巖石高邊坡勘察與穩定性分析

付 杰

(貴州省六盤水市水利水電勘測研究院，貴州六盤水553001)

巖石高邊坡勘察與穩定性分析

付 杰

(貴州省六盤水市水利水電勘測研究院，貴州六盤水553001)

隨著經濟的發展和社會的進步，國家加大了對基礎工程建設項目的投入力度，在一些地質條件比較復雜的區域，如高邊坡地區，勘察設計工作開展比較困難，這就給工作人員帶來了很大的挑戰。文章結合實例對巖石高邊坡勘察與穩定性相關問題進行了分析，希望能夠給相關工作人員提供借鑒。

巖石;高邊坡勘察;穩定性;分析

1 巖石高邊坡勘察與穩定性地質條件分析

1.1 工程概況

文章結合某地區實例對巖石高邊坡勘察和穩定性進行分析，邊坡工程所在地的路面設計高程521.568～522.368 m，地面標高 545.169～551.821 m，工程需要對該路段進行開挖，最大切坡高度31.4 m。工程勘察的任務是完成兩個地質鉆孔，并進行原位測試和土工試驗。工程路段與山脈的走向和區域構造基本一致。近場區地形趨勢大體是東北、西北高，西南部稍低。場地地質條件為Q，形成的古滑坡。

1.2 水文地質評價

由于工程所在地的海拔較高，位于斜坡，因此，地下水比較缺乏。即使雨量豐富的季節，形成的地表徑流也會向低洼處排泄，工程所在地沒有儲存地表水的條件，因此，從這個方面來說，工程所在地的水文條件并不復雜，利于工程勘察工程的順利開展，減輕了工作人員的工作量。

1.3 地層巖性

根據鉆探工作和地質測繪工作的結果分析，并結合巖石所在地的地質特征，可以將巖土體分為以下3個地質層:①粉質黏土:該層揭露厚度10.0～26.0 m，顏色呈現黃褐色，土質比較均勻，但是其中也夾雜有碎石，承載力基本容許值［f∞］=150 Pa，摩阻力標準值qik=35 kPa。②碎石:根據鉆孔報告來看，碎石層僅僅在4號鉆孔中存在，層厚0.8 m，顏色呈現灰色，含量60%，粒徑3～8 cm，承載力基本容許值［f∞］=280 Pa，摩阻力標準值 qik=90 kPa。③粉質黏土:該層揭露厚度4.2～16.0 m，承載力基本容許值［f∞］=160 Pa，摩阻力標準值 qik=40～45 kPa。其物理力學參數見表1。

表1 物理力學參數

2 巖石高邊坡的變形穩定性及分析評價

巖石高邊坡的穩定性并不是固定的，而是隨著工程所在地的地質變化情況而發生變化的，從這個角度講，巖石高邊坡的穩定性是一個動態的過程。巖石高邊坡勘察的難點之一就在于巖石高邊坡變形穩定性與傳統意義上的強度穩定性不同，強度穩定性針對的是巖石高邊坡發展到破裂階段的評價，而巖石高邊坡變形穩定性針對的是巖石高邊坡的整個變化過程。邊坡內部本身就有原始應力場，開挖過程也是內部應力場發生變化的過程，在這個過程中，靠近坡面的點的應力開始接近零，應力變化大的點其位移變化越大。如果內質點的位移達到令其松弛的程度時，該處就會發生破壞。通常情況下來說，如果邊坡的不利地質結構面較小或者是沒有，那么邊坡的整體穩定性就不會發生很大的變化，但是，如果這種不利地質結構面引起的變形情況對于工程的開展非常重要，那么邊坡的穩定性就無法保證。這種情況下，一般通過淺表層改造的方法控制變形情況，而不是針對特定破壞面進行控制。根據以往的經驗可以得知，巖石高邊坡變形發生通常具有以下特點:①巖石高邊坡的結構狀態比較好，通常情況下整體結構比較完整。②邊坡屬于反傾層狀結構邊坡或者是近水平層結構。③含有陡裂面的邊坡。

如果巖石高邊坡存在不利的地質結構面，邊坡就會朝著“時效變形”的階段演變，這時，巖石高邊坡的破壞風險急劇上升，如果沒有及時采取控制措施，高邊坡中的一些軟弱面將會失去強度，當失去強度的面積增大到一定程度時，高邊坡變形就會進入累進性破壞階段，從而導致失穩。為了防止這種現象的發生，工作人員應該主動提高自己的專業敏感度，及時發現變形前奏，及時控制好變形，如果耽誤了控制時間，控制的難度就會增強，且控制效果無法保證。巖石高邊坡變形問題的治理需要遵循的原則:低開口、高清坡、緩接坡、強鎖頭、緊箍腳。

圖1 側邊坡設計方案示意圖

3 巖石高邊坡變形病害產生的原因和特點

變形是巖石高邊坡中的常見的一種病害，按照產生的原因和特點可以分為以下4種，具體來說:①高邊坡坍塌。發生這種現象的原因主要來自于主觀和客觀兩個方面，主觀上來說，一些工作人員在爆破、開挖和善后措施方面做得不到位，導致巖石松動，從而發生坍塌的現象。客觀方面，高邊坡所在地的地質條件和地質結構就不利于控制，在開挖和爆破時容易發生坍塌現象。②高邊坡的滑坡。滑坡產生的原因有很多，與地質構造和巖性等有密切的關系，巖石高邊坡的巖體比較特殊，在外力作用下容易發生裂縫，如果再進行開挖和爆破，那么高邊坡就很容易產生臨空面，就會很容易導致側向變形。雨季來臨時，高邊坡地表水容易下滲，影響了巖體的強度，也會很容易發生滑坡。③高邊坡的錯落。錯落發生的原因也有多種，主要原因是臨空面的加大導致的巖體分離，進而導致變形病害的發生。④邊坡的傾斜。邊坡傾斜是巖石高邊坡變形病害的最常見的一種形式之一，發生這個問題的原因主要來自客觀條件，如果高邊坡巖體比較復雜，巖層種類較多，那么高邊坡的平衡性就無法保證，進而引起傾斜［1］。

4 高邊坡穩定性的影響因素

影響邊坡穩定性的因素較多，文章主要從以下2個方面進行探討。

1)土質邊坡。可以從4個方面分析這個方面的問題:①當土體性質發生變化導致其作用力改變時容易影響土質邊坡的效果，目前，建設工程規模都比較大，使用的機械材料和設備較多，堆積過程中容易造成土體荷載加大，從而改變其作用力。其次，工程在施工震動、爆破等作業也壞影響土體荷載及其作用力。②高邊坡工程的所在地的地質條件比較特殊，巖土碎石較多，大量的空隙為地表徑流提供了儲存空間，導致巖石的含水量較大，雨量較多的雨季時水壓力就會大大增強，影響巖石的穩定性，嚴重時還可能引起裂縫和滑坡等地質災害。③巖石高邊坡的含水量豐富還會引起侵蝕現象，從而導致地質條件發生變化，進而影響其穩定性。

2)巖質邊坡。引起該類型穩定性的因素總體情況比較復雜，如因外力作用導致地質條件發生變化，從而引起坍塌和變形。如果工程勘察人員對其影響因素分析的不夠透徹和全面，很容易引起變形問題。雨量較大的季節和融凍季節是邊坡失穩的多發時段，在雨水沖刷以及融凍水潤滑的條件下，很容易發生滑坡，當地表水滲透到地下時，土體顆粒之間的黏結程度開始下降，也容易造成邊坡失穩。

［1］韋臣.某市政工程高邊坡滑坡勘察分析及處理綜述［J］.山西建筑，2009(17):129-132.

U416.14

B

1007-7596(2014)05-0069-02

2013-12-12

付杰(1964-)，男，貴州三穗人，工程師，從事水文地質及工程地質工作。