山地建筑高边坡工程土方开挖方法及措施

【摘要】随着建筑用地因土地资源紧缺越来越往山地开发，高边坡的支护也就成为了山地建筑重点关注的问题。当然，做好边坡治理的第一步就是土方的开挖。本文对湖南省郴州市某中医院搬迁项目土方开挖工程进行分析，阐述开挖过程的施工方法及措施，以期为类似工程带来一定启发。

【关键词】山地建筑;高边坡;土方开挖

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

1、工程概况

湖南省郴州市宜章县中医医院整体搬迁项目位于宜章大道与107国道交汇处，由6栋框架结构及相应的配套设施组成，工程项目总占地面积约130亩，总建筑面积61804.94㎡。其中用于边坡支护工程占地面积约50亩，现场东北低西南高，场地高程228～322.23之间，高差非常大。建筑红线内设计地面标高同为东北低西南高，地面高程在238～243.8之间，红线外采用按较稳定的1：1.58分级放坡加锚杆+格构梁，并在最底部采用桩锚稳固。因现场地形完全是依山而建，施工面积达到9万m2，土方开挖工程量超过130万m2。

2、边坡设计概况

项目东北方向与市政道路相邻，西南方向均为山地。支护工程山体高度较大，边坡垂直高差达到30-80m，支护难度大，造价高，安全稳定性差，根据项目地处侵蚀剥蚀丘陵坡地地貌，红线内边坡坡顶控制在设计标高258.60m，建筑红线外侧按较稳定的放坡坡比支护，故根据山地边坡支护高度的差异分别采用片石挡土墙、土钉+网格梁、锚杆+格构梁、桩锚、客土喷播等组合式支护。西南侧最为典型，高差达80余米，采用六级放坡，每级高差10米，坡度1：1.58，每级间设置1.5米宽的马道及排水沟，最后一级采用高差8米预应力锚索+支护桩。设计方案根据地质勘察报告暂拟定支护方案，现场施工时应按动态施工-设计法，既若发现不良地层或易垮塌的地层，应通知设计与建设方，针对实际情况进行方案调整，确保高边坡安全及稳定。

3、工程特点及难点

本工程边坡支护为较大型边坡开挖支护项目，地处侵蚀剥蚀丘陵坡地地貌，支护条件多样化，根据现场勘查及分析，本边坡支护土方开挖工程重难点主要有以下几点：

（1）边坡开挖高差大，部分地区陡峭，危险等级较高，土方开挖的安全性是本工程的最大的施工难点，同时也是本工程的重点控制对象;

（2）施工工序复杂多样，涉及多专业，多工种，平行交叉作业，并且在高边坡上作业，施工场地布置，施工现场安全管理，工程质量控制，前后工序安排是本工程施工管理的关键;

（3）工期紧，工程所在地雨季较长，暴雨发生几率较大，对工期将造成较大影响，同时容易对开挖完成，来不及施工的边坡面造成质量损害。

4、施工准备

在项目正式动工前项目部应提前对工程的性质、内容、技术要求、周边环境、地质情况等作认真、充分的研究，并为进场施工做了充分的准备工作。

4.1 技术准备工作

（1）落实项目部人选，组建强有力的项目经理部。（2）复测控制桩并制定测量方案。（3）组织工程技术人员熟悉施工图纸，编制详细的施工方案，进行技术、安全、防火培训，做好技术、安全交底，安排好有关的试验工作。（4）编制施工计划，安排施工顺序，协调各工序及各专业间的配合工作。

4.2 现场准备工作

（1）落实相应的施工人员，并进行岗前培训和教育。（2）做好材料和工艺设备的计划安排工作，使之满足连续施工的要求。（3）全面检修进场施工的机械设备，以保证施工前设备运转正常。（4）测设场地平面和标高控制网。（5）认真熟悉现场的地理位置、工地条件、供水供电状况，以及出入口位置，认真布置贮存物料和施工用的工作面，修建临时设施，平整场地，使之满足现场施工的要求。（6）设置好标识标牌，确保施工现场的文明施工及环境保护。（7）设置专人进行指挥、疏导、提示、警戒等工作。

4.3 地下构筑物、文物的保护和处置

（1）各类文物均属国家所有。在土方施工过程中，如发现古墓、古建筑遗址等文物及化石，或其他有考古、地质研究等价值的物品时，应马上停止施工，立即保护好现场，以书面形式报告业主或监理，而不得隐瞒和私自占有。（2）施工过程中发现影响施工的地下障碍物时，应以书面形式报告业主或监理，共同协商处置方案。

5、边坡土方施工方法及措施

针对本项目的特点及难点，项目部设计了几种有效的方法及措施确保土方工程的施工安全及工程进度。

5.1 划分施工区域

因土方规模庞大，工期紧迫。为了便于施工管理，加快进度，对本工程划分三块施工区域，1区、2区为挖方区域;3区为又挖又填区域，三块区域分别同时组织流水施工，确保如期完成。

5.2 施工测量

以业主提交的测量控制基准点为基础，建立闭合导线控制网，再根据施工控制网测设各个细部。开工前检查和复核测量基准点，增设控制点和水准点、建立控制网、复测原地形、施工放样。

边坡放样采用中海达RTK测量仪进行测量，由项目专业测量人员进行。每间隔50米设置一个放样点放样出每级台阶的边线并撒上石灰标记。根据石灰線从上往下进行土方挖运，挖运进入修坡阶段设置专人用定制木质三角板（宽1米、高1.58米、斜边1.87米）对开挖坡度进行全方位的跟踪校核，确保不超挖。

5.3 施工便道与临时排水

（1）施工便道

本工程依山而建，边坡支护面积大、坡度陡，土方以挖方为主。但是高边坡作业，为弃土外运及机械材料的进场带来极大的不便，故项目部结合施工现场对土方挖运修筑了施工便道，该便道的主干道采用基础清表压实后填筑50cm厚度片石，面层填筑20cm厚的级配碎石修建，宽6m并沿线每300米设会车道，施工便道面层设中心线向两边1.5%坡度，施工便道支道采用原土方开挖面压实成型，宽4m（图1）。确保弃土外运及施工材料、机械的运输。

（2）临时排水

为防止雨季雨水冲刷造成边坡失稳，在施工过程中需注意临时排水，采用两道系统进行临时施工排水。第一排水系统采用永临结合方案按设计图纸进行施工，为防止山顶雨水汇入施工坡面，破坏开挖坡面，在土方工程开挖前沿开挖面修建的便道外侧设置一道截水沟，宽40cm，，50cm，采用30cm厚浆砌片石砌筑，沿便道之上而下排入坡脚汇入当地城市排水系统中。第二排水系统，将临时排水沟设置在整个边坡的中间部位临时便道两侧，顺地势流入第一排水系统，由第一排水系统流入当地城市排水系统中（图2）。

5.4 开挖计划

因边坡支护和边坡下的建筑主体工程共用24个月总工期，时间非常紧迫。如若从上往下不停地开挖，则会面临越往下挖，下方土体承受的土应力越大，当挖至坡脚土体无法抵抗整个上部的土应力的临界点时，边坡土体将会失稳导致滑塌。但如果按照常规的确保施工安全的方法从上至下开挖一级、支护一级，再开挖一级、支护一级的顺序进行施工，工期又会超期至少半年。

故项目部采取从上往下、分层开挖，先开挖出2层台阶的坡面，两层坡面以下采取放台阶开挖（图3）。这样开挖的好处有（1）保证土方的挖运连贯进行;（2）可以防止下部土体完全被挖出而无法抵御土应力;（3）下部土体因没有直接挖至坡面能防止坡面土被自然环境的冲刷及风化。同时项目部对已开挖好但未能及时施工的坡面采取覆盖土工布进行保护。

5.5土方开挖

考虑本工程边坡开挖高度，采用分阶段开挖，每层开挖深度控制在2.5～3米，严禁超挖，以确保高边坡的安全。支护的施作须控制在预定的时间以内，确保高边坡及时封闭。施工中动态坡度控制在1：1.58，层间留设台阶，平台宽度为4-6米，使开挖坡度符合设计控制，以保證边坡稳定。同时，开挖严格遵循“从上至下、分层开挖、及时支护、严禁超挖，动态监测”的原则。

（1）施工顺序：施工测量→修筑施工便道→清除绿化植被、清障、清除民宅及宅基、淤泥地抽排水清淤→土方机械分层开挖→土方人工修坡→边坡支护→下一层土方机械开挖...。要求在土方施工时使用足够数量的大功率机械进行连续施工，临时用地和临时排水沟等设施穿插进行，尽量的缩短了工期。

（2）开挖方法：根据现场地形可采用挖掘机配自卸汽车从高至低一层一层往下开挖，每层开挖深度控制在2.5-3m。先初约开挖至距设计坡面线50～100cm处，后用机械修坡至预留10～20cm，最后采用人工修坡，坡面线杜绝超挖。

结语：

经过对宜章县中医医院整体搬迁项目这个山地建筑深入的考察与分析，制定以上具有针对、合理、有效的土方开挖方法与措施。通过项目部的严格执行，有效的解决的施工难题，保证了施工的安全、质量，节约了工期。

参考文献：

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作者简介：

蔡鸿全（1990.02-），汉，男，本科，工程师，湖南郴州，研究方向：建筑工程管理。