劍閣縣某基坑開挖誘發(fā)滑坡穩(wěn)定性分析

李科學(xué) 王新榮

0 引言

劍閣縣普安鎮(zhèn)污水處理廠廠址建于劍閣縣普安鎮(zhèn)聞溪河右岸Ⅱ級階地上，擬建污水處理沉淀池基坑開挖約－5.0 m，基坑開挖未采取任何基坑支護(hù)措施?；娱_挖約1個(gè)星期后，由于暴雨引發(fā)基坑坡側(cè)土體滑動(dòng)，危及滑坡后緣外側(cè)2層民房、道路及污水處理廠修建、營運(yùn)及人員的安全。

該滑坡前緣高程約462 m，后緣高程約474 m，高差12 m，滑坡平面形態(tài)近呈不規(guī)則橢圓形，縱長約38 m，寬約53 m，面積約2014 m2，主滑方向 65°，滑坡體積約 9.1 ×103m3。

1 滑坡地質(zhì)特征

1.1 滑坡區(qū)地形地貌及邊界特征

滑坡縱向沖溝不發(fā)育，其中滑坡體上形成有2級～3級階狀平臺(tái)，斜坡地形坡度30°～40°，縱長約38 m、橫寬約53 m，高差12 m，平面面積約2014 m2，滑面位于土、巖接觸帶，滑體平均厚度4.2 m，坡向65°，主滑方向65°。滑坡體后緣為高10 m～15 m的巖質(zhì)邊坡，大體呈30°～40°，滑坡后緣高程為474 m，呈不規(guī)則的“S”形，縫寬10cm～20cm，為斜坡滑移張拉而成，后緣部分滑體段為未解體。滑體形態(tài)為階梯狀平臺(tái)，平均坡度為35°，局部達(dá)60°，滑坡兩側(cè)可見不連續(xù)的剪切裂縫，裂縫長約3.2 m～6.8 m，縫寬5cm～20cm。滑坡前緣高程462 m，剪出口為基坑底部，基坑坡度60°～80°，坑底基巖出露，平均坡度4°左右?；聟^(qū)前側(cè)為聞溪河右岸，為沖洪積階地地貌，平均坡度為30°～40°，局部達(dá)70°。

1.2 滑坡區(qū)地層巖性及水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水和上層滯水。基巖裂隙水主要分布在侏羅系地層中，地下水賦存條件較復(fù)雜，含水層巖性有砂巖和泥巖，一般砂巖含水，賦存部位多為層面裂隙;上層滯水賦存于滑坡松散堆積層中，受地下水、大氣降雨及地表水補(bǔ)給，滑坡體內(nèi)并無統(tǒng)一地下水位，僅少部分勘探孔揭示埋深4.0 m～5.0 m左右。該區(qū)地下水主要接受地表水和居民生活用水補(bǔ)給，受季節(jié)和降雨量影響較大。

2 滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算及破壞機(jī)制分析

2.1 參數(shù)的確定

經(jīng)現(xiàn)場采集樣品，室內(nèi)滑坡滑帶土有關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

依據(jù)滑坡現(xiàn)狀，參考試驗(yàn)成果，選擇主滑斷面2—2'進(jìn)行了滑坡的反演分析，分析成果見表2。

表1 滑坡滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表2 滑坡暴雨工況下2—2'剖面滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演分析成果表

根據(jù)上述分析，有關(guān)3個(gè)剖面的滑帶土物理力學(xué)參數(shù)如表3所示。

表3 滑坡1—1'，2—2'，3—3'剖面穩(wěn)定性計(jì)算物理力學(xué)主要參數(shù)建議值

2.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算及形成機(jī)制分析

根據(jù)DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范、DZ/T 0219-2006滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范、GB 50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范及GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)，計(jì)算中考慮天然、暴雨和地震等幾種工況，根據(jù)滑坡的防治工程勘查等級，穩(wěn)定性劃分為四級:穩(wěn)定性系數(shù)Fs≥1.15為穩(wěn)定;1.05≤Fs＜1.15 為基本穩(wěn)定;1.0≤Fs＜1.05 為欠穩(wěn)定;Fs＜1.0為不穩(wěn)定，有關(guān)穩(wěn)定性計(jì)算見表4。由表4可知，滑坡在天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況條件下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況條件下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)場查明的滑坡特征一致。

表4 滑坡穩(wěn)定系數(shù)一覽表

該滑坡形成主要原因?yàn)?斜坡前后緣較陡，基坑開挖后，基巖埋藏較淺，滑坡體的松軟層易滑動(dòng)，滑帶土為軟塑～可塑粉質(zhì)黏土，坡體前緣(基坑側(cè)壁)臨空構(gòu)成滑坡的地形條件。在持續(xù)暴雨作用下，降低了土體的抗剪強(qiáng)度，加之無排水系統(tǒng)，滑坡體物質(zhì)含水率增大，增大了滑坡體下滑力，加速坡體失穩(wěn)，產(chǎn)生滑移變形。

3 滑坡防治方案建議

根據(jù)滑坡的變形特點(diǎn)，為防止滑坡變形進(jìn)一步加劇，在滑坡中部設(shè)置一排抗滑樁。根據(jù)地形起伏及勘察提供的滑坡推力計(jì)算情況，選取1—1'以計(jì)算剖面(工況Ⅱ)滑坡第5塊滑坡推力220 kN;選取2—2'以計(jì)算剖面(工況Ⅱ)滑坡第5塊滑坡推力260 kN;滑坡3—3'以計(jì)算剖面滑坡第6塊滑坡推力300 kN作為計(jì)算設(shè)計(jì)荷載。滑面以上樁體按懸臂梁進(jìn)行計(jì)算，滑床內(nèi)樁體按地基反力系數(shù)法(m法)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，其中地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m=20 MN/m3，樁體采用C30混凝土，主筋采用HRB 400鋼筋。預(yù)計(jì)設(shè)置抗滑樁10根，其中A型抗滑樁4根，樁長為10 m，B型抗滑樁3根，樁長為9 m，C型抗滑樁3根，樁長為8 m。

為提高滑坡的穩(wěn)定性，加強(qiáng)滑坡體的排水工程必不可少。工程措施包括:

1)滑坡體后緣修明溝截水，與滑坡體縱向排水溝形成排水系統(tǒng);

2)擋墻排水溝擬布置于滑坡后緣，由橫向截水溝、陡坎和跌水組成，在道路區(qū)采用蓋板明溝，以便不影響通行，全長約84 m。出口與滑坡前緣與道路邊溝相連。在陡坎處設(shè)置跌水消能井，坡度大的地段設(shè)置急流槽，急流槽一般以梯坎形式消能或卵石鋪底消能，加大粗糙系數(shù)進(jìn)行減速消能。截水排水溝擬采用底寬50cm，高度60cm，迎水面一般放坡為18%，背水面為直面;縱向排水溝采用底寬為80cm，兩側(cè)放坡為40%的梯形結(jié)構(gòu)斷面。排水孔采用反濾層，必要時(shí)預(yù)埋塑料管進(jìn)行分層排水。

［1］ DZ/T 0218-2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范［S］.

［2］ DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ 龐 明.滑帶土力學(xué)參數(shù)反分析法在三峽庫區(qū)下土地嶺滑坡中的應(yīng)用［J］.工程勘察，2006(12):12-14.

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