北方偉業(yè)計(jì)量集團(tuán)有限公司
一般情況下,邊坡表層土體含水量隨氣候的變化而變化,旱季時(shí)處于非飽和狀態(tài)、雨季時(shí)處于飽和、過(guò)飽和狀態(tài),降雨入滲是天然山坡與工程邊坡(基坑)引發(fā)邊坡失穩(wěn)的主要誘因之一,降雨對(duì)土質(zhì)邊坡穩(wěn)定影響較為復(fù)雜,涉及到降雨特性、土的特性以及雨水土的相互作用問(wèn)題,高華喜等(2007)研究了深圳市降雨與滑坡的歷史資料,暴雨尤其是大暴雨與滑坡的關(guān)系非常密切,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.8以上,周葵(2017)探討了不同降雨強(qiáng)度對(duì)洛莫滑坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,王棟梁(2014)降雨入滲條件下框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性研究。王繼華(2006)研究了降雨動(dòng)能外部作用和降雨入滲后坡體內(nèi)部產(chǎn)生的有關(guān)作用。坡頂存在既有建筑物的情況下,降雨入滲作用可能危及坡頂建筑的安全。本文結(jié)合一個(gè)工程實(shí)例,介紹了在降雨入滲作用下,土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性,以及坡頂建筑的安全性的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和分析。
2、工程概況
益陽(yáng)城區(qū)某高層住宅小區(qū)建設(shè)施工中,因修建小區(qū)道路上邊形成了高度約15米,坡度系數(shù)為m=1.75的土質(zhì)邊坡,坡頂有一(6+1)層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓,工程施工正值當(dāng)?shù)赜昙?,由于?shí)際切坡坡比較小(i=1:1.75),施工中忽視了坡面的防雨措施,在連續(xù)兩天降雨后坡體位移開(kāi)始加大,坡頂建筑物出現(xiàn)開(kāi)裂,于是對(duì)坡頂住戶人員進(jìn)行緊急疏散,對(duì)坡面土體進(jìn)行了緊急覆蓋,見(jiàn)圖1和圖2。為確保坡頂居民安全,受開(kāi)發(fā)商委托,本單位對(duì)該切坡體和坡頂住宅做安全性鑒定,并對(duì)坡頂建筑實(shí)施為期2年的安全監(jiān)控。
3、邊坡安全性鑒定邊坡失穩(wěn)機(jī)理及安全性鑒定
降雨作用誘發(fā)土質(zhì)邊坡失穩(wěn)的原因主要有兩個(gè)方面,其一是邊坡作用效應(yīng)加大了,降雨使土體含水量增加,導(dǎo)致土體下滑力(力矩)加大,在有邊坡有支擋結(jié)構(gòu)的情況下,增加了支擋圍護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的主動(dòng)土壓力;其二是邊坡抗力降低,降雨順著土體原有的裂縫下滲,粘聚力、內(nèi)摩擦角及基質(zhì)吸力降低,從而在整體上降低了土體的抗剪強(qiáng)度。邊坡變形及失穩(wěn)將坡頂建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降或失穩(wěn),導(dǎo)致建筑墻體開(kāi)裂、整體垮塌等災(zāi)害。
對(duì)降雨入滲作用下,邊坡失穩(wěn)機(jī)理和坡頂建筑安全性進(jìn)行鑒定應(yīng)依據(jù)國(guó)家規(guī)范執(zhí)行,主要依據(jù)有:民用建筑的安全性分析依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015),邊坡穩(wěn)定性依據(jù)《建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范》。
依據(jù)GB50330-2013規(guī)定,坡頂有重要建筑物的邊坡為一級(jí)邊坡,其邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fst不小于1.35。又依據(jù)GB50843-2013,既有邊坡工程穩(wěn)定狀態(tài)分為四種,如表1所示。降雨入滲邊坡的安全性應(yīng)不小于Fst。
3.1邊坡地質(zhì)及其特性
1、工程地質(zhì)勘察:根據(jù)建設(shè)單位提供的地質(zhì)勘察報(bào)告(報(bào)告主要依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2011編制),該土質(zhì)邊坡上層為人工雜填土(厚度1.5m-2.5m),下層為粘土(紅粘土,厚度大于15m)、下伏基巖為武陵期玄武巖(本次勘察未揭露)。各層土物理力學(xué)指標(biāo)及邊坡設(shè)計(jì)參數(shù)推薦值如表2。
2、邊坡土體特性:邊坡土體基本上是由單一的紅粘土組成。紅粘土是一種特殊土體,成谷雨(1989)對(duì)此地紅粘土特性進(jìn)行了詳細(xì)研究,主要結(jié)論有:①自由膨脹率為17-30%,無(wú)膨脹性;②紅粘土有氣孔遺跡,但不具有濕陷性。;③透水性差,在排水條件較好時(shí),土的穩(wěn)定性較好,但排水條件差時(shí),水體直接紅粘土斷面接觸,則紅粘土在重力作用下迅速自行崩解成軟泥。
3、經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),由于降雨作用,坡頂建筑物地基滲水進(jìn)入坡體,最大入滲深度達(dá)基礎(chǔ)平面以下2米,因此濕潤(rùn)土體從坡頂雜填土計(jì)算達(dá)5米。以坡頂建筑物基礎(chǔ)底面為邊坡穩(wěn)定分析地面線頂面,則住宅條形基礎(chǔ)作用超載為120kN/m,雜填土與紅粘土等效超載為46.8kN/m。
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