某棚户区改造工程高边坡稳定性及工程对策研究

陈 璠

（贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

1 区域地质概况

1.1 地形地貌

场地地貌类型为溶蚀残丘地貌，地形总体为北侧高南侧低，现状地形起伏较大。拟建场地大部分为原始地形地貌，现状地形标高为1590～1621m，高差达31m。拟建场地边坡高18.4～31.0m，开挖边坡为岩质边坡，上部开挖完成一个月左右，下部未开挖。

1.2 地质构造

拟建场区属于扬子准地台-黔北台隆-六盘水断陷-普安旋扭构造变形区，拟建场地及周边无断层等构造通过，本场区地质构造单一，岩性不单一，岩层产出变化较大，区域地层产状为180°∠27°，出露地层为第四系红粘土，下伏基岩为三叠系下统永宁镇组（T1yn）砾灰岩。岩层倾向160°，倾角30°。场区未发现区域性断裂构造，岩体总体较破碎。根据踏勘情况，场地内主要发育2组节理，节理1：节理延伸长度为1～3m，产状为：倾向 150°，倾角 60°。节理 2：节理延伸长度为 1～3m，节理产状为：倾向350°，倾角48°，结合情况为分离、平直光滑、张开度＜3mm、无填充，结合程度为差。

2 边坡安全等级确定

A-B段。结构面类型：场地边坡高15.7m，岩质边坡。中风化砾灰岩层灰色、浅灰色，细晶结构，薄至中厚层状，岩石节理较发育，岩体较破碎，多被切割成岩块状。根据取样试验，中风化砾灰岩自然单轴抗压强度为frk=31.7MPa，属较硬岩类。属于硬性结构面，根据规范结合情况为分离、平直光滑、张开度＜3mm、无填充，结合程度为差。岩体较破碎、结构面差、外倾结构面倾角为27°～75°边坡岩体类型为Ⅳ类。该边坡安全等级为一级，同上有：B-C段根据取样试验，中风化砾灰岩自然单轴抗压强度为frk=31.7MPa，属较硬岩类。属于硬性结构面，边坡岩体类型为Ⅲ类。该边坡安全等级为一级，边坡重要性系数为γ0=1.1；C-F：根据取样试验，中风化砾灰岩自然单轴抗压强度为frk=31.7MPa，属较硬岩类。属于硬性结构面，边坡岩体类型为Ⅳ类。该边坡安全等级为一级，边坡重要性系数为γ0=1.1；F-H段。结构面类型根据取样试验，中风化砾灰岩自然单轴抗压强度为frk=31.7MPa，属较硬岩类。属于硬性结构面，边坡岩体类型为Ⅳ类。该边坡安全等级为一级，边坡重要性系数为γ0=1.1；H-I段。根据取样试验，中风化砾灰岩自然单轴抗压强度为frk=31.7MPa，属较硬岩类。属于硬性结构面。边坡岩体类型为Ⅳ类。

3 边坡稳定性分析

3.1 定性分析

A-B段开：挖方向160°，开挖坡角73°，岩层产状180°∠30°，顺向坡。主要发育两组节理裂隙，节理1：节理延伸长度为 1～3m，产状为：倾向 150°，倾角 60°。节理2：节理延伸长度为1～3m，节理产状为：倾向 350°，倾角48°。一组结构面分析：该侧边坡为顺向坡，边坡岩层面滑动可能性大，属于不稳定结构；Ⅰ组裂隙150°∠60°与边坡同向，且倾角小于开挖坡脚，属于不稳定结构；Ⅱ组裂隙350°∠48°与边坡倾向反，属于稳定结构；两组结构面组合分析：节理Ⅰ与层面交点位于岩层同侧，产生楔形体，可能引起边坡沿缓倾的外倾结构面滑动。

B-C段：一组结构面分析：该侧边坡为逆向坡，边坡岩层面滑动可能性小；Ⅰ组裂隙150°∠60°与边坡相切，属于稳定结构；Ⅱ组裂隙350°∠48°与边坡相切，属于稳定结构；两组结构面组合分析：节理Ⅰ与层面交点位于岩层同侧，产生楔形体，可能引起边坡沿缓倾的外倾结构面滑动。

C-F段：一组结构面分析：该侧边坡为切向坡，视倾角为20°～29°，边坡岩层面滑动可能性大；Ⅰ组裂隙150°∠60°与边坡相切，属于稳定结构；Ⅱ组裂隙350°∠48°与边坡相切，属于稳定结构；两组结构面组合分析：节理Ⅰ与层面交点位于岩层同侧，产生楔形体，可能引起边坡沿缓倾的外倾结构面滑动。

F-H段：一组结构面分析：该侧边坡为顺向坡，视倾角为25°～29°，边坡岩层面滑动可能性大；Ⅰ组裂隙150°∠60°与边坡相切，属于稳定结构；Ⅱ组裂隙350°∠48°与边坡相切，属于稳定结构；两组结构面组合分析：，节理Ⅰ与层面交点位于岩层同侧，产生楔形体，可能引起边坡沿缓倾的外倾结构面滑动。

H-I段：一组结构面分析：该侧边坡为切向坡，边坡岩层面滑动可能性小；Ⅰ组裂隙150°∠60°与边坡相切，属于稳定结构；Ⅱ组裂隙350°∠48°与边坡相切，属于稳定结构；两组结构面组合分析：节理Ⅰ与层面、节理Ⅱ与层面交点位于岩层同侧，产生楔形体，可能引起边坡沿缓倾的外倾结构面滑动。

3.2 定量分析

根据规范规定，对岩质边坡采用直线滑动法：地震基本烈度为7度，综合水平地震系数为0.025

考虑了地震作用时，边坡处于稳定状态；C-F段稳定系数Ks=1.36＞1.15，边坡处于稳定状态；F-H段稳定系数Ks=1.14＜1.15，根据规范，边坡处于基本稳定状态，需要进行支护处理。

表1

4 边坡治理建议措施

A-B段：该边坡为临时性边坡，待北侧预留空地开挖后不存在，建议按坡率法按1∶1放坡后暂不支护。

B-C段：该边坡为永久性边坡，支护使用年限与相临建筑物一致，边坡为中风化砾灰岩及红黏土组成的岩土组合边坡，建议采用逆作法按1∶1开挖，采用“格构+锚索+挂网喷砼”，所有平台设截排水沟排水导入道路排水系统。

C-F段：该边坡为永久性边坡，支护使用年限与相临建筑物一致，边坡为中风化砾灰岩组成的岩质边坡。建议已开挖完成部分按现有坡面，清除破碎岩石，未完成开挖部分坡度按73°坡脚开挖，采用“格构+锚索+挂网喷砼”，所有平台设截排水沟排水导入道路排水系统。

F-I段：该边坡为永久性边坡，支护使用年限与相临建筑物一致，边坡为中风化砾灰岩组成的岩质边坡。建议已开挖完成部分按现有坡面，清除破碎岩石，未完成开挖部分坡度按73°坡脚开挖，采用“桩+格构+锚索+挂网喷砼”，所有平台设截排水沟排水导入道路排水系统。

H-I段：该边坡为临时性边坡，待北侧预留空地开挖后不存在，建议按坡率法1∶1放坡后暂不支护。

5 结语

场地地貌类型为溶蚀残丘地貌，岩体总体较破碎场地内主要发育2组节理结合程度为差。该项目工涉及5段边坡，按上文分析和治理措施，边坡施工时应根据信息化施工原则，在边坡重要部位设置观测点，观测边坡水平及垂直位移，保证施工安全。在边坡支护工程施工过程中，应建立健全完善的安全保卫措施，保证边坡施工中的安全。