隴南市東江新區(qū)外環(huán)路邊坡穩(wěn)定性分析

蘇 旭 興

(甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院，甘肅 蘭州 730000)

隴南市東江新區(qū)外環(huán)路邊坡穩(wěn)定性分析

蘇 旭 興

(甘肅中建市政工程勘察設(shè)計(jì)研究院，甘肅 蘭州 730000)

以隴南市東江新區(qū)外環(huán)路K1+080～K1+181段邊坡為例，通過(guò)地質(zhì)勘察，分析了影響該段邊坡穩(wěn)定性的主要因素以及失穩(wěn)力學(xué)機(jī)制等，采用定性分析的方法，以定量計(jì)算作為復(fù)核，選擇代表性邊坡斷面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，最終根據(jù)該邊坡的穩(wěn)定狀況給出加固意見(jiàn)。

邊坡，穩(wěn)定性，地質(zhì)勘察，驗(yàn)算

K1+080～K1+181段邊坡位于隴南市東江新區(qū)外環(huán)路上，為典型的土質(zhì)邊坡，邊坡全長(zhǎng)約101 m，坡高9.0 m～15.6 m，該邊坡的走向?yàn)镹W228°,傾向?yàn)镾W，整體坡角一般為42°～68°；整個(gè)邊坡形態(tài)較完整，坡頂平緩，坡面中部和下部較陡，坡底為當(dāng)?shù)卮迕窬幼『透N用地，坡面植被繁茂，分布大量暴雨沖刷的小溝槽。該段邊坡植被繁茂，地質(zhì)條件復(fù)雜,自然邊坡形成后，在降水、人類(lèi)工程活動(dòng)等內(nèi)、外應(yīng)力的綜合作用下，坡體形態(tài)被嚴(yán)重破壞，坡面存在不同程度的崩塌、墜石及滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響道路交通及居民人身財(cái)產(chǎn)安全。

1 地質(zhì)勘察

主要利用地質(zhì)測(cè)繪和鉆探等技術(shù)，在該段邊坡布置三條剖面，剖面間隔為30 m。詳細(xì)查明現(xiàn)狀邊坡巖土體的類(lèi)型、成因、性狀、覆蓋層厚度、形態(tài)和坡度，統(tǒng)計(jì)邊坡裂隙及其發(fā)育程度，確定有無(wú)對(duì)邊坡穩(wěn)定不利的節(jié)理裂隙組合。分析計(jì)算其變形破壞機(jī)制，判斷邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)。在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)的邊坡坡形、坡高、坡角及防護(hù)措施需要滿(mǎn)足實(shí)際工程的穩(wěn)定要求,應(yīng)該重視邊坡潛在滑動(dòng)面薄弱層的穩(wěn)定要素,避免直接削坡后導(dǎo)致抗滑力減小,如果最終減小到小于下沿力值，邊坡將發(fā)生失穩(wěn)破壞，對(duì)道路及居民人身財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大安全隱患[1]。

2 工程區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性及地震效應(yīng)

由于工程區(qū)處于多個(gè)構(gòu)造體系的復(fù)合部位，構(gòu)造較復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)也比較強(qiáng)烈。上更新世時(shí)，本區(qū)白龍江河谷普遍堆積了Ⅲ，Ⅳ級(jí)階地，全新世時(shí)，除河谷Ⅰ，Ⅱ級(jí)階地外，由于地震、降雨及地下水等綜合因素的作用，不斷發(fā)生山體滑動(dòng)，泥石流、山崩、坍塌等物理地質(zhì)現(xiàn)象。全新世以來(lái)，由于地球內(nèi)應(yīng)力的不平衡，使構(gòu)造體系具繼承性活動(dòng)的特點(diǎn)，部分構(gòu)造至今仍活動(dòng)，主要表現(xiàn)為白龍江流域各級(jí)階地僅Ⅰ級(jí)階地保存較好，Ⅱ級(jí)階地僅局部殘留，兩岸均見(jiàn)滑坡，崩塌及泥石流現(xiàn)象。K1+080～K1+181段邊坡地貌單元屬白龍江左岸階地上的泥石流堆積體，工程場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定，無(wú)構(gòu)造斷裂通過(guò)，距工程區(qū)最近的斷裂位于西溝里下方何家崖附近，距離該邊坡大約為2.9 km。工程場(chǎng)地內(nèi)人為改造后地形地貌變化較大，陡坡及邊坡的邊緣發(fā)育，按DB62/T 25—3055—2011建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程，擬建場(chǎng)地屬于建筑抗震不利地段[2]。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 控制邊坡穩(wěn)定性因素分析

K1+080～K1+181段邊坡屬均質(zhì)土質(zhì)邊坡，根據(jù)鉆探現(xiàn)場(chǎng)描述及原位測(cè)試情況來(lái)看，該段邊坡地層由黃土狀粉土、圓礫、卵石和千枚巖基座組成。對(duì)該段邊坡黃土狀粉土層進(jìn)行了土體試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，該土層天然含水率在13.1%～32.1%之間，稍濕狀態(tài)；孔隙比平均0.688，密實(shí)狀態(tài)；飽和度平均值為74%；壓縮模量平均值7.57 MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為5.30 MPa，C值介于21.0 kPa～41.0 kPa之間，平均值為34.4 kPa；φ值介于18.0°～33.3°之間，平均值為25.7°，標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)一般為5 J/30 cm～25 J/30 cm，平均值為11.9 J/30 cm，屬中等壓縮土。根據(jù)土體試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，影響邊坡的主要因素有：土體強(qiáng)度、坡體形態(tài)以及外動(dòng)力、水等外界不利作用因素。黃土狀粉土力學(xué)性質(zhì)相對(duì)較差，在邊坡臨空面較陡、沉積層面與邊坡走向小角度相交的情況下，加上各種外應(yīng)力作用，將形成沿外傾潛在滑動(dòng)面滑動(dòng)的現(xiàn)象。

3.2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

結(jié)合地層分層情況以及該段邊坡形態(tài)特征、巖體結(jié)構(gòu)特征和變形現(xiàn)象的調(diào)研分析結(jié)果，確定該段邊坡的破壞模式。該段邊坡存在的碎石土崩落點(diǎn)較多，多形成于坡度40°～70°之間的土層，崩落規(guī)模以小型塌方為主，同時(shí)還存在一定的沿外傾潛在滑動(dòng)面破壞的可能性。下面選擇具有代表性的兩處邊坡斷面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算：

1)26—26′剖面坡體(見(jiàn)圖1)。計(jì)算目標(biāo)：安全系數(shù)計(jì)算；滑裂面形狀：圓弧滑動(dòng)法；地震烈度：8度；對(duì)黃土層經(jīng)過(guò)多次搜索，可以確定土體最危險(xiǎn)潛在滑動(dòng)面，最不利滑動(dòng)面位于邊坡中部，不穩(wěn)定土體為黃土狀粉土層?；瑒?dòng)半徑為12.756 m；滑動(dòng)安全系數(shù)1.134；總的下滑力107.300 kN；總的抗滑力121.652 kN；土體部分下滑力107.300 kN；土體部分抗滑力121.652 kN。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，該邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取1.25，該坡體中部處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2)4號(hào)邊坡27—27′剖面坡體(見(jiàn)圖2)。計(jì)算目標(biāo)：安全系數(shù)計(jì)算；滑裂面形狀：圓弧滑動(dòng)法；地震烈度：8度；最不利滑動(dòng)面位于邊坡中部，不穩(wěn)定土體為卵石層。滑動(dòng)圓心為(16.720 m,10.240 m)；滑動(dòng)半徑7.238 m；滑動(dòng)安全系數(shù)1.235；總的下滑力62.283 kN；總的抗滑力76.899 kN；土體部分下滑力62.283 kN；土體部分抗滑力76.899 kN。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，該邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取1.25，該坡體中部處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 加固支護(hù)及評(píng)價(jià)分析

結(jié)合該段邊坡的工程地質(zhì)特點(diǎn)以及分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)邊坡中部和上部應(yīng)適當(dāng)削坡，修整坡形，清理坡面和坡頂不穩(wěn)定體，削坡后采用鋼筋混凝土格構(gòu)梁進(jìn)行防護(hù)，必要時(shí)還需采取深部加固治理措施，達(dá)到修整邊坡坡形、提高邊坡安全、防止邊坡巖體失穩(wěn)的目的。對(duì)于較大的孤立危巖體則應(yīng)進(jìn)行清除或用錨固技術(shù)進(jìn)行加固[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

K1+080～K1+181段邊坡為典型的土質(zhì)邊坡，該段邊坡由黃土狀粉土、圓礫和卵石組成。邊坡變形現(xiàn)象不明顯，屬于均質(zhì)土邊坡，存在小規(guī)模的土體塌落破壞。通過(guò)選擇具有代表性的兩處邊坡斷面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算分析，可以確定坡體中部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，是邊坡加固中需要重點(diǎn)處理的區(qū)域，本文的分析也為后期加固方案的實(shí)施提供了一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。

[1] 王根龍，門(mén)玉明，陳志新，等.土坡穩(wěn)定性塑性極限分析條分法[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，22(4)：28-31.

[2] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013：65-66.

[3] 李亞男，夏元亮.對(duì)磨盤(pán)山水庫(kù)上壩路邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算[J].科技論壇，2009(11)：25-26.

On slope stability analysis of outer ring roads in Dongjiang New District of Longnan City

Su Xuxing

(ZhongjianMunicipalEngineering,SurveyandDesignInstituteofGansu,Lanzhou730000,China)

Taking K1+080～K1+181 slope along the outer ring road in Dongjiang New District of Longnan City as the example, the paper analyzes the main factors which will influence the slope stability and dynamic mechanism for the unstability according to the geological survey, adopts the qualitative analysis method, undertakes the stability calculation of selecting representative slope sections by verifiying the quantitative calculation, and provides the suggestions for the stability circumstances of the slope.

slope, stability, geological survey, calculation

2015-06-24

蘇旭興(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)25-0093-02

TU413.62

A