靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡支護研究

王正禹

（興山縣國土資源局，湖北宜昌　443799）

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靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡支護研究

王正禹

（興山縣國土資源局，湖北宜昌443799）

摘要：介紹了靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡的特點，探討了其破壞模式及穩(wěn)定性評價方法，以恩施州連珠畔島F1G1段邊坡為例，闡述了邊坡計算及支護設(shè)計方法，為基坑邊線緊靠用地紅線以及基坑開挖后存在大量巖質(zhì)順層邊坡的支護設(shè)計提供了思路。

關(guān)鍵詞：用地紅線，巖質(zhì)順層邊坡，邊坡支護

隨著社會大規(guī)模建設(shè)的進展，土地的利用愈發(fā)趨于緊張，越來越多的擬建建筑物的基坑支護邊線緊靠用地紅線，與周邊已建建筑物或道路越來越近，一旦這些基坑邊坡發(fā)生失穩(wěn)，將對周邊的人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失，后果不堪設(shè)想，而在這類基坑邊坡中，有很大一部分是巖質(zhì)順層邊坡，巖質(zhì)順層邊坡指的是邊坡的巖層面傾向與邊坡坡面傾向大致相同的一類邊坡。在如今的工程建設(shè)施工中，該類邊坡極易發(fā)生失穩(wěn)破壞，如2003年發(fā)生在我國三峽水庫的千將坪滑坡導(dǎo)致多人受傷，346間房屋倒塌［1］；2004年在長晉高速公路K28～K32大約5. 0 km的路塹開挖段，共發(fā)生了6處大型順層巖質(zhì)滑坡，總長度達1. 8 km，直接增加了大量額外的建設(shè)費用［2］；1997年在湖北巴東白巖溝大橋左側(cè)一順層邊坡，因為人類工程活動對其坡腳的不合理開挖，導(dǎo)致約10萬m3的巖體沿著巖層間的順向滑移面下滑，嚴(yán)重威脅下方建筑物［3］。

鑒于此，本文以靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡為研究對象，首先研究該類邊坡的特點；然后對該類邊坡的破壞模式及穩(wěn)定性進行分析；最后結(jié)合工程實例——恩施州連珠畔島F1G1段邊坡進行分析，闡述該段緊靠用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡在設(shè)計中所遇到的地質(zhì)環(huán)境的特性，并針對其特性對具體的支護措施進行探討。研究成果可為類似靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡支護工程提供參考。

1　邊坡特點

該類邊坡的典型模型如圖1所示，邊坡巖層面傾向與邊坡坡面傾向大致相同，且由于坡頂靠近用地紅線，邊坡開挖后無放坡空間，坡頂與其他已建建筑物相距較近，因此，該類邊坡的主要特點為：1）邊坡巖體易沿著某層脆弱的順層結(jié)構(gòu)面滑動；2）開挖切坡后坡面較陡，近乎直立的坡面形態(tài)對邊坡的穩(wěn)定性影響較大；3）坡頂離已建建筑物較近，相當(dāng)于在坡頂加上了較大的荷載，極大的威脅了該類邊坡的穩(wěn)定性。

圖1　邊坡典型模型

2　破壞模式及穩(wěn)定性分析

2.1破壞模式

根據(jù)該類邊坡的特點，巖質(zhì)順層邊坡順層結(jié)構(gòu)面（如巖層面或節(jié)理裂隙面）附近的抗剪強度最弱，當(dāng)該類邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞時，巖體往往會沿著順層結(jié)構(gòu)面滑動，因此巖質(zhì)順層邊坡的破壞模式主要受巖體的順層結(jié)構(gòu)面控制，具體為：1）邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞時，邊坡巖體沿一組主要的外傾巖層面滑移，其穩(wěn)定性由受巖層面的抗剪強度控制。2）邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞時，邊坡巖體沿幾組主要的外傾巖層面或節(jié)理裂隙面滑移，邊坡巖體被巖層面或節(jié)理裂隙面交叉切割形成楔形體塊，其穩(wěn)定性由受外傾巖層面或節(jié)理裂隙面的抗剪強度控制。

2.2穩(wěn)定性分析

該類邊坡的穩(wěn)定性分析評價是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)階段最主要方法是依據(jù)邊坡的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)條件等內(nèi)在因素以及降雨、人類工程活動等外在因素，定性或定量地判定邊坡的穩(wěn)定性、破壞模式，然后再依據(jù)邊坡穩(wěn)定性、破壞模式，選擇恰當(dāng)?shù)闹ёo措施，具體工作步驟為：1）對邊坡進行詳細的工程地質(zhì)調(diào)繪以及勘察，獲取基礎(chǔ)的地質(zhì)資料，如邊坡巖層產(chǎn)狀、巖石完整性、地下水以及坡面形態(tài)等。2）依據(jù)所獲得的基礎(chǔ)地質(zhì)資料以及降雨、人類工程活動等外界觸發(fā)因素對邊坡的失穩(wěn)模式進行判定。3）根據(jù)邊坡的失穩(wěn)模式，選擇與之相匹配的穩(wěn)定性計算方法進行穩(wěn)定性分析計算。4）根據(jù)穩(wěn)定性計算結(jié)果以及邊坡失穩(wěn)模式進行支護設(shè)計。

3　工程實例

3.1工程概況

連珠畔島位于原恩施州連珠水泥廠，連珠大橋和209國道連接線南側(cè)。該場地南高北低，呈一面邊坡，略向西傾斜。由于連珠畔島小區(qū)道路修建及場地平整，在場地南側(cè)和小區(qū)內(nèi)部形成最高達31 m的邊坡。連珠畔島小區(qū)建成后，該區(qū)域內(nèi)人口活動頻繁，一旦所形成的人工切坡失穩(wěn)，將對區(qū)域內(nèi)過往車輛行人的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成較大的威脅，后果將不堪設(shè)想。

圖2　F1G1段示意圖

該邊坡的F1G1段位于場地東側(cè)，該段為緩傾角的巖質(zhì)順層邊坡，邊坡開挖后，會形成高達36 m的巖質(zhì)順層坡，坡面巖體主要為炭質(zhì)灰?guī)r和石灰?guī)r組成，且開挖后巖體裸露，巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面在受外界水的侵蝕，溫度的循環(huán)作用、自然風(fēng)化作用等其他因素的長期作用下，巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面會逐漸加大，巖體變得松散，順層結(jié)構(gòu)面的抗剪能力降低，另外，邊坡沒有放坡的距離可用。如果不采取有效的支護，邊坡在土石方的開挖過程中就有可能發(fā)生大范圍的順層滑坡（見圖2）。

3.2穩(wěn)定性分析

邊坡安全系數(shù)Fs計算方法采用極限平衡法，邊坡高度H = 36.89 m，結(jié)構(gòu)面傾角α=16. 0°，結(jié)構(gòu)面粘聚力c =70. 0 kPa，結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角Φ=18. 0°，張裂隙離坡頂點的距離l =10. 0 m。邊坡巖體的容重r =26. 5 kN/m3，利用GEO—SLOPE軟件中的SLOPE/ W模塊對其進行分析，建立計算模型如圖3所示。

計算結(jié)果如圖4所示。

圖3　F1G1邊坡計算模型

圖4　F1G1段邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

圖4顯示邊坡安全系數(shù)為1. 014，為欠穩(wěn)定狀態(tài)，在遭遇暴雨或者人類工程活動影響下極易發(fā)生整體失穩(wěn)，需要立即采取支護措施，增加邊坡穩(wěn)定，確保附近人民群眾的生命與財產(chǎn)安全。

3.3支護設(shè)計計算分析

由于F1G1段為標(biāo)準(zhǔn)的巖質(zhì)順層坡，坡頂緊鄰用地紅線，不存在放坡距離，所以在坡頂無法削坡減壓，坡腳是擬建小區(qū)道路。受空間的限制，擬在該段采用錨索支護，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中錨索的構(gòu)造要求，擬采用9道錨索支護，錨索間距為3 m，錨索傾角為20°，利用GEO—SLOPE軟件中的SLOPE/W模塊對支護后的邊坡進行計算，得到安全系數(shù)為1. 902，如圖5所示。

圖5　支護后F1G1段邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)構(gòu)

3.4支護設(shè)計詳細說明

根據(jù)3. 3節(jié)的支護設(shè)計計算，得到F1G1段的支護設(shè)計剖面圖，如圖6所示。

圖6　F1G1段的支護設(shè)計

具體支護措施為：采用750 kN級全長無粘結(jié)壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合鋼筋混凝土格構(gòu)梁支護，格構(gòu)梁嵌巖2 m，施工一根嵌巖樁，另外，施工的時候，F(xiàn)1G1段采用地質(zhì)信息化施工，施工順序必須是從G1點往F1點施工。施工水平分段距離為10 m，在施工過程中，需及時進行地質(zhì)素面，并及時回饋設(shè)計單位，便于及時調(diào)整滑坡治理數(shù)據(jù)。

4　結(jié)語

本文選取靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡為研究對象，首先分析了該類邊坡的特點，然后對其破壞模式及穩(wěn)定性評價方法進行探討，最后以具體的工程實例——恩施州連珠畔島F1G1段邊坡進行分析，獲得以下幾點結(jié)論：

1）該類邊坡具有順層層面，坡面較陡，坡頂一般會有超載的特點。

2）該類邊坡的各種破壞形態(tài)主要受結(jié)構(gòu)面控制，其穩(wěn)定性評價方法主要為依據(jù)邊坡的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)條件等內(nèi)在因素以及降雨、人類工程活動等外在因素，定性或定量地判定邊坡的穩(wěn)定性、破壞模式，然后再依據(jù)邊坡穩(wěn)定性、破壞模式，選擇恰當(dāng)?shù)闹ёo措施。

3）恩施州連珠畔島邊坡的F1G1段為典型的靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡，該邊坡的具體支護措施為：采用9道750 kN級全長無粘結(jié)壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合鋼筋混凝土格構(gòu)梁支護，格構(gòu)梁嵌巖2 m，施工一根嵌巖樁。

4）本文的研究內(nèi)容可以為其他的靠近用地紅線的巖質(zhì)順層邊坡提供設(shè)計參考，具有實際工程意義。

參考文獻：

［1］王治華，楊日紅.三峽水庫區(qū)千將坪滑坡活動性質(zhì)及運動特征［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2005（15）：90-92.

［2］成永剛.長晉高速公路K28～K32順層巖質(zhì)滑坡研究［D］.成都：西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文，2004.

［3］殷躍平.三峽庫區(qū)邊坡結(jié)構(gòu)及失穩(wěn)模式研究［J］.工程地質(zhì)學(xué)報，2005（4）：126-127.

On rock bedding slope support close to boundary line of land

Wang Zhengyu
（Xingshan County Municipal Bureau of Land and Resources，Yichang 443799，China）

Abstract：The paper introduces the features of the rock bedding slope support close to boundary line of land，explores its damage model and stability evaluation，illustrates the slope calculation and support design by taking the slope at F1G1Lianzhu Island of Enshi，so as to provide some ideas for the support design of large rock bedding support after the foundation pit excavation and the foundation pit line close to the boundary line of land.

Key words：boundary line of land，rock bedding slope，slope support

中圖分類號：TU413. 62

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0099-02

收稿日期：2016-01-17

作者簡介：王正禹（1987-），男，碩士，助理工程師