邊坡支護工程的巖土工程勘察探究

吳 凱 殷 博

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

1 工程概況

擬建某安居房工程位于某市云巖區恒大帝景南側，亨特萃山國際東北側，緊鄰甲秀南路，場地交通便利，擬建項目規劃總用地面積10 938.76 m2，總建筑面積56 142.65 m2，計容面積38 237.47 m2，容積率3.5。

由于場區開挖，將在場區東側形成高度最大約28.5 m的挖方邊坡。邊坡安全等級為一級，永久性邊坡，使用年限與建構筑物相同。

2 工程勘察

2.1 邊坡特征

根據現場實際地質情況，本次勘察將邊坡進行分段，各段特征如表1所示。

表1 邊坡特征

2.2 勘察目的

（1）查明邊坡的巖土構成、成因、分布、性質、巖石風化和完整程度，重點對巖層及其結構面的物理力學指標進行確定，為邊坡支護設計提供有關計算參數[1]。

（2）查明支擋結構位置的持力層的巖性、地質構造和設計需要的物理力學參數。

（3）對邊坡的穩定進行評價，針對邊坡的支護處理提出方案、建議。

（4）查明邊坡地形地貌、地層、地質構造及抗震條件。

（5）場區巖層主要結構面（特別是軟弱結構面）類型和等級、產狀、發育程度、延伸程度、閉合程度、風化程度、充填和充水狀況、組合關系、力學屬性和與臨空面關系。

（6）查明場地地下水類型、埋藏情況、腐蝕性等水文地質條件。

（7）查明場地內及其附近有無影響邊坡穩定性的不良地質作用，如巖溶、邊坡、崩塌等。

（8）通過工程類比結合規范及反分析，提供邊坡穩定性計算及邊坡支護設計需要的巖土物理力學參數。

（9）提出邊坡在支護施工過程中可能引起的破壞模式，并提出相應的防治措施及邊坡監測方案建議。

2.3 工程地質條件

場地及周邊屬中低山地貌，地形起伏相對較大，原始地形坡度15°～45°，整體地勢為東部高，西部低，最低點位于場區西南角，地形標高1 176 m左右，最高點位于場地東部的山頂，地形標高1 260 m，相對高差84 m。

根據區域地質資料及現場調查，場區位于揚子準臺地黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構造變形區，擬建場地斷層、褶皺構造不發育。

（1）場地類別劃分。

根據勘探成果資料，場地基巖出露，巖層較破碎，估計土層等效剪切波速在500 m/s

（2）設計基本地震加速度值及所屬的設計地震分組。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015），場地基本地震動峰值加速度為0.05g，場地基本地震動峰值加速度反應譜特征周期為0.35 s。根據《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）擬建場地設計地震分組為第一組，場區地震抗震設防烈度為6度。

（3）場地抗震地段劃分。

按照建設方案，場坪開挖后形成的邊坡經過治理后，對建筑物抗震屬于一般地段。

（4）地層巖性。

在鉆探深度范圍內，揭露巖層為三疊系楊柳井組（Tyl）白云巖，巖石呈單斜產出，產狀為85°∠42°。

（5）節理裂隙。

根據現場出露巖石調查，場區主要發育下述三組節理裂隙：一組產狀J1為180°∠48°，一組產狀J2為22°∠65°，一組產狀J3為253°∠50°，J1、J2節理裂隙面起伏粗糙，發育間距4～6 條/m，延伸長度0.1～1.6 m，巖屑充填，結合一般，屬硬性結構面。J3節理平直光滑，巖塊、巖屑夾泥，結構面結合程度較差，為軟弱結構面。

（6）坡體巖土構成及分布特征。

在鉆探深度范圍內，揭露地層為三疊系楊柳井（Tyl）白云巖。中風化白云巖（T1a）為灰白色、肉紅色，薄至中厚層狀，屬于較硬巖，巖體較破碎，性脆，巖芯呈塊狀、扁柱狀、短柱狀，飽和單軸抗壓強度30.154 MPa，屬于較硬巖，巖體較破碎，性脆，巖芯呈塊狀、扁柱狀、短柱狀，巖芯采取率65%～83%，RQD值40%～65%。根據《巖土工程勘察規范》（GB 50021—2001）可知，中風化白云巖的巖體基本質量等級為Ⅳ類。

（7）不良地質作用和地質災害。

場地位于中低山地貌，下伏基巖為白云巖，場地內的巖溶為碳酸鹽類巖溶，其發育主要受巖性及構造控制，水文對巖溶的發育起重要作用。通過現場地質調查，該場地巖溶洞隙、節理、裂隙較發育，場地巖溶地貌特征明顯。未遇巖溶鉆孔，基巖面相對高差小于5 m，綜合判定擬建場區屬巖溶微發育。通過現場踏勘及收集周邊資料，擬建場地內無危機建筑物的崩塌、泥石流、滑坡、采空區等不良地質作用。

（8）不利埋藏物特征分布。

擬建場地位于貴陽市云巖區，場地為一斜坡山體，根據現場走訪調查，結合區域地質資料，場地無礦山、采空區等，地下不存在不利埋藏物。

（9）場地地表水和地下水分析評價。

①地下水類型。

根據區域資料并結合場地周邊工程地質調查，場區地下水分為第四系松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖巖溶裂隙水兩類。松散巖類孔隙水賦存于第四系覆蓋層中，富水性貧乏至中等；碳酸鹽巖巖溶水賦存于白云巖溶洞、溶蝕裂隙中，富水性中等。

②地下水補給、徑流、排泄。

項目區地下水主要以大氣降雨為補給來源，地表水通過地表裂隙、孔隙滲入地下轉為地下水，據區域水文地質資料，地下水受地形、巖層產狀等因素的控制，地下水向西北方向徑流，最終以泉等形式排泄于地勢低洼處。

③地下水位埋深。

勘察鉆探時基本完成場平工作，地勢相對較高，在鉆探過程中未發現有地下水，由于場地節理裂隙較發育，具備地下水貯存的空間條件，地下水徑流通道主要為巖溶通道。場地地下水主要由上層滯水、潛水及巖溶裂隙管道水組成，土層中的上層滯水補給主要為大氣降水補給，潛水的補給主要為大氣降水、周邊山坡土層中的潛水及下伏基巖地下巖溶裂隙水補給。本次勘察鉆孔控制深度范圍內未見地下水，故本次勘察范圍內地下水對邊坡施工影響較小。

（10）降水措施及注意事項。

擬建場區地下水位埋藏較深，不考慮地下水降水措施；擬建場地位于山區斜坡地段，大氣降水可能匯入開挖坡腳，建議做好排水工作。

（11）水土腐蝕性評價。

場地地下水埋藏較深，未取得水樣，本次勘察場區均為巖石，未見土層，依據《巖土工程勘察規范》（GB 50021—2001），本場地環境類型屬環境Ⅱ類。根據場地周邊工程經驗，場地周邊無工礦產企業，判定場地按環境類型水和土對混凝土結構腐蝕性評價為微腐蝕，按地層滲透性水和土對混凝土結構腐蝕性評價為微腐蝕，場地水和土對鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕。

2.4 勘察方案

勘察主要以地質地表調查為主、鉆探為輔的手段，收集擬建場區區域地質、水文地質及既有工程的勘探、試驗成果等地質資料。在充分利用既有地質資料的基礎上，合理布置勘探點，針對性進行巖土工程勘察，根據有關規范、規程要求，合理布置控制性地質斷面，以滿足施工圖設計要求。

以場地為中心，在0.5 km2范圍內進行地質調查，查明擬建場地的氣象水文、地形地貌、地層巖性、地質構造及區域穩定性、水文地質及工程地質條件、不良地質現象等，為下一步工作提供依據。

鉆孔布置按設計單位提供的圖紙，邊坡勘探線（邊坡剖面）沿垂直地下室輪廓線進行布置，線點間距12 m，勘探點沿剖面線布置，間距15～20 m，布置61個鉆孔，控制性鉆孔為1/5。邊坡勘探點應進入最下層潛在滑移面2～5 m。

2.5 勘察過程中遇到的問題

在實際勘察過程中，發現巖性有變化，但由于物理力學性質差異較小，將其并歸為一種巖性。本工程由于為巖質切向坡，對于支護設計而言，巖層層面的物理性質要求較低，若邊坡為順層巖質邊坡或存在外傾結構面，還應通過現場剪切試驗查明層面及不利結構面的物理力學指標，以便為邊坡支護設計提供更準確的巖石物理力學參數，更有利于準確進行支護設計。

3 結語

西南地區建設場地開挖形成的大多巖質邊坡不穩定，在建筑活動中經常遇到順層巖質邊坡，應在勘察過程中查明滑體的范圍、巖土體及結構面等物理力學指標，以便進行合理支護設計。巖質邊坡由于開挖，巖石已出露，可考慮采用現場地質地表調查為主、鉆探手段為輔，查明場區工程地質環境。邊坡設計需要采用勘察提供的各巖土物理力學參數，要求勘察必須提供準確的巖土指標，要求現場取的巖土樣必須能夠真實反映現場巖土情況。由于貴州碳酸鹽系分部較廣，存在較多巖溶，需要考慮巖溶對邊坡支護是否產生影響，并提出合理的處理措施，說明工程地質條件可能帶來的風險。邊坡支護動態化設計勘察應及時反饋現場的地質異常，以便對異常情況進行及時處理。