贵州凯里某边坡稳定性评价及治理措施

邰胜鹏

(贵州省地质矿产勘查开发局101地质大队，贵州 凯里 556000)

1 工程概况

边坡位于贵州省凯里市开怀片区天佑金都及金山豪庭建设项目北侧、东侧(边坡与在建住宅区平面分布见图1)，为建设期间对一南向、西向自然斜坡坡脚切方形成的切方边坡，边坡全长362 m，岩质边坡的最大切坡高度为17.20 m，土质边坡最大切方高度10.0 m，自然斜坡高程835 m～934 m，相对高差99 m，坡面坡度25°～55°，平均坡度约40°，边坡已局部开挖，现暂未观测到明显变形。

2 场区地质环境条件

场区属中亚热带冬潮湿夏半湿润型季风气候区，灾害性气候主要有夏旱、暴雨等。地貌为低山—丘陵地貌，以剥蚀、侵蚀作用为主，坡面植被发育一般，主要为草本植物和小灌木。边坡覆盖层为第四系残坡积(Q)含碎石黏土，为新近沉积土体，下伏为寒武系娄山关组(∈ls)地层的强风化层和中风化层两个单元的灰、浅灰色白云岩。场区内无活动性断层通过，岩层呈单斜产出，白云岩产状为250°∠15°，与斜坡坡向(北向197°、东向274°)均为斜交外倾关系。根据GB 18306—2015中国地震动力参数区划图[1]可知，场区地震动峰值加速度为0.05g，基本地震动加速度反应谱特征周期为0.35 s，相应地震烈度为6度，设计地震分级为第一组。场区无地表水，地下水类型为孔隙水、构造裂隙水、岩溶裂隙水。地下水靠大气降水垂直补给，通过钻孔观察，未见稳定地下水水位，且地下水及岩土对混凝土结构和混凝土中的钢筋腐蚀性均为微，对钢结构具有弱腐蚀性[2]。

3 边坡的基本特征

3.1 分析方法

由于该边坡岩体较为破碎且发育大量节理裂隙，严重破坏边坡稳定性，故采用赤平投影法对岩体岩层层面与节理面之间的关系进行分析。因该边坡各段高差、岩土体性质、坡面形态、坡向等不同，将场区边坡分为三段进行研究。

3.2 a-h段

a-h段为岩质边坡，该段揭露岩体主要为强～中风化白云岩，岩体较为破碎，顶部为含碎石黏土，其中含碎石黏土层平均厚度约0.5 m，该段已局部开挖，现存在局部滚石等现象，滚石粒径3 cm～50 cm不等。根据图2，岩层层面C,J1,J2节理面均位于坡面线P之外，岩体易沿该三组节理面发生平面滑移；J3节理面位于坡面线P之内，岩体沿该组节理面滑移可能性较小；J1,J2,J3节理面交于坡面线P之外且该三组结构面切割岩体后形成潜在的楔形体，楔形体易发生滑移变形破坏。

3.3 i-j段

i-j段边坡为岩土混合质边坡，属土质边坡，坡面整体形态为不规则多边形，剖面线形态为折线型，边坡岩性主要为含碎石黏土、强～中风化白云岩，土层厚2.0 m～5.6 m不等，边坡上覆含碎石黏土与下伏强风化白云岩接触面呈折线形，含碎石黏土层较厚。根据图3，岩层层面C，J1,J3节理面均位于坡面线P之外，但J1节理面比坡面线P更靠近圆心，故岩体易沿该C,J3发生平面滑移，沿J1节理面滑移可能性较小；J2节理面位于坡面线P之内，岩体沿该组节理面滑移可能性较小。J2,J3节理面和岩层层面C，J3,J1节理面交点均位于斜坡坡面线P外侧，J2,J3和C为一组，J3,J1为另一组，该两组结构面切割岩体后形成潜在滑移的楔形体，楔形体易发生滑移变形破坏。

3.4 j-o段

j-o段边坡为岩质边坡，长131 m，边坡揭露岩体主要为强～中风化白云岩，岩体较为破碎，顶部为含碎石黏土，其中含碎石黏土层平均厚度约0.3 m。该段已局部开挖，现存在局部滚石等现象，滚石粒径4 cm～20 cm不等，且未发生岩质滑坡等现象。根据图4，J2节理面位于坡面线P之内，岩体易沿该三组节理面发生平面滑移，J2节理面位于坡面线P之内，岩体沿该组节理面滑移可能性较小；J1,J2,J3节理面交点位于斜坡坡面线P外侧，J1,J2,J3三组结构面切割岩体后形成潜在滑移的楔形体，楔形体易发生滑移变形破坏。

3.5 边坡破坏模式及定性评价

根据前述对各段边坡的分析结果，研究区边坡坡体岩性自上而下依次为：残坡积含碎石黏土、强风化白云岩和中风化白云岩，推测各段边坡变形破坏模式为：

1)边坡a-h段破坏模式为边坡岩体沿岩层层面发生平面滑移，岩体沿J1,J2节理面发生平面滑移，岩体节理裂隙切割的楔形体发生滑移。

2)边坡i-j段破坏模式为边坡上覆残坡积含碎石黏土沿下伏强风化岩体发生折线滑移，边坡整体圆弧滑移，边坡岩体沿J3节理面发生平面滑移，岩体沿岩层层面发生平面滑移，岩体节理裂隙切割的楔形体发生滑移。

3)边坡j-o段破坏模式为岩体沿岩层层面发生平面滑移，岩体沿J1,J3节理面发生平面滑移，岩体节理裂隙切割的楔形体发生滑移。

4 边坡的物理力学参数及稳定性分析

4.1 场区岩土物理力学参数

根据GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范表4.1.8和表5.3.2结合上述边坡工程安全等级和地质环境复杂程度，本次边坡岩土工程勘察等级为二级，治理工程安全系数取值1.30[3]。根据GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范、GB 50218—2014工程岩体分级标准，得到岩体物理力学参数如表1～表3所示。

表1 土体物理力学性质

表2 岩体物理力学性质

表3 岩体结构面物理力学性质

4.2 边坡稳定性计算方法及结果

由于各段边坡的特性和破坏模式不同，故稳定性计算需采用多种计算方法相结合的方式进行[4-5]，主要为平面滑移法、楔形体滑移稳定性计算法、折线滑移法、瑞典圆弧法。按照GB/T 32864—2016滑坡防治工程勘查规范推荐的公式[6]，该边坡各段稳定性计算结果见表4。

表4 边坡各段稳定性计算结果

计算结果表明在垂直开挖条件下，场区边坡存在以下几种隐患：

1)各个分段上部含有碎石黏土土层，将会将在开挖过程中发生滑坡。

2)各个分段坡体沿岩层层面滑移的稳定系数均大于1.30处稳定状态，但边坡岩体风化强烈且发育大量节理裂隙，故在开挖过程中易产生局部坍塌、掉块。

3)a-h段中由于节理面切割形成的楔形体处于欠稳定状态，在开挖过程中易发生滑移变形破坏。

4)i-j段在开挖过程中，边坡上覆残坡积含碎石黏土易沿下伏强风化岩体发生折线滑移，边坡岩体易沿J3节理面发生滑移变形破坏。

5)j-o段在开挖过程中，边坡岩体易沿J1，J3节理面发生滑移变形破坏。

通过分析，边坡必须进行工程治理，采取切实有效的工程治理措施后才可以保证该边坡的安全稳定，避免产生滑坡以及局部坍塌、掉块[7]。

5 治理方案

根据前述对各段边坡的稳定性计算结果，结合场区实地工程地质条件，及考虑到降雨等自然因素，以及该边坡现已局部开挖，故该边坡的治理措施有：a-h段边坡采用“1∶0.75”分级放坡，对坡面实施锚杆锚固、挂网喷射混凝土的治理措施；i-j段边坡采用在边坡前缘设置断面为直立式的重力式挡土墙进行支护的治理措施；j-o段边坡采用“1∶0.50”分级放坡，对坡面实施预应力锚索锚固、挂网喷射混凝土的治理措施；为做好边坡截水排水，还需要在整个边坡坡顶开挖断面形式为矩形的截水沟[8-9]。

6 结语

该边坡位于贵州省凯里市开怀片区天佑金都及金山豪庭建设项目在建住宅区北侧、东侧，为建设期间对一南向、西向自然斜坡坡脚切方形成的切方边坡，现已局部开挖，且存在大量不稳定的碎石黏土，如边坡继续开挖易产生滑坡以及局部坍塌、掉块等危险，从而危及在建住宅区，故急需对该边坡进行工程治理。