小孟園區4號地塊土地一級開發項目邊坡分析及支護探討

□虞 磊(貴州省水利水電勘測設計研究院)

1 工程概況

擬建場地位于小河經濟開發區以南約4 km處，西鄰開發大道及小黃河，北臨貴陽繞城高速公路朱家院大橋一帶。根據工程特性，擬建工程場坪高程1082.51 m，場地平整后，將在場地南、東兩側形成高約30～50 m的高邊坡，北側為10～15 m高邊坡。場地有成片的果林，沖溝內為水稻田，在北東角有4戶磚混結構的房屋，在西側，距開發大道約20 m左右，有110 kV的輸電鐵塔、高壓線和通信光纜呈南北向穿過。根據場地特征，并依據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）巖土工程分級、《建筑工程技術規范》（GB50330-2002）邊坡安全等級分類，該項目的工程為二級工程，場地等級為復雜場地，地基等級為中等復雜地基、為永久邊坡，邊坡安全等級為一級。

2 邊坡穩定性評價

目前，擬建場地為穩定的自然斜坡，除HP1與HP2小型覆蓋層淺層滑塌體外，未見大的滑坡、崩塌等地質災害現象。而場坪開挖后，形成的邊坡類型不同，其破壞形式亦不同。

2.1 北側邊坡

根據設計場坪尺寸和1082.51 m場坪高程，北側邊坡長2260 m。邊坡頂部高程在1094～1099.78～1093 m之間變化，邊坡高度相應為12～17.30～10.50 m。邊坡垂向結構是上部為3～5 m的粉質粘土和高速公路路基，以下為強風化、中風化基巖（Jx）土石結合的一級邊坡。選最危險邊坡剖面5-5’剖面作為計算剖面，以圍墻為坡腳，垂直切坡，將形成18.60 m高的邊坡，在土質邊坡部分，坡頂邊緣的高速公路有較大的動荷載，邊坡以垂直開挖模型邊坡極不穩定。若按1：0.50高寬比放坡，Ks=1.13＜1.30。為確保坡后環城高速公路的安全，邊坡應進行支護設計。邊坡若按1：0.50坡率放坡，支護方案可以選擇擋土墻+格構梁支護，在1092.50 m高程設置2 m寬馬道。

2.2 東側邊坡

根據設計場坪尺寸和1082.50 m場坪高程，東側邊坡長200 m，邊坡頂部高程在1104～1094～1121～1103～1112 m之間變化，邊坡高度相應為21.50～11.50～38.50～20.50～29.50 m，屬一級邊坡。邊坡最高的在山脊部位，低的在1#沖溝和2#沖溝位置。邊坡上部為可塑狀粉質粘土層和粉土層，下部為強風化、中風化和部分微風化基巖組成的土石邊坡。

土質邊坡（B-C），1#沖溝和2#沖溝位置以可塑狀粉質粘土為主，同時也是地表水和地下水匯集的部位，對坡面易產生沖刷和滲透破壞。選最危險邊坡剖面9-9’剖面作為計算剖面，以圍墻為坡腳，垂直切坡，邊坡失穩。若按1：0.50的坡率放坡，邊坡下部為強風化泥巖，上部覆蓋層為粉質粘土，按等厚均質土層瑞典條分法進行邊坡穩定性計算，Ks=0.94＜1.30，下滑力21.67 kN。為保證邊坡整體穩定性及外觀，邊坡應進行支護設計。支護方案可以選擇擋土墻+格構梁護坡，1092.50 m高程設置2 m寬馬道。

巖質邊坡(C-D段)，砂巖夾泥巖，邊坡屬軟巖類，巖質邊坡為順向坡。據地表裂隙統計，該邊坡發育四組裂隙。邊坡垂直開挖，最高處44 m，必將失穩。如剖面12-12'，若按1：0.50坡率（即巖層面）開挖邊坡，且在1092.50 m和1102.50 m高程分別設置2 m寬馬道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程設置2 m寬馬道，邊坡最高處37.70 m，按復雜土層，圓弧滑動法計算邊坡整體穩定系數Ks=1.137＜1.30。因此，若按1：0.50坡率放坡，為保證邊坡整體穩定性，邊坡應進行支護設計。支護方案可以選擇擋土墻+格構梁。

2.3 南側邊坡

根據設計場坪尺寸和1082.50 m場坪高程，南側邊坡總長260 m，設計坡頂線從2#沖溝～山脊～3#沖溝，地形上中間高，兩端低。邊坡頂部高程在1112～1129～1100～1098～1084 m之間變化，邊坡高度相應為29.50～46.50～17.50～15.50～1.50m。屬一級邊坡。邊坡垂向結構是上部為2～5m的粉質粘土、粉土，以下為強風化～中等風化～微風化基巖，為土石結合的一級邊坡。

邊坡（D-E）段，邊坡為斜向坡，高35～44 m。邊坡上部為可塑狀粉質粘土層和粉土層，下部為強風化、中風化和部分微風化基巖組成的土石邊坡。邊坡垂直開挖，最高處44 m，必將失穩。邊坡若按1：0.50的坡率放坡，1092.50 m和1102.50 m高程分別設置一級2 m寬馬道，并在1102.50 m高程以上按1：1放坡，1112.50 m、1122.50 m高程設置2 m寬馬道則：

邊坡F-G段，邊坡為斜向坡，強風化以及覆蓋層厚8～10 m，邊坡高度10～14 m。20-20’剖面按高寬比1：0.50開挖，按斜向土層邊坡考慮，圓弧滑動法計算邊坡整體穩定系數Ks=0.99＜1.25，未滿足規范要求，但此段邊坡具備一定的放坡條件，建議按1：1放坡后，再進行邊坡支護設計。

南側邊坡若按1：0.50坡率放坡，均有不同程度的失穩情況，由于放坡條件有限，應對邊坡加強支護，建議邊坡支護方案選擇擋土墻+格構梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分別設置2 m寬馬道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程設置2 m寬馬道。

3 邊坡支護分析

通過現場勘察，巖層傾角較陡，覆蓋層較厚，邊坡變形破壞將以滑移、潰屈、圓弧形滑動為主。經計算分析，若垂直開挖，各段邊坡皆無法滿足《建筑邊坡工程技術規范》中有關一級邊坡安全系數的要求，各段邊坡均處于失穩或欠穩定狀態，故須對邊坡進行永久邊坡支護設計。

根據場地地質條件、現狀及周邊環境放坡條件有限，邊坡垂直開挖危險極大，故各段邊坡支護方案建議如下：

第一，北側邊坡，若按1：0.50坡率放坡后，邊坡欠穩定，為確保坡后環城高速公路的安全，作擋土墻+格構梁支護設計，1092.50 m高程設置2 m寬馬道。

第二，東側邊坡B-C段，1#沖溝和2#沖溝位置以可塑狀粉質粘土為主，同時也是地表水和地下水匯集的部位，對坡面易產生沖刷和滲透破壞，選最危險邊坡剖面9-9’剖面作為計算剖面，若按1：0.50的坡率放坡Ks=0.940＜1.30，下滑力21.67 kN。為保證邊坡整體穩定性及外觀，邊坡應進行支護設計。支護方案可以選擇擋土墻+格構梁護坡，1092.50 m高程設置2 m寬馬道。

第三，東側邊坡C-D段，砂巖夾泥巖，邊坡屬軟巖類，巖質邊坡為順向坡，如剖面12-12'，若按1：0.50坡率（即巖層面）開挖邊坡，邊坡整體穩定系數Ks=1.137＜1.30，邊坡欠穩定，為保證邊坡整體穩定性及外觀，邊坡應加強支護。支護方案可以選擇擋土墻+格構梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分別設置2 m寬馬道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.5 m高程設置2 m寬馬道。

第四，南側邊坡D-E段，14-14’剖面，邊坡最高處45.60 m，砂巖夾泥巖，破裂角取視傾角37°，滑動面參數選用泥巖面的抗剪強度，按平面滑動法計算公式，算得Ks1=1.13＜1.35。另，按圓弧滑動法計算邊坡整體穩定系數Ks2=1.07＜1.30。由于放坡條件有限，邊坡若按1：0.50坡率放坡，邊坡欠穩定，須加強支護，支護方案推薦采用擋土墻+錨索格構梁支護，分別在1092.50 m和1102.50 m高程設置2 m寬馬道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m高程設置2 m寬馬道。

第五，南側邊坡E-F段，18-18’剖面，若按1：0.50坡率放坡后，Ks=1.265＜1.30，邊坡欠穩定。建議邊坡按巖層面放坡，可以選擇擋土墻+錨索格構梁對邊坡進行加強支護，分別在1092.50 m和1102.50 m高程設置2 m寬馬道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m處設置2 m寬馬道。

第六，南側邊坡F-G段，邊坡若按1：0.50坡率放坡，邊坡亦欠穩定。由于此段邊坡具備一定的放坡條件，應先考慮放坡后，再進行邊坡支護設計。

4 結語

通過上述分析，可得知該工程各段邊坡均處于失穩或欠穩定狀態，故須對邊坡進行永久邊坡支護設計。邊坡支護設計與施工應遵循動態設計與信息化施工的原則，支護施工時采取分層自上而下逆作法施工，若現場支護方案與地質條件不相吻合時，須盡快通知我方，會同業主、監理、設計商議，及時修正支護方案，嚴禁盲目施工。邊坡施工期間及施工后建議在坡頂及附近穩定位置設置變形觀測點對各段邊坡進行觀測。

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