某边坡地质灾害成因分析及防治措施

郭祥情

【摘 要】对广州市从化某边坡的工程地质条件和已发地质灾害进行了分析.现场勘察和稳定性计算表明,该边坡有潜在发生更大规模失稳的可能,提出了防治措施. 【期刊名称】《建材技术与应用》 【年(卷),期】2009(000)008 【总页数】3页(P42-44)

【关键词】边坡;地质灾害;稳定性分析 【作 者】郭祥情

【作者单位】广东省地质建设工程勘察院,广东,广州,510080;广东省华南工程物探技术开发总公司,广东,广州,510510 【正文语种】中 文 【中图分类】TU457 引言

广州市从化某边坡为当地居民修建住宅开挖形成的人工边坡，属不稳定斜坡，目前未进行整体治理。边坡总体划分为3个坡段，总长度442 m。其中1号边坡长约75 m，近期已出现1处微型崩塌，所属坡高2～14 m，分1级至两级放坡，坡度45°～62°；2号边坡长约165 m，近期未发生明显失稳现象，所属坡高5～21 m，同为1级至两级放坡，坡度45°～58°；3号边坡长约202 m，近期出现4处微型

崩塌，坡高4～13 m，1级至两级放坡，坡度50°～58°。

截至目前，该边坡未造成人员伤亡等严重损失，但坡体已出现多处崩塌失稳现象，且坡面未防护，坡脚距离民宅较近，一旦发生大规模失稳，其损失不可估量。因此，准确查明边坡失稳的形成机制，采取科学合理的防治措施极其重要。 1 工程地质条件 1.1 岩土分层及其特征

为查明边坡的工程地质条件，共布设了20个钻孔。勘察结果表明，该坡体的土层为坡残积土，基岩为汤塘序列石门单元(J3s)中粗、粗粒斑状黑云母二长花岗岩。各岩土层的特征分述如下：

(1)坡积层(Qdl)：该层广泛分布于边坡表层，土性为粉质黏土，呈浅红色、浅黄色，可塑，湿，厚度1.30～4.50 m，平均为3.15 m。

(2)残积层(Qel)：该层分布广泛，土性主要为砾质黏性土，为花岗岩风化残积形成，呈褐红色、褐黄色、灰白色及灰褐色等，可塑至硬塑，稍湿，含大量石英质细砾，遇水易崩解。厚度为1.30～8.50 m，平均为4.03 m。

(3)基岩：岩性为汤塘序列石门单元花岗岩(J3s)，在钻孔揭露深度范围内，共包括全风化岩、强风化岩(根据岩性可进一步分为土状及岩状)和中风化岩3个风化岩层。 该边坡工程地质条件见图1。 图1 边坡工程地质剖面示意图 1.2 节理

构成边坡的岩体多为全-强风化岩，岩体中的节理多数难以分辨，但部分延展范围较大的节理仍然可辨。现场调查发现，这些节理仍然是局部崩塌的控制边界之一，而强风化岩中的主要节理产状为：63°∠52°，232°∠60°和107°∠43°。 1.3 坡体地下水性质

(1)地下水类型及其补径排条件。按地下水赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水和

基岩裂隙水两类。松散岩类孔隙的含水层为坡残积土，属潜水，富水性贫乏，主要接受大气降水补给。由于地形起伏较大且地势较高，故其排泄条件良好，补给区接近排泄区。基岩裂隙水的主要含水地层为强风化岩下段至中风化岩带，总体属潜水。该地下水的透水性和富水性受基岩风化程度及裂隙的连通性控制，具明显的区段性，富水性贫乏至中等。补给来源主要为大气降水，同时也接受松散岩类孔隙水的越流补给。主要向附近沟谷地段排泄。

(2)地下水动态特征。通过现场调查及工程经验，旱季期间边坡地下水位一般低于坡脚，而雨季由于当地降雨丰富、集中，地下水位明显抬升，局部接近坡顶。表明该地区坡体地下水位动态变化强烈，对边坡稳定性的不利影响明显。 2 已发地质灾害类型及特征

该边坡已发地质灾害类型为崩塌，共5处(BT1～BT5)，其中规模较大的BT3和BT4基本特征如下：

(1)BT3：位于3号边坡中部，坡高约9.0 m，崩塌体宽6 m，顺坡长度6.5 m，最大厚度约1.3 m，体积约27 m3，属微型崩塌。崩塌物主要为坡残积土，目前部分已被清除。

(2)BT4：位于3号边坡中部，东南侧距BT3约2 m，坡高8～13 m，崩塌体宽35 m，顺坡长约9.5 m，最大厚度约1.6 m，体积约182 m3，属小型崩塌。崩塌物主要为坡残积土，目前已部分清除，剩余崩塌物被当地居民用于种植农作物。 3 边坡地质灾害成因分析

(1)坡体形态：该人工边坡总体属于土质边坡，其开挖规模较大，坡高最高>20 m，坡度较陡，多数为45°～60°。

(2)岩土体的水理性能：勘察边坡由花岗岩坡残积土(主要为砾质黏性土)、全风化至强风化花岗岩组成。其水理性能较差，经雨水浸泡容易软化崩解，坡体在地下水的作用下，容易因抗剪强度的降低而失稳。

(3)岩土体残留结构面：岩土体中残留结构面是指花岗岩残积土及全至土状强风化岩中所保留有节理面，这些节理面与周围岩土体的力学差异(不连续性)虽然远小于其在中微风化岩体中的不连续性，但依然是相对的软弱面，客观上这些残余结构面将岩土体分割为不同的块体。由于残留结构面的力学性能要低于周围岩土体，而其透水性则相对较好，因而有利于地下水的渗流，容易促使局部失稳。

(4)气象：该边坡所属地区雨季长，雨量充沛，降雨集中，多年平均降水量约1 800～2 200 mm，年降水量最大达2 652.8 mm，日最大降水量374.8 mm。故该区可直接诱发边坡失稳的强降雨较多。

(5)水文地质条件：该区为低丘陵区，地下水的动态变化较大，主要表现为旱季丘顶无水(埋深较大)，潜水面位于坡脚附近，雨季潜水面则明显抬升。地下水位线以下土体的孔隙水压力增加，从而降低其有效应力，而地下水位线以上的土体则不受水的影响。因此，一方面因作用于潜在破坏面上的法向应力降低而导致其抗剪强度降低，另一方面也会使土体本身的强度降低。 4 边坡稳定性计算

该边坡总体属土质边坡，根据坡体条件，选用刚体极限平衡法中的瑞典条分法和Bishop法来计算边坡的稳定性。计算参数见表1，计算结果见表2。

表1 边坡稳定性计算参数取值时代成因岩土层名称天然重度/(kN/m3)饱和重度/(kN/m3)直接快剪饱和快剪粘聚力/kPa内摩擦角/(°)粘聚力/kPa内摩擦角/(°)Qdl粉质黏土18.519.323.014.519.513.0 Qel可塑状砾质黏性土

18.018.926.019.522.517.5硬塑状砾质黏性土19.019.835.020.530.018.5J3s全风化花岗岩19.020.048.022.040.020.0土状强风化花岗岩19.0～20.020.5～21.080～9023～2470～8021～22岩状强风化花岗岩23.524.315028.012025.0中风化花岗岩26.026.770040.055036.0

根据GB 50330—2002《建筑边坡工程技术规范》和DZ/T 0219—2006《滑坡防

治工程设计与施工技术规范》的规定，勘察边坡在2—2'、3—3'、4—4'、5—5'、6—6'和7—7'剖面所属坡段属于不稳定至欠稳定，可能会发生较大规模的滑坡灾害，需进行防治。

表2 边坡稳定性计算结果1)计算剖面边坡稳定系数工况1工况2计算剖面边坡稳定系数工况1工况21—1'1.3331.1285—5'1.1651.0412—2'1.1551.0096—6'1.2131.0273—3'1.11.0207—7'1.1290.9634—4'1.1281.0018—

8'1.6671.5591)工况1“自重+地下水”采用瑞典条分计算;工况2“自重+暴雨+地下水”为校核工况,采用简化Bishop法计算。 5 地质灾害防治方案

根据该边坡地质灾害的形成机制，其防治方案可考虑以下几种：

(1)稳定性较好的坡段，采取“削坡+挡土墙+截排水”措施，其目的主要是防止边坡表层出现小型崩塌，其中对于坡高较大、坡度较陡的坡段应分级放坡，挡墙可采用钢筋混凝土剪力墙；对于坡高较小的坡段，可采用浆砌块石挡墙或片石骨架护面。 (2)对于稳定性为欠稳定至不稳定的坡段，采取“锚杆(索)+格构梁+截排水”措施，其目的主要是防止边坡潜在出现较大范围滑坡。

(3)由于该边坡部分坡段高度大且未分级放坡，边坡治理时，宜每10～15 m设置马道，宽度2 m左右，同时进行必要的削坡。截水沟应根据不同坡段的汇水面积布设，由于勘察区雨季的降水量较大，故汇水面积较大的地段宜布置2道截水沟，坡度较陡的应在坡面设置急流槽。 6 结语

该人工边坡规模较大，目前已发生多处崩塌失稳现象。经现场勘察和稳定性计算，边坡局部坡段有潜在发生大规模滑坡的可能。因其坡脚距离村民住宅较近，若后续出现大规模失稳，将造成严重危害，故应及时进行防治处理。边坡防治措施应根据不同坡段的坡形特征、边坡稳定性及相关环境因素等综合考虑。建议对稳定性较好

的坡段采用“削坡+挡土墙+截排水”方案，坡高较大且稳定性较差的采用“锚杆(索)+格构梁+截排水”方案。