某場地高邊坡穩(wěn)定性分析

張晉斌

【摘 要】本文通過對該坡體巖層室內(nèi)物理力學試驗結(jié)果分析，得出某場地高邊坡坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。針對該邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果及邊坡各處結(jié)構(gòu)特征和巖土體構(gòu)成特點，提出了建議的支護方案。

【關(guān)鍵詞】高邊坡；穩(wěn)定性；支護

中圖分類號： TU753.3 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）15-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.010

Stability Analysis of High Slope of a Site

ZHANG Jin-bin

（Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group co.LTD Shanxi Jincheng 048006）

【Abstract】This paper based on the analysis of the results of physical and mechanical test in the slope，it is concluded that the high slope in an unstable state.According to the calculation results of slope stability and the structural characteristics of slope and the characteristics of rock and soil structure，The proposed support scheme is proposed.

【Key words】High slope；Stability；Support scheme

1 工程概況

某場地高邊坡位于山西省晉城市澤州縣境內(nèi)，總占地面積為24300m2，場地自然標高介于881.96～908.50m，場地內(nèi)擬建餐廳、單身公寓樓等建筑物。根據(jù)總平面規(guī)劃，場區(qū)以招待所為界劃分為兩個場坪，招待所所在場坪標高為898.00m，招待所以東場坪標高為884.00m。場地挖填過程中在南、西、北側(cè)及中部形成的高邊坡。根據(jù)總平面規(guī)劃和業(yè)主要求，挖填后在場區(qū)周側(cè)形成的邊坡長度約為550m，垂直高度0m～11m；中部邊坡長度約為100m，垂直高度14m。場區(qū)地形總體起伏較大，最大挖方高度約為20m，填方區(qū)域較少，最大回填厚度約為3m。根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露，場地開挖后形成的邊坡地層主要為填土、粉質(zhì)粘土、中細砂及礫砂，開挖不涉及巖層。其主要特點為高度高，坡比大，坡體土質(zhì)不穩(wěn)定[1]。

2 地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

該區(qū)位于太行山南端，為構(gòu)造剝蝕中低山斜坡地貌，地形起伏較大，總體地勢西部高、東部低，場地自然標高介于881.96～908.50m。場區(qū)內(nèi)為第四紀覆蓋層和煤礦建筑物，未見基巖出露。

2.2 地層巖性

據(jù)地地質(zhì)調(diào)查和勘探揭露情況，擬建工程區(qū)場地由新至老地層由第四系全新世人工堆積層（Q4ml）、第四系全新世沖積層（Q4ml）、第四系全新世沖洪積層（Q4al+pl）和下伏石炭紀基巖（C）組成。

3 地基土工程性能分析與評價

根據(jù)室內(nèi)土工試驗及野外原位測試統(tǒng)計結(jié)果，結(jié)合地區(qū)建筑經(jīng)驗，綜合確定地基土承載力特征值列于表3.1。

表3.1 地基土承載力特征值

擬建場地①、②層填土，分布不均，層厚差異較大，物理力學性質(zhì)差異大，承載力較低，不宜作為建（構(gòu)）筑物的地基土使用。

③、⑤層粉質(zhì)粘土，場區(qū)普遍分布、層厚差異較大，物理力學性質(zhì)較差，承載力較低，不宜作為主要持力層。若需以③、⑤層粉質(zhì)粘土作為建（構(gòu)）筑物的地基土使用，則需要對其進行加固處理后使用。

④層中細砂層，場區(qū)局部分布，厚度差異較大，松散，承載力較低，不宜作為建（構(gòu)）筑物的地基土使用。若需以④層粘土作為建（構(gòu)）筑物的地基土使用，則需要對其進行加固處理后使用。

⑥、⑦層礫砂，場區(qū)普遍分布，厚度不均，稍密，具有一定的承載力，可做為建（構(gòu)）筑物的地基持力層使用。

4 邊坡穩(wěn)定性計算分析

4.1 邊坡穩(wěn)定性評價計算模型

根據(jù)場地巖土體結(jié)構(gòu)特征，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，場地邊坡選用圓弧滑動法定量模型進行評價。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）第5.2.3條，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)按下式計算：

Ks=∑Ri∕∑Ti

Ni=（Gi+Gbi）cosθi+Pwisin（αi-θi）

Ti=（Gi+Gbi） sinθi+Pwicos （αi-θi）

Ri=Nitgфi+cili

式中：

Ks—邊坡穩(wěn)定性系數(shù)

ci—第i計算條塊滑動面上巖土體的粘結(jié)強度標準值（kPa）

фi—第i計算條塊滑動面上巖土體的內(nèi)摩擦角標準值（0）

li—第i計算條塊滑動面長度（m）

θi，αi—第i計算條塊底面傾角和地下水位面傾角（0）

Gi—第i計算條塊單位寬度巖土體自重（kN/m）

Gbi—第i計算條塊滑體地表建筑物的單位寬度自重（kN/m）

Pwi—第i計算條塊單位寬度的動水壓力（kN/m）

Ni—第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力（kN/m）

Ti—第i計算條塊滑體在滑動面切線上的反力（kN/m）

Ri—第i計算條塊滑動面上的抗滑力（kN/m）

4.2 邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)的選用

邊坡穩(wěn)定性計算時，巖土體強度參數(shù)的正確選擇對于合理評價邊坡的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。擬建場地自然坡體地層含水量較大，近飽和，其參數(shù)是在室內(nèi)試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)鄰近及相似條件下邊坡已有的參數(shù)，經(jīng)分析比較后綜合選取的。建議各地層物理力學指標如下表4.2-1。

4.3 邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

在選定有關(guān)參數(shù)的情況下，選擇邊坡開挖后最具代表性的4-4剖面計算場地中部臺階處邊坡和場地西部邊坡的穩(wěn)定性。由于邊坡為土質(zhì)邊坡，故采用圓弧滑動法進行計算，并根據(jù)傳遞系數(shù)法計算1.30安全系數(shù)下對應(yīng)邊坡的剩余下滑力，計算結(jié)果見表4.3-1。

表4.3-1 邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表

注：1-1剖面所選邊坡計算高度為該剖面以西35m處邊坡高度（高11m）。

表中計算結(jié)果表明：邊坡開挖后處于基本穩(wěn)定到欠穩(wěn)定狀態(tài)，安全儲備不足，在多種不利因素組合下可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，應(yīng)當采取相應(yīng)的加固措施。

5 邊坡支護方案建議

本次勘察區(qū)的場地邊坡屬永久性邊坡，根據(jù)邊坡各處結(jié)構(gòu)特征和巖土體構(gòu)成特點，建議支護方案如下：

（1）由于場地建筑結(jié)構(gòu)布置局限性較大，邊坡放坡空間有限，故建議邊坡放坡坡率為1：0.25～1：0.5。

（2）考慮到場地下部可能存在采空區(qū)，為減小加固措施荷載引起的地基變形破壞，因此邊坡加固建議采用錨固措施，可在邊坡高度較低的區(qū)段采用錨噴加固，在邊坡高度較大的區(qū)段采用錨噴+錨索豎肋加固措施。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

（1）擬建場地邊坡勘察范圍內(nèi)地層主要為地表填土、粉質(zhì)粘土、中細砂、礫砂及頁巖。

（2）場地邊坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，隨著場坪過程中的開挖和回填將產(chǎn)生0～14m的土質(zhì)高邊坡，邊坡失穩(wěn)破壞后果嚴重，邊坡安全等級為一級和二級。

（3）場區(qū)設(shè)計地震分組為第三組，抗震設(shè)防烈度為6度。設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s。

（4）邊坡勘察范圍內(nèi)無穩(wěn)定地下水，場地土對混凝土有微腐蝕性。

6.2 建議

（1）擬建場地邊坡可采用自然放坡結(jié)合輕型加固措施，建議采用錨噴加固，在邊坡高度較大區(qū)段可考慮錨噴+錨索豎肋加固措施。

（2）根據(jù)業(yè)主提供資料，場地可能存在地下采空區(qū)，建議進行采空區(qū)專項勘察，并及時進行采空區(qū)治理，以免對場邊坡及建筑物穩(wěn)定性造成影響。

（3）施工中應(yīng)加強變形觀測工作，盡量避開豐水期施工。同時做好邊坡區(qū)域內(nèi)的截排水措施。

（4）施工過程中建議按有關(guān)規(guī)范要求進行邊坡工程監(jiān)測。

【參考文獻】

[1]劉曉宇，趙穎，劉洋，李世海.土質(zhì)邊坡極限平衡狀態(tài)及臨界滑動面的判定方法[J].巖石力學與工程學報，2012，31，（7）：1369-1378.