劉激烈，黃智文

（1.中國(guó)建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610081；2.福建省華廈能源設(shè)計(jì)研究院有限公司，福建 福州 350004）

1 工程概況

中國(guó)福建馬江舉重基地位于福州市馬尾區(qū)天馬山，二期邊坡在一期北側(cè)。 根據(jù)建筑總平面布置圖，由于場(chǎng)地整平開挖，將在擬建場(chǎng)地西側(cè)形成一條開挖邊坡，邊坡長(zhǎng)度約125 m，邊坡高度為4～13 m； 由于場(chǎng)地東側(cè)征地紅線外的規(guī)劃道路路基已開挖， 將在擬建場(chǎng)地東側(cè)形成一條道路開挖邊坡，邊坡長(zhǎng)度約156 m，邊坡高度為5～19 m（場(chǎng)地整平標(biāo)高比規(guī)劃道路路面約高5～19 m）； 由于基地二期內(nèi)部的道路路基已開挖，將在擬建場(chǎng)地南側(cè)形成一條道路開挖邊坡，邊坡長(zhǎng)度約135 m，邊坡高度為3～11 m（場(chǎng)地整平標(biāo)高比道路路面約高3～11 m）。

目前，場(chǎng)地尚未開挖整平，只是在場(chǎng)地東側(cè)有一條長(zhǎng)約156 m、由于道路開挖形成的路塹邊坡，坡高約3～12 m，坡角約40°～80°，邊坡尚未進(jìn)行支護(hù)處理。在雨水的浸泡作用下，該邊坡已引發(fā)小型崩塌，將危及擬建建構(gòu)筑物及行人的安全。東側(cè)邊坡現(xiàn)狀如圖1所示。

2 場(chǎng)地巖土性質(zhì)及其均勻性

圖1 擬建場(chǎng)地東側(cè)邊坡的小型崩塌Fig.1 Small slope collapse of the east side of proposed site

根據(jù)鉆探資料， 在勘探孔控制深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地內(nèi)表部土層為坡、殘積土層，中下部土層為基巖風(fēng)化帶。 按其成因、力學(xué)強(qiáng)度及風(fēng)化程度的不同，場(chǎng)地內(nèi)土層可分為6 層：（1）坡積黏性土層（Q4dl）?；尹S色，可塑～硬塑，層厚0.40～5.0 m。（2）殘積黏性土層（Qel）。 灰黃、褐黃色等，為細(xì)?；◢弾r的風(fēng)化產(chǎn)物，主要成分為石英、長(zhǎng)石，但長(zhǎng)石已完全風(fēng)化為土狀，含少許石英沙礫，層面埋深0.00～2.40 m。（3）全風(fēng)化花崗巖層。 灰黃色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，散體狀構(gòu)造，母巖結(jié)構(gòu)基本破壞，主要成分為石英和長(zhǎng)石，次要成分為云母，礦物成分變化顯著。 長(zhǎng)石已基本風(fēng)化成次生礦物，石英未見風(fēng)化，遇水較易軟化，巖體極破碎，為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。 （4）沙土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層。 灰黃、褐黃色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，散體狀構(gòu)造，主要成分為石英和長(zhǎng)石，次要成分為云母石，礦物成分變化顯著。 巖體風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，層厚為0.50～11.70 m。 （5）碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層。 灰黃色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，碎塊狀構(gòu)造，母巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，厚度0.50～4.70 m。 （6）中微風(fēng)化花崗巖層。 淺灰、青灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)基本未變，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ級(jí)，厚度4.00～26.20 m。 綜上所述，場(chǎng)地內(nèi)各巖土層層面變化較大，分布不均勻。

3 邊坡工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.1 邊坡穩(wěn)定性的影響因素

影響本工程邊坡穩(wěn)定的主要因素有： 邊坡高度，邊坡傾角、坡頂傾角，巖土物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，風(fēng)化程度，地下水，氣候、降雨、匯水面積、雨水對(duì)坡面的沖刷，坡頂荷載和地震烈度等。

3.2 邊坡穩(wěn)定分析參數(shù)

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)資料并與相似工程類比， 邊坡計(jì)算參數(shù)如表1 所示。

表1 邊坡穩(wěn)定分析參數(shù)表Table 1 Stability analysis parameter of edge excavation slope

3.3 邊坡形態(tài)與滑動(dòng)破壞形式

本場(chǎng)地位于山坡的緩坡地帶，斜坡上緩下陡，坡度15°～55°。 山坡上分布有坡、殘積黏性土層和全、強(qiáng)風(fēng)化巖層。 目前，場(chǎng)地東側(cè)已形成開挖邊坡，由于場(chǎng)地整平和基地道路開挖， 在場(chǎng)地西側(cè)和南側(cè)也將形成開挖邊坡。 受場(chǎng)地條件限制， 人工切坡坡度約60°～80°。其中：西側(cè)邊坡長(zhǎng)度約125 m，邊坡高度4～13 m；東側(cè)邊坡長(zhǎng)度約156m，邊坡高度5～19 m；南側(cè)邊坡長(zhǎng)度約135m，邊坡高度3～11 m。

巖土質(zhì)和土質(zhì)邊坡為圓弧滑動(dòng)破壞。 本次邊坡穩(wěn)定性分析采用圓弧滑動(dòng)條分法計(jì)算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)。 在整個(gè)山體巖石中，未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響不大。 邊坡表面出露的全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化層中節(jié)理裂隙不明顯，但根據(jù)周邊資料，基巖一般有高傾角裂隙（傾角一般大于邊坡天然坡度），局部地段有中等風(fēng)化花崗巖出露，巖石產(chǎn)狀SN21°∠24°，基巖一般較為穩(wěn)定。

3.4 邊坡穩(wěn)定計(jì)算與分析

3.4.1 計(jì)算方法

本次邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析采用《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330－2002）推薦的圓弧滑動(dòng)法，運(yùn)用理正軟件進(jìn)行計(jì)算。采用瑞典圓弧法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性，對(duì)場(chǎng)地邊坡潛在滑動(dòng)圓弧位置，通過計(jì)算搜索尋找［1］。

3.4.2 計(jì)算條件

A 條件：土體按天然狀態(tài)考慮，屬于天然狀態(tài)下的穩(wěn)定性分析。

B 條件：假定邊坡土體被大氣降水入滲，飽和，土體采用飽和指標(biāo)及飽和抗剪強(qiáng)度。 這是邊坡最不利條件下的計(jì)算結(jié)果。

3.4.3 計(jì)算結(jié)果

主要邊坡剖面穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表2 所示。 穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果如圖2 和圖3 所示。

表2 主要邊坡剖面穩(wěn)定性驗(yàn)算Table 2 Stability calculation of the main slope profile

從以上計(jì)算結(jié)果分析：巖石邊坡在A 和B 條件下均處于穩(wěn)定狀態(tài)， 巖土質(zhì)邊坡在天然狀態(tài) （即A條件）下，邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)Ks＝1.00～1.87，高度10 m 以下的邊坡及主要由風(fēng)化巖組成的邊坡基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，高度10 m 以上的邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 在飽和狀態(tài)（即B 條件）下，邊坡整體穩(wěn)定性系數(shù)Ks＝0.93～1.52，人工邊坡穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)一步降低，基本處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 同時(shí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，各個(gè)剖面最危險(xiǎn)的滑裂面均為人工切坡形成的陡坎處。

根據(jù) 《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330－2002），進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)算，對(duì)于二級(jí)邊坡，其穩(wěn)定性系數(shù)不應(yīng)小于1.25，否則應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行處理。本工程邊坡為挖方邊坡，現(xiàn)有邊坡需進(jìn)一步開挖， 邊坡穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)不到規(guī)范要求，因此應(yīng)進(jìn)行支護(hù)或加固處理。

4 邊坡支護(hù)方案評(píng)價(jià)

4.1 設(shè)置截水溝與排水溝

在邊坡外圍設(shè)置截水溝， 截留降雨形成的山體地表水， 并通過排水溝將匯集的水引到廠區(qū)排水系統(tǒng)。在邊坡坡腳及坡面平臺(tái)，應(yīng)設(shè)置排水系統(tǒng)。 在坡體內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水管， 以便把坡體內(nèi)的積水（雨水入滲）及時(shí)排走；邊坡坡頂、坡面、坡腳和平臺(tái)（將臺(tái)階面做成2%～5%的散水坡）應(yīng)設(shè)置排水溝，把水引至規(guī)劃路排水系統(tǒng)。 截水溝與排水溝斷面面積應(yīng)根據(jù)匯水面積、降雨量大小設(shè)計(jì)。

4.2 關(guān)于邊坡最優(yōu)坡形與坡角的建議

天然邊坡和巖石邊坡穩(wěn)定性較好， 邊坡穩(wěn)定性能達(dá)到規(guī)范要求； 人工開挖邊坡和巖土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性較差，邊坡穩(wěn)定性達(dá)不到規(guī)范要求。對(duì)于巖石邊坡而言，節(jié)理裂隙對(duì)邊坡穩(wěn)定性起控制作用，建議巖質(zhì)邊坡坡角不宜大于60°； 巖土質(zhì)邊坡坡角不宜大于40°～45°，且對(duì)巖土質(zhì)邊坡應(yīng)進(jìn)行支護(hù)；對(duì)于高度超過10 m 的邊坡，建議設(shè)計(jì)成臺(tái)階狀［2］。

4.3 關(guān)于邊坡支護(hù)方案與設(shè)計(jì)的建議

本工程為挖方邊坡、巖土質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡，當(dāng)邊坡高度小等于8 m、 巖石邊坡高度小于等于10 m時(shí)，可采用重力式擋墻進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)巖土質(zhì)邊坡高度大于8 m、巖質(zhì)邊坡高度大于10 m 時(shí)，建議底部采用石砌擋墻，中上部采用噴錨支護(hù)或框架錨桿（或錨索）支護(hù)的邊坡支護(hù)形式，錨桿桿體可采用鋼絞線或鋼筋［3～5］。

5 結(jié)論和建議

山坡削坡后形成的高陡邊坡， 對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有影響，必須對(duì)該邊坡進(jìn)行支護(hù)。本場(chǎng)地邊坡為巖土質(zhì)組合邊坡，人工邊坡（挖方邊坡）處于不穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，由于場(chǎng)地狹窄、削坡坡度較大，安全系數(shù)達(dá)不到規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行支護(hù)處理。建議對(duì)于巖土質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡，當(dāng)邊坡高度小等于8 m、巖石邊坡高度小等10 m 時(shí)， 采用重力式擋墻進(jìn)行邊坡支護(hù)；當(dāng)巖土質(zhì)邊坡大于8 m、 巖質(zhì)邊坡大于10 m 時(shí)，建議在底部采用砌石擋墻支戶， 在中上部采用噴錨支護(hù)或框架錨桿（或錨索）支護(hù)。 在邊坡與支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)置截水溝、排水溝，邊坡排水宜與一期排水系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。 邊坡的開挖和支護(hù)應(yīng)避開雨季。

［1］ 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范，GB50330－2002［S］.

［2］ 董華鋼. 花崗巖殘積土作重力式碼頭基礎(chǔ)持力層的分析［J］. 水運(yùn)工程，2006（05）：41－43.

［3］ 許云根. 閩江上游建筑填方邊坡穩(wěn)定性計(jì)算與治理方案建議［J］. 科技信息，2009（15）：242－243.

［4］ 吳雯，蘇偉，吳展. 預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡的設(shè)計(jì)方法探討［J］. 科技信息，2009（3）：702－703.

［5］ 周訓(xùn)華. 某電廠公路邊坡土釘墻支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算［J］. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（5）：530－533.