高邊坡勘察設計原則及邊坡穩定性分析

顧先林

(貴州省有色金屬和核工業地質勘查局6總隊，貴州 凱里 556000)

0 引 言

黔東南州三穗生活垃圾發電工程項目，該項目位于黔東南州三穗縣八弓鎮橋頭村，場地規劃總面積約53 273 m2，按場地設計標高開挖整平后再場地周側形成長為720 m，最大高度為46 m的巖土質混合邊坡。

通過踏勘地質調查等手段并結合資料收集顯示，該邊坡處于寒武系下統牛蹄塘組(1n)軟質巖石(頁巖)地區，邊坡斷面上巖土差異風華非常明顯，其上覆土層(含碎石黏土)厚度變化較大(土層厚度在0～13.0 m之間)，巖石風化厚(強風化厚度在0～12.4 m之間)；場地外側有一斷層經過，致各段邊坡巖石節理裂隙發育，巖層產狀不一；且場地北西側有一季節性小溪溝從場地內部沿場地南部流出，致邊坡局部地段受其影響較大。

1 高邊坡勘察設計原則

1.1 安全性設計原則

結合高邊坡的特點，勘察設計難度較大，要求設計人員遵守安全性設計原則，根據工程所在地區的地質條件，制定出完善的施工方案。對于高邊坡勘察設計人員來說，要加強穩定性分析，提升其穩定性，減少邊坡失穩現象的出現。

1.2 生態復綠設計原則

邊坡穩定性，主要指的是邊坡土體與巖體在邊坡所處地形地貌、坡體自重應力、附加應力以及外在不利因素條件下，其自身的穩定度。通過提升邊坡穩定性，可以保障邊坡前緣(建)構筑物人員以及車輛的安全通行，對(建)構筑物結構起到一定的保護作用。在邊坡加固設計環節，設計人員全面考慮邊坡坡腳應力，包括地下水集中的問題，合理確定邊坡支撐力，避免邊坡出現失穩現象。設計人員還要運用科學防護措施，加強生態復綠設計，制定合理支護方案。

1.3 穩定性設計原則

邊坡是保障邊坡前緣(建)構筑物人員財產安全和交通穩定運行的核心載體，通過加強高邊坡勘察設計，并對邊坡周圍的配套設施進行大力完善，可顯著提高該地區的文化經濟的發展。在高邊坡勘察設計工作之中，要求設計人員遵守穩定性設計原則，從可持續發展角度進行分析，找到高邊坡建設環節中存在的問題，制定出科學的監管方案，進一步提升高邊坡的穩定性與安全性。

2 邊坡穩定性分析

2.1 勘察方案確定

勘察設計單位根據邊坡具體情況，對邊坡進行分段并對其作詳細階段勘察設計。根據勘察的目的、任務及相關規范要求，結合邊坡地質環境，在充分收集已有資料的基礎上，采用工程地質調查測繪、鉆探、巖土樣采集及現場直剪試驗等綜合手段進行勘察。

2.2 邊坡巖土參數選取

勘察采取碎石粘土土樣6件進行室內物理力學指標試驗，采取9件中風化頁巖巖樣進行單軸抗壓強度試驗、采取中風化頁巖巖樣3組15件進行現場直剪試驗并結合GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術規范》進行取值。

2.3 邊坡穩定性分析

結合場地巖土構成、場地巖性、巖體風化程度、地表水體分布情況結合相關規范規程，該次邊坡分析擬采用赤平投影分析法對巖質邊坡進行定性分析，擬采用圓弧滑動法對邊坡上部碎石粘土及強風化頁巖分別按最不利土體內圓弧形滑面滑動計算上部土質邊坡穩定性。擬采用平面滑動法對邊坡強、中風化頁巖分別按最不利滑面滑動計算邊坡穩定性。

2.4 穩定性評價

前述對邊坡穩定性的定性分析、定量計算得出，高邊坡上部土體及強風化頁巖厚度較大地段邊坡欠穩定或不穩定，下部中風化頁巖邊坡基本穩定。

2.5 邊坡支護方案

由于場地所處位置年降雨量較大，雨季降雨形成的臨時性地表水體對邊坡坡體影響較大，建議在建筑場地外圍采取工程引排措施對沖溝匯水進行截流并將截流匯水引排至場地以外。在邊坡坡面支擋體系中設置泄水孔將降雨下滲的坡體內地下水引出坡體。根據場地邊坡的結構特征及現場實際情況，建議以綠化為主，可采用放坡+錨桿+格構+坡面綠化+截排水溝支擋結構相結合的支護方案。

2.6 邊坡設計方案

結合擬建物規劃設計圖及擬開挖邊坡，邊坡上部土層以及強風化層邊坡坡率為1：1，中風化巖質部分邊坡坡率為1：0.5，每10 m坡高設置2 %外緣斜面、寬1 m的馬道，坡面擬采用錨桿+格構+坡面綠化+截排水溝支護，坡頂無建筑物。

邊坡坡面排水在坡面錨噴支護結構中設置泄水孔，泄水孔采用φ50PVC管，長度0.25～0.3 m，與坡面呈15°傾角，內應伸入巖石5 cm，間距3 m，與錨孔錯位呈梅花形布置；本邊坡不宜單獨設置地表排水網，整體上與支護排水沿支護坡腳設置排水溝，且排水溝最終并入統一的排水系統流出建筑場外；距坡頂后緣3 m自然地面采用混凝土封閉并設置截水溝，以防止坡頂地表水滲入坡體。

邊坡坡面按15～20 m縱向設置沉降伸縮縫，伸縮縫寬3cm，縫間填瀝青麻絮或瀝青木板；錨孔口徑為φ130，間距1.5 m，與坡面傾角15°，錨孔深度原則上穿過破裂面進入穩定巖體深度不小于3.5 m進行控制；格構梁尺寸為300×400 mm，C30混凝土澆筑，格構梁應嵌入設計削坡面200 mm；根據場區自主規劃應于坡底設置排水溝，其距邊坡內腳0.2～0.3 m，溝頂采用鋼筋網作暗蓋，每10 m設置維修活動暗蓋。整個排水溝在擬建兩側進入擬建物排水系統；坡面采用植生袋以及浮土種草等綠化。

坡面開挖施工工藝，應進行專項開挖施工方案，確保邊坡施工安全。邊坡坡面開挖時嚴禁爆破施工，在距設置坡面位置不小于0.5 m段宜采風鉆施工，以保證坡面巖體的完整性和穩定性；采用分段(15～20 m)、分級(3～5 m)施工的施工工序，由上至下逆作法施工，邊開挖邊支護。

應業主要求，邊坡進行生態支護設計，在巖坡上將活性土(人工土)，與草種、鄉土草木種子及防止水土流失的土壤安定劑、黏合劑、保水劑等摻合后，噴射在巖坡上，形成噴射厚度較大，粘稠度較高的活性土，以提供植物長期生長所需的養料。

邊坡開挖后不穩定，尤其在雨季施工可能造成滑坡、崩塌、泥石流等地質災害發生。因此，相關部門應加強邊坡監測工作，一旦發現異常，及時向相關單位匯報。

3 結 語

綜上所述，通過對高邊坡勘察設計原則進行分析，并做好地質調查工作、加強地質勘探、對高邊坡進行穩定性評價、優化高邊坡設計方案等，才能保證高邊坡勘察設計方案得到有效實施，真正達到提升高邊坡防護工程整體質量的目的。