Stability Analysis and Support Suggestions for Artificial Slope Cutting in a Hospital Site
张望 ZHANG Wang；涂鹏飞 TU Peng-fei；罗杰 LUO Jie
（三峡大学土木与建筑学院，宜昌 443002）
（College of Civil Engineering and Architecture，China Three Gorges University，Yichang 443002，China）
摘要：在山区施行建筑工程是不可避免的需要对场地进行平整开挖，从而会形成人工切坡。由于人工作用造成自然地貌被破坏，原有自然边坡稳定性发生变化。本文就实际工程项目为例，分析人工切坡的稳定性及提出简单的支护建议。
Abstract: It is inevitable to carry out construction projects in mountainous areas. It is necessary to excavate the site levelly, which will result in artificial slope cutting. The natural landform is destroyed by artificial action, and the stability of the original natural slope changes. In this paper, the stability of artificial slope cutting is analyzed and some simple support suggestions are put forward.
关键词：人工切坡；稳定性分析；建议
Key words: artificial slope cutting；stability analysis；suggestion
中图分类号：TU753.8 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）26-0166-02
0 引言
在山区实行建筑工程时不可避免的需要对场地进行开挖平整，从而会形成人工切坡。由于人工作用造成自然地貌被破坏，原有自然边坡稳定性发生变化。在修建建筑物前需要详细的对场地人工切坡进行勘察分析。
本文就以巴东县人民医院住院综合楼及附属用房建设项目为例，场区整平后将会在拟建建筑物西、东、南三侧形成边坡，西、东二侧边坡拟建场地整平标高为398.60m，西侧边坡规划总长约49m，整平后边坡高度2-15m，边坡工程安全等级为二级；东侧边坡规划总长约60m，整平后边坡高度9-18m，边坡顶部有重要建筑物，边坡工程等级为一级。平面布置图如图1。
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1 工程地质条件
1.1 场地地形、地貌
拟建场地边坡位置具体位于巴东县人民医院内西南侧荒山处，北侧为传染病楼，距拟建场地之间有一道挡土墙，现状稳定，东侧为职工宿舍，为砼结构高层建筑，周围建筑物多为医院修建时所建，基础类型均为桩基础。医院地处巴东县集镇中心，周围有大量居住民，院内有道路通行，连接院外北京大道，交通便利。
拟建场地地貌单元为构造剥蚀低山丘陵，微地貌为山体斜坡，总体地势北高南低，场地标高在394.881-429.737m之间。
1.2 气象水文
巴东县地处亚热带季风气候区，具有平均气温高、空气湿润、雨量充沛、四季分明、冬冷夏热等特点。由于县境南北狭窄，地势起伏较大，地形复杂，其垂直气候分布呈明显差异，即气温随高程增加而递减。据巴东县气象站资料，城关地区年平均气温为17.5℃，7-8月份平均气温35.3℃，最大气温达41.4℃，1-2月份平均气温3.8℃，最低气温达-9.4℃，相对湿度66-81％。本区处于鄂西暴雨中心范围，据资料统计表明，区内具有降雨连续集中、7月份雨量特别丰富、年际变化大等特点。
城关地区多年平均降雨量1100.7mm（1954-2000年），最大年降雨量1522.4mm（1954年），最小年降雨量694.8mm（1966年），暴雨一小时最大降雨量为75.2mm（1991年8月6日），日最大降雨量为193.3mm（1982年7月15日）。
1.3 场地岩土的构成与特征
经钻探揭露，场地勘探深度内的地层主要由素填土（Qml）、第四系全新统崩积块石（Q4col）、三叠系中统巴东组泥灰岩（T2b）等构成，各岩土层主要特征自上至下分述如下。
①素填土（Qml）：层厚1.5-2.3m，灰黄色，主要为碎石、泥灰岩碎块及少量粘性土组成，透水性强，未完成自重固结，堆积年限约6年，主要是修建职工宿舍时机械或人工倾倒。
②块石（Q4col）：层厚1.5-5.0m，杂色，主要成分为泥岩、泥灰岩等，中等风化，呈棱角状，级配差，颗粒直径大于20cm。广泛分布，局部缺失，强度较高。
③泥灰岩（T2b）：层厚未揭露，浅灰色，中风化，微晶结构，中厚层状构造，矿物成分为方解石、粘土矿物等，属较硬岩，锤击声脆，有回弹，震手。全场分布，强度高。
2 边坡分析
2.1 自然边坡概况
拟建工程规划区总体地形为山体斜坡，总体地势北高南低，坡向倾北西335°，自然坡面20～24°，部分陡峭地段约31°，拟建场地位于官渡口向斜北翼，岩层产状（S0）20°∠30°，属单斜构造。靠近长江岩层产状一般较缓，岩层面倾角15°-20°，岩体发育两组裂隙，裂隙（J1）倾向270°，倾角80°，与坡向斜交，裂面宽2-5mm，起伏粗糙，上宽下窄，充填棕黄色粘土，属硬性结构面。可见延伸2-5m，密度1条/m。裂隙（J2）倾向190°，倾角60°，与坡向斜交，裂面起伏粗糙，宽5-20mm，上宽下窄状，充填棕黄色粘土,部分呈闭合状态。从附近场地开挖边坡可见最大切割深度2-3m，密度0.5条/m，属硬性结构面。
场区表层分布第四系崩积块石，自稳能力差，下部基岩为三叠系中统泥灰岩，岩体表层内发育有大量的微裂隙，岩体在自然状态下充水失水过程中，岩石被不断的膨胀收缩并使岩体里微裂隙扩张联通，使岩体进一步破碎，增大了岩体间接暴露的面积，加速了岩石的风化程度。随着风化程度的加深，岩体裂隙更加发育，岩体变得更加破碎，岩体的强度和稳定性大大降低，岩石干密度降低总孔隙度、吸水率增大，岩石抗软化崩解的能力降低，风化速度越来越快，坡面岩体将不断风化剥落。
2.2 人工切坡（西侧边坡）概况
位于新建住院综合楼西南侧，规划总长约49m，边坡开挖线处原始地貌未被破坏，山坡植被发育，坡顶高程400-415m，设计坡底标高为拟建场地整平标高398.60m，整平后边坡高度约2-15m，边坡倾向北东71°，边坡类型为岩土质混合边坡，边坡安全等级为二级。
2.3 边坡稳定性分析
边坡开挖线处原始地貌未被破坏，山坡植被发育，整平后边坡倾向北东71°，坡脚按最不利开挖角度90°进行估算，结构面与边坡关系赤平投影详见图2。
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该边坡为岩土混合边坡，坡体覆盖层为块石，自稳能力差，下部三叠系中统泥灰岩，相对隔水，土体与基岩的接触面上是粘粒易于聚集的部位，盖层地下水入渗至基岩面遇隔水层，地下水沿基岩下流，岩土体被软化，抗剪强度急剧下降，土体极易沿岩面滑动；岩质边坡为顺向斜交坡，边坡岩层面平缓，边坡岩体为较硬岩，岩体类型为Ⅱ类，岩层属于中厚层状构造，层面间无软弱夹层，结合良好，边坡的整体稳定性主要由岩体层理及节理裂隙控制，次要受岩体的有效内摩擦角和岩体的抗剪强度控制，边坡基本稳定。考虑到坡顶及部分坡面有一定厚度的风化层，节理裂隙发育、岩体破碎，易风化、遇水软化，边坡长期裸露在外，边坡岩体可能产生新的卸荷裂隙，产生顺层滑移、楔形体滑移失稳破坏的可能性。
2.4 支护建议
沿住院综合楼轴线方向开挖4m宽三级平台，平台间直立面采用锚杆挡墙支护，锚杆、压顶梁及栏杆做法、尺寸同BG段边坡；平台外侧（西侧）按照1:1坡比放坡，然后采用挂网客土喷播支护。总支护长度45.30m。
挂网客土喷播：三维网单幅宽度不小于2.0m，纵、横向拉伸强度≥1.4kN/m，厚度≥10mm，单位面积质量260g/m。
三维网坡顶采用埋压沟，沟底加U型钉固定，沟内填土夯实，三维网坡脚埋入暗沟、连梁内，或外伸50cm并用U型钉固定。
人工清理边坡，削除杂物，覆8cm厚的耕植土于整平的坡面上，锤紧并洒水湿润。沿坡面自上而下铺设三维网，并用U型钉、钢钉从上至下固定，使网垫贴坡面；岩石段U型钉采用风镐打眼后安装，孔内采用0.1MPa低压注浆。
三维网全部铺通、固定后，将细粒土及肥料采用人工方式自坡顶向坡脚撒播，撒土厚度以将网包覆为宜。采用液压喷播机将混有草籽、肥料、土壤改良剂、种子粘结剂、保水剂和水的混合物均匀喷洒在坡面上，喷播完后，可视情况洒少许土。
覆盖地工膜并及时洒水养护，直至植草成坪。
3 结论与建议
由于人工开挖的影响，增加边坡的潜在被破坏风险。开挖裸露后不均匀风化，长期裸露岩体可能会产生新的卸荷裂隙，产生顺层滑移、楔形体滑移失稳破坏的可能性。为保证新建建筑物的安全、稳定。人工切坡应进行削破、清坡、放坡、支护等处理。
①该工程应进行信息法施工，拟建各建筑物在施工期间及竣工后一定时期内应进行变形观测。
②建议先进行本边坡支护施工，边坡支护工作应先于房建工作之前，边坡整治后方可进行建筑物的基础工程。
③防治工程实施时，应加强对坡面观测，以防产生掉块、垮塌等灾害危害施工人员及设备安全。
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