巖土工程勘察在邊坡治理中的穩(wěn)定性分析及應(yīng)用

李志佳

廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì) 廣東 韶關(guān) 512026

正文：

1 引言

在進(jìn)行邊坡治理時(shí)，做好巖土工程勘察是進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工作。對(duì)于邊坡的防護(hù)治理而言，邊坡采用何種方式進(jìn)行支護(hù)、護(hù)坡，及在進(jìn)行錨桿加固時(shí)采用何種類型的錨具等，只有通過對(duì)邊坡進(jìn)行巖土工程勘察手段，才能清晰了解到邊坡各巖層的地質(zhì)情況及水文地質(zhì)條件，做出有效的邊坡設(shè)計(jì)方案，而支護(hù)治理工作得到很好的強(qiáng)化護(hù)坡效果。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

2.1.1 工程位置

該邊坡的治理工程位于廣東省惠州市某學(xué)校綜合樓后面南北向邊坡，長(zhǎng)約45m，高11～14m，坡下為4層教學(xué)樓，距離坡腳1.70～3.30m。該邊坡坡腳原采用塊石砌漿進(jìn)行支護(hù)，屬二級(jí)擋墻，長(zhǎng)約35m，高約3m，目前擋土墻局部明顯凸出，裂隙明顯，水泥砂漿松散、軟化，整體質(zhì)量差。為查明邊坡地質(zhì)情況，采用巖土工程勘察手段對(duì)邊坡的穩(wěn)定性和巖土性質(zhì)作出地質(zhì)評(píng)價(jià)，并為邊坡治理設(shè)計(jì)提供有效的地質(zhì)依據(jù)及設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.1.2 工程地形地貌

治理區(qū)屬于剝蝕殘丘地貌單元，原始地形坡度較緩，因人類工程活動(dòng)，人工挖方削坡修建教學(xué)樓，形成目前人工陡坡，后采用重力式擋墻進(jìn)行支護(hù)。坡頂為公園，現(xiàn)正在施工，坡面植被覆蓋。

2.2 工程地質(zhì)條件分析

本次勘察共布設(shè)鉆孔6個(gè)，根據(jù)鉆探揭露情況，擬建場(chǎng)地內(nèi)分布的巖土層分別描述如下：

1、第四系人工堆積層（Qml）

素填土（層序1）：褐灰色，褐紅色，稍濕，結(jié)構(gòu)松散，由粘性土夾少量碎石新近堆填而成，未完成自重固結(jié)，壓縮性較高，土質(zhì)均勻性差，孔隙比大，局部含磚頭等建筑垃圾。邊坡沿線在ZK2、3、4、6鉆孔有分布，層厚0.50～0.60m。

2、第四系坡積層（Qdl）

粉質(zhì)粘土（層序2）：褐灰色，褐黃色，很濕，可塑狀，層理不明顯，刀切面較平滑，局部可見較多的砂礫成分。土工試驗(yàn)主要指標(biāo)為：ω=31.4%、e=0.906、Ip=13.9、Il=0.61、a1-2=0.40MPa-1、Es=2.54Mpa。該層作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)2次，校正后N值為6.4擊。邊坡沿線在ZK1、2、3鉆孔有分布，層厚0.50～1.50m。

3、第四系殘積層（Qel）

粉質(zhì)粘土（層序3）：棕紅色，褐紅色，濕，可塑狀，搖振反應(yīng)無，稍有光澤反應(yīng)，巖芯遇水易崩解。土工試驗(yàn)主要指標(biāo)為：ω=27.2%、e=0.810、Ip=12.9、Il=0.41、a1-2=0.37MPa-1、Es=2.74Mpa。該層作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)6次，修正后擊數(shù)9.7擊。邊坡沿線在ZK1、2、3鉆孔有分布，層厚5.50～8.50m。

4、白堊系基巖（K）

強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖（層序4）：褐紅色，泥質(zhì)或鐵錳質(zhì)膠結(jié)，層狀構(gòu)造，巖芯呈堅(jiān)硬土柱狀或半巖半土狀，巖石碎片手易捏碎，巖芯遇水易軟化。該層作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)6次，實(shí)測(cè)擊數(shù)N'≥50擊。邊坡沿線鉆孔均有分布，層厚6.50～8.70m。

2.3 水文地質(zhì)情況

場(chǎng)地主要地下水類型為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，沒發(fā)現(xiàn)強(qiáng)含水層，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給。勘察期間測(cè)得終孔地下水位埋深介于1.20m～5.80m，坡腳鉆孔水位受地表水影響。綜合評(píng)價(jià)，場(chǎng)地地下水總體較貧乏。本場(chǎng)地環(huán)境類型為II類。

2.4 巖土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

1、人工填土結(jié)構(gòu)松散，未完成自重固結(jié)，壓縮性較高，土質(zhì)均勻性差，孔隙比大，物理力學(xué)性質(zhì)較差，不宜利用。

2、坡積粉質(zhì)粘土及殘積層粉質(zhì)粘土都呈可塑狀，中等韌性，主要分布在坡頂，力學(xué)性質(zhì)一般。

3、強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖呈半巖半土狀或堅(jiān)硬土柱狀，遇水易軟化，力學(xué)性質(zhì)良好，可作為基礎(chǔ)持力層。

2.5 穩(wěn)定性分析

1、定性分析

該邊坡位于綜合樓后面，呈南北向，長(zhǎng)約45m，高11～14m，坡面植被發(fā)育，坡向約290°，坡度40-85°，局部較徒，為土質(zhì)邊坡，土質(zhì)為可塑狀坡積粉質(zhì)粘土、殘積粉質(zhì)粘土，底部約1～3m為強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖。邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，屬不安全邊坡，邊坡存在安全隱患。

2、定量分析

（1）計(jì)算工況

邊坡在天然狀態(tài)和連降暴雨等條件下荷載組合不同，反映了不同的計(jì)算工況。綜合考慮邊坡巖土體在天然狀態(tài)和連降暴雨等不同階段的實(shí)際受力情況，根據(jù)荷載組合的不同，確定以下兩種典型的計(jì)算工況：自重和自重+暴雨

（2）計(jì)算參數(shù)

邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的參數(shù)包括物性參數(shù)、強(qiáng)度參數(shù)和地震荷載三部分。本次計(jì)算中，在天然狀態(tài)時(shí)（工況一），自重計(jì)算取天然重度，邊坡土體強(qiáng)度取天然狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)度；連降暴雨時(shí)（工況二），整個(gè)邊坡淺層土體因降雨入滲而處于飽水狀態(tài)，土體自重取飽和重度，土體強(qiáng)度取飽和抗剪強(qiáng)度。

（3）計(jì)算結(jié)果

本邊坡主要為土質(zhì)邊坡，底部少量強(qiáng)風(fēng)化，采用圓弧滑面法對(duì)3-3’剖面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，采用理正巖土計(jì)算6.0分析軟件自動(dòng)計(jì)算結(jié)果如下。

工況一：自重

計(jì)算簡(jiǎn)圖：

最不利滑動(dòng)面：

滑動(dòng)圓心= (8.001,13.741)(m)

滑動(dòng)半徑 = 7.241(m)

滑動(dòng)安全系數(shù)= 1.207

工況二：自重+暴雨

[計(jì)算結(jié)果圖]

最不利滑動(dòng)面：

滑動(dòng)圓心 = (6.192,19.318)(m)

滑動(dòng)半徑 = 11.786(m)

滑動(dòng)安全系數(shù) = 0.958

勘察區(qū)內(nèi)人工邊坡的安全等級(jí)為一級(jí)，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.35。根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果得出，3-3′剖面在天然狀態(tài)下（工況一），為基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴

雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下（工況二），邊坡為不穩(wěn)定狀態(tài)。

預(yù)測(cè)其可能破壞的形式：邊坡坡面高陡，坡頂易產(chǎn)生張拉應(yīng)力，使坡面及坡頂邊緣，坡面局部存在豎向裂縫，地下水滲入導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)化巖強(qiáng)度降低，在土體自

重或滲流作用下，易發(fā)生滑坡或崩塌破壞。

3 結(jié)束語(yǔ)

巖土工程勘察在邊坡治理工程中得以廣泛利用，其數(shù)據(jù)可有效分析出邊坡的穩(wěn)定性情況，并為邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)提供了有力的技術(shù)資料。在邊坡設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，巖土工程勘察孔位選取應(yīng)針對(duì)不同的地形地貌，對(duì)坡面進(jìn)行合理布設(shè)，這樣不僅僅能提高邊坡設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性，也能大大降低邊坡治理的成本。