑物的情况施工方法要求：牢固可靠；经济合理；确保安全钢（木）支撑板桩常用方法：灌注桩深层搅拌桩地下连续墙

土钉墙支护结构

内撑式支护结构

拉锚式支护结构

1）横撑式支撑

南京某隧道施工(明挖法)

挖孔桩-钢支撑

基坑支护失效实例1994年9月上海黄浦区某大厦基坑支护靠马路40m长支撑破坏，600厚地下连续墙倒塌。基坑挖深23.5m。原因为设计、施工和监测多方面。基坑支护屈曲实例角撑受压平面外失稳建筑工地发生崩塌险情2008年4月24日上午，浙江省温岭市经济开发区内的某建筑工地基坑挡土墙突然发生坍塌,塌凹深度约2米多,基坑挡土墙沿线约四、五十米长,幸亏没有人员伤亡。崩塌险情发生后,给附近数百村民带来了停电、停水的不便。事发后当地有关部门前往实地查看，要求工地施工单位监测险情，直到险情排除。

2）锚桩式支撑

砖砌挡土墙当心塌方，砖砌挡墙下渗水重力式挡墙(水泥土搅拌桩)深层搅拌桩适用淤泥质土、地基承载力<120KPa粘性土挖深<8m水泥土搅拌桩支护应用上海新世纪商厦8m深基坑采用水泥土搅拌桩支护技术桩长19m，坝宽8.7m，插10m毛竹水泥土搅拌桩支护应用南京市级机关33层住宅楼，地下室一层，挖深6m，采用水泥土搅拌桩支护技术3）板桩支撑钢板桩支护应用于基坑深度超过五米的深基坑支护。它属于一种连续支护。支护时，先定位放线，用振动打桩机或者挖掘机打下第一个定位桩，随后的桩，与第一个定位桩一正一反，一反一正地扣合，沿放线连续打入地下，形成对基坑壁的有效支护。

钢板桩施工：根据施工图及高程放设沉桩定位线→根据定位线控设沉桩导向槽→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定标高→挖土→砼施工→填土→拔除钢板桩。

日本的SMW工法--板式支护-钢板桩

4）排桩式支护

5）土层锚杆支护

重庆市高切坡，预应力锚索支护土层锚杆简称土锚杆。是在深基础土壁未开挖的土层内钻孔，达到一定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料，灌入泥浆或化学浆液，使其与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。锚杆端部与护壁桩联结，防止土壁坍塌或滑坡。由于坑内不设支撑，所以施工条件较好。层锚杆的施工过程包括：成孔---安放拉杆--灌浆----张拉锁定等工序。6）土钉支护

土钉施工

在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成孔，孔内放钢筋，并注浆，在坡面安装钢筋网，喷射C20厚80-100mm的混凝土使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合。成孔施工

土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡或其施工特点是：施工设备较简单；比用挡土桩锚杆施工简便；施工速度较快，节省工期，造价较低。其适用范围是：地下水位较低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以内。

土钉+锚杆7）地下连续墙

地下连续墙既可挡土护壁，截水防渗，也可用作承受上部结构荷载。

地下连续墙作为临时性支护措施不经济，常用做永久性结构.地下连续墙施工工艺过程是：修筑导墙→挖槽→吊放接头管（箱）、吊放钢筋笼→浇注混凝土。

铣削钻成槽机

铣削钻成槽机

铣削钻成槽机

盾构内部全景