土木工程基坑开挖中的支护技术选择与边坡稳定性控制

引言

对支护技术选择方法及边坡稳定性控制策略开展研究，在提高基坑工程施工的安全程度、确保工程能够顺利开展而言，具备相当重要的现实价值。在支护结构优化、稳定性分析模型等领域，国内外的学者已经获得了一定的成果，但是有关复杂地质条件下“技术选择- 稳定性控制”协同方面的研究，依旧需要进一步深入。

1 基坑开挖中支护技术类型及特点

1.1 排桩支护

排桩支护结构是由钢筋混凝土灌注桩亦或是预制桩依次排列而构成挡土结构的，并且与止水帷幕相互搭配，从而形成完整的体系。在其发挥作用时，排桩会承受来自基坑外侧的土压力及水压力，凭借桩体自身所具备的抗弯和抗剪性能，阻止坑壁土体出现变形的情况。

1.2 地下连续墙

施工的具体流程呈现为“导墙施工→成槽→清槽→钢筋笼吊装→混凝土浇筑”的顺序，进而构建出连贯的钢筋混凝土墙体。该施工技术具备极为明显的优势：其拥有较大的刚度，整体性能良好，可以承受跨度较大的土压力及水压力；在止水方面具备突出的性能，渗透系数较低，适合应用于地下水资源丰富的地层。

1.3 土钉墙与复合土钉墙

土钉墙是由土钉、喷射混凝土面层及排水系统所构成的，通过将土钉植入到土体中，其会与土体共同形成一种复合结构，依靠土钉所具备的抗拔力来对土体的变形加以约束。复合土钉墙是在土钉墙的基础上额外增设了微型桩、止水帷幕等结构，从而提高了其抗滑及止水的能力。

1.4 其他支护技术

1.4.1 水泥土重力式挡墙

经由搅拌桩机将水泥浆和土体实施强制搅拌操作，进而形成水泥土挡墙，该挡墙凭借墙体自身重量及抗剪强度来平衡土压力。其施工流程简便，成本低廉，适用于开挖深度处于 3-6m 范围的软土地层浅基坑。

1.4.2 钢板桩支护

通过热轧型钢钢板桩彼此咬合的方式形成具有挡土与止水功能的挡墙。这种挡墙安装起来较为便捷，并且能够回收复用，故而适合临时基坑或者工期较为紧凑的工程。

2 边坡稳定性影响因素分析

2.1 地质条件

2.1.1 土体性质对边坡稳定性的影响

土体抗剪强度作为判定边坡稳定状况的关键指标具有重要意义：呈现出黏聚力较低、内摩擦角较小特性的软土，其抗滑能力相对较弱，容易出现圆弧滑动的现象；砂性土具有内摩擦角较大然而黏聚力较小的特点，在遭遇水的情况下容易产生渗透变形的情况，进而引发流砂问题。

2.1.2 岩石特性与边坡稳定性关系

岩石边坡的稳定状况取决于岩石的坚硬程度及节理裂隙的发育状况。质地坚硬且结构完整的岩石所构成的边坡，通常具备较好的稳定性，然而如果存在顺着坡面方向的节理，那么边坡就容易沿着

节理面发生滑动现象；经过风化作用的岩石其强度相对较低，一旦遇到水就会出现软化的情况，从而出现坍塌问题。

2.2 水文条件

2.2.1 地下水对边坡稳定性的作用机制

当地下水水位出现升高的情况时，土体的有效应力会随之降低，其抗剪强度也会相应减小；与此同时，渗透水流会产生动水压力，促使土体颗粒发生移动，进而引发如管涌、流砂等不良现象。

2.3 施工因素

2.3.1 开挖方式与顺序的影响

随意且缺乏规划的开挖行为会对土体的应力平衡状态造成破坏，进而使边坡出现应力集中的现象，最终引发土体变形的情况。正确的操作方式应遵循“分层进行开挖、分层加以支护”的准则，每层的开挖深度不要超过 2m ，并且在完成开挖工作后要立刻开展支护作业。

2.3.2 支护施工质量与边坡稳定性的关联

支护结构的施工质量会对其稳定性产生直接的影响：在进行排桩施工时，若桩身垂直度的偏差超出了合理范围，便会使整体的抗弯能力有所下降；当土钉的植入深度未能达到规定标准，抗拔力不足时，就容易造成土钉被拔出的情况。

3 支护技术选择与边坡稳定性控制策略

3.1 支护技术选择原则

3.1.1 根据地质条件选择

支护技术的选择其核心依据在于地质情况：对于软土地层而言，应优先采用刚度较大的支护方式，以此有效控制变形；针对砂土地层，需要同时考虑挡土及止水等方面；在黏性土地层的情况下，可以选用土钉墙、水泥土挡墙等支护形式，从而达到降低成本的目的。

3.1.2 考虑周边环境因素

当周边存在建筑物及地下管线的状况下，应挑选变形程度较小的支护方式，对沉降进行管控，使其处于允许的范围内；对于临近道路和地铁的基坑而言，有必要降低施工过程中产生的振动。

3.2 边坡稳定性控制措施

3.2.1 排水与降水措施

为避免雨水流入基坑周边的土体，可通过设置截水沟和排水沟的方式施行地表排水；对于坑内的积水，则采用集水井与盲沟来实现排水。在控制地下水方面，可采用井点降水的方法，将地下水位降低至开挖面以下 0.5–1m ，以此减少水所产生的压力及土体出现软化的情况。

3.2.2 监测与预警系统的建立

监测的具体内容涵盖了边坡的水平方向位移、垂直方向的沉降情况、深层土体的位移状态，还有地下水位的高低变化、支护结构内部所承受的力的大小。预先设定预警的数值，一旦监测数据达到了所设定的预警值，就需要立刻停止当前的施工活动，并且马上采取加固方面的措施。

4 结论

在本文中，对土木工程在基坑开挖期间的支护技术类别及边坡稳定性的影响要素开展了系统性的剖析，进而得到了不同支护技术均存在各自相适宜的应用场景，需结合实际情况进行挑选；边坡的稳定性会受到多方面要素的影响，需要实施具有针对性的防控举措，从而切实降低边坡出现失稳情况的风险。

参考文献

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