邊坡支護工程的巖土工程勘察探究

吳 凱 殷 博

（貴州省建筑設(shè)計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

1 工程概況

擬建某安居房工程位于某市云巖區(qū)恒大帝景南側(cè)，亨特萃山國際東北側(cè)，緊鄰甲秀南路，場地交通便利，擬建項目規(guī)劃總用地面積10 938.76 m2，總建筑面積56 142.65 m2，計容面積38 237.47 m2，容積率3.5。

由于場區(qū)開挖，將在場區(qū)東側(cè)形成高度最大約28.5 m的挖方邊坡。邊坡安全等級為一級，永久性邊坡，使用年限與建構(gòu)筑物相同。

2 工程勘察

2.1 邊坡特征

根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，本次勘察將邊坡進行分段，各段特征如表1所示。

表1 邊坡特征

2.2 勘察目的

（1）查明邊坡的巖土構(gòu)成、成因、分布、性質(zhì)、巖石風化和完整程度，重點對巖層及其結(jié)構(gòu)面的物理力學指標進行確定，為邊坡支護設(shè)計提供有關(guān)計算參數(shù)[1]。

（2）查明支擋結(jié)構(gòu)位置的持力層的巖性、地質(zhì)構(gòu)造和設(shè)計需要的物理力學參數(shù)。

（3）對邊坡的穩(wěn)定進行評價，針對邊坡的支護處理提出方案、建議。

（4）查明邊坡地形地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造及抗震條件。

（5）場區(qū)巖層主要結(jié)構(gòu)面（特別是軟弱結(jié)構(gòu)面）類型和等級、產(chǎn)狀、發(fā)育程度、延伸程度、閉合程度、風化程度、充填和充水狀況、組合關(guān)系、力學屬性和與臨空面關(guān)系。

（6）查明場地地下水類型、埋藏情況、腐蝕性等水文地質(zhì)條件。

（7）查明場地內(nèi)及其附近有無影響邊坡穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，如巖溶、邊坡、崩塌等。

（8）通過工程類比結(jié)合規(guī)范及反分析，提供邊坡穩(wěn)定性計算及邊坡支護設(shè)計需要的巖土物理力學參數(shù)。

（9）提出邊坡在支護施工過程中可能引起的破壞模式，并提出相應(yīng)的防治措施及邊坡監(jiān)測方案建議。

2.3 工程地質(zhì)條件

場地及周邊屬中低山地貌，地形起伏相對較大，原始地形坡度15°～45°，整體地勢為東部高，西部低，最低點位于場區(qū)西南角，地形標高1 176 m左右，最高點位于場地東部的山頂，地形標高1 260 m，相對高差84 m。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場調(diào)查，場區(qū)位于揚子準臺地黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構(gòu)造變形區(qū)，擬建場地斷層、褶皺構(gòu)造不發(fā)育。

（1）場地類別劃分。

根據(jù)勘探成果資料，場地基巖出露，巖層較破碎，估計土層等效剪切波速在500 m/s

（2）設(shè)計基本地震加速度值及所屬的設(shè)計地震分組。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015），場地基本地震動峰值加速度為0.05g，場地基本地震動峰值加速度反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）擬建場地設(shè)計地震分組為第一組，場區(qū)地震抗震設(shè)防烈度為6度。

（3）場地抗震地段劃分。

按照建設(shè)方案，場坪開挖后形成的邊坡經(jīng)過治理后，對建筑物抗震屬于一般地段。

（4）地層巖性。

在鉆探深度范圍內(nèi)，揭露巖層為三疊系楊柳井組（Tyl）白云巖，巖石呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀為85°∠42°。

（5）節(jié)理裂隙。

根據(jù)現(xiàn)場出露巖石調(diào)查，場區(qū)主要發(fā)育下述三組節(jié)理裂隙：一組產(chǎn)狀J1為180°∠48°，一組產(chǎn)狀J2為22°∠65°，一組產(chǎn)狀J3為253°∠50°，J1、J2節(jié)理裂隙面起伏粗糙，發(fā)育間距4～6 條/m，延伸長度0.1～1.6 m，巖屑充填，結(jié)合一般，屬硬性結(jié)構(gòu)面。J3節(jié)理平直光滑，巖塊、巖屑夾泥，結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度較差，為軟弱結(jié)構(gòu)面。

（6）坡體巖土構(gòu)成及分布特征。

在鉆探深度范圍內(nèi)，揭露地層為三疊系楊柳井（Tyl）白云巖。中風化白云巖（T1a）為灰白色、肉紅色，薄至中厚層狀，屬于較硬巖，巖體較破碎，性脆，巖芯呈塊狀、扁柱狀、短柱狀，飽和單軸抗壓強度30.154 MPa，屬于較硬巖，巖體較破碎，性脆，巖芯呈塊狀、扁柱狀、短柱狀，巖芯采取率65%～83%，RQD值40%～65%。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）可知，中風化白云巖的巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ類。

（7）不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災害。

場地位于中低山地貌，下伏基巖為白云巖，場地內(nèi)的巖溶為碳酸鹽類巖溶，其發(fā)育主要受巖性及構(gòu)造控制，水文對巖溶的發(fā)育起重要作用。通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，該場地巖溶洞隙、節(jié)理、裂隙較發(fā)育，場地巖溶地貌特征明顯。未遇巖溶鉆孔，基巖面相對高差小于5 m，綜合判定擬建場區(qū)屬巖溶微發(fā)育。通過現(xiàn)場踏勘及收集周邊資料，擬建場地內(nèi)無危機建筑物的崩塌、泥石流、滑坡、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用。

（8）不利埋藏物特征分布。

擬建場地位于貴陽市云巖區(qū)，場地為一斜坡山體，根據(jù)現(xiàn)場走訪調(diào)查，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，場地無礦山、采空區(qū)等，地下不存在不利埋藏物。

（9）場地地表水和地下水分析評價。

①地下水類型。

根據(jù)區(qū)域資料并結(jié)合場地周邊工程地質(zhì)調(diào)查，場區(qū)地下水分為第四系松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖巖溶裂隙水兩類。松散巖類孔隙水賦存于第四系覆蓋層中，富水性貧乏至中等；碳酸鹽巖巖溶水賦存于白云巖溶洞、溶蝕裂隙中，富水性中等。

②地下水補給、徑流、排泄。

項目區(qū)地下水主要以大氣降雨為補給來源，地表水通過地表裂隙、孔隙滲入地下轉(zhuǎn)為地下水，據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，地下水受地形、巖層產(chǎn)狀等因素的控制，地下水向西北方向徑流，最終以泉等形式排泄于地勢低洼處。

③地下水位埋深。

勘察鉆探時基本完成場平工作，地勢相對較高，在鉆探過程中未發(fā)現(xiàn)有地下水，由于場地節(jié)理裂隙較發(fā)育，具備地下水貯存的空間條件，地下水徑流通道主要為巖溶通道。場地地下水主要由上層滯水、潛水及巖溶裂隙管道水組成，土層中的上層滯水補給主要為大氣降水補給，潛水的補給主要為大氣降水、周邊山坡土層中的潛水及下伏基巖地下巖溶裂隙水補給。本次勘察鉆孔控制深度范圍內(nèi)未見地下水，故本次勘察范圍內(nèi)地下水對邊坡施工影響較小。

（10）降水措施及注意事項。

擬建場區(qū)地下水位埋藏較深，不考慮地下水降水措施；擬建場地位于山區(qū)斜坡地段，大氣降水可能匯入開挖坡腳，建議做好排水工作。

（11）水土腐蝕性評價。

場地地下水埋藏較深，未取得水樣，本次勘察場區(qū)均為巖石，未見土層，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001），本場地環(huán)境類型屬環(huán)境Ⅱ類。根據(jù)場地周邊工程經(jīng)驗，場地周邊無工礦產(chǎn)企業(yè)，判定場地按環(huán)境類型水和土對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性評價為微腐蝕，按地層滲透性水和土對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性評價為微腐蝕，場地水和土對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性評價為微腐蝕。

2.4 勘察方案

勘察主要以地質(zhì)地表調(diào)查為主、鉆探為輔的手段，收集擬建場區(qū)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)及既有工程的勘探、試驗成果等地質(zhì)資料。在充分利用既有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，合理布置勘探點，針對性進行巖土工程勘察，根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求，合理布置控制性地質(zhì)斷面，以滿足施工圖設(shè)計要求。

以場地為中心，在0.5 km2范圍內(nèi)進行地質(zhì)調(diào)查，查明擬建場地的氣象水文、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域穩(wěn)定性、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象等，為下一步工作提供依據(jù)。

鉆孔布置按設(shè)計單位提供的圖紙，邊坡勘探線（邊坡剖面）沿垂直地下室輪廓線進行布置，線點間距12 m，勘探點沿剖面線布置，間距15～20 m，布置61個鉆孔，控制性鉆孔為1/5。邊坡勘探點應(yīng)進入最下層潛在滑移面2～5 m。

2.5 勘察過程中遇到的問題

在實際勘察過程中，發(fā)現(xiàn)巖性有變化，但由于物理力學性質(zhì)差異較小，將其并歸為一種巖性。本工程由于為巖質(zhì)切向坡，對于支護設(shè)計而言，巖層層面的物理性質(zhì)要求較低，若邊坡為順層巖質(zhì)邊坡或存在外傾結(jié)構(gòu)面，還應(yīng)通過現(xiàn)場剪切試驗查明層面及不利結(jié)構(gòu)面的物理力學指標，以便為邊坡支護設(shè)計提供更準確的巖石物理力學參數(shù)，更有利于準確進行支護設(shè)計。

3 結(jié)語

西南地區(qū)建設(shè)場地開挖形成的大多巖質(zhì)邊坡不穩(wěn)定，在建筑活動中經(jīng)常遇到順層巖質(zhì)邊坡，應(yīng)在勘察過程中查明滑體的范圍、巖土體及結(jié)構(gòu)面等物理力學指標，以便進行合理支護設(shè)計。巖質(zhì)邊坡由于開挖，巖石已出露，可考慮采用現(xiàn)場地質(zhì)地表調(diào)查為主、鉆探手段為輔，查明場區(qū)工程地質(zhì)環(huán)境。邊坡設(shè)計需要采用勘察提供的各巖土物理力學參數(shù)，要求勘察必須提供準確的巖土指標，要求現(xiàn)場取的巖土樣必須能夠真實反映現(xiàn)場巖土情況。由于貴州碳酸鹽系分部較廣，存在較多巖溶，需要考慮巖溶對邊坡支護是否產(chǎn)生影響，并提出合理的處理措施，說明工程地質(zhì)條件可能帶來的風險。邊坡支護動態(tài)化設(shè)計勘察應(yīng)及時反饋現(xiàn)場的地質(zhì)異常，以便對異常情況進行及時處理。