臺階邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致在建構(gòu)筑物開裂后的支護(hù)方案分析

王勇，韓慶樓，楊貞榮

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊， 貴州都勻 558000）

本案例位于貴州省都勻市毛尖鎮(zhèn)，該區(qū)域為泥盆系中統(tǒng)獨山組宋家橋段（D2ds）淺黃色，中厚層狀石英砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r。項目區(qū)正好坐落在該地層的順向斜坡上，項目采取了梯級切坡，各級同時建設(shè)的方式整體推進(jìn)，切坡形成長80m、高7.5m的巖土混合邊坡。坡面建筑物基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu)，坡腳2層建筑物已封頂。

坡頂房屋在進(jìn)行墻體砌筑時，墻面和地面出現(xiàn)裂縫，滑坡邊界逐漸形成，建設(shè)單位果斷采用毛石混凝土擋土墻進(jìn)行應(yīng)急支擋，滑坡變形趨勢得以減緩?；碌拇嬖冢瑢ζ履_已建建筑物、坡頂在建建筑物和場區(qū)施工人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對滑坡進(jìn)行治理刻不容緩。本文就滑坡的變形特征，采取的必要勘察手段，對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評價，提出治理方案。

1 工程地質(zhì)條件

邊坡區(qū)屬于單斜地貌，自然坡度20°～30°，原為農(nóng)耕作區(qū)及荒地，經(jīng)平場后坡頂平臺標(biāo)高1446.5m，坡腳平臺標(biāo)高1430m，相對高差16.5m，切坡邊坡位于坡腳平臺靠山側(cè)，邊坡長80m、高7.5m，根據(jù)地質(zhì)作圖要求［1］，制作勘察平面圖見圖1。

圖1 勘察平面圖

邊坡場地位于揚子準(zhǔn)地臺黔南臺陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)南側(cè)，附近未見構(gòu)造斷裂帶，發(fā)育兩組典型節(jié)理裂隙，裂隙產(chǎn)狀為54°∠65°和267°∠80°，巖層產(chǎn)狀為175°∠17°，為順層邊坡。邊坡中部為泥盆系中統(tǒng)獨山組宋家橋段（D2ds）淺黃色中厚層狀石英砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石較破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯呈塊狀、短柱狀，鉆探時該層鉆進(jìn)較困難，層厚2.2m～9.2m，平均厚6.3m，該層分布連續(xù)。下部巖層為中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r，灰、深灰色，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯多呈短柱狀、柱狀，該層頂部局部溶蝕裂隙由粘土填充，鉆進(jìn)深度5m～12.6m，層厚未揭穿，分布連續(xù)穩(wěn)定。

2 水文地質(zhì)條件

邊坡地段的地下水主要受地表降雨量補給，最少年降雨量868mm，最多年降雨量1968mm，年平均降雨量1445.5mm，雨季主要集中在5-8月，約占全年降雨量的70%；多年日平均降雨量3.96mm，多年日最大降雨量307.4 mm（2000年6月8日），年平均相對濕度79%。地表水徑流方向自高向低流，流經(jīng)邊坡區(qū)域，向坡腳排泄，滑坡發(fā)生時間為2016年12月8日，正值枯水期。

3 邊坡變形特征

根據(jù)地面調(diào)查，坡頂?shù)孛婵梢?條明顯裂縫：裂縫1長15.8m，走向約42°，貫穿兩段墻體；裂縫2長35m，走向約69°，貫穿1棟在建建筑物；裂縫3長67m，為滑坡后緣主裂縫，起始段為滑坡右邊界，走向約45°，中段與裂縫1貫通后向東南彎折，走向變?yōu)?20°，與裂縫2交匯后走向變?yōu)?4°繼續(xù)延伸；裂縫4長14.7m，走向141°，為滑坡左邊界；裂縫5長10.4m，走向75°，位于坡口后側(cè)；裂縫6長23m，走向右17°過度到75°，位于滑坡左側(cè)前部。

根據(jù)詳細(xì)勘查，邊坡滑面位于中風(fēng)化砂巖層中，滑動面為泥化夾層軟弱面?；麦w平均長75m，寬約80m，均厚約5m，方量約為3×104m3，為淺層小型土質(zhì)滑坡，滑動方向170°。

4 邊坡巖體物理力學(xué)指標(biāo)

4.1 室內(nèi)試驗

邊坡滑面位于中風(fēng)化砂巖層中，受層面和多組節(jié)理面共同作用，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，結(jié)構(gòu)面組數(shù)大于3組，巖體破碎，取28件中風(fēng)化砂巖作室內(nèi)重度、抗壓和抗剪試驗，物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)表

4.2 現(xiàn)場大剪試驗

現(xiàn)場直剪試驗?；瑒用鏋槟嗷瘖A層軟弱面，在現(xiàn)場作了6組大型直剪試驗，其中3組在天然狀態(tài)下試驗，3組在飽水狀態(tài)下試驗，見圖2，現(xiàn)場大剪試驗結(jié)果見表2。

表2 現(xiàn)場大剪試驗結(jié)果表

圖2 現(xiàn)場大剪試驗

5 邊坡穩(wěn)定性分析

5.1 邊坡穩(wěn)定性

模擬在滑坡發(fā)生時，未進(jìn)行反壓支擋，邊坡處于自然釋放狀態(tài)，巖體指標(biāo)取上述值，按照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013規(guī)定，一級永久性邊坡，穩(wěn)定安全系數(shù)1.35，采用平面滑動法計算，邊坡穩(wěn)定系數(shù)0.548＜1.35，邊坡不穩(wěn)定，結(jié)論和現(xiàn)場情況吻合。

5.2 支護(hù)體系分析

支護(hù)體系采用動態(tài)設(shè)計法［2］，若在坡體下部應(yīng)急擋墻上設(shè)置格構(gòu)錨索，存在的隱患是坡面巖體破碎，毛石混凝土擋墻的抗壓能力不能保證，在錨索張拉應(yīng)力下坡面巖體易擠脫、潰散，從而導(dǎo)致錨固體系失效?！斑吰录庸坦こ痰脑瓌t一般為固腳強腰，即穩(wěn)固坡腳，加強坡面防護(hù)［3］”，經(jīng)過試算，若在坡腳設(shè)置一排支擋體系，則剩余下滑力接近1600kN/m，支擋尺寸過大的同時，坡頂處房屋局部滑塌的隱患不能徹底消除。因此，采取兩排抗滑樁支擋的思路，“后、前排樁上坡體壓力均呈兩端小、中間大的拋物線形型分布模式，其峰值點均位于受荷段中點以下相對靠近滑面位置”［4］，支護(hù)斷面圖見圖5。

圖5 支護(hù)斷面圖

（1）在滑坡中部已建兩層磚房前布置第一排支擋，保障磚房安全性，安全系數(shù)取1.35，計算出第一排支擋處的剩余下滑力。

（2）計算毛石混凝土擋土墻能夠提供的抗力。毛石擋土墻頂寬7m，底寬2m，高6m，基底傾角0°，基地摩擦系數(shù)0.5。根據(jù)滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，應(yīng)急毛石混凝土擋土墻施工后，滑坡變形值收斂。按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013-11章計算抗滑移和抗傾覆，據(jù)此迭代求得毛石混凝土擋墻能提供的抗滑力為360kN/m。

（3）第一排支擋以上的剩余下滑力不再考慮，考慮毛石混凝土擋土墻提供的抗力，計算下部滑體的穩(wěn)定性是否滿足要求，若不滿足，則再對下部坡體進(jìn)行第二排支擋，經(jīng)計算，該段不穩(wěn)定，計算出第二排支擋處剩余下滑力。

根據(jù)反復(fù)迭代和試算，設(shè)置四種類型的抗滑樁較為經(jīng)濟(jì)合理，分級支擋處剩余下滑力見表3。

表3 支擋處剩余下滑力表

6 結(jié)論

（1）在工程切坡后，應(yīng)嚴(yán)格遵循先設(shè)計后開挖，并逆作法施工。

（2）邊坡頂部在建的房屋基礎(chǔ)應(yīng)該放置于邊坡潛在破壞面以下。

（3）坡體出現(xiàn)變形跡象后，應(yīng)急處置措施必須首先考慮邊坡整體穩(wěn)定。經(jīng)過監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，本案例證明，第一時間采取坡腳毛石混凝土反壓，效果好。

（4）在確保邊坡整體穩(wěn)定性后，在淺基礎(chǔ)的前端再次支擋是十分必要的。