高广艳 王明秋 刘树林
摘 要:通过野外踏勘、测绘、综合工程地质钻探、岩土体物理力学试验及室内分析计算,初步认识了重庆名流公馆的一个边坡的地质环境及形成机理,对边坡稳定性进行了分析评价。在此基础上,分析山区及其旧城改造中经常遇到的边坡及支挡地质问题,从边坡物质成分、诱发成因机理等方面提出切实可行的治理措施,对于进行城市已有边坡加固措施的工程设计、减少工程造价具有一定意义。
关键词:边坡;稳定性分析;传递系数法;成因分析;治理措施
前言
重庆·名流公馆高级住宅小区位于重庆市渝中区中山四路西北侧下曾家岩,该小区8号楼东侧为AB段条石挡墙边坡及CDE段混凝土挡墙边坡,均未出现变形。其西北侧由于重庆·名流公馆高级住宅小区的建设,8号楼东侧环境边坡开挖已经形成2级平台,正在锚喷施工过程中。该环境边坡至本次勘察的CDE段边坡坡脚的距离约4.1-10.7米。其西南侧有四级混凝土挡墙,已施工锚喷,现状稳定。文章通过分析边坡地质特征及其稳定性判据,讨论重庆·名流公馆8号楼东侧边坡稳定性,分析影响坡顶建筑物及边坡的整体稳定性的控制因素及其防治措施,该文对山城工程建设中遇到的建筑边坡处治问题具有一定参考意义。
1 边坡发育地质环境
1.1 地形地貌
该场地属构造剥蚀丘陵斜坡地貌,原始地形为斜坡地形,总体地势为南高,北低,总体坡向323°。
1.2 岩土体工程地质性质
场地地层结构为:上覆第四系人工杂填土,下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩、砂岩,基岩部分出露。
1.3 地质构造
场地构造单元位于“龙王洞背斜”南倾伏端靠东翼,岩层呈单斜产出,产状较为平缓,岩层产状170°-190°∠8°-12°。
1.4 水文地质概况
工程区地下水分为松散杂填土土层孔隙水、基岩裂隙水。
1.5 人类工程活动
后期人工改造形成四级平台,其中第一级、第二级平台位于勘察区西北侧,第一级平台地面高程为207.72-208.65。地形坡角约1-3°,第二级平台地面高程209.16,长约30米,宽约5-20米,地形坡脚1-3°。第一、二级平台间为人工边坡,正在进行锚喷支护施工,边坡长20米,高2.5-4.0米,边坡坡向297°。第三级平台台面为缓坡,地面高程为223.68-226.47米,长约50米,宽约15米,地形坡脚3-5°。第二、三级平台间为CDE段边坡,其中CD段边坡长8米,高15.31米,中下部已用浆砌条石土护坡,上部为混凝土挡墙。DE段长5.4米,高13.28米,中下部用素喷混凝土护坡,上部为混凝土挡墙。第四级平台台面为平坝,地面高程为233.69米,长40米,宽15-20米。第三、四级平台间为AB段条石挡墙边坡,高为8.13米,走向为347°,已用浆砌条石挡墙砌筑。
2 边坡岩土体工程地质特征
2.1 土体
勘察区多被第四系人工填土覆盖,密实性较差,均匀性差,据钻孔揭露最厚可达7.1米,主要分布在斜坡表面。
2.2 岩体
高边坡区分布的基岩主要为泥岩及砂岩。据地面调查及钻孔揭露(如图1,2所示),强风化带砂岩及泥岩,岩体网状裂隙发育,岩石呈碎块状结构。据钻孔揭露,泥岩中风化层岩体呈中-厚层状构造,裂隙不发育,岩体总体较完整,但在与砂岩交界的位置岩体局部破碎,岩体不完整,岩石呈短柱状结构;砂岩中风化层据钻孔揭露,岩体呈中厚层状构造,岩体裂隙不发育,岩体较较完整,边坡岩体类型Ⅲ类。
2.3 结构面
泥岩层面裂隙不发育,岩体较完整,结构面结合一般;砂岩层面裂隙发育,局部段岩体破碎,结构面结合差;泥岩与砂岩之间岩体局部破碎,岩体呈碎块状,结构面结合一般。
据现场调查,场地内岩体中发育两组共轭X型剪裂隙,裂隙J1产状: 240°~250°∠75°~85°(取优势结构面为245°∠75°),裂隙间距2-5m,裂隙面较平直,无充填物,延伸5~10m,为硬性结构面,结合一般。J2裂隙产状:330°-0°∠55°~75°(取优势结构面为353°∠55°),间距2-4m,裂隙面较平直,局部铁锰质浸染,多无充填物,为硬性结构面,结合一般。
3 边坡稳定性分析
3.1 稳定系数计算
3.1.1 计算参数选取
本次计算采用的物理力学参数见表1,表2。
表2 结构面抗剪强度建议
3.1.2 计算区段选取
根据勘查区北西侧边坡特征,综合考虑计算参数、施工、降雨、边坡变形等因素对边坡的作用,将边坡稳定性计算划分为三个区段:
区段Ⅰ:AB条石挡墙长约14.84米,高0-6.5米,走向110°,主要用于支挡后部填土。
区段Ⅱ:CDE混凝土挡墙;CD段下部基岩该边坡为逆向坡,主控结构面为裂隙2,CD段边坡上部填土厚度5.2-7.10m,密实性好,均匀性差,填筑年限大于25年;DE段边坡长7.8米,高13.0米,中下部已用素喷混凝土护坡,DE段边坡上部填土厚度5.2-7.10m,密实度差,均匀性差,填筑年限大于25年
区段Ⅲ:抗滑移和抗倾覆稳定性验算。
3.2 计算方法及结果分析
根据勘探资料,按照《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)推荐的公式(传递系数法)对滑坡的稳定性进行计算[3-6]。
选取边坡的五条剖面Ⅰ-Ⅰ'剖面~Ⅴ-Ⅴ'剖面进行校核计算边坡的稳定性系数,计算结果见表3。
由表3可知,场地内现有DE段挡墙现状稳定,但不满足抗滑移要求和抗倾覆要求,建议设计对该段挡墙的抗滑移、抗倾覆进行校核。
4 防治措施建议
综合地质条件,提出以下处治措施建议:
方案一,坡脚支挡。
在CD、DE段挡墙内侧修建桩板挡墙或衡重式挡墙支挡。但挡墙设置位置需考虑不能在坡脚名流公馆小区锚杆挡墙支挡的切坡滑塌区加载。
方案二,挡墙加固。
对CD、DE段挡墙采用锚杆加固,以中风化基岩为锚固段,但锚杆锚固段应考虑对规划的轻轨的影响。
方案三,消方减载。
对挡墙支挡的填土进行放坡。但坡顶存在污水管道及上一级挡墙,对环境破坏较大,须对污水管道改道,对上一级挡墙进行加固。上述方案均应加强地表水及地下水的截排,建议对上部人工杂填土进行混凝土素喷或者采用粉质粘土换填的方式防止地表水下渗。在条石挡墙及混凝土挡墙外部增加泄水措施。对污水管道进行检修。防止污水下渗。建议设计作方案优化及综合治理的同时,应加强已有挡墙的变形观测,确保坡脚建筑、坡顶挡墙的安全。
5 结束语
通过对基础资料的综合整理分析,结合应急工程治理设计方案,得出以下结论:(1)滑坡在天然工况下整体稳定性好,但局部(主要是前缘)已失稳破坏,该滑坡的稳定性受降雨影响较大,降雨工况下滑坡的稳定性急剧降低。(2)若不采取合理的防治措施进行加固,滑坡可能再次整体失稳向下滑移,尤其在暴雨及工程开挖等因素影响下失稳的可能性较大。(3)建议采用截排水工程、支挡工程及坡面防护工程等综合防治措施对滑坡进行加固。
参考文献
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作者简介:高广艳(1973-),男,高级工程师,籍贯:辽宁丹东,毕业于重庆交通大学,土木工程专业,本科学历,现主要从事岩土工程方面的工作。