某场地高边坡稳定性分析

张晋斌

【摘 要】本文通过对该坡体岩层室内物理力学试验結果分析，得出某场地高边坡坡体处于不稳定状态。针对该边坡稳定性计算结果及边坡各处结构特征和岩土体构成特点，提出了建议的支护方案。

【关键词】高边坡；稳定性；支护

中图分类号： TU753.3 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）15-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.010

Stability Analysis of High Slope of a Site

ZHANG Jin-bin

（Shanxi Jincheng Anthracite Mining Group co.LTD Shanxi Jincheng 048006）

【Abstract】This paper based on the analysis of the results of physical and mechanical test in the slope，it is concluded that the high slope in an unstable state.According to the calculation results of slope stability and the structural characteristics of slope and the characteristics of rock and soil structure，The proposed support scheme is proposed.

【Key words】High slope；Stability；Support scheme

1 工程概况

某场地高边坡位于山西省晋城市泽州县境内，总占地面积为24300m2，场地自然标高介于881.96～908.50m，场地内拟建餐厅、单身公寓楼等建筑物。根据总平面规划，场区以招待所为界划分为两个场坪，招待所所在场坪标高为898.00m，招待所以东场坪标高为884.00m。场地挖填过程中在南、西、北侧及中部形成的高边坡。根据总平面规划和业主要求，挖填后在场区周侧形成的边坡长度约为550m，垂直高度0m～11m；中部边坡长度约为100m，垂直高度14m。场区地形总体起伏较大，最大挖方高度约为20m，填方区域较少，最大回填厚度约为3m。根据现场钻探揭露，场地开挖后形成的边坡地层主要为填土、粉质粘土、中细砂及砾砂，开挖不涉及岩层。其主要特点为高度高，坡比大，坡体土质不稳定[1]。

2 地质条件

2.1 地形地貌

该区位于太行山南端，为构造剥蚀中低山斜坡地貌，地形起伏较大，总体地势西部高、东部低，场地自然标高介于881.96～908.50m。场区内为第四纪覆盖层和煤矿建筑物，未见基岩出露。

2.2 地层岩性

据地地质调查和勘探揭露情况，拟建工程区场地由新至老地层由第四系全新世人工堆积层（Q4ml）、第四系全新世冲积层（Q4ml）、第四系全新世冲洪积层（Q4al+pl）和下伏石炭纪基岩（C）组成。

3 地基土工程性能分析与评价

根据室内土工试验及野外原位测试统计结果，结合地区建筑经验，综合确定地基土承载力特征值列于表3.1。

表3.1 地基土承载力特征值

拟建场地①、②层填土，分布不均，层厚差异较大，物理力学性质差异大，承载力较低，不宜作为建（构）筑物的地基土使用。

③、⑤层粉质粘土，场区普遍分布、层厚差异较大，物理力学性质较差，承载力较低，不宜作为主要持力层。若需以③、⑤层粉质粘土作为建（构）筑物的地基土使用，则需要对其进行加固处理后使用。

④层中细砂层，场区局部分布，厚度差异较大，松散，承载力较低，不宜作为建（构）筑物的地基土使用。若需以④层粘土作为建（构）筑物的地基土使用，则需要对其进行加固处理后使用。

⑥、⑦层砾砂，场区普遍分布，厚度不均，稍密，具有一定的承载力，可做为建（构）筑物的地基持力层使用。

4 边坡稳定性计算分析

4.1 边坡稳定性评价计算模型

根据场地岩土体结构特征，工程地质、水文地质条件，场地边坡选用圆弧滑动法定量模型进行评价。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）第5.2.3条，边坡稳定性系数按下式计算：

Ks=∑Ri∕∑Ti

Ni=（Gi+Gbi）cosθi+Pwisin（αi-θi）

Ti=（Gi+Gbi） sinθi+Pwicos （αi-θi）

Ri=Nitgфi+cili

式中：

Ks—边坡稳定性系数

ci—第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kPa）

фi—第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（0）

li—第i计算条块滑动面长度（m）

θi，αi—第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（0）

Gi—第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）

Gbi—第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）

Pwi—第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）

Ni—第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）

Ti—第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）

Ri—第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）

4.2 边坡稳定性计算参数的选用

边坡稳定性计算时，岩土體强度参数的正确选择对于合理评价边坡的稳定性具有十分重要的意义。拟建场地自然坡体地层含水量较大，近饱和，其参数是在室内试验结果的基础上，根据邻近及相似条件下边坡已有的参数，经分析比较后综合选取的。建议各地层物理力学指标如下表4.2-1。

4.3 边坡稳定性计算结果

在选定有关参数的情况下，选择边坡开挖后最具代表性的4-4剖面计算场地中部台阶处边坡和场地西部边坡的稳定性。由于边坡为土质边坡，故采用圆弧滑动法进行计算，并根据传递系数法计算1.30安全系数下对应边坡的剩余下滑力，计算结果见表4.3-1。

表4.3-1 边坡稳定性计算结果表

注：1-1剖面所选边坡计算高度为该剖面以西35m处边坡高度（高11m）。

表中计算结果表明：边坡开挖后处于基本稳定到欠稳定状态，安全储备不足，在多种不利因素组合下可能发生失稳破坏，应当采取相应的加固措施。

5 边坡支护方案建议

本次勘察区的场地边坡属永久性边坡，根据边坡各处结构特征和岩土体构成特点，建议支护方案如下：

（1）由于场地建筑结构布置局限性较大，边坡放坡空间有限，故建议边坡放坡坡率为1：0.25～1：0.5。

（2）考虑到场地下部可能存在采空区，为减小加固措施荷载引起的地基变形破坏，因此边坡加固建议采用锚固措施，可在边坡高度较低的区段采用锚喷加固，在边坡高度较大的区段采用锚喷+锚索竖肋加固措施。

6 结论与建议

6.1 结论

（1）拟建场地边坡勘察范围内地层主要为地表填土、粉质粘土、中细砂、砾砂及页岩。

（2）场地边坡目前处于稳定状态，随着场坪过程中的开挖和回填将产生0～14m的土质高边坡，边坡失稳破坏后果严重，边坡安全等级为一级和二级。

（3）场区设计地震分组为第三组，抗震设防烈度为6度。设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45s。

（4）边坡勘察范围内无稳定地下水，场地土对混凝土有微腐蚀性。

6.2 建议

（1）拟建场地边坡可采用自然放坡结合轻型加固措施，建议采用锚喷加固，在边坡高度较大区段可考虑锚喷+锚索竖肋加固措施。

（2）根据业主提供资料，场地可能存在地下采空区，建议进行采空区专项勘察，并及时进行采空区治理，以免对场边坡及建筑物稳定性造成影响。

（3）施工中应加强变形观测工作，尽量避开丰水期施工。同时做好边坡区域内的截排水措施。

（4）施工过程中建议按有关规范要求进行边坡工程监测。

【参考文献】

[1]刘晓宇，赵颖，刘洋，李世海.土质边坡极限平衡状态及临界滑动面的判定方法[J].岩石力学与工程学报，2012，31，（7）：1369-1378.