山地建筑高邊坡工程土方開挖方法及措施

【摘要】隨著建筑用地因土地資源緊缺越來越往山地開發，高邊坡的支護也就成為了山地建筑重點關注的問題。當然，做好邊坡治理的第一步就是土方的開挖。本文對湖南省郴州市某中醫院搬遷項目土方開挖工程進行分析，闡述開挖過程的施工方法及措施，以期為類似工程帶來一定啟發。

【關鍵詞】山地建筑;高邊坡;土方開挖

【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醫院整體搬遷項目位于宜章大道與107國道交匯處，由6棟框架結構及相應的配套設施組成，工程項目總占地面積約130畝，總建筑面積61804.94㎡。其中用于邊坡支護工程占地面積約50畝，現場東北低西南高，場地高程228～322.23之間，高差非常大。建筑紅線內設計地面標高同為東北低西南高，地面高程在238～243.8之間，紅線外采用按較穩定的1：1.58分級放坡加錨桿+格構梁，并在最底部采用樁錨穩固。因現場地形完全是依山而建，施工面積達到9萬m2，土方開挖工程量超過130萬m2。

2、邊坡設計概況

項目東北方向與市政道路相鄰，西南方向均為山地。支護工程山體高度較大，邊坡垂直高差達到30-80m，支護難度大，造價高，安全穩定性差，根據項目地處侵蝕剝蝕丘陵坡地地貌，紅線內邊坡坡頂控制在設計標高258.60m，建筑紅線外側按較穩定的放坡坡比支護，故根據山地邊坡支護高度的差異分別采用片石擋土墻、土釘+網格梁、錨桿+格構梁、樁錨、客土噴播等組合式支護。西南側最為典型，高差達80余米，采用六級放坡，每級高差10米，坡度1：1.58，每級間設置1.5米寬的馬道及排水溝，最后一級采用高差8米預應力錨索+支護樁。設計方案根據地質勘察報告暫擬定支護方案，現場施工時應按動態施工-設計法，既若發現不良地層或易垮塌的地層，應通知設計與建設方，針對實際情況進行方案調整，確保高邊坡安全及穩定。

3、工程特點及難點

本工程邊坡支護為較大型邊坡開挖支護項目，地處侵蝕剝蝕丘陵坡地地貌，支護條件多樣化，根據現場勘查及分析，本邊坡支護土方開挖工程重難點主要有以下幾點：

（1）邊坡開挖高差大，部分地區陡峭，危險等級較高，土方開挖的安全性是本工程的最大的施工難點，同時也是本工程的重點控制對象;

（2）施工工序復雜多樣，涉及多專業，多工種，平行交叉作業，并且在高邊坡上作業，施工場地布置，施工現場安全管理，工程質量控制，前后工序安排是本工程施工管理的關鍵;

（3）工期緊，工程所在地雨季較長，暴雨發生幾率較大，對工期將造成較大影響，同時容易對開挖完成，來不及施工的邊坡面造成質量損害。

4、施工準備

在項目正式動工前項目部應提前對工程的性質、內容、技術要求、周邊環境、地質情況等作認真、充分的研究，并為進場施工做了充分的準備工作。

4.1 技術準備工作

（1）落實項目部人選，組建強有力的項目經理部。（2）復測控制樁并制定測量方案。（3）組織工程技術人員熟悉施工圖紙，編制詳細的施工方案，進行技術、安全、防火培訓，做好技術、安全交底，安排好有關的試驗工作。（4）編制施工計劃，安排施工順序，協調各工序及各專業間的配合工作。

4.2 現場準備工作

（1）落實相應的施工人員，并進行崗前培訓和教育。（2）做好材料和工藝設備的計劃安排工作，使之滿足連續施工的要求。（3）全面檢修進場施工的機械設備，以保證施工前設備運轉正常。（4）測設場地平面和標高控制網。（5）認真熟悉現場的地理位置、工地條件、供水供電狀況，以及出入口位置，認真布置貯存物料和施工用的工作面，修建臨時設施，平整場地，使之滿足現場施工的要求。（6）設置好標識標牌，確保施工現場的文明施工及環境保護。（7）設置專人進行指揮、疏導、提示、警戒等工作。

4.3 地下構筑物、文物的保護和處置

（1）各類文物均屬國家所有。在土方施工過程中，如發現古墓、古建筑遺址等文物及化石，或其他有考古、地質研究等價值的物品時，應馬上停止施工，立即保護好現場，以書面形式報告業主或監理，而不得隱瞞和私自占有。（2）施工過程中發現影響施工的地下障礙物時，應以書面形式報告業主或監理，共同協商處置方案。

5、邊坡土方施工方法及措施

針對本項目的特點及難點，項目部設計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度。

5.1 劃分施工區域

因土方規模龐大，工期緊迫。為了便于施工管理，加快進度，對本工程劃分三塊施工區域，1區、2區為挖方區域;3區為又挖又填區域，三塊區域分別同時組織流水施工，確保如期完成。

5.2 施工測量

以業主提交的測量控制基準點為基礎，建立閉合導線控制網，再根據施工控制網測設各個細部。開工前檢查和復核測量基準點，增設控制點和水準點、建立控制網、復測原地形、施工放樣。

邊坡放樣采用中海達RTK測量儀進行測量，由項目專業測量人員進行。每間隔50米設置一個放樣點放樣出每級臺階的邊線并撒上石灰標記。根據石灰線從上往下進行土方挖運，挖運進入修坡階段設置專人用定制木質三角板（寬1米、高1.58米、斜邊1.87米）對開挖坡度進行全方位的跟蹤校核，確保不超挖。

5.3 施工便道與臨時排水

（1）施工便道

本工程依山而建，邊坡支護面積大、坡度陡，土方以挖方為主。但是高邊坡作業，為棄土外運及機械材料的進場帶來極大的不便，故項目部結合施工現場對土方挖運修筑了施工便道，該便道的主干道采用基礎清表壓實后填筑50cm厚度片石，面層填筑20cm厚的級配碎石修建，寬6m并沿線每300米設會車道，施工便道面層設中心線向兩邊1.5%坡度，施工便道支道采用原土方開挖面壓實成型，寬4m（圖1）。確保棄土外運及施工材料、機械的運輸。

（2）臨時排水

為防止雨季雨水沖刷造成邊坡失穩，在施工過程中需注意臨時排水，采用兩道系統進行臨時施工排水。第一排水系統采用永臨結合方案按設計圖紙進行施工，為防止山頂雨水匯入施工坡面，破壞開挖坡面，在土方工程開挖前沿開挖面修建的便道外側設置一道截水溝，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地城市排水系統中。第二排水系統，將臨時排水溝設置在整個邊坡的中間部位臨時便道兩側，順地勢流入第一排水系統，由第一排水系統流入當地城市排水系統中（圖2）。

5.4 開挖計劃

因邊坡支護和邊坡下的建筑主體工程共用24個月總工期，時間非常緊迫。如若從上往下不停地開挖，則會面臨越往下挖，下方土體承受的土應力越大，當挖至坡腳土體無法抵抗整個上部的土應力的臨界點時，邊坡土體將會失穩導致滑塌。但如果按照常規的確保施工安全的方法從上至下開挖一級、支護一級，再開挖一級、支護一級的順序進行施工，工期又會超期至少半年。

故項目部采取從上往下、分層開挖，先開挖出2層臺階的坡面，兩層坡面以下采取放臺階開挖（圖3）。這樣開挖的好處有（1）保證土方的挖運連貫進行;（2）可以防止下部土體完全被挖出而無法抵御土應力;（3）下部土體因沒有直接挖至坡面能防止坡面土被自然環境的沖刷及風化。同時項目部對已開挖好但未能及時施工的坡面采取覆蓋土工布進行保護。

5.5土方開挖

考慮本工程邊坡開挖高度，采用分階段開挖，每層開挖深度控制在2.5～3米，嚴禁超挖，以確保高邊坡的安全。支護的施作須控制在預定的時間以內，確保高邊坡及時封閉。施工中動態坡度控制在1：1.58，層間留設臺階，平臺寬度為4-6米，使開挖坡度符合設計控制，以保證邊坡穩定。同時，開挖嚴格遵循“從上至下、分層開挖、及時支護、嚴禁超挖，動態監測”的原則。

（1）施工順序：施工測量→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→土方機械分層開挖→土方人工修坡→邊坡支護→下一層土方機械開挖...。要求在土方施工時使用足夠數量的大功率機械進行連續施工，臨時用地和臨時排水溝等設施穿插進行，盡量的縮短了工期。

（2）開挖方法：根據現場地形可采用挖掘機配自卸汽車從高至低一層一層往下開挖，每層開挖深度控制在2.5-3m。先初約開挖至距設計坡面線50～100cm處，后用機械修坡至預留10～20cm，最后采用人工修坡，坡面線杜絕超挖。

結語：

經過對宜章縣中醫醫院整體搬遷項目這個山地建筑深入的考察與分析，制定以上具有針對、合理、有效的土方開挖方法與措施。通過項目部的嚴格執行，有效的解決的施工難題，保證了施工的安全、質量，節約了工期。

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作者簡介：

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。