邊坡治理中的穩定性分析與建議支護措施
——以貴陽某安置房項目邊坡為例

王朝剛

貴州省建筑設計研究院有限責任公司

1 引言

隨著我國經濟技術的發展，全國各地均在加快推進基礎設施的建設，形成了數量眾多工程邊坡，工程邊坡的穩定性研究對確保基礎設施的安全建設和正常運營有重要意義（謝永利等，2020）。貴陽市金陽新區龍泉村拆遷安置房項目二期邊坡工程位于貴陽市金陽新區世紀城南側，北京西路南側路邊，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上，通過地表調查、工程測量、鉆探、室內土工試驗等方法，查明該邊坡的巖土構成、分布及其物理力學指標，劃分邊坡巖體類型，并對該邊坡穩定性進行評價，提出邊坡整治設計方案，為后期對該邊坡治理提供科學支撐。

2 地質環境特征

2.1 地形地貌

研究區位于貴陽巖溶盆地西北側溶蝕殘丘。地形總體西北高東南低,區內地面高程約為1256.20m~1268.50m，地形起伏較大。

2.2 水文地質條件

研究區水文地質條件簡單，場區內未發現地表水，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給，水量不大。巖溶裂隙水為潛水，主要靠大氣降水補給，自我調節能力較強，水量較大。但含水性極不均勻，明顯受巖溶發育程度控制，地下巖溶裂隙和溶洞是天然儲水空間和運移通道。本次邊坡勘察在深度范圍內未探查到地下水出露，因此研究區可不考慮地下水對邊坡的影響，但應考慮上層滯水對邊坡的影響，做好相關排水、防滲措施。

2.3 地層巖性

本次勘察場地內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-中厚層狀泥質白云巖，可細分為強風化泥質白云巖和中風化泥質白云巖。其中紅黏土（Qel+dl）為場區主要土層類型，硬塑狀偶夾風化團塊，厚度分布不均，在0.3m~0.8m。強風化泥質白云巖（T1a2），顏色為灰色、灰白色及灰黃色，呈薄層狀構造，巖體極破碎，巖芯呈砂狀、碎塊狀，節理裂隙發育。中風化泥質白云巖（T1a2），顏色為灰色、灰白色及灰黃色，呈薄層-中厚層狀結構，節理裂隙發育，巖體較破碎，巖芯呈塊狀、短柱狀，局部見方解石脈填充。

2.4 區域地質構造

場地內及臨近地段未見斷裂構造。受區域構造影響，場地斜坡出露及開挖的基巖節理裂隙較發育，巖層呈單斜產出，其產狀為28°∠17°，巖體較破碎，節理裂隙發育，結構面間無充填，為硬性結構面，結合差。場地主要發育二組節理，其產狀一組為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，泥質充填，結合程度一般。巖體基本質量級別為Ⅳ級。

根據鉆探結果顯示，邊坡范圍內未發現溶洞、溶溝（槽），巖體基巖面起伏較平緩，地層連續穩定，屬巖溶微發育地段。

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，根據國家標準《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）2016年版，金陽地區場地抗震設防烈度為6°，抗震設計分組為第一組，設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 邊坡工程地質特性

根據邊坡的位置、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，邊坡主要由中風化泥質白云巖層構成，為切向巖質永久性邊坡；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，邊坡主要由中風化泥質白云巖層構成，為順向巖質永久性；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，邊坡主要由中風化泥質白云巖層構成，為切向巖質永久性邊坡；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，邊坡主要由中風化泥質白云巖層構成，為順向巖質永久性邊坡。上述邊坡中發育有兩組節理，一組為逆向一組為切向，邊坡安全等級為一級。

3 邊坡穩定性分析

3.1 邊坡巖土物理力學指標

場地內巖土層主要為第四系硬塑紅黏土以及強風化泥質白云巖和中風化泥質白云巖。為定量分析邊坡穩定性問題，根據《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011），結合相近地段試驗成果及建筑經驗，本文采集9件中風化泥質白云巖巖芯樣作室內飽和單軸抗壓強度試驗，15 件中風化巖芯樣作泥質白云巖作室內直剪試驗（詳見表1），進而綜合判斷分析滑坡巖土層物理力學指標。

表1 滑坡體巖土工程參數表

3.2 穩定性分析與評價

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

其中Ⅰ段邊坡選取8-8’斷面進行計算。該斷面邊坡總高度H 約為20.8m，主要由中風泥質白云巖，建議開挖坡率1:0.1。巖層結構面的傾向為28°，與邊坡的傾向88°之間夾角為60°，為切向邊坡。根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330—2013），該邊坡以巖體等效內摩擦角按側向土壓方法計算側向巖石壓力，其破裂角取61°，計算的主動土壓力合力（Ea）為521.66kN/m，說明邊坡需進行支護。

Ⅱ段邊坡選取邊坡15-15’斷面進行計算。該斷面邊坡高H約為21.7m，主要由中風泥質白云巖,建議開挖坡率為1:0.1。巖層結構面的傾向為28°，與邊坡的傾向44°之間夾角為16°，為順向邊坡。根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330—2013），該邊坡按平面滑動進行計算,經計算邊坡穩定性系數Fs=1.21，邊坡基本穩定但小于邊坡穩定安全系數1.35。該邊坡以巖體等效內摩擦角按側向土壓方法計算側向巖石壓力，其破裂角取61°,計算的主動土壓力合力（Ea）為598.97kN/m，說明邊坡需進行支護。

Ⅲ段邊坡選取邊坡19-19’斷面進行計算。該斷面邊坡高H 約為23.6m，主要由中風泥質白云巖。建議開挖坡率為1：0.1。巖層結構面的傾向為28°，與邊坡的傾向90°之間夾角為62°，為切向邊坡。根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330—2013），該邊坡以巖體等效內摩擦角按側向土壓方法計算側向巖石壓力，其破裂角取61°。計算的主動土壓力合力（Ea）為664.17kN/m，說明邊坡需進行支護。

Ⅳ段邊坡選取邊坡21-21’斷面進行計算。該斷面邊坡高H約為32.3m，主要由中風泥質白云巖,建議開挖坡率為1:0.1。巖層結構面的傾向為28°，與邊坡的傾向32°之間夾角為4°，為順向邊坡。根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330—2013），該邊坡按平面滑動進行計算,經計算邊坡穩定性系數Fs=1.05，邊坡基本穩定但小于邊坡穩定安全系數1.35。該邊坡以巖體等效內摩擦角按側向土壓方法計算側向巖石壓力，其破裂角取61°,計算的主動土壓力合力（Ea）為1216.47kN/m，說明邊坡需進行支護。

4 邊坡治理

根據本工程邊坡分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四段穩定性分析結果，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摩擦角52°，為防止雨水浸入坡體、風化等因素影響邊坡長久的穩定性，出現破碎巖塊塌落等地質災害，建議采取錨桿+掛網噴砼相結合的支護方式進行邊坡防護。Ⅱ、Ⅳ段邊坡為順向邊坡，邊坡基本穩定但小于邊坡穩定安全系數，建議采取格構梁+錨桿（索）+掛網噴砼防護相結合的支護方式進行防護。

5 結束語

（1）場地無斷層通過，場地自然條件下無滑坡、崩塌、塌陷等不良地質現象，自然狀態下場地穩定性好，地層連續穩定，巖溶微發育地段，不良地質作用一般發育。

（2）根據邊坡的位置、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，說明邊坡需進行支護。I、III段切向邊坡，建議采取錨桿+掛網噴砼相結合的支護方式進行邊坡防護。Ⅱ、Ⅳ段順向邊坡，建議采取格構梁+錨桿（索）+掛網噴砼防護相結合的支護方式進行防護。