山地建筑高邊坡工程土方開(kāi)挖方法及措施

【摘要】隨著建筑用地因土地資源緊缺越來(lái)越往山地開(kāi)發(fā)，高邊坡的支護(hù)也就成為了山地建筑重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)然，做好邊坡治理的第一步就是土方的開(kāi)挖。本文對(duì)湖南省郴州市某中醫(yī)院搬遷項(xiàng)目土方開(kāi)挖工程進(jìn)行分析，闡述開(kāi)挖過(guò)程的施工方法及措施，以期為類似工程帶來(lái)一定啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】山地建筑;高邊坡;土方開(kāi)挖

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

1、工程概況

湖南省郴州市宜章縣中醫(yī)醫(yī)院整體搬遷項(xiàng)目位于宜章大道與107國(guó)道交匯處，由6棟框架結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的配套設(shè)施組成，工程項(xiàng)目總占地面積約130畝，總建筑面積61804.94㎡。其中用于邊坡支護(hù)工程占地面積約50畝，現(xiàn)場(chǎng)東北低西南高，場(chǎng)地高程228～322.23之間，高差非常大。建筑紅線內(nèi)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高同為東北低西南高，地面高程在238～243.8之間，紅線外采用按較穩(wěn)定的1：1.58分級(jí)放坡加錨桿+格構(gòu)梁，并在最底部采用樁錨穩(wěn)固。因現(xiàn)場(chǎng)地形完全是依山而建，施工面積達(dá)到9萬(wàn)m2，土方開(kāi)挖工程量超過(guò)130萬(wàn)m2。

2、邊坡設(shè)計(jì)概況

項(xiàng)目東北方向與市政道路相鄰，西南方向均為山地。支護(hù)工程山體高度較大，邊坡垂直高差達(dá)到30-80m，支護(hù)難度大，造價(jià)高，安全穩(wěn)定性差，根據(jù)項(xiàng)目地處侵蝕剝蝕丘陵坡地地貌，紅線內(nèi)邊坡坡頂控制在設(shè)計(jì)標(biāo)高258.60m，建筑紅線外側(cè)按較穩(wěn)定的放坡坡比支護(hù)，故根據(jù)山地邊坡支護(hù)高度的差異分別采用片石擋土墻、土釘+網(wǎng)格梁、錨桿+格構(gòu)梁、樁錨、客土噴播等組合式支護(hù)。西南側(cè)最為典型，高差達(dá)80余米，采用六級(jí)放坡，每級(jí)高差10米，坡度1：1.58，每級(jí)間設(shè)置1.5米寬的馬道及排水溝，最后一級(jí)采用高差8米預(yù)應(yīng)力錨索+支護(hù)樁。設(shè)計(jì)方案根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告暫擬定支護(hù)方案，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)按動(dòng)態(tài)施工-設(shè)計(jì)法，既若發(fā)現(xiàn)不良地層或易垮塌的地層，應(yīng)通知設(shè)計(jì)與建設(shè)方，針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行方案調(diào)整，確保高邊坡安全及穩(wěn)定。

3、工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

本工程邊坡支護(hù)為較大型邊坡開(kāi)挖支護(hù)項(xiàng)目，地處侵蝕剝蝕丘陵坡地地貌，支護(hù)條件多樣化，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及分析，本邊坡支護(hù)土方開(kāi)挖工程重難點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）邊坡開(kāi)挖高差大，部分地區(qū)陡峭，危險(xiǎn)等級(jí)較高，土方開(kāi)挖的安全性是本工程的最大的施工難點(diǎn)，同時(shí)也是本工程的重點(diǎn)控制對(duì)象;

（2）施工工序復(fù)雜多樣，涉及多專業(yè)，多工種，平行交叉作業(yè)，并且在高邊坡上作業(yè)，施工場(chǎng)地布置，施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理，工程質(zhì)量控制，前后工序安排是本工程施工管理的關(guān)鍵;

（3）工期緊，工程所在地雨季較長(zhǎng)，暴雨發(fā)生幾率較大，對(duì)工期將造成較大影響，同時(shí)容易對(duì)開(kāi)挖完成，來(lái)不及施工的邊坡面造成質(zhì)量損害。

4、施工準(zhǔn)備

在項(xiàng)目正式動(dòng)工前項(xiàng)目部應(yīng)提前對(duì)工程的性質(zhì)、內(nèi)容、技術(shù)要求、周邊環(huán)境、地質(zhì)情況等作認(rèn)真、充分的研究，并為進(jìn)場(chǎng)施工做了充分的準(zhǔn)備工作。

4.1 技術(shù)準(zhǔn)備工作

（1）落實(shí)項(xiàng)目部人選，組建強(qiáng)有力的項(xiàng)目經(jīng)理部。（2）復(fù)測(cè)控制樁并制定測(cè)量方案。（3）組織工程技術(shù)人員熟悉施工圖紙，編制詳細(xì)的施工方案，進(jìn)行技術(shù)、安全、防火培訓(xùn)，做好技術(shù)、安全交底，安排好有關(guān)的試驗(yàn)工作。（4）編制施工計(jì)劃，安排施工順序，協(xié)調(diào)各工序及各專業(yè)間的配合工作。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

（1）落實(shí)相應(yīng)的施工人員，并進(jìn)行崗前培訓(xùn)和教育。（2）做好材料和工藝設(shè)備的計(jì)劃安排工作，使之滿足連續(xù)施工的要求。（3）全面檢修進(jìn)場(chǎng)施工的機(jī)械設(shè)備，以保證施工前設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。（4）測(cè)設(shè)場(chǎng)地平面和標(biāo)高控制網(wǎng)。（5）認(rèn)真熟悉現(xiàn)場(chǎng)的地理位置、工地條件、供水供電狀況，以及出入口位置，認(rèn)真布置貯存物料和施工用的工作面，修建臨時(shí)設(shè)施，平整場(chǎng)地，使之滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。（6）設(shè)置好標(biāo)識(shí)標(biāo)牌，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的文明施工及環(huán)境保護(hù)。（7）設(shè)置專人進(jìn)行指揮、疏導(dǎo)、提示、警戒等工作。

4.3 地下構(gòu)筑物、文物的保護(hù)和處置

（1）各類文物均屬國(guó)家所有。在土方施工過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)古墓、古建筑遺址等文物及化石，或其他有考古、地質(zhì)研究等價(jià)值的物品時(shí)，應(yīng)馬上停止施工，立即保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)，以書(shū)面形式報(bào)告業(yè)主或監(jiān)理，而不得隱瞞和私自占有。（2）施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)影響施工的地下障礙物時(shí)，應(yīng)以書(shū)面形式報(bào)告業(yè)主或監(jiān)理，共同協(xié)商處置方案。

5、邊坡土方施工方法及措施

針對(duì)本項(xiàng)目的特點(diǎn)及難點(diǎn)，項(xiàng)目部設(shè)計(jì)了幾種有效的方法及措施確保土方工程的施工安全及工程進(jìn)度。

5.1 劃分施工區(qū)域

因土方規(guī)模龐大，工期緊迫。為了便于施工管理，加快進(jìn)度，對(duì)本工程劃分三塊施工區(qū)域，1區(qū)、2區(qū)為挖方區(qū)域;3區(qū)為又挖又填區(qū)域，三塊區(qū)域分別同時(shí)組織流水施工，確保如期完成。

5.2 施工測(cè)量

以業(yè)主提交的測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)為基礎(chǔ)，建立閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，再根據(jù)施工控制網(wǎng)測(cè)設(shè)各個(gè)細(xì)部。開(kāi)工前檢查和復(fù)核測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，增設(shè)控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)、建立控制網(wǎng)、復(fù)測(cè)原地形、施工放樣。

邊坡放樣采用中海達(dá)RTK測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，由項(xiàng)目專業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行。每間隔50米設(shè)置一個(gè)放樣點(diǎn)放樣出每級(jí)臺(tái)階的邊線并撒上石灰標(biāo)記。根據(jù)石灰線從上往下進(jìn)行土方挖運(yùn)，挖運(yùn)進(jìn)入修坡階段設(shè)置專人用定制木質(zhì)三角板（寬1米、高1.58米、斜邊1.87米）對(duì)開(kāi)挖坡度進(jìn)行全方位的跟蹤校核，確保不超挖。

5.3 施工便道與臨時(shí)排水

（1）施工便道

本工程依山而建，邊坡支護(hù)面積大、坡度陡，土方以挖方為主。但是高邊坡作業(yè)，為棄土外運(yùn)及機(jī)械材料的進(jìn)場(chǎng)帶來(lái)極大的不便，故項(xiàng)目部結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)土方挖運(yùn)修筑了施工便道，該便道的主干道采用基礎(chǔ)清表壓實(shí)后填筑50cm厚度片石，面層填筑20cm厚的級(jí)配碎石修建，寬6m并沿線每300米設(shè)會(huì)車道，施工便道面層設(shè)中心線向兩邊1.5%坡度，施工便道支道采用原土方開(kāi)挖面壓實(shí)成型，寬4m（圖1）。確保棄土外運(yùn)及施工材料、機(jī)械的運(yùn)輸。

（2）臨時(shí)排水

為防止雨季雨水沖刷造成邊坡失穩(wěn)，在施工過(guò)程中需注意臨時(shí)排水，采用兩道系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)施工排水。第一排水系統(tǒng)采用永臨結(jié)合方案按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，為防止山頂雨水匯入施工坡面，破壞開(kāi)挖坡面，在土方工程開(kāi)挖前沿開(kāi)挖面修建的便道外側(cè)設(shè)置一道截水溝，寬40cm，，50cm，采用30cm厚漿砌片石砌筑，沿便道之上而下排入坡腳匯入當(dāng)?shù)爻鞘信潘到y(tǒng)中。第二排水系統(tǒng)，將臨時(shí)排水溝設(shè)置在整個(gè)邊坡的中間部位臨時(shí)便道兩側(cè)，順地勢(shì)流入第一排水系統(tǒng)，由第一排水系統(tǒng)流入當(dāng)?shù)爻鞘信潘到y(tǒng)中（圖2）。

5.4 開(kāi)挖計(jì)劃

因邊坡支護(hù)和邊坡下的建筑主體工程共用24個(gè)月總工期，時(shí)間非常緊迫。如若從上往下不停地開(kāi)挖，則會(huì)面臨越往下挖，下方土體承受的土應(yīng)力越大，當(dāng)挖至坡腳土體無(wú)法抵抗整個(gè)上部的土應(yīng)力的臨界點(diǎn)時(shí)，邊坡土體將會(huì)失穩(wěn)導(dǎo)致滑塌。但如果按照常規(guī)的確保施工安全的方法從上至下開(kāi)挖一級(jí)、支護(hù)一級(jí)，再開(kāi)挖一級(jí)、支護(hù)一級(jí)的順序進(jìn)行施工，工期又會(huì)超期至少半年。

故項(xiàng)目部采取從上往下、分層開(kāi)挖，先開(kāi)挖出2層臺(tái)階的坡面，兩層坡面以下采取放臺(tái)階開(kāi)挖（圖3）。這樣開(kāi)挖的好處有（1）保證土方的挖運(yùn)連貫進(jìn)行;（2）可以防止下部土體完全被挖出而無(wú)法抵御土應(yīng)力;（3）下部土體因沒(méi)有直接挖至坡面能防止坡面土被自然環(huán)境的沖刷及風(fēng)化。同時(shí)項(xiàng)目部對(duì)已開(kāi)挖好但未能及時(shí)施工的坡面采取覆蓋土工布進(jìn)行保護(hù)。

5.5土方開(kāi)挖

考慮本工程邊坡開(kāi)挖高度，采用分階段開(kāi)挖，每層開(kāi)挖深度控制在2.5～3米，嚴(yán)禁超挖，以確保高邊坡的安全。支護(hù)的施作須控制在預(yù)定的時(shí)間以內(nèi)，確保高邊坡及時(shí)封閉。施工中動(dòng)態(tài)坡度控制在1：1.58，層間留設(shè)臺(tái)階，平臺(tái)寬度為4-6米，使開(kāi)挖坡度符合設(shè)計(jì)控制，以保證邊坡穩(wěn)定。同時(shí)，開(kāi)挖嚴(yán)格遵循“從上至下、分層開(kāi)挖、及時(shí)支護(hù)、嚴(yán)禁超挖，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”的原則。

（1）施工順序：施工測(cè)量→修筑施工便道→清除綠化植被、清障、清除民宅及宅基、淤泥地抽排水清淤→土方機(jī)械分層開(kāi)挖→土方人工修坡→邊坡支護(hù)→下一層土方機(jī)械開(kāi)挖...。要求在土方施工時(shí)使用足夠數(shù)量的大功率機(jī)械進(jìn)行連續(xù)施工，臨時(shí)用地和臨時(shí)排水溝等設(shè)施穿插進(jìn)行，盡量的縮短了工期。

（2）開(kāi)挖方法：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形可采用挖掘機(jī)配自卸汽車從高至低一層一層往下開(kāi)挖，每層開(kāi)挖深度控制在2.5-3m。先初約開(kāi)挖至距設(shè)計(jì)坡面線50～100cm處，后用機(jī)械修坡至預(yù)留10～20cm，最后采用人工修坡，坡面線杜絕超挖。

結(jié)語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)對(duì)宜章縣中醫(yī)醫(yī)院整體搬遷項(xiàng)目這個(gè)山地建筑深入的考察與分析，制定以上具有針對(duì)、合理、有效的土方開(kāi)挖方法與措施。通過(guò)項(xiàng)目部的嚴(yán)格執(zhí)行，有效的解決的施工難題，保證了施工的安全、質(zhì)量，節(jié)約了工期。

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作者簡(jiǎn)介：

蔡鴻全（1990.02-），漢，男，本科，工程師，湖南郴州，研究方向：建筑工程管理。