金凯登边坡稳定性分析评价及治理方案

【摘要】金凯登装饰材料公司在场地平整后形成了较高较陡的边坡，由于坡面长期，边坡未做过任何治理，几年之后发现局部坡顶处发现拉张裂缝，为了防止边坡的进一步变形破坏，需要对边坡的稳定性进行分析并提出加固措施。做到既经济，又达到加固目的。本文就金凯登装饰材料公司边坡进行分析，得到边坡稳定性数据并提出治理方案。

【关键词】边坡；稳定性；计算分析；治理方案

1 概述

金凯登装饰材料公司拟建的新厂区位于江门市群星村黄狼坑（西环路西侧群星工业区内）。边坡为新整场地时开挖土方形成。坡脚为金凯登有限公司拟建厂区。边坡呈北西走向，勘察区边坡总长约560m。坡高约5.0～34.0m。按坡高大致分为三个区段：Ⅰ区段，剖面1～6坡段，坡高约18.0～34.0m；Ⅱ区段，剖面7～14坡段，坡高约5.0～9.0m；Ⅲ区段，剖面15～20坡段，坡高约15.0～22.0m。此次边坡勘察共布置钻孔及探槽57个。坡顶植被茂盛，坡顶植有大量树木。该坡属土质坡，上部为残积土层，中、下部为全风化、强风化岩、中风化岩。已有部分地段受冲蚀、崩塌，这是由于人工切坡后未采取必要的防护措施，在强降雨的影响下发生的坡面冲蚀、崩塌。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002），该边坡工程安全等级为一级。如果这些边坡变形破坏将威胁施工安全，影响施工进度，需要对这些边坡的稳定性进行分析和治理加固。

2 边坡稳定性分析

勘察区在区域上位于沿海地震多发地带。据有关资料，与测区关系密切的是1969年7月26日的阳江6.4级地震。测区发生4级以上地震有板有3次，主要发生于台山镇海湾、鹤山鹤城。测区地震基本烈度值为Ⅶ度，区域稳定性属较稳定区。

本次勘察范围边坡坡段长约560m，坡高5～31m，坡面为新开挖边坡。组成边坡主要为残积粉质粘土、全风化、强风化混合岩，局部地段坡顶存在素填土，坡脚为中风化岩，岩土层内孔隙较大、裂隙发育，风化岩体极为破碎，均含有较多的长石类矿物，极易风化形成大量亲水性矿物，具有遇水软化、崩解的特点。

综上所述，该边坡属土质边坡，边坡土体结构疏松，压缩性中等偏高，其组分中长石已全部高岭土化，遇水极易软化，在连场降雨强度较大的情况下，使岩土体处于饱和状态，使边坡处于不稳定状态。

3 边坡稳定性评价

本次边坡评价方法以半定量及定量评价。半定量评价主要根据边坡周边的地质环境条件及采用坡率类比法对边坡作半定量评价。定量评价是根据现场的岩土特征、物理力学性质、边坡形态、各级边坡的可能受荷作用，运用数值分析法（圆弧滑动法）进行计算分析

3.1 半定量分析

3.1.1 坡率类比法

经现状地形测量，边坡的平均坡率为1：0.86～1：1.45，参照《工程地质手册》（第四版）及《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）的有关规定，剖面1～6坡段及剖面15～20坡段的平均坡率已超出坡率容许的极限值，容易造成边坡失稳。

3.1.2 赤平投影法

根据区域地质构造，结合野外地质综合调查，本边坡Ⅰ区段下部为岩质边坡，其构造主要以裂隙为主。裂隙的力学性质多为张性，裂面泥质充填。边坡裂隙统计见下表2。

由图1可知：边坡主要控制性结构面有三组，分别为裂隙L1、L2、L3。结构面为张裂隙，较发育。三组裂隙的倾向与坡面大致呈反向，不会产生顺坡滑动，且未形成三维楔形体，不会产生楔形体破坏。故构造节理面对边坡的整体稳定性影响不大。

3.2 定量分析方法 (边坡稳定性计算)

3.2.1 计算工况

根据该边坡在天然状态和连降暴雨时，同时考虑上部荷载受力情况，确定以下两种计算工况：

工况一：处于天然状态的工状（自重）；

工况二：处于暴雨或连续降雨状态下的工况（自重+暴雨）；

3.2.2 计算断面

本次II、III区段边坡稳定性计算选定7－7′至20－20′，14条断面分别代表边坡的稳定性，其稳定性采用圆弧滑动法（瑞典条分法）计算，潜在滑动面由计算软件自动搜索得到。边坡I区段下部为岩质边坡，选定1－1′至6－6′，6条段面分别代表边坡的稳定性，采用平面滑动法计算。

3.2.3 计算参数

边坡稳定性计算的参数包括边坡上岩土体的重度、粘聚力、内摩擦角、土层厚度。

天然状态（工况一），评价区地下水位均位于潜在滑动面以下，自重计算取天然重度，抗滑力计算取统计天然粘聚力和内摩擦角。

连降暴雨（工况二），边坡上部因降雨入渗而处于饱水状态，上部土体自重计算取饱和重度，抗滑力计算取饱和粘聚力和内摩擦角；下部土体计算参数按天然状态取值。

4 计算结果

边坡稳定性计算是采用北京理正软件设计研究院的《边坡稳定分析系统》的圆弧滑动法（瑞典条分法），选取上述计算参数和计算断面，对该边坡在两种工况下的稳定性进行计算，计算结果如下：

在工况一下，I区计算得到的安全系数（K）一级边坡安全系数（K＝1.35）,边坡稳定；II区计算得到的安全系数（K）二级边坡安全系数（K＝1.25）,边坡稳定；Ⅲ区有三条段面计算得到的安全系数（K）一级边坡安全系数（K＝1.30），所以这三条边坡不稳定，其余边坡稳定。

计算结果表明：采用圆弧滑动法计算，边坡在天然状态下，仅有Ⅲ区有三条段面坡段处于不稳定状态，其余边坡均处于稳定状态。采用平面滑动法计算，边坡在天然状态下，I区段边坡均处于稳定状态。

在工况二下，I区计算得到的安全系数（K）一级边坡安全系数（K＝1.35）,边坡不稳定；II区段仅7断面计算得到的安全系数（K）二级边坡安全系数（K＝1.25）,边坡不稳定，其余边坡均处于稳定状态；Ⅲ区段面计算得到的安全系数（K）一级边坡安全系数（K＝1.30），边坡不稳定。

5 治理方案

根据边坡场地的环境条件，施工条件及其组成物等因素综合考虑，建议Ⅰ区段1~6、Ⅲ区段15~20断面坡段选择锚固法对边坡进行支护，选用预应力锚杆（索）格构梁形式支护。边坡条件允许尽量分二～三级。坡率在1：1～1：1.25。每级坡设一道不少于3.0m的马道，坡脚砌毛石挡土墙，坡顶、马道均要设排水沟。Ⅱ区段7~14断面坡段选择砌毛石挡土墙护坡，且砌毛石挡土墙应设置泄水孔，坡顶设排水沟。

参考文献

[1]《工程地质手册》（第四版）.

[2]陈仲颐，周景星，王洪瑾.土力学［M］.北京：清华大学出版社，2000.

[3]刘佑荣，唐辉明.岩体力学［M］.武汉：中国地质大学出版社，1998.

[4]岩土工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1994.