貴陽市錦匯·公園天廈滑坡體成因機制及穩(wěn)定性評價

謝朝貴 周文喜 邵如意3

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊；2.貴州地質(zhì)工程勘察設計研究院）

在居民區(qū)或者城區(qū)發(fā)生的地質(zhì)災害，會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失，甚至造成較大的人員傷亡。貴陽市錦匯·公園天廈部分住宅墻體開裂，小區(qū)道路出現(xiàn)地表拉裂縫，對既有建筑物和道路造成威脅。經(jīng)現(xiàn)場初步判斷為基坑開挖所引起的地面滑動變形，通過多種勘察手段，對滑坡機制進行調(diào)查，從而提出對應措施［1-5］。

1 地質(zhì)環(huán)境特征

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)屬侵蝕、溶蝕緩丘谷地貌，原始地形為東高西低的斜坡，斜坡角度為15°～30°。后因建筑場地平場，在前沿填方，后沿切方，形成了3個階梯狀的平臺，高程分別為1 090.28～1 091.89 m、1 088.16～1 088.78 m、1 084.47～1 084.68 m，滑坡區(qū)滑動方向約290°，總體地形為東高西低。

1.2 區(qū)域構造

滑坡區(qū)位于中曹司向斜西側，呈單斜產(chǎn)出，第四系廣布，下伏基巖為侏羅紀自流井群（J3-4zl）泥質(zhì)砂巖，局部夾砂巖及灰?guī)r。研究區(qū)可見2組裂隙，一組產(chǎn)狀為345°∠75°，延伸長度為3～5 m，間距大于3.0 m，每5 m發(fā)育約1～2條，張開度為1～3 mm，表面平直，無膠結，屬硬性結構面；另一組產(chǎn)狀為200°∠60°，為層間裂隙，間距為0.5～1.5 m，每米約2～3條，局部裂隙面可見粘土、巖屑充填。

1.3 地層巖性

根據(jù)鉆探揭露，滑坡區(qū)地層為雙層結構，下部為侏羅紀自流井群（J3-4z l），上部蓋層為第四系（Q），詳述如下。

（1）自流井群（J3-4zl）巖性為薄—中厚層狀紫紅色泥質(zhì)砂巖，富含泥質(zhì)，局部夾砂巖及灰?guī)r，呈泥晶結構，餅狀、砂狀、碎塊狀構造，下部可見短柱狀構造，地層產(chǎn)狀為105°∠50°，節(jié)理裂隙較發(fā)育。可細分為強風化及中風化2個巖質(zhì)單元。強風化紫紅色泥質(zhì)砂巖破碎，呈粘土、碎塊狀。中風化紫紅色泥質(zhì)砂巖較破碎，呈塊狀及短柱狀，巖石堅硬程度屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

（2）第四系（Q）主要為人工回填素填土（Qm）l及第四系粉質(zhì)粘土（Q4dl+el），素填土主要由碎石夾少量黃色粘土組成，結構較松散，厚度為0.5～9.8 m。粉質(zhì)粘土呈紫紅色、黃褐色，致密狀，土質(zhì)均勻細膩，含全風化泥巖顆粒成分，切面光滑，黏性較差，呈可塑狀。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡形態(tài)

經(jīng)現(xiàn)場勘探、工程地質(zhì)測繪，滑坡體前緣及兩側有明顯變形，原支護體系基本受到破壞，滑坡整體處于加速變形階段，主滑段已形成，抗滑段處于擠壓階段。在平面上形成“階梯狀”，坡面植被部分傾斜。根據(jù)地表裂縫發(fā)育規(guī)律、微地貌特征以及鉆探資料，滑坡后緣以位于最上部地表拉張裂縫等變形特征為界，兩側以兩側緣地表裂縫及住宅墻體拉張裂縫為界，前緣以坡腳基坑抗滑樁中部及坡腳滲水位置為界。該滑坡主滑方向290°，后緣高程為1 092.6 m，前緣高程為1 066.5 m，相對高差約26 m，地形坡度相對較陡，中段滑坡體坡度約40°～50°，兩端斜坡坡度為60°～80°。該滑坡縱長約60 m，橫寬約150 m，滑體總體面積約9 000 m2，滑體平均厚度約10 m，總體積約9萬m3，為牽引式小型滑坡。

2.2 滑坡物質(zhì)組成

滑體物質(zhì)主要為素填土及灰黃色、紅褐色殘坡積粉質(zhì)粘土，局部夾大量強風化碎石。粉質(zhì)粘土天然呈可塑狀，飽和狀態(tài)下結構松散凌亂，呈軟塑狀態(tài)，具有一定的脹縮性，滑動面呈折線形。下伏基巖巖性為薄—中厚層狀泥質(zhì)砂巖。由于強風化泥質(zhì)砂巖容易受下滲地表水的影響而改變物理力學性質(zhì)，結合滑坡區(qū)內(nèi)部房屋樁基深度以及房屋產(chǎn)生整體位移的現(xiàn)象，推測淺埋風化泥質(zhì)砂巖為滑帶?；矠橘_紀自流井群泥質(zhì)砂巖，該層巖體較完整，滲透性較弱，為相對不透水層。

3 滑坡變形特征

滑坡區(qū)后緣可見多條呈近南北向的拉張裂縫發(fā)育，裂縫長度為10～50 m，寬度為0.1～1.2 m，可視深度為0.4～1.0 m，局部裂縫產(chǎn)生0.4～1.0 m的錯落坎，局部可見明顯的地面隆起現(xiàn)象。滑坡中部住宅墻體及相關基礎設施均可見不同程度拉張裂縫發(fā)育，局部基礎淺埋房屋產(chǎn)生垮塌、傾倒。兩側側緣也發(fā)育平行于主滑方向的拉張裂縫。由于滑坡后緣土層較薄，在受到牽引后易產(chǎn)生拉張裂縫，裂縫方向垂直于主滑方向，長度為9～20 m，寬度為10～30 cm，可視深度為0.2～0.5 m（圖1）。

4 滑坡形成機制分析

4.1 滑坡影響因素

滑坡區(qū)原始地貌為斜坡體，受地形地貌、人類工程活動、地質(zhì)構造、地層巖性以及水文地質(zhì)條件等控制，滑坡的形成明顯受內(nèi)在因素（地形地貌等地質(zhì)條件）和外在因素（人類工程活動）的雙重影響。

（1）地形地貌。滑坡區(qū)屬陡斜坡地形地貌，位于谷地右側侵蝕形成的斜坡臺地地帶，相對高差為20～47 m?；碌匦纹露茸兓^大，多為30°～65°，中部坡度多大于40°，前緣坡腳因切坡臨空面較高，坡度較陡且近于直立，為滑坡變形提供了良好的空間條件，有利于滑坡的產(chǎn)生。

（2）人類工程活動?；虑把鼗娱_挖，在既有擋墻前采用樁錨進行支擋，由于開挖后未及時設置樁間板，造成樁間土受水軟化擠出，基坑支護體系失效，使坡體產(chǎn)生剪出口?；w被擾動后地表水下滲至巖土接觸面，巖體為泥質(zhì)砂巖，具有隔水作用，巖土接觸面物理力學指標下降形成滑面，滑面上部巖土體和建筑物產(chǎn)生滑動。

（3）不利的巖土結構?；禄鶐r為抗風化能力較弱的泥質(zhì)砂巖，在雨水的浸泡下，風化加劇。殘坡積粉質(zhì)粘土中夾雜大量強風化層碎裂基巖，抗剪強度降低，在雨水長期浸泡下形成軟弱填充物，為滑坡提供了天然滑面，使上部滑體失去支撐，造成滑體易沿空隙大面積剪出。

（4）大氣降雨。區(qū)內(nèi)大氣降水較豐富，易出現(xiàn)持續(xù)強降雨天氣，是導致滑坡發(fā)生滑塌的主要誘因之一。持續(xù)的大氣降水補充，下滲的雨水浸泡軟化土體，使其抗剪強度降低，重度增大，同時動水和靜水壓力增大，均可加劇滑移。加之受地形地貌影響，區(qū)內(nèi)坡體匯水量大，對斜坡區(qū)強風化層巖土體造成沖刷，嚴重降低坡體的穩(wěn)定性，為滑坡形成提供有利的動力條件，最終使強風化層沿滑面發(fā)生滑動。

4.2 滑坡變形破壞機制

由于基坑支護體系失效，坡腳產(chǎn)生臨空面，樁間土體垮塌、流失掏空形成剪出口，剪出口位于基坑抗滑樁中部，外加上部強風化基巖在土體滑動作用下受到不同程度的擾動，導致部分淺埋強風化層受到牽引，產(chǎn)生牽引式滑坡，邊坡土層土體發(fā)生滑移，邊坡后緣出現(xiàn)拉裂縫。

汛期地表水流進入滑坡體內(nèi)，滑坡體呈飽和狀態(tài)，加之泥質(zhì)砂巖被水浸泡力學參數(shù)的降低，加快邊坡的滑動。從現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及勘探過程中發(fā)現(xiàn)，滑坡體后緣出現(xiàn)寬10～30 cm的拉裂縫，滑坡體前緣鼓脹裂縫及兩側羽狀裂縫明顯，滑坡體現(xiàn)處于加速變形階段。滑坡中部主滑段滑面已形成，滑坡上部牽引段發(fā)生開裂，滑坡范圍逐漸加大?，F(xiàn)及時對下部抗滑段采取反壓等應急措施，減緩了變形速度，控制其擴大趨勢。

5 滑坡穩(wěn)定性評價

滑坡區(qū)整體處于老滑坡體上，早年經(jīng)過開挖、再局部回填、坡腳基坑開挖等，導致研究區(qū)部分區(qū)域產(chǎn)生滑移，部分住宅墻體開裂，地表道路出現(xiàn)拉裂縫，滑坡體前緣及兩側有明顯變形，原支護體系基本受到破壞，主滑段已形成，抗滑段處于擠壓階段。若地質(zhì)條件進一步惡化，特別是持續(xù)降雨或暴雨，地表水沿拉裂縫下滲至滑坡體內(nèi)，土體飽和以及滑面物理力學參數(shù)的降低，造成滑面剪應力大于抗滑強度，滑坡有進一步發(fā)展的可能，對上部建筑物及人生安全造成重大的影響。

5.1 計算參數(shù)

為了量化分析滑坡體穩(wěn)定性問題，采集土樣及巖樣進行室內(nèi)試驗，進而綜合確定滑坡計算參數(shù)。錦匯·公園天廈滑坡滑帶土天然狀態(tài)下容重為18.1 kN/m3，內(nèi)摩擦角為12.3°，黏聚力為21.1 kPa；素填土天然狀態(tài)下容重為18.0 kN/m3，內(nèi)摩擦角為15°，黏聚力為5.0 kPa；粉質(zhì)粘土天然狀態(tài)下容重為18.32 kN/m3，內(nèi)摩擦角為7.5°，黏聚力為34.4 kPa；強風化泥巖天然狀態(tài)下容重為19.4 kN/m3，內(nèi)摩擦角為15.9°，黏聚力為40.0 kPa。

5.2 穩(wěn)定性計算與綜合評價

根據(jù)滑坡變形特征，選取“自重+荷載”工況，計算模型滑動面選擇折線形，根據(jù)上述確定的滑坡巖土體物理力學參數(shù)，對典型剖面1-1′、2-2′、3-3′、4-4′、5-5′和6-6′剖面采用傳遞系數(shù)法進行穩(wěn)定性計算，計算結果見表1。

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經(jīng)穩(wěn)定計算，滑坡1-1′、2-2′和4-4′剖面在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)分別為0.98、0.987和0.978，均小于1.0，處于不穩(wěn)定狀態(tài)?；?-3′、5-5′和6-6′剖面在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.148、1.137和1.136，穩(wěn)定系數(shù)大于1.05，而小于1.15，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

通過以上分析可知，由于地表水入滲和人類不合理的活動作用致使滑坡變形強烈，滑坡在天然狀態(tài)下處于不穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)，巖土體結構已經(jīng)發(fā)生破壞，抗剪強度降低，在累進性破壞作用下，或者遇到持續(xù)降雨或暴雨的不利情況，滑坡穩(wěn)定性將逐步降低直至整體失穩(wěn)下滑，嚴重威脅上部建筑物的安全。而滑坡下方為在建建筑基坑，如果滑坡發(fā)生滑動，對下方建筑基坑也將產(chǎn)生難以預估的破壞，因此建議盡快采取積極有效的防治加固措施。

6 結論

（1）錦匯·公園天廈滑坡主滑方向為290°，后緣高程為1 092.6 m，前緣高程為1 066.5 m，相對高差約26 m，中段滑坡體坡度約40°～50°，兩端斜坡坡度為60°～80°。該滑坡縱長約60 m，橫寬約150 m，滑體總體面積約9 000 m2，滑體平均厚約10 m，總體積約9.00×104m3，為牽引式小型滑坡。滑體物質(zhì)主要為素填土及灰黃色、紅褐色殘坡積粉質(zhì)粘土，局部夾大量強風化碎石。

（2）滑坡區(qū)受地形地貌、人類工程活動、地質(zhì)構造、地層巖性等控制，滑坡的形成明顯受內(nèi)在因素（地形地貌等地質(zhì)條件）和外在因素（人類工程活動）的雙重影響。

（3）滑坡發(fā)生變形滑動的主要原因是下方基坑開挖使其前緣形成高陡臨空面，使上部殘坡積層易沿基巖面滑出。該滑坡為淺層牽引式滑坡，滑動面為強風化巖層面，屬于折線型滑動。

（4）經(jīng)定性評價及定量計算，滑坡處于不穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，巖土體結構已經(jīng)發(fā)生破壞，抗剪強度降低，在累積性作用下存在整體失穩(wěn)的可能，威脅滑坡體上部的建筑物及下方建筑基坑的安全，建議盡快采取積極有效的防治加固措施。