梁洪波

（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)，廣東江門529040）

1 工程概況

該邊坡位于江門市第一中學(xué)景賢學(xué)校明志樓、二教樓東側(cè)。邊坡為原山體邊坡經(jīng)人工削坡而成，坡長(zhǎng)約150m，坡高約10～15m，坡度較陡（70°～80°），為土質(zhì)邊坡，于1997年3月已采用砼掛鋼筋網(wǎng)護(hù)坡和噴錨護(hù)坡。坡面現(xiàn)狀長(zhǎng)滿爬山虎、騰葉茂盛，另有2處坡面砼暴露，沿坡腳修筑單磚護(hù)腳墻，護(hù)腳墻高1.05m、墻厚16cm。邊坡坡頂邊沿線距離景賢學(xué)校明志樓、二教樓較近約3～5m，明志樓、二教樓采用挖孔樁基礎(chǔ)。該坡頂修建3m高的透風(fēng)圍墻，坡腳為環(huán)山水泥路，環(huán)山路以下屬居民住宅密集區(qū)。

把本次邊坡分為2個(gè)區(qū)段：Ⅰ坡段為本次邊坡調(diào)查范圍內(nèi)由北側(cè)起點(diǎn)向南60m，主要為原山脊地形，呈凸型；Ⅱ坡段為由山脊拐點(diǎn)起向南90m的范圍，本區(qū)段邊坡大致呈直線型。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及收集資料，發(fā)現(xiàn)Ⅰ坡段坡腳處發(fā)生了由噴砼內(nèi)長(zhǎng)期滲水，灌木發(fā)育，其根系已破壞坡面砼，雨水下滲至坡腳而出現(xiàn)的變形破壞現(xiàn)象。坡腳的土體擠壓使防護(hù)磚墻明顯外傾，外傾角約10°，防護(hù)墻多處開裂，裂縫主要呈縱向和橫向分布，裂縫寬度最大為1.1cm，最大錯(cuò)位位移量為1.5cm。

在Ⅱ坡南側(cè)，2017年8月受臺(tái)風(fēng)“帕卡”影響，可見2處明顯豎向開裂，方向大致相同，間隔約1.2m，坡面水泥砼局部已經(jīng)破裂，且有鼓脹現(xiàn)象，見長(zhǎng)期滲水痕跡，表明坡面砼有逐漸與坡面分離跡象。坡面可見大塊青苔，大塊青苔的出現(xiàn)說明了坡體有排水不暢和滲水現(xiàn)象，坡體可見明顯線性流水線。

2 穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)

該項(xiàng)工作的展開首先是穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)，這是一個(gè)比較經(jīng)典的土質(zhì)邊坡，土質(zhì)為單一的硬塑狀殘積成因粉質(zhì)粘土。

按滑面的形態(tài)，滑動(dòng)又可分為4種：（1）平面滑動(dòng)。邊坡巖體沿單一地質(zhì)斷裂面即斷層面或節(jié)理裂隙面等的剪切位移，而滑體的兩端多呈拉斷破壞。此時(shí)邊坡傾角（α）、地質(zhì)斷裂面傾角（β）及其內(nèi)摩擦角（φ）之間的關(guān)系為α＞β＞φ。（2）圓弧滑動(dòng)。邊坡巖體沿著近似弧形滑面的位移，多發(fā)生在土坡或類似均質(zhì)的多組節(jié)理巖體邊坡中。（3）臺(tái)階狀滑面。沿2組以上節(jié)理而成臺(tái)階狀的滑面，呈剪切及拉斷的破壞形式。實(shí)際所見的滑面多呈曲折的復(fù)合形態(tài)，主要取決于地質(zhì)斷裂面及邊坡面的組合關(guān)系。（4）楔形破壞。邊坡巖體中2組或更多的地質(zhì)斷裂面互相交切而成的四面楔形體或多面體的失穩(wěn)，失穩(wěn)的形式多為滑移或傾倒。這4種典型的破壞模式均可做力學(xué)計(jì)算。此處邊坡以圓弧滑動(dòng)為主要計(jì)算模式。

當(dāng)坡頂有荷載作用時(shí)，尤其是邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)坡頂有一棟圖書館（明志樓），一棟5層教學(xué)樓（二教學(xué)樓）時(shí)，荷載大，對(duì)邊坡的安全系數(shù)影響大，是必須考慮在內(nèi)的計(jì)算因素。

本次定量分析方法對(duì)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算是采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的《邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)》中的圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡進(jìn)行計(jì)算分析，驗(yàn)算邊坡產(chǎn)生大型滑動(dòng)破壞的可能性。

參數(shù)的選擇是重點(diǎn)：計(jì)算參數(shù)根據(jù)勘察分析與搜集資料，同時(shí)綜合考慮邊坡形態(tài)、組成物質(zhì)、各土層的工程力學(xué)性能及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)等因素按邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)選用表（表1）進(jìn)行選取，因坡體的長(zhǎng)度，可分為5個(gè)剖面進(jìn)行計(jì)算。選用參數(shù)詳見表1。

將巖土參數(shù)錄入理正巖土6.5軟件，用于計(jì)算安全系數(shù)，詳細(xì)操作見圖1。

表1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)選用表

圖1 理正巖土6.5計(jì)算內(nèi)容和過程

以下為計(jì)算的詳細(xì)的內(nèi)容與參數(shù)配置，其穩(wěn)定性采用圓弧滑動(dòng)法（簡(jiǎn)化Bishop法）計(jì)算，潛在滑動(dòng)面由計(jì)算軟件自動(dòng)搜索得到，尤其是粘聚力C和內(nèi)摩擦角φ值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響最大，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)并符合規(guī)范選用參數(shù)，基本很難一次到位，要不斷調(diào)試計(jì)算。剖面2（0+60）計(jì)算的過程及結(jié)果見圖2。

多次反復(fù)計(jì)算后我們將得到全部剖面的計(jì)算結(jié)果，用于對(duì)整個(gè)邊坡狀況進(jìn)行判斷，其判斷依據(jù)來源于《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013）。計(jì)算結(jié)果詳見表2。

上述計(jì)算結(jié)果表明：在一般工況和地震工況下,1-1′、2-2′剖面邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；3-3′～5-5′剖面邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

此時(shí)我們已經(jīng)對(duì)此項(xiàng)邊坡的安全系數(shù)了然于胸，但也證明了此邊坡確實(shí)需要進(jìn)行修復(fù)。既然原邊坡是采用的噴錨支護(hù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)也不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的方式。由于邊坡巖土層為上殘積粉質(zhì)粘土，屬于遇水易軟化的土質(zhì)邊坡。邊坡坡面長(zhǎng)滿的爬山虎，有一定的集水作用，可保持邊坡表層長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)狀態(tài)；加之在南方多雨的天氣影響下，雨水沿坡面向坡內(nèi)下滲，使邊坡巖土體遇水軟化、孔隙水壓力上升而導(dǎo)致邊坡局部失穩(wěn)變形。針對(duì)邊坡現(xiàn)狀的實(shí)際情況，建議在Ⅰ坡段采用“格構(gòu)梁+預(yù)應(yīng)力錨索”的方案進(jìn)行加固處理，Ⅱ坡采用錨桿進(jìn)行局部錨固。值得重視的是，一定要弄清楚原有基礎(chǔ)的樁基位置和大小，避免補(bǔ)強(qiáng)的錨桿影響原有建筑的樁基礎(chǔ)。

3 噴錨支護(hù)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

3.1 參數(shù)的選擇依然是重要

這直接影響到支護(hù)的效果，是驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合格的關(guān)鍵，否則就要不停嘗試和調(diào)整，直至達(dá)到合理的預(yù)期。

圖2 理正巖土6.5計(jì)算出的結(jié)果

表2 邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算成果表

參照《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），邊坡安全等級(jí)為一級(jí)。可由《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》（CECS22-2005）選用錨桿的各項(xiàng)參數(shù)，此處我們可以試用錨索、錨桿間距為2.5m×2.5m的間隔進(jìn)行預(yù)估。格構(gòu)梁的規(guī)格為300m×300mm，均以混凝土現(xiàn)澆，砼強(qiáng)度為C25。格構(gòu)梁縱筋為HRB400級(jí)別鋼筋，fy=360MPa，其余為HPB300強(qiáng)度級(jí)別鋼筋,fy=270MPa。均為較常用的設(shè)計(jì)參數(shù)，均以計(jì)算出來的穩(wěn)定安全系數(shù)為核心選用設(shè)計(jì)參數(shù)，以此用來驗(yàn)算安全系數(shù)，驗(yàn)證穩(wěn)定安全提高多少，是否達(dá)到大于一級(jí)邊坡1.35的安全標(biāo)準(zhǔn)，并有一定的安全儲(chǔ)備。1道完整的剖面設(shè)計(jì)見圖3。

錨桿應(yīng)同等長(zhǎng)度并等距布置于坡面，有利于坡體的受力均衡，也方便坡體的安全穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算，我們?cè)偌?xì)致到錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其詳細(xì)的粗細(xì)及配筋可見圖4。

3.2 錨桿施工時(shí)需要注意的工藝問題

（1）錨桿孔直徑為110mm，采用潛孔鉆機(jī)風(fēng)動(dòng)干鉆成孔，孔位測(cè)放力求準(zhǔn)確（避開建筑物基礎(chǔ)樁），垂直方向誤差小于10mm。錨孔施工長(zhǎng)度要比錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度增加50cm。錨桿孔內(nèi)必須清理干凈。

（2）錨孔采用一次注漿，注漿壓力宜控制在0.2～0.5MPa之間。材料采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥及干凈中細(xì)砂。砂的含泥量小于3%，粒徑以0.3～0.5mm為宜。灰砂比為1∶1，水灰比為0.4。

由點(diǎn)到面，邊坡錨桿的整體平面設(shè)計(jì)詳見圖5。

4 結(jié)語

圖3 設(shè)計(jì)剖面的錨桿具體布置及長(zhǎng)度

圖4 錨索格構(gòu)梁配筋圖

圖5 錨桿平面布置需要均勻且受力均衡

對(duì)于有些使用年限，處于破舊狀態(tài)的邊坡進(jìn)行修復(fù)工程，在計(jì)算安全系數(shù)時(shí)，需要考慮已有支護(hù)手段的影響，并納入計(jì)算的考慮因素，如原有的錨桿和噴砼護(hù)坡。也要考慮經(jīng)濟(jì)效益，如果全部拆除重建的話，顯然于經(jīng)濟(jì)性和安全性上不合事宜，不但浪費(fèi)原有的支護(hù)成果，也影響坡上建筑物的安全，顯然不是首選。盡量做到與原有方式類似，并考慮坡上建筑物的基礎(chǔ)形式，避免錨桿打穿已有建筑的樁基礎(chǔ)，做到安全穩(wěn)定。對(duì)于局部的破損，采用“打補(bǔ)丁”式的補(bǔ)強(qiáng)手段，節(jié)省了資金的同時(shí)，也不大搞大建，避免影響原有邊坡的土體。通過安全系數(shù)的判斷，選擇合理的錨桿、錨索間距，并不斷調(diào)試和驗(yàn)證，試算是否達(dá)到預(yù)期效果。