工程勘察中巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析

許威，陳艷，朱智清

（機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

巖質(zhì)邊坡是一種常見的地質(zhì)環(huán)境，是指在巖石或巖體上形成的具有一定傾斜角度的坡度[1]。由于受到自然因素和人為因素的影響，巖質(zhì)邊坡容易發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅[2]。在工程勘察中，對(duì)于存在巖質(zhì)邊坡的工程場(chǎng)地，往往受限于巖土工程勘察的深度，對(duì)臨近邊坡的場(chǎng)地穩(wěn)定性適宜性評(píng)價(jià)往往過于簡(jiǎn)單，巖質(zhì)邊坡的形態(tài)、巖層傾向段角，解理裂隙發(fā)育情況等內(nèi)容分析是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)[3]。因此，對(duì)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析具有重要意義。本文首先根據(jù)安徽樅陽某工地工程勘察報(bào)告并結(jié)合相關(guān)區(qū)域地質(zhì)圖及參考文獻(xiàn)旨在探討工程勘察中巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析，以期為相關(guān)工程提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)[4]。

1 項(xiàng)目實(shí)例概況

1.1 工程概況

擬建場(chǎng)地位于樅陽某水泥廠內(nèi)部，其中除滲濾液系統(tǒng)緊臨石灰?guī)r礦山，現(xiàn)狀為高陡巖質(zhì)邊坡，其他擬建物距離山體邊坡較遠(yuǎn)，基本不受影響。

1.2 地形地貌

擬建場(chǎng)地位于樅陽縣某水泥廠廠區(qū)內(nèi)，擬建場(chǎng)地原地貌總體較為平坦，部分溝塘回填?？辈鞎r(shí)場(chǎng)地北高南低，擬建滲濾液系統(tǒng)場(chǎng)地東北側(cè)為原采石區(qū)巖質(zhì)邊坡，勘察期間勘探點(diǎn)（以孔口標(biāo)高計(jì)）地面標(biāo)高最大值10.70m，最小值7.58m，地表相對(duì)高差3.12m，地貌單元屬于低山丘陵區(qū)。

1.3 氣象水文條件

本區(qū)氣候濕潤(rùn)，雨量充沛，日照充足，無霜期長(zhǎng)，年平均氣溫15.2～17.2℃，最高氣溫達(dá)40.2℃，最低氣溫達(dá)-11.9℃。多年平均相對(duì)濕度77%～80%，年平均潮濕系數(shù)為0.95，濕度適中。多年平均降水量為1388.66mm，最大可達(dá)2173.7mm，長(zhǎng)江多年平均洪水位12.64m，20 年一遇洪水位16.20m，多年平均枯水位4.76m。

1.4 水文地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地按地下水的賦存形式可分為上層滯水、潛水和基巖裂隙水。上層滯水主要埋藏于第①層雜填土中，一般無穩(wěn)定的自由水面，主要受大氣降水及生活水直接補(bǔ)給，以蒸發(fā)和徑流排泄為主，少量向下滲入，地下水位隨季節(jié)變化，降水后水位明顯上升，干旱季節(jié)大幅下降，年變化幅度在1.00m 左右。潛水主要分布在第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土中，基巖裂隙水主要集中在基巖風(fēng)化裂隙和節(jié)理裂隙發(fā)育的地段，含水不均一。地下水補(bǔ)給來源主要為塘水、大氣降水、生產(chǎn)及生活用水補(bǔ)給，其活動(dòng)形式以滲透涇流為主。

2 區(qū)域地質(zhì)條件

2.1 地質(zhì)構(gòu)造特征

遠(yuǎn)溯元古代震旦紀(jì)至古生代志留紀(jì)（距今10 億～4 億年）間，今樅陽縣境處于下?lián)P子系海中。古生代志留紀(jì)至中生代三疊紀(jì)時(shí)，古海水時(shí)有進(jìn)退，在海水中沉積遺留下砂巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)巖。中生代三疊紀(jì)末（距今約1.95 億年），印支期地殼運(yùn)動(dòng)使古海洋全部退出，今安徽省境聯(lián)合大陸形成，縣境于此時(shí)始為陸地。

中生代侏羅紀(jì)晚期至白堊紀(jì)早期的3000 多萬年間，樅陽地區(qū)火山多次爆發(fā)，遺留下數(shù)十個(gè)火山口，堆積巨厚的火山巖。巖體中斷裂成群，沿?cái)嗔训貧は孪?，?gòu)成了著名的廬（江）樅（陽）火山巖盆地。

新生代以來，縣西北區(qū)沉積巨厚的第三系砂礫層。進(jìn)入第四紀(jì)（距今300 萬年），長(zhǎng)江沿岸以上升運(yùn)動(dòng)為主，山巒起伏，河流遍布，湖泊萎縮。此時(shí)期普遍沉積第四系砂、礫、黏黏土層，江岸內(nèi)側(cè)不斷縮小，并在江灣處沉積為江心洲。

縣境位于郯（城）——廬（江）斷裂帶與沿江破碎帶之間的廬（江）樅（陽）中生代火山盆地中部。地層以中生代火山巖為主，東北與西南部有零星火成巖體。縣境有3 條深大斷裂帶斜貫，有眾多的古火山口及小斷層，具有典型的火山巖區(qū)地質(zhì)特征。

縣境斜貫3 條深大斷裂帶，作北北東、北東方向延伸。斷裂縱橫交錯(cuò)，近南北方向最為發(fā)育；火山機(jī)體（構(gòu)造）密集，古火山口遍布。

2.1.1 深大斷裂

根據(jù)地表現(xiàn)象及地球物理資料推測(cè)，這三大斷裂帶主要形成于燕山期。姥山逆掩斷層，自全椒古河經(jīng)巢湖姥山入縣內(nèi)，即為官埠橋至城隍廟大斷裂帶。這條斷裂帶由縣城西側(cè)經(jīng)連湖、官埠橋、石溪至城隍廟一帶，長(zhǎng)達(dá)40km，斷裂走向北東30°左右。羅河斷裂帶，自義津橋北穿錢橋河，至廬江羅河，并向兩頭延伸，全長(zhǎng)約190km，斷裂走向北東。頭坡斷裂帶，自宿松經(jīng)懷寧至樅陽鎮(zhèn)、湯溝鎮(zhèn)以東，全長(zhǎng)約160km，其中在樅陽縣內(nèi)長(zhǎng)約50km，斷層走向北東約60°。

2.1.2 斷裂（層）

縣內(nèi)較大的斷裂帶有井邊至楊家市構(gòu)造帶，長(zhǎng)大于20km，北東向；古樓山至公堰塥斷裂帶，長(zhǎng)10km，寬5～6km，南北向。浮山經(jīng)孫家畈至周潭斷裂帶，長(zhǎng)25km，寬5km?？h內(nèi)還分布有火山巖中發(fā)育較小的斷裂（層），其長(zhǎng)度不足1km 或數(shù)千米不等。還有兩組斷裂（層）縱橫交織成網(wǎng)格狀，如拔茅山；另外兩組斜交在桂竹園、何家沖、和尚橋等地。

2.1.3 褶皺

由火山巖構(gòu)成的磚橋向斜盆地，成橢圓形，西北郯廬斷裂斜切，巖層傾角10°～20°，褶皺作用微弱。次一級(jí)較大向斜有柳峰山向斜、背斜、單斜。

2.1.4 火山機(jī)體（構(gòu)造）

中生代火山爆發(fā)，在縣內(nèi)遺留下眾多的火山機(jī)體（構(gòu)造）。由中心噴發(fā)形成的火山口、破火山口多達(dá)數(shù)十個(gè)，密布縣境中部。最大的為七家山火山口，約10km2，可見環(huán)形及放射性斷裂。其他火山口如黃栗山（位于橫埠河西北，有2.3km2）、牡丹尖（錢鋪西南，2.1km2）、龍城山（2.2km2）、竹園、黃家大山、查家破院、柳峰山、小嶺、黑洼山等。著名風(fēng)景區(qū)浮山由破火山口構(gòu)成，火山區(qū)面積約14km2；其火山口直徑為4km；四周山丘山脊成弧形，構(gòu)成懸崖峭壁、巖洞棋布、溝壑奇異的地貌風(fēng)光。此外裂隙性噴發(fā)帶在朱程莊至石溪、龍城山至癩痢山之間。

2.2 地層結(jié)構(gòu)

該擬建場(chǎng)地上部表土層為新近填土，第②層～第⑤層土為第四系覆蓋層（Q4al），第⑥層基巖為三疊系下統(tǒng)南陵湖組中風(fēng)化石灰?guī)r（T1n）：灰白色、灰黃色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層-中厚層狀構(gòu)造，主要由碳酸鹽礦物組成，裂隙發(fā)育，充填方解石脈，巖芯呈柱狀，短柱狀，塊狀，局部溶蝕現(xiàn)象明顯，錘擊聲脆且不易擊碎，巖石堅(jiān)硬程度為較硬巖，巖體完整程度為較完整～較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ～Ⅳ級(jí)，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD=50%～85%，為較差的～較好的。

3 不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害

3.1 滑坡、危巖和崩塌

擬建滲濾液系統(tǒng)北側(cè)3～7m 有一原采石區(qū)巖質(zhì)邊坡，坡頂上部為石灰?guī)r礦區(qū)礦車通道，現(xiàn)場(chǎng)巖質(zhì)邊坡如圖1 所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)巖質(zhì)邊坡

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)用地質(zhì)羅盤及皮尺等量測(cè)，該巖質(zhì)邊坡坡高10～21m，由西向東走向，長(zhǎng)度約340m，坡面傾向144°～150°，傾角62°～87°，坡體為單斜厚層三疊系下統(tǒng)南陵湖組石灰?guī)r（T1n），巖層傾向24°～30°，傾角22°～26°，發(fā)育有三組剪切節(jié)理，一組節(jié)理傾向310°～326°，傾角65°～76°，間距0.5～3.1m；一組節(jié)理傾向275°～286°，傾角56°～67°節(jié)理面間距1.5～3.4m；一組節(jié)理傾向32°～37°，傾角77°～85°，節(jié)理面間距1.1～2.5m。邊坡巖體類型為Ⅱ類，巖體構(gòu)造類型為塊狀結(jié)構(gòu)，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。局部巖體突出外傾，坡頂上有松動(dòng)的大塊石或孤石，可能形成危巖或崩塌，工程施工前建議對(duì)場(chǎng)地附近坡面上松動(dòng)塊石或孤石進(jìn)行清除，并對(duì)坡面進(jìn)行掛網(wǎng)或噴漿處理。坡面東北段存在沿巖體坡面堆積的松散坡體，坡體以塊石、碎石，含少量泥土及雜物等組成，呈松散～稍密狀態(tài)，堆積坡寬約30m，高6～9m，厚3～5m。當(dāng)切坡開挖或遇大暴雨時(shí)不穩(wěn)定，易形成滑坡，工程施工前建議對(duì)該松散堆積坡體進(jìn)行清除[5]。

3.2 巖溶

擬建場(chǎng)地為灰?guī)r地帶，巖石為碳酸鹽類石灰?guī)r，存在巖溶發(fā)育等不良地質(zhì)作用。據(jù)本次勘探鉆孔的揭露情況，鉆孔數(shù)98 個(gè)，揭露溶洞的鉆孔29 個(gè)，見洞率29.6%，平均線巖溶率3.67%，溶洞的發(fā)育的規(guī)模及大小不等，揭露溶洞的鉆孔中有單層溶洞69%，多層溶洞31%，溶洞洞高最小值0.3m，最大值5.0m，溶洞充填形式主要為全充填、半充填及無充填3 種，充填物為黏性土、碎石及雜砂、呈串珠狀等發(fā)育形式，普遍頂板很薄，綜合判斷擬建場(chǎng)地巖溶發(fā)育程度為中等發(fā)育。

3.3 不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害處理建議

擬建場(chǎng)地存在不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，施工前必須進(jìn)行不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害治理，建議進(jìn)行巖溶施工勘察，必要時(shí)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估[6-7]。

4 場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性

根據(jù)樅陽區(qū)域地質(zhì)資料及附近工程地質(zhì)資料，擬建場(chǎng)地?zé)o全新活動(dòng)斷裂構(gòu)造、地裂縫、土洞和塌陷等其他不良地質(zhì)現(xiàn)象；根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)鉆探和調(diào)查情況，擬建場(chǎng)地存在滑坡、崩塌、危巖、巖溶等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，但相應(yīng)處理經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)處理后可以作為擬建物場(chǎng)地，綜合判斷擬建場(chǎng)地為穩(wěn)定性不良場(chǎng)地，基本適宜擬建物興建。

5 臨坡擬建物工程分析評(píng)價(jià)

（1）擬建滲濾液系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)3～5 剖面），設(shè)計(jì)1F，場(chǎng)地開挖后基礎(chǔ)地基為中風(fēng)化石灰?guī)r，建議采用天然基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)，以第⑥層中風(fēng)化灰?guī)r作為基礎(chǔ)持力層。該擬建物場(chǎng)地東北側(cè)為松散堆積體邊坡，部分勘探點(diǎn)有小的位移，場(chǎng)地施工前宜做好場(chǎng)地平整工作。

（2）根據(jù)建設(shè)單位提供的擬建物基礎(chǔ)埋深以及擬建物結(jié)構(gòu)特征，擬建場(chǎng)地在擬建聯(lián)合主廠房垃圾坑處（埋深6.0m）及擬建滲濾液系統(tǒng)（埋深5.0m）有兩個(gè)獨(dú)立基坑。

擬建滲濾液系統(tǒng)基礎(chǔ)埋深較大，預(yù)估基礎(chǔ)底面埋深大約在±0.00m 下5m。根據(jù)擬建物正負(fù)零及勘察期間場(chǎng)地標(biāo)高情況，場(chǎng)地平整后預(yù)計(jì)地下室基坑開挖深度大約在4.00～5.00m，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二～三級(jí)，重要性系數(shù)γ0為0.9～1.0。

（3）擬建滲濾液系統(tǒng)北側(cè)為原采石區(qū)巖質(zhì)邊坡（距離坡角3～7m），坡體穩(wěn)定，東北側(cè)有松散堆積物形成的坡面，西側(cè)和南側(cè)為海螺水泥廠內(nèi)部道路，滲濾液系統(tǒng)基礎(chǔ)部分位于松散坡面上，基礎(chǔ)開挖施工前切坡前應(yīng)對(duì)松散坡體及巖塊進(jìn)行清理[8]。

（4）地下水控制。擬建場(chǎng)內(nèi)分布排水溝渠，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)地表水進(jìn)行溝渠改移，防止地表水進(jìn)入基坑；滲濾液系統(tǒng)建議采用坑內(nèi)明溝集井排水，并對(duì)北側(cè)排水溝采用截?cái)嘁魈幚?。擬建聯(lián)合主廠房建議采用坑外止水帷幕，坑內(nèi)局部開挖較深部位（垃圾坑處）可采用管井疏干處理。

6 結(jié)論

（1）根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)，綜合劃分本次巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。

（2）根據(jù)樅陽區(qū)域地質(zhì)資料及附近工程地質(zhì)資料，擬建場(chǎng)地?zé)o全新活動(dòng)斷裂構(gòu)造、地裂縫、土洞和塌陷等其他不良地質(zhì)現(xiàn)象；根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)鉆探和調(diào)查情況，擬建場(chǎng)地存在滑坡、崩塌、危巖、巖溶等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，但相應(yīng)處理經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)處理后可以作為擬建物場(chǎng)地，綜合判斷擬建場(chǎng)地為穩(wěn)定性不良場(chǎng)地，基本適宜擬建物興建。

（3）擬建滲濾液系統(tǒng)北側(cè)巖質(zhì)邊坡，邊坡巖體類型為Ⅱ類，巖體構(gòu)造類型為塊狀結(jié)構(gòu)，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。局部巖體突出外傾，坡頂上有松動(dòng)的大塊石或孤石，可能形成危巖或崩塌，工程施工前建議對(duì)場(chǎng)地附近坡面上松動(dòng)塊石或孤石進(jìn)行清除，并對(duì)坡面進(jìn)行掛網(wǎng)或噴漿處理。坡面東北段存在沿巖體坡面堆積的松散坡體，坡體以塊石、碎石，含少量泥土及雜物等組成，呈松散～稍密狀態(tài)，當(dāng)切坡開挖或遇大暴雨時(shí)不穩(wěn)定，易形成滑坡，工程施工前建議對(duì)該松散堆積坡體進(jìn)行清除。

（4）擬建場(chǎng)地存在不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，施工前必須進(jìn)行不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害治理，建議進(jìn)行巖溶施工勘察，必要時(shí)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估。