高边坡勘察设计原则及边坡稳定性分析

顾先林

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局6总队，贵州 凯里 556000)

0 引 言

黔东南州三穗生活垃圾发电工程项目，该项目位于黔东南州三穗县八弓镇桥头村，场地规划总面积约53 273 m2，按场地设计标高开挖整平后再场地周侧形成长为720 m，最大高度为46 m的岩土质混合边坡。

通过踏勘地质调查等手段并结合资料收集显示，该边坡处于寒武系下统牛蹄塘组(1n)软质岩石(页岩)地区，边坡断面上岩土差异风华非常明显，其上覆土层(含碎石黏土)厚度变化较大(土层厚度在0～13.0 m之间)，岩石风化厚(强风化厚度在0～12.4 m之间)；场地外侧有一断层经过，致各段边坡岩石节理裂隙发育，岩层产状不一；且场地北西侧有一季节性小溪沟从场地内部沿场地南部流出，致边坡局部地段受其影响较大。

1 高边坡勘察设计原则

1.1 安全性设计原则

结合高边坡的特点，勘察设计难度较大，要求设计人员遵守安全性设计原则，根据工程所在地区的地质条件，制定出完善的施工方案。对于高边坡勘察设计人员来说，要加强稳定性分析，提升其稳定性，减少边坡失稳现象的出现。

1.2 生态复绿设计原则

边坡稳定性，主要指的是边坡土体与岩体在边坡所处地形地貌、坡体自重应力、附加应力以及外在不利因素条件下，其自身的稳定度。通过提升边坡稳定性，可以保障边坡前缘(建)构筑物人员以及车辆的安全通行，对(建)构筑物结构起到一定的保护作用。在边坡加固设计环节，设计人员全面考虑边坡坡脚应力，包括地下水集中的问题，合理确定边坡支撑力，避免边坡出现失稳现象。设计人员还要运用科学防护措施，加强生态复绿设计，制定合理支护方案。

1.3 稳定性设计原则

边坡是保障边坡前缘(建)构筑物人员财产安全和交通稳定运行的核心载体，通过加强高边坡勘察设计，并对边坡周围的配套设施进行大力完善，可显著提高该地区的文化经济的发展。在高边坡勘察设计工作之中，要求设计人员遵守稳定性设计原则，从可持续发展角度进行分析，找到高边坡建设环节中存在的问题，制定出科学的监管方案，进一步提升高边坡的稳定性与安全性。

2 边坡稳定性分析

2.1 勘察方案确定

勘察设计单位根据边坡具体情况，对边坡进行分段并对其作详细阶段勘察设计。根据勘察的目的、任务及相关规范要求，结合边坡地质环境，在充分收集已有资料的基础上，采用工程地质调查测绘、钻探、岩土样采集及现场直剪试验等综合手段进行勘察。

2.2 边坡岩土参数选取

勘察采取碎石粘土土样6件进行室内物理力学指标试验，采取9件中风化页岩岩样进行单轴抗压强度试验、采取中风化页岩岩样3组15件进行现场直剪试验并结合GB 50330—2013《建筑边坡工程技术规范》进行取值。

2.3 边坡稳定性分析

结合场地岩土构成、场地岩性、岩体风化程度、地表水体分布情况结合相关规范规程，该次边坡分析拟采用赤平投影分析法对岩质边坡进行定性分析，拟采用圆弧滑动法对边坡上部碎石粘土及强风化页岩分别按最不利土体内圆弧形滑面滑动计算上部土质边坡稳定性。拟采用平面滑动法对边坡强、中风化页岩分别按最不利滑面滑动计算边坡稳定性。

2.4 稳定性评价

前述对边坡稳定性的定性分析、定量计算得出，高边坡上部土体及强风化页岩厚度较大地段边坡欠稳定或不稳定，下部中风化页岩边坡基本稳定。

2.5 边坡支护方案

由于场地所处位置年降雨量较大，雨季降雨形成的临时性地表水体对边坡坡体影响较大，建议在建筑场地外围采取工程引排措施对冲沟汇水进行截流并将截流汇水引排至场地以外。在边坡坡面支挡体系中设置泄水孔将降雨下渗的坡体内地下水引出坡体。根据场地边坡的结构特征及现场实际情况，建议以绿化为主，可采用放坡+锚杆+格构+坡面绿化+截排水沟支挡结构相结合的支护方案。

2.6 边坡设计方案

结合拟建物规划设计图及拟开挖边坡，边坡上部土层以及强风化层边坡坡率为1：1，中风化岩质部分边坡坡率为1：0.5，每10 m坡高设置2 %外缘斜面、宽1 m的马道，坡面拟采用锚杆+格构+坡面绿化+截排水沟支护，坡顶无建筑物。

边坡坡面排水在坡面锚喷支护结构中设置泄水孔，泄水孔采用φ50PVC管，长度0.25～0.3 m，与坡面呈15°倾角，内应伸入岩石5 cm，间距3 m，与锚孔错位呈梅花形布置；本边坡不宜单独设置地表排水网，整体上与支护排水沿支护坡脚设置排水沟，且排水沟最终并入统一的排水系统流出建筑场外；距坡顶后缘3 m自然地面采用混凝土封闭并设置截水沟，以防止坡顶地表水渗入坡体。

边坡坡面按15～20 m纵向设置沉降伸缩缝，伸缩缝宽3cm，缝间填沥青麻絮或沥青木板；锚孔口径为φ130，间距1.5 m，与坡面倾角15°，锚孔深度原则上穿过破裂面进入稳定岩体深度不小于3.5 m进行控制；格构梁尺寸为300×400 mm，C30混凝土浇筑，格构梁应嵌入设计削坡面200 mm；根据场区自主规划应于坡底设置排水沟，其距边坡内脚0.2～0.3 m，沟顶采用钢筋网作暗盖，每10 m设置维修活动暗盖。整个排水沟在拟建两侧进入拟建物排水系统；坡面采用植生袋以及浮土种草等绿化。

坡面开挖施工工艺，应进行专项开挖施工方案，确保边坡施工安全。边坡坡面开挖时严禁爆破施工，在距设置坡面位置不小于0.5 m段宜采风钻施工，以保证坡面岩体的完整性和稳定性；采用分段(15～20 m)、分级(3～5 m)施工的施工工序，由上至下逆作法施工，边开挖边支护。

应业主要求，边坡进行生态支护设计，在岩坡上将活性土(人工土)，与草种、乡土草木种子及防止水土流失的土壤安定剂、黏合剂、保水剂等掺合后，喷射在岩坡上，形成喷射厚度较大，粘稠度较高的活性土，以提供植物长期生长所需的养料。

边坡开挖后不稳定，尤其在雨季施工可能造成滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生。因此，相关部门应加强边坡监测工作，一旦发现异常，及时向相关单位汇报。

3 结 语

综上所述，通过对高边坡勘察设计原则进行分析，并做好地质调查工作、加强地质勘探、对高边坡进行稳定性评价、优化高边坡设计方案等，才能保证高边坡勘察设计方案得到有效实施，真正达到提升高边坡防护工程整体质量的目的。