深圳市某工程边坡详细勘察及稳定性分析

摘 要：【目的】边坡勘察设计对边坡工程至关重要，需要对其加以研究。【方法】通过对深圳市某工程边坡场地进行详细勘察，得到该边坡工程的边坡岩土特性及地质特征。依据勘察结果，进行边坡稳定性定量分析，得到科学合理的边坡治理方案。【结果】结果表明：场地内潜在地质灾害隐患为崩塌、滑坡，建议进行综合地质灾害治理，以消除崩塌、滑坡等地质灾害隐患为主，同时对该边坡进行综合治理。根据场地地质条件与周围环境及边坡形态，可采用坡脚设置护脚挡墙；在边坡进行施工开挖前，应对边坡的临时建筑物和可能危及边坡稳定的较大滚石进行清除处理；在边坡加固治理期间，应进行水平、竖向位移监测，进行信息化施工和长期安全监测。【结论】研究结论可为识别边坡建筑安全的隐患体提供参考。

关键词：边坡工程；详细勘察；稳定性

中图分类号：P64" " "文献标志码：A" " "文章编号：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

近年来，随着我国城市化进程的推进，城市不断扩张，用地范围增大。某些城市由于实际需要，边缘区域也被开发利用。大量用于生产生活的设施用地被建设在山地、丘陵地带，导致大量建筑边坡成为威胁建筑安全的主要隐患体［1］。科学合理地做好边坡工程的岩土工程勘察是边坡设计治理的关键［2］。边坡防护治理需要有效勘察获取边坡所在区域的水文地质条件及岩土层属设计参数，在此基础上设计出边坡治理方案，才能达到良好效果［3-4］。本研究以深圳市山地区域某工程边坡为例，进行边坡详细勘察及稳定性分析。

1 工程概况

该项目边坡工程场地位于深圳市上川路北西侧，东侧紧邻宝安生活区保障性住房。该工程项目边坡为人工开挖自然山体切割形成，勘察场地原始地貌单元为残丘坡地，后经人工开挖，原始地形地貌已改变。边坡整体近北西走向，倾向南西，平面形态近呈近倒转“Ｌ形”展布，总体延伸长度约为425 m，其中，西东向长约为115 m，南北向长约为330 m。边坡北东侧紧邻生活区保障性住房边坡，该边坡为三级边坡，采用格构梁+锚索支护，坡顶、坡脚有完善的排水设施。边坡体主要由人工填土、坡残积土、全～微风化岩层组成，坡顶标高为47.68～68.75 m，坡底标高为31.18～62.19 m，边坡坡高约为11～29 m，坡度一般约为36°～65°，局部最大可达84°。

2 边坡工程勘察技术要点

根据勘察技术要求和有关规范、标准要求，本次勘察主要采取现场地质调查测绘、勘探钻孔、原位测试、室内试验等综合勘察方法，对各岩土层的物理力学性质进行试验和定量分析。

钻探施工：采用XY-1型油压回旋钻机，使用合金及金刚石钻头、套管及泥浆护壁的方法回转钻进；钻探施工中按相关规范要求采取土、岩石和水试样。

野外原位测试：采用标准贯入试验及重型圆锥动力触探试验进行原位测试。其中，标准贯入试验采用64.2 kg的穿心锤，以75 cm的自由落距，将标准贯入器在钻孔内预先打入20 cm，再继续打入35 cm并记录其锤击数，从而获得标准贯入试验锤击数实测值N'，根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15—31—2016）规定进行钻杆长度修正后，获得标准贯入试验锤击数修正值N。

室内试验：主要为室内土工试验、水质分析和易溶盐分析试验、点荷载试验、岩石饱和单轴抗压试验。实物工作量统计见表1。

3 边坡工程地质特征分析

3.1 场地地层岩性

根据现场勘察及室内土工试验结果，场地内分布的地层主要包括第四系人工堆积层、第四系全新统坡洪积层及第四系残积层，场地内下伏基岩为蓟县系-青白口系混合花岗岩。各地层主要岩性特征自上而下分述如下。

3.1.1 第四系人工堆积层。杂填土（层序号1）：灰黄、灰褐色，松散状态，主要由碎石（块）、块石、砖块、砼块等建筑垃圾、生活垃圾混黏性土组成，直径一般为7～32 cm，大者可达38 cm以上。该层堆填时间超过5年，未完成自重压密，呈松散～稍密状态。

3.1.2 第四系全新统坡洪积层。粉质黏土（层序号2）：褐黄、褐红色，湿，可塑～硬塑状态，不均匀含少量的碎石块。土石方类别按普氏分类，属Ⅱ类土壤。

3.1.3 第四系残积层。粉质黏土（层序号3）：褐黄、褐灰色，湿，可塑～硬塑状态。由混合花岗岩风化残积而成，除石英外，其余矿物风化成黏性土，石英角砾含量不均匀，岩芯呈土柱状。

3.1.4 蓟县系-青白口系混合花岗岩。为场地下伏基岩，具中粒变晶结构，片麻状、块状构造，主要矿物成分为石英、长石、黑云母等。根据钻探揭露野外鉴别及标准贯入试验，按其风化程度的差异可将其划分为全、强、中及微风化四个风化层（层序号4）。

①全风化混合花岗岩：褐黄、灰褐色，原岩结构基本破坏，但尚可辨认。具微弱的残余结构强度，岩芯呈坚硬土柱状，遇水浸泡易软化、崩解。芯呈坚硬土柱状。属极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类

②土状强风化混合花岗岩：土状，褐黄、灰褐色，岩石风化强烈而解体，原岩结构大部分破坏。岩芯呈土柱状、土状，局部土夹块状，属极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

③块状强风化混合花岗岩：褐黄、灰褐色，风化裂隙极发育。岩芯呈半岩半土状、土夹块状、块状夹中风化岩块，岩块手可折断，不均匀夹有较多中风化块，局部为中风化薄夹层。属极软岩～软岩，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

④中风化混合花岗岩：褐黄、灰白、青灰色，裂隙发育，裂面铁质浸染严重。岩芯以碎块状、块状为主，少量短柱状，不均匀含较多微风化岩块，岩质较硬，锤击声稍哑、不易击碎，合金钻进困难，金刚石可钻进。RQD=0～10%。属较软岩，岩体完整程度为破碎～较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类。

⑤微风化混合花岗岩：灰、青灰色，微裂隙发育，裂隙呈闭合状，局部裂隙面铁质浸染较重。岩质坚硬，岩芯呈短柱状、柱状，少数长柱状，岩石锤击声脆，需金刚石钻进。RQD=10%～35%。属较坚硬岩～坚硬岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ类。

3.2 场地地质构造分析

根据深圳市1∶5万区域地质图及场地钻探资料分析，场地内未发现断裂带通过，但拟建场地附近地质构造比较复杂，以断裂构造为主。其中，北西向F3231断裂是区内的主导构造，控制着区内的地质构造和地貌发育。根据钻探揭露的地质情况，结合区域地质资料综合分析，本场地内整体上均处于上F3231断裂带的影响带中，受其影响，整体上场地北侧基岩埋深明显加深，且岩石完整性明显较差，场地内基岩部分硅化作用较明显，局部可见石岩岩脉穿插。但本场地第四系地层未发现明显带状缺失和被错动的现象，说明自全新世以来，场地内未受到断裂构造的影响。拟建场地虽处于上述断裂带的构造影响带中，但上述断裂为非全新世活动性断层，对拟建场地的稳定性影响较小。

3.3 场地水文条件分析

本场地地下水有三种类型：第一种赋存于第四系人工填土层中，其含水性及透水性一般；第二种赋存于基岩全～微风化岩中，受大气降水及上层地下水补给，其涌水量大小及径流规律主要受节理裂隙控制，局部与潜水形成稳定的地下水水面；其余各地层属弱含水、弱透水性地层或相对隔水层。场地内地下水主要接受大气降水的渗入补给和地下水侧向径流补给，大致由北东向南西排泄。本次勘察期间受降雨的影响，地下水位变化较大，测得钻孔综合水位埋深4.50～19.0 m（部分钻孔未测得水位），标高23.62～52.66 m。根据区域水文地质调查结果及场地的现场地形条件，场地地下水位受大气降水量的大小控制而变化幅度较大，场地地下水位年变化幅度约为1～4 m。根据水质腐蚀性评价结果确定场地内未分布强透水层，综合判定：地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

4 边坡稳定性定量计算分析

4.1 岩质边坡稳定性分析

岩质边坡的稳定性除了受构成边坡岩体、岩石风化情况、坡脚和坡高、临空卸荷效应等因素的影响外，主要受结构面的控制和影响，故本项目采用赤平投影图解法分析边坡稳定性（如图1所示）［5］。下文主要针对南段边坡（Ⅱ坡段）下部岩质边坡稳定性进行分析。边坡倾向115°，坡角75°～85°；节理裂隙主要有6组：① 100°∠70°、② 347°∠75°、③ 75°∠66°、④ 26°∠88°、⑤ 189°∠71°、⑥ 124°∠81°。

由图1可知，单一节理面L2与边坡倾向、倾角基本一致，为顺坡向潜在不稳定节理面，易发生顺节理面崩塌、滑坡；其余单一节理面与边坡倾向相反或斜交角度较大，判定为稳定组合体。组合体节理组合体与边坡倾向相反或斜交角度较大，判定为稳定组合体。综合判定该段边坡主要受L2顺坡向节理影响，边坡易产生崩塌，根据现场地质调查发现，局部岩体较陡处存在临空面，已发生掉块等现象。

4.2 土质边坡稳定性分析

采用理正岩土软件计算分析土质边坡的稳定性，计算分析如下。

4.2.1 计算方法与计算参数、条件。边坡岩土的计算参数根据各岩土层的岩性特征，结合野外标准贯入试验、室内土工试验分析结果，参考边坡稳定计算及边坡治理设计时所需的岩土设计参数进行选取，计算控制参数和条件见表2。

4.2.2 计算工况。根据坡体稳定性影响因素分析，坡体在天然状态、连降暴雨等条件下将受到自重、动水压力等作用。暴雨对边坡产生局部失稳的作用表现为降水入渗边坡后，增加了潜在滑动面上土体的自重、动水压力等荷载，同时降低了土体内软弱结构面的抗剪强度，进而影响边坡的稳定性。根据边坡在天然状态和连降暴雨时的受力情况，确定两种计算工况： 工况一为天然工况；工况二为暴雨工况。

4.2.3 计算与分析。具体分析时采用瑞典条分法，计算剖面：采用6-6’典型剖面进行稳定性分析（剖面位置见平面图）。天然工况计算模型如图2所示，暴雨工况计算模式如图3所示。边坡6-6’剖面地层主要由人工填土和强风化混合花岗岩组成，坡高17.5 m，坡度49°。剖面计算结果见表3。

剖面6-6’在工况一中边坡稳定性系数FS为1.288，1.05lt;FSlt; FSt =1.35，边坡处于基本稳定状态；在工况二中FS为1.025，1.00≤FSlt; 1.05，边坡处欠稳定状态。边坡潜在地质灾害类型为崩塌及滑坡，危害程度及危险性大，需对边坡进行综合治理。

4.3 边坡稳定性评价结论及建议

4.3.1 边坡稳定性分析评价结论。该工程的边坡原始地貌为残丘坡地，场地现状为高陡人工填土边坡，坡度约30°～60°，坡顶为宝安区保障性住房的项目部及生活区，人工边坡坡面裸露，坡体主要以填土和强风化混合花岗岩为主。边坡坡体地层简单，从上至下依次为：人工填土、坡残积土、全～微风化混合花岗岩，坡脚局部可见中～微风化岩出露。坡顶填土最大厚度达11 m（为钻孔揭示最大厚度，局部地段稍厚或稍薄）。填土成分主要以黏性土混杂块石、砖块、砼块及碎石等建筑垃圾及生活垃圾为主，块径一般7～32 cm，局部大者可达38 cm以上。当拟建道路施工开挖形成边坡时，岩土体应力释放，植被破坏，且在自身重力影响下将会产生一定程度的变形及位移。同时在暴雨、洪涝及地震等自然灾害的影响下，会导致边坡失稳（现场已见小型崩塌体），将会严重威胁拟建场地内建筑物及人类活动的安全，应对其进行必要的支护措施。

4.3.2 边坡治理措施建议及注意事项。经勘察揭示，场地内未发现活动断裂构造踪迹，但边坡较高、陡，局部见崩塌体，填土厚度大且未经压实处理，边坡稳定性差，应削坡或加固治理。为此本工程边坡建议如下。

①由于边坡坡高较高，局部坡度较陡，坡顶填土较厚，且有简易活动板房，建议先清除坡顶的临时建筑物后进行分级削坡，并按一定的距离设置平台。

②边坡支护建议采用有限放坡结合格构梁＋锚索（杆）＋坡面植草方式进行支护。在坡顶设置截水沟及坡面设置排水通道，防止地表水体渗入坡体；坡面三维网植草或喷混植生防护；坡脚可采用明渠排水，防止雨水渗入积水。另需设置坡顶、坡面和坡脚排水通道和检查踏步。

③边坡施工时应注意北东侧的海关保障房边坡的影响（该边坡可采用格构梁+锚索支护）。

5 结语

综合深圳市某工程边坡详细勘察及稳定性分析研究结果可以看出，场地内潜在地质灾害隐患为崩塌/滑坡，建议以消除崩塌、滑坡等地质灾害隐患为主，对该边坡进行综合治理。根据场地地质条件与周围环境及边坡形态，可采用坡脚设置护脚挡墙。 坡面植草绿化或喷混植防护并完善边坡的截、排水系统，防止地表水对边坡坡面产生冲刷和渗透破坏。边坡进行施工开挖前，应对边坡的临时建筑物及可能危及边坡稳定的滚石进行清除处理，防止在开挖过程中滚落。在边坡加固治理和运行期间，应对其进行水平、竖向位移监测，进行信息化施工和长期安全监测。

参考文献：

［1］朱才，李通.岩质边坡岩土工程勘察稳定性分析评价方法及运用［J］.云南地质，2023，42（3）：340-345.

［2］严国敏.永安市西区水厂一期工程边坡勘察及稳定性控制措施分析［J］.居业，2022（9）：187-189.

［3］吴卫卫.济南某工程岩质边坡勘察及稳定性分析研究［J］.内蒙古石油化工，2023，49（10）：21-24，45.

［4］陈俊杰.隧道工程岩土勘察与评价研究［J］.科学技术创新，2023（26）：120-123.

［5］黎德波.岩土工程勘察中赤平投影判断边坡稳定性分析的应用［J］.冶金与材料，2023，43（5）：178-180.