高邊坡勘察設(shè)計(jì)原則及邊坡穩(wěn)定性分析

顧先林

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局6總隊(duì)，貴州 凱里 556000)

0 引 言

黔東南州三穗生活垃圾發(fā)電工程項(xiàng)目，該項(xiàng)目位于黔東南州三穗縣八弓鎮(zhèn)橋頭村，場(chǎng)地規(guī)劃總面積約53 273 m2，按場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高開挖整平后再場(chǎng)地周側(cè)形成長為720 m，最大高度為46 m的巖土質(zhì)混合邊坡。

通過踏勘地質(zhì)調(diào)查等手段并結(jié)合資料收集顯示，該邊坡處于寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(1n)軟質(zhì)巖石(頁巖)地區(qū)，邊坡斷面上巖土差異風(fēng)華非常明顯，其上覆土層(含碎石黏土)厚度變化較大(土層厚度在0～13.0 m之間)，巖石風(fēng)化厚(強(qiáng)風(fēng)化厚度在0～12.4 m之間)；場(chǎng)地外側(cè)有一斷層經(jīng)過，致各段邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀不一；且場(chǎng)地北西側(cè)有一季節(jié)性小溪溝從場(chǎng)地內(nèi)部沿場(chǎng)地南部流出，致邊坡局部地段受其影響較大。

1 高邊坡勘察設(shè)計(jì)原則

1.1 安全性設(shè)計(jì)原則

結(jié)合高邊坡的特點(diǎn)，勘察設(shè)計(jì)難度較大，要求設(shè)計(jì)人員遵守安全性設(shè)計(jì)原則，根據(jù)工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件，制定出完善的施工方案。對(duì)于高邊坡勘察設(shè)計(jì)人員來說，要加強(qiáng)穩(wěn)定性分析，提升其穩(wěn)定性，減少邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2 生態(tài)復(fù)綠設(shè)計(jì)原則

邊坡穩(wěn)定性，主要指的是邊坡土體與巖體在邊坡所處地形地貌、坡體自重應(yīng)力、附加應(yīng)力以及外在不利因素條件下，其自身的穩(wěn)定度。通過提升邊坡穩(wěn)定性，可以保障邊坡前緣(建)構(gòu)筑物人員以及車輛的安全通行，對(duì)(建)構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。在邊坡加固設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員全面考慮邊坡坡腳應(yīng)力，包括地下水集中的問題，合理確定邊坡支撐力，避免邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員還要運(yùn)用科學(xué)防護(hù)措施，加強(qiáng)生態(tài)復(fù)綠設(shè)計(jì)，制定合理支護(hù)方案。

1.3 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)原則

邊坡是保障邊坡前緣(建)構(gòu)筑物人員財(cái)產(chǎn)安全和交通穩(wěn)定運(yùn)行的核心載體，通過加強(qiáng)高邊坡勘察設(shè)計(jì)，并對(duì)邊坡周圍的配套設(shè)施進(jìn)行大力完善，可顯著提高該地區(qū)的文化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在高邊坡勘察設(shè)計(jì)工作之中，要求設(shè)計(jì)人員遵守穩(wěn)定性設(shè)計(jì)原則，從可持續(xù)發(fā)展角度進(jìn)行分析，找到高邊坡建設(shè)環(huán)節(jié)中存在的問題，制定出科學(xué)的監(jiān)管方案，進(jìn)一步提升高邊坡的穩(wěn)定性與安全性。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 勘察方案確定

勘察設(shè)計(jì)單位根據(jù)邊坡具體情況，對(duì)邊坡進(jìn)行分段并對(duì)其作詳細(xì)階段勘察設(shè)計(jì)。根據(jù)勘察的目的、任務(wù)及相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合邊坡地質(zhì)環(huán)境，在充分收集已有資料的基礎(chǔ)上，采用工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪、鉆探、巖土樣采集及現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)等綜合手段進(jìn)行勘察。

2.2 邊坡巖土參數(shù)選取

勘察采取碎石粘土土樣6件進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)，采取9件中風(fēng)化頁巖巖樣進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、采取中風(fēng)化頁巖巖樣3組15件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)并結(jié)合GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行取值。

2.3 邊坡穩(wěn)定性分析

結(jié)合場(chǎng)地巖土構(gòu)成、場(chǎng)地巖性、巖體風(fēng)化程度、地表水體分布情況結(jié)合相關(guān)規(guī)范規(guī)程，該次邊坡分析擬采用赤平投影分析法對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行定性分析，擬采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡上部碎石粘土及強(qiáng)風(fēng)化頁巖分別按最不利土體內(nèi)圓弧形滑面滑動(dòng)計(jì)算上部土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性。擬采用平面滑動(dòng)法對(duì)邊坡強(qiáng)、中風(fēng)化頁巖分別按最不利滑面滑動(dòng)計(jì)算邊坡穩(wěn)定性。

2.4 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

前述對(duì)邊坡穩(wěn)定性的定性分析、定量計(jì)算得出，高邊坡上部土體及強(qiáng)風(fēng)化頁巖厚度較大地段邊坡欠穩(wěn)定或不穩(wěn)定，下部中風(fēng)化頁巖邊坡基本穩(wěn)定。

2.5 邊坡支護(hù)方案

由于場(chǎng)地所處位置年降雨量較大，雨季降雨形成的臨時(shí)性地表水體對(duì)邊坡坡體影響較大，建議在建筑場(chǎng)地外圍采取工程引排措施對(duì)沖溝匯水進(jìn)行截流并將截流匯水引排至場(chǎng)地以外。在邊坡坡面支擋體系中設(shè)置泄水孔將降雨下滲的坡體內(nèi)地下水引出坡體。根據(jù)場(chǎng)地邊坡的結(jié)構(gòu)特征及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建議以綠化為主，可采用放坡+錨桿+格構(gòu)+坡面綠化+截排水溝支擋結(jié)構(gòu)相結(jié)合的支護(hù)方案。

2.6 邊坡設(shè)計(jì)方案

結(jié)合擬建物規(guī)劃設(shè)計(jì)圖及擬開挖邊坡，邊坡上部土層以及強(qiáng)風(fēng)化層邊坡坡率為1：1，中風(fēng)化巖質(zhì)部分邊坡坡率為1：0.5，每10 m坡高設(shè)置2 %外緣斜面、寬1 m的馬道，坡面擬采用錨桿+格構(gòu)+坡面綠化+截排水溝支護(hù)，坡頂無建筑物。

邊坡坡面排水在坡面錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置泄水孔，泄水孔采用φ50PVC管，長度0.25～0.3 m，與坡面呈15°傾角，內(nèi)應(yīng)伸入巖石5 cm，間距3 m，與錨孔錯(cuò)位呈梅花形布置；本邊坡不宜單獨(dú)設(shè)置地表排水網(wǎng)，整體上與支護(hù)排水沿支護(hù)坡腳設(shè)置排水溝，且排水溝最終并入統(tǒng)一的排水系統(tǒng)流出建筑場(chǎng)外；距坡頂后緣3 m自然地面采用混凝土封閉并設(shè)置截水溝，以防止坡頂?shù)乇硭疂B入坡體。

邊坡坡面按15～20 m縱向設(shè)置沉降伸縮縫，伸縮縫寬3cm，縫間填瀝青麻絮或?yàn)r青木板；錨孔口徑為φ130，間距1.5 m，與坡面傾角15°，錨孔深度原則上穿過破裂面進(jìn)入穩(wěn)定巖體深度不小于3.5 m進(jìn)行控制；格構(gòu)梁尺寸為300×400 mm，C30混凝土澆筑，格構(gòu)梁應(yīng)嵌入設(shè)計(jì)削坡面200 mm；根據(jù)場(chǎng)區(qū)自主規(guī)劃應(yīng)于坡底設(shè)置排水溝，其距邊坡內(nèi)腳0.2～0.3 m，溝頂采用鋼筋網(wǎng)作暗蓋，每10 m設(shè)置維修活動(dòng)暗蓋。整個(gè)排水溝在擬建兩側(cè)進(jìn)入擬建物排水系統(tǒng)；坡面采用植生袋以及浮土種草等綠化。

坡面開挖施工工藝，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)開挖施工方案，確保邊坡施工安全。邊坡坡面開挖時(shí)嚴(yán)禁爆破施工，在距設(shè)置坡面位置不小于0.5 m段宜采風(fēng)鉆施工，以保證坡面巖體的完整性和穩(wěn)定性；采用分段(15～20 m)、分級(jí)(3～5 m)施工的施工工序，由上至下逆作法施工，邊開挖邊支護(hù)。

應(yīng)業(yè)主要求，邊坡進(jìn)行生態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì)，在巖坡上將活性土(人工土)，與草種、鄉(xiāng)土草木種子及防止水土流失的土壤安定劑、黏合劑、保水劑等摻合后，噴射在巖坡上，形成噴射厚度較大，粘稠度較高的活性土，以提供植物長期生長所需的養(yǎng)料。

邊坡開挖后不穩(wěn)定，尤其在雨季施工可能造成滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。因此，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)工作，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)向相關(guān)單位匯報(bào)。

3 結(jié) 語

綜上所述，通過對(duì)高邊坡勘察設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，并做好地質(zhì)調(diào)查工作、加強(qiáng)地質(zhì)勘探、對(duì)高邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、優(yōu)化高邊坡設(shè)計(jì)方案等，才能保證高邊坡勘察設(shè)計(jì)方案得到有效實(shí)施，真正達(dá)到提升高邊坡防護(hù)工程整體質(zhì)量的目的。