岩土基坑边坡失稳及加固处理探析

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1、岩土基坑边坡失稳及加固处理探析摘要：文章结合工程案例，介绍某项目工程边坡体工程地质条件概况，分析边坡失稳成因，提出了边坡加固处理技术方法。关键词：岩土基坑；混合边坡；地质条件；加固处理中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：1工程概况7本工程基坑地下室5层、基底开挖标高1056.50m。失稳段边坡位于基坑南侧西端，坡面走向N82°E左右、倾NW，基坑外侧21.0m左右有一栋6层的条基砖混结构旧居民楼。建设单位要求的坡形如图1所示，坡脚8m左右宽度内有设计开挖深度1m左右的电梯井基槽。根据基础资

2、料审定批复的基坑支护施工图设计，该段边坡工程安全等级为1级，边坡高24.5m，土层高10.0m，基岩高14.5m，岩体破裂角56.2°，岩体等效内摩擦角强风化40°、中风化55.0°，采用格构式锚杆（索）挡墙支护（见图1），上阶为土质边坡，锚索水平、垂直间距均为2.5m（3排），下阶基本为岩质边坡，锚索水平间距4.0m、垂直间距3.5m（5排）。预应力锚索倾角25°、预应力锁定值700kN。失稳段边坡上阶严格按设计施工并完成所有3排锚索的张拉锁定后，主要因抢工期、节约造价，在下阶仅作50mm厚混凝土素

3、喷的情况下，一步开挖到位至1056.50m标高，当时未出现明显变形现象。电梯井基槽因溶隙发育垂直超挖2m，其间边坡侧的局部槽壁出现较小规模坍塌。超挖部分拟用混凝土回填前，下阶首先在坡脚附近出现剪出破坏，并伴随掉块和蠕变现象，坡顶居民楼外约1m位置出现一条长15m左右、最大张开宽度近5cm的弧型延伸裂缝（见图1），部分竖向格构梁下部开裂。坡脚反压并采取其他辅助措施后边坡变形停止。图1失稳段边坡标准横剖面2边坡体工程地质条件概况失稳段边坡体的工程地质概况，以边坡勘察文件为基础结合现场开挖揭露的情况确定（见

4、图1）。2.1地形地貌失稳段边坡顶部平坦，标高1081.00m左右，坡顶6层居民楼条基埋深1m左右，地面排水设施损毁严重，雨水不能及时有效排走。边坡按两阶放坡开挖，上阶高8.0m、坡率1:0.50，下阶高16.5m、局部坡脚垂直超挖至3m、坡率1:0.25；坡顶与居民楼间水平宽度8m，水平台阶宽度6m、标高1073.00m左右（见图1），坡顶主要用于修建临时工棚，水平台阶主要用于土石方运输通道及施工材料堆放。2.2地层岩性7覆盖层自上而下为1.0m左右厚杂填土层①（Qml）和9.0m左右厚第四系残坡积

5、红黏土层（Qel+dl）。上部可塑状红黏土②厚6.0m左右，下部软塑状红黏土③厚3.0m左右，Ⅱ类块状结构。下伏三叠系下统安顺组第二段（T1a2）薄至中厚层泥质白云岩，中风化岩体⑤较破碎，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，边坡岩体类型为Ⅲ类。表层强风化岩体④厚4.5m左右，岩体破碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，边坡岩体类型为Ⅳ类。2.3地质构造工程区位于贵阳向斜西翼近轴部，岩层呈单斜构造，失稳段边坡现场揭露的岩层产状105°∠39°。主要发育有3组节理裂隙J①～J③：J①产状125°∠55°、线连

6、通率80%，J②产状280°∠70°、线连通率75%，J③产状44°∠65°、线连通率80%，均为结合差至很差的软弱结构面。2.4水文地质条件地下水类型包括第四系松散层孔隙水及基岩溶洞裂隙水。管网破损漏水下渗汇集于土层孔隙中，在杂填土层与红黏土层的接触带上形成有上层滞水，但无统一分布水位。基岩溶洞裂隙水位略低于坑底。3边坡稳定性分析7根据失稳段边坡工程地质条件、岩土类型和结构及坡面荷载特点，边坡上阶可能产生圆弧滑动变形破坏，下阶的主要变形破坏模式可能为平面滑动。岩层倾向坡内，视倾角-17.6°（横向坡

7、），3组节理裂隙均不构成顺向外倾结构面，其视倾角依次为-44.2°（反向）、40.3°（横向）、52.9°（斜向），斜向结构面视倾角缓于破裂角56.2°、对边坡稳定性更不利。结合水平台阶内侧裂纹发展情况，边坡下阶的失稳破坏，可能主要与优势外倾结构面斜向节理裂隙J③的扩展、贯通密切相关，沿着J③的视倾角52.9°产生平面滑动。3.1岩土物理力学指标根据边坡勘察文件和现场实际情况，失稳段边坡稳定性分析所采用的重度γ、黏聚力c、内摩擦角φ等岩土物理力学指标见表1，表中节理裂隙（J③）的岩桥效应根据《工程岩体

8、抗剪强度确定综合方法———GMEM研究》确定。表1边坡岩土物理力学指标取值3.2稳定性评价边坡不支护时，上阶稳定性系数Ks±1=0.95＜1.30[1]，既不稳定也不安全，下阶7稳定性系数Ks岩1=1.04＜1.35[1]，仅为临界稳定但不安全。上阶按施工图施工后稳定性系数Ks±2=1.48＞1.30，既稳定又安全、经济。下阶在仅做坡面简单封闭防护的情况下，其临界稳定一直维持到边坡开挖至坡脚。基槽超挖导致槽壁坍塌后，下阶稳定性系数Ks岩2=0.88＜1.