放坡開挖基坑坡面防護材料優化及應用效果分析

張斌　馬榮

摘要：文章以中馬欽州產業園區欽海大道管廊基坑工程為研究對象，提出一種綠色經濟、安全有效的坡面防護材料及施工方法，介紹了裝配式材料結構體系設計方案與施工技術，并從環保效益、施工效率、經濟效益等方面，分析了該材料及其施工方法的應用效果。

關鍵詞：放坡開挖;基坑;坡面防護材料;綠色施工;優化

0 引言

隨著市場經濟的快速發展，城市建設進程逐漸加快，眾多的房屋建筑、管廊、車站等工程崛地而起，基坑工程作為建筑工程的重要組成部分，其施工質量直接影響著基坑穩定性及作業人員安全，是各建筑單位必須重點關注、研究的內容。基坑各支護結構類型中，放坡開挖因其特有的價格優勢，廣泛應用于各類基坑工程。為防止邊坡因氣溫變化、失水過多而風化、松散，或防止坡面受雨水沖刷而產生溜坡現象，提高破面防護施工效率、加強施工質量顯得尤為重要。

目前傳統基坑坡面防護材料主要采用鋼筋網片加噴射混凝土，既不符合國家節能減排政策，也難體現綠色施工理念，而且工人勞動強度高、職業危害大、施工周期長、效率低，越來越難適應城市綠色環保建設的需要。為此，新型綠色裝配式坡面防護材料應運而生，本文通過對中馬欽州產業園區欽海大道管廊基坑邊坡防護工程的研究，提出一種綠色經濟、安全有效的坡面防護材料及施工方法。

1 工程背景

1.1 工程概況

綜合管廊標準段均為地下單層單艙結構形式，采用明挖法施工，基坑長度約為2 079 m，標準段基坑寬度6.0 m，深度約為5.3～8.8 m，基坑底部主要位于④—1粉質黏土、⑤—1全風化泥質松砂巖、⑥—2強風化泥質粉砂巖、⑦—3中風化泥質粉砂巖等地質較好土層，少量位于①—1素填土、③—1淤泥質土等淺層地質較差土層。基坑開挖均采用放坡開挖方式，坡面防護面積約3.5萬m 2[1]。見下頁圖1。

1.2 原設計坡面防護

本工程基坑坡面防護形式原為掛鋼筋網噴射混凝土，鋼筋網片優先采用8@200 mm×200 mm規格成品鋼筋網，鋪設時每邊的搭接長度應≥300 mm;噴射混凝土采用80 mm厚C20混凝土[2]。

2 裝配式材料結構體系及設計施工

2.1 防護體系組成

綠色裝配式邊坡防護體系由裝配式面層、連接構件（鋼絲繩等）、緊固件（卡扣等）裝配化構件三部分組成。

2.2 面層結構

裝配式面層為復合面層（見圖2），由工廠統一加工制作，包括：

（1）加筋層，采用合成材料制成，具有一定的抗拉強度，在裝配式面層防護過程中，起到對坡面加筋作用。

（2）防護層，面層由纖維加工而成，具有坡面防沖刷功能，具備反濾功能。

（3）皮膚層，由纖維編織加工而成的網狀材料，可與土體密貼。

（4）性能層，采用具有特殊需求（如防水性能）的復合薄膜制成，可與坡面密貼。

2.3 面層防護設計

（1）綠色裝配式面層抗拉強度應≥30 kN/m;面層幅寬6 m，面層具有防水性能;坡面固定釘L=0.5 m@2 m×2 m，水平間距2.0 m，沿坡面間距2 m。

（2）坡頂、坡腳均需翻邊處理，坡頂翻邊寬度≥0.8 m，坡腳翻邊寬度≥0.3 m;坡頂、坡底采用豎向插筋錨固面層產品，并用80 mm厚C20混凝土覆蓋，見圖3～4。

（3）面層搭接處采用平接，搭接量≥300 mm，搭接采用“之”字形搭接。

（4）面層鋪設完成后，在坡面縱橫向布置連接構件（6 mm鋼絲繩）加強面層產品受力，土釘外露端用卡扣固定。見圖5。

2.4 面層主要施工技術

2.4.1 施工工藝流程

土方開挖→錨釘（土釘）施工→攤鋪面層→安裝連接構件→固定面層（上下壓頂、坡面緊固）→下一土方（工作面）開挖→下一循環→基邊坡防護完成。

2.4.2 面層攤鋪安裝

根據現場情況，確定卷材尺寸，裁剪后予以試鋪。檢查寬度是否合適，搭接處應平整，松緊適度。調整面層后，從地錨開始，由上至下依次穿入每個鋼筋錨釘外露端;面層用人工滾鋪，布面要平整，并適當留有變形余量;每鋪設完一塊面層都要用刮板刮至平順;在坡面上，通過加強筋纏繞錨桿端頭一圈，并拉緊，最后用卡扣緊固壓緊鋼絲繩;局部單元有不平整的情況出現時，可通過補打構造釘與鋼絲繩配合壓緊面層。

分層鋪設時，宜隨挖隨鋪設，鋪設布距為1.5～3 m;也可根據土體自立程度，決定一次鋪設高度。面層下放距離基坑底1～2 m，采用施工輔助摩擦釘固定在邊坡坡面上，待下步開挖后，再行下放，及時防護并鎖定。

3 應用效果分析

3.1 環保效益

噴射混凝土屬于不可再生資源，施工完成后不可回收循環利用，施工時揚塵大，現場攪拌機、空壓機等噪聲高，極不符合綠色施工理念。

綠色裝配式材料采用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成，能循環利用多次，經專業機構檢測論證，材料廢棄后可直接掩埋，不會對水土造成污染[3]。在防塵、穩坡、減噪、防污方面：（1）能在邊坡裸露早期快速封閉，減少二次產塵，避免揚塵產生的傷害;（2）減少水土流失，降低暴雨期間對裸露邊坡的沖刷，維護坡面;（3）減少土體防護作業的動力設施要求，減少噪聲;（4）不會產生過多的泥漿、廢氣等廢棄物污染環境。

3.2 施工效率提高

以欽海大道管廊基坑工程為例，坡面防護采用掛網噴射混凝土時，施工一節段（20 m×12 m）240 m 2，用時2 d天;采用綠色裝配式面層時，用時僅0.5 d。并且，綠色裝配式面層施工簡便快捷，大型機械需求少，現場安裝僅憑人工即可完成，節省現場編網和混凝土養護時間;土方開挖面可快速封閉，不受天氣影響。

3.3 經濟效益

以欽海大道廊基坑工程為例，施工一節段（20 m×12 m）240 m 2，采用綠色裝配式面層（面層材料按較不利情況使用2次考慮）可節約成本1 332.4元，見下頁表1。

3.4 其他效益

（1）安全顯著提高。綠色裝配式護坡面層剛柔相濟，土釘受力等同，可阻止降雨對坡面的沖蝕，沿坡面排水，坡體內水可通過面層反濾，局部傳力。而混凝土面層抗變形（抗裂/膨脹土）能力弱，發生裂縫后坡面易被沖蝕，故構造措施需保證足夠厚度和密貼度，克服自重。

（2）質量易于保證。噴混護坡受人工、特殊時期影響大，面層厚度不穩定，而綠色裝配式護坡面層工業化生產，指標穩定。

4 結語

綠色裝配式面層材料環保、輕型、美觀;施工過程無污染，效率高，質量優，符合綠色施工理念;產品為工廠定制、安裝簡單，功效快，使用小型機具即可安裝，人均產能提高2倍，工期縮短3～5倍;面層材料可回收再次利用，綜合造價降低率較為可觀。

放坡開挖基坑坡面防護材料的優化及應用為中馬欽州產業園金鼓江區域邊坡防護提供了案例基礎，為類似項目施工提供經驗借鑒。

參考文獻：

[1]GB 50330-2013，建筑邊坡工程技術規范[S].

[2]JGJ/T 372-2016，噴射混凝土應用技術規程[S].

[3]GB/T17689-2008，土工合成材料 塑料土工格柵[S].