巖土混合型邊坡分別評價的必要性
——以廣州市黃埔區某崩塌地質災害點為例

鄒穎駿

廣東省海洋地質調查院 廣東 廣州 510080

1 引言

近年來，隨著城鎮化建設速度加快，城市空間不斷擴大，廣州市地質災害發生數量不減，其中崩塌地質災害占比最大，崩塌對山體斜坡的坡頂及坡腳地帶的房屋、道 路及橋梁等建構筑物帶來極大的威脅，甚至釀成人身安全事故，對城市建設和人民生命財產安全危害極大[1]。廣州市黃埔區為丘陵地帶，每年雨量主要集中于4～9月，在這期間地質災害頻發。邊坡類型按其主體構成可以分為巖質邊坡、土質邊坡和巖土混合型邊坡，對應的按照崩塌體類型分類可分為土質崩塌、巖質崩塌和巖土混合型崩塌三種類型。廣州市崩塌以土質崩塌和巖質崩塌為主，巖土混合型崩塌的數量相對較少[2]。在地質災害防治過程中巖土混合型崩塌兼具巖質邊坡和土質邊坡特點，在對邊坡穩定性評價應對巖質邊坡和土質邊坡采用不同的評價方法分別評價，再根據穩定性評價結論采用針對性的治理方案。

2 工程概況

邊坡位于廣州市黃埔區某山村，地勢總體上西南高，東北低，當地村民挖坡建房形成本邊坡。本邊坡按坡體組成結構，可分兩坡段，主坡段為土質邊坡，由坡殘積土及全風化巖構成，坡長為42m,占總坡長的81%，次坡段則由土和中風化巖組成的坡段，坡長僅10m，坡長占總坡長的19%。主坡段坡度60～80°，坡頂、坡腳高差（坡高）為4.08m（西北端）～8.15m（中部），主要由坡積粉質粘土、殘積礫質粘性土和全風化花崗巖組成屬土質邊坡。次坡段由坡殘積土、全～強風化巖和中風化巖構成，坡度75～85°，坡腳標高為71.36～71.53m，坡頂標高為76.18～76.35m，混合坡段坡高約5m，上部2m為坡殘積土及薄層全、強風化巖，下部2～3m主要由中風化花崗巖組成，節理裂隙普遍發育，坡面表部裂隙縱橫交錯，巖石較破碎。節理主要以剪節理為主，多數呈閉合或微張開狀，裂面大多光滑平直或平直稍粗糙，充填少量巖屑或無充填，局部見X型共軛節理，見多組近等距的單組節理帶。規模大的節理沿走向延伸較遠，沿傾向切割較深。可以見到剪節理將巖石切割成棋盤格狀（或長方形狀）。

據調查，勘查邊坡為興建居民區時工程切坡形成，近年經多次微小崩塌（崩滑），邊坡形態已發生局部改變。2016年，由于連續降雨，邊坡中段坡體發生較嚴重崩塌。目前，勘查邊坡多處見微小型崩塌（＜1m3）。

3 區域地質環境

3.1 水文氣象

調查區南亞熱帶季風氣候顯著，日照充足，熱量豐富，雨量充沛，四季樹木常綠。但熱帶氣旋、暴雨、洪澇、干旱時常出現，有時亦受低溫陰雨和寒潮的影響。降雨量年內分布亦不均勻，雨量主要集中于4～9月，降雨量占年降雨總量的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%。大氣強降雨是影響本邊坡穩定的不良氣象因素。

由于研究區為西南高，東北低的坡地，坡頂匯水區域地形坡度約為15°～30°，雨天形成的地表流水排泄方便，迅速，出現洪澇災害的可能性較小。

3.2 區域地質

研究區新構造運動主要受瘦狗嶺斷層控制。下伏基巖為燕山期第二期八哥山單元中粒—中細粒斑狀黑云母花崗巖。根據野外調查和場地鉆探揭露，邊坡坡頂見多處石英滾石，鉆孔淺部巖石見硅化和輕微擠壓，判斷該處發育一條小斷層。

研究區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度取0.10g。區內穩定性受區域構造影響，但構造運動強度不大，危害性小，處于相對穩定狀態。因此研究區所處區域的地殼穩定性屬基本穩定。

研究區地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩種。研究區氣候溫暖濕潤，雨量充沛，大氣降水是區內地下水主要補給來源，地下水的運移總的是由北向南；地下水以垂直循環為主，賦存淺循環風化帶網狀裂隙水，具有埋藏淺、徑流途徑短，補給區與排泄區接近的特點。

研究區及附近村民大規模挖坡建房，容易造成局部水土流失。

4 邊坡穩定性評價

山體斜坡和人工邊坡是崩塌形成的基礎，崩塌地質災害的孕育、形成到發生的過程，主要受斜坡地形地貌、地層巖性、 地質構造、降雨分布特征及人類工程活動程度強度等主要因素的控制[3]。以下通過這幾個方面對土質坡段和巖質坡段的穩定性進行分析。

4.1 土質邊坡影響因素

邊坡土體的工程力學性質：勘查邊坡巖土層從坡頂至坡腳（從上至下）分別為坡積粉質粘土（可塑，平均厚度3.21m）、殘積硬塑狀礫質粘性土（平均厚2.84m）、全風化花崗巖（土狀，厚2.90m），東南部分布少量強風化巖和中風化巖。坡積土層含較多砂礫，上部較疏松，粘性一般，而殘積土和全、強風化巖中含大量蒙脫石、伊利石等親水礦物，浸水膨脹、軟化、崩解。巖質坡段裂隙發育，雨天，易沿結構面崩滑。氣象因素：雨季，特別是連續降雨、暴雨期間，雨水透過土顆粒孔隙滲入土層，增加土體自重的同時，浸泡土中的親水礦物，使其逐漸達到飽和狀態，從而軟化、崩解，降低土體抗剪強度，引發邊坡土體崩滑。雨水浸泡巖石結構面，會大幅降低結構面抗剪強度。人類工程活動：挖坡造成坡面陡峻，修路、植樹等對局部坡段造成破壞。

邊坡經多次微小崩塌，2016年，邊坡中段發生較嚴重崩塌，崩塌體至今仍堆積于原地，若不及時治理，地質災害會繼續擴展。

經計算，本邊坡一般工況下邊坡穩定性系數Fs為1.18，為基本穩定邊坡；飽和（連續暴雨）工況下邊坡穩定性系數為0.94，為不穩定邊坡。

4.2 巖質坡段影響因素

巖石結構因素：邊坡坡面陡峭，傾角較陡，對邊坡的穩定性不利，中下部坡體主要由中風化巖構成，巖石的力學性質較好，邊坡中要形成剪切巖石的貫通滑動面比較困難，因此邊坡失穩的滑裂面主要是坡體中已經形成的結構面（包括御荷裂隙面、節理面），即邊坡的失穩主要受軟弱面、節理面的組合所控制。

氣象因素：本區大氣降雨豐沛，雨季地下水使坡體自重增大、結構面抗剪強度降低，裂隙面充填風化殘積 物，遇到強降雨將軟弱風化物沖蝕，也進一步降低邊坡的穩定性。

根據上文分析結果，本邊坡的穩定性主要取決于結構面與坡面的組合關系，因此評價時采用極射赤平投影（吳氏網下半球投影）來分析判斷邊坡穩定性，同時也可以掌握主控結構面。

本邊坡坡面產狀約50°∠82°，根據節理等密圖統計出來的優勢結構面產狀分別為第Ⅰ組23∠46°、第Ⅱ組70∠61°、第Ⅲ組8°∠78°、第Ⅳ組332°∠67°、第Ⅴ組172°∠76°。優勢節理、邊坡赤平投影圖見圖1。

圖1 坡向與優勢節理赤平投影圖（下半球投影）

可以看出：節理Ⅰ、節理Ⅱ的傾向與坡向較接近，傾角小于坡度，坡體存在沿節理面滑動的可能；當同時發育與其垂直的節理時，危險性更大。

其它節理的傾向與坡向雖然不一致（斜交），但節理Ⅱ與節理Ⅲ、節理Ⅳ的交線、節理Ⅰ與節理Ⅳ的交線均傾向坡外，傾角略小于坡度，它們三組或兩組共同切割巖體形成的松動楔形體，極易崩塌、滑落。

由此可見，該坡段的失穩模式主要有兩種：一是由不穩定結構面切割巖體形成楔形體而出現的滑塌失穩，另一種是坡體表層巖石沿軟弱結構面錯落失穩。目前在該坡段中出現的微型崩塌均屬于上述兩種失穩模式。巖質坡段坡體表層巖石易沿節理面失穩，部分節理面切割巖石形成的楔形體也可能滑塌失穩，但未見貫通滑動面，大面積失穩的可能性較小。

5 防治建議

降水為影響邊坡穩定性主要因素之一，因此做好截排水工作是確保治理效果的關鍵環節之一，坡頂設置混凝土截水溝，坡腳設置磚砌排水溝。

主坡段雖然高度不太大，但穩定性差，坡面陡峻，局部已發生崩塌；次坡段為巖質邊坡易沿節理面失穩發生崩塌。由于土質邊坡與巖質邊坡的地質災害類型都為崩塌，另一方面巖質坡段占比較小，故此盡量采用同一治理方案。在坡腳建重力式擋土墻，采用錨桿+噴射混凝土護面進行坡面防護，防止邊坡崩塌再次發生。

6 結論

1、巖質與土質邊坡的影響因素不一樣，采用分別評價有助于了解地質災害發生的原因。

2、巖質邊坡和土質邊坡的性質不一樣，穩定性評價方法不一樣，分別評價有助于了解坡面的整體穩定性。

3、巖質邊坡和土質邊坡的治理方案通過分別評價，有助于選擇合適的治理方案。