岩土工程基坑边坡失稳加固技术的探讨

岩土工程基坑边坡失稳加固技术的探讨

夷坤

上海勇创环境岩土工程有限公司

摘  要：本文主要探讨了岩土工程中基坑边坡失稳的原因及其加固处理技术，旨在提供一套系统的理论和实践方法，以保障基坑边坡的稳定性。通过分析基坑边坡失稳的主要原因，探索了多种加固技术的应用及效果，最后提出了一套有效的加固措施。

关键词：岩土工程；基坑边坡；失稳；加固技术

一、岩土工程基坑边坡失稳的原因

1. 不利环境因素

环境条件对基坑边坡的稳定性产生显著影响。极端天气事件，如暴雨和干旱，能够改变土体的湿度和密实度，进而影响其力学性质。地下水位的波动，尤其是升高，会增加土体的孔隙水压力，降低其抗剪强度。此外，地震活动能够引发边坡土体的瞬时失稳。这些自然因素，连同地质条件的不确定性，如断层和软弱层的存在，共同构成了基坑边坡稳定性受挑战的环境背景。

2. 准备不足及施工设计因素

项目筹备阶段的详尽性直接影响基坑边坡的稳定。地质勘察的不充分可能导致对土质、岩石分布及地下水条件的误判，进而影响支护结构的设计。施工设计方案若未能准确反映地质实际情况，或设计标准未能满足实际需要，均可能导致基坑边坡在施工或使用过程中出现问题。例如，支护系统设计的保守性不足或施工图纸与实地情况不符，都会增加边坡失稳的风险。

3. 施工管理因素

施工管理的有效性是确保基坑边坡稳定的重要环节。施工过程中，如选择的施工技术不适合地质条件，或施工顺序和方法的安排不当，都可能导致边坡稳定性降低。监管不足会导致施工质量难以保证，如支护结构安装不当或施工中的地下水控制不当，均可诱发边坡失稳。此外，施工现场应对突发情况的能力不足，如未能及时处理降雨引起的积水，也是导致边坡失稳的常见因素。

图1 岩土工程基坑边坡失稳的原因

二、岩土工程中的基坑支护特点

多样性：岩土工程中的基坑支护系统表现出高度的多样性。根据地质条件、基坑深度、周边环境及工程需求的不同，可采用的支护结构包括但不限于钢支撑、混凝土护墙、锚杆支护、喷锚支护等。这种多样性确保了对各种工程挑战的适应性和灵活性，允许工程师为特定项目选择最合适的支护方案。

技术复合性：现代基坑支护技术往往采用复合设计理念，即通过结合多种支护技术来达成较优的稳定性和经济性。例如，在深基坑工程中，可能同时使用地锚、喷射混凝土和悬挂式钢筋混凝土板等技术，以应对复杂的地质和水文条件。

动态适应性：基坑支护设计和施工具有明显的动态适应性特点。在基坑开挖过程中，根据实时监测到的地质情况和水文变化，支护系统可能需要进行调整。这种适应性要求工程团队能够快速响应，及时优化或改变支护结构，以保障工程安全。

环境敏感性：在设计和施工基坑支护时，必须考虑到对周边环境的影响。尤其是在城市密集区，基坑开挖和支护工作不仅要保证施工安全，还要最小化对邻近建筑物、地下设施和公共交通的干扰。这一特点要求支护方案必须兼顾技术有效性和对环境的保护。

安全性要求高：安全是基坑支护工程的首要考虑因素。支护结构必须能够承受地下水压力、土压力和其他潜在的动态负荷，如交通负荷和震动等。因此，支护设计不仅要基于静态条件，还要考虑可能的极端情况，确保在整个施工期间及之后基坑的稳定和安全。

三、岩土工程施工中常见的基坑边坡加固处理技术

1. 传统HDPE防渗膜加固技术

在基坑边坡加固工程中，应用HDPE（高密度聚乙烯）防渗膜技术主要目的是阻断水分的渗透，保护边坡免受水侵的破坏。HDPE材料以其优良的防渗性能、化学稳定性及机械强度被广泛采用。施工过程中，通过在边坡表面铺设一层HDPE防渗膜，有效隔离地下水和降雨等外界水源，减少水对边坡稳定性的不利影响。此技术不仅应用于新建工程的边坡保护，也适用于既有边坡的加固修复。由于HDPE材料的灵活性和耐久性，该技术能够适应不同地形和复杂的地质条件，是一种经济实用的加固方法。

2. 抗滑桩支护技术

抗滑桩支护技术是一种通过在边坡或基坑周围设置深埋的桩体来提高土体稳定性的方法。这些桩体主要承担土压力，通过其自身的抗弯、抗剪强度抵抗土体的滑移趋势。抗滑桩通常采用预制混凝土或现场浇筑混凝土制作，深度和间距根据地质条件和边坡高度而定。此技术有效地将边坡的滑移力转移到桩体上，增加边坡整体的稳定性。在施工中，抗滑桩的设计需考虑土层的分布特性、桩体材料的力学性能及周围环境的影响，以确保施工安全及加固效果的持久性。

3. 复合型加固技术

复合型加固技术综合运用多种加固手段，针对特定的工程条件和边坡稳定性问题，形成一套综合解决方案。该技术可能包括锚杆、抗滑桩、土钉墙、喷射混凝土等多种方法的组合应用。通过精细的设计，各种技术相互补充，共同提升边坡的稳定性。例如，可以先使用锚杆技术提高边坡的整体稳定性，再结合喷射混凝土形成坚固的表面层，最后通过抗滑桩进一步增强边坡的抗滑能力。此方法的优势在于能够根据具体情况灵活调整加固方案，充分发挥各种技术的特点，实现最佳的加固效果。复合型加固技术要求高度的技术综合能力和精确的工程设计，以确保所有措施协同工作，达到加固目的。

4. 排水加固技术

排水加固技术通过改善基坑边坡及其周边地区的水文条件，从而增加边坡的稳定性。此技术涉及安装排水管道、排水沟和井等设施，目的是控制和引导地表水和地下水的流向，减少水对边坡稳定性的不利影响。实施排水措施时，工程师会根据地质调查结果和水文数据，精确设计排水系统的布局，以确保有效地降低水压力和改善土体的强度及稳定性。此外，排水系统的设计还考虑了未来可能的降雨量和地下水位变化，以适应不同的环境条件和气候变化，从而保持边坡长期的稳定性。排水加固技术不仅适用于新建工程的边坡稳定，也可用于解决既有边坡因地下水问题引起的稳定性问题。

5. 填石成、砂砾层加固技术

填石成、砂砾层加固技术是一种通过在边坡表面或内部添加物质来增强其稳定性的方法。该技术主要涉及在边坡上铺设一层砂砾或填充石块，以增加边坡的自重，提高其抗滑移能力。此外，砂砾层和填石层的透水性能良好，能够促进边坡内部水分的排泄，降低土体的孔隙水压力，从而进一步增强边坡的稳定性。在实施此类加固技术时，会根据边坡的具体情况，如斜率、土质和水文条件，精心选择填充材料的种类和粒径，确保加固效果达到预期目标。填石成、砂砾层加固技术不仅能有效提升边坡的稳定性，还能改善其排水条件，是一种经济有效的边坡加固手段。通过这种方法加固的边坡，不仅稳定性得到保证，还能在一定程度上改善边坡的生态环境。

四、岩土工程施工中的基坑边坡失稳加固措施

1. 增强地质的稳定性

提升地质稳定性涉及对土体和岩石结构进行加固，以防止边坡移动或崩塌。实施此措施时，专业团队会先对地质条件进行详细评估，包括土壤类型、含水量、地层结构等。根据评估结果，可以采用土钉、锚杆、地下连续墙等技术来增加土体的抗剪强度，或通过注浆技术改善土质，提高其稳定性。此外，适当的排水措施也是增强地质稳定性不可忽视的方面，它有助于降低土体的孔隙水压力，从而提升边坡的整体稳定性。

2. 保证加固设计的合理性

确保加固设计的合理性要求在设计阶段综合考虑地质条件、工程需求和环境因素，制定出科学、有效的加固方案。这一过程中，设计团队需要利用专业知识和工程经验，运用合适的计算模型和设计准则，确保设计方案既能满足稳定性要求，又具有经济效益。合理的设计还要考虑到施工的可行性和安全性，确保施工过程中能够有效控制边坡的稳定状态，预防意外情况的发生。设计审核和模拟测试是验证加固设计合理性的重要手段，有助于预先发现并解决可能的问题。

3. 施工组织的完善

完善的施工组织涉及精确的施工计划、高效的资源配置和严格的现场管理。通过明确施工流程、分配合适的施工队伍，并确保施工材料和设备的及时供应，可以有效提高施工效率和质量。此外，施工期间的监测和评估也是保证工程质量的关键。通过对边坡的实时监控，及时发现问题并采取相应措施，可以有效避免或减轻失稳现象。完善的施工组织还包括对施工人员的培训，确保他们了解加固工程的技术要求和安全规范，从而在实际操作中避免错误。

4. 数字化技术的实施

数字化技术的应用是提高基坑边坡加固工程质量和效率的现代方法。利用地理信息系统（GIS）、三维建模、实时监测系统等技术，可以更精确地分析地质数据，模拟施工过程，预测边坡的稳定性。数字化工具还能够提供实时数据支持，如边坡位移、土压力和水位等监测数据，帮助工程师及时调整施工方案或采取紧急措施。此外，数字化技术在施工管理中的应用，如项目管理软件，可以提高项目的协调效率，确保工程按计划顺利进行。通过整合和分析大量数据，数字化技术能够为基坑边坡的加固提供更科学、更高效的解决方案。

五、结语

在本研究中，我们深入探讨了岩土工程中基坑边坡失稳的主要原因，包括不利的环境因素、准备和设计的不足，以及施工管理的挑战。通过细致分析各类加固技术，如HDPE防渗膜、抗滑桩、复合加固等方法，以及排水和填石层、砂砾层加固的实用性，笔者认为综合应用这些技术是确保边坡稳定的关键。同时，强调了加固设计的合理性、施工组织的完善以及数字化技术的重要性。本研究旨在为工程实践提供指导，促进基坑边坡加固技术的发展与应用，保障工程安全。

参考文献：

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