岩质高切坡破坏特性分析

2018-12-06张焱

山西建筑 2018年31期

关键词：坡脚护坡坡面

张焱

(机械工业勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710043)

岩质高切坡的破坏形式主要有：1)坡面风化剥蚀；2)坡脚受地表水体侵蚀；3)坡体沿外倾结构面顺层滑移；4)岩体裂隙发育，产生崩塌掉块[1,2]。设计施工时应根据不同破坏模式采取有针对性的治理措施，使防治工程的安全性和经济合理性达到最优。

重庆市渝北区某高切坡，总体呈南北走向，在平面上呈“S”状。高切坡坡长226 m，坡角为57°～77°，坡顶高程为257 m～276 m，坡脚高程为248 m～259 m，坡高5 m～15 m，坡脚为居民区。该边坡为居民区建设挖方形成。

本高切坡边坡岩体类型为Ⅲ类，属于Ⅱ类岩质高切坡，边坡高度15 m≤H<30 m，高切坡失稳危害程度为很严重，故其安全等级为一级。

1 地层岩性特征

②砂岩(J2s-Ss)：褐黄色、褐灰色，钙质胶结为主，主要由长石、石英、云母及暗色矿物成分组成，巨厚层状构造，层厚5 m～10 m，为本高切坡的主岩性。

③泥岩(J2s-Ms)：紫褐色，紫红色,泥质结构，粘土矿物成分组成，局部夹灰绿色团块和白色条带，厚层状构造，层厚1 m～3 m，为本高切坡的次要岩性。

据统计结果砂岩饱和单轴抗压强度标准值为33.79 MPa，为较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级；泥岩饱和单轴抗压强度标准值为6.31 MPa，为软岩，岩体较破碎，岩石基本质量等级为Ⅴ级，软化系数为0.65～0.69，属于软化岩石。

2 结构特征

该高切坡地形地貌基本形态由构造剥蚀单面山与山前河流冲积阶地、漫滩所组成。岩层在场地呈单斜产出，岩层产状倾向120°～140°、倾角16°～19°，无断层，地质构造条件简单。根据现场地面裂隙调查，场地内构造裂隙主要有2组：J1，300°∠83°；J2，30°∠76°。两组裂隙的张开度0.5 mm～3 mm左右，无填充物或泥质填充，裂面光滑，有水蚀痕迹。勘查工作进行时该高切坡开挖时间仅为数月，其整体呈稳定状态，局部偶有掉块。

3 边坡稳定性分析

为了准确评价边坡稳定性，采用定性与定量相结合的分析方法。高切坡总体走向呈南北走向，在平面图上呈“S”状，长约226 m。根据高切坡的工程地质条件和坡面倾向，将高切坡分成三段，分别进行稳定性评价。

3.1 边坡稳定性的定性分析

AB段边坡位置为切坡偏南侧，长约66 m，高约5 m～8 m，坡向112°，坡度50°～60°。根据赤平投影图(图1)分析：该段边坡岩层产状与坡面倾向基本相同，倾角小于坡脚，为顺向坡，可能发生整体沿层面滑塌现象；裂隙J1倾向与坡面倾向相反，裂隙J2倾向与坡面倾向大角度相交，构造裂隙对边坡的整体稳定性影响较小，但裂隙切割坡面可能使局部出现掉块现象。该段边坡稳定性主要受岩层层面控制，需进一步选取有代表性剖面进行稳定性计算。

BC段边坡位置为切坡中段，长约83 m，高约6 m～15 m，坡向70°，坡度50°～65°。根据赤平投影图(图2)分析：该段边坡为切向坡，边坡无外倾不利结构面，边坡整体稳定；裂隙J2与裂隙J1及其交线均与坡向大角度相交，由于边坡存在多组裂隙切割，且开挖时采用爆破施工，坡面局部岩石松动，容易产生掉块现象，需要进一步进行治理。

CD段边坡位置为高切坡偏北，长约77 m，高约11 m，坡向110°，坡度70°～75°。根据赤平投影图(图3)分析：该段边坡岩层产状与坡面倾向基本相同，倾角小于坡脚，为顺向坡，可能发生整体沿层面滑塌现象；裂隙J1倾向与坡面倾向相反，裂隙J2倾向与坡面倾向大角度相交，构造裂隙对边坡的整体稳定性影响较小，但裂隙切割坡面可能使局部出现掉块现象。该段边坡稳定性主要受岩层层面控制，需进一步选取有代表性剖面进行稳定性计算。

3.2 边坡稳定性的定量计算

分别在AB,CD段选取代表性剖面进行边坡稳定性计算，计算模型采用平面滑动面法，按GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范(附录A.0.2所录公式[3]进行计算。砂、泥岩层接触面中泥岩遇水容易软化形成软弱面，取该层面为最不利结构面。结构面抗剪强度均取地方经验值：自重，c=50 kPa,φ=18°；自重+暴雨，c=20 kPa,φ=12°。计算过程及结果详见表1。

由计算结果可知：自重工况下，AB段边坡稳定系数为2.93，

CD段边坡稳定系数为2.23，边坡整体均处于稳定状态。自重+暴雨工况下，AB段边坡稳定系数1.43，边坡整体处于稳定状态；而CD段边坡稳定系数1.18，整体处于基本稳定状态，边坡安全储备不够，剩余推力为558.54 kN/m，该段建议采取必要的支护措施。