广州市某渣土边坡稳定性分析及应急治理研究

徐 星

（深圳市勘察测绘院（集团）有限公司 深圳 518028）

1 边坡概况

边坡为人工堆填形成，整个堆填场地的面积约45 729 m2，堆填场地的原始地形为山谷洼地，场地北侧、西侧及东南侧均为原始山体，植被发育。勘查边坡为堆填场地的一部分，位于场地的东北侧。边坡呈近直线展布，坡长约220 m，高4.6～11.5 m，坡度17°～57°。

渣土边坡，年限在10年以内，土体松散，无任何支护措施。现场调查时，坡面见有5 处因水土流失造成的冲沟，冲沟最宽约4.5 m，最深达2.6 m。

本边坡坡体主要由人工填土组成，局部为花岗岩风化的残积土，边坡坡度较陡，坡体未采取有效的支护措施，已发生水土流失现象，稳定性较差。坡下为正在施工的花莞高速，估算附近活动人员3～10人，边坡存在较大的安全隐患，破坏后果严重，需要立即开展地质灾害治理工作［1-4］。

根据《广州市地质灾害防治规划（2005-2020）》，勘查区属增城区-萝岗区-白云区崩塌、滑坡地质灾害低易发区［5］。

2 工程地质及水文条件

2.1 地形地貌

勘查区原始地貌为冲洪积沟谷地貌，填土区原始地形为洼地，标高44.24～69.00 m。自然山坡坡度约27°，植被发育，山下为填土场地，场地整体地势西高东低，拟治理的边坡位于填土场地的东侧，坡顶高程61.80～68.71 m，坡下高程55.75～63.60 m，相对高差4.6～11.5 m。

2.2 地层岩性

勘查区地层复杂程度为简单，地层自上而下分布有第四系人工填土层（Qml）、冲洪积层（Qal+pl）、残积层（Qel），下伏基岩为印支期花岗岩（γi）。边坡地层分布及相关参数如表1所示。

表1 岩土分层汇总Tab.1 Summary of Geotechnical Stratification

2.3 气象水文

受亚热带海洋性气候影响，年平均降雨量为1 646.9 mm，年平均雷暴天数为78.3 d，全年5月、6月、7 月、8 月为雷暴多发月份，月平均值都在10 d 以上。台风、强热带风暴带来的灾害性暴雨最具破坏性，往往造成江河暴涨，洪涝泛滥。

勘查区地表水系弱发育，地表径流从填土场地后延原始山坡坡顶向坡脚汇集，经土沟流入附近池塘，填土边坡坡顶雨水一部分经坡面流向坡脚，一部分渗入坡体。地表水主要由大气降水补给，流量随季节降雨量的变化而变化。

根据工程地质测绘，填土场地后延为自然山体，以山脊为分水岭，测得自然山体以及整个场地的汇水面积约97 000 m2，另外填土场地内整体地势西高东低，坡度缓，不易形成汇水，大部分雨水渗入地下，但在临近边坡的场地，大气降水对边坡坡面、坡脚的冲刷作用较大。

2.4 地质构造

根据区域地质资料，周边断裂距勘查区有一定距离，对勘查区影响小。通过现场调查及钻探资料，勘查区未见大规模断裂通过。

2.5 地震

根据工程经验，勘查边坡坡残积土、全风化岩属中硬土，属中软土，建筑场地类别为Ⅱ类。场地位于陡坡地段，属抗震危险地段。本场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。

2.6 岩土物理力学性质

根据室内土工试验及现场标贯试验结果，场地内各土层的主要物理力学性质指标统计如表2所示。

表2 土层的主要物理力学性质参数Tab.2 Main Parameters of Physical and Mechanical Properties of Soil Layers

3 现状地质灾害评价

本边坡为填土边坡，边坡未有任何支护措施。根据现场调查，边坡现状未发生整体性变形破坏，但水土流失现象较严重，坡面发育有5处冲沟，冲沟最宽约4.5 m，最深达2.6 m。发生水土流失的主要原因是边坡填土松散，无排水系统，在暴雨时期，大量雨水自坡顶经坡面向坡脚排泄，边坡岩土体随之冲走。

水土流失未造成人员伤亡或经济损失，现状地质灾害危害程度及危险性小［6］。

4 边坡稳定分析及评价

4.1 计算参数的确定

边坡为人工填土形成，属土质边坡，坡长约170 m，高4.6～11.5 m，坡度17°～57°。坡体主要由人工填土组成，局部为残积层砂质黏性土，坡面已发生多处水土流失，在强降雨条件下进一步发展，引发崩塌的可能性大。

边坡主要由素填土及砂质黏性土组成，计算参数为本次土工试验结果结合广州地区工程实践经验综合取值［7-8］，有关参数如表2所示。

4.2 滑坡稳定性计算

对于填土边坡，本次勘查采用圆弧滑动法进行稳定性计算，采用Slide V5.0 边坡稳定性计算程序进行计算，由于滑坡面未知，因此采用简化毕肖普法及软件自动搜索最危险滑裂面的方法来确定边坡的稳定系数，滑坡计算代表性剖面如图1所示。

图1 代表性剖面Fig.1 Representative Profile

整体稳定性评价是对边坡稳定计算值与规范规定的稳定安全系数进行比较。根据《建筑边坡工程技术规范：GB 50330—2013》［9］的规定，本边坡稳定安全系数取1.30。计算结果考虑了天然（自重）工况和饱和（自重+雨水）工况。根据上述计算方法，得到边坡代表性剖面计算结果，如表3所示。

表3 代表性剖面边坡计算结果Tab.3 Slope Calculation Results of Representative Profiles

据边坡稳定性分析，预测边坡发生破坏失稳的可能性较大，表现形式主要为崩塌或滑坡，受灾对象主要为附近的施工人员及高速通车后的来往车辆，危害程度大。

5 边坡加固设计

5.1 加固总体概述

本边坡治理长度约218 m，设计采用坡脚支护桩+冠梁+钢筋混凝土板+桩顶以上设宽平台+放坡+石笼护脚墙+截排水系统+坡面绿化支护措施对边坡进行支护，坡顶堆土场新建方格网排水沟导排坡顶后缘山体汇水，完善场地周边截排水系统，边坡进行绿化［10］。

5.2 加固具体方案

根据现场地形特征，以距离高速边沟16 m距离为坡脚线，设计坡脚设置D=1.5 m的支护桩，桩间距3.0 m，桩顶设冠梁，桩外挂250 mm 厚钢筋混凝土板，设置墙面泄水孔（D100 透水软管，L=15 m），桩顶设10 m 宽平台，平台以上边坡按1∶3.0放坡修整边坡，坡面设置纵横排水盲沟，横向排水盲沟截面为500 mm×400 mm@10 m 纵向排水沟截面400 mm×300 mm@15 m，采用2.0 m 高石笼挡墙护脚，桩顶和墙后设置平台排水沟，完善边坡坡面及坡顶场地截排水系统，坡面、坡间平台及坡顶场地采用种植乔灌木、喷混植生等进行绿化，边坡综合治理平面如图2所示，治理典型剖面如图3所示。

图2 综合治理平面Fig.2 Comprehensive Management Plan

图3 治理典型剖面Fig.3 Typical Profile of Governance （mm）

⑴放坡及修整坡面：坡面按设计坡率1∶3.0 放坡修整坡面，边坡开挖回填应从上至下分段开挖、修整坡形，根据土石方平衡原则，部分坡段需进行回填重塑坡形，回填应按设计要求进行分层回填压实处理。

⑵支护桩：坡脚支护桩采用冲孔成孔，桩身截面为D=1.5 m，桩心间距为3.0 m，桩顶设钢筋混凝土冠梁。

⑶石笼护脚墙：平台坡脚石笼墙高为2.0 m，底宽1.25 m，顶宽0.5 m，基础埋深0.5 m，墙背后采用中粗砂土回填。

⑷排水盲沟：分为纵横向截排水盲沟，横向截水盲沟截面尺寸为500 mm×400 mm，平面投影间距为10 m，纵向排水盲沟截面尺寸为400 mm×300 mm，平面投影间距为15 m，坡面刻槽后采用石笼网箱包裹碎石或卵石，选取粒径12 cm、25 cm 占比80%以上的碎石作为盲沟填料。

5.3 边坡绿化方案

本边坡坡面以乔、灌、草结合绿化，目的是恢复绿化，恢复山体近自然生态环境。

坡面按设计坡率放坡，采用纵横排水盲沟防护，坡面采用喷草、灌绿化，草种选百喜草、狗牙根、类芦等，草种比例5∶4∶1，灌木以豆科植物为主，可选猪屎豆、木豆、山毛豆等。密度控制在3～5株/m2为宜。

边坡坡顶及坡间平台，采用覆客土喷草、灌绿化后栽植乔木，乔木选择木荷、枫香、香樟、木麻黄等，株行距2.0 m×2.0 m，也可增加一些其它乡土树种，但不宜种植桉树及相思树。

6 结论

本文以广州市某渣土边坡应急治理工程为例，通过现场调查、软件模拟、理论计算等综合分析方法对滑坡稳定性进行分析，并提出相应的应急治理措施，得到如下结论：

⑴坡体主要由素填土组成，填土较厚，边坡坡度较陡，坡体未采取有效的支护措施，属不稳定斜坡；

⑵通过边坡稳定性分析及评价，预测边坡发生破坏失稳的可能性大；

⑶应急采用“放坡+支护桩+冠梁+钢筋混凝土板+石笼护脚墙+截排水系统+植生绿化”的综合治理措施。

⑷研究表明，该防治方案既能治理渣土边坡坡体失稳，又能防止坡面水土流失，在保证渣土边坡安全稳定的同时还能提升景观效果，对同类型渣土边坡的分析和治理具有一定的参考价值。