何　杰

(中鐵四局集團(tuán)有限公司設(shè)計研究院，安徽 合肥　230023)

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杭州某邊坡穩(wěn)定性評價及防治建議

何杰

(中鐵四局集團(tuán)有限公司設(shè)計研究院，安徽 合肥230023)

摘要：杭州某建筑邊坡因山體開挖而成，為保障建筑的安全和施工的順利進(jìn)行，對該邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評價及防治是關(guān)鍵性問題。根據(jù)鉆探資料分析邊坡區(qū)的工程地質(zhì)條件和邊坡特征，將邊坡分為兩段永久邊坡和一段臨時邊坡，分別通過邊坡赤平投影結(jié)和理正軟件穩(wěn)定性計算的方法，對該邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，并提出邊坡防治建議。

關(guān)鍵詞：建筑邊坡；穩(wěn)定性評價；邊坡防治

1工程概況

擬建住宅工程位于杭州市淳安縣，規(guī)劃總用地面積為8 255.09 m2，建筑物共3幢，建筑總面積為16 397.00 m2。 該場地現(xiàn)在為自然山體，根據(jù)建筑規(guī)劃，山體經(jīng)開挖整平后將在擬建場地西側(cè)及北側(cè)形成長約95 m、高2～32 m的永久邊坡，在擬建場地東側(cè)形成長約105 m、高7～27 m的臨時邊坡。為確保最終邊坡的穩(wěn)定性及其影響范圍內(nèi)人員、建筑物的安全，保障擬建住宅樓工程建設(shè)的順利進(jìn)行，達(dá)到邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治要求，對該邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評價及防治是該工程關(guān)鍵性問題。

2工程地質(zhì)條件

場地屬丘陵地貌，整體地勢北高南低，現(xiàn)狀山坡相對高差達(dá)128 m，山體自然地形坡度在15°～35°之間。該場地地下水存在第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。根據(jù)鉆探揭示邊坡地層主要為白堊系下統(tǒng)勞村組[1]及第四系殘坡積層，將邊坡區(qū)巖土體分為4層，特征概況如下。

(1) 含碎石粉質(zhì)黏土(el-dlQ)：該層遍布，碎石含量10%～20%，碎石成分以凝灰?guī)r及細(xì)砂巖等為主，呈棱角狀至次棱角狀。松散至稍密、 稍濕，可塑性較好，透水性較差。該層厚度在山坡上一般在0.5 m左右，山坡下部在1～2 m左右。工程力學(xué)性質(zhì)較差。

(2) 全風(fēng)化基巖(K1l)：分布于含碎石粉質(zhì)黏土之下，該層在場地范圍空間分布上總體上具有較明顯的北西薄、南東厚的特征，鉆孔揭露厚度0～16.8 m。上部為全風(fēng)化凝灰?guī)r(②-1)為主，下部為全風(fēng)化紫紅色粉砂質(zhì)泥巖(②-2)。風(fēng)化不甚均勻，常分布有中等風(fēng)化的孤石。總體上已風(fēng)化成土，成分為粉質(zhì)黏土，局部夾少量風(fēng)化碎石，塊徑2～8 cm，含量10%～30%之間，硬塑-可塑狀。均勻性差，松散-稍密狀。工程力學(xué)性能較差。

(3) 強(qiáng)風(fēng)化基巖(K1l)：以強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r(③-1)、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(③-2)為主，夾粉砂巖、礫巖薄層或透鏡體，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖體呈互不連續(xù)狀，風(fēng)化成碎石夾土狀。其抗剪能力較差，抗壓強(qiáng)度較低。其巖石基本質(zhì)量等級為Ⅴ類[2-4]。風(fēng)化厚度一般在0.5～3 m之間。該層總體上力學(xué)性能一般。

(4) 中等風(fēng)化基巖(K1l)：分布于強(qiáng)風(fēng)化基巖以下，按照巖性的不同分為中等風(fēng)化凝灰?guī)r、中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。中等風(fēng)化凝灰?guī)r(④-1)出露于坡體頂部，灰綠色、黃褐色，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。局部夾粉砂巖或礫巖薄層，分布凝灰?guī)r與下部粉砂質(zhì)泥巖之間。其中粉砂巖厚0.5～2.0 m，屬較軟巖。中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(④-2)出露于坡體西側(cè)，各鉆孔深度范圍均有揭露。紫紅色，薄-中厚層構(gòu)造，局部夾粉砂巖及礫巖薄層或透鏡體。屬于較軟-較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級Ⅲ～Ⅳ類[2-4]。在粉砂質(zhì)泥巖中測得地層產(chǎn)狀：335°∠18°。該層工程力學(xué)性質(zhì)較好。

3邊坡穩(wěn)定性評價

根據(jù)建筑設(shè)計圖，為滿足擬建場地內(nèi)規(guī)劃用地空間，需對自然山體進(jìn)行開挖，開挖標(biāo)高在120.0～121.0 m之間，平整后，將在場地西側(cè)(J1-J2段)、北側(cè)(J2-J3段)、東側(cè)(J3-J4段)形成高度不等的人工邊坡(圖1)。其中J1-J2、J2-J3段為永久性邊坡，J3-J4段為臨時性邊坡。現(xiàn)按照邊坡開挖坡頂線為建筑紅線，坡腳至規(guī)劃道路邊線，對新開挖形成的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評價。

圖1　現(xiàn)狀邊坡分段

3.1J1-J2段永久邊坡

該段為開挖自然山體而來，坡頂現(xiàn)狀高程147.0 m左右，已開挖出一寬3.0～5.0 m之間的平臺。按紅線及規(guī)劃開挖平整后預(yù)計坡高2～27 m，預(yù)計開挖坡率1∶0.1，坡向90°，長約25 m。該段坡體巖性從上至下為：①層殘坡積層含碎石粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)松散-稍密，厚度在0～1.0 m之間；④-2層中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，紫紅色，薄-中厚層狀構(gòu)造，屬較硬巖，巖體較破碎-較完整，巖體基本質(zhì)量等級以Ⅳ級為主，抗風(fēng)化能力較弱。

該坡段邊坡巖體以中等風(fēng)化基巖為主，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，抗風(fēng)化能力弱，出露后易風(fēng)化破碎[4]。根據(jù)現(xiàn)場開挖出露的情況，局部巖體較破碎，完整性較差。結(jié)合野外勘查，通過邊坡赤平投影圖分析(圖2、圖3)，勘查區(qū)現(xiàn)狀發(fā)育的節(jié)理結(jié)構(gòu)面(78°∠50°)與擬開挖坡向基本一致或小角度斜交，開挖后的邊坡高陡，表部破碎巖體易沿不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生局部滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害[5]。

圖2　J1-J2段邊坡赤平投影圖

圖3　J2-J3段邊坡赤平投影圖

3.2J2-J3段永久邊坡

該坡為開挖自然山體而來，預(yù)計坡高27～33 m，預(yù)計開挖坡率1∶0.2～1∶0.4，坡向180°，長約75.0 m。根據(jù)鉆探結(jié)果及收集到的資料其坡體巖性從上至下為：①層殘坡積層含碎石粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)松散，厚度在0.5～1.0 m之間；②層全風(fēng)化巖：成分為粉質(zhì)黏土含少量的碎石角礫，以可塑、稍密為主，揭露厚度7.4～16.8 m，巖性主要為②-1層全風(fēng)化凝灰?guī)r及②-2層全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖；③層強(qiáng)風(fēng)化巖：巖體破碎，厚度0.5～3.6 m之間，巖性為③-1層全風(fēng)化凝灰?guī)r、③-2層全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖；④層中等風(fēng)化基巖：屬較硬巖，巖體破碎-較完整，巖性以④-1層中等風(fēng)化凝灰?guī)r(分布于坡體上部)、④-2層中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖泥巖(分布于坡體中下部)為主。

(1)預(yù)計新開挖邊坡上部土層(主要為全風(fēng)化巖)厚度在7.4～16.8 m之間，整體上松散-稍密狀、可塑狀，工程力學(xué)性質(zhì)差；由于土層厚度大，邊坡高陡，根據(jù)北京理正邊坡穩(wěn)定分析軟件[6]對該坡段新開挖邊坡(剖面見圖4)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計算可知：在自動搜索最危險滑裂面的情況下(自然工況)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為0.929，即按照紅線和規(guī)劃布置限定的坡率邊坡上部松散層處于不穩(wěn)定狀態(tài)，易出現(xiàn)松散層滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

圖4　J2-J3段工程地質(zhì)剖面圖

(2) 根據(jù)鉆探揭露情況可知：該坡段坡體中下部主要為中等風(fēng)化基巖，巖性以紫紅色粉砂質(zhì)泥巖為主，抗風(fēng)化能力弱，巖體完整性較差(尤其是東側(cè)坡體，鉆進(jìn)過程中漏水，取芯基本呈碎塊狀)。邊坡赤平投影圖分析(圖3)勘查區(qū)現(xiàn)狀發(fā)育的結(jié)構(gòu)面(165°∠55°)與擬開挖邊坡坡向基本一致或小角度斜交，開挖后的邊坡高陡，表部破碎巖體易沿不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生局部滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害[7-8]。

綜上所述，J2-J3段新開挖邊坡高陡，上部松散層易產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，表部破碎巖體易沿不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生局部滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害。該段邊坡開挖時應(yīng)采取合理的開挖順序，隨挖隨加固，以保障邊坡穩(wěn)定及擬建工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

3.3J3-J4段臨時邊坡

為開挖自然山體而來，預(yù)計坡高7～27 m，坡向180°，長約110.0 m。根據(jù)規(guī)劃將在后期挖除，屬于臨時邊坡。根據(jù)鉆探結(jié)果及現(xiàn)場開挖坡體出露情況，其坡體巖性主要為②-1層全風(fēng)化凝灰?guī)r，少部分②-2層全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，坡體土層整體上呈松散-稍密狀、可塑狀，工程力學(xué)性質(zhì)差。由于松散土層厚度大，邊坡開挖易出現(xiàn)上部松散層滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

4結(jié)論及建議

(1) 新開挖J1-J2坡段高度較大，開挖后的邊坡高陡，表部破碎巖體易沿不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生局部滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害；新開挖J2-J3坡段高度較大，開挖后的邊坡高陡，上部松散層易產(chǎn)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害，表部破碎巖體易沿不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生局部滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害；J3-J4段新開挖臨時邊坡以全風(fēng)化巖為主的土質(zhì)邊坡，邊坡開挖易出現(xiàn)上部松散層滑坡地質(zhì)災(zāi)害。因此，邊坡開挖時應(yīng)采取合理的開挖順序，隨挖隨加固，以保障邊坡穩(wěn)定及擬建工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

(2) 依據(jù)對新開挖J1-J2-J3段(永久)邊坡穩(wěn)定分析及影響邊坡穩(wěn)定性的因素分析，結(jié)合邊坡工程地質(zhì)概況，按照規(guī)劃要求，在不超紅線的情況下，對新開挖邊坡采用較陡坡率臺階狀進(jìn)行開挖。開挖前在擬開挖邊線外圍設(shè)置抗滑樁(尤其是土層厚度較大處)，然后對新開挖邊坡采用邊開挖邊采用錨桿格構(gòu)或錨桿鋼筋混凝土擋墻支護(hù)的方式對邊坡加固[9-10]，同時結(jié)合坡面噴混植生綠化坡頂設(shè)置截水溝的方式，達(dá)到邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治及環(huán)境協(xié)調(diào)美化的目的。

依據(jù)對新開挖J3-J4段(臨時)邊坡穩(wěn)定分析及影響邊坡穩(wěn)定性的因素分析，結(jié)合邊坡工程地質(zhì)概況，建議該段邊坡采用坡率法，臺階式削坡，臺階高度控制在12 m一級，并在臺階處留設(shè)寬2.0～3.0 m平臺，削坡坡率控制在1∶1.0左右，坡面采用噴混植生綠化坡頂設(shè)置截排水溝，以達(dá)到邊坡臨時穩(wěn)定、綠化效果較好，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性較好的目的。

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收稿日期：2016-01-25

作者簡介：何杰(1981-)，男，安徽懷遠(yuǎn)人，中鐵四局集團(tuán)有限公司設(shè)計研究院工程師．

中圖分類號：U416.14

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)01-0100-03