深圳市某工程邊坡詳細(xì)勘察及穩(wěn)定性分析

摘 要：【目的】邊坡勘察設(shè)計(jì)對(duì)邊坡工程至關(guān)重要，需要對(duì)其加以研究。【方法】通過對(duì)深圳市某工程邊坡場地進(jìn)行詳細(xì)勘察，得到該邊坡工程的邊坡巖土特性及地質(zhì)特征。依據(jù)勘察結(jié)果，進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性定量分析，得到科學(xué)合理的邊坡治理方案。【結(jié)果】結(jié)果表明：場地內(nèi)潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患為崩塌、滑坡，建議進(jìn)行綜合地質(zhì)災(zāi)害治理，以消除崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患為主，同時(shí)對(duì)該邊坡進(jìn)行綜合治理。根據(jù)場地地質(zhì)條件與周圍環(huán)境及邊坡形態(tài)，可采用坡腳設(shè)置護(hù)腳擋墻；在邊坡進(jìn)行施工開挖前，應(yīng)對(duì)邊坡的臨時(shí)建筑物和可能危及邊坡穩(wěn)定的較大滾石進(jìn)行清除處理；在邊坡加固治理期間，應(yīng)進(jìn)行水平、豎向位移監(jiān)測，進(jìn)行信息化施工和長期安全監(jiān)測?！窘Y(jié)論】研究結(jié)論可為識(shí)別邊坡建筑安全的隱患體提供參考。

關(guān)鍵詞：邊坡工程；詳細(xì)勘察；穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：P64" " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " "文章編號(hào)：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(jìn)程的推進(jìn)，城市不斷擴(kuò)張，用地范圍增大。某些城市由于實(shí)際需要，邊緣區(qū)域也被開發(fā)利用。大量用于生產(chǎn)生活的設(shè)施用地被建設(shè)在山地、丘陵地帶，導(dǎo)致大量建筑邊坡成為威脅建筑安全的主要隱患體［1］?？茖W(xué)合理地做好邊坡工程的巖土工程勘察是邊坡設(shè)計(jì)治理的關(guān)鍵［2］。邊坡防護(hù)治理需要有效勘察獲取邊坡所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件及巖土層屬設(shè)計(jì)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出邊坡治理方案，才能達(dá)到良好效果［3-4］。本研究以深圳市山地區(qū)域某工程邊坡為例，進(jìn)行邊坡詳細(xì)勘察及穩(wěn)定性分析。

1 工程概況

該項(xiàng)目邊坡工程場地位于深圳市上川路北西側(cè)，東側(cè)緊鄰寶安生活區(qū)保障性住房。該工程項(xiàng)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(jīng)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(tài)近呈近倒轉(zhuǎn)“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(cè)緊鄰生活區(qū)保障性住房邊坡，該邊坡為三級(jí)邊坡，采用格構(gòu)梁+錨索支護(hù)，坡頂、坡腳有完善的排水設(shè)施。邊坡體主要由人工填土、坡殘積土、全～微風(fēng)化巖層組成，坡頂標(biāo)高為47.68～68.75 m，坡底標(biāo)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(dá)84°。

2 邊坡工程勘察技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)勘察技術(shù)要求和有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，本次勘察主要采取現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查測繪、勘探鉆孔、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)等綜合勘察方法，對(duì)各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)和定量分析。

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

野外原位測試：采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)進(jìn)行原位測試。其中，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)采用64.2 kg的穿心錘，以75 cm的自由落距，將標(biāo)準(zhǔn)貫入器在鉆孔內(nèi)預(yù)先打入20 cm，再繼續(xù)打入35 cm并記錄其錘擊數(shù)，從而獲得標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)實(shí)測值N'，根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ 15—31—2016）規(guī)定進(jìn)行鉆桿長度修正后，獲得標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)修正值N。

室內(nèi)試驗(yàn)：主要為室內(nèi)土工試驗(yàn)、水質(zhì)分析和易溶鹽分析試驗(yàn)、點(diǎn)荷載試驗(yàn)、巖石飽和單軸抗壓試驗(yàn)。實(shí)物工作量統(tǒng)計(jì)見表1。

3 邊坡工程地質(zhì)特征分析

3.1 場地地層巖性

根據(jù)現(xiàn)場勘察及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，場地內(nèi)分布的地層主要包括第四系人工堆積層、第四系全新統(tǒng)坡洪積層及第四系殘積層，場地內(nèi)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(hào)1）：灰黃、灰褐色，松散狀態(tài)，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(dá)38 cm以上。該層堆填時(shí)間超過5年，未完成自重壓密，呈松散～稍密狀態(tài)。

3.1.2 第四系全新統(tǒng)坡洪積層。粉質(zhì)黏土（層序號(hào)2）：褐黃、褐紅色，濕，可塑～硬塑狀態(tài)，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(zhì)黏土（層序號(hào)3）：褐黃、褐灰色，濕，可塑～硬塑狀態(tài)。由混合花崗巖風(fēng)化殘積而成，除石英外，其余礦物風(fēng)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(jié)構(gòu)，片麻狀、塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英、長石、黑云母等。根據(jù)鉆探揭露野外鑒別及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，按其風(fēng)化程度的差異可將其劃分為全、強(qiáng)、中及微風(fēng)化四個(gè)風(fēng)化層（層序號(hào)4）。

①全風(fēng)化混合花崗巖：褐黃、灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)。具微弱的殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，巖芯呈堅(jiān)硬土柱狀，遇水浸泡易軟化、崩解。芯呈堅(jiān)硬土柱狀。屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類

②土狀強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖：土狀，褐黃、灰褐色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈而解體，原巖結(jié)構(gòu)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(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。

③塊狀強(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖：褐黃、灰褐色，風(fēng)化裂隙極發(fā)育。巖芯呈半巖半土狀、土夾塊狀、塊狀?yuàn)A中風(fēng)化巖塊，巖塊手可折斷，不均勻夾有較多中風(fēng)化塊，局部為中風(fēng)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(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。

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

⑤微風(fēng)化混合花崗巖：灰、青灰色，微裂隙發(fā)育，裂隙呈閉合狀，局部裂隙面鐵質(zhì)浸染較重。巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖芯呈短柱狀、柱狀，少數(shù)長柱狀，巖石錘擊聲脆，需金剛石鉆進(jìn)。RQD=10%～35%。屬較堅(jiān)硬巖～堅(jiān)硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ類。

3.2 場地地質(zhì)構(gòu)造分析

根據(jù)深圳市1∶5萬區(qū)域地質(zhì)圖及場地鉆探資料分析，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂帶通過，但擬建場地附近地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，以斷裂構(gòu)造為主。其中，北西向F3231斷裂是區(qū)內(nèi)的主導(dǎo)構(gòu)造，控制著區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造和地貌發(fā)育。根據(jù)鉆探揭露的地質(zhì)情況，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，本場地內(nèi)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(cè)基巖埋深明顯加深，且?guī)r石完整性明顯較差，場地內(nèi)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(fā)現(xiàn)明顯帶狀缺失和被錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象，說明自全新世以來，場地內(nèi)未受到斷裂構(gòu)造的影響。擬建場地雖處于上述斷裂帶的構(gòu)造影響帶中，但上述斷裂為非全新世活動(dòng)性斷層，對(duì)擬建場地的穩(wěn)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(fēng)化巖中，受大氣降水及上層地下水補(bǔ)給，其涌水量大小及徑流規(guī)律主要受節(jié)理裂隙控制，局部與潛水形成穩(wěn)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(duì)隔水層。場地內(nèi)地下水主要接受大氣降水的滲入補(bǔ)給和地下水側(cè)向徑流補(bǔ)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(biāo)高23.62～52.66 m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果及場地的現(xiàn)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(jù)水質(zhì)腐蝕性評(píng)價(jià)結(jié)果確定場地內(nèi)未分布強(qiáng)透水層，綜合判定：地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。

4 邊坡穩(wěn)定性定量計(jì)算分析

4.1 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析

巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性除了受構(gòu)成邊坡巖體、巖石風(fēng)化情況、坡腳和坡高、臨空卸荷效應(yīng)等因素的影響外，主要受結(jié)構(gòu)面的控制和影響，故本項(xiàng)目采用赤平投影圖解法分析邊坡穩(wěn)定性（如圖1所示）［5］。下文主要針對(duì)南段邊坡（Ⅱ坡段）下部巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析。邊坡傾向115°，坡角75°～85°；節(jié)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(jié)理面L2與邊坡傾向、傾角基本一致，為順坡向潛在不穩(wěn)定節(jié)理面，易發(fā)生順節(jié)理面崩塌、滑坡；其余單一節(jié)理面與邊坡傾向相反或斜交角度較大，判定為穩(wěn)定組合體。組合體節(jié)理組合體與邊坡傾向相反或斜交角度較大，判定為穩(wěn)定組合體。綜合判定該段邊坡主要受L2順坡向節(jié)理影響，邊坡易產(chǎn)生崩塌，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，局部巖體較陡處存在臨空面，已發(fā)生掉塊等現(xiàn)象。

4.2 土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析

采用理正巖土軟件計(jì)算分析土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，計(jì)算分析如下。

4.2.1 計(jì)算方法與計(jì)算參數(shù)、條件。邊坡巖土的計(jì)算參數(shù)根據(jù)各巖土層的巖性特征，結(jié)合野外標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、室內(nèi)土工試驗(yàn)分析結(jié)果，參考邊坡穩(wěn)定計(jì)算及邊坡治理設(shè)計(jì)時(shí)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行選取，計(jì)算控制參數(shù)和條件見表2。

4.2.2 計(jì)算工況。根據(jù)坡體穩(wěn)定性影響因素分析，坡體在天然狀態(tài)、連降暴雨等條件下將受到自重、動(dòng)水壓力等作用。暴雨對(duì)邊坡產(chǎn)生局部失穩(wěn)的作用表現(xiàn)為降水入滲邊坡后，增加了潛在滑動(dòng)面上土體的自重、動(dòng)水壓力等荷載，同時(shí)降低了土體內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)而影響邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)邊坡在天然狀態(tài)和連降暴雨時(shí)的受力情況，確定兩種計(jì)算工況： 工況一為天然工況；工況二為暴雨工況。

4.2.3 計(jì)算與分析。具體分析時(shí)采用瑞典條分法，計(jì)算剖面：采用6-6’典型剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析（剖面位置見平面圖）。天然工況計(jì)算模型如圖2所示，暴雨工況計(jì)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(qiáng)風(fēng)化混合花崗巖組成，坡高17.5 m，坡度49°。剖面計(jì)算結(jié)果見表3。

剖面6-6’在工況一中邊坡穩(wěn)定性系數(shù)FS為1.288，1.05lt;FSlt; FSt =1.35，邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在工況二中FS為1.025，1.00≤FSlt; 1.05，邊坡處欠穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡潛在地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌及滑坡，危害程度及危險(xiǎn)性大，需對(duì)邊坡進(jìn)行綜合治理。

4.3 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論及建議

4.3.1 邊坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)結(jié)論。該工程的邊坡原始地貌為殘丘坡地，場地現(xiàn)狀為高陡人工填土邊坡，坡度約30°～60°，坡頂為寶安區(qū)保障性住房的項(xiàng)目部及生活區(qū)，人工邊坡坡面裸露，坡體主要以填土和強(qiáng)風(fēng)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(fēng)化混合花崗巖，坡腳局部可見中～微風(fēng)化巖出露。坡頂填土最大厚度達(dá)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(dá)38 cm以上。當(dāng)擬建道路施工開挖形成邊坡時(shí)，巖土體應(yīng)力釋放，植被破壞，且在自身重力影響下將會(huì)產(chǎn)生一定程度的變形及位移。同時(shí)在暴雨、洪澇及地震等自然災(zāi)害的影響下，會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)（現(xiàn)場已見小型崩塌體），將會(huì)嚴(yán)重威脅擬建場地內(nèi)建筑物及人類活動(dòng)的安全，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行必要的支護(hù)措施。

4.3.2 邊坡治理措施建議及注意事項(xiàng)。經(jīng)勘察揭示，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)斷裂構(gòu)造蹤跡，但邊坡較高、陡，局部見崩塌體，填土厚度大且未經(jīng)壓實(shí)處理，邊坡穩(wěn)定性差，應(yīng)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(dòng)板房，建議先清除坡頂?shù)呐R時(shí)建筑物后進(jìn)行分級(jí)削坡，并按一定的距離設(shè)置平臺(tái)。

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

③邊坡施工時(shí)應(yīng)注意北東側(cè)的海關(guān)保障房邊坡的影響（該邊坡可采用格構(gòu)梁+錨索支護(hù)）。

5 結(jié)語

綜合深圳市某工程邊坡詳細(xì)勘察及穩(wěn)定性分析研究結(jié)果可以看出，場地內(nèi)潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患為崩塌/滑坡，建議以消除崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患為主，對(duì)該邊坡進(jìn)行綜合治理。根據(jù)場地地質(zhì)條件與周圍環(huán)境及邊坡形態(tài)，可采用坡腳設(shè)置護(hù)腳擋墻。 坡面植草綠化或噴混植防護(hù)并完善邊坡的截、排水系統(tǒng)，防止地表水對(duì)邊坡坡面產(chǎn)生沖刷和滲透破壞。邊坡進(jìn)行施工開挖前，應(yīng)對(duì)邊坡的臨時(shí)建筑物及可能危及邊坡穩(wěn)定的滾石進(jìn)行清除處理，防止在開挖過程中滾落。在邊坡加固治理和運(yùn)行期間，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行水平、豎向位移監(jiān)測，進(jìn)行信息化施工和長期安全監(jiān)測。

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