摘 要:基于某巖、土組合邊坡的詳細勘察工作,為該邊坡的支護設計和施工提供必要的地質資料,通過SLIDE軟件采用圓弧滑動法進行模擬計算數(shù)據(jù)分析其邊坡的穩(wěn)定性。結果表明:該邊坡的土質邊坡段存在滑移破壞危險,而巖石邊坡段穩(wěn)定性相對較好。
關鍵詞:巖、土組合邊坡;工程勘察;邊坡穩(wěn)定性
一、工程概況
本次勘察擬支護邊坡位于某小區(qū)北側,主要為自然邊坡及已支護邊坡(該段邊坡預重新加固支護),邊坡總長度約440m,坡體最大高度約為25m,為土巖組合型邊坡,邊坡走向呈近EW-近SN-近EW,坡度多在55°-75°,局部地形坡度較緩,坡度在15°-45°之間。
該邊坡距離小區(qū)住宅樓約為10-15m,邊坡破壞后果嚴重,故本土程重要性等級為一級,邊坡安全等級一級-二級,巖土程勘察等級為甲級。
本次勘察共完成鉆孔35個和坑探點22個,并進行原位測試和土工試驗。
(一)地層巖性
根據(jù)勘察土作的結果分析,邊坡的巖土層主要有:
①-1素填土
灰黃色,松散-稍密,干燥-稍濕,主要由中粗砂堆填而成,含少量粘性土,成分分布不均勻,堆填時間不足1年。
①-2土壤
棕黃色,松散,稍濕的,主要由粗砂和粘土組成的,含有植物根量小。
②粉質粘土
黃褐色、紅褐色,可塑,局部為硬塑。顆粒成分以粘、粉粒為主,粘性較強,含少量中細砂顆粒,屬中等壓縮性土。
③殘積砂質粘性土
灰黃色,稍濕-濕,可塑-硬塑狀態(tài)。為花崗巖風化殘積形成,粘性較差,砂感較強,浸水后易軟化崩解。
④全風化花崗巖
灰黃、灰褐色,濕。風化劇烈,呈土狀,該層遇水易軟化、崩解。
⑤-1強風化花崗巖
灰黃色,灰棕色,飽和,強風化,砂狀,礦物之間的附著力弱,結晶手捻即碎,水層很容易軟化,坍塌。
⑤-2碎塊狀強風化花崗巖
灰黃色,濕。風化不均,呈碎塊狀,部分位置該層巖芯呈碎粒狀,巖芯風化裂隙發(fā)育。
⑥層中風化花崗巖
青灰色、灰白色、肉紅色等,呈長柱狀,局部呈短柱狀和塊狀,中粗?;◢徑Y構,塊狀構造,質地較硬,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯破碎,多呈短柱狀及塊狀,巖面新鮮,質硬,錘擊不易碎。
根據(jù)土土試驗結果統(tǒng)計分析,結合野外鉆探、槽探、物探等資料和相關規(guī)范,綜合確定邊坡各土層物理力學參數(shù)見表1。
(二)水文條件與地震
該地區(qū)地處亞熱帶季風氣候,溫和濕潤,雨量充沛,光熱豐富。場地地下水主要為賦存于①-1層素填土及①-2層耕植土的上層滯水,③層殘積砂質粘性土的孔隙潛水,以及下部花崗巖帶中的孔隙一裂隙弱承壓水。勘察期間,實測地下水混合穩(wěn)定水位埋深為1.20-7.00m擬建場地位處抗震設防烈度6度區(qū),地震動峰值加速度為0.05g,設計地震分組為第一組。
二、穩(wěn)定性分析
由勘察成果可知,該邊坡類型為土質邊坡與巖質邊坡相結合的土巖組合邊坡。其中,K0+0~K0+55為土質邊坡,K0+55~K0+145為巖質邊坡,K0+145~K0+215為土質邊坡,K0+215~K0+245為巖質邊坡,K0+245~K0+315為土質邊坡,K0+315~K0+358為巖質邊坡,K0+358~K0+440為土質邊坡。土質邊坡與巖質邊坡的分布段的詳細情況見圖1“邊坡類型分布圖”。
(一)土質邊坡穩(wěn)定性分析
根據(jù)邊坡滑動面的分布及邊坡現(xiàn)狀,選取2個典型剖面(位置見圖1,剖面10-10’:坡體由花崗巖風化層組成的邊坡;剖面21-21’:坡體上部由素填土、耕植土、粉質粘土、殘積砂質粘性土組成,下部由全風化花崗巖和砂土狀強風化花崗巖組成的邊坡),通過SLIDE軟件采用圓弧滑動法進行模擬計算。
1.計算工況
本邊坡坡頂無建筑物和動荷載,可不考慮荷載影響,現(xiàn)狀邊坡存在地下水,且暴雨時可形成滲流面,另考慮地震暴雨同時發(fā)生的情況,故考慮地震作用與暴雨形成地下水滲流作用進行組合,故本邊坡穩(wěn)定性評價的土況如下:
A1:現(xiàn)狀邊坡
A2:現(xiàn)狀邊坡+地下水滲流作用
A3:現(xiàn)狀邊坡+地震作用
A4:現(xiàn)狀邊坡+地下水滲流作用+地震作用
2.計算結果
在現(xiàn)狀邊坡情況下,對剖面10-10’和21-21’搜索坡體內(nèi)最危險滑面結果見其計算結果(僅列出各種條件下的最小安全系數(shù)值)。
在自然狀態(tài)下,剖面10-10’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=2.407,處于穩(wěn)定狀態(tài);剖面21-21’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=0.922,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
在飽水狀態(tài)下,剖面10-10’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=2.036,處于穩(wěn)定狀態(tài);剖面21-21’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=0.649,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
在地震狀態(tài)下,剖面10-10’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=1.607,處于穩(wěn)定狀態(tài);剖面21-21’的穩(wěn)定性系數(shù)KS=0.623,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
在地震+飽水狀態(tài)下,剖面10-10’穩(wěn)定性系數(shù)Ks=1.348,處于穩(wěn)定狀態(tài);剖面21-21’的穩(wěn)定性系數(shù)Ks=0.438,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
3.穩(wěn)定性評價
剖面10-10’所代表的邊坡在以上土況下的邊坡安全系數(shù)均大十相關規(guī)范規(guī)定的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)穩(wěn)定性較好,但素填土、耕植土、全風化花崗巖和砂土狀強風化花崗巖在長期降雨的情況下容易產(chǎn)生土體內(nèi)粘性土流失的情況;剖面21-21’所代表的邊坡在以上土況下的邊坡安全系數(shù)均小十相關規(guī)范規(guī)定的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),穩(wěn)定性差,勘察過程中,K0+358~K0+440中局部地段發(fā)生了輕微滑塌現(xiàn)象也說明了這點;另,素填土、耕植土、全風化花崗巖和砂土狀強風化花崗巖在長期降雨的情況下容易產(chǎn)生土體內(nèi)粘性土流失的情況,粉質粘土及殘積砂質粘性土具有浸水易軟化的特點。
(二)巖質邊坡穩(wěn)定性分析
本次勘察,邊坡多處地段基巖直接出露,為巖質邊坡,主要在K0+55~K0+115段和K0+355~K0+380段(其他地段也有基巖出露),邊坡上部主要由①層素填土、⑤-2層碎塊狀強風化花崗巖和⑥層中風化花崗巖組成,其中①-1層素填土分布厚度較薄。
三、結語
通過對邊坡的詳細勘察土作,結合文章所進行的分析,可得出以下主要結論:
(1)以10-10’為代表的邊坡,其坡體由花崗巖風化層組成,在天然狀態(tài)下屬十基本穩(wěn)定狀態(tài),但在土體飽和或地震等不利條件下,穩(wěn)定系數(shù)有所降低,故亦需要對邊坡進行適當加固和防水處理。
(2)以21-21’為代表的邊坡,其坡體上部由素填土、耕植土、粉質粘土、殘積砂質粘性土組成,下部由全風化花崗巖和砂土狀強風化花崗巖組成,邊坡整體穩(wěn)定性差,需加強支護,治理方案根據(jù)場地的土程地質、水文地質條件與邊坡的土作條件,可采用錨桿(索)擋墻進行支護,局部穩(wěn)定性差地段可考慮采用抗滑樁的支護措施。
(3)巖質邊坡段沒有較大規(guī)模斷層通過,巖體完整性好,局部因節(jié)理結合可構成不穩(wěn)定的楔型體,但規(guī)模不大,建議在邊坡開挖后對巖質邊坡采用隨機錨桿(索)進行支護,并采用混凝土噴面處理。
參考文獻
[1] 巖土上程勘察規(guī)范(GB50021-2001)[S].2001.
[2] 建筑邊坡上程技術規(guī)范(GB50330-2013)[S].2013.
[3] 巖土上程勘察規(guī)范(GBJ13-84-2006)[S].2006.