邊坡穩(wěn)定性分析及整治措施2911工程

1、南平市2911工程邊坡穩(wěn)定性分析及整治措施中鐵十五局集團(tuán)四公司賀進(jìn)來 提 要 介紹了工程地質(zhì)情況，并進(jìn)行論證；對邊坡坍塌、裂縫作穩(wěn)定性分析，提出了整治的方法及措施。 關(guān)鍵詞 山體坍塌、裂縫；整治方法、措施 1 工程概況 由中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司承建的南平市“2911”工程，地處福建省南平市三元路東側(cè)山體內(nèi)，在原指揮工程的基礎(chǔ)上向東南方向進(jìn)行改造擴(kuò)建。2005年6月份對原防空洞進(jìn)行擴(kuò)建，在一號洞口施工時采用爆破開挖作業(yè)，恰逢施工期間連降暴雨，三元路東側(cè)山體、邊坡不同程度出現(xiàn)了坍塌和裂縫，邊坡坡頂為南平市第一醫(yī)院原衛(wèi)校女生宿舍樓，在女生宿舍樓北側(cè)地面出現(xiàn)長1530m不等的多條裂縫，縫寬10

2、15cm，地面下沉30 cm，附屬房變形，宿舍樓北側(cè)擋墻外移2530 cm，變形開裂；并在防空洞一號洞口上方半山腰處出現(xiàn)寬約5m，深度為34 m的塌陷坑及一小型的塌坍，致使三元公園通過山頂西側(cè)休閑小道中斷無法通行。災(zāi)害發(fā)生后。南平市第一醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)主十分重視，把原有的附屬房屋進(jìn)行拆除，并加強(qiáng)對女生宿舍樓進(jìn)行觀測，要求施工單位對邊坡穩(wěn)定性分析，提出治理措施。2邊坡穩(wěn)定性分析 現(xiàn)邊坡是由粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉砂巖殘積粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖為主組成的邊坡，除場地北側(cè)防空洞一號洞口開挖形成高約10m的邊坡外，其它地段基本為原始邊坡，已開挖形成的已有支護(hù)；從場地和鉆控揭露的情況看，滑坡跡

3、象不明顯，滑動臺階、滑動鼓丘和滑坡舌都不明顯，僅在坡頂出現(xiàn)明顯地面下沉及防空洞一號洞口上方半山腰出現(xiàn)塌陷坑和一小型的坍塌等跡象；邊坡上部坡體樹木未見明顯傾斜和移位，鉆孔揭示巖石未發(fā)現(xiàn)有被拉裂的跡象，而邊坡下部坡體樹木出現(xiàn)稍微的傾斜。總之現(xiàn)邊坡上部坡體未見明顯的移動跡象，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)；邊坡下部坡體見有明顯塌陷、下滑等跡象，目前處于較不穩(wěn)定狀態(tài)。3邊坡失穩(wěn)產(chǎn)生原因分析根據(jù)野外勘察和實(shí)地調(diào)查結(jié)果分析，本邊坡產(chǎn)生失穩(wěn)有以下因素：1.1人為因素：因爆破和機(jī)械振動的影響，振松土體結(jié)構(gòu)使土體易于滲水，同時也減少土體內(nèi)抗剪強(qiáng)度，尤其是防空洞一號洞口上方開挖后形成高約10m傾角7080°的土質(zhì)邊坡

4、，雖進(jìn)行支護(hù)，但支護(hù)部位以上邊坡坡率超過允許值，破壞土體的支撐部分，在爆破和機(jī)械振動下，失去平衡而下滑。1.2水的作用：水是促使滑坡產(chǎn)生和地面下沉的一個主要因素，松散稍密狀態(tài)的填土具有雨水下滲良好條件，在浸水后，土體性質(zhì)變軟，重度增大，在自重壓力和振動作用下，加劇了土體壓縮變形；另外，由于地下水的作用，使坡體內(nèi)土體重度增大，降低了土體的粘聚力和穩(wěn)定性。1.3地質(zhì)作用：坡上填土以粘性土為主，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散，易形成地下水滲透通道，在振動和地下水的作用下，易產(chǎn)生下沉。4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的選用根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，野外地質(zhì)調(diào)查及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)綜合考慮，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的選用見表1邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算參數(shù)一覽表表

5、1巖土層序號及名稱天然容重kN/m3飽和容重kN/m3不考慮大氣降水作用下考慮大氣降水作用下粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角（°）粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角（°）雜填土17.018.0/粘質(zhì)性土19.620.328222318泥質(zhì)粉砂巖殘積粉質(zhì)粘性土19.020.525232120全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖19.520.532252822強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖20.521.570354535注：表中計(jì)算參數(shù)建議值由土的物理力學(xué)性質(zhì)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。5、邊坡穩(wěn)定性估算 根據(jù)勘測成果、邊坡地質(zhì)條件及其它因素，推測邊坡可能產(chǎn)生的破壞形式為殘積粉質(zhì)粘土沿全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖巖面產(chǎn)生牽引式滑

6、移型滑坡。依據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 （GB503302002）第5.2條，以66 剖面及77剖面為模型，采用圓弧滑動計(jì)算法，考慮坡頂5層宿舍樓荷載及爆破震動力作用，對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，計(jì)算公式依據(jù)國標(biāo)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB503302002）第5.2.314，計(jì)算結(jié)果見表2。表2計(jì)算剖面最小安全系數(shù)Kmin不考慮大氣降水作用下考慮大氣降水作用下圓弧滑動法圓弧滑動法不考慮震動力作用考慮震動力作用不考慮震動力作用考慮震動力作用66 1.1671.0591.0010.910771.2881.1911.1040.999根據(jù)國標(biāo)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB503302002）第5.3.1中的規(guī)定

7、，本邊坡為一級邊坡，邊坡穩(wěn)定系數(shù)K按圓弧滑動法不小于1.30。經(jīng)過對該場區(qū)邊坡定性及定量分析，得到該邊坡計(jì)算安全系數(shù)，結(jié)合規(guī)范規(guī)定，該邊坡最小安全系數(shù)按圓弧滑動法計(jì)算均小于1.30故應(yīng)對邊坡作相對的防護(hù)措施。6、巖土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)的選用 該邊坡是由坡殘積粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖為主組成的邊坡，所取全風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖中的原狀土樣均含有風(fēng)化碎塊，無法進(jìn)行試驗(yàn)，依據(jù)粉質(zhì)粘土土工試驗(yàn)成果、風(fēng)化巖性特征及相臨建筑場地施工經(jīng)驗(yàn)，各巖土層主要設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)推薦如下表3巖土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)建議值表3 ：指標(biāo)巖土層天然重度承載力特征值直接快剪飽和快剪壓縮模量巖土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特

8、征值基底摩擦系數(shù)坡率允許值（高寬比）粘聚力內(nèi)摩擦角粘聚力內(nèi)摩擦角坡高H5m坡高5H10mYfakccEs1-2frbkN/m3KpaKpa（°）Kpa（°）MpaKpa雜填土17.080粉質(zhì)粘土19.6210282223186.0300.251：1.001：1.251：1.251：1.5殘積粉質(zhì)粘土19.0220252321205.7350.301：1.001：1.251：1.251：1.5全風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖19.5300322528228.0450.351：0.751：1.001：1.001：1.25強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉沙巖20.54507035453515.01200.451：0

9、.51：0.751：0.751：1.00注：設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)建議值由土的物理力學(xué)性質(zhì)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。7邊坡整治措施及監(jiān)測7.1邊坡整治措施該建筑邊坡為永久性邊坡，坡頂、坡下均有建（構(gòu)）筑物，且三元公園公共活動場所，本邊坡安全等級為一級?，F(xiàn)邊坡上部坡體未見明顯的移動，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)；邊坡下部坡體見有明顯塌陷、下滑等跡象，目前處于較不穩(wěn)定狀態(tài)。若邊坡下部坡體未及時進(jìn)行支護(hù)，有進(jìn)一步下滑的可能，從而會牽引邊坡上部坡體，造成整個邊坡產(chǎn)生牽引式滑移型滑坡。根據(jù)場地巖土特征及水文地質(zhì)條件，建議采取以下整治方案：對邊坡中部至防空洞一號口上方采用板肋式錨桿擋墻支護(hù)，坡面設(shè)排水孔，防止地表水下滲后，對邊坡支

10、擋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動水壓力；由于強(qiáng)風(fēng)化巖體呈散體結(jié)構(gòu)，錨桿施工可能產(chǎn)生孔內(nèi)掉塊等，增加施工難度，應(yīng)進(jìn)行試施工。對坡頂裂縫進(jìn)行封填并對填土進(jìn)行處理，可采用振密或換填，增加填土的力學(xué)強(qiáng)度減少壓縮變形。同時禁止在坡頂附近堆放超重荷載。減輕水危害，排除地表水；特別是原女生宿舍樓北側(cè)外排水溝應(yīng)進(jìn)行防滲性能處理，在邊坡上和破底部設(shè)排水溝，減少地表水沖刷下滲。防空洞擴(kuò)建施工不宜采用爆破法施工。7.2邊坡監(jiān)測由于該邊坡較高，安全等級為一級，宜作好長期監(jiān)測，對邊坡失穩(wěn)作出預(yù)警，及時處理，主要監(jiān)測措施有：對坡頂及其上面的建筑物設(shè)置水平及垂直位移長期觀測測點(diǎn)，觀測建筑物及邊坡動態(tài)變化。觀測其位移量、移動速度和方向，監(jiān)測時間

11、為竣工后不應(yīng)少于2年。查巡看坡頂附近有無堆放超重荷載、有無滲漏水，有無裂縫，防滲溝是否暢通等不利因素。應(yīng)注意天氣預(yù)報，在臺風(fēng)暴雨來臨前確保排水設(shè)施正常工作。監(jiān)測方案可根據(jù)設(shè)計(jì)要求、邊坡穩(wěn)定性、周邊環(huán)境和施工進(jìn)程等因素確定，當(dāng)出現(xiàn)險情時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。8、結(jié)論與建議8.1該場地屬剝蝕殘丘地貌單元，邊坡以土質(zhì)邊坡為主，邊坡工程安全等級為一級。場地抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g, 設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場地土為中硬場地土，建筑場地類別為類，特征周期0.35s；屬抗震不利地段。8.2該場地土對剛筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋、混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性。8.3現(xiàn)邊坡上部坡體未見明顯的移動，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)；邊坡下部坡體見有明顯塌陷、下滑等跡象，目前處于較不穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)過計(jì)算分析，邊坡最小安全系數(shù)按圓弧滑動法計(jì)算均小于1.30，故應(yīng)對邊坡作相應(yīng)的防護(hù)措施。8.4邊坡應(yīng)及時實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)或采取封閉措施，避免長期暴露，降低邊坡穩(wěn)定；雨季施工應(yīng)做好地表水的排導(dǎo)