岩土混合型边坡分别评价的必要性——以广州市黄埔区某崩塌地质灾害点为例

邹颖骏

广东省海洋地质调查院 广东 广州 510080

1 引言

近年来，随着城镇化建设速度加快，城市空间不断扩大，广州市地质灾害发生数量不减，其中崩塌地质灾害占比最大，崩塌对山体斜坡的坡顶及坡脚地带的房屋、道 路及桥梁等建构筑物带来极大的威胁，甚至酿成人身安全事故，对城市建设和人民生命财产安全危害极大[1]。广州市黄埔区为丘陵地带，每年雨量主要集中于4～9月，在这期间地质灾害频发。边坡类型按其主体构成可以分为岩质边坡、土质边坡和岩土混合型边坡，对应的按照崩塌体类型分类可分为土质崩塌、岩质崩塌和岩土混合型崩塌三种类型。广州市崩塌以土质崩塌和岩质崩塌为主，岩土混合型崩塌的数量相对较少[2]。在地质灾害防治过程中岩土混合型崩塌兼具岩质边坡和土质边坡特点，在对边坡稳定性评价应对岩质边坡和土质边坡采用不同的评价方法分别评价，再根据稳定性评价结论采用针对性的治理方案。

2 工程概况

边坡位于广州市黄埔区某山村，地势总体上西南高，东北低，当地村民挖坡建房形成本边坡。本边坡按坡体组成结构，可分两坡段，主坡段为土质边坡，由坡残积土及全风化岩构成，坡长为42m,占总坡长的81%，次坡段则由土和中风化岩组成的坡段，坡长仅10m，坡长占总坡长的19%。主坡段坡度60～80°，坡顶、坡脚高差（坡高）为4.08m（西北端）～8.15m（中部），主要由坡积粉质粘土、残积砾质粘性土和全风化花岗岩组成属土质边坡。次坡段由坡残积土、全～强风化岩和中风化岩构成，坡度75～85°，坡脚标高为71.36～71.53m，坡顶标高为76.18～76.35m，混合坡段坡高约5m，上部2m为坡残积土及薄层全、强风化岩，下部2～3m主要由中风化花岗岩组成，节理裂隙普遍发育，坡面表部裂隙纵横交错，岩石较破碎。节理主要以剪节理为主，多数呈闭合或微张开状，裂面大多光滑平直或平直稍粗糙，充填少量岩屑或无充填，局部见X型共轭节理，见多组近等距的单组节理带。规模大的节理沿走向延伸较远，沿倾向切割较深。可以见到剪节理将岩石切割成棋盘格状（或长方形状）。

据调查，勘查边坡为兴建居民区时工程切坡形成，近年经多次微小崩塌（崩滑），边坡形态已发生局部改变。2016年，由于连续降雨，边坡中段坡体发生较严重崩塌。目前，勘查边坡多处见微小型崩塌（＜1m3）。

3 区域地质环境

3.1 水文气象

调查区南亚热带季风气候显著，日照充足，热量丰富，雨量充沛，四季树木常绿。但热带气旋、暴雨、洪涝、干旱时常出现，有时亦受低温阴雨和寒潮的影响。降雨量年内分布亦不均匀，雨量主要集中于4～9月，降雨量占年降雨总量的80%以上。其中前汛期（4～6月）占年降雨量40%～50%，后汛期（7～9月）占年降雨量30%～40%。大气强降雨是影响本边坡稳定的不良气象因素。

由于研究区为西南高，东北低的坡地，坡顶汇水区域地形坡度约为15°～30°，雨天形成的地表流水排泄方便，迅速，出现洪涝灾害的可能性较小。

3.2 区域地质

研究区新构造运动主要受瘦狗岭断层控制。下伏基岩为燕山期第二期八哥山单元中粒—中细粒斑状黑云母花岗岩。根据野外调查和场地钻探揭露，边坡坡顶见多处石英滚石，钻孔浅部岩石见硅化和轻微挤压，判断该处发育一条小断层。

研究区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度取0.10g。区内稳定性受区域构造影响，但构造运动强度不大，危害性小，处于相对稳定状态。因此研究区所处区域的地壳稳定性属基本稳定。

研究区地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种。研究区气候温暖湿润，雨量充沛，大气降水是区内地下水主要补给来源，地下水的运移总的是由北向南；地下水以垂直循环为主，赋存浅循环风化带网状裂隙水，具有埋藏浅、径流途径短，补给区与排泄区接近的特点。

研究区及附近村民大规模挖坡建房，容易造成局部水土流失。

4 边坡稳定性评价

山体斜坡和人工边坡是崩塌形成的基础，崩塌地质灾害的孕育、形成到发生的过程，主要受斜坡地形地貌、地层岩性、 地质构造、降雨分布特征及人类工程活动程度强度等主要因素的控制[3]。以下通过这几个方面对土质坡段和岩质坡段的稳定性进行分析。

4.1 土质边坡影响因素

边坡土体的工程力学性质：勘查边坡岩土层从坡顶至坡脚（从上至下）分别为坡积粉质粘土（可塑，平均厚度3.21m）、残积硬塑状砾质粘性土（平均厚2.84m）、全风化花岗岩（土状，厚2.90m），东南部分布少量强风化岩和中风化岩。坡积土层含较多砂砾，上部较疏松，粘性一般，而残积土和全、强风化岩中含大量蒙脱石、伊利石等亲水矿物，浸水膨胀、软化、崩解。岩质坡段裂隙发育，雨天，易沿结构面崩滑。气象因素：雨季，特别是连续降雨、暴雨期间，雨水透过土颗粒孔隙渗入土层，增加土体自重的同时，浸泡土中的亲水矿物，使其逐渐达到饱和状态，从而软化、崩解，降低土体抗剪强度，引发边坡土体崩滑。雨水浸泡岩石结构面，会大幅降低结构面抗剪强度。人类工程活动：挖坡造成坡面陡峻，修路、植树等对局部坡段造成破坏。

边坡经多次微小崩塌，2016年，边坡中段发生较严重崩塌，崩塌体至今仍堆积于原地，若不及时治理，地质灾害会继续扩展。

经计算，本边坡一般工况下边坡稳定性系数Fs为1.18，为基本稳定边坡；饱和（连续暴雨）工况下边坡稳定性系数为0.94，为不稳定边坡。

4.2 岩质坡段影响因素

岩石结构因素：边坡坡面陡峭，倾角较陡，对边坡的稳定性不利，中下部坡体主要由中风化岩构成，岩石的力学性质较好，边坡中要形成剪切岩石的贯通滑动面比较困难，因此边坡失稳的滑裂面主要是坡体中已经形成的结构面（包括御荷裂隙面、节理面），即边坡的失稳主要受软弱面、节理面的组合所控制。

气象因素：本区大气降雨丰沛，雨季地下水使坡体自重增大、结构面抗剪强度降低，裂隙面充填风化残积 物，遇到强降雨将软弱风化物冲蚀，也进一步降低边坡的稳定性。

根据上文分析结果，本边坡的稳定性主要取决于结构面与坡面的组合关系，因此评价时采用极射赤平投影（吴氏网下半球投影）来分析判断边坡稳定性，同时也可以掌握主控结构面。

本边坡坡面产状约50°∠82°，根据节理等密图统计出来的优势结构面产状分别为第Ⅰ组23∠46°、第Ⅱ组70∠61°、第Ⅲ组8°∠78°、第Ⅳ组332°∠67°、第Ⅴ组172°∠76°。优势节理、边坡赤平投影图见图1。

图1 坡向与优势节理赤平投影图（下半球投影）

可以看出：节理Ⅰ、节理Ⅱ的倾向与坡向较接近，倾角小于坡度，坡体存在沿节理面滑动的可能；当同时发育与其垂直的节理时，危险性更大。

其它节理的倾向与坡向虽然不一致（斜交），但节理Ⅱ与节理Ⅲ、节理Ⅳ的交线、节理Ⅰ与节理Ⅳ的交线均倾向坡外，倾角略小于坡度，它们三组或两组共同切割岩体形成的松动楔形体，极易崩塌、滑落。

由此可见，该坡段的失稳模式主要有两种：一是由不稳定结构面切割岩体形成楔形体而出现的滑塌失稳，另一种是坡体表层岩石沿软弱结构面错落失稳。目前在该坡段中出现的微型崩塌均属于上述两种失稳模式。岩质坡段坡体表层岩石易沿节理面失稳，部分节理面切割岩石形成的楔形体也可能滑塌失稳，但未见贯通滑动面，大面积失稳的可能性较小。

5 防治建议

降水为影响边坡稳定性主要因素之一，因此做好截排水工作是确保治理效果的关键环节之一，坡顶设置混凝土截水沟，坡脚设置砖砌排水沟。

主坡段虽然高度不太大，但稳定性差，坡面陡峻，局部已发生崩塌；次坡段为岩质边坡易沿节理面失稳发生崩塌。由于土质边坡与岩质边坡的地质灾害类型都为崩塌，另一方面岩质坡段占比较小，故此尽量采用同一治理方案。在坡脚建重力式挡土墙，采用锚杆+喷射混凝土护面进行坡面防护，防止边坡崩塌再次发生。

6 结论

1、岩质与土质边坡的影响因素不一样，采用分别评价有助于了解地质灾害发生的原因。

2、岩质边坡和土质边坡的性质不一样，稳定性评价方法不一样，分别评价有助于了解坡面的整体稳定性。

3、岩质边坡和土质边坡的治理方案通过分别评价，有助于选择合适的治理方案。