王朝剛

貴州省建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，全國各地均在加快推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，形成了數(shù)量眾多工程邊坡，工程邊坡的穩(wěn)定性研究對確?；A(chǔ)設(shè)施的安全建設(shè)和正常運(yùn)營有重要意義（謝永利等，2020）。貴陽市金陽新區(qū)龍泉村拆遷安置房項(xiàng)目二期邊坡工程位于貴陽市金陽新區(qū)世紀(jì)城南側(cè)，北京西路南側(cè)路邊，該工程邊坡最高處約為32.3m，開挖坡腳角度約70o~80o。本文在收集前人研究資料的基礎(chǔ)上，通過地表調(diào)查、工程測量、鉆探、室內(nèi)土工試驗(yàn)等方法，查明該邊坡的巖土構(gòu)成、分布及其物理力學(xué)指標(biāo)，劃分邊坡巖體類型，并對該邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評價，提出邊坡整治設(shè)計方案，為后期對該邊坡治理提供科學(xué)支撐。

2 地質(zhì)環(huán)境特征

2.1 地形地貌

研究區(qū)位于貴陽巖溶盆地西北側(cè)溶蝕殘丘。地形總體西北高東南低,區(qū)內(nèi)地面高程約為1256.20m~1268.50m，地形起伏較大。

2.2 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，場區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地表水，勘探鉆孔均未揭露到地下水出露，參考前人研究資料，場地水位標(biāo)高為在1233.22m~1235.60m。場地地下水包括上層滯水和巖溶裂隙水兩種類型。上層滯水賦存于土層之中，主要靠大氣降水的補(bǔ)給，水量不大。巖溶裂隙水為潛水，主要靠大氣降水補(bǔ)給，自我調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，水量較大。但含水性極不均勻，明顯受巖溶發(fā)育程度控制，地下巖溶裂隙和溶洞是天然儲水空間和運(yùn)移通道。本次邊坡勘察在深度范圍內(nèi)未探查到地下水出露，因此研究區(qū)可不考慮地下水對邊坡的影響，但應(yīng)考慮上層滯水對邊坡的影響，做好相關(guān)排水、防滲措施。

2.3 地層巖性

本次勘察場地內(nèi)地層主要有第四系硬塑紅黏土；下覆基巖為三疊系安順組二段（T1a2）灰色、灰白色及灰黃色薄層-中厚層狀泥質(zhì)白云巖，可細(xì)分為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)白云巖和中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖。其中紅黏土（Qel+dl）為場區(qū)主要土層類型，硬塑狀偶夾風(fēng)化團(tuán)塊，厚度分布不均，在0.3m~0.8m。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)白云巖（T1a2），顏色為灰色、灰白色及灰黃色，呈薄層狀構(gòu)造，巖體極破碎，巖芯呈砂狀、碎塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育。中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖（T1a2），顏色為灰色、灰白色及灰黃色，呈薄層-中厚層狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖芯呈塊狀、短柱狀，局部見方解石脈填充。

2.4 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

場地內(nèi)及臨近地段未見斷裂構(gòu)造。受區(qū)域構(gòu)造影響，場地斜坡出露及開挖的基巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖層呈單斜產(chǎn)出，其產(chǎn)狀為28°∠17°，巖體較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)面間無充填，為硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合差。場地主要發(fā)育二組節(jié)理，其產(chǎn)狀一組為105°∠85°，每米2~3 條，延伸長度0.8m~1.5m，一組為225°∠70°，每米1~2條，延伸長度1.1m~2.1m，泥質(zhì)充填，結(jié)合程度一般。巖體基本質(zhì)量級別為Ⅳ級。

根據(jù)鉆探結(jié)果顯示，邊坡范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)溶洞、溶溝（槽），巖體基巖面起伏較平緩，地層連續(xù)穩(wěn)定，屬巖溶微發(fā)育地段。

2.5 抗震條件

場地土類型主要為硬塑紅黏土，土層厚一般為0.2m~0.8m，平均厚度0.5m＜3m，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）2016年版，金陽地區(qū)場地抗震設(shè)防烈度為6°，抗震設(shè)計分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，特征周期值為0.25S，場地為抗震條件一般地段。

2.6 邊坡工程地質(zhì)特性

根據(jù)邊坡的位置、邊坡高度等不同，將本場地工程邊坡分為I、II、III 共三段。其中I 段邊坡長約234.3m，由擬建垃圾站及籃球場場平地基開挖后形成，邊坡高度為15.2m~20.8m，邊坡主要由中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖層構(gòu)成，為切向巖質(zhì)永久性邊坡；II段邊坡長約55.8m，由擬建幼兒園場平地基開挖后形成，邊坡高度為20.2m~21.7m，邊坡主要由中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖層構(gòu)成，為順向巖質(zhì)永久性；III 段邊坡長約72.7m，由擬建幼兒園場平地基開挖后形成，邊坡高度為20.7m~23.6m，邊坡主要由中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖層構(gòu)成，為切向巖質(zhì)永久性邊坡；Ⅳ段邊坡長約69.4m由擬建道路場平地基開挖后，邊坡高度為24.1m~32.3m，邊坡主要由中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖層構(gòu)成，為順向巖質(zhì)永久性邊坡。上述邊坡中發(fā)育有兩組節(jié)理，一組為逆向一組為切向，邊坡安全等級為一級。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 邊坡巖土物理力學(xué)指標(biāo)

場地內(nèi)巖土層主要為第四系硬塑紅黏土以及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)白云巖和中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖。為定量分析邊坡穩(wěn)定性問題，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011），結(jié)合相近地段試驗(yàn)成果及建筑經(jīng)驗(yàn)，本文采集9件中風(fēng)化泥質(zhì)白云巖巖芯樣作室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，15 件中風(fēng)化巖芯樣作泥質(zhì)白云巖作室內(nèi)直剪試驗(yàn)（詳見表1），進(jìn)而綜合判斷分析滑坡巖土層物理力學(xué)指標(biāo)。

表1 滑坡體巖土工程參數(shù)表

3.2 穩(wěn)定性分析與評價

根據(jù)邊坡位置、邊坡高度等不同，將本工程邊坡分為I、II、III等三段，將邊坡穩(wěn)定性的計算簡化為針對三個剖面穩(wěn)定系數(shù)的計算。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），在對剖面穩(wěn)定系數(shù)計算前，確定邊坡各剖面中的天然重度、土的黏聚力、土內(nèi)摩擦角、土與擋墻背的摩擦角、支擋結(jié)構(gòu)墻背與水平面的夾角、填土表面與水平面的夾角等參數(shù)，根據(jù)影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素，推薦合適的巖土物理力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定性分析（羅大海，2020）。

其中Ⅰ段邊坡選取8-8’斷面進(jìn)行計算。該斷面邊坡總高度H 約為20.8m，主要由中風(fēng)泥質(zhì)白云巖，建議開挖坡率1:0.1。巖層結(jié)構(gòu)面的傾向?yàn)?8°，與邊坡的傾向88°之間夾角為60°，為切向邊坡。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），該邊坡以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓方法計算側(cè)向巖石壓力，其破裂角取61°，計算的主動土壓力合力（Ea）為521.66kN/m，說明邊坡需進(jìn)行支護(hù)。

Ⅱ段邊坡選取邊坡15-15’斷面進(jìn)行計算。該斷面邊坡高H約為21.7m，主要由中風(fēng)泥質(zhì)白云巖,建議開挖坡率為1:0.1。巖層結(jié)構(gòu)面的傾向?yàn)?8°，與邊坡的傾向44°之間夾角為16°，為順向邊坡。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），該邊坡按平面滑動進(jìn)行計算,經(jīng)計算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.21，邊坡基本穩(wěn)定但小于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)1.35。該邊坡以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓方法計算側(cè)向巖石壓力，其破裂角取61°,計算的主動土壓力合力（Ea）為598.97kN/m，說明邊坡需進(jìn)行支護(hù)。

Ⅲ段邊坡選取邊坡19-19’斷面進(jìn)行計算。該斷面邊坡高H 約為23.6m，主要由中風(fēng)泥質(zhì)白云巖。建議開挖坡率為1：0.1。巖層結(jié)構(gòu)面的傾向?yàn)?8°，與邊坡的傾向90°之間夾角為62°，為切向邊坡。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），該邊坡以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓方法計算側(cè)向巖石壓力，其破裂角取61°。計算的主動土壓力合力（Ea）為664.17kN/m，說明邊坡需進(jìn)行支護(hù)。

Ⅳ段邊坡選取邊坡21-21’斷面進(jìn)行計算。該斷面邊坡高H約為32.3m，主要由中風(fēng)泥質(zhì)白云巖,建議開挖坡率為1:0.1。巖層結(jié)構(gòu)面的傾向?yàn)?8°，與邊坡的傾向32°之間夾角為4°，為順向邊坡。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），該邊坡按平面滑動進(jìn)行計算,經(jīng)計算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.05，邊坡基本穩(wěn)定但小于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)1.35。該邊坡以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓方法計算側(cè)向巖石壓力，其破裂角取61°,計算的主動土壓力合力（Ea）為1216.47kN/m，說明邊坡需進(jìn)行支護(hù)。

4 邊坡治理

根據(jù)本工程邊坡分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四段穩(wěn)定性分析結(jié)果，I、III 段雖為切向邊坡，但邊坡坡面傾角為84°，大于破裂角61°，同時也大于巖層等效內(nèi)摩擦角52°，為防止雨水浸入坡體、風(fēng)化等因素影響邊坡長久的穩(wěn)定性，出現(xiàn)破碎巖塊塌落等地質(zhì)災(zāi)害，建議采取錨桿+掛網(wǎng)噴砼相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。Ⅱ、Ⅳ段邊坡為順向邊坡，邊坡基本穩(wěn)定但小于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，建議采取格構(gòu)梁+錨桿（索）+掛網(wǎng)噴砼防護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行防護(hù)。

5 結(jié)束語

（1）場地?zé)o斷層通過，場地自然條件下無滑坡、崩塌、塌陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，自然狀態(tài)下場地穩(wěn)定性好，地層連續(xù)穩(wěn)定，巖溶微發(fā)育地段，不良地質(zhì)作用一般發(fā)育。

（2）根據(jù)邊坡的位置、邊坡高度等不同，將本場地工程邊坡分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四段。

（3）四段邊坡主動土壓力合力（Ea）均大于零，說明邊坡需進(jìn)行支護(hù)。I、III段切向邊坡，建議采取錨桿+掛網(wǎng)噴砼相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。Ⅱ、Ⅳ段順向邊坡，建議采取格構(gòu)梁+錨桿（索）+掛網(wǎng)噴砼防護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行防護(hù)。