貴州凱里某邊坡穩定性評價及治理措施

邰勝鵬

(貴州省地質礦產勘查開發局101地質大隊，貴州 凱里 556000)

1 工程概況

邊坡位于貴州省凱里市開懷片區天佑金都及金山豪庭建設項目北側、東側(邊坡與在建住宅區平面分布見圖1)，為建設期間對一南向、西向自然斜坡坡腳切方形成的切方邊坡，邊坡全長362 m，巖質邊坡的最大切坡高度為17.20 m，土質邊坡最大切方高度10.0 m，自然斜坡高程835 m～934 m，相對高差99 m，坡面坡度25°～55°，平均坡度約40°，邊坡已局部開挖，現暫未觀測到明顯變形。

2 場區地質環境條件

場區屬中亞熱帶冬潮濕夏半濕潤型季風氣候區，災害性氣候主要有夏旱、暴雨等。地貌為低山—丘陵地貌，以剝蝕、侵蝕作用為主，坡面植被發育一般，主要為草本植物和小灌木。邊坡覆蓋層為第四系殘坡積(Q)含碎石黏土，為新近沉積土體，下伏為寒武系婁山關組(∈ls)地層的強風化層和中風化層兩個單元的灰、淺灰色白云巖。場區內無活動性斷層通過，巖層呈單斜產出，白云巖產狀為250°∠15°，與斜坡坡向(北向197°、東向274°)均為斜交外傾關系。根據GB 18306—2015中國地震動力參數區劃圖[1]可知，場區地震動峰值加速度為0.05g，基本地震動加速度反應譜特征周期為0.35 s，相應地震烈度為6度，設計地震分級為第一組。場區無地表水，地下水類型為孔隙水、構造裂隙水、巖溶裂隙水。地下水靠大氣降水垂直補給，通過鉆孔觀察，未見穩定地下水水位，且地下水及巖土對混凝土結構和混凝土中的鋼筋腐蝕性均為微，對鋼結構具有弱腐蝕性[2]。

3 邊坡的基本特征

3.1 分析方法

由于該邊坡巖體較為破碎且發育大量節理裂隙，嚴重破壞邊坡穩定性，故采用赤平投影法對巖體巖層層面與節理面之間的關系進行分析。因該邊坡各段高差、巖土體性質、坡面形態、坡向等不同，將場區邊坡分為三段進行研究。

3.2 a-h段

a-h段為巖質邊坡，該段揭露巖體主要為強～中風化白云巖，巖體較為破碎，頂部為含碎石黏土，其中含碎石黏土層平均厚度約0.5 m，該段已局部開挖，現存在局部滾石等現象，滾石粒徑3 cm～50 cm不等。根據圖2，巖層層面C,J1,J2節理面均位于坡面線P之外，巖體易沿該三組節理面發生平面滑移；J3節理面位于坡面線P之內，巖體沿該組節理面滑移可能性較小；J1,J2,J3節理面交于坡面線P之外且該三組結構面切割巖體后形成潛在的楔形體，楔形體易發生滑移變形破壞。

3.3 i-j段

i-j段邊坡為巖土混合質邊坡，屬土質邊坡，坡面整體形態為不規則多邊形，剖面線形態為折線型，邊坡巖性主要為含碎石黏土、強～中風化白云巖，土層厚2.0 m～5.6 m不等，邊坡上覆含碎石黏土與下伏強風化白云巖接觸面呈折線形，含碎石黏土層較厚。根據圖3，巖層層面C，J1,J3節理面均位于坡面線P之外，但J1節理面比坡面線P更靠近圓心，故巖體易沿該C,J3發生平面滑移，沿J1節理面滑移可能性較小；J2節理面位于坡面線P之內，巖體沿該組節理面滑移可能性較小。J2,J3節理面和巖層層面C，J3,J1節理面交點均位于斜坡坡面線P外側，J2,J3和C為一組，J3,J1為另一組，該兩組結構面切割巖體后形成潛在滑移的楔形體，楔形體易發生滑移變形破壞。

3.4 j-o段

j-o段邊坡為巖質邊坡，長131 m，邊坡揭露巖體主要為強～中風化白云巖，巖體較為破碎，頂部為含碎石黏土，其中含碎石黏土層平均厚度約0.3 m。該段已局部開挖，現存在局部滾石等現象，滾石粒徑4 cm～20 cm不等，且未發生巖質滑坡等現象。根據圖4，J2節理面位于坡面線P之內，巖體易沿該三組節理面發生平面滑移，J2節理面位于坡面線P之內，巖體沿該組節理面滑移可能性較小；J1,J2,J3節理面交點位于斜坡坡面線P外側，J1,J2,J3三組結構面切割巖體后形成潛在滑移的楔形體，楔形體易發生滑移變形破壞。

3.5 邊坡破壞模式及定性評價

根據前述對各段邊坡的分析結果，研究區邊坡坡體巖性自上而下依次為：殘坡積含碎石黏土、強風化白云巖和中風化白云巖，推測各段邊坡變形破壞模式為：

1)邊坡a-h段破壞模式為邊坡巖體沿巖層層面發生平面滑移，巖體沿J1,J2節理面發生平面滑移，巖體節理裂隙切割的楔形體發生滑移。

2)邊坡i-j段破壞模式為邊坡上覆殘坡積含碎石黏土沿下伏強風化巖體發生折線滑移，邊坡整體圓弧滑移，邊坡巖體沿J3節理面發生平面滑移，巖體沿巖層層面發生平面滑移，巖體節理裂隙切割的楔形體發生滑移。

3)邊坡j-o段破壞模式為巖體沿巖層層面發生平面滑移，巖體沿J1,J3節理面發生平面滑移，巖體節理裂隙切割的楔形體發生滑移。

4 邊坡的物理力學參數及穩定性分析

4.1 場區巖土物理力學參數

根據GB 50330—2013建筑邊坡工程技術規范表4.1.8和表5.3.2結合上述邊坡工程安全等級和地質環境復雜程度，本次邊坡巖土工程勘察等級為二級，治理工程安全系數取值1.30[3]。根據GB 50330—2013建筑邊坡工程技術規范、GB 50218—2014工程巖體分級標準，得到巖體物理力學參數如表1～表3所示。

表1 土體物理力學性質

表2 巖體物理力學性質

表3 巖體結構面物理力學性質

4.2 邊坡穩定性計算方法及結果

由于各段邊坡的特性和破壞模式不同，故穩定性計算需采用多種計算方法相結合的方式進行[4-5]，主要為平面滑移法、楔形體滑移穩定性計算法、折線滑移法、瑞典圓弧法。按照GB/T 32864—2016滑坡防治工程勘查規范推薦的公式[6]，該邊坡各段穩定性計算結果見表4。

表4 邊坡各段穩定性計算結果

計算結果表明在垂直開挖條件下，場區邊坡存在以下幾種隱患：

1)各個分段上部含有碎石黏土土層，將會將在開挖過程中發生滑坡。

2)各個分段坡體沿巖層層面滑移的穩定系數均大于1.30處穩定狀態，但邊坡巖體風化強烈且發育大量節理裂隙，故在開挖過程中易產生局部坍塌、掉塊。

3)a-h段中由于節理面切割形成的楔形體處于欠穩定狀態，在開挖過程中易發生滑移變形破壞。

4)i-j段在開挖過程中，邊坡上覆殘坡積含碎石黏土易沿下伏強風化巖體發生折線滑移，邊坡巖體易沿J3節理面發生滑移變形破壞。

5)j-o段在開挖過程中，邊坡巖體易沿J1，J3節理面發生滑移變形破壞。

通過分析，邊坡必須進行工程治理，采取切實有效的工程治理措施后才可以保證該邊坡的安全穩定，避免產生滑坡以及局部坍塌、掉塊[7]。

5 治理方案

根據前述對各段邊坡的穩定性計算結果，結合場區實地工程地質條件，及考慮到降雨等自然因素，以及該邊坡現已局部開挖，故該邊坡的治理措施有：a-h段邊坡采用“1∶0.75”分級放坡，對坡面實施錨桿錨固、掛網噴射混凝土的治理措施；i-j段邊坡采用在邊坡前緣設置斷面為直立式的重力式擋土墻進行支護的治理措施；j-o段邊坡采用“1∶0.50”分級放坡，對坡面實施預應力錨索錨固、掛網噴射混凝土的治理措施；為做好邊坡截水排水，還需要在整個邊坡坡頂開挖斷面形式為矩形的截水溝[8-9]。

6 結語

該邊坡位于貴州省凱里市開懷片區天佑金都及金山豪庭建設項目在建住宅區北側、東側，為建設期間對一南向、西向自然斜坡坡腳切方形成的切方邊坡，現已局部開挖，且存在大量不穩定的碎石黏土，如邊坡繼續開挖易產生滑坡以及局部坍塌、掉塊等危險，從而危及在建住宅區，故急需對該邊坡進行工程治理。