土質(zhì)邊坡巖土工程勘察及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

■　劉亞龍

（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)廣東江門529040）

土質(zhì)邊坡巖土工程勘察及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

■劉亞龍

（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)廣東江門529040）

巖土工程勘察及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是邊坡工程中不可缺少重要環(huán)節(jié)，為邊坡設(shè)計(jì)提供主要參數(shù)和依據(jù)，通過工程實(shí)例對(duì)某土質(zhì)邊坡進(jìn)行巖土工程勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)邊坡做穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并提出邊坡的相關(guān)治理措施。

巖土工程勘察穩(wěn)定性邊坡評(píng)價(jià)

1　前言

近年來，由于工程建設(shè)增多，土質(zhì)邊坡隨之也越來越多，在山邊工程建設(shè)中，山邊的開挖會(huì)形成邊坡工程，處理不當(dāng)會(huì)引起增加投資、延誤工期及造成不良后果。而影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素主要有兩種：①外界荷載作用或土坡環(huán)境變化導(dǎo)致土體內(nèi)部剪應(yīng)力增大，例如路墊或基坑的開挖，堤壩施工中上部填土荷載的增加，降雨導(dǎo)致土體飽和增加重度，土體內(nèi)部水的滲透力，坡頂荷載過量或由于地震、打樁等引起的動(dòng)力荷載等；②由于外界各種因素影響，導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度降低，促使土坡失穩(wěn)破壞，例如孔隙水壓力的升高，氣候變化產(chǎn)生的干裂、凍融，粘土夾層因雨水等侵入而軟化以及粘性土蠕變導(dǎo)致的土體強(qiáng)度降低等。

2　地質(zhì)條件

2.1工程概況

邊坡位于江門市蓬江區(qū)某衛(wèi)生院住院大樓北側(cè)，自然山體坡度一般在15°～50°之間，局部大于50°，邊坡植被發(fā)育，走向?yàn)槟稀钡倪吰拢瑑A向?yàn)?0°，平均坡角30°。邊坡總長約110m，坡角一般在15°～35°，坡腳高程（1985國家高程基準(zhǔn)）一般在+7.97 m～+10.69m，坡頂高程為+15.85～+23.4m。坡高一般為3.0m～10m。因工程建設(shè)需要，在新建住院大樓的北側(cè)、西側(cè)將形成最大高度約為10m的人工邊坡，坡腳距離新建住院大樓距離為2.0m(北側(cè)) 和4.5m(西側(cè))。

2.2水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

邊坡巖土組成主要為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，為弱透水～隔水層。本場地地下水類型為風(fēng)化裂隙水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，場地地下水以大氣降水為主要補(bǔ)給源，由于坡頂補(bǔ)給區(qū)匯水面積較小，坡面、坡腳未見地下水滲出。

2.3地層巖性

根據(jù)地質(zhì)點(diǎn)及鉆孔揭露，結(jié)合巖土層成因類型、形成年代及物理力學(xué)性質(zhì)等特征，本場區(qū)巖土層分為第四系人工填土層（Q4ml）、殘積土層（Q4el）及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。各巖土層的工程地質(zhì)特征自上而下分述如下:①素填土(Q4ml，第①層)：屬于人工填土，揭露厚0.50m，平均厚0.50m。黃褐色，主要由粘粒和粉粒組成，含較少砂粒，頂部有20cm混凝土，稍濕，稍密狀，屬人工填土。地基容許承載力建議值fak=80kPa。②粉質(zhì)粘土層(Q4el第②層)：屬第四系層，控制厚0.40m～1.90m，平均厚0.81m。黃褐色、紅褐色，主要由粘粒和粉粒組成，含較少砂粒，稍濕，硬塑狀，屬殘積土。地基容許承載力建議值fak=240kPa。③強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（第③層)：控制厚0.60m～9.70m，平均厚3.99m。黃褐色、紅褐色，風(fēng)化強(qiáng)烈，主要礦物成分為石英、長石，巖芯呈半巖半土狀，手捏易碎，遇水易軟化，巖體質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。地基容許承載力建議值fak=450kPa。

3　邊坡穩(wěn)定性分析

3.1邊坡安全等級(jí)劃分

本邊坡主要由強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖組成，坡高為3.0m～10.0m，坡腳距新建住院大樓距離為2.0m(北側(cè))和4.5m(西側(cè))，故該邊坡破壞后果嚴(yán)重。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013），綜合評(píng)定該邊坡的安全等級(jí)為一級(jí)。

3.2邊坡穩(wěn)定性分析

本段邊坡坡長約60m，坡高3m～6m，大致呈東西走向，傾向?yàn)?80°，坡角一般在15°～35°，坡頂、坡面植被較發(fā)育，因工程建設(shè)需要，在新建住院大樓的北側(cè)將形成最大高度約為10m的人工邊坡，坡腳距離新建住院大樓距離為2.0m。組成邊坡主要為殘積粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖土體結(jié)構(gòu)較松散，裂隙發(fā)育，風(fēng)化巖體極為破碎，具有遇水軟化、崩解的特點(diǎn)，偶見后期石英脈穿扦現(xiàn)象。綜上所述，該邊坡屬土質(zhì)邊坡，邊坡土體完整程度極破碎，工程力學(xué)性能一般，坡頂植被發(fā)育，但未見土體發(fā)生大規(guī)模滑移破壞，也未見坡頂有拉裂跡象。故該段坡目測情況下目前處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。由于新建工程需要，將形成高度約為10m的人工邊坡，故該坡段存在不穩(wěn)定性。

3.3邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

本次邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)采用定量分析方法（圓弧滑動(dòng)法）進(jìn)行計(jì)算分析。本次定量分析方法對(duì)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算是采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的《邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)》中的圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡進(jìn)行計(jì)算分析，驗(yàn)算邊坡產(chǎn)生大型滑動(dòng)破壞的可能性。主要采用自重工況下對(duì)選定的兩個(gè)斷面進(jìn)行計(jì)算，各斷面分別代表邊坡各坡段的穩(wěn)定性。其穩(wěn)定性采用圓弧滑動(dòng)法（簡化Bishop法）計(jì)算，潛在滑動(dòng)面由計(jì)算軟件自動(dòng)搜索得到。

計(jì)算參數(shù)根據(jù)勘察分析測試資料，同時(shí)綜合考慮邊坡形態(tài)、組成物質(zhì)、各巖土層的工程力學(xué)性能及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)等因素按邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)選用表（表1）進(jìn)行選取：

表1　邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)選用表

計(jì)算結(jié)果見表2：

表2　邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算成果表

上述計(jì)算結(jié)果表明：人工開挖后，斷面1處于穩(wěn)定狀態(tài)，斷面2處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

4　結(jié)論

經(jīng)驗(yàn)算，斷面2處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，需要對(duì)其采取治理。根據(jù)本邊坡的地質(zhì)環(huán)境條件，施工條件，組成物及其遠(yuǎn)期規(guī)劃等因素綜合考慮，建議對(duì)邊坡采用錨桿掛網(wǎng)和噴射混凝土支護(hù)進(jìn)行治理。并在坡頂設(shè)一道截水溝，坡腳設(shè)一道排水溝。由于目前的研究范圍有限，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有較小的差距，為了更好的對(duì)土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)，需要對(duì)計(jì)算方法做進(jìn)一步的研究。

[1]《土力學(xué)》中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，《巖土工程勘察規(guī)范》 （GB50021-2001）（2009年版），中國建筑工業(yè)出版社2009年.

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），中國建筑工業(yè)出版社2014年.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-167-2