边坡治理中的稳定性分析与建议支护措施——以贵阳某安置房项目边坡为例

王朝刚

贵州省建筑设计研究院有限责任公司

1 引言

随着我国经济技术的发展，全国各地均在加快推进基础设施的建设，形成了数量众多工程边坡，工程边坡的稳定性研究对确保基础设施的安全建设和正常运营有重要意义（谢永利等，2020）。贵阳市金阳新区龙泉村拆迁安置房项目二期边坡工程位于贵阳市金阳新区世纪城南侧，北京西路南侧路边，该工程边坡最高处约为32.3m，开挖坡脚角度约70º~80º。本文在收集前人研究资料的基础上，通过地表调查、工程测量、钻探、室内土工试验等方法，查明该边坡的岩土构成、分布及其物理力学指标，划分边坡岩体类型，并对该边坡稳定性进行评价，提出边坡整治设计方案，为后期对该边坡治理提供科学支撑。

2 地质环境特征

2.1 地形地貌

研究区位于贵阳岩溶盆地西北侧溶蚀残丘。地形总体西北高东南低,区内地面高程约为1256.20m~1268.50m，地形起伏较大。

2.2 水文地质条件

研究区水文地质条件简单，场区内未发现地表水，勘探钻孔均未揭露到地下水出露，参考前人研究资料，场地水位标高为在1233.22m~1235.60m。场地地下水包括上层滞水和岩溶裂隙水两种类型。上层滞水赋存于土层之中，主要靠大气降水的补给，水量不大。岩溶裂隙水为潜水，主要靠大气降水补给，自我调节能力较强，水量较大。但含水性极不均匀，明显受岩溶发育程度控制，地下岩溶裂隙和溶洞是天然储水空间和运移通道。本次边坡勘察在深度范围内未探查到地下水出露，因此研究区可不考虑地下水对边坡的影响，但应考虑上层滞水对边坡的影响，做好相关排水、防渗措施。

2.3 地层岩性

本次勘察场地内地层主要有第四系硬塑红黏土；下覆基岩为三叠系安顺组二段（T1a2）灰色、灰白色及灰黄色薄层-中厚层状泥质白云岩，可细分为强风化泥质白云岩和中风化泥质白云岩。其中红黏土（Qel+dl）为场区主要土层类型，硬塑状偶夹风化团块，厚度分布不均，在0.3m~0.8m。强风化泥质白云岩（T1a2），颜色为灰色、灰白色及灰黄色，呈薄层状构造，岩体极破碎，岩芯呈砂状、碎块状，节理裂隙发育。中风化泥质白云岩（T1a2），颜色为灰色、灰白色及灰黄色，呈薄层-中厚层状结构，节理裂隙发育，岩体较破碎，岩芯呈块状、短柱状，局部见方解石脉填充。

2.4 区域地质构造

场地内及临近地段未见断裂构造。受区域构造影响，场地斜坡出露及开挖的基岩节理裂隙较发育，岩层呈单斜产出，其产状为28°∠17°，岩体较破碎，节理裂隙发育，结构面间无充填，为硬性结构面，结合差。场地主要发育二组节理，其产状一组为105°∠85°，每米2~3 条，延伸长度0.8m~1.5m，一组为225°∠70°，每米1~2条，延伸长度1.1m~2.1m，泥质充填，结合程度一般。岩体基本质量级别为Ⅳ级。

根据钻探结果显示，边坡范围内未发现溶洞、溶沟（槽），岩体基岩面起伏较平缓，地层连续稳定，属岩溶微发育地段。

2.5 抗震条件

场地土类型主要为硬塑红黏土，土层厚一般为0.2m~0.8m，平均厚度0.5m＜3m，根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）2016年版，金阳地区场地抗震设防烈度为6°，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，特征周期值为0.25S，场地为抗震条件一般地段。

2.6 边坡工程地质特性

根据边坡的位置、边坡高度等不同，将本场地工程边坡分为I、II、III 共三段。其中I 段边坡长约234.3m，由拟建垃圾站及篮球场场平地基开挖后形成，边坡高度为15.2m~20.8m，边坡主要由中风化泥质白云岩层构成，为切向岩质永久性边坡；II段边坡长约55.8m，由拟建幼儿园场平地基开挖后形成，边坡高度为20.2m~21.7m，边坡主要由中风化泥质白云岩层构成，为顺向岩质永久性；III 段边坡长约72.7m，由拟建幼儿园场平地基开挖后形成，边坡高度为20.7m~23.6m，边坡主要由中风化泥质白云岩层构成，为切向岩质永久性边坡；Ⅳ段边坡长约69.4m由拟建道路场平地基开挖后，边坡高度为24.1m~32.3m，边坡主要由中风化泥质白云岩层构成，为顺向岩质永久性边坡。上述边坡中发育有两组节理，一组为逆向一组为切向，边坡安全等级为一级。

3 边坡稳定性分析

3.1 边坡岩土物理力学指标

场地内岩土层主要为第四系硬塑红黏土以及强风化泥质白云岩和中风化泥质白云岩。为定量分析边坡稳定性问题，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011），结合相近地段试验成果及建筑经验，本文采集9件中风化泥质白云岩岩芯样作室内饱和单轴抗压强度试验，15 件中风化岩芯样作泥质白云岩作室内直剪试验（详见表1），进而综合判断分析滑坡岩土层物理力学指标。

表1 滑坡体岩土工程参数表

3.2 稳定性分析与评价

根据边坡位置、边坡高度等不同，将本工程边坡分为I、II、III等三段，将边坡稳定性的计算简化为针对三个剖面稳定系数的计算。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013），在对剖面稳定系数计算前，确定边坡各剖面中的天然重度、土的黏聚力、土内摩擦角、土与挡墙背的摩擦角、支挡结构墙背与水平面的夹角、填土表面与水平面的夹角等参数，根据影响边坡稳定性的各种因素，推荐合适的岩土物理力学性能指标进行稳定性分析（罗大海，2020）。

其中Ⅰ段边坡选取8-8’断面进行计算。该断面边坡总高度H 约为20.8m，主要由中风泥质白云岩，建议开挖坡率1:0.1。岩层结构面的倾向为28°，与边坡的倾向88°之间夹角为60°，为切向边坡。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013），该边坡以岩体等效内摩擦角按侧向土压方法计算侧向岩石压力，其破裂角取61°，计算的主动土压力合力（Ea）为521.66kN/m，说明边坡需进行支护。

Ⅱ段边坡选取边坡15-15’断面进行计算。该断面边坡高H约为21.7m，主要由中风泥质白云岩,建议开挖坡率为1:0.1。岩层结构面的倾向为28°，与边坡的倾向44°之间夹角为16°，为顺向边坡。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013），该边坡按平面滑动进行计算,经计算边坡稳定性系数Fs=1.21，边坡基本稳定但小于边坡稳定安全系数1.35。该边坡以岩体等效内摩擦角按侧向土压方法计算侧向岩石压力，其破裂角取61°,计算的主动土压力合力（Ea）为598.97kN/m，说明边坡需进行支护。

Ⅲ段边坡选取边坡19-19’断面进行计算。该断面边坡高H 约为23.6m，主要由中风泥质白云岩。建议开挖坡率为1：0.1。岩层结构面的倾向为28°，与边坡的倾向90°之间夹角为62°，为切向边坡。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013），该边坡以岩体等效内摩擦角按侧向土压方法计算侧向岩石压力，其破裂角取61°。计算的主动土压力合力（Ea）为664.17kN/m，说明边坡需进行支护。

Ⅳ段边坡选取边坡21-21’断面进行计算。该断面边坡高H约为32.3m，主要由中风泥质白云岩,建议开挖坡率为1:0.1。岩层结构面的倾向为28°，与边坡的倾向32°之间夹角为4°，为顺向边坡。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013），该边坡按平面滑动进行计算,经计算边坡稳定性系数Fs=1.05，边坡基本稳定但小于边坡稳定安全系数1.35。该边坡以岩体等效内摩擦角按侧向土压方法计算侧向岩石压力，其破裂角取61°,计算的主动土压力合力（Ea）为1216.47kN/m，说明边坡需进行支护。

4 边坡治理

根据本工程边坡分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四段稳定性分析结果，I、III 段虽为切向边坡，但边坡坡面倾角为84°，大于破裂角61°，同时也大于岩层等效内摩擦角52°，为防止雨水浸入坡体、风化等因素影响边坡长久的稳定性，出现破碎岩块塌落等地质灾害，建议采取锚杆+挂网喷砼相结合的支护方式进行边坡防护。Ⅱ、Ⅳ段边坡为顺向边坡，边坡基本稳定但小于边坡稳定安全系数，建议采取格构梁+锚杆（索）+挂网喷砼防护相结合的支护方式进行防护。

5 结束语

（1）场地无断层通过，场地自然条件下无滑坡、崩塌、塌陷等不良地质现象，自然状态下场地稳定性好，地层连续稳定，岩溶微发育地段，不良地质作用一般发育。

（2）根据边坡的位置、边坡高度等不同，将本场地工程边坡分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四段。

（3）四段边坡主动土压力合力（Ea）均大于零，说明边坡需进行支护。I、III段切向边坡，建议采取锚杆+挂网喷砼相结合的支护方式进行边坡防护。Ⅱ、Ⅳ段顺向边坡，建议采取格构梁+锚杆（索）+挂网喷砼防护相结合的支护方式进行防护。