土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性技術(shù)分析探討

李占航

摘 要：土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性技術(shù)分析方法較多，既各具特點(diǎn)又適用條件不一。根據(jù)吉林成功的土質(zhì)邊坡工程實(shí)例，從巖土工程角度，對《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中的常用的坡率法、赤平極射投影圖分析法、邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks計(jì)算法等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：土質(zhì)邊坡；穩(wěn)定性；技術(shù)分析

采用規(guī)范的方法對土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行技術(shù)分析，是決定對土質(zhì)邊坡進(jìn)行處理整治的必不可少的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到建設(shè)方的經(jīng)濟(jì)投入和安全。土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性技術(shù)分析方法較多，既各具特點(diǎn)又適用條件不一，現(xiàn)結(jié)合吉林成功的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性工程實(shí)例，探討《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）中規(guī)范使用的技術(shù)方法。

1 坡率法

在《規(guī)范》中的“坡率”就是高寬比（高度與寬之比）。坡率法是指控制土質(zhì)邊坡高度和坡度，無需對土質(zhì)邊坡整體進(jìn)行加固而自身穩(wěn)定的一種人工邊坡設(shè)計(jì)方法。也可以反過來用此法分析土質(zhì)邊坡是否符合技術(shù)要求或是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

選取需評價(jià)土質(zhì)邊坡中坡度最陡的位置，用全站儀測出土質(zhì)坡頂和坡腳的垂直距離（高H）和水平距離（寬L），用高度H比寬度L（高寬比），以公式：求出X值，“”就是坡率。土質(zhì)邊坡用“”對照比較《規(guī)范》中表12.2.1土質(zhì)邊坡坡率允許值；巖質(zhì)邊坡用“”對照比較《規(guī)范》中表12.2.2巖質(zhì)邊坡坡率允許值，從而得出該“土質(zhì)邊坡的高度和坡度是否符合技術(shù)規(guī)范要求”的結(jié)論。

2 赤平極射投影圖分析法

赤平極射投影圖分析法通過把結(jié)構(gòu)面和邊坡坡面繪制于赤平極射投影網(wǎng)上，表示它們的走向、傾向、傾角和角距，解讀和分析它們之間的關(guān)系，就能對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性技術(shù)作出判斷。

2.1 作 圖

先準(zhǔn)備一個(gè)等角度赤平極射投影網(wǎng)（又稱吳爾福網(wǎng)），若沒有現(xiàn)成的可利用CAD繪制一個(gè)如圖1的簡化網(wǎng)。再把邊坡坡面和結(jié)構(gòu)面繪于簡化網(wǎng)上。

（1）先用有別于簡化網(wǎng)的顏色的圖層畫互相垂直的十字線，以十字線的交點(diǎn)為圓心，繪制一個(gè)與簡化網(wǎng)外圓直徑相等的不同顏色的圓，在十字線與圓的交點(diǎn)上標(biāo)上東（E）、西（W）、南（S）、北（N）方向。

（2）將上步繪得的圖形全部移動到簡化網(wǎng)上，并使圓心、十字線、圓周分別與簡化網(wǎng)重合。

（3）繪走向線。在圓周的方向度數(shù)上，由N向E數(shù)40°（不足整10°的用內(nèi)插法找），在該圓周點(diǎn)經(jīng)過圓心O作一直徑線，在線的SW端標(biāo)上AB，NE端標(biāo)上CD，此直徑線即為裂面BHDO的走向線AC與坡面AGCO的走向線BD（因走向一致，故二者重合）。

（4）繪投影弧。保持簡化網(wǎng)不動，同時(shí)轉(zhuǎn)動上述三步所繪得的圖形，使走向線AC或BD與簡化網(wǎng)的90°直徑線重合，在簡化網(wǎng)的水平線（東西線）上找出傾角為45°和70°的點(diǎn)（傾向?yàn)镹E、SE時(shí)在網(wǎng)的左邊找，傾向?yàn)镹W、SW時(shí)在網(wǎng)的右邊找。不足整10°用內(nèi)插法找），分別標(biāo)上G、H，用弧線把AGC和BHD連結(jié)起來，便得到坡面AGCO的赤平極射投影弧和裂面BHDO的赤平極射投影弧。

（5）繪傾角線。延長OG、OH至圓周交于K點(diǎn)，KG、KH分別為即為坡面AGCO、裂面BHDO的傾角線，其長短不同就量化出傾角的大小。

3.1.6完善赤平極射投影圖。為取得較好的視覺效果，把圖形移出簡化網(wǎng)或把簡化網(wǎng)刪除，至此坡面AGCO和裂面BHDO的赤平極謝投影圖完成了，見圖2。

按以上方法還可以把2組或2組以上結(jié)構(gòu)面描繪于同一個(gè)赤平極射投影圖上進(jìn)行分析。

在圖2中，AC和BD的方向分別為坡面AGCO和裂面BHDO的走向；KG和KH的長度分別表示坡面AMCO和裂面BHDO的傾角；GO和HO的方向分別為坡面AGCO和裂面BHDO的傾向，不難看出它也是投影弧的弧向。

2.2 穩(wěn)定性技術(shù)分析

利用赤平極射投影圖可以初步判斷邊坡的穩(wěn)定性：

（1）當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面交線的弧向（傾向）與土質(zhì)邊坡坡面弧向（傾向）相反時(shí)，邊坡穩(wěn)定。

（2）當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面交線的弧向（傾向）與土質(zhì)邊坡坡面弧向（傾向）基本一致，但其傾角大于坡角時(shí)，土質(zhì)邊坡基本穩(wěn)定。

（3）當(dāng)結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面交線的弧向（傾向）與邊坡坡面弧向（傾向）之間夾角小于35°，且傾角小于坡角時(shí)，土質(zhì)邊坡不穩(wěn)定。

（4）當(dāng)單獨(dú)一組結(jié)構(gòu)面弧向（傾向）與土質(zhì)邊坡坡面弧向（傾向）之間夾角大于35°，不論傾角大小，土質(zhì)邊坡穩(wěn)定。

3 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks計(jì)算法

3.1 土樣采取

土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks計(jì)算需要邊坡土體的重度γ、粘聚力c和內(nèi)摩擦角？準(zhǔn)等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。技術(shù)規(guī)范前應(yīng)結(jié)合勘察、調(diào)查進(jìn)行取樣。取樣應(yīng)在邊坡最陡（最有可能滑坡）地段、垂直邊坡走向布置剖面線，沿剖面線布置取樣點(diǎn)，取樣數(shù)量應(yīng)滿足統(tǒng)計(jì)要求（每條剖面線不少于6組）。考慮雨水是邊坡失穩(wěn)的主要誘因，建議最好能在雨后取樣（當(dāng)然要確保采樣人員的安全）。

3.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks計(jì)算

土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks計(jì)算的原則、類型、方法、公式等，應(yīng)執(zhí)行《規(guī)范》中5.2.2～5.2.6的規(guī)定。限于篇幅，這里不再贅述。手工計(jì)算較繁雜，有條件的應(yīng)使用正版軟件進(jìn)行電算。

當(dāng)利用邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks作安全技術(shù)評價(jià)時(shí)，要根據(jù)計(jì)算方法（滑動類型）和土質(zhì)邊坡工程安全等級，用計(jì)算所得的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks，對照《規(guī)范》中所規(guī)定的土質(zhì)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。

若計(jì)算所得的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks大于或等于邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，則評定為“穩(wěn)定”或“安全”；若計(jì)得的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Ks小于穩(wěn)定安全系數(shù)，則評定為“不穩(wěn)定”或“不安全”，應(yīng)對邊坡進(jìn)行處理整治。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]李斌，公路工程地質(zhì)（第二版）[M].北京：人民交通出版社1993.

[3]《工程地質(zhì)手冊》編委會，工程地質(zhì)手冊（第三版）[M]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.