小议地下水作用下的边坡平面滑动法计算

王建能

摘 要：某住宅小区统一为-4F层地下室，平场开挖结束后将形成A-B、B-C、C-D、D-A四段临时性基坑边坡。拟建场地地下水埋藏较浅，地下水可使岩土体的含水量和容重增加，并且对岩土体产生物理和化学作用，使岩土体结构面软化，并改变岩土体性质。文章采用自重+附加荷载（上覆土层及地表荷载）+地下水的方法，对该基坑边坡的稳定性进行分析评价。

关键词：地下水；平面滑动法；稳定性

中图分类号：TV223.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0050-01

1 工程概述

拟建该住宅小区，坪场标高为1 248.55 m，整个小区统一为-4F层地下室，底板标高为1 226.350 m。平场开挖结束后将形成A-B、B-C、C-D、D-A四段高约15.30～21.90 m的临时性基坑边坡。

2 边坡场区的地质环境概况

拟建场地为溶蚀洼地，场地为旧房拆迁址，地形相对较平坦，地面高程在1 241.70～1 247.00 m，相对高差在5.3 m左右。场地单斜构造，出露地层为三叠系中统关岭组（T2g）白云岩，场地被第四系覆盖，未见基岩出露，据1/2.5万区域地质资料及现场踏勘，场地内无构造断裂通过，次一级构造亦不发育，地层倾向240 °，倾角15 °。

3 边坡特征及类型划分

该住宅小区开挖后，将形成高15.30～21.90 m临时性基坑边坡。现按成因、地层岩性、岩层倾向与坡向的关系分类，本文以A-B段切方边坡为例，介绍稳定性分析方法的有效实施。开挖完成后，将形成高度约15.3～19.30 m，长约122.50 m，坡向222 °，切坡坡度81 °的岩土混合边坡，岩层产状240 °∠15 °，顺向坡，坡顶临近道路，距离边坡上口线最短水平距离约8.40m。坡顶分布红粘土及素填土，厚4.90～11.30 m。出露基岩为三叠系中统关岭组（T2g）白云岩，其中1-1'、2-2'、3-3'、4-4'、5-5'断面分布强风化白云岩，厚7.5～15.60 m，平均厚度为10.16 m。

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2013）表4.1.4规定，A-B段边坡有外倾结构面，为岩层面，转换视倾角为14 °，且结构面结合差，岩体较破碎，边坡岩体且场地地下水埋藏较浅，故综合判断该段边坡岩体类型为Ⅳ类；B-C、C-D、D-A段边坡无外倾结构面，根据岩体单轴饱和抗压强度平均值fr=26.756 MPa和现场钻探岩岩芯直接鉴定及相关工程经验，结合《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）附录A.0.1表，岩石坚硬程度为较软岩，故综合判断此三段边坡岩体类型为Ⅲ类。

4 边坡稳定性计算及评价

采用平面滑动法对该切方边坡的稳定性进行计算及评价。假定潜在滑面在最低临空面位置，对A-B段边坡取6-6'剖面，上覆土层及道路考虑为上部荷载。

确定浸润线的轨迹原则为：由于地下水水位埋藏较浅，考虑到基坑尚未开挖，根据类似工程经验，勘察期间水位观测为 1 240.00 m，基坑降水到地下室底板以下0.5 m处，出于工程安全考虑，边坡开挖降水后，浸润曲线从坡脚缓慢上升总体呈剖抛物线分布，最后水平趋近于丰水期水位1 240.00 m。运用水土合算原则采用平面滑动法进行稳定性计算，水下部分岩土体重度采取浮重度。

备注：

①考虑动水压力；

②道路荷载均按宽度每延米荷载20 kPa参与计算；

③A-B段边坡顶部青龙路对面民房荷载按500 kN参与计算。

对A-B段基坑边坡岩体的稳定性采用平面滑动法进行分析可知：由于A-B段基坑边坡外倾结构面（岩层面240 °∠15 °）与边坡的坡向（A-B段坡向222 °）同向，转换成视倾角，为14 °，而坡度为81 °，其结构面的长度将远大于坡高，其安全系数也将远大于《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2013）表5.3.1中所要求的安全系数，又因为A-B段岩体类型为Ⅳ类，等效内摩擦角φe小于45 °+φ/2破裂角，为50 °，故分别计算破裂角取岩层面及等效内摩擦角参与计算，两种情况安全系数取小值，可得出计算结果见表1。两种情况如图1和图2所示。

5 稳定性评价

由稳定性计算及评价可知，总体属于不稳定结构， 岩体可能会沿产生平面滑动。坡顶青龙路由于距离边坡上口线较远，虽对于稳定性影响较小，但在开挖时，边坡在卸荷裂隙與本身节理裂隙的组合切割作用下，岩体将形成独立的块体，在施工爆破等作用下，边坡可能会产生局部的崩塌。并且该段边坡由于强风化层分布较厚，部分断面岩土体可能会产生圆弧状滑动破坏边坡的稳定性，上述原因都会对坡顶道路及坡脚施工安全造成一定影响，建议对该段边坡进行支护处理。

参考文献：

[1] 王邓峮.考虑锚杆预应力作用的锚固边坡稳定性研究[D].兰州：兰州理 工大学，2013.

[2] 廖少波.强震作用下块状岩体边坡稳定性研究[D].北京：中国地质 大学，2013.

[3] 倪卫达.基于岩土体动态劣化的边坡时变稳定性研究[D].北京：中国地 质大学，2014.