某边坡稳定性分析及治理办法

王俊泷

(贵州地质工程勘察设计研究院，贵州 贵阳 550000)

0 引 言

随着城市化进程的不断加深，基础建设也到处可见，施工后的渣土也就越来越多。对于渣土的处理也是一件不可忽视的工作，渣土堆放越高对附近人们的危险越大。本文将结合工程实例，对其填方边坡稳定性进行分析，并给出处理措施。

1 区域地质条件

1.1 气象水文

场区地处贵州省中部，属北亚热带湿润气候区，具有四季温和、雨量丰富、热量充足、日照率低、风力较弱及逆温天多的特点。年平均气温14.90度，年平均降雨量为1 178.10 mm，降雨多集中在6月至8月份。

1.2 地形地貌

场区地貌组合类型为低中山溶蚀地貌，总体地势为西高南低，高程在1 170～1 230 m之间，最低点位于场地南侧及北侧拟建拦渣坝处低洼地带，高程约1 170 m；最高点位于场地北侧山坡坡顶，高程约1 230 m，整个拟建场地最大高差约60 m。

1.3 地质构造

根据区域地质资料、场地地面及周边范围内调查分析，拟建场地无断层通过，次一级断裂在现场及勘察过程中亦未发现，地层单斜产出，产状为270°∠50°。 经调查统计，场地岩体中场地主要发育有二组节理裂隙，其产状为：①15°∠65°、②330°∠70°。①组节理裂隙发育密度1～3 条/m，发育长度0.6～15.0 m，张开度<2.0 mm，节理面起伏粗糙，结合良好，为结合好的硬性结构面。②组节理裂隙发育密度3～5 条/m，发育长度0.2～3.0 m，张开度3～5.0 mm，节理面起伏粗糙，结合一般，为结合一般的硬性结构面。

根据场地平场出露的露头显示，岩层层厚在0.05～0.4 m，层面略有起伏，层面分离，夹岩屑充填，结合很差，为结合很差的软弱结构面。

2 地层岩性及岩土体特征

在钻探所达深度范围内，地层自上而下划分为：第四系素填土(Qml)、第四系耕植土(Qpd)及三叠系中统花溪组(T2h)白云岩，具体分述如下：

1)第四系素填土(Qml)：杂色，由块石、碎石、砂及粘土组成，局部地段底部0.2～0.5 m为清表工作未完全清除的灰黑色耕植土，含大量有机质及植物根系。素填土层中成分较为混乱，自然回填形成，形成时间不超过1年，未经分层碾压，结构松散，该层主要分布于场地北侧。

2)第四系耕植土(Qpd)：杂色，结构松散，主要成分为黏土，含植物根系，该层主要分布于场地东侧及东南侧原始地形处。

3)三叠系中统花溪组(T2h)白云岩：呈中风化，灰色、灰白色，薄至中厚层桩，细晶结构，节理裂隙发育，见铁染和方解石脉，岩芯呈柱状和碎块状，根据钻探岩芯及周边调查，中风化白云岩属于较破碎岩体，根据室内试验统计结果，中风化白云岩饱和单轴抗压强度标准值为frk=28.826 MPa，属较软岩，综合确定本场地中风化白云岩岩体基本质量等级为Ⅳ类。

3 岩土参数统计

3.1 土质单元

根据钻探资料显示，该场地仅素填土及耕植土两个土质单元。

素填土：场地回填形成，结构松散，局部稍密，为新近填土。取素填土重度γ=18.0 kN/m3。根据素填土的形成时间、组成成分及含量及状态，取Ck=5 kPa，结合《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)附录L，当填土厚度为5 m时，墙背直立，无附加荷载的情况下，主动土压力系数0.2，按L.0.1条可反算出φk=29°，结合本场地回填情况及地区经验，取本场地素填土φk=29°×0.8=23°。

耕植土：根据其组成成分，取γ=16.5 kN/m3，Ck=10 kPa，φk=3°。

3.2 岩质单元

根据钻探资料显示，该场地仅中风化白云岩一个土质单元。

中风化白云岩：本次勘察采取中风化白云岩岩样12件进行饱和单轴抗压强度及饱和密度等物理力学试验，取钻孔样3组作抗剪强度试验，对试验结果进行统计整理，计算结果见表1。

表1 中风化白云岩物理力学指标统计结果表

由于本场地中风化白云岩岩体较破碎，考虑样品的代表性，结合规范中风化白云岩粘聚力Ck=200 kPa，φk=29.2°。

本场地中风化白云岩饱和单轴抗压强度标准值为frk=28.826 MPa，属于较软岩，场地岩体较破碎，取折减系数φ=0.12，计算得场地中风化白云岩地基承载力特征值为：

fa=φ×frk=0.12×28.826=3.459 MPa=3 459 kPa

则综合考虑中风化白云岩取值为如下：γ=27.3 kN/m3，φk=29.2，Ck=200 kPa，fa= 3 400 kPa。

3.3 岩土单元物理力学参数建议

综上分析计算，场地主要岩土单元物理力学参数建议值见表2。

表2 各岩土单元物理力学参数建议值表

4 边坡稳定性计算及评价

现状地形条件及回填至设计标高后，填方边坡可能沿填土内部发生圆弧滑动，边坡稳定性按下公式计算：

式中：

Fs—边坡稳定性系数；

Gi—第计算条块滑面黏聚力(Kpa)；

φi—第计算条块滑面内摩擦角(°)；

li—第计算条块滑面长度(m)；

θi—第计算条块底面滑面倾角(°)，滑面倾向与滑动方向相同时取正值，滑面倾向与滑动方向相反时取负值；

Ui—第计算条块滑面单位宽度总水压力(kN/m)；

Gi—第计算条块单位宽度自重(kN/m)；

Gbi—第计算条块单位宽度竖向附加荷载(kN/m)；方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；

Qi—第计算条块单位宽度水平荷载(kN/m)；方向指向破外时取正值，指向破内时取负值；

hwi+hw,i-1—第及第计算条块滑面前端水头高度(m)；

γw—水重度，取10 kN/m3；

l—计算条块号，从后方起编；

n—条块数量。

根据上式计算各段边坡稳定性计算结果见表3。

表3 土质边坡稳定性系数计算

通过计算，场地堆填后填土沿圆弧滑动的稳定性系数在0.607～0.661，<1.0之间，处于不稳定状态，需采用有效合理的措施进行处理。

5 结 语

根据填方场地填方体高度，及填筑方式，以及边坡稳定性分析，治理方案建议如下：

1)在填方场地外围建议设置截排水沟，建议做好场地内排水系统与场地外围截排水沟衔接工作。

2)建议在现行条件下对现已堆填的素填土进行分层压实处理，压实系数不小于0.94。对后期堆填的填土需按规范进行处理，处理后的填土内摩擦角不小于30°。

3)建议处采用拦渣坝(挡土墙)或抗滑桩进行支挡，采用中风化白云岩作为地基持力层，其饱和抗压强度取28.8 MPa，地基承载力特征值取3 400 kPa，基底摩擦系数取0.5。