某花崗巖地區土質邊坡穩定性分析及防治方案建議
——以廣州市增城區荔城街道某土質邊坡為例

溫蘭

（廣東省化工地質勘查院，廣東廣州 510800）

0 前言

在我國南方地區，花崗巖出露廣泛，隨著大量土建工程開工，對花崗巖的山體進行開挖，出現了越來越多的花崗巖類土質邊坡，未風化的花崗巖具有良好的工程地質特征，但在風化后物理力學指標急劇下降，致使山體邊坡應力重分布，不了解這種邊坡的工程特性而盲目施工，在一定條件下易發生失穩，出現邊坡破壞，對工程進展和邊坡穩定都會造成嚴重危害?；◢弾r類土質指花崗巖全、強風化的土，包括花崗巖殘積土。類土質除具有土的特性外，還保留原巖中的結構面，有時殘存少量中風化的花崗巖硬核。本文以廣州市增城區荔城街道某土質邊坡為例，對花崗巖類土質邊坡的穩定性及防治措施進行簡要分析。

1 花崗巖類土質邊坡特點

花崗巖區的類土質邊坡包括殘積土邊坡、全風化邊坡、半風化邊坡等，根據已有的研究，可以發現花崗巖區殘積土邊坡具有以下特點：（1）破壞形式主要為滑動破壞（42%）、崩塌破壞（54%）、沖刷及圓弧滑動（4%）（據張文華研究歸納[1]）。不同于巖質邊坡以滑動破壞為主，也不同于土質邊坡以圓弧滑動及崩塌破壞為主，充分說明了類土質邊坡同時具有巖坡和土坡的特點；（2）花崗巖殘積土具有高承載力、低含水量、低滲透性的良好工程特性，但在開挖或雨水浸潤（花崗巖殘積土中的軟弱帶tanφ 會降至0.2以下[2]）的情況下極易發生破壞。花崗巖殘積土的良好工程特性迷惑了許多巖土工作者，導致對這一特殊性坡體的長期忽視，陷入不斷的修復治理困境；（3）邊坡在比計算值高度（低至2～3m）更小、坡度更緩的情況下也會失穩破壞。

2 花崗巖類土質邊坡滑動破壞模型

花崗巖類土質邊坡的失穩往往是多種因素共同作用的結果，通常歸納分為兩大因素：一是外部因素，如人為開挖邊坡過高、過陡且未支護，外部荷載、降雨等；另一是內部因素，如坡體巖土性質、巖體的構造與結構等。不同類型的土質邊坡坡體結構類型不同，發生滑動破壞模式也不同，常見的花崗巖類土質邊坡滑動破壞模型有：

（1）圓弧滑動模型

這種破壞模型多發生在較均勻的花崗巖類土質邊坡中，如均勻的花崗巖殘積層或坡殘積層中，有時也會發生在花崗巖全、強風化層中。通常發生在雨季，特別是長時間大雨或雨后不久。也就是當類土質邊坡表層坡體飽水時，易發生這種圓弧形滑動。

（2）完全平面模型滑動模型

這種滑動模型的邊坡坡體構造節理面較發育，而且有傾向臨空面的緩傾的軟弱結構面，當邊坡開挖時，切斷了軟弱結構面，不穩定體就會沿軟弱結構面產生完全平面形滑動。這種完全平面形滑動多發生在雨季、施工過程。

（3）前緣剪出滑動模型

當邊坡傾角與構造結構面傾角大致相等時，邊坡施工沒有切斷類土質邊坡中的構造節理面（軟弱面），但由于構造結構面以上的類土質邊坡下滑力較大，在坡體前緣比較薄弱的部位將類土質本身剪斷，形成前緣剪出滑動。

（4）楔形雙滑面滑動模型

當花崗巖類土質邊坡坡體中有兩組相交的結構面，其交線傾向臨空面、結構面以上的不穩定體將產生楔形雙滑面滑動，其邊坡穩定性計算可采用楔形雙面計算式。

3 工程實例

3.1 工程概況

廣州市增城區荔城街道某土質邊坡主要分布在增城區荔城街道東側。本邊坡為早期建（構）物的建設活動削坡而形成的人工邊坡。邊坡總長約47.0m，坡高16.0～19.0m，呈長條形狀展布，總體走向為東向，坡體坡度總體較陡，一般30°～40°。坡體巖土層主要由坡積粉質黏土和殘積砂質黏性土、全風化花崗巖組成，為土質邊坡，坡表植被覆蓋較好。邊坡地處剝蝕殘丘地帶，邊坡所在山體高程約28.5m～31.0m（1985 國家高程基準），坡腳高程約9.5m～10.0m，山脊大體走向為東向。目前邊坡上部已發生一定規模的崩塌，崩塌后緣裸露呈陡坎狀。

3.2 地層結構特征

邊坡主要由第四系坡積層和殘積層，基巖為燕山期花崗巖?，F分述如下：

（1）坡積層：以粉質黏土為主，含較多石英顆粒和強風化巖塊，可塑，紅褐、褐黃色，夾白色斑點，層厚1.60～4.80m。

（2）殘積層：為砂質黏性土，主要為風化殘留石英顆粒及粉、黏粒，花崗巖風化殘積，硬塑～堅硬，黃褐色，層厚4.50～9.60m。

（3）基巖：為燕山期花崗巖，按巖石的風化程度可劃分為全風化、強風化、中風化3個風化巖帶，分布及特征和巖性特點分述如下：

全風化花崗巖：廣泛分布，黃褐色，巖石完全風化，巖芯呈堅硬土柱狀，可辨原巖結構，遇水易軟化。層厚約2.70～6.50m。

強風化花崗巖：分布范圍廣，黃褐色，巖石風化強烈，呈半巖半土狀、碎塊狀，局部碎石顆粒狀，原巖結構清晰，巖質極軟，手可折斷，遇水易軟化、崩解。層厚約4.00～13.30m。巖體完整程度為極破碎，屬于極軟巖，巖體基本質量等級屬Ⅴ類。

中風化花崗巖：灰白、黃褐色，花崗結構，塊狀構造，巖芯破碎呈塊狀、短柱狀，巖質較軟，敲擊易斷。揭露層厚3.80～5.50m。巖體完整程度為破碎，屬于較軟巖，巖體基本質量等級屬Ⅴ類。

3.3 邊坡穩定性分析

邊坡區內未發現活動性斷裂帶通過，坡體巖土層主要由坡積粉質黏土、殘積砂質黏性土、全風化花崗巖組成，可以把邊坡表層看成是均質土。根據花崗巖類土質邊坡滑動破壞模型的資料，均質類土質邊坡變形破壞模式多為表層近似圓滑形滑動，若圓弧的弧度比較小，也可以近似看成折線滑動。故本邊坡采用圓弧滑動模型，定量分析采用理正巖土6.5版邊坡穩定性分析軟件圓弧滑動法計算，c，φ值采用室內試驗結果的飽和快剪指標。對邊坡進行計算，先通過軟件自動搜索危險滑動面來確定邊坡的最危險滑裂面，然后結合本工程實際情況并參考類似已發滑坡或崩塌的滑裂面，給定圓心、半徑進一步搜索計算得出的最危險滑裂面和穩定系數。針對邊坡選取代表性斷面2 進行穩定性計算，分析在工況1（自重+地下水）和工況2（自重+暴雨+地下水）條件下邊坡穩定安全系數，計算結果詳見表1。

表1 邊坡各斷面穩定性系數統計表

從表1 可知，本邊坡工程在工況2 下處于不穩定狀態，安全儲備較小，應盡快加固處理。

4 結論

考慮到坡腳分布有道路、廠房倉庫、學校宿舍樓等，人類活動較多，土質邊坡在飽水、人工切坡等狀態下可能發生崩塌或淺層滑坡可能性較大，危險性中等。提出以下的防治措施：

（1）邊坡建議采用“擋墻+錨桿（錨索）+格構梁+綠化+截排水溝系統”整體思路。

（2）建議清除坡體中松散的巖土體，利用削整的坡形，對坡體進行分臺階的削坡治理，坡高＜8m，放坡坡率：粉質黏土1:1.50，砂質黏性土、全風化花崗巖1:1.25，強風化花崗巖1：1.0，中風化花崗巖1:0.75～1:1.0。

（3）在分級邊坡間設2.00～3.00m 寬的平臺馬道，平臺及坡頂部應設排水槽，在坡腳可設置重力式擋土墻。

（4）坡體采用錨桿+格構梁增強邊坡整體性，并完善坡面綠化及截排水系統，應減少對原有生態系統的破壞，盡量利用原有的坡面植被。