湘南某滑坡形成機(jī)理分析及其處治

張小丁　段仲沅　黃強(qiáng)

摘要：本文詳細(xì)研究了湘南某滑坡地質(zhì)條件，根據(jù)該滑坡特征，對(duì)該滑坡的成因機(jī)理和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析與評(píng)判，然后根據(jù)建筑規(guī)劃有針對(duì)性的提出了有效治理措施并實(shí)施，該滑坡治理效果良好，可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：滑坡；成因機(jī)理；穩(wěn)定性分析；治理

1.引言

某滑坡位于湘南某市西湖北路西側(cè)，107國(guó)道東南側(cè)，某小區(qū)內(nèi)，滑坡體總面積11760m²如圖1。

早在2001年某市修建發(fā)明家廣場(chǎng)時(shí)在現(xiàn)滑坡體位置取土，造成部分山體滑動(dòng)，為治理該滑坡及保護(hù)107國(guó)道，當(dāng)時(shí)采取了減荷卸載、抗滑樁加固及漿砌片石護(hù)坡治理方案。

幾年來(lái)由于相鄰單位在坡頂堆載大量建筑垃圾，以及雨水沿原滑坡裂縫滲透，造成滑動(dòng)帶土體長(zhǎng)期泡水軟化。2010年9月，某擬建小區(qū)開(kāi)挖部分坡腳土體修筑擋土墻時(shí)，導(dǎo)致原滑坡復(fù)活向下滑動(dòng)，整體下滑10m，滑坡體最大高差32m，坡后形成3-4m陡坎，坡體出現(xiàn)大量裂縫，坡腳土體沖擊該小區(qū)4棟已建住宅樓，致使小區(qū)一住宅樓一樓墻體垮塌。

2.滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1地形地貌

該滑坡處于湘南紅層盆地，屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌?；聝?nèi)地形起伏，地勢(shì)總體為北高南低，最高點(diǎn)位于滑坡區(qū)西北部107國(guó)道邊緣，標(biāo)高118.40m，最低點(diǎn)位于某小區(qū)，標(biāo)高86.50m，相對(duì)高差20～32m，丘頂渾圓，丘坡起伏較大，自然坡角25～35°，植被已破壞。

2.2地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)內(nèi)巖層總體為一單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為：120°∠22°。巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，以剪切裂隙為主，裂隙一般間距<1m，呈半張開(kāi)～微閉合狀態(tài)，近地表裂隙被泥質(zhì)充填，透水性差。主要裂隙有二組，一組節(jié)理產(chǎn)狀為：270～285°∠70～75°，另一組節(jié)理產(chǎn)狀為：300～315°∠66～72°，兩組節(jié)理裂隙常呈“X”型，將巖體切割成規(guī)則或不規(guī)則的巖塊或巖屑，破壞了巖體整體結(jié)構(gòu)的完整性，對(duì)該邊坡穩(wěn)定性有一定影響。

2.3地層

滑坡區(qū)地層自上而下分別為：第四系①人工填土、②粉質(zhì)粘土、③礫砂，白堊系④全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、⑤強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、⑥中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，主要巖土工程性質(zhì)見(jiàn)表1。

2.4地震作用

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），該地區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度a<0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s?？梢圆豢紤]地震對(duì)滑坡的影響。

2.5水文地質(zhì)條件

本滑坡區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，地下水穩(wěn)定水位埋深為5.3～6.2m，孔隙潛水賦存于礫砂中，受大氣降水補(bǔ)給，動(dòng)態(tài)及幅度變化較大：基巖裂隙水賦存于白堊系強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖節(jié)理裂隙和風(fēng)化帶裂隙中，補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，但因其多呈半張開(kāi)～微閉合狀態(tài)，地下水徑流條件較差，以片狀流形式排泄于地勢(shì)低洼處。

3.滑坡特征

3.1滑坡形態(tài)特征

該滑坡體平面形態(tài)呈扇形，滑坡后緣位于107國(guó)道，高程為105.50-118.40m，滑移約5m，前緣已滑移至某小區(qū)4棟已建住宅樓內(nèi)，高程為86.50～89.50m，最大高差32.00m，滑坡體表面坡度約為25-35°。該滑坡滑動(dòng)后在后緣出現(xiàn)多條長(zhǎng)10～20m、高3～4米的陡坎，如圖2，滑坡體張拉裂縫寬8～30cm，長(zhǎng)約5～30m，與坡向垂直，橫貫整個(gè)滑坡體，如圖3?；鏋榈[砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖界面，為一中層泥質(zhì)順層滑坡，如圖4，是由于開(kāi)挖坡腳引起的沿全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖面滑動(dòng)的牽引式土體滑坡。

3.2滑坡結(jié)構(gòu)特征

該滑坡體主要由坡頂堆積的建筑垃圾、第四系人工填土、粉質(zhì)粘土、礫砂組成，滑體前緣厚度7.20～12.40m，中間厚度8.80～12.80m，后緣厚度7.50～10.00m?；瑒?dòng)面（帶）為礫砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖接觸界面，滑面厚度約10～20cm，滑面傾角約22，滑動(dòng)面（帶）土主要為紫紅色、棕紅色的全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，該土層為可塑～軟塑狀態(tài)，含水量高，透水性弱，在各勘察鉆孔內(nèi)均見(jiàn)滑動(dòng)帶，說(shuō)明該滑坡體中的滑動(dòng)帶具有較好的連貫性。滑床為白堊系中風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖層產(chǎn)狀120°∠22°，傾向與坡向基本一致。剪切出口為山坡下方擋土墻施工時(shí)開(kāi)挖的臨空面。

4.滑坡原因分析

4.1滑坡的內(nèi)因

依據(jù)上述滑坡結(jié)構(gòu)特征，地下水沿著礫砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖界面滲流，使接觸面處土體軟化，土體抗剪強(qiáng)度降低，地下水的滲流帶走土體中的細(xì)小顆粒，使土體結(jié)構(gòu)疏松，形成軟弱帶。該滑坡地形坡度為25～35°，地質(zhì)結(jié)構(gòu)上為順向單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀120°∠22°，巖層傾向與坡向基本一致。巖體中構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂狀，使其具備了滑坡的內(nèi)因。

4.2滑坡的外因

（1）滑坡區(qū)長(zhǎng)期降雨，雨水沿著老滑坡形成的裂縫滲透，加上坡頂107國(guó)道排水溝裂縫長(zhǎng)期滲水，沿土體表面孔隙裂隙下滲，不僅增加了下滑面上土體重度及動(dòng)水壓力，更重要是使滑面上土體（全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖）長(zhǎng)期泡水軟化，降低其抗剪強(qiáng)度，加速了滑動(dòng)帶的形成。

（2）坡頂由于相鄰單位施工時(shí)傾到大量建筑垃圾等廢棄物，形成超載。

（3）小區(qū)擋土墻施工時(shí)，開(kāi)挖坡腳土體，在滑坡前緣形成臨空面，臨空高度6～8m，坡角近90°，形成前緣陡立的臨空面，使得滑坡有了發(fā)展的條件。

5.滑坡穩(wěn)定性分析

（1）計(jì)算方法

該滑坡類型屬于土質(zhì)牽引式滑坡，剖面上滑面近似于折線形，故采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)取滑坡的單位寬度為1 m，本次選擇有代表性的剖面進(jìn)行計(jì)算，如圖5，計(jì)算公式如下：

式中：K-穩(wěn)定系數(shù)；R_i-作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）；N_i-i塊段滑動(dòng)面的法向分力（kN/m）；φ_i-第i塊段土的內(nèi)摩擦角（°）；C_i-第i塊段土的粘聚力（kPa）：L_i-第i塊段滑動(dòng)面的長(zhǎng)度㈤；T_i-作用于第i塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kN/m）；出現(xiàn)與滑動(dòng)方向相反的滑動(dòng)分力時(shí)，T_i應(yīng)取負(fù)值；θ_i-第i塊土條重量作用線與法向分力的夾角；ψ_j-第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)（i=i）。

（2）計(jì)算參數(shù)

（3）穩(wěn)定性分析

根據(jù)上式對(duì)滑坡的二種情況（無(wú)雨和降雨）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表3），依據(jù)文獻(xiàn)中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

由上述計(jì)算結(jié)果可知，該滑坡在無(wú)雨情況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在降雨情況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

6.滑坡的治理

（1）根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、滑坡深度、范圍及場(chǎng)地規(guī)劃建設(shè)要求，該滑坡采用滑坡體卸載及抗滑樁加固支護(hù)如。根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃，在滑坡體上依山勢(shì)分二級(jí)平臺(tái)建設(shè)住宅樓，后緣為一幢14層小高層住宅樓，中部為一層地下室，因此結(jié)合擬建物地坪標(biāo)高進(jìn)行分級(jí)卸載，中間設(shè)置平臺(tái)，作為擬建建筑物場(chǎng)地?；麦w設(shè)置三排抗滑樁加固，前緣按規(guī)劃用地紅線布置，中部按小區(qū)擬建地下室外墻布置，后緣沿?cái)U(kuò)建107國(guó)道邊線布置，部分下滑力較大地段采用雙排樁?？够瑯洞┻^(guò)滑動(dòng)面嵌入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖深度不小于滑動(dòng)面上部抗滑樁懸臂長(zhǎng)度的0.6倍，抗滑樁間距不大于4000mm，混凝土強(qiáng)度C35。樁間采用鋼筋混凝土擋土板，混凝土擋土板嵌入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖深度1.2m。

（2）滑坡體外側(cè)沿滑坡體邊線布置截水溝，繞滑坡體四周一圈，滑坡體前緣沿坡腳及每級(jí)平臺(tái)布置排水溝，截水溝及排水溝尺寸為500～500mm，采用漿砌片石砌筑，水泥砂漿抹面，與市政管網(wǎng)連接。坡腳及坡頂沿滑動(dòng)面設(shè)置一排泄水孔，成孔直徑0150mm，角度10°，插入0110PVC管，外包2層土工布，泄水孔深度不小于12m，泄水孔間距@4000mm。樁間板預(yù)埋泄水孔，直徑75mmPVC管，間距@4000×4000，泄水孔埋入土層長(zhǎng)度不小于500mm。

7.結(jié)論

（1）根據(jù)滑坡特征，判斷該滑坡類型屬于牽引式滑坡。

（2）滑坡體土層結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的內(nèi)因，連續(xù)降雨、坡頂堆載、坡腳土體開(kāi)挖是導(dǎo)致滑坡的主要誘因。

（3）采用傳遞系數(shù)法對(duì)該滑坡在無(wú)雨、降雨兩種不同工況下的穩(wěn)定性和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)判，結(jié)果表明，在無(wú)雨工況下該滑坡欠穩(wěn)定，降雨工況下不穩(wěn)定。

（4）針對(duì)滑坡特征結(jié)合小區(qū)建筑物布置的具體情況，提出分二級(jí)平臺(tái)卸載，并在各級(jí)平臺(tái)前沿設(shè)置抗滑樁和截排水的滑坡治理方法，從該滑坡治理完工至今，位移在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明該滑坡治理方法是有效的，可為今后治理類似工程提供借鑒。