靠近用地红线的岩质顺层边坡支护研究

王正禹

（兴山县国土资源局，湖北宜昌　443799）



靠近用地红线的岩质顺层边坡支护研究

王正禹

（兴山县国土资源局，湖北宜昌443799）

摘要：介绍了靠近用地红线的岩质顺层边坡的特点，探讨了其破坏模式及稳定性评价方法，以恩施州连珠畔岛F1G1段边坡为例，阐述了边坡计算及支护设计方法，为基坑边线紧靠用地红线以及基坑开挖后存在大量岩质顺层边坡的支护设计提供了思路。

关键词：用地红线，岩质顺层边坡，边坡支护

随着社会大规模建设的进展，土地的利用愈发趋于紧张，越来越多的拟建建筑物的基坑支护边线紧靠用地红线，与周边已建建筑物或道路越来越近，一旦这些基坑边坡发生失稳，将对周边的人们的生命财产安全造成严重的损失，后果不堪设想，而在这类基坑边坡中，有很大一部分是岩质顺层边坡，岩质顺层边坡指的是边坡的岩层面倾向与边坡坡面倾向大致相同的一类边坡。在如今的工程建设施工中，该类边坡极易发生失稳破坏，如2003年发生在我国三峡水库的千将坪滑坡导致多人受伤，346间房屋倒塌［1］；2004年在长晋高速公路K28～K32大约5. 0 km的路堑开挖段，共发生了6处大型顺层岩质滑坡，总长度达1. 8 km，直接增加了大量额外的建设费用［2］；1997年在湖北巴东白岩沟大桥左侧一顺层边坡，因为人类工程活动对其坡脚的不合理开挖，导致约10万m3的岩体沿着岩层间的顺向滑移面下滑，严重威胁下方建筑物［3］。

鉴于此，本文以靠近用地红线的岩质顺层边坡为研究对象，首先研究该类边坡的特点；然后对该类边坡的破坏模式及稳定性进行分析；最后结合工程实例——恩施州连珠畔岛F1G1段边坡进行分析，阐述该段紧靠用地红线的岩质顺层边坡在设计中所遇到的地质环境的特性，并针对其特性对具体的支护措施进行探讨。研究成果可为类似靠近用地红线的岩质顺层边坡支护工程提供参考。

1　边坡特点

该类边坡的典型模型如图1所示，边坡岩层面倾向与边坡坡面倾向大致相同，且由于坡顶靠近用地红线，边坡开挖后无放坡空间，坡顶与其他已建建筑物相距较近，因此，该类边坡的主要特点为：1）边坡岩体易沿着某层脆弱的顺层结构面滑动；2）开挖切坡后坡面较陡，近乎直立的坡面形态对边坡的稳定性影响较大；3）坡顶离已建建筑物较近，相当于在坡顶加上了较大的荷载，极大的威胁了该类边坡的稳定性。

图1　边坡典型模型

2　破坏模式及稳定性分析

2.1破坏模式

根据该类边坡的特点，岩质顺层边坡顺层结构面（如岩层面或节理裂隙面）附近的抗剪强度最弱，当该类边坡发生失稳破坏时，岩体往往会沿着顺层结构面滑动，因此岩质顺层边坡的破坏模式主要受岩体的顺层结构面控制，具体为：1）边坡发生失稳破坏时，边坡岩体沿一组主要的外倾岩层面滑移，其稳定性由受岩层面的抗剪强度控制。2）边坡发生失稳破坏时，边坡岩体沿几组主要的外倾岩层面或节理裂隙面滑移，边坡岩体被岩层面或节理裂隙面交叉切割形成楔形体块，其稳定性由受外倾岩层面或节理裂隙面的抗剪强度控制。

2.2稳定性分析

该类边坡的稳定性分析评价是一项复杂的系统工程，现阶段最主要方法是依据边坡的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件等内在因素以及降雨、人类工程活动等外在因素，定性或定量地判定边坡的稳定性、破坏模式，然后再依据边坡稳定性、破坏模式，选择恰当的支护措施，具体工作步骤为：1）对边坡进行详细的工程地质调绘以及勘察，获取基础的地质资料，如边坡岩层产状、岩石完整性、地下水以及坡面形态等。2）依据所获得的基础地质资料以及降雨、人类工程活动等外界触发因素对边坡的失稳模式进行判定。3）根据边坡的失稳模式，选择与之相匹配的稳定性计算方法进行稳定性分析计算。4）根据稳定性计算结果以及边坡失稳模式进行支护设计。

3　工程实例

3.1工程概况

连珠畔岛位于原恩施州连珠水泥厂，连珠大桥和209国道连接线南侧。该场地南高北低，呈一面边坡，略向西倾斜。由于连珠畔岛小区道路修建及场地平整，在场地南侧和小区内部形成最高达31 m的边坡。连珠畔岛小区建成后，该区域内人口活动频繁，一旦所形成的人工切坡失稳，将对区域内过往车辆行人的生命财产安全构成较大的威胁，后果将不堪设想。

图2　F1G1段示意图

该边坡的F1G1段位于场地东侧，该段为缓倾角的岩质顺层边坡，边坡开挖后，会形成高达36 m的岩质顺层坡，坡面岩体主要为炭质灰岩和石灰岩组成，且开挖后岩体裸露，岩体内的结构面在受外界水的侵蚀，温度的循环作用、自然风化作用等其他因素的长期作用下，岩体内的结构面会逐渐加大，岩体变得松散，顺层结构面的抗剪能力降低，另外，边坡没有放坡的距离可用。如果不采取有效的支护，边坡在土石方的开挖过程中就有可能发生大范围的顺层滑坡（见图2）。

3.2稳定性分析

边坡安全系数Fs计算方法采用极限平衡法，边坡高度H = 36.89 m，结构面倾角α=16. 0°，结构面粘聚力c =70. 0 kPa，结构面内摩擦角Φ=18. 0°，张裂隙离坡顶点的距离l =10. 0 m。边坡岩体的容重r =26. 5 kN/m3，利用GEO—SLOPE软件中的SLOPE/ W模块对其进行分析，建立计算模型如图3所示。

计算结果如图4所示。

图3　F1G1边坡计算模型

图4　F1G1段边坡稳定性计算结果

图4显示边坡安全系数为1. 014，为欠稳定状态，在遭遇暴雨或者人类工程活动影响下极易发生整体失稳，需要立即采取支护措施，增加边坡稳定，确保附近人民群众的生命与财产安全。

3.3支护设计计算分析

由于F1G1段为标准的岩质顺层坡，坡顶紧邻用地红线，不存在放坡距离，所以在坡顶无法削坡减压，坡脚是拟建小区道路。受空间的限制，拟在该段采用锚索支护，根据《建筑边坡工程技术规范》中锚索的构造要求，拟采用9道锚索支护，锚索间距为3 m，锚索倾角为20°，利用GEO—SLOPE软件中的SLOPE/W模块对支护后的边坡进行计算，得到安全系数为1. 902，如图5所示。

图5　支护后F1G1段边坡稳定性计算结构

3.4支护设计详细说明

根据3. 3节的支护设计计算，得到F1G1段的支护设计剖面图，如图6所示。

图6　F1G1段的支护设计

具体支护措施为：采用750 kN级全长无粘结压力分散型预应力锚索结合钢筋混凝土格构梁支护，格构梁嵌岩2 m，施工一根嵌岩桩，另外，施工的时候，F1G1段采用地质信息化施工，施工顺序必须是从G1点往F1点施工。施工水平分段距离为10 m，在施工过程中，需及时进行地质素面，并及时回馈设计单位，便于及时调整滑坡治理数据。

4　结语

本文选取靠近用地红线的岩质顺层边坡为研究对象，首先分析了该类边坡的特点，然后对其破坏模式及稳定性评价方法进行探讨，最后以具体的工程实例——恩施州连珠畔岛F1G1段边坡进行分析，获得以下几点结论：

1）该类边坡具有顺层层面，坡面较陡，坡顶一般会有超载的特点。

2）该类边坡的各种破坏形态主要受结构面控制，其稳定性评价方法主要为依据边坡的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件等内在因素以及降雨、人类工程活动等外在因素，定性或定量地判定边坡的稳定性、破坏模式，然后再依据边坡稳定性、破坏模式，选择恰当的支护措施。

3）恩施州连珠畔岛边坡的F1G1段为典型的靠近用地红线的岩质顺层边坡，该边坡的具体支护措施为：采用9道750 kN级全长无粘结压力分散型预应力锚索结合钢筋混凝土格构梁支护，格构梁嵌岩2 m，施工一根嵌岩桩。

4）本文的研究内容可以为其他的靠近用地红线的岩质顺层边坡提供设计参考，具有实际工程意义。

参考文献：

［1］王治华，杨日红.三峡水库区千将坪滑坡活动性质及运动特征［J］.中国地质灾害与防治学报，2005（15）：90-92.

［2］成永刚.长晋高速公路K28～K32顺层岩质滑坡研究［D］.成都：西南交通大学研究生学位论文，2004.

［3］殷跃平.三峡库区边坡结构及失稳模式研究［J］.工程地质学报，2005（4）：126-127.

On rock bedding slope support close to boundary line of land

Wang Zhengyu
（Xingshan County Municipal Bureau of Land and Resources，Yichang 443799，China）

Abstract：The paper introduces the features of the rock bedding slope support close to boundary line of land，explores its damage model and stability evaluation，illustrates the slope calculation and support design by taking the slope at F1G1Lianzhu Island of Enshi，so as to provide some ideas for the support design of large rock bedding support after the foundation pit excavation and the foundation pit line close to the boundary line of land.

Key words：boundary line of land，rock bedding slope，slope support

中图分类号：TU413. 62

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0099-02

收稿日期：2016-01-17

作者简介：王正禹（1987-），男，硕士，助理工程师