崔軍輝

【摘 要】隨著我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、舊城改造和住宅小區(qū)的持續(xù)開發(fā)，邊坡失穩(wěn)是出現(xiàn)最頻繁、帶來損失最大且最難彌補的破壞形式。本文通過十多年來從事建筑施工安全生產(chǎn)技術(shù)工作，綜合考慮水文、水力和土石料力學(xué)參數(shù)的隨機性進行更全面、準(zhǔn)確的風(fēng)險估計。分析一些影響土方邊坡穩(wěn)定的因素及行之有效的安全防護措施，統(tǒng)計分析度汛期間土石圍堰邊坡穩(wěn)定綜合風(fēng)險。邊坡失穩(wěn)風(fēng)險率常作為工程設(shè)計和施工的重要參考指標(biāo)，因此對邊坡穩(wěn)定的多因素綜合風(fēng)險分析勢在必行。

【關(guān)鍵詞】邊坡穩(wěn)定 多因素 綜合風(fēng)險

1邊坡穩(wěn)定的多因素綜合風(fēng)險分析

邊坡穩(wěn)定受堰體土石料力學(xué)性質(zhì)、施工洪水及導(dǎo)流建筑物泄流能力等多種不確定性因素影響，其失穩(wěn)坍塌的實質(zhì)是邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪強度。以往研究集中討論土石料力學(xué)參數(shù)為隨機變量情況下的邊坡失穩(wěn)風(fēng)險，土體的抗剪強度又來源于土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。但土石圍堰邊坡穩(wěn)定不僅受土石料力學(xué)性質(zhì)不確定性影響，還與施力物體有關(guān)。因此，在分析相關(guān)參數(shù)的分布形式和統(tǒng)計特征值的基礎(chǔ)上，凡是能夠影響土體中剪應(yīng)力、內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力的，都能影響邊坡的穩(wěn)定。

1.1土類別與土濕化程度因素

施工洪水和導(dǎo)流建筑物泄流能力的隨機性密切相關(guān)，不同類別的土，土的顆粒礦物組成都會改變土體內(nèi)剪應(yīng)力。僅考慮單一隨機因素的風(fēng)險分析方法難以準(zhǔn)確描述邊坡穩(wěn)定狀態(tài)，顆粒形狀、尺寸，顆粒級配，空隙比、干容重及土中的含水量都是影響邊坡穩(wěn)定重要因素。對于不同類別的土能保持其邊坡穩(wěn)定的最大坡度也不同，需建立綜合多隨機因素的風(fēng)險計算模型分析邊坡穩(wěn)定。土內(nèi)含水愈多使?jié)窕潭仍龈?，?dǎo)致邊坡穩(wěn)定失效。土壤顆粒之間產(chǎn)生滑潤作用使內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力均降低，也是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素。大量滑坡實例表明，土的抗剪強度降低，邊坡容易失去穩(wěn)定。

1.2氣候等外力因素

氣候影響是指雨量、降雨頻度、積雪、地表水流量、排水方式等對邊坡穩(wěn)定性的影響，例如冬季在我國北方氣溫可以使邊坡土體凍結(jié)導(dǎo)致土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力提高。又如自然風(fēng)化與氣候礦山開采后邊坡長時間裸露造成礦巖自然風(fēng)化易產(chǎn)生滑坡，靠內(nèi)摩阻力來保持邊坡的穩(wěn)定平衡。氣候使土質(zhì)松軟或變硬也會導(dǎo)致土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力不同，邊坡穩(wěn)定綜合風(fēng)險率遠(yuǎn)小于僅考慮單個隨機因素的邊坡穩(wěn)定風(fēng)險率。邊坡附加荷載或外力的影響邊坡上面附加的荷載使土體中剪應(yīng)力大增加，需考慮水文、水力和土石料力學(xué)參數(shù)隨機性的才能夠更真實地反映實際工程邊坡穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3邊坡坡度等自身因素

土方邊坡的坡度以其高度與其底寬度之比表示，其對風(fēng)險計算結(jié)果有一定程度影響。坡度越大對邊坡角、臺階組成形式、開采程序、推進方向以及穿爆自由面方向的施工越安全，但也增加施工成本。考慮力學(xué)性質(zhì)隨機因素的邊坡失穩(wěn)風(fēng)險率，保證施工安全。以邊坡穩(wěn)定多因素如土方邊坡坡度的大小與土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、排水情況、附近堆積荷載等因素綜合風(fēng)險率為參考能更好地界定導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險與投資的關(guān)系。在挖土邊坡上側(cè)堆土或材料以及移動施工機械時，需考慮邊坡坡度等自身因素并在此基礎(chǔ)上建立邊坡穩(wěn)定綜合風(fēng)險計算模型。

2基于邊坡穩(wěn)定的多因素綜合風(fēng)險的安全防護措施

邊坡失穩(wěn)風(fēng)險率常作為工程設(shè)計和施工的重要參考指標(biāo)，對邊坡穩(wěn)定的多因素綜合風(fēng)險的安全防護措施勢在必行?？紤]力學(xué)性質(zhì)隨機因素，挖掘機應(yīng)與挖土邊坡保持一定距離以保證邊坡的穩(wěn)定。避免風(fēng)險高估導(dǎo)致的工程量和工程成本的浪費，避免僅靠內(nèi)摩阻力來保持邊坡的穩(wěn)定平衡。

2.1安全施工組織設(shè)計與安全技術(shù)交底

當(dāng)壓縮波到達(dá)邊坡自由面后開始產(chǎn)生拉伸波，因此需要在每項工程施工開工前編制土方施工的專項安全施工組織設(shè)計及安全技術(shù)交底。確定水文、水力和土石料力學(xué)性質(zhì)等隨機因素相關(guān)參數(shù)的分布類型和統(tǒng)計特征值，對施工準(zhǔn)備、開挖方法、放坡、降水排水、臨時用電、邊坡支護等設(shè)計計算書?？沽够刂饕裳唧w材料力學(xué)性質(zhì)決定，邊坡支護應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求進行設(shè)計。避免風(fēng)險高估導(dǎo)致的工程量和工程成本的浪費與僅靠內(nèi)摩阻力來保持邊坡的穩(wěn)定平衡，綜合考慮水文、水力和土石料力學(xué)參數(shù)的隨機性。施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)需要安設(shè)照明設(shè)施并在出入人員及車輛較多的危險地段應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)立危險指示燈，保證安全施工。

2.2設(shè)置安全距離并進行現(xiàn)場勘查與防護

挖土方前對周圍環(huán)境要認(rèn)真檢查，評估度汛過程中的邊坡穩(wěn)定多因素風(fēng)險。當(dāng)進行人工挖基坑時嚴(yán)禁掏洞挖土及搜底挖槽，避免作用于圍堰的荷載大于其抗力。地下建筑物外露時必須進行加固保護，嚴(yán)禁先挖坡腳的危險作業(yè)。邊坡穩(wěn)定受堰體土石料力學(xué)性質(zhì)、施工洪水及導(dǎo)流建筑物泄流能力等多種不確定性因素影響，需根據(jù)安全技術(shù)交底了解地下管線、人防及其他構(gòu)筑物情況和具體位置。操作人員之間要保持安全距離并且挖土要自上而下逐層進行，進行更全面、準(zhǔn)確的風(fēng)險估計。作業(yè)過程應(yīng)盡量避開管線和構(gòu)筑物，并綜合考慮水文、水力和土石料力學(xué)參數(shù)的隨機性。不能在危險巖石或建筑物下面進行作業(yè)并合理安排施工項目，防止超挖或鋪填超厚。

2.3邊坡與支撐

當(dāng)工程進入雨季時，隨著降雨量的增加土質(zhì)松軟，基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求放坡。在分析相關(guān)參數(shù)的分布形式和統(tǒng)計特征值的基礎(chǔ)上，隨時注意邊坡的穩(wěn)定情況。統(tǒng)計分析度汛期間土石圍堰邊坡穩(wěn)定綜合風(fēng)險，及時進行支撐或改緩放坡與加固處理?？紤]力學(xué)性質(zhì)隨機因素，做好科學(xué)的基坑支護設(shè)計。邊坡附加荷載或外力的影響邊坡上面附加的荷載使土體中剪應(yīng)力大增加，需考慮水文、水力和土石料力學(xué)參數(shù)隨機性的才能夠更真實地反映實際工程邊坡穩(wěn)定狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上提高土體的抗剪強度，使邊坡土體融化。水文地質(zhì)條件受地表水的滲入和地下水的影響，做好前期的安全防護是避免邊坡坍塌的關(guān)鍵?；娱_挖需要綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、施工等各方面的影響因素與邊坡穩(wěn)定綜合風(fēng)險考慮，以此達(dá)到基坑施工安全、可靠、經(jīng)濟、合理的目的。

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