遵义市新蒲新区中学边坡稳定性分析及防治方案建议

孙元 郑飞舟 李娟

摘   要：边坡灾害是工程建设中常见的一种灾害形式，为确保工程安全，均需对边坡进行稳定性评价，依据其稳定程度来判定是否需要采取必要的工程措施进行防治。因此，查明边坡的工程地质条件，包括地形地貌、气象水文、地层岩性、地质构造、工程与水文地质条件和人类工程活动状况等，查明边坡类别和潜在的破坏方式，分析边坡的稳定性，为边坡防治设计提供所需的计算参数，以及提出安全可靠、技术可行的防治措施建议具有重要意义。

关键词：边坡  结构特征  稳定性分析  防治方案

中图分类号：P642.2                                文献标识码：A                        文章編号：1674-098X（2019）05（c）-0060-03

1  边坡工程概况

遵义市新蒲新区中学建设项目建设用地面积为14562.4m2，含1#宿舍楼、2#宿舍楼、学术交流报告厅及规划道路、绿化用地等。根据场地建设平场规划，场地平场后将在南西侧及南东侧形成高4.2～21.4m的工程切方边坡，为保证该建设工程施工过程中施工人员及施工机械安全、施工结束后建设工程能正常运行，须对该边坡进行工程防护。按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表3.2.1，根据边坡破坏后可能造成的破坏后果（危及人的生命、造成经济损失、产生的社会不良影响）的严重性、边坡岩体类型和边坡高度等因素，确定该边坡安全等级为二级，边坡区地质环境中等复杂，边坡工程勘察等级为二级。

2  边坡区工程地质条件

2.1 气象水文条件

边坡区属于中亚热带黔北温和湿润气候区，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，气候宜人。年最大降水量1451.2mm，年最小降水量802.6mm。降雨集中且降雨强度大。

2.2 地形地貌

边坡区属侵蚀—溶蚀中低山斜坡地貌，原始地形为山体斜坡，现边坡已基本开挖到位，形成多级工程切方边坡，高1.7～21.1m，坡度为63°左右。坡顶地形坡度较为平缓，无重要建筑物。边坡坡脚均为规划校区道路。边坡主要保护对象为边坡底部的校区道路、学校建筑，属人口密集区。

2.3 地层岩性

边坡区出露地层为第四系残坡积层（Q4el+dl）、寒武系中上统娄山关群（T1y3），由新到老分述如下：

（1）第四系残坡积层（Q4el+dl）：黄褐色，可塑状红粘土。边坡区广泛分布，厚薄不均， 0～8.9m。

（2）寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）：边坡区原始地形局部出露及开挖部分大面积出露，岩性为灰白色薄层白云岩，岩体节理裂隙发育，岩体较破碎，岩体结构类型为碎裂结构。边坡区岩体表层强风化，层厚0.5～3.9m。白云岩溶沟溶槽发育，这也是造成边坡区土体厚薄不均的原因之一，溶蚀洼地强风化层相对较厚。

2.4 地质构造及地震效应评价

边坡区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区，岩层呈单斜产出，产状316°∠44°。边坡区位于铜锣井背斜北西倾末端，受地质构造影响，区内岩体较破碎。

场地内覆盖层厚度0～8.9m，一般6～8m，为可塑状红粘土，属中软土，下伏基岩为白云岩，岩体较破碎，中风化，属较软岩。据此查得场地类别为Ⅱ类，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震烈度为Ⅵ度。

2.5 水文地质条件

根据区内地层岩性及地下水在含水介质中的赋存特征，地下水类型可分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。第四系松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积层（Q4el+dl）红粘土中。该层厚度小、透水性好，富水性弱。该类地下水主要接受大气降水垂向补给，多为季节性含水，水量动态变化大。

基岩裂隙水赋存于寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）白云岩风化裂隙和构造裂隙中。边坡所处区域位置相对较高，岩体裂隙发育，地形上有利于大气降水的径流和入渗，地下水埋深较大。坡面上基岩风化裂隙和构造裂隙发育，大气降水沿坡面径流及下渗，对边坡稳定性有一定的影响。

大气降水是地下水主要补给来源。大气降水通过溶蚀裂隙、小溶洞等汇入地下补给地下水。部分通过第四系孔隙和浅层基岩节理、裂隙迳流排泄于地表低洼地段，为近源排泄。部分通过渗透径流转为较深地下水后排泄于勘察区外围以远较低的排泄基准面，为远源排泄。

2.6 人类工程活动及不良地质现象

区内人类工程活动主要为建筑工程、道路工程对原始地形进行切方活动，形成该切方边坡，可见，人类工程活动强烈，对边坡地质环境影响大。

3  边坡基本特征

3.1 边坡基本特征及岩土组成结构

新蒲新区中学中学边坡为工程切方边坡，边坡分级开挖，开挖坡比为1：0.5（约63°），每级边坡高8.0m，中间马道宽2.0m。目前边坡均已基本开挖到位，根据边坡开挖边坡走向、边坡平面位置、边坡高度及边坡岩土结构特征，将开挖后形成边坡分为3段：①A-B段边坡位于建设场地南西侧北段，为岩质边坡切向坡，边坡岩性为白云岩，表层为强风化，厚度约0.8～1.0m，中风化白云岩岩体结构类型为碎裂结构，边坡高度2.9～17.1m，该段边坡长49.2m，已分级开挖到位，开挖坡比为1：0.5，每级坡高为8.0m，中间马道宽2.0m;②B-C段边坡位于场地南西侧南段，为岩土混合边坡，上部为可塑状红粘土，下部为白云岩，为切向坡，岩体表层为强风化，厚0.7～3.9m，中风化岩体结构类型为碎裂结构，边坡整体高度17.1～21.3m，受边坡区溶沟溶槽影响，边坡土体厚薄不均，厚0～8.9m，岩体厚8.5～19.6m;③C-D段边坡位于场地南东侧，为岩土混合边坡，上部为可塑状红粘土，下部为白云岩，为顺向坡，岩体表层为强风化，厚0.5～3.3m，中风化岩体结构类型为碎裂结构，边坡整体高度约19m，受边坡区溶沟溶槽影响，边坡土体厚薄不均，厚3.7～7.8m，岩体厚10.6～15.3m。各段边坡开挖现状件如图1。

3.2 边坡结构面发育特征及岩体类型

边坡岩体特征、结构关系及岩体类型主要根据岩体的完整程度、结构面结合程度、结构面产状、边坡放坡开挖后的自稳能力等进行判定，各段边坡下段岩质边坡岩体结构组合特征及岩体类型见表1。

3.3 边坡地下水特征及水、土腐蚀性分析

边坡区未见泉点出露，场区地下水位埋藏深度低于边坡位置，对该边坡影响小。地下水对混凝土、钢筋及钢结构具微腐蚀性。场地无污染土（岩）分布，场地土（岩）也没有受污染，场地基岩化学性质稳定，不会分解出腐蚀性物质，土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋及钢结构具有微腐蚀性。

4  边坡稳定性分析与评价

4.1 边坡变形破坏模式

边坡可能发生的变形破坏模式主要有以下三种类型，分析如下。

（1）楔体滑动：①A-B-C段边坡沿岩层层面（产状316°∠44°）和结构面J2（产状121°∠42°）组合交线发生楔体滑动;②C-D段边坡沿岩层层面（产状316°∠44°）和结构面J2（产状121°∠42°）组合交线发生楔体滑动;③C-D段边坡沿结构面J1（产状218°∠66°）和结构面J2（产状121°∠42°）组合交线发生楔体滑动。

（2）圆弧滑动：①A-B段边坡岩体发生圆弧滑动;②B-C-D段边坡上部土体发生圆弧滑动;③B-C-D段边坡下部岩体在上部土体的加载下发生圆弧滑动。

（3）平滑滑动：C-D段边坡下部岩质边坡在上部土体的加载下发生平面滑动。

4.2 边坡稳定性定性分析

该边坡为岩质边坡、岩土混合边坡（上段为土质边坡，下段为岩质边坡），影响土质边坡稳定最主要的因素为人工开挖和大气降水，在切坡过程中，由于侧向临空面的产生，坡面附近的土体发生卸荷回弹，引起应力重分布和应力分异、应力集中等效应，降低边坡稳定性。降雨时边坡顶部地表水下渗将降低岩土体强度，可能造成土质边坡发生圆弧形滑移破坏。岩质边坡岩体类型为Ⅳ类，岩体基本质量等级为Ⅳ类，岩体结构类型为碎裂结构，岩质边坡可能发生圆弧滑动，此外，岩质边坡还可能沿结构面或结构面组合发生平面滑移破坏或楔体滑移破坏。

对于不同破坏模式的边坡采用不同的计算公式进行稳定性计算，结果如下：边坡按1∶0.5进行分级放坡后，B-C-D段边坡上部土质边坡部分处于基本稳定状态，边坡变形破坏模式为圆弧滑动，A-B-C段巖质边坡处于稳定状态，C-D段岩质边坡处于不稳定状态，边坡可能沿岩层面发生平面滑移及沿岩层层面（316°∠44°）与结构面J2（218°∠66°）交线发生楔体滑动。

5  边坡防治方案建议

根据边坡稳定性分析计算，边坡按1∶0.5进行分级放坡后：①A-B段边坡为岩质边坡，处于稳定状态;②B-C段为岩土混合边坡，上段土质边坡处于基本稳定状态，下段岩质边坡处于稳定状态;③C-D段边坡为岩土混合边坡，上段土质边坡处于基本稳定状态，下段岩质边坡处于不稳定状态。A-B-C段边坡岩质边坡部分处于稳定状态，但边坡高度较大，边坡岩体类型为Ⅳ类、岩体基本质量等级为Ⅴ级，易发生小规模掉块现象，建议对该段边坡岩质部分采用“锚喷”进行防治，对该段边坡土质部分采用“土钉墙”进行防治。C-D段边坡下段岩质边坡段处于不稳定状态，边坡下滑力及侧压力大，防治工程费用高，建议对该段边坡采用“放坡+锚喷+土钉墙”进行防治。

6  结语

（1）边坡工程安全等级为二级，边坡工程勘察等级为二级。边坡区属侵蚀—溶蚀中低山斜坡地貌，岩土类别单一，土体均为第四系残坡积层（Q4el+dl）红粘土，岩体均为寒武系中上统娄山关群（∈2-3ls）白云岩。

（2）目前边坡已基本开挖到位，边坡高度较大，边坡区岩体较破碎，边坡岩土体长时间裸露及大气降雨对边坡稳定性有不利影响，需及时对边坡进行防治。

（3）在切坡开挖治理的施工期间和运行期间宜设置必要的监测网点，加强对拟开挖边坡的变形监测，确保边坡下部施工人员安全。

参考文献

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