某温泉度假村高边坡稳定性分析与治理措施

2011-09-12胡文辉刘永红屈希峰

四川建筑 2011年5期

胡文辉，刘永红，屈希峰，程杰

(1．中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川成都610081;2．陕西交通技术咨询有限公司，陕西西安710068)

某温泉度假村修建酒店外接楼，在场地的南边坡角采用重型的挖机开挖外接楼的场地，由南向北开挖坡体切割较深，造成坡体下部失去支撑，且挖机所采用的振动头振动使强风化的岩石结构产生松动，进而导致上部土体垮塌，形成一高48.5m的边坡，坡体可见多处裂缝。

1 地质概况

1.1 地形地貌

该场地属人工半挖半填形成的台阶地貌。场地东西两边为大冲沟，南边斜坡前缘为大陡坎，崩塌范围到外接楼高差约35m，坡率0.56，属陡坡;整块坡体下陡上缓。崩塌东西向:上部宽约20m，下部宽约43m，南北向长约32m。

1.2 地质构造

该温泉度假村，地处阿尔卑斯喜马拉雅构造带的东南延伸部位，即三江褶皱带高黎贡山复背斜中南部，龙陵——芒市——瑞丽大断裂北西边。

该区段区域地质构造复杂，据已收集资料，尚未记载有活动断裂通过，属相对稳定区。

崩塌区内岩体为强风化岩体，岩体呈块状及碎裂状，故节理、裂隙发育，岩石破碎。

1.3 地层岩性

据钻探揭露，拟建构筑物场地地层主要为第四系坡、残积层。现自上而下描述如下。

(1)耕土:灰、浅黄、褐黄色，湿，松散，含有植物根茎，砾碎石等，属欠固结土。层厚1.2～1.6m。

(2)粉土混砾砂:灰绿色、灰色、绿色、浅黄夹灰白色。稍湿，中密，中偏高压缩性。摇震反应中等，干强度低，韧性低，光泽反应无。成份以砂性土为主，粉土胶结性差。层厚2.4～5.4m。

(3)砾砂:褐黄、浅灰色、灰绿色、白色夹灰色、灰白色夹绿色。稍湿，稍密，中偏低压缩性。骨架颗粒组成:大于2mm者约占25～31.4%，大于0.25mm者约占60%以上，为次棱角状。成份为花岗片麻岩，风化程度全风化。层厚:2.6～9.4m。

点评：不仅要绿化荒山，还要在村庄道路两侧及村庄周边栽植绿化树和景观树，在公路沿线、村集体荒滩、荒山、闲置地种植果树、绿化树和风景树，不仅动员村民们干，而且全体党员以“示范林”的形式干，乡村自然生态的改变指日可待！

(4)花岗片麻岩:浅灰色、灰绿色、白色夹灰色。稍湿，结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进。压缩性甚微。岩石为强风化，块裂结构，巨厚层。

2 边坡稳定性分析

2.1 边坡特征

边坡表层为耕土，上部为粉土混砾砂，主要由花岗片麻岩全风化形成的粉土及少许砾砂，该土层物理力学性质较差。下部为强风化花岗片麻岩，已出露，均匀性较差，裂隙发育，岩体破碎，结构面结合差，易形成不利结构面。边坡垮塌后，对边坡进行了削坡减载，清除耕土，形成三级台阶，如图1。但边坡崩坍随时发生，且该地区连续降雨，在边坡坡体可见多处裂缝。因此该边坡处于不稳定状态，存在潜在隐患。

2.2 边坡稳定性分析

虽然采用人工切坡使边坡坡率满足规范要求，但由于边坡区域地质构造复杂，岩土体破碎，物理力学性质差，且人工切坡破坏了自然边坡的应力平衡，再加上降雨，降低了岩土体的力学性质，使边坡处于不稳定状态，易产生崩塌、滑坡。

根据拟建边坡特征、类型和可能的破坏形式，选择有代表性的地质剖面分别采用圆弧滑动法、平面滑动法结合数值分析对边坡稳定性进行评价。

瑞典圆弧条分法:

式中:

平面滑动法:

上述计算参数采用天然饱和状态下的重度、粘聚力和内摩擦角。计算条件根据该区域抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g，设计地震分组为一组，特征周期值为0.35 s。边坡上部按汽车—15级确定荷载值，未考虑地下水动水压力作用。采用瑞典圆弧条分法在天然状态下Ks=0.65，饱和状态下Ks=0.370;采用平面滑动法在天然状态下Ks=1.083，饱和状态下Ks=0.864，同时考虑沿花岗片麻岩与砾砂界面滑动，天然状态下 Ks=1.472，饱和状态下 Ks=1.188。

以上两种计算方法结果相差较大。由于边坡复杂，不能直接确定是何种破坏机制，宜结合数值分析法进行分析。利用有限元软件，采用强度折减法分析边坡的稳定性。强度折减法中边坡的安全系数定义为:使边坡刚好达到临界破坏状态时，对岩、土体的抗剪强度进行折减的程度，即安全系数为岩土体的实际抗剪强度与临界破坏时折减后抗剪强度的比值。强度折减的要点是针对主要强度指标凝聚力c和摩擦角φ进行折减，其折减表达式见公式(1)和公式(2)，然后对边坡进行数值计算分析，不断地增加折减系数，反复计算，直至其达到临界破坏，此时得到的折减系数即为安全系数FS。