小孟园区4号地块土地一级开发项目边坡分析及支护探讨

□虞 磊(贵州省水利水电勘测设计研究院)

1 工程概况

拟建场地位于小河经济开发区以南约4 km处，西邻开发大道及小黄河，北临贵阳绕城高速公路朱家院大桥一带。根据工程特性，拟建工程场坪高程1082.51 m，场地平整后，将在场地南、东两侧形成高约30～50 m的高边坡，北侧为10～15 m高边坡。场地有成片的果林，冲沟内为水稻田，在北东角有4户砖混结构的房屋，在西侧，距开发大道约20 m左右，有110 kV的输电铁塔、高压线和通信光缆呈南北向穿过。根据场地特征，并依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）岩土工程分级、《建筑工程技术规范》（GB50330-2002）边坡安全等级分类，该项目的工程为二级工程，场地等级为复杂场地，地基等级为中等复杂地基、为永久边坡，边坡安全等级为一级。

2 边坡稳定性评价

目前，拟建场地为稳定的自然斜坡，除HP1与HP2小型覆盖层浅层滑塌体外，未见大的滑坡、崩塌等地质灾害现象。而场坪开挖后，形成的边坡类型不同，其破坏形式亦不同。

2.1 北侧边坡

根据设计场坪尺寸和1082.51 m场坪高程，北侧边坡长2260 m。边坡顶部高程在1094～1099.78～1093 m之间变化，边坡高度相应为12～17.30～10.50 m。边坡垂向结构是上部为3～5 m的粉质粘土和高速公路路基，以下为强风化、中风化基岩（Jx）土石结合的一级边坡。选最危险边坡剖面5-5’剖面作为计算剖面，以围墙为坡脚，垂直切坡，将形成18.60 m高的边坡，在土质边坡部分，坡顶边缘的高速公路有较大的动荷载，边坡以垂直开挖模型边坡极不稳定。若按1：0.50高宽比放坡，Ks=1.13＜1.30。为确保坡后环城高速公路的安全，边坡应进行支护设计。边坡若按1：0.50坡率放坡，支护方案可以选择挡土墙+格构梁支护，在1092.50 m高程设置2 m宽马道。

2.2 东侧边坡

根据设计场坪尺寸和1082.50 m场坪高程，东侧边坡长200 m，边坡顶部高程在1104～1094～1121～1103～1112 m之间变化，边坡高度相应为21.50～11.50～38.50～20.50～29.50 m，属一级边坡。边坡最高的在山脊部位，低的在1#冲沟和2#冲沟位置。边坡上部为可塑状粉质粘土层和粉土层，下部为强风化、中风化和部分微风化基岩组成的土石边坡。

土质边坡（B-C），1#冲沟和2#冲沟位置以可塑状粉质粘土为主，同时也是地表水和地下水汇集的部位，对坡面易产生冲刷和渗透破坏。选最危险边坡剖面9-9’剖面作为计算剖面，以围墙为坡脚，垂直切坡，边坡失稳。若按1：0.50的坡率放坡，边坡下部为强风化泥岩，上部覆盖层为粉质粘土，按等厚均质土层瑞典条分法进行边坡稳定性计算，Ks=0.94＜1.30，下滑力21.67 kN。为保证边坡整体稳定性及外观，边坡应进行支护设计。支护方案可以选择挡土墙+格构梁护坡，1092.50 m高程设置2 m宽马道。

岩质边坡(C-D段)，砂岩夹泥岩，边坡属软岩类，岩质边坡为顺向坡。据地表裂隙统计，该边坡发育四组裂隙。边坡垂直开挖，最高处44 m，必将失稳。如剖面12-12'，若按1：0.50坡率（即岩层面）开挖边坡，且在1092.50 m和1102.50 m高程分别设置2 m宽马道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程设置2 m宽马道，边坡最高处37.70 m，按复杂土层，圆弧滑动法计算边坡整体稳定系数Ks=1.137＜1.30。因此，若按1：0.50坡率放坡，为保证边坡整体稳定性，边坡应进行支护设计。支护方案可以选择挡土墙+格构梁。

2.3 南侧边坡

根据设计场坪尺寸和1082.50 m场坪高程，南侧边坡总长260 m，设计坡顶线从2#冲沟～山脊～3#冲沟，地形上中间高，两端低。边坡顶部高程在1112～1129～1100～1098～1084 m之间变化，边坡高度相应为29.50～46.50～17.50～15.50～1.50m。属一级边坡。边坡垂向结构是上部为2～5m的粉质粘土、粉土，以下为强风化～中等风化～微风化基岩，为土石结合的一级边坡。

边坡（D-E）段，边坡为斜向坡，高35～44 m。边坡上部为可塑状粉质粘土层和粉土层，下部为强风化、中风化和部分微风化基岩组成的土石边坡。边坡垂直开挖，最高处44 m，必将失稳。边坡若按1：0.50的坡率放坡，1092.50 m和1102.50 m高程分别设置一级2 m宽马道，并在1102.50 m高程以上按1：1放坡，1112.50 m、1122.50 m高程设置2 m宽马道则：

边坡F-G段，边坡为斜向坡，强风化以及覆盖层厚8～10 m，边坡高度10～14 m。20-20’剖面按高宽比1：0.50开挖，按斜向土层边坡考虑，圆弧滑动法计算边坡整体稳定系数Ks=0.99＜1.25，未满足规范要求，但此段边坡具备一定的放坡条件，建议按1：1放坡后，再进行边坡支护设计。

南侧边坡若按1：0.50坡率放坡，均有不同程度的失稳情况，由于放坡条件有限，应对边坡加强支护，建议边坡支护方案选择挡土墙+格构梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分别设置2 m宽马道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.50 m高程设置2 m宽马道。

3 边坡支护分析

通过现场勘察，岩层倾角较陡，覆盖层较厚，边坡变形破坏将以滑移、溃屈、圆弧形滑动为主。经计算分析，若垂直开挖，各段边坡皆无法满足《建筑边坡工程技术规范》中有关一级边坡安全系数的要求，各段边坡均处于失稳或欠稳定状态，故须对边坡进行永久边坡支护设计。

根据场地地质条件、现状及周边环境放坡条件有限，边坡垂直开挖危险极大，故各段边坡支护方案建议如下：

第一，北侧边坡，若按1：0.50坡率放坡后，边坡欠稳定，为确保坡后环城高速公路的安全，作挡土墙+格构梁支护设计，1092.50 m高程设置2 m宽马道。

第二，东侧边坡B-C段，1#冲沟和2#冲沟位置以可塑状粉质粘土为主，同时也是地表水和地下水汇集的部位，对坡面易产生冲刷和渗透破坏，选最危险边坡剖面9-9’剖面作为计算剖面，若按1：0.50的坡率放坡Ks=0.940＜1.30，下滑力21.67 kN。为保证边坡整体稳定性及外观，边坡应进行支护设计。支护方案可以选择挡土墙+格构梁护坡，1092.50 m高程设置2 m宽马道。

第三，东侧边坡C-D段，砂岩夹泥岩，边坡属软岩类，岩质边坡为顺向坡，如剖面12-12'，若按1：0.50坡率（即岩层面）开挖边坡，边坡整体稳定系数Ks=1.137＜1.30，边坡欠稳定，为保证边坡整体稳定性及外观，边坡应加强支护。支护方案可以选择挡土墙+格构梁，且在1092.50 m和1102.50 m高程分别设置2 m宽马道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m、1122.5 m高程设置2 m宽马道。

第四，南侧边坡D-E段，14-14’剖面，边坡最高处45.60 m，砂岩夹泥岩，破裂角取视倾角37°，滑动面参数选用泥岩面的抗剪强度，按平面滑动法计算公式，算得Ks1=1.13＜1.35。另，按圆弧滑动法计算边坡整体稳定系数Ks2=1.07＜1.30。由于放坡条件有限，边坡若按1：0.50坡率放坡，边坡欠稳定，须加强支护，支护方案推荐采用挡土墙+锚索格构梁支护，分别在1092.50 m和1102.50 m高程设置2 m宽马道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m高程设置2 m宽马道。

第五，南侧边坡E-F段，18-18’剖面，若按1：0.50坡率放坡后，Ks=1.265＜1.30，边坡欠稳定。建议边坡按岩层面放坡，可以选择挡土墙+锚索格构梁对边坡进行加强支护，分别在1092.50 m和1102.50 m高程设置2 m宽马道，1102.50 m以上按1：1坡率放坡，并于1112.50 m处设置2 m宽马道。

第六，南侧边坡F-G段，边坡若按1：0.50坡率放坡，边坡亦欠稳定。由于此段边坡具备一定的放坡条件，应先考虑放坡后，再进行边坡支护设计。

4 结语

通过上述分析，可得知该工程各段边坡均处于失稳或欠稳定状态，故须对边坡进行永久边坡支护设计。边坡支护设计与施工应遵循动态设计与信息化施工的原则，支护施工时采取分层自上而下逆作法施工，若现场支护方案与地质条件不相吻合时，须尽快通知我方，会同业主、监理、设计商议，及时修正支护方案，严禁盲目施工。边坡施工期间及施工后建议在坡顶及附近稳定位置设置变形观测点对各段边坡进行观测。

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