广东省核工业地质调查院 广东广州 510000
摘 要:边坡工程的稳定性直接关系到人民群众的生命财产安全，因此，对边坡稳定性进行计算与分析十分必要。本文结合某水库边坡实例，对该边坡的稳定性采用不同方法进行了计算，结果表明该边坡是不稳定边坡，并通过对比分析，选择了最优支护方案进行加固。
关键词:边坡；稳定性；计算
The study on calculation method of slope stability and supporting examples
FANG Zhi-hua
(Nuclear Industry Geological Survey Institute of Guangdong Province Guangdong Guangzhou 510000)
Abstract: the slope stability is directly related to the safety of people's life and property, therefore, it is necessary for the calculation and analysis of slope stability. This paper take a reservoir side slope as an example and the stability of the slope is calculated by different methods, the results show that the slope is unstable, and through comparative analysis the optimal supporting scheme for reinforcement was choosed
Keywords: slope; stability; calculation
0 引言
随着我国国民经济的快速发展，我国工程建设日益增加，边坡工程的数量也越来越多。由于边坡地质情况、地下水等内在因素以及气候条件、风化作用等外在因素的共同影响，导致许多边坡稳定性低，极其容易发生滑坡、泥石流等现象，严重危害到人民的生命财产安全。对此，必须要对边坡稳定性进行计算和分析，对不稳定边坡采取有效的方案进行处理。
1 工程概况
该边坡所处地貌单元属丘陵地貌，其山体原自然边坡坡角为12～24°，边坡所在山体最高标高为100.99m，最低处标高为80.11m。上部(2.00～3.00m)为土质边坡，下部(3.00～21.00m)为岩质边坡，边坡顶部为原始地貌，植被不发育，工程安全等级为二级。边坡坡顶地面荷载按20.00kN/m考虑,该段边坡长约165m，边坡高度17.95m。
2 边坡失稳机理分析
边坡的稳定性受多种因素影响，如边坡体的岩土类型、坡体结构、岩体风化程度、岩体完整程度、结构面发育程度、地形地貌、地下水、地震等，所以不同因素组合条件下的边坡的破坏模式是不同的。
在进行边坡的稳定性分析时，目前一般多采用岩体结构分析（定性分析）、力学分析（定量分析）及对比分析方法（工程地质类比法）。三者相互结合、相互补充、相互验证，对边坡稳定性做出综合分析与评价。
该边坡岩性主要为碎裂状结构的强风化泥质粉砂岩，只有边坡坡顶面上有0.5～2.0 m 厚的粉质粘土含碎石。由于施工开挖，破坏了斜坡的连续性，造成软弱结构面临空，在自重力作用下强风化泥质粉砂岩沿着岩体中的软弱结构面发生滑动，边坡在坡脚发生滑坍，在坡顶发现两条后缘环状拉裂缝，边坡的两侧未出现裂缝，边坡前缘未出现剪出口， 根据滑坡活动的阶段性判断，坡体内局部剪切破坏面出现，且向贯通性的滑面方向发展，未出现整体的滑动，处于蠕变阶段。
3 地层岩性及地下水
3.1 地层岩性
边坡场地内按地层从上至下的顺序如下:①耕植层(Q4pd):层厚0.30～1.50m。②层粘土(Q4dl):层厚0.20～2.80m。③层强风化板岩(C2h):节理裂隙很发育，岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。揭露厚度0.70～18.60m。④弱风化板岩(C2h):岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。揭露厚度0.30～16.38m。
3.2 地下水
边坡地下水类型为基岩裂隙水，水位埋深为22.70～23.70m，高程42.75～44.67m。
4 边坡稳定性计算
4.1 边坡类型及边坡稳定系数
该边坡为削方岩质边坡，主要以强风化板岩为主，岩体结构类型为散体碎裂结构，节理裂隙发育，根据相关技术规程规范，边坡支护或滑坡治理后的稳定系数应≥1.30，抗倾覆稳定性安全系数≥1.60。
4.2 边坡稳定性评价
边坡稳定性分析的方法有很多，本边坡以强风化软岩为主，无明显滑动面，根据规范和经验，采用赤平投影、极限平衡法进行稳定性分析较为合理。
4.2.1 赤平投影分析法
设计开挖边坡走向5°，倾向NW，倾角76°；根据勘察可知，环境边坡所在场地内主要发育节理有五组:裂隙L1走向325°，倾向NE，倾角74°；裂隙L2走向5°，倾向NE，倾角77°；裂隙L3走向313°，倾向NE，倾角43°；裂隙L4走向45°，倾向SE，倾角43°；裂隙L5走向15°，倾向NW，倾角50°。边坡、结构面的赤平投影图如图1所示。
图1 边坡、结构面的赤平投影图
其节理共同将岩体切割成碎块状及块状，利用结构面的组合与边坡的关系，裂隙L1与裂隙L4两组结构面的组合交线向坡外倾斜、且倾角小于坡面倾角，岩坡为不稳定结构；同理裂隙L3与裂隙L4两组结构面的组合的岩体亦属不稳定结构。
4.2.2 平面滑动(极限平衡法)
以一定比例绘制边坡剖面图，平面滑动的剖面示意图如图2所示，经勘查AZ为潜在滑动面。
经计算得Ks=0.70<1.30，据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)的规定，采用平面滑动法计算的二级边坡其支护后新形成的边坡体系稳定性系数须达到1.30以上。
综合上述结果，可以认为该边坡在自然状态下，处于不稳定定状态。
4.3 边坡支护方案论证
文章分别采用了岩石锚喷支护、桩锚支护和锚杆网格梁支护三种方案，分别对安全性、工程量估计、施工特点、工期和成本等各方面指标进行综合比较:桩锚支护安全系数高，工程量大，施工特点是强度大、安全性大，但施工费用高，工期需要120d，成本高；岩石锚喷安全系数低，工程量小，施工特点是施工简单、节约投资与劳力、安全性低，工期需要55d，成本较低；锚杆网格梁安全系数高，工程量一般，施工特点是设计灵活、外形美观、可施加预应力，工期需要70d，成本适中。
岩石锚喷支护在工期、投入、成本方面占有优势，但安全性最差；桩锚支护和锚杆网格梁的安全性较高；桩锚支护成本与设备投入较大。综合比较，锚杆网格梁支护方案各方面指标占有较大优势，也是现在处理边坡支护中最常用的方式之一，且具有施工工序简单、施工机械设备轻便、外形美观、安全性好的特点。因此选取锚杆网格梁支护为该边坡的最优支护方案。
5 边坡支护设计及稳定性验算
5.1 边坡支护设计
经分析计算设计，最终锚杆配筋采用2 28。该方案的设计参数:坡顶设置压顶粱，坡脚设置基础梁。锚杆共7排，锚固体直径均为150mm，锚杆水平、竖直间距均为2.50m，第一排锚杆距压顶粱1.50m，锚固入射角均为15°。各排锚杆总长、自由段长度、锚固段长度见图3。支护边坡设置排水孔，排水孔水平、竖直间距均为5.00m，成梅花状布置；边坡每隔15～20m布置一道伸缩缝。
图3 边坡支护剖面图
基础梁截面面积为400mm×500mm，主筋配筋为8 12，箍筋配筋为 8@100；压顶梁截面面积为350mm×450mm，主筋配筋为8 10，箍筋配筋为 8@100；肋梁截面面积为300mm×3500mm，主筋配筋为6 12，箍筋配筋为 8@100；肋柱截面面积为350mm×400mm，主筋配筋为8 12，箍筋配筋为 8@100。
5.2 稳定性验算
4.2.1 抗滑移稳定性验算
可按下式进行抗滑移稳定性验算:
经计算，其抗倾覆稳定性安全系数为Ks=1.64＞1.60，其稳定系数能达到相关规范规程的要求。
上述设计计算表明，采用锚杆网格梁支护方案对该边坡进行支护是切实可行的。按照此方案进行合理有序的施工，能使边坡的稳定系数达到相关规范规程的要求，能保证边坡的整体稳定和施工的正常进行。
6 结语
综上所述，边坡稳定性的计算与分析关系到人们的生命财产安全，具有十分重要的意义。因此，相关技术人员要对边坡进行精密的稳定性计算，分析边坡的稳定性，对于不稳定边坡，要结合工程的实际情况，采取有效的方法进行处理，从而确保边坡的稳定性。本文对边坡的稳定性计算以及支护设计进行了详细的介绍，对类似边坡稳定性计算具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]边坡稳定性计算方法与影响因素分析研究[J].胡杰,张敏,王德军.四川建筑.2016(02)
[2]某下穿隧道深基坑土钉支护边坡稳定性计算分析[J].姚启海.安徽建筑.2016(02)
[3] 马强中.岩质边坡的稳定性及防护设计探讨[J]. 科技信息. 2011(06)
[4] 潘健,蔡红超. 类土质边坡的稳定性分析[J]. 汕头大学学报(自然科学版). 2009(03)
[5] 吴争光.库水位变化对库岸边坡稳定性影响研究[J].灾害与防治工程. 2009(01)
论文作者:方志华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：稳定性论文; 裂隙论文; 倾角论文; 结构论文; 锚杆论文; 定边论文; 网格论文; 《防护工程》2017年第15期论文;