杭州某边坡稳定性评价及防治建议

何　杰

(中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽 合肥　230023)



杭州某边坡稳定性评价及防治建议

何杰

(中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽 合肥230023)

摘要：杭州某建筑边坡因山体开挖而成，为保障建筑的安全和施工的顺利进行，对该边坡进行稳定性评价及防治是关键性问题。根据钻探资料分析边坡区的工程地质条件和边坡特征，将边坡分为两段永久边坡和一段临时边坡，分别通过边坡赤平投影结和理正软件稳定性计算的方法，对该边坡的稳定性进行评价，并提出边坡防治建议。

关键词：建筑边坡；稳定性评价；边坡防治

1工程概况

拟建住宅工程位于杭州市淳安县，规划总用地面积为8 255.09 m2，建筑物共3幢，建筑总面积为16 397.00 m2。 该场地现在为自然山体，根据建筑规划，山体经开挖整平后将在拟建场地西侧及北侧形成长约95 m、高2～32 m的永久边坡，在拟建场地东侧形成长约105 m、高7～27 m的临时边坡。为确保最终边坡的稳定性及其影响范围内人员、建筑物的安全，保障拟建住宅楼工程建设的顺利进行，达到边坡地质灾害防治要求，对该边坡进行稳定性评价及防治是该工程关键性问题。

2工程地质条件

场地属丘陵地貌，整体地势北高南低，现状山坡相对高差达128 m，山体自然地形坡度在15°～35°之间。该场地地下水存在第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。根据钻探揭示边坡地层主要为白垩系下统劳村组[1]及第四系残坡积层，将边坡区岩土体分为4层，特征概况如下。

(1) 含碎石粉质黏土(el-dlQ)：该层遍布，碎石含量10%～20%，碎石成分以凝灰岩及细砂岩等为主，呈棱角状至次棱角状。松散至稍密、 稍湿，可塑性较好，透水性较差。该层厚度在山坡上一般在0.5 m左右，山坡下部在1～2 m左右。工程力学性质较差。

(2) 全风化基岩(K1l)：分布于含碎石粉质黏土之下，该层在场地范围空间分布上总体上具有较明显的北西薄、南东厚的特征，钻孔揭露厚度0～16.8 m。上部为全风化凝灰岩(②-1)为主，下部为全风化紫红色粉砂质泥岩(②-2)。风化不甚均匀，常分布有中等风化的孤石。总体上已风化成土，成分为粉质黏土，局部夹少量风化碎石，块径2～8 cm，含量10%～30%之间，硬塑-可塑状。均匀性差，松散-稍密状。工程力学性能较差。

(3) 强风化基岩(K1l)：以强风化凝灰岩(③-1)、强风化粉砂质泥岩(③-2)为主，夹粉砂岩、砾岩薄层或透镜体，风化裂隙发育，岩体破碎，岩体呈互不连续状，风化成碎石夹土状。其抗剪能力较差，抗压强度较低。其岩石基本质量等级为Ⅴ类[2-4]。风化厚度一般在0.5～3 m之间。该层总体上力学性能一般。

(4) 中等风化基岩(K1l)：分布于强风化基岩以下，按照岩性的不同分为中等风化凝灰岩、中等风化粉砂质泥岩。中等风化凝灰岩(④-1)出露于坡体顶部，灰绿色、黄褐色，凝灰质结构，块状构造。局部夹粉砂岩或砾岩薄层，分布凝灰岩与下部粉砂质泥岩之间。其中粉砂岩厚0.5～2.0 m，属较软岩。中等风化粉砂质泥岩(④-2)出露于坡体西侧，各钻孔深度范围均有揭露。紫红色，薄-中厚层构造，局部夹粉砂岩及砾岩薄层或透镜体。属于较软-较硬岩，岩体基本质量等级Ⅲ～Ⅳ类[2-4]。在粉砂质泥岩中测得地层产状：335°∠18°。该层工程力学性质较好。

3边坡稳定性评价

根据建筑设计图，为满足拟建场地内规划用地空间，需对自然山体进行开挖，开挖标高在120.0～121.0 m之间，平整后，将在场地西侧(J1-J2段)、北侧(J2-J3段)、东侧(J3-J4段)形成高度不等的人工边坡(图1)。其中J1-J2、J2-J3段为永久性边坡，J3-J4段为临时性边坡。现按照边坡开挖坡顶线为建筑红线，坡脚至规划道路边线，对新开挖形成的边坡进行稳定性评价。

图1　现状边坡分段

3.1J1-J2段永久边坡

该段为开挖自然山体而来，坡顶现状高程147.0 m左右，已开挖出一宽3.0～5.0 m之间的平台。按红线及规划开挖平整后预计坡高2～27 m，预计开挖坡率1∶0.1，坡向90°，长约25 m。该段坡体岩性从上至下为：①层残坡积层含碎石粉质黏土，结构松散-稍密，厚度在0～1.0 m之间；④-2层中等风化粉砂质泥岩，紫红色，薄-中厚层状构造，属较硬岩，岩体较破碎-较完整，岩体基本质量等级以Ⅳ级为主，抗风化能力较弱。

该坡段边坡岩体以中等风化基岩为主，岩性为粉砂质泥岩，抗风化能力弱，出露后易风化破碎[4]。根据现场开挖出露的情况，局部岩体较破碎，完整性较差。结合野外勘查，通过边坡赤平投影图分析(图2、图3)，勘查区现状发育的节理结构面(78°∠50°)与拟开挖坡向基本一致或小角度斜交，开挖后的边坡高陡，表部破碎岩体易沿不利结构面发生局部滑坡、崩塌地质灾害[5]。

图2　J1-J2段边坡赤平投影图

图3　J2-J3段边坡赤平投影图

3.2J2-J3段永久边坡

该坡为开挖自然山体而来，预计坡高27～33 m，预计开挖坡率1∶0.2～1∶0.4，坡向180°，长约75.0 m。根据钻探结果及收集到的资料其坡体岩性从上至下为：①层残坡积层含碎石粉质黏土，结构松散，厚度在0.5～1.0 m之间；②层全风化岩：成分为粉质黏土含少量的碎石角砾，以可塑、稍密为主，揭露厚度7.4～16.8 m，岩性主要为②-1层全风化凝灰岩及②-2层全风化粉砂质泥岩；③层强风化岩：岩体破碎，厚度0.5～3.6 m之间，岩性为③-1层全风化凝灰岩、③-2层全风化粉砂质泥岩；④层中等风化基岩：属较硬岩，岩体破碎-较完整，岩性以④-1层中等风化凝灰岩(分布于坡体上部)、④-2层中等风化粉砂质泥岩泥岩(分布于坡体中下部)为主。

(1)预计新开挖边坡上部土层(主要为全风化岩)厚度在7.4～16.8 m之间，整体上松散-稍密状、可塑状，工程力学性质差；由于土层厚度大，边坡高陡，根据北京理正边坡稳定分析软件[6]对该坡段新开挖边坡(剖面见图4)进行边坡稳定性计算可知：在自动搜索最危险滑裂面的情况下(自然工况)，边坡稳定性系数为0.929，即按照红线和规划布置限定的坡率边坡上部松散层处于不稳定状态，易出现松散层滑坡地质灾害。

图4　J2-J3段工程地质剖面图

(2) 根据钻探揭露情况可知：该坡段坡体中下部主要为中等风化基岩，岩性以紫红色粉砂质泥岩为主，抗风化能力弱，岩体完整性较差(尤其是东侧坡体，钻进过程中漏水，取芯基本呈碎块状)。边坡赤平投影图分析(图3)勘查区现状发育的结构面(165°∠55°)与拟开挖边坡坡向基本一致或小角度斜交，开挖后的边坡高陡，表部破碎岩体易沿不利结构面发生局部滑坡、崩塌地质灾害[7-8]。

综上所述，J2-J3段新开挖边坡高陡，上部松散层易产生滑坡地质灾害，表部破碎岩体易沿不利结构面发生局部滑坡、崩塌地质灾害。该段边坡开挖时应采取合理的开挖顺序，随挖随加固，以保障边坡稳定及拟建工程建设的顺利进行。

3.3J3-J4段临时边坡

为开挖自然山体而来，预计坡高7～27 m，坡向180°，长约110.0 m。根据规划将在后期挖除，属于临时边坡。根据钻探结果及现场开挖坡体出露情况，其坡体岩性主要为②-1层全风化凝灰岩，少部分②-2层全风化粉砂质泥岩，坡体土层整体上呈松散-稍密状、可塑状，工程力学性质差。由于松散土层厚度大，边坡开挖易出现上部松散层滑坡地质灾害。

4结论及建议

(1) 新开挖J1-J2坡段高度较大，开挖后的边坡高陡，表部破碎岩体易沿不利结构面发生局部滑坡、崩塌地质灾害；新开挖J2-J3坡段高度较大，开挖后的边坡高陡，上部松散层易产生滑坡地质灾害，表部破碎岩体易沿不利结构面发生局部滑坡、崩塌地质灾害；J3-J4段新开挖临时边坡以全风化岩为主的土质边坡，边坡开挖易出现上部松散层滑坡地质灾害。因此，边坡开挖时应采取合理的开挖顺序，随挖随加固，以保障边坡稳定及拟建工程建设的顺利进行。

(2) 依据对新开挖J1-J2-J3段(永久)边坡稳定分析及影响边坡稳定性的因素分析，结合边坡工程地质概况，按照规划要求，在不超红线的情况下，对新开挖边坡采用较陡坡率台阶状进行开挖。开挖前在拟开挖边线外围设置抗滑桩(尤其是土层厚度较大处)，然后对新开挖边坡采用边开挖边采用锚杆格构或锚杆钢筋混凝土挡墙支护的方式对边坡加固[9-10]，同时结合坡面喷混植生绿化坡顶设置截水沟的方式，达到边坡地质灾害防治及环境协调美化的目的。

依据对新开挖J3-J4段(临时)边坡稳定分析及影响边坡稳定性的因素分析，结合边坡工程地质概况，建议该段边坡采用坡率法，台阶式削坡，台阶高度控制在12 m一级，并在台阶处留设宽2.0～3.0 m平台，削坡坡率控制在1∶1.0左右，坡面采用喷混植生绿化坡顶设置截排水沟，以达到边坡临时稳定、绿化效果较好，与周围环境协调性较好的目的。

〔参考文献〕

[1]浙江省地质矿产局.浙江省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

[2]DZ/T 0218-2006，滑坡防治工程勘查规范[S].

[3]GB 50330-2013，建筑边坡工程技术规范[S].

[4]《工程地质手册》编委会.工程地质手册(第4版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[5]潘懋，李铁锋.灾害地质学[M].北京：北京大学出版社，2002.

[6]王林飞，蒲应举.基于北京理正岩土软件对边坡稳定性验算分析[J].价值工程，2014(30):72-75.

[7]陈奇珠，董翌为.赤平投影法分析岩质边坡稳定性的图解模板[J].西北水电，2003(4)：43-49.

[78]谢立均，葛明洋.江陵某滑坡形成机制及稳定性评价[J].西部探矿工程，2014(7):35-38.

[9]李兆新.病害边坡防治的对策与思考[J].山西水利，2003(2):60-61.

[10]李玉山.格构锚固技术及其在边坡防治中的应用[J].甘肃地质，2014(3):79-81.

收稿日期：2016-01-25

作者简介：何杰(1981-)，男，安徽怀远人，中铁四局集团有限公司设计研究院工程师．

中图分类号：U416.14

文献标识码：A

文章编号：1673-5781(2016)01-0100-03