边坡是工程中常见的土工结构物,边坡失稳往往会造成安全事故和环境问题,因此边坡稳定性问题备受关注。任毕云[1]对消落区范围内复合地基上路堤边坡抗滑稳定性进行分析,考虑了消落区在低水位、高水位和水位骤降三种工况下复合地基参数对边坡稳定性的影响,为消落区地基处理和公路安全运行提供了依据。廖赞[2]采用离散元强度折减法研究了某大型水电站坝址区右岸边坡的稳定性,确定了危险滑面的位置,并将计算结果与极限平衡法进行相互佐证,计算结果为边坡加固措施提供了基础。景弘等[3]以中兰客专某黄土多级路堑边坡为研究对象,采用SVM-SVR、数值模拟与现场监测相结合的方法,细化了边坡状态等级,对边坡稳定性进行了综合评价,研究成果可为边坡稳定性的研究与评价方法提供参考。李从昀等[4]以北京市门头沟区某变电站场地人工堆积边坡为研究对象,采用极限平衡法研究了不同工况下的边坡稳定性,结合工程实际情况,提出了该人工堆积边坡的优化支护方案。贺林林等[5]采用不平衡推力法、简化Bishop条分法和有限元强度折减法对巫山神女峰机场高填方边坡进行了稳定性分析,并确定了边坡在天然、暴雨、清坡天然和清坡暴雨4种不同工况下的安全系数,对边坡的安全性进行了评价。王永增等[6]基于极限平衡法分别计算边坡在非渗流状态和渗流状态下的矿区边坡稳定性安全系数,评估了矿区边坡安全性,并提出了相应的滑坡防治措施;祝加欣[7]采用强度折减法对基坑开挖后的边坡稳定性进行了分析,与采用加固设计方案后的边坡稳定性进行对比分析,验证了加固设计方案的可行性。1工程概况雄安新区某小区地上包含48栋住宅楼、6栋配建楼和2栋开闭站。总建筑面积约45 万m2,其中地上建筑面积约29 万m2,地下建筑面积约16 万m2。住宅为钢筋混凝土剪力墙结构,配建及开闭站为钢筋混凝土框架结构,地下车库为钢筋混凝土框架结构。根据场地岩土层工程地质性能分析及场地构造地质条件等综合分析,本场地属基本稳定场地,较适宜本工程建设。本次勘察深度范围内主要揭示全新统(Q4)和上更新统(Q3)冲洪积层,从上而下地层呈层状分布。揭示深度范围内的地基土类型主要为素填土、粉土和粉质黏土,勘察期间测得场地地下潜水静止水位埋深17.80~25.50 m,相当于标高6.10~6.67 m。地下水埋深一般在18.50 m以下。本次拟建地块内地下车库最大埋深约8.00 m,两者相差9.50 m以上,地下水对本次短期内的工程建设影响较小。由于现场条件允许,本项目建筑基础基坑拟采用1∶1放坡开挖,以充分利用边坡的自稳特性,减少基坑支护费用,为了保证基坑的安全,本文对建筑基坑的边坡稳定性进行了分析。2边坡模型及分析工况为了施工方便,结合场地特点,采用分台阶放坡开挖,边坡分两个台阶,台阶坡比为1∶0.75,高度为4 m,中间平台宽度为2 m,整体坡比为1∶1。根据边坡规范的相关规定,结合工程的实际情况,确定该边坡的稳定性分析工况包括正常工况和暴雨工况。根据边坡的地质条件,结合现场工程实际,确定边坡的分层和计算模型。边坡稳定性计算模型如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.027.F001图1边坡稳定性计算模型边坡各地层材料参数如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.027.T001表1边坡各地层材料参数土层重度/(kN/m3)黏聚力/(kPa)内摩擦角/(°)素填土15.3918粉土16.51023粉质黏土17.119203边坡稳定分析根据现行规范《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)相关规定,土质边坡的安全系数采用规范中推荐的极限平衡法计算,计算公式为:Fs=∑i=1n1m01cilicosθi+Gi+Gbi-uicosθitanφi∑i=1nGi+Gbisinθi+Qicosθi (1)m01=cosθi+tanφisinθiFs (2)式中:Fs——安全系数;li、θi——土条的几何参数;Gi、Gbi、Qi和ui——土条的单位宽度自重、单位宽度竖向附加载荷、单位宽度水平载荷和单位宽度总水压力。该边坡为临时边坡,考虑到该边坡失稳可能产生的影响,结合现行规范《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)相关规定,将该边坡的安全等级定为Ⅰ级,边坡稳定安全系数Fs=1.25。Fs100,边坡不稳定;1.00≤Fs1.05,边坡欠稳定;1.05≤Fs1.25,边坡基本稳定;Fs≥1.25,边坡稳定。3.1正常工况采用极限平衡法计算正常工况下边坡临界滑动面位置及安全系数。正常工况下边坡临界滑动面位置及安全系数如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.027.F002图2正常工况下边坡临界滑动面位置及安全系数由图2可知,正常工况下边坡整体滑动表现为深层圆弧滑动,其安全系数为1.296,可以判定边坡的整体滑动稳定性满足规范要求,即边坡在正常工况下整体为稳定;正常工况下边坡上台阶和下台阶滑动表现为圆弧滑动,其安全系数为分别为2.105和1.951,可以判定边坡的局部滑动稳定性满足规范要求,即边坡在正常工况下局部稳定。综上可以判别正常工况下边坡为稳定。3.2降雨工况如果边坡遭遇暴雨,在暴雨入渗下,边坡渗流场将会发生变化。暴雨工况下孔隙水压力分布情况如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.027.F003图3暴雨工况下孔隙水压力分布情况在暴雨作用下,边坡的表层孔隙水压力会升高,在边坡表层将产生浅层暂态饱和区。采用极限平衡法计算暴雨作用下边坡临界滑动面位置及安全系数。暴雨作用下边坡临界滑动面位置及安全系数如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.027.F004图4暴雨作用下边坡临界滑动面位置及安全系数对比图4和图2可知,就临界滑动面的位置而言,无论整体滑动破坏还是上下台阶滑动破坏,暴雨作用下边坡临界滑动面位置比正常工况下位置浅。主要原因是暴雨入渗,边坡浅层孔隙水压力上升,导致边坡浅层土体的强度降低,抗滑力下降,诱发边坡的滑移面变浅。就安全系数而言,无论整体滑动破坏还是上下台阶滑动破坏,暴雨作用下边坡最小安全系数都有所降低,其中局部滑动安全系数减小幅度更大,表明暴雨作用对局部滑动影响更大。由图4可知,边坡整体滑动安全系数为1.114,暴雨作用下边坡为基本稳定,其上台阶和下台阶局部安全系数分别为1.215和1.338,可以看出暴雨作用下边坡上台阶为基本稳定,下台阶为稳定。4结语针对雄安新区某小区建筑基坑边坡,采用极限平衡法分析了正常工况和暴雨工况下边坡的整体稳定性和局部稳定性。正常工况下基坑边坡的整体稳定性和局部稳定性满足规范要求,其临界破坏模式为深层滑动,根据现行规范判定为边坡稳定。暴雨工况下,边坡浅层孔隙水压力升高,并在浅层形成暂态饱和区,导致边坡整体和局部的临界滑动面位置均变浅,边坡最小安全系数都有所降低,其中,局部滑动安全系数减小幅度更大,表明暴雨作用对局部滑动破坏影响更大。暴雨工况下边坡整体和上台阶为基本稳定,下台阶为稳定。

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