摘要：本文以重庆市某临江建筑基坑及岩质高切坡支护工程为例，介绍了该基坑边坡工程的设计方法、分析思路及支护方式等。通过规范要求的计算方法并结合极限平衡法对边坡的稳定性进行了理论计算和分析，为设计提供理论指导和借鉴。通过数值分析方法对边坡开挖变形和应力变化进行模拟分析，有利于更好地指导设计和施工，尤其对坡顶有重要建筑物的边坡开挖变形能有效预判和控制。
关键词：高切坡，支护结构，平面滑动法，稳定分析
1.引言
随着城市化进程不断加大，工程建设因用地紧张导致临近建筑的深基坑、高边坡也越来越多，安全风险和治理难度也非常大，尤其是重庆地区的山地特点，建筑主体结构与边坡支护结构的安全密不可分，边坡开挖卸载会引起周边场地变形和岩土内部应力状态的改变，导致相邻建筑及地下构筑物沉降、变形或开裂。对于复杂场地边坡工程的设计，首先应对边坡进行稳定性分析和理论计算，对其破坏模式进行定性和定理的判断，采用多种分析方法和分析模形相结合，其次，根据分析结果选择合理有效的支护方案，有变形控制较严的项目采用数值模拟方式对结构位移及边坡变形做定性或定量与预判，便于更准备有效地指导设计和现场施工。
2.工程概况
项目位于重庆市南滨路，由高档酒店及公寓楼小区组成。整个场区基坑外周长约530m，设计边坡总长约570m，边坡高度6m～39m。岩质边坡岩体類型为III类。场地位于南温泉背斜西翼近轴部，岩层呈单斜产出，产状293～305°∠65～71°。地表地层层序正常，无地层缺失和重复现象，未见断层破碎带出露;发育有构造裂隙二组：1组产状为105～110°∠38～40°，2组产状为30°∠63～67°。场区范围内，两组裂隙均为拟建场地内的主要结构面，综合判定场地内岩体裂隙为较发育。本边坡工程由南北向截取的场地剖面图如图1所示。
3.边坡稳定性分析
岩质边坡坡向与裂隙①基本反向，裂隙②与边坡相切，边坡坡向与层面基本同向。为顺向坡。岩质边坡岩体主要受层面影响，按设计方案切坡后将形成临空外倾结构面，为不稳定结构边坡，边坡可能的破坏方式为沿层面的平面滑动。
根据规范[1]采用平面滑动法，选取各典型剖面对存在不利外倾结构（顺向坡）的岩质边坡稳定性进行定量计算，计算公式如下：
，经计算后均小于1.0，边坡处于不稳定状态，须进行支护。
4.结构支护方案
根据建筑及场地功能需要，分边坡进行分阶支护，考虑到坡顶有重要建筑，严格控制边坡变形，因此上阶直立切坡后采用锚拉桩板挡墙支护;下阶按层面1：04放坡后采用肋柱锚杆挡墙支护。按照该切坡支护后，边坡破坏受层面控制，坡顶建筑基础的荷载持力层均处于边坡破裂角以外，对边坡稳定性不造成直接影响，边坡破坏仅受岩体强度和变形控制。
5.边坡岩土侧压力及结构反力计算
对于支护结构反力计算，按照规范[1]的相关规定：当有外倾结构面的岩质边坡，应分别以外倾结构面的抗剪强度参数的主动岩石压力合力和岩体等效内摩擦角的侧向岩土压力分别计算，取两种结果的较大值，破裂角取45+φ/2和层面倾角的较小值，即65度。
（1）采用岩体等效内摩擦角的侧向岩土压力计算如下：
式中为荷载标准组合下的主动土压力合力;为主动土压力系数;为挡土墙高度（m）;为岩体重度（）;为岩体的等效内摩擦角（）;为地表均布荷载值（）。
采用以外倾结构面的抗剪强度计算主动岩石压力合力如下：
式中为边坡外倾结构面倾角（）;为边坡外倾结构面黏聚力（）;为边坡外倾结构面的内摩擦角（）;
通过以上（1）（2）两种方法分别计算取大值作为支护结构侧压力，该方法是目前较为常见的方法，但针对本顺层边坡周栋梁等【5】认为采用这种计算方法是基于库伦土压力理论的极限状态设计法（方法三），造成边坡支护后的稳定安全系数不明确。赵尚毅等[4]提出了基于强度折减法的岩石侧压力计算思路，以满足支护后的稳定性安全系数为基础来计算侧向岩石压力。本工程中锚索预应力大小直接影响着边坡顺层滑动的稳定性，应将锚索预应力与稳定性系数间建立起对应关系，用该计算理论可做为规范方法的一种补充，在应用规范计算公式的同时，也可实现满足安全系数设计标准的侧向岩土作用荷载的计算。
考虑设计安全系数后的支护结构锚固力计算为：
由支护结构锚拉力合力换算支护结构水平侧压力：
根据典型剖面选择的计算模型简图如下：
6.边坡荷载及结构反力计算
根据岩土力学参数及相关本构关系，采用MIDAS-GTS建立起有限元模型，分析了开挖各阶段边坡岩土应力分布及变形位移。分析结构如下图所示，计算中考虑了坡顶建筑荷载，坡后穿越的人防洞影响。与理论计算及概念分析对比，从定性上分析结果基本真实有效，对影响结构安全的风险源发生的阶段及部位进行预判，为施工现场监测方案和采取的施工措施提供了理论依据。
7.结论
建筑岩质边坡支护结构反力计算，当有外倾结构面的岩质边坡，应分别以外倾结构面的抗剪强度参数的主动岩石压力合力和岩体等效内摩擦角的侧向岩土压力分别计算，取两种结果的较大值。对于危险性较大，且为顺向坡的高切坡工程，建议采用强度折减法的岩石侧压力进一步复核。本工程案例从采用了以上三种方法理论计算，并结合有限元分析对边坡开挖过程中的各阶段内力变形进行数值模拟，较全面的总结了该工程的设计、计算和分析方法，对今后类似工程项目的设计提供的借鉴和参考。
参考文献
[1] 建筑边坡工程技术规范：DBJ50/T-243-2016[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2] 建筑地基基础设计规范：GB5007-2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] 赵尚毅，郑颖人，王建华，等.基于强度折减安全系数的边坡岩土侧压力计算方法探讨[J].岩石力学与工程学报，2010，29（9）：1760-1766.
[4] 赵尚毅，郑颖人，何平，等.边坡侧向荷载计算方法讨论[J].地下空间与工程学报，2017，13（2）：435-441.
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[7] 邬险峰.边坡超载引起的附加土压力计算方法探讨[J].中国房地产业，2011.6 ： 297。