小孟園區(qū)4號(hào)地塊土地一級(jí)開發(fā)項(xiàng)目邊坡分析及支護(hù)探討

□虞 磊(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院)

1 工程概況

擬建場(chǎng)地位于小河經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)以南約4 km處，西鄰開發(fā)大道及小黃河，北臨貴陽(yáng)繞城高速公路朱家院大橋一帶。根據(jù)工程特性，擬建工程場(chǎng)坪高程1082.51 m，場(chǎng)地平整后，將在場(chǎng)地南、東兩側(cè)形成高約30～50 m的高邊坡，北側(cè)為10～15 m高邊坡。場(chǎng)地有成片的果林，沖溝內(nèi)為水稻田，在北東角有4戶磚混結(jié)構(gòu)的房屋，在西側(cè)，距開發(fā)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(guò)。根據(jù)場(chǎng)地特征，并依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）巖土工程分級(jí)、《建筑工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）邊坡安全等級(jí)分類，該項(xiàng)目的工程為二級(jí)工程，場(chǎng)地等級(jí)為復(fù)雜場(chǎng)地，地基等級(jí)為中等復(fù)雜地基、為永久邊坡，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)。

2 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

目前，擬建場(chǎng)地為穩(wěn)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(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。而場(chǎng)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(cè)邊坡

根據(jù)設(shè)計(jì)場(chǎng)坪尺寸和1082.51 m場(chǎng)坪高程，北側(cè)邊坡長(zhǎng)2260 m。邊坡頂部高程在1094～1099.78～1093 m之間變化，邊坡高度相應(yīng)為12～17.30～10.50 m。邊坡垂向結(jié)構(gòu)是上部為3～5 m的粉質(zhì)粘土和高速公路路基，以下為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化基巖（Jx）土石結(jié)合的一級(jí)邊坡。選最危險(xiǎn)邊坡剖面5-5’剖面作為計(jì)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(zhì)邊坡部分，坡頂邊緣的高速公路有較大的動(dòng)荷載，邊坡以垂直開挖模型邊坡極不穩(wěn)定。若按1：0.50高寬比放坡，Ks=1.13＜1.30。為確保坡后環(huán)城高速公路的安全，邊坡應(yīng)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。邊坡若按1：0.50坡率放坡，支護(hù)方案可以選擇擋土墻+格構(gòu)梁支護(hù)，在1092.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

2.2 東側(cè)邊坡

根據(jù)設(shè)計(jì)場(chǎng)坪尺寸和1082.50 m場(chǎng)坪高程，東側(cè)邊坡長(zhǎng)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(yīng)為21.50～11.50～38.50～20.50～29.50 m，屬一級(jí)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(zhì)粘土層和粉土層，下部為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和部分微風(fēng)化基巖組成的土石邊坡。

土質(zhì)邊坡（B-C），1#沖溝和2#沖溝位置以可塑狀粉質(zhì)粘土為主，同時(shí)也是地表水和地下水匯集的部位，對(duì)坡面易產(chǎn)生沖刷和滲透破壞。選最危險(xiǎn)邊坡剖面9-9’剖面作為計(jì)算剖面，以圍墻為坡腳，垂直切坡，邊坡失穩(wěn)。若按1：0.50的坡率放坡，邊坡下部為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，上部覆蓋層為粉質(zhì)粘土，按等厚均質(zhì)土層瑞典條分法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，Ks=0.94＜1.30，下滑力21.67 kN。為保證邊坡整體穩(wěn)定性及外觀，邊坡應(yīng)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。支護(hù)方案可以選擇擋土墻+格構(gòu)梁護(hù)坡，1092.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

巖質(zhì)邊坡(C-D段)，砂巖夾泥巖，邊坡屬軟巖類，巖質(zhì)邊坡為順向坡。據(jù)地表裂隙統(tǒng)計(jì)，該邊坡發(fā)育四組裂隙。邊坡垂直開挖，最高處44 m，必將失穩(wěn)。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(shè)置2 m寬?cǎi)R道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道，邊坡最高處37.70 m，按復(fù)雜土層，圓弧滑動(dòng)法計(jì)算邊坡整體穩(wěn)定系數(shù)Ks=1.137＜1.30。因此，若按1：0.50坡率放坡，為保證邊坡整體穩(wěn)定性，邊坡應(yīng)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。支護(hù)方案可以選擇擋土墻+格構(gòu)梁。

2.3 南側(cè)邊坡

根據(jù)設(shè)計(jì)場(chǎng)坪尺寸和1082.50 m場(chǎng)坪高程，南側(cè)邊坡總長(zhǎng)260 m，設(shè)計(jì)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(yīng)為29.50～46.50～17.50～15.50～1.50m。屬一級(jí)邊坡。邊坡垂向結(jié)構(gòu)是上部為2～5m的粉質(zhì)粘土、粉土，以下為強(qiáng)風(fēng)化～中等風(fēng)化～微風(fēng)化基巖，為土石結(jié)合的一級(jí)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(zhì)粘土層和粉土層，下部為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和部分微風(fēng)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(wěn)。邊坡若按1：0.50的坡率放坡，1092.50 m和1102.50 m高程分別設(shè)置一級(jí)2 m寬?cǎi)R道，并在1102.50 m高程以上按1：1放坡，1112.50 m、1122.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道則：

邊坡F-G段，邊坡為斜向坡，強(qiáng)風(fēng)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(dòng)法計(jì)算邊坡整體穩(wěn)定系數(shù)Ks=0.99＜1.25，未滿足規(guī)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(jìn)行邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。

南側(cè)邊坡若按1：0.50坡率放坡，均有不同程度的失穩(wěn)情況，由于放坡條件有限，應(yīng)對(duì)邊坡加強(qiáng)支護(hù)，建議邊坡支護(hù)方案選擇擋土墻+格構(gòu)梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分別設(shè)置2 m寬?cǎi)R道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

3 邊坡支護(hù)分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)為主。經(jīng)計(jì)算分析，若垂直開挖，各段邊坡皆無(wú)法滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)一級(jí)邊坡安全系數(shù)的要求，各段邊坡均處于失穩(wěn)或欠穩(wěn)定狀態(tài)，故須對(duì)邊坡進(jìn)行永久邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、現(xiàn)狀及周邊環(huán)境放坡條件有限，邊坡垂直開挖危險(xiǎn)極大，故各段邊坡支護(hù)方案建議如下：

第一，北側(cè)邊坡，若按1：0.50坡率放坡后，邊坡欠穩(wěn)定，為確保坡后環(huán)城高速公路的安全，作擋土墻+格構(gòu)梁支護(hù)設(shè)計(jì)，1092.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

第二，東側(cè)邊坡B-C段，1#沖溝和2#沖溝位置以可塑狀粉質(zhì)粘土為主，同時(shí)也是地表水和地下水匯集的部位，對(duì)坡面易產(chǎn)生沖刷和滲透破壞，選最危險(xiǎn)邊坡剖面9-9’剖面作為計(jì)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(wěn)定性及外觀，邊坡應(yīng)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。支護(hù)方案可以選擇擋土墻+格構(gòu)梁護(hù)坡，1092.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

第三，東側(cè)邊坡C-D段，砂巖夾泥巖，邊坡屬軟巖類，巖質(zhì)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(wěn)定系數(shù)Ks=1.137＜1.30，邊坡欠穩(wěn)定，為保證邊坡整體穩(wěn)定性及外觀，邊坡應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。支護(hù)方案可以選擇擋土墻+格構(gòu)梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分別設(shè)置2 m寬?cǎi)R道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.5 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

第四，南側(cè)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(dòng)面參數(shù)選用泥巖面的抗剪強(qiáng)度，按平面滑動(dòng)法計(jì)算公式，算得Ks1=1.13＜1.35。另，按圓弧滑動(dòng)法計(jì)算邊坡整體穩(wěn)定系數(shù)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(wěn)定，須加強(qiáng)支護(hù)，支護(hù)方案推薦采用擋土墻+錨索格構(gòu)梁支護(hù)，分別在1092.50 m和1102.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

第五，南側(cè)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(wěn)定。建議邊坡按巖層面放坡，可以選擇擋土墻+錨索格構(gòu)梁對(duì)邊坡進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，分別在1092.50 m和1102.50 m高程設(shè)置2 m寬?cǎi)R道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m處設(shè)置2 m寬?cǎi)R道。

第六，南側(cè)邊坡F-G段，邊坡若按1：0.50坡率放坡，邊坡亦欠穩(wěn)定。由于此段邊坡具備一定的放坡條件，應(yīng)先考慮放坡后，再進(jìn)行邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，可得知該工程各段邊坡均處于失穩(wěn)或欠穩(wěn)定狀態(tài)，故須對(duì)邊坡進(jìn)行永久邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)遵循動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工的原則，支護(hù)施工時(shí)采取分層自上而下逆作法施工，若現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)方案與地質(zhì)條件不相吻合時(shí)，須盡快通知我方，會(huì)同業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)商議，及時(shí)修正支護(hù)方案，嚴(yán)禁盲目施工。邊坡施工期間及施工后建議在坡頂及附近穩(wěn)定位置設(shè)置變形觀測(cè)點(diǎn)對(duì)各段邊坡進(jìn)行觀測(cè)。

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