深圳市某工程邊坡詳細勘察及穩定性分析

摘 要：【目的】邊坡勘察設計對邊坡工程至關重要，需要對其加以研究?！痉椒ā客ㄟ^對深圳市某工程邊坡場地進行詳細勘察，得到該邊坡工程的邊坡巖土特性及地質特征。依據勘察結果，進行邊坡穩定性定量分析，得到科學合理的邊坡治理方案?！窘Y果】結果表明：場地內潛在地質災害隱患為崩塌、滑坡，建議進行綜合地質災害治理，以消除崩塌、滑坡等地質災害隱患為主，同時對該邊坡進行綜合治理。根據場地地質條件與周圍環境及邊坡形態，可采用坡腳設置護腳擋墻；在邊坡進行施工開挖前，應對邊坡的臨時建筑物和可能危及邊坡穩定的較大滾石進行清除處理；在邊坡加固治理期間，應進行水平、豎向位移監測，進行信息化施工和長期安全監測?！窘Y論】研究結論可為識別邊坡建筑安全的隱患體提供參考。

關鍵詞：邊坡工程；詳細勘察；穩定性

中圖分類號：P64" " "文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2024）14-0104-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.14.021

Detailed Investigation and Stability Analysis of a Slope Engineering in Shenzhen

Abstract： [Purposes] Slope survey and design is very important for slope engineering， so it is necessary to conduct the study. [Methods] In this paper， a slope engineering site in Shenzhen was investigated in detail to obtain the slope engineering slope geotechnical characteristics and geological characteristics. According to the results of the survey， the slope stability was quantitatively analyzed， and finally a scientific and reasonable slope treatment scheme was obtained. [Findings] The results showed that the potential geological hazards in the site were collapse/landslide， and comprehensive geological hazards control was recommended to eliminate the hidden hazards of collapse， landslide and other geological hazards， and comprehensive control was carried out on the slope. According to the geological conditions of the site， the surrounding environment and the shape of the slope， foot protection retaining walls could be set up at the slope foot. Before the slope construction and excavation， the temporary structures and large stones that may endanger the stability of the slope should be removed. During the slope reinforcement and treatment， the horizontal and vertical displacement monitoring， information construction and long-term safety monitoring should be carried out. [Conclusions] The research results can provide reference for identifying the hidden danger of slope construction safety.

Keywords： slope engineering; detailed survey; stability

0 引言

近年來，隨著我國城市化進程的推進，城市不斷擴張，用地范圍增大。某些城市由于實際需要，邊緣區域也被開發利用。大量用于生產生活的設施用地被建設在山地、丘陵地帶，導致大量建筑邊坡成為威脅建筑安全的主要隱患體［1］?？茖W合理地做好邊坡工程的巖土工程勘察是邊坡設計治理的關鍵［2］。邊坡防護治理需要有效勘察獲取邊坡所在區域的水文地質條件及巖土層屬設計參數，在此基礎上設計出邊坡治理方案，才能達到良好效果［3-4］。本研究以深圳市山地區域某工程邊坡為例，進行邊坡詳細勘察及穩定性分析。

1 工程概況

該項目邊坡工程場地位于深圳市上川路北西側，東側緊鄰寶安生活區保障性住房。該工程項目邊坡為人工開挖自然山體切割形成，勘察場地原始地貌單元為殘丘坡地，后經人工開挖，原始地形地貌已改變。邊坡整體近北西走向，傾向南西，平面形態近呈近倒轉“Ｌ形”展布，總體延伸長度約為425 m，其中，西東向長約為115 m，南北向長約為330 m。邊坡北東側緊鄰生活區保障性住房邊坡，該邊坡為三級邊坡，采用格構梁+錨索支護，坡頂、坡腳有完善的排水設施。邊坡體主要由人工填土、坡殘積土、全～微風化巖層組成，坡頂標高為47.68～68.75 m，坡底標高為31.18～62.19 m，邊坡坡高約為11～29 m，坡度一般約為36°～65°，局部最大可達84°。

2 邊坡工程勘察技術要點

根據勘察技術要求和有關規范、標準要求，本次勘察主要采取現場地質調查測繪、勘探鉆孔、原位測試、室內試驗等綜合勘察方法，對各巖土層的物理力學性質進行試驗和定量分析。

鉆探施工：采用XY-1型油壓回旋鉆機，使用合金及金剛石鉆頭、套管及泥漿護壁的方法回轉鉆進；鉆探施工中按相關規范要求采取土、巖石和水試樣。

野外原位測試：采用標準貫入試驗及重型圓錐動力觸探試驗進行原位測試。其中，標準貫入試驗采用64.2 kg的穿心錘，以75 cm的自由落距，將標準貫入器在鉆孔內預先打入20 cm，再繼續打入35 cm并記錄其錘擊數，從而獲得標準貫入試驗錘擊數實測值N'，根據廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》（DBJ 15—31—2016）規定進行鉆桿長度修正后，獲得標準貫入試驗錘擊數修正值N。

室內試驗：主要為室內土工試驗、水質分析和易溶鹽分析試驗、點荷載試驗、巖石飽和單軸抗壓試驗。實物工作量統計見表1。

3 邊坡工程地質特征分析

3.1 場地地層巖性

根據現場勘察及室內土工試驗結果，場地內分布的地層主要包括第四系人工堆積層、第四系全新統坡洪積層及第四系殘積層，場地內下伏基巖為薊縣系-青白口系混合花崗巖。各地層主要巖性特征自上而下分述如下。

3.1.1 第四系人工堆積層。雜填土（層序號1）：灰黃、灰褐色，松散狀態，主要由碎石（塊）、塊石、磚塊、砼塊等建筑垃圾、生活垃圾混黏性土組成，直徑一般為7～32 cm，大者可達38 cm以上。該層堆填時間超過5年，未完成自重壓密，呈松散～稍密狀態。

3.1.2 第四系全新統坡洪積層。粉質黏土（層序號2）：褐黃、褐紅色，濕，可塑～硬塑狀態，不均勻含少量的碎石塊。土石方類別按普氏分類，屬Ⅱ類土壤。

3.1.3 第四系殘積層。粉質黏土（層序號3）：褐黃、褐灰色，濕，可塑～硬塑狀態。由混合花崗巖風化殘積而成，除石英外，其余礦物風化成黏性土，石英角礫含量不均勻，巖芯呈土柱狀。

3.1.4 薊縣系-青白口系混合花崗巖。為場地下伏基巖，具中粒變晶結構，片麻狀、塊狀構造，主要礦物成分為石英、長石、黑云母等。根據鉆探揭露野外鑒別及標準貫入試驗，按其風化程度的差異可將其劃分為全、強、中及微風化四個風化層（層序號4）。

①全風化混合花崗巖：褐黃、灰褐色，原巖結構基本破壞，但尚可辨認。具微弱的殘余結構強度，巖芯呈堅硬土柱狀，遇水浸泡易軟化、崩解。芯呈堅硬土柱狀。屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ類

②土狀強風化混合花崗巖：土狀，褐黃、灰褐色，巖石風化強烈而解體，原巖結構大部分破壞。巖芯呈土柱狀、土狀，局部土夾塊狀，屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

③塊狀強風化混合花崗巖：褐黃、灰褐色，風化裂隙極發育。巖芯呈半巖半土狀、土夾塊狀、塊狀夾中風化巖塊，巖塊手可折斷，不均勻夾有較多中風化塊，局部為中風化薄夾層。屬極軟巖～軟巖，巖體完整程度為極破碎～破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

④中風化混合花崗巖：褐黃、灰白、青灰色，裂隙發育，裂面鐵質浸染嚴重。巖芯以碎塊狀、塊狀為主，少量短柱狀，不均勻含較多微風化巖塊，巖質較硬，錘擊聲稍啞、不易擊碎，合金鉆進困難，金剛石可鉆進。RQD=0～10%。屬較軟巖，巖體完整程度為破碎～較破碎，巖體基本質量等級為Ⅳ類。

⑤微風化混合花崗巖：灰、青灰色，微裂隙發育，裂隙呈閉合狀，局部裂隙面鐵質浸染較重。巖質堅硬，巖芯呈短柱狀、柱狀，少數長柱狀，巖石錘擊聲脆，需金剛石鉆進。RQD=10%～35%。屬較堅硬巖～堅硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質量等級為Ⅲ類。

3.2 場地地質構造分析

根據深圳市1∶5萬區域地質圖及場地鉆探資料分析，場地內未發現斷裂帶通過，但擬建場地附近地質構造比較復雜，以斷裂構造為主。其中，北西向F3231斷裂是區內的主導構造，控制著區內的地質構造和地貌發育。根據鉆探揭露的地質情況，結合區域地質資料綜合分析，本場地內整體上均處于上F3231斷裂帶的影響帶中，受其影響，整體上場地北側基巖埋深明顯加深，且巖石完整性明顯較差，場地內基巖部分硅化作用較明顯，局部可見石巖巖脈穿插。但本場地第四系地層未發現明顯帶狀缺失和被錯動的現象，說明自全新世以來，場地內未受到斷裂構造的影響。擬建場地雖處于上述斷裂帶的構造影響帶中，但上述斷裂為非全新世活動性斷層，對擬建場地的穩定性影響較小。

3.3 場地水文條件分析

本場地地下水有三種類型：第一種賦存于第四系人工填土層中，其含水性及透水性一般；第二種賦存于基巖全～微風化巖中，受大氣降水及上層地下水補給，其涌水量大小及徑流規律主要受節理裂隙控制，局部與潛水形成穩定的地下水水面；其余各地層屬弱含水、弱透水性地層或相對隔水層。場地內地下水主要接受大氣降水的滲入補給和地下水側向徑流補給，大致由北東向南西排泄。本次勘察期間受降雨的影響，地下水位變化較大，測得鉆孔綜合水位埋深4.50～19.0 m（部分鉆孔未測得水位），標高23.62～52.66 m。根據區域水文地質調查結果及場地的現場地形條件，場地地下水位受大氣降水量的大小控制而變化幅度較大，場地地下水位年變化幅度約為1～4 m。根據水質腐蝕性評價結果確定場地內未分布強透水層，綜合判定：地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

4 邊坡穩定性定量計算分析

4.1 巖質邊坡穩定性分析

巖質邊坡的穩定性除了受構成邊坡巖體、巖石風化情況、坡腳和坡高、臨空卸荷效應等因素的影響外，主要受結構面的控制和影響，故本項目采用赤平投影圖解法分析邊坡穩定性（如圖1所示）［5］。下文主要針對南段邊坡（Ⅱ坡段）下部巖質邊坡穩定性進行分析。邊坡傾向115°，坡角75°～85°；節理裂隙主要有6組：① 100°∠70°、② 347°∠75°、③ 75°∠66°、④ 26°∠88°、⑤ 189°∠71°、⑥ 124°∠81°。

由圖1可知，單一節理面L2與邊坡傾向、傾角基本一致，為順坡向潛在不穩定節理面，易發生順節理面崩塌、滑坡；其余單一節理面與邊坡傾向相反或斜交角度較大，判定為穩定組合體。組合體節理組合體與邊坡傾向相反或斜交角度較大，判定為穩定組合體。綜合判定該段邊坡主要受L2順坡向節理影響，邊坡易產生崩塌，根據現場地質調查發現，局部巖體較陡處存在臨空面，已發生掉塊等現象。

4.2 土質邊坡穩定性分析

采用理正巖土軟件計算分析土質邊坡的穩定性，計算分析如下。

4.2.1 計算方法與計算參數、條件。邊坡巖土的計算參數根據各巖土層的巖性特征，結合野外標準貫入試驗、室內土工試驗分析結果，參考邊坡穩定計算及邊坡治理設計時所需的巖土設計參數進行選取，計算控制參數和條件見表2。

4.2.2 計算工況。根據坡體穩定性影響因素分析，坡體在天然狀態、連降暴雨等條件下將受到自重、動水壓力等作用。暴雨對邊坡產生局部失穩的作用表現為降水入滲邊坡后，增加了潛在滑動面上土體的自重、動水壓力等荷載，同時降低了土體內軟弱結構面的抗剪強度，進而影響邊坡的穩定性。根據邊坡在天然狀態和連降暴雨時的受力情況，確定兩種計算工況： 工況一為天然工況；工況二為暴雨工況。

4.2.3 計算與分析。具體分析時采用瑞典條分法，計算剖面：采用6-6’典型剖面進行穩定性分析（剖面位置見平面圖）。天然工況計算模型如圖2所示，暴雨工況計算模式如圖3所示。邊坡6-6’剖面地層主要由人工填土和強風化混合花崗巖組成，坡高17.5 m，坡度49°。剖面計算結果見表3。

剖面6-6’在工況一中邊坡穩定性系數FS為1.288，1.05lt;FSlt; FSt =1.35，邊坡處于基本穩定狀態；在工況二中FS為1.025，1.00≤FSlt; 1.05，邊坡處欠穩定狀態。邊坡潛在地質災害類型為崩塌及滑坡，危害程度及危險性大，需對邊坡進行綜合治理。

4.3 邊坡穩定性評價結論及建議

4.3.1 邊坡穩定性分析評價結論。該工程的邊坡原始地貌為殘丘坡地，場地現狀為高陡人工填土邊坡，坡度約30°～60°，坡頂為寶安區保障性住房的項目部及生活區，人工邊坡坡面裸露，坡體主要以填土和強風化混合花崗巖為主。邊坡坡體地層簡單，從上至下依次為：人工填土、坡殘積土、全～微風化混合花崗巖，坡腳局部可見中～微風化巖出露。坡頂填土最大厚度達11 m（為鉆孔揭示最大厚度，局部地段稍厚或稍?。Ｌ钔脸煞种饕责ば酝粱祀s塊石、磚塊、砼塊及碎石等建筑垃圾及生活垃圾為主，塊徑一般7～32 cm，局部大者可達38 cm以上。當擬建道路施工開挖形成邊坡時，巖土體應力釋放，植被破壞，且在自身重力影響下將會產生一定程度的變形及位移。同時在暴雨、洪澇及地震等自然災害的影響下，會導致邊坡失穩（現場已見小型崩塌體），將會嚴重威脅擬建場地內建筑物及人類活動的安全，應對其進行必要的支護措施。

4.3.2 邊坡治理措施建議及注意事項。經勘察揭示，場地內未發現活動斷裂構造蹤跡，但邊坡較高、陡，局部見崩塌體，填土厚度大且未經壓實處理，邊坡穩定性差，應削坡或加固治理。為此本工程邊坡建議如下。

①由于邊坡坡高較高，局部坡度較陡，坡頂填土較厚，且有簡易活動板房，建議先清除坡頂的臨時建筑物后進行分級削坡，并按一定的距離設置平臺。

②邊坡支護建議采用有限放坡結合格構梁＋錨索（桿）＋坡面植草方式進行支護。在坡頂設置截水溝及坡面設置排水通道，防止地表水體滲入坡體；坡面三維網植草或噴混植生防護；坡腳可采用明渠排水，防止雨水滲入積水。另需設置坡頂、坡面和坡腳排水通道和檢查踏步。

③邊坡施工時應注意北東側的海關保障房邊坡的影響（該邊坡可采用格構梁+錨索支護）。

5 結語

綜合深圳市某工程邊坡詳細勘察及穩定性分析研究結果可以看出，場地內潛在地質災害隱患為崩塌/滑坡，建議以消除崩塌、滑坡等地質災害隱患為主，對該邊坡進行綜合治理。根據場地地質條件與周圍環境及邊坡形態，可采用坡腳設置護腳擋墻。 坡面植草綠化或噴混植防護并完善邊坡的截、排水系統，防止地表水對邊坡坡面產生沖刷和滲透破壞。邊坡進行施工開挖前，應對邊坡的臨時建筑物及可能危及邊坡穩定的滾石進行清除處理，防止在開挖過程中滾落。在邊坡加固治理和運行期間，應對其進行水平、豎向位移監測，進行信息化施工和長期安全監測。

參考文獻：

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