貴州凱里某邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理措施

邰勝鵬

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局101地質(zhì)大隊(duì)，貴州 凱里 556000)

1 工程概況

邊坡位于貴州省凱里市開(kāi)懷片區(qū)天佑金都及金山豪庭建設(shè)項(xiàng)目北側(cè)、東側(cè)(邊坡與在建住宅區(qū)平面分布見(jiàn)圖1)，為建設(shè)期間對(duì)一南向、西向自然斜坡坡腳切方形成的切方邊坡，邊坡全長(zhǎng)362 m，巖質(zhì)邊坡的最大切坡高度為17.20 m，土質(zhì)邊坡最大切方高度10.0 m，自然斜坡高程835 m～934 m，相對(duì)高差99 m，坡面坡度25°～55°，平均坡度約40°，邊坡已局部開(kāi)挖，現(xiàn)暫未觀(guān)測(cè)到明顯變形。

2 場(chǎng)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

場(chǎng)區(qū)屬中亞熱帶冬潮濕夏半濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候區(qū)，災(zāi)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(fā)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(guān)組(∈ls)地層的強(qiáng)風(fēng)化層和中風(fēng)化層兩個(gè)單元的灰、淺灰色白云巖。場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)活動(dòng)性斷層通過(guò)，巖層呈單斜產(chǎn)出，白云巖產(chǎn)狀為250°∠15°，與斜坡坡向(北向197°、東向274°)均為斜交外傾關(guān)系。根據(jù)GB 18306—2015中國(guó)地震動(dòng)力參數(shù)區(qū)劃圖[1]可知，場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，相應(yīng)地震烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分級(jí)為第一組。場(chǎng)區(qū)無(wú)地表水，地下水類(lèi)型為孔隙水、構(gòu)造裂隙水、巖溶裂隙水。地下水靠大氣降水垂直補(bǔ)給，通過(guò)鉆孔觀(guān)察，未見(jiàn)穩(wěn)定地下水水位，且地下水及巖土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土中的鋼筋腐蝕性均為微，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)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(fā)育大量節(jié)理裂隙，嚴(yán)重破壞邊坡穩(wěn)定性，故采用赤平投影法對(duì)巖體巖層層面與節(jié)理面之間的關(guān)系進(jìn)行分析。因該邊坡各段高差、巖土體性質(zhì)、坡面形態(tài)、坡向等不同，將場(chǎng)區(qū)邊坡分為三段進(jìn)行研究。

3.2 a-h段

a-h段為巖質(zhì)邊坡，該段揭露巖體主要為強(qiáng)～中風(fēng)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(kāi)挖，現(xiàn)存在局部滾石等現(xiàn)象，滾石粒徑3 cm～50 cm不等。根據(jù)圖2，巖層層面C,J1,J2節(jié)理面均位于坡面線(xiàn)P之外，巖體易沿該三組節(jié)理面發(fā)生平面滑移；J3節(jié)理面位于坡面線(xiàn)P之內(nèi)，巖體沿該組節(jié)理面滑移可能性較小；J1,J2,J3節(jié)理面交于坡面線(xiàn)P之外且該三組結(jié)構(gòu)面切割巖體后形成潛在的楔形體，楔形體易發(fā)生滑移變形破壞。

3.3 i-j段

i-j段邊坡為巖土混合質(zhì)邊坡，屬土質(zhì)邊坡，坡面整體形態(tài)為不規(guī)則多邊形，剖面線(xiàn)形態(tài)為折線(xiàn)型，邊坡巖性主要為含碎石黏土、強(qiáng)～中風(fēng)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(qiáng)風(fēng)化白云巖接觸面呈折線(xiàn)形，含碎石黏土層較厚。根據(jù)圖3，巖層層面C，J1,J3節(jié)理面均位于坡面線(xiàn)P之外，但J1節(jié)理面比坡面線(xiàn)P更靠近圓心，故巖體易沿該C,J3發(fā)生平面滑移，沿J1節(jié)理面滑移可能性較小；J2節(jié)理面位于坡面線(xiàn)P之內(nèi)，巖體沿該組節(jié)理面滑移可能性較小。J2,J3節(jié)理面和巖層層面C，J3,J1節(jié)理面交點(diǎn)均位于斜坡坡面線(xiàn)P外側(cè)，J2,J3和C為一組，J3,J1為另一組，該兩組結(jié)構(gòu)面切割巖體后形成潛在滑移的楔形體，楔形體易發(fā)生滑移變形破壞。

3.4 j-o段

j-o段邊坡為巖質(zhì)邊坡，長(zhǎng)131 m，邊坡揭露巖體主要為強(qiáng)～中風(fēng)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(kāi)挖，現(xiàn)存在局部滾石等現(xiàn)象，滾石粒徑4 cm～20 cm不等，且未發(fā)生巖質(zhì)滑坡等現(xiàn)象。根據(jù)圖4，J2節(jié)理面位于坡面線(xiàn)P之內(nèi)，巖體易沿該三組節(jié)理面發(fā)生平面滑移，J2節(jié)理面位于坡面線(xiàn)P之內(nèi)，巖體沿該組節(jié)理面滑移可能性較小；J1,J2,J3節(jié)理面交點(diǎn)位于斜坡坡面線(xiàn)P外側(cè)，J1,J2,J3三組結(jié)構(gòu)面切割巖體后形成潛在滑移的楔形體，楔形體易發(fā)生滑移變形破壞。

3.5 邊坡破壞模式及定性評(píng)價(jià)

根據(jù)前述對(duì)各段邊坡的分析結(jié)果，研究區(qū)邊坡坡體巖性自上而下依次為：殘坡積含碎石黏土、強(qiáng)風(fēng)化白云巖和中風(fēng)化白云巖，推測(cè)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(fā)生平面滑移，巖體沿J1,J2節(jié)理面發(fā)生平面滑移，巖體節(jié)理裂隙切割的楔形體發(fā)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(qiáng)風(fēng)化巖體發(fā)生折線(xiàn)滑移，邊坡整體圓弧滑移，邊坡巖體沿J3節(jié)理面發(fā)生平面滑移，巖體沿巖層層面發(fā)生平面滑移，巖體節(jié)理裂隙切割的楔形體發(fā)生滑移。

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

4 邊坡的物理力學(xué)參數(shù)及穩(wěn)定性分析

4.1 場(chǎng)區(qū)巖土物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范表4.1.8和表5.3.2結(jié)合上述邊坡工程安全等級(jí)和地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度，本次邊坡巖土工程勘察等級(jí)為二級(jí)，治理工程安全系數(shù)取值1.30[3]。根據(jù)GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范、GB 50218—2014工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，得到巖體物理力學(xué)參數(shù)如表1～表3所示。

表1 土體物理力學(xué)性質(zhì)

表2 巖體物理力學(xué)性質(zhì)

表3 巖體結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)性質(zhì)

4.2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法及結(jié)果

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

表4 邊坡各段穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明在垂直開(kāi)挖條件下，場(chǎng)區(qū)邊坡存在以下幾種隱患：

1)各個(gè)分段上部含有碎石黏土土層，將會(huì)將在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生滑坡。

2)各個(gè)分段坡體沿巖層層面滑移的穩(wěn)定系數(shù)均大于1.30處穩(wěn)定狀態(tài)，但邊坡巖體風(fēng)化強(qiáng)烈且發(fā)育大量節(jié)理裂隙，故在開(kāi)挖過(guò)程中易產(chǎn)生局部坍塌、掉塊。

3)a-h段中由于節(jié)理面切割形成的楔形體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在開(kāi)挖過(guò)程中易發(fā)生滑移變形破壞。

4)i-j段在開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡上覆殘坡積含碎石黏土易沿下伏強(qiáng)風(fēng)化巖體發(fā)生折線(xiàn)滑移，邊坡巖體易沿J3節(jié)理面發(fā)生滑移變形破壞。

5)j-o段在開(kāi)挖過(guò)程中，邊坡巖體易沿J1，J3節(jié)理面發(fā)生滑移變形破壞。

通過(guò)分析，邊坡必須進(jìn)行工程治理，采取切實(shí)有效的工程治理措施后才可以保證該邊坡的安全穩(wěn)定，避免產(chǎn)生滑坡以及局部坍塌、掉塊[7]。

5 治理方案

根據(jù)前述對(duì)各段邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，結(jié)合場(chǎng)區(qū)實(shí)地工程地質(zhì)條件，及考慮到降雨等自然因素，以及該邊坡現(xiàn)已局部開(kāi)挖，故該邊坡的治理措施有：a-h段邊坡采用“1∶0.75”分級(jí)放坡，對(duì)坡面實(shí)施錨桿錨固、掛網(wǎng)噴射混凝土的治理措施；i-j段邊坡采用在邊坡前緣設(shè)置斷面為直立式的重力式擋土墻進(jìn)行支護(hù)的治理措施；j-o段邊坡采用“1∶0.50”分級(jí)放坡，對(duì)坡面實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索錨固、掛網(wǎng)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(gè)邊坡坡頂開(kāi)挖斷面形式為矩形的截水溝[8-9]。

6 結(jié)語(yǔ)

該邊坡位于貴州省凱里市開(kāi)懷片區(qū)天佑金都及金山豪庭建設(shè)項(xiàng)目在建住宅區(qū)北側(cè)、東側(cè)，為建設(shè)期間對(duì)一南向、西向自然斜坡坡腳切方形成的切方邊坡，現(xiàn)已局部開(kāi)挖，且存在大量不穩(wěn)定的碎石黏土，如邊坡繼續(xù)開(kāi)挖易產(chǎn)生滑坡以及局部坍塌、掉塊等危險(xiǎn)，從而危及在建住宅區(qū)，故急需對(duì)該邊坡進(jìn)行工程治理。