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基于稳定性进行台山市川岛镇某边坡评估

2020-05-14 273 上传者：管理员

摘要：通过收集资料、钻探、工程地质测绘、野外调查等充分查明边坡的地层分布情况、性质、规模、变形机制及土层信息等基本情况,综合判定边坡稳定性,提供边坡治理设计需要的岩土物理力学参数,为边坡治理设计提供基础资料。

关键词：
勘查
地质工程
治理
稳定性
评价
边坡
钻探
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1、工程概况

本场地位于台山市川岛镇上川岛沙堤港正街二巷后背山，该边坡分A段和B段进行勘查。A段边坡勘查坡脚线长约45m，总体走向呈东北—西南向，倾向约300°左右，高约3～12m，自然山体坡度约25°～35°，组成边坡岩土体主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩；B段边坡勘查坡脚线长约60m，总体走向呈西北—东南向，倾向约230°左右，高约3～8m，自然山体坡度约25°～35°，组成边坡岩土体主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩。该边坡曾经发生过崩塌地质灾害现象，目前崩塌体已经清理，由于该边坡部分坡段坡度较陡，岩土体结构松散，且坡顶及坡脚无系统的排水系统，坡脚距离居民楼最近距离不足1m，在连续暴雨状态下，该边坡再次发生崩塌现象的可能性极大。严重威胁坡脚居民的生命财产安全，须对该地质灾害点进行稳定性评价与加固治理。

2、气象水文

台山市位于广东省南部、珠江口以西，属亚热带季风性气候，地处低纬度。根据多年气象资料统计（2009～2018年），年平均气温22.53°C，而台山市历年6～8月份为气温最高时期，最高气温38.3°C（2012年），最低气温1.6°C（2016年）。川岛上日最大降雨量达196.1mm，雨热同季达半年时间，雨季分布在4月上中旬到10月上旬。台山市气象灾害主要有热带气旋（台风）、暴雨，其次为春秋干旱、寒露风、冻害等。如2017年台风“天鸽”、2018年台风“艾云尼”、“山竹”带来的强降雨，造成了很多不稳定斜坡发生了地质灾害隐患。

3、地形地貌

勘查范围内以丘陵地貌为主，山脊地形较平缓，山顶似浑圆状，地势呈东西向延伸，坡面见中风化球状风化，沿山脊线的坡度一般15°～25°，两侧山坡坡度25°～35°，局部地段自然坡度达45°。勘查范围内最高高程为40.52m，最低高程约3.20m，相对高度约为37.32m。

本场地位于台山市川岛镇上川岛沙堤港正街二巷后背山边坡，地貌类型属山前平原，边坡总体呈“L”型，本次勘查分A段和B段，A段边坡勘查坡脚线长约60m，总体走向呈东北—西南向，倾向约300°左右，高约2～8m，坡脚高程（黄海高程）约为+3.73～+7.59m，坡顶高程（黄海高程）约为+5.25～+14.36m。坡面植被发育，主要为杂草及灌木，坡面岩土体组成主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩夹有中风化岩块。自然山体坡度约25°～35°，坡面见花岗岩球状风化，直径约0.5～3.0m，坡顶植被发育，主要杂草及灌木。坡顶、坡脚未见排水沟，坡脚距离建筑物最近距离不到1m。B段边坡勘查坡脚线长约80m，总体走向呈西北—东南向，倾向约230°左右，坡脚高程（黄海高程）约为+3.26～+4.85m，坡顶高程（黄海高程）约为+6.12～+8.46m，高约2～4m。坡面植被发育，主要为杂草及灌木，组成边坡岩土体主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩及中风化岩块。自然山体坡度约25°～36°，坡顶植被发育，主要为杂草及灌木。

4、水文地质简况

边坡岩土组成主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩，透水层为弱透水层。根据地下水的运动特征、赋存条件及径流形式等，在本次勘查深度范围内，场地内地下水有以下2种类型：（1)为孔隙潜水；（2)为基岩裂隙水。根据现场调查，场地地下水以大气降水为主要补给源，由于坡顶补给区汇水面积较小，坡面、坡脚未见地下水渗出。

根据水质检测报告和土的酸碱度易溶盐试验报告表，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001)（2009年版），综合判定地下水和土的腐蚀性为微腐蚀性。

5、区域地质构造及地震效应

5.1区域地质构造

勘查区内出露地层简单，地质构造较为简单。据1∶20万区域地质资料，上川岛内没有区域性断裂构造通过，仅在离勘查区约20km的上川岛有一条北西走向断裂通过，走向为北西（340°）～南东（160°），表现为不连续的糜棱岩。在野外综合地质调查时未发现有断裂构造从勘查区通过。

据野外综合地质调查黑云母花岗岩中发育如下2组节理：

（1）第一组：走向北西（340°）～南东（160°），倾向南西，倾角约80°，延伸长度3～5m，间距2～3m，裂隙面较为平直，一般有铁锰质渲染，多平行分布。

（2）第二组：走向北东（80°）～南西（260°），倾向南东，倾角约80°，延伸长度1～2m，间距1～2m，裂隙面较为平直，一般有铁锰质渲染。

简而言之，勘查区内没有区域性断裂构造通过，以节理裂隙为主。

5.2新构造运动

勘查区所处区域自中生代经历了燕山运动，强烈的燕山运动使本区发生强烈的断块构造运动，并出现大面积的中酸性岩浆侵入，奠定了本区构造格局的基本轮廓。

据有关资料，勘查区新构造运动较弱，表现为地壳升降、断裂复活和热泉等。新构造形迹普遍显见，在北侧分布汶村温泉、金山温泉、开平赤水温泉、台山三合温泉等。以大面积上升运动为主，局部下降。具继承性、间歇性、不均衡性、差异性等特点。第四纪地壳处于上升阶段，而且有多次间歇和停顿。越接近近代，上升幅度越小，而停顿时间越长，说明新构造运动具有不均衡性。

5.3地震效应

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）的划分，台山市处于东南沿海地震带中段后缘，基本烈度6度，属少震区。边坡场地处于山前地带，建筑抗震属于一般地段，场地属于Ⅱ类场地。按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，地震特征周期值为0.35s。根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）的相关规定，边坡治理抗震设防类别划分为标准设防类，应以抗震设防烈度6度采取抗震措施。

6、工程地质条件

根据地质点及钻孔揭露，结合岩土层成因类型、形成年代及物理力学性质等特征，本场区岩土层分为第四系残积土层（Q4el）燕山期花岗岩。各岩土层的工程地质特征自上而下分述如下:

（1）残积砂质粘性土（Q4el，第（1)层)：属于残积土层，场地所有钻孔均有揭露，揭露厚1.80～2.50m，平均厚2.10m。黄褐色，主要由粘粒和粉粒组成，含较多砂粒，稍湿，硬塑状，属残积土。建议fak=220kPa。

（2）强风化花岗岩（γ，第（2)1层)：属硬质岩石，场地所有钻孔均有揭露，揭露厚9.30～19.20m，平均厚14.20m。黄褐色，风化剧烈，手易捏碎，遇水易软化，岩芯呈半岩半土状，质量等级为Ⅴ级。建议fak=500kPa。

（3）中风化花岗岩（γ，第（2)2层)：属硬质岩石，场地所有钻孔均有揭露，揭露厚0.60～2.50m，平均厚1.52m。灰白色，成分主要有高岭土、石英、云母等，矿物大部分已分化，残余中粗粒花岗结构，岩芯较完整，呈短柱状，岩体坚硬程度划分为较硬岩，岩体质量等级为Ⅲ。建议fak=1000kPa。

7、边坡稳定性分析与评价

7.1边坡安全等级划分

经现场调查，勘查范围内边坡发生山体崩塌。A段崩塌体岩土体组成主要为残积粉质粘土，黄褐色，主要由粘粒和粉粒组成，含较多砂粒，稍湿，硬塑状，崩塌体约10m3，崩塌体影响范围主要为坡脚居民；B段崩塌体岩土体组成主要为残积粉质粘土，黄褐色，主要由粘粒和粉粒组成，含较多砂粒，稍湿，可塑状，崩塌体约6m3，崩塌体影响范围主要为坡脚4m左右。

本边坡岩土体主要由强风化花岗岩组成，属土质边坡，坡高为2.0～8.0m，严重威胁坡脚居民的生命财产安全，故该边坡破坏后果严重。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）和《地质灾害防治工程勘察规范》DB50/143-2016，综合评定该边坡的安全等级为二级。

7.2边坡稳定性分析

A段边坡勘查坡脚线长约60m，总体走向呈东北—西南向，倾向约300°左右，高约2～8m，坡脚高程（黄海高程）约为+3.73～+7.59m，坡顶高程（黄海高程）约为+5.25～+14.36m。坡面植被发育，主要为杂草及灌木。自然山体坡度约25°～35°，坡面见花岗岩球状风化，直径约0.5～3.0m，坡顶植被发育，主要为杂草及灌木。坡面岩土体组成主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩及中风化岩块，强风化花岗岩具有裂隙发育，风化强烈，手捏易碎，遇水易软化、崩解的特点，易发生崩塌现象。场地地下水以大气降水为主要补给源，坡面、坡脚未见地下水渗出。坡体未见整体崩塌等不良地质现象，坡顶未见拉裂现象坡脚未见排水沟，坡脚距离建筑物最近距离不到1m。

B段边坡勘查坡脚线长约80m，总体走向呈西北—东南向，倾向约230°左右，高约3～8m，自然山体坡度约25°～35°，坡面及坡顶植被发育，主要为杂草及灌木。边坡岩土体组成主要为残积砂质粘性土、强风化花岗岩及中风化岩块，强风化花岗岩具有裂隙发育，风化强烈，手捏易碎，遇水易软化、崩解的特点，易发生崩塌现象。场地地下水以大气降水为主要补给源，坡面、坡脚未见地下水渗出。坡体未见整体崩塌等不良地质现象，坡顶未见拉裂现象坡脚未见排水沟，坡脚距离建筑物最近距离不到1m。

暴雨期间，该边坡已经发生崩塌现象，崩塌产生的原因主要是：

（1）坡面无排水及支挡、防护措施。受连续强降雨的影响，边坡岩土体含水率增大，当自重超过边坡抗滑力的时候，即发生崩塌现象。

（2）岩土体松散，在连续降雨、强降雨等外界因素的作用下，坡面岩土体含水率上升，其工程地质性能下降（内摩擦角、粘聚力均下降），容易造成水土流失的现象。

（3）受连续强降雨作用，大风天气等气象因素是崩塌的诱发因素。

本边坡坡度较陡，坡面及坡顶见不规则花岗岩球状风化，花岗岩直径约0.5～5m，组成边坡土体结构极破碎，暴雨时，坡体易发生崩塌地质灾害现象，但目前尚未见土体发生大规模滑移破坏，坡顶未见有拉裂迹象。

7.3边坡稳定性评价

本次边坡的稳定性评价采用半定量分析方法（坡率类比法、定量分析方法)进行计算分析。

7.3.1半定量分析

坡率类比法：经现状地形测量，边坡的平均坡率为（1∶0.6)～（1∶1.2），局部较陡处达1∶0.8。参照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）的有关规定，边坡的平均坡率已超出坡率容许值的极限值。

7.3.2定量分析方法

本次采用定量分析方法（理正软件的圆弧滑动法）对边坡稳定性验算产生大型滑动破坏的可能性。

（1）计算工况。由于该地区抗震基本烈度为6度，不用计算地震工况下边坡稳定性情况，只计算在天然状态的受力情况，并在自重工况下进行计算。

（2）计算断面。本次边坡稳定性计算选定3个断面，各断面分别代表边坡各坡段的稳定性。其稳定性采用圆弧滑动法（简化Bishop法）计算，潜在滑动面由计算软件自动搜索得到。

（3）计算参数。边坡稳定性计算的参数为天然状态下，包括边坡上岩土体的重度、粘聚力、内摩擦角、土层厚度。其中土体的重度、粘聚力、内摩擦角是根据土工试验统计而来，土层厚度是根据现场钻探钻孔揭露数据而来。

评价区地下水位位于潜在滑动面以下，自重计算取天然重度，抗滑力计算取天然状态粘聚力和内摩擦角统计标准值。

计算参数根据勘查分析测试资料，同时综合考虑边坡形态、组成物质、各岩土层的工程力学性能及相关工程经验等因素。见表1。

上述计算结果表明：经计算，除断面1处于欠稳定状态，其余断面均处于基本稳定状态，边坡容易失稳，由于边坡为一整体，局部大面积坍塌必然影响整个边坡的稳定性。故边坡的总体稳定性较差。由于坡面未有任何支护措施，在暴雨期间，边坡易发生崩塌现象，故必须采取有效的工程、生物手段进行治理。

表1天然状态下边坡稳定性安全系数计算成果表

8、结论与建议

通过现场勘察，查明了台山市川岛镇上川岛沙堤港正街二巷后背山边坡的等级、形态、边坡类型，根据边坡场地的地质环境条件、施工条件及其组成物和远期规划等因素综合考虑，建议对边坡坡面、坡高基本保持现状，仅对坡体表层松散土体做清除处理，采用格构梁+绿化+截、排水对边坡进行治理，并完善边坡排水系统。严格按照有关规范规程进行施工和检测，确保工程质量。

参考文献：

[1]GB50021-2001岩土工程勘察规范(2009年版)[S].中国建筑工业出版社.

[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范(2016年版)[S].中国建筑工业出版社.

[3]GB18306-2015中国地震动参数区划图[S].中国建筑工业出版社.

[4]DBJ15-31-2016建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社.

[5]GB50330-2013建筑边坡工程技术规范[S].中国建筑工业出版社.

赵佩.台山市川岛镇某边坡稳定性评价[J].西部探矿工程,2020,32(05):32-34+37.