某汽車培訓場高邊坡評價

宋彬

摘 要：通過對忠縣紅星小區(qū)邊坡工程地質(zhì)條件的分析，探討了邊坡穩(wěn)定性評價與計算，并提出了建議。

關鍵詞：邊坡穩(wěn)定性；治理措施；建議

1 邊坡簡介

XX公司擬建汽車培訓場，按設計地面整平高程234.00m開挖平場后，將于西側(cè)、北東側(cè)形成1#邊坡（X：4480.81～4590.54m，Y：3698.13～3714.82m），高1.20～30.60m，長111m；2#邊坡（X：4601.45～4687.26m，Y：3747.23～3788.34m），高0.50～22.50m，長95m；3#邊坡（（X： 4659.88～4687.26m，Y： 3817.52～3788.34m），高8.30～22.50m，長40m。邊坡巖性主要由中～厚層狀砂、泥巖組成。根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2002）確定，邊坡安全等級為一級，勘察等級為甲級。

2 邊坡工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

邊坡位于忠縣紅星小區(qū)（重慶市忠縣四小西、北側(cè)） 一自然斜坡上，坡角15～45°，場地局部人工邊坡在65～85°，坡頂為耕植區(qū)，坡腳為機動車訓練場，交通條件較方便。

場地為淺丘剝蝕地貌。地形總體西高東低，高程在234.00～274.50m，相對高差約40.50m。

2.2 地質(zhì)構造

場地區(qū)域地質(zhì)構造屬忠縣背斜東翼；巖層呈互層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀132°∠65°。經(jīng)調(diào)查，受區(qū)域構造的影響發(fā)育二組構造裂隙。

2.3 地層結構及巖性特征

經(jīng)鉆探揭露深度范圍內(nèi)的地層由第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土和下伏侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）泥巖、砂巖組成。

2.4 基巖強風化帶特征

斜坡巖土界面坡角15～55°，傾向東側(cè)，由于巖層產(chǎn)狀陡，巖層風化裂隙較發(fā)育，巖體強風化帶厚度較大，厚度2.35m（BK19）～5.10m（BK5），強風化帶巖芯多呈碎屑～碎塊狀，少量呈短柱狀，質(zhì)軟。

中等風化帶巖體較完整，巖芯多呈短～長柱狀，巖質(zhì)較硬。

2.5 水文地質(zhì)條件

場地地形西高東低成斜坡狀，且地勢相對較高，粉質(zhì)粘土屬隔水層；砂巖屬于弱透水層，泥巖屬隔水層，當接受大氣降水補給后，大部分沿斜坡形成地表徑流，排泄至坡腳?？辈炱陂g，場地斜坡、邊坡，砂、泥巖界面、裂隙面無滴水現(xiàn)象。鉆探施工完畢后對鉆孔BK1、BK5、BK9、BK12、BK16、BK19作簡易提水試驗，鉆孔水位無恢復，說明場地勘察期間在鉆探深度范圍內(nèi)不存在地下水。水文地質(zhì)條件簡單。

2.6 不良地質(zhì)作用及地震效應

通過地表工程地質(zhì)測繪及鉆探成果表明，場地在鉆探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層、滑坡、軟弱夾層、崩塌等不良地質(zhì)作用。

3 邊坡穩(wěn)定性評價

3.1 邊坡巖體結構類型

經(jīng)工程鉆探表明邊坡巖性由中～厚層狀砂巖、中～厚層狀泥巖組成，巖體較完整，卸荷裂隙不發(fā)育，層面不發(fā)育，無軟弱夾層。通過工程地質(zhì)測繪查明，巖體受區(qū)域構造的影響，邊坡基巖中發(fā)育兩組構造裂隙，I組裂隙：產(chǎn)狀300～314°∠25°～36°，間距1.0～2.5m，延伸5～8m，多呈張開狀，寬1～6mm，裂面粗糙，閉合，無充填，結合程度一般，為硬性結構面；II組裂隙：產(chǎn)狀27～35°∠78～82°，間距1.5～3.0m，延伸2～6m，寬2～7mm，裂面平直，閉合，局部充填粘土，結合程度一般，為硬性結構面；層間裂隙：產(chǎn)狀131～133°∠64～66°，間距1.0～3.5m，延伸0.83～5m，寬2～7mm，裂面呈鋸齒狀，閉合，無充填，結合程度差，為硬性結構面。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）附錄A表A.0.4劃分邊坡巖體結構類型為塊狀結構。

3.2 現(xiàn)有邊坡的形態(tài)特征

邊坡原地形為一斜坡，2001年開始部分切坡，切坡采用機械結合爆破開挖，隨后停止。1#邊坡周邊局部地段開挖形成人工邊坡，在BK9北東側(cè)為甲方已開挖結束的邊坡（不屬于本次勘察范圍），該段邊坡長約25m，坡高為1.5～24.5m，坡度角62～68°，巖質(zhì)為砂巖，已開挖結束（不須要在作開挖）的邊坡無開裂、變形現(xiàn)象，現(xiàn)狀穩(wěn)定。1#邊坡東側(cè)已開挖成長約91m，坡高為4.5～24.5m，坡度角62～85°，邊坡為巖質(zhì)邊坡，砂、泥巖互層，局部見掉塊或崩塌現(xiàn)象，邊坡現(xiàn)狀欠穩(wěn)定。

3.3 邊坡穩(wěn)定性定性分析

①1#邊坡。地表高程235.25～264.60m，邊坡高1.20～30.60m，長111m，邊坡表層由0.50～1.20m的粉質(zhì)粘土覆蓋，主要由強、中風化砂、泥巖組成，砂、泥巖分別為較軟巖與極軟巖，巖體屬中～厚層狀結構。根據(jù)巖體內(nèi)裂隙產(chǎn)狀，巖層產(chǎn)狀及邊坡要素作赤平投影圖圖1。

由赤平投影圖1可知：邊坡穩(wěn)定性主要受層間裂隙控制，直立切坡易產(chǎn)生以巖層產(chǎn)狀結構面滑移破壞。按照《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2002）附錄A劃分：屬Ⅳ類邊坡，邊坡欠穩(wěn)定。

②2#邊坡。地表高程234.50～256.50m，邊坡高0.50～22.50m，長95m，邊坡表層由0.50～0.60m的粉質(zhì)粘土覆蓋，主要由強、中風化砂、泥巖組成，砂、泥巖分別為較軟巖與極軟巖，巖體屬中～厚層狀結構。根據(jù)巖體裂隙，巖層產(chǎn)狀及邊坡要素作赤平投影圖圖2。

由赤平投影圖2可知，邊坡受層間結構面控制，直立切坡易產(chǎn)生以巖層產(chǎn)狀結構面順層滑動；按照《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2002）附錄A劃分：屬Ⅳ類邊坡，邊坡欠穩(wěn)定。

③3#邊坡。地表高程242.30～256.50m，邊坡高8.30～22.50m，長40m，邊坡表層由0.40～0.60m的粉質(zhì)粘土覆蓋，主要由強、中風化砂、泥巖組成，砂、泥巖分別為較軟巖與極軟巖，巖體屬中～厚層狀結構。根據(jù)巖體裂隙，巖層產(chǎn)狀及邊坡要素作赤平投影圖圖3。

由赤平投影圖3可知，邊坡裂隙結構面以內(nèi)傾為主，按照《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2002）附錄A劃分：屬Ⅳ類邊坡類型，巖質(zhì)邊坡基本穩(wěn)定。

4 邊坡穩(wěn)定性計算

4.1 #邊坡的穩(wěn)定性計算

從3.3邊坡穩(wěn)定性定性分析①1#邊坡可知：1#邊坡的穩(wěn)定性主要受巖層產(chǎn)狀結構面控制，邊坡屬欠穩(wěn)定型邊坡，直立切坡時，邊坡的破壞模式為沿巖層產(chǎn)狀結構面滑移破壞，故邊坡穩(wěn)定性計算采用平面滑動的穩(wěn)定計算。

平面破壞模式公式計算：

式中：Fs-穩(wěn)定系數(shù)； C、Φ-分別為巖層產(chǎn)狀結構面的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角標準值，按《建筑工程邊坡技術規(guī)范》（GB50330-2002）表1結合現(xiàn)場實際情況綜合取值表2取值。

H-為坡高（m）；l-破裂面長度（m），為H/Sinβ；β-破裂角（°）；α-坡度角（°）；ω-滑塊重量（KN/m）；γ-滑體重度取中等風化泥巖重度試驗值25.01KN/m3；

表1 1#邊坡計算參數(shù)及穩(wěn)定性系數(shù)

經(jīng)計算，穩(wěn)定性系數(shù)Fs =0.80，小于邊坡穩(wěn)定系數(shù)1.35（一級邊坡），邊坡屬不穩(wěn)定性邊坡，需要治理。破裂角取61°。

4.2 2#邊坡的穩(wěn)定性計算

從3.3邊坡穩(wěn)定性定性分析②1#邊坡可知：2#邊坡的穩(wěn)定性主要受巖層產(chǎn)狀結構面控制，邊坡屬欠穩(wěn)定型邊坡，直立切坡時，邊坡的破壞模式為沿巖層產(chǎn)狀結構面發(fā)生平面滑移破壞或崩滑。故邊坡穩(wěn)定性計算采用平面滑動的穩(wěn)定性計算，平面破壞模式公式及圖見圖2

表2 邊坡計算參數(shù)及穩(wěn)定性系數(shù)

經(jīng)計算，穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.23，小于邊坡穩(wěn)定系數(shù)1.30（二級邊坡），故邊坡屬欠穩(wěn)定性邊坡，需要治理。破裂角取62°。

5 邊坡治理措施及設計參數(shù)建議

5.1 邊坡治理措施建議

5.1.1 地區(qū)邊坡治理經(jīng)驗，建議采用巖石錨桿擋墻治理。

5.1.2 坡頂應沿邊坡走向設置防護欄，坡頂及坡腳均作封閉處理且設置排水、截水溝。

5.1.3 采用放坡或重力式擋墻支擋坡頂?shù)谒南低馏w。

5.1.4 該自然斜坡上無居民住房等建筑物，故有放坡開挖的條件，建議采用后仰式分臺階放坡開挖。宜每10～15m設一臺階，臺階寬2.0m，基巖邊坡坡率取1：0.75。

5.1.5 加強邊坡變形監(jiān)測工作。

5.2 邊坡設計參數(shù)建議

表3 邊坡巖土設計參數(shù)

6 結論

通過本次勘察，場地范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有斷層、滑坡、崩塌、軟弱夾層等不良地質(zhì)作用。查明了邊坡范圍內(nèi)地形地貌、地質(zhì)構造、地層結構、水文地質(zhì)條件及巖土物理力學指標。重點查明了邊坡巖體結構類型、組合關系及力學屬性，對邊坡穩(wěn)定性進行了定性分析和定量計算，并對邊坡提出了支護治理措施。