萬州M6地塊滑坡穩(wěn)定性分析與治理措施

李保+龔建波

【摘 要】萬州區(qū)五橋聯(lián)合壩M6地塊為擬建廉租房小區(qū)，在場(chǎng)地開挖平基工程施工時(shí)，遇到多日的強(qiáng)降雨，導(dǎo)致整個(gè)擬建場(chǎng)地發(fā)生了滑坡，嚴(yán)重影響了工程的建設(shè)工作，本文在該滑坡詳細(xì)勘察工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖土體各項(xiàng)物理力學(xué)測(cè)試指標(biāo)，對(duì)滑坡產(chǎn)生的原因及變形模式進(jìn)行了分析，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算和評(píng)價(jià)，提出了相應(yīng)的工程治理措施及建議。

【關(guān)鍵詞】滑坡；變形模式；穩(wěn)定性；治理措施

【Abstract】The M6 block of Wuqiaolianheba in Wanzhou is planned to build low-cost housing，In the excavation site leveling construction， encountered heavy rain for several days，causing the landslide occurred throughout the venue，serious impact on the engineering construction work， based on the detailed investigation of the landslide，combined with soil physical and mechanical test indicators，on the causes of landslide and deformation mode are analyzed，the stability of the landslide are analyzed and evaluated， and put forward the corresponding engineering measures and suggestions.

【Key words】Landslide；Deformation mode；Stability；Control measures

0 前言

萬州M6地塊位于萬州區(qū)五橋聯(lián)合壩，該地塊為擬建廉租房小區(qū)，由于連續(xù)不斷的強(qiáng)降雨，導(dǎo)致正在進(jìn)行開挖平基工作的該地塊發(fā)生了整體拉裂變形破壞，嚴(yán)重影響了工程的建設(shè)工作。

滑坡平面呈方形（如圖1），后緣高程約270～280m，前緣高程約232～235m?？v向長(zhǎng)約230m，橫向?qū)捈s190～210m，滑體厚度約15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m，面積約4.35×104m2，體積約80.5×104m3，主滑方向?yàn)?39°?；w物質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土夾少量砂巖大塊石，為中型土質(zhì)滑坡。

滑坡主要威脅本次擬建廉租房整個(gè)場(chǎng)地的安全，危害對(duì)象為人口密集的城市建筑區(qū)，重要性等級(jí)為重要，成災(zāi)后可能造成的損失大，滑坡防治工程等級(jí)為一級(jí)。

滑坡發(fā)生后，相關(guān)部門及時(shí)采取了應(yīng)急措施，主要包括對(duì)后緣的貫穿性裂縫鋪設(shè)塑料薄膜，防止雨水下滲；對(duì)后緣處土體進(jìn)行削方減載，以減小滑坡的下滑力；對(duì)中前部回填土石方進(jìn)行反壓，以增加滑坡的抗滑力等，阻止了本滑坡的進(jìn)一步變形。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地形特征

滑坡區(qū)地貌類型屬于丘陵斜坡地貌（如圖2），山勢(shì)北西高、南東低，坡向約139°。

滑坡區(qū)地形明顯分為緩坡區(qū)及陡坡區(qū)，以高程270m附近為界，該高程以上地形為陡坡區(qū)，該高程以下地形為緩坡區(qū)。

高程270m以上區(qū)域?yàn)樵甲匀恍逼碌匦?，地形坡角一般?5°～30°；高程270m以下地形，其原始狀態(tài)為5～10的緩坡，2012年初進(jìn)行開挖平場(chǎng)工作，已被平整為多級(jí)平臺(tái)狀，在場(chǎng)地內(nèi)形成了多級(jí)人工土質(zhì)邊坡，邊坡高度一般5～10m，坡角一般為20°～40°。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)地層由新到老主要有第四系人工填土（Q4ml）、殘坡積土（Q4el+dl）及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）：

1.2.1 人工填土（Q4ml）

該層分布于路基及已建成居民區(qū)的局部地段，為建設(shè)過程中回填的粉質(zhì)粘土夾碎塊石，結(jié)構(gòu)松散～稍密，厚度差異較大，一般3～5m。

1.2.2 殘坡積土（Q4el+dl）

分布于場(chǎng)區(qū)大部分地表及滑坡區(qū)，為粉質(zhì)粘土：紫紅色，較濕，可塑，干強(qiáng)度中等，無搖振反應(yīng)，夾少量砂巖大塊石，在滑坡后緣以上的斜坡區(qū)土層較薄，厚度多1～3m；在滑坡區(qū)土層厚度較大，一般20～30m。

1.2.3 基巖（J2s）

場(chǎng)區(qū)內(nèi)基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組粉砂質(zhì)泥巖及砂巖。

粉砂質(zhì)泥巖：多為紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚至厚層狀構(gòu)造，主要分布在斜坡區(qū)及滑坡下部。

砂巖：為淺灰色，細(xì)粒至中粒結(jié)構(gòu)，厚層至巨厚層狀構(gòu)造，主要分布斜坡的頂部，局部形成陡巖崖地形。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造位于萬州向斜南東翼近軸部，巖層呈單斜狀，產(chǎn)狀為340o∠5o，區(qū)內(nèi)地層連續(xù)穩(wěn)定，無斷層及構(gòu)造破碎帶通過。

巖體中主要發(fā)育兩組構(gòu)造裂隙：裂隙①產(chǎn)狀135°∠78°，裂隙面平直，張開1～5mm，鐵錳質(zhì)侵染，層面結(jié)合程度一般，屬硬性結(jié)構(gòu)面，延伸較短；裂隙②產(chǎn)狀51°∠83°，裂隙面平直，張開3～7mm，層面結(jié)合程度差，屬硬性結(jié)構(gòu)面，延伸較遠(yuǎn)。

1.4 水文地質(zhì)

根據(jù)場(chǎng)地地層巖性及地下水在含水介質(zhì)中的賦存特征，地下水類型可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩類。

松散巖類孔隙水分布在第四系土體內(nèi)，其含水介質(zhì)由人工填土、粉質(zhì)粘土組成。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，短途徑流，在地形低點(diǎn)處排出，故地下水的賦存條件差，在雨季會(huì)在局部地段形成上層滯水。

基巖裂隙水賦存于上沙溪廟組基巖淺層風(fēng)化帶中的網(wǎng)狀裂隙水及砂巖層間裂隙中，受地形、巖性及構(gòu)造的控制，隔水層砂質(zhì)泥巖與含水層砂巖近水平狀相互疊置，巖層表面又被弱透水的堆積土體覆蓋，同時(shí)，場(chǎng)地地形為斜坡狀，致使地下水補(bǔ)給滲入條件差，有利于地表水順坡徑流和排泄，因此，場(chǎng)地基巖裂隙水水量甚微，基巖富水性弱。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡形態(tài)及規(guī)模

滑坡平面呈方形，后緣以貫穿性拉裂縫為界，高程約270～280m，前緣以臨空的巖土界面為界，高程約232～235m，縱向長(zhǎng)約230m；滑坡南西側(cè)與一期已建成廉租房為界，滑坡北東側(cè)以擬建二期廉租房的3、7#樓西側(cè)為界，橫向?qū)捈s190～210m；滑體厚度一般15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m，面積約4.35×104m2，體積約80.5×104m3，主滑方向?yàn)?39°，為一中型土質(zhì)滑坡。

2.2 滑體特征

滑坡體物質(zhì)為原殘坡積形成的粉質(zhì)粘土：紫紅色，較濕，可塑，干強(qiáng)度中等，無搖振反應(yīng)，夾少量砂巖大塊石，滑體厚度約15～22m，平均厚約18.5m，最大厚度約30m。

2.3 滑帶特征

本滑坡變形現(xiàn)象主要表現(xiàn)為后緣貫通性拉張裂縫、滑體內(nèi)多處拉張裂縫及前緣的局部擠壓隆起，尚未發(fā)生遠(yuǎn)距離的滑移，正處于蠕滑變形階段，滑動(dòng)面正在形成，但尚未形成連續(xù)貫通性的界面，在勘察的鉆孔內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯滑動(dòng)鏡面，滑面為粉質(zhì)粘土與基巖間的巖土界面；巖土界面呈現(xiàn)出上部陡、中間平、下部反傾的狀態(tài)（如圖3）。

2.4 滑床特征

滑床為粉砂質(zhì)泥巖：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為340°∠5°；淺部約2～4m范圍內(nèi)的巖體為強(qiáng)風(fēng)化，巖體較破碎，力學(xué)強(qiáng)度較低；下部巖體較完整，為中風(fēng)化，力學(xué)強(qiáng)度較高。

2.5 滑坡變形特征

本滑坡于2012年5月20～30日發(fā)生強(qiáng)烈變形，變形現(xiàn)象主要表現(xiàn)為后緣及滑體內(nèi)的拉張裂縫及前緣的擠壓隆起。

在滑坡的后緣發(fā)生一條連續(xù)延伸長(zhǎng)度約190m的拉張裂縫，縫寬一般5～15cm，下錯(cuò)約20～30cm（如圖4）；在滑坡體上多處出現(xiàn)寬度1～5cm的拉裂隙。

在前緣3號(hào)道路的人行道上由于擠壓形成隆起，隆起范圍長(zhǎng)約60m、寬約3～5m；隆起最大高度約0.4m～0.6m（如圖5）。

2.6 滑坡變形模式分析

場(chǎng)地在平場(chǎng)前處于穩(wěn)定狀態(tài)，由于在斜坡前緣修建3號(hào)道路及M4地塊的平場(chǎng)，導(dǎo)致斜坡前緣巖土界面處于臨空狀態(tài)，根據(jù)M6地塊的建設(shè)場(chǎng)平方案，在場(chǎng)地的中前部以挖方為主，而挖方區(qū)處于斜坡的阻滑段，場(chǎng)地發(fā)生變形時(shí)該地塊正處于平場(chǎng)階段，土石方的開挖活動(dòng)降低了斜坡中下部的阻滑力，同時(shí)變形發(fā)生時(shí)正處于連續(xù)的暴雨階段，雨水的下滲降低了土體的強(qiáng)度、增加了土體的重量，最終導(dǎo)致后緣發(fā)生拉張裂縫、前緣受擠壓隆起，因此滑坡的變形破壞模式為推移式滑動(dòng)。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 定性分析

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問，本滑坡發(fā)生強(qiáng)烈變形，且變形較為嚴(yán)重，滑體內(nèi)多處出現(xiàn)拉張裂縫、擠壓隆起等，滑坡應(yīng)處于開始階段的蠕滑變形階段，滑動(dòng)面正在形成，但尚未形成連續(xù)貫通性的界面。滑坡在無雨期間變形現(xiàn)象較輕微，說明滑坡在無雨時(shí)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨時(shí)則處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 定量評(píng)價(jià)

滑坡的計(jì)算工況主要考慮巖土狀態(tài)、地形條件、降雨條件、荷載組合關(guān)系等因素，設(shè)計(jì)擬建物均采用樁基礎(chǔ)，不對(duì)滑坡體產(chǎn)生加載作用，因此選定如下的4種工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算：

工況Ⅰ：天然+滑坡發(fā)生時(shí)現(xiàn)狀地形；

工況Ⅱ：暴雨+滑坡發(fā)生時(shí)現(xiàn)狀地形；

工況Ⅲ：天然+設(shè)計(jì)平場(chǎng)后地形；

工況Ⅳ：暴雨+設(shè)計(jì)平場(chǎng)后地形。

滑坡在中前部開挖施工且連續(xù)降雨時(shí)發(fā)生變形，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，因此可取主剖面在變形時(shí)的地形條件進(jìn)行反演算，結(jié)合巖土的室內(nèi)試驗(yàn)值，滑坡計(jì)算參數(shù)綜合取值見表1。

滑動(dòng)面為折線型，取滑坡主剖面（見圖6），采用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性及推力進(jìn)行計(jì)算。

滑坡防治工程等級(jí)為一級(jí)，計(jì)算安全系數(shù)取1.25，計(jì)算出各工況下的穩(wěn)定系數(shù)如表2所示。

從穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果中可以看出：

1）滑坡在天然狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)狀地形條件及按設(shè)計(jì)平場(chǎng)的地形條件下，穩(wěn)定系數(shù)為1.727～1.603，說明滑坡處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)，變形情況不會(huì)加??；

2）滑坡在暴雨?duì)顟B(tài)時(shí)，現(xiàn)狀地形條件下，穩(wěn)定系數(shù)為1.055，說明滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，變形情況會(huì)繼續(xù)加?。?/p>

3）滑坡在暴雨?duì)顟B(tài)時(shí)，按設(shè)計(jì)平場(chǎng)地形條件下，穩(wěn)定系數(shù)為0.987，說明滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能會(huì)發(fā)生整體性滑移；

4）在不同天氣條件下，按設(shè)計(jì)平場(chǎng)后的穩(wěn)定系數(shù)均低于現(xiàn)狀地形，從地層結(jié)構(gòu)中也可以看出開挖段均處于滑坡的中下部阻滑段，平場(chǎng)開挖會(huì)降低滑坡的抗滑力，導(dǎo)致滑坡的穩(wěn)定性整體下降。

4 治理措施建議

根據(jù)滑坡的變形破壞模式，結(jié)合其地形地貌、巖土體結(jié)構(gòu)及建筑物布局等各方面，建議滑坡的防治措施可采用抗滑支擋或削坡減載兩種不同的治理方案，并輔以地面排水進(jìn)行綜合治理。

4.1 抗滑支擋

結(jié)合建筑物布局，建議抗滑樁支擋線布置在擬建兩排建筑物之間的道路內(nèi)側(cè)處，治理線總長(zhǎng)約190m，該處按設(shè)計(jì)平場(chǎng)后的平均土層厚度約16m，抗力段基巖為砂質(zhì)泥巖。

根據(jù)剩余下滑力計(jì)算結(jié)果，并考慮樁前土壓力，抗滑樁截面采用2.0×3.0m，樁間距為3.50m，單樁長(zhǎng)度為32m，共55根樁，為防止坑壁垮塌，土層段采用0.2m厚的護(hù)壁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。估算治理工程量：土方開挖約7180m3，石方開挖約5280m3，混凝土約10560m3，鋼筋約1584t。

4.2 削方減載

本滑坡為推移式滑坡，建筑區(qū)多處于滑坡中下部的阻滑段，而下滑段區(qū)域基本無建筑，且設(shè)計(jì)為保持原始地形狀態(tài)，因此可考慮對(duì)下滑段的土體進(jìn)行削方減載，清除部分土體，降低平場(chǎng)高程，以減小滑坡的下滑力，將有利于滑坡的整體穩(wěn)定。

按不同平場(chǎng)高程對(duì)滑體后部的土體進(jìn)行清除后，驗(yàn)算滑坡的穩(wěn)定性，驗(yàn)算工況按最不利的工況Ⅳ進(jìn)行，計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖7，驗(yàn)算結(jié)果見表3。

根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果可以看出：對(duì)滑坡后部的土體削方減載到266m高程處，本滑坡的穩(wěn)定系數(shù)大于1.25的安全系數(shù)，即處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿足工程治理需要，根據(jù)估算整個(gè)滑坡區(qū)需要削方減載的工程量約為3.3×104m3，同時(shí)對(duì)后緣減載后出露的基巖斜坡區(qū)采用錨噴的方式進(jìn)行護(hù)坡處理，錨噴區(qū)面積約0.28×104m2。

4.3 地表排水

由于降雨是本滑坡的重要影響因素，因此建議在滑坡的后緣處設(shè)置一條截水溝，用以攔截滑坡區(qū)上部匯集的地表水，同時(shí)完善滑坡區(qū)內(nèi)的市政排水措施，降低地表水的不利影響。

5 結(jié)論

通過上述分析，本滑坡的主要外在影響因素有兩個(gè)：一是，降雨的入滲降低了土體的強(qiáng)度，并增加了土體的重量；二是，滑坡中下部的平場(chǎng)開挖，降低了整個(gè)斜坡區(qū)的抗滑力，最終導(dǎo)致該斜坡發(fā)生滑動(dòng)變形，本滑坡為一個(gè)由于不合理開挖施工而導(dǎo)致的工程滑坡。

本滑坡的治理方案可考慮兩種：一是，抗滑樁支擋，根據(jù)工程量估算費(fèi)用約需2300萬元；二是，削方減載，根據(jù)工程量估算費(fèi)用約需360萬元；對(duì)比兩種方案，抗滑樁方案的費(fèi)用約是削方減載方案的6.3倍，同時(shí)削方減載的施工難度及施工安全性也大大低于抗滑樁的施工難度及安全，因此本滑坡建議采用削方減載的方案進(jìn)行治理。

滑坡的治理在施工過程中應(yīng)采取“信息法設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工”的原則，并制訂合理的施工方案，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)治理施工過程中及完工后的效果監(jiān)測(cè)工作。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]