[摘 要] 我国城市建设中不断出现小型岩质边坡，需要进行永久性防护。该类边坡勘察设计时，工作要求比较特殊，边坡稳定性分析与评价方法较复杂，边坡治理措施要求使用年限长，监测方法多。针对这些问题，该类型边坡在勘察阶段需要进行的工作要点进行详细介绍。
[关键词] 小型;岩质边坡;勘察;地质;稳定性分析
Small Rock Slope Geotechnical Investigation Points
Song Binbin
(Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co.,Ltd, Jinan Shandong 250101)
[Abstract] Small rock slope appears in the city construction, it needs permanent slope retaining. When investigation and design, the work is a special requirement. The slope stability analysis and evaluation method is more complex, the slope management required long years, and it needs more monitoring method. Then, the investigation points of small rock slope is introduced.
[Key Words] small; rock slope; investigation; geology; stability analysis
中图分类号：F407.1 文献标识码： A 文章编号：
城市建设理论研究征稿中：随着我国城市的建设步伐的加快，新项目用地中，很多会有依山而建的构筑物，这样就出现了需要进行永久性防护的边坡。边坡分为土质边坡和岩质边坡，根据边坡破坏后果，划分边坡安全等级。本文就小型岩质边坡，破坏后果严重的边坡，勘察设计时，工作要求比较特殊，根据公司承担完成的济南市东部一住宅小区南侧小型岩质边坡的岩土工程勘察工作，对类似工程的勘察要点进行介绍。
1、边坡概况
该边坡长度约为80m，高度约16.50m，现状坡角约60º，边坡走向约为NW65 º，边坡坡顶线外约10.00m处有一栋4F的建筑物，坡底线约30.00m处为一栋14F的建筑物。
本次勘察是对可能失稳的边坡及相邻地段进行工程地质测绘、勘探、试验和分析，提供可靠的地质资料和参数，为边坡设计提供岩土工程资料。
根据委托方的要求及有关规范，确定本次勘察的主要工作内容有：查明该边坡的地貌形态及是否存在滑坡、崩塌等不良地质作用，确定边坡类别和可能的破坏形式;查明其岩土的类型、成因、性状及分布、物理力学性质、覆盖层厚度;提供验算边坡稳定性、变形和设计所需的计算参数;提出边坡整治设计、施工注意事项的建议;查明边坡工程地质和水文地质条件，地下水的水位、类型，岩土的透水性等。
该边坡为永久性边坡，根据场区的岩土工程条件，按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002，边坡最大高度约16.50m，破坏后果严重，边坡安全等级定为二级。
2、勘察方法及工程地质条件
根据该边坡周边地质条件，确定本次勘察工作的内容及方法为：搜集工程场地周边工程地质及环境地质资料，对边坡进行工程地质测绘，主要查明填土的分布范围、边坡的形态、坡角、岩层产状、地貌地质界线、结构面类型、产状、延展情况、闭和程度、充填状况等，为边坡稳定性评价提供依据;在坡顶第四系人工填土覆盖层范围内布置勘探点4个，勘探点间距约为20m，揭露该地段的岩土分布情况、地质岩性、岩层风化界线及岩体的完整性，使用XY-1型液压回转钻机进行钻探;对所取岩石样进行饱和单轴抗压强度试验。
该边坡地形南高北低，地面标高最大值133.00m，最小值111.50m，地表相对高差21.50m，属丘陵地貌单元。
场区内揭露地层为第四系杂填土，基岩为奥陶系灰岩。经钻探揭露，场区地层可分为3层，分述如下：
①杂填土(Q4ml)：杂色，松散，稍湿，主要成份为碎石及少量粘性土，含建筑垃圾，根据调查了解，该填土为拟建场区建设时的弃土，堆积时间约1~2年，为倾倒式堆积，厚度较小，仅分布于坡顶局部范围，厚度0.70~1.00m。
②强风化灰岩(O)：灰黄色，结构构造已风化破坏，岩芯呈土状及少量碎块状。该层局部分布，厚度1.30m。
③中风化灰岩(O)：青灰色，隐晶质结构，层状构造，主要矿物成分为方解石，裂隙稍发育，岩芯呈柱状，一般节长20~40cm，最大节长70cm，锤击声脆不易碎，岩芯采取率约90%，RQD值约80，属较硬岩，岩体较完整，岩体质量基本等级为Ⅲ级。根据岩石力学性质试验报告，其饱和单轴抗压强度为34.80～61.42MPa，平均值为49.69MPa，标准差为8.55，变异系数0.17，标准值44.34。场区该层普遍分布，均未穿透。
③-1中风化灰岩(O)：灰白-灰黄色，隐晶质结构，层状构造，裂隙较发育，岩芯呈短柱状及少许碎块状，一般节长10~30cm，岩芯采取率约80%，RQD值约60，属较硬岩，岩体较破碎，岩体质量基本等级为Ⅳ级。场区该层夹于第③层中风化灰岩之中，最大揭露厚度5.8m。
拟建场区勘探深度内未见地下水，富水性极差，第四系含水层不发育。下伏基岩为奥陶系灰岩。根据地下水的赋存条件、水理性质及水的动力特征，区内地下水为碳酸盐岩岩溶裂隙水，含水层岩性为奥陶系马家沟组东黄山段，裂隙发育，含有充填物，富水性较差，单井出水量<100m3/d，水位标高约60m，水位埋深约120m(2003年6月)，年水位变化幅度约20m。主要补给方式为地下径流，主要排泄方式为地下径流，主要流向为东南流向西北。水化学类型HCO3-Ca型，拟建边坡工程可不考虑地下水的影响。
根据调查，拟建边坡上游来水主要为坡顶南侧山坡，但坡面总汇水面积不大，上游来水对边坡影响较小，但设计应考虑强对流天气暴雨对边坡的影响。
该边坡区段坡顶处填土分布普遍，无植被覆盖，渗透系数大，如排水系统不科学、不通畅，雨水在填土中下渗进入岩体裂隙中，对边坡的稳定性产生不利的影响，故设计时应充分考虑渗透水压力的影响。
根据往年降水资料及区域调查，该边坡区段的汇水面积约为0.01km2，济南地区往年日降水量最大为262mm，综合该区地形特征，则边坡汇水量可按下式计算：Q=F×A=262/1000×0.01×106=2620 m3/d.，经计算日最大汇水量为2620m3/d，此数据为最大日降水量时汇水量的估算，边坡加固设计排水系统应综合考虑各方面因素确定。
3、边坡稳定性分析与评价
边坡岩土工程性质评价中，根据各岩土层工程性质，第①层杂填土，松散，分布普遍，高压缩性，工程性质差;第②层强风化灰岩，结构构造已风化破坏，岩芯呈土状及少量碎块状，具低压缩性，工程性质较好;第③层中风化灰岩，强度高，工程性质良好;第③-1层中风化灰岩，强度高，工程性质良好。
根据野外地质调绘，岩石结构面主要包括原生的沉积岩层面和次生构造节理，灰岩风化程度较弱，故风化裂隙较少。从边坡及周围统计的结构面看，该边坡范围内岩体层理不明显，主要发育有3组节理裂隙：
第一组：走向NNE5°~30°，倾向NW，倾角71°，结构面平直，见钙质充填，结构面宽度约1～2mm，贯通性较好，结构面平均间距约40cm;
第二组：走向NWW290°~300°，倾向SW，倾角45°～51°，结构面大部分平直，少量结构面波状起伏，部分结构面见泥钙质充填，结构面宽度1～3mm，贯通性较好，结构面平均间距约30cm;
第三组：走向SE130°～140°，倾向NE，倾角70°～87°，大部分平直、无充填物，少量结构面波状起伏，部分结构面见钙质充填，结构面宽度小于1mm，贯通性较差，结构面平均间距约40cm。
该边坡倾向约为NNE5°，上述3组结构面倾向与边坡倾向均大于30°，故上述3组结构面均不是外倾结构面。
根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002判定，该边坡岩体较完整，结构面结合一般，无外倾结构面，边坡岩体类型定为Ⅱ类，边坡上部填土及局部的强风化灰岩可能发生圆弧滑动破坏，边坡覆盖层下的岩体部分整体稳定。
根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)，验算已有边坡稳定时，边坡的稳定安全系数宜取1.10~1.25，根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002，二级边坡稳定安全系数取1.30，该边坡安全系数取1.30。
根据场区岩土工程条件、室内试验结果以及当地工程经验，建议边坡支护设计参数见下表。
|
地层名称 |
重度γ
（kN/m3） |
粘聚力c
(kPa) |
内摩擦角φ
(kPa) |
|
①杂填土 |
19.0 |
5.0 |
25.0 |
|
②强风化灰岩 |
20.0 |
10.0 |
35.0 |
|
③中风化灰岩土 |
26.0 |
1000.0 |
50.0 |
|
③-1中风化灰岩土 |
25.0 |
800.0 |
50.0 |
|
岩层结构面 |
|
90.0 |
27.0 |
该边坡上部填土及局部的强风化灰岩按圆弧滑动法进行验算，下部岩体边坡按赤平投影法进行分析。上部填土及局部的强风化灰岩在不考虑地震作用和非饱水状态下按圆弧滑动法进行验算，滑动安全系数为2.019，大于边坡稳定安全系数1.3，边坡上部填土及局部的强风化灰岩稳定;下部岩体边坡按赤平投影法进行分析，岩体稳定。
考虑到该边坡为永久边坡，在饱水状态、风化作用和地震作用不利影响下，边坡表层可能发生岩土体的剥离掉块现象，建议采取相应的防护措施确保边坡的安全稳定。
4、边坡的治理措施和监测方案
该边坡可以采用放坡与挂网喷护护面相结合的防护型式，如存在大块的剥离体，应进行有效的嵌固防护，具体防护设计可由专业设计单位进行设计，且需在坡顶做好排水设施，防止地表水下渗，确保边坡稳定。
根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002，结合外业勘察、室内试验资料，借鉴以往当地工程建设经验，建议各土层承载力特征值(fak)如下表。
|
层序 |
地层名称 |
承载力特征值fak(kPa) |
|
② |
强风化灰岩 |
600 |
|
③ |
中风化灰岩 |
3000 |
|
③-1 |
中风化灰岩 |
2800 |
该边坡工程防护设计时应提出监测要求，监测时间不少于一年。必须进行的监测项目有：坡顶水平位移和垂直位移，地表裂缝，坡顶建筑物变形，降雨、洪水与时间关系等。在实施边坡监测前，应编制监测方案。
根据以上几点，在处理类似小型边坡的岩土工程勘察时，可以明确勘察任务和方法，参照相关规范，为设计方提供可靠的防护设计依据。
评职称发表论文参考文献：
[1] 建筑边坡工程技术规范，GB50330-2002，北京：中国建筑工业出版社，2002
[2]岩土工程勘察规范，GB50021-2001(2009年版) ，北京：中国建筑工业出版社，2009
[3]工程地质手册(第四版)，北京：中国建筑工业出版社，2007
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文章名称：
小型岩质边坡岩土工程勘察要点
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