較破碎順層巖質(zhì)邊坡破壞機理及治理對策研究

蔣文洋

摘 要：以貴州某新區(qū)市政道路滑坡為研究對象，對該滑坡變形破壞機理及治理對策進行分析研究。研究結(jié)果表明：滑坡區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，受節(jié)理裂隙切割，巖體較為破碎，下伏軟弱結(jié)構(gòu)面為滑坡的變形破壞奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，受開挖切腳及降雨入滲等影響，邊坡產(chǎn)生后退式漸進拉裂滑動破壞;對于較破碎巖體，采用錨固措施進行加固則難以保證成孔及注漿等，本次通過采用抗滑樁結(jié)合擋土板反壓回填進行處治，經(jīng)過為期一年的深層位移監(jiān)測，該措施對邊坡的整體穩(wěn)定具有良好的效果。

關(guān)鍵詞：滑坡;變形破壞機理;深層位移監(jiān)測;治理對策

隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長及西部大開發(fā)建設(shè)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)及土地開發(fā)利用，城市道路及建筑物周邊的環(huán)境邊坡—城市邊坡在山區(qū)城市建設(shè)中日益增多[1-3]。貴州省地處我國西南地區(qū)，主要以山地及丘陵地形為主，其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖土體結(jié)構(gòu)多變。山區(qū)城市道路建設(shè)過程中對坡體進行大量的挖方，破壞了地質(zhì)體原有的應(yīng)力平衡，在強降雨等自然營力作用下極易誘發(fā)滑坡，不僅產(chǎn)生了巨額的滑坡治理費用，同時還給工程建設(shè)及人民生命財產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。因此，合理有效地治理滑坡對城鎮(zhèn)道路的建設(shè)而言具有十分重要的意義。

滑坡實質(zhì)上是邊坡坡體漸進、動態(tài)破壞的過程[4]，同時滑坡治理工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其主要表現(xiàn)在：①滑坡影響因素的多樣性：滑坡受到地質(zhì)構(gòu)造、巖土體力學(xué)性質(zhì)、地應(yīng)力、降雨、工程擾動、時間等因素的綜合影響，滑坡體的變形破壞通常是一種極其復(fù)雜的現(xiàn)象;②治理措施的適用性：滑坡的治理措施有抗滑樁、擋墻、錨索、排水、清方等，各種措施針對具體的工程地質(zhì)條件及處治要求具有不同的適用性;③被保護對象的重要性：針對被保護對象的重要性不同，對于滑坡處治要求也不同，滑坡的安全系數(shù)取值也不同?；碌淖冃纹茐臋C理分析和研究是滑坡治理工程中的核心內(nèi)容，準(zhǔn)確地認(rèn)識滑坡變形破壞機理是滑坡治理工程的關(guān)鍵工作。

本文以貴州某新區(qū)某市政道路滑坡為研究對象，根據(jù)滑坡區(qū)的巖土體特征，對該滑坡影響因素、滑坡變形演化過程進行分析，研究該滑坡變形破壞機理并根據(jù)邊坡區(qū)的工程地質(zhì)條件采用合理可行的治理對策，結(jié)合深層位移監(jiān)測，檢驗治理效果，對于類似滑坡的防范和治理具有一定的借鑒作用。

1 工程概況

滑坡區(qū)位于貴州高原中部，總體地形南部略高，北部略低，屬云貴高原溶蝕-侵蝕型低中山和高原溶丘洼地地貌，區(qū)內(nèi)地勢起伏大，地表受剝蝕、溶蝕作用強烈，坡體植被較發(fā)育，多為林地。場區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，位于高峰斷層與馬場斷層之間，受構(gòu)造影響，路段區(qū)巖體節(jié)理極發(fā)育，巖體較破碎。市政道路以挖方的形式通過滑坡區(qū)自然邊坡坡腳，其地表相對高差約80 m，滑坡區(qū)地形見圖1。

該段邊坡原設(shè)計最大高度約33 m，一級邊坡坡腳設(shè)置擋墻、墻高8.5 m，二級邊坡坡率按1：1.25放坡、三、四級邊坡坡率按1：1.5進行放坡，坡面采用錨桿結(jié)合掛網(wǎng)植草防護（見圖2）。

該邊坡于2014年12月初完成全坡面的開挖及坡面防護，2014年12月底，受項目區(qū)連續(xù)降雨影響，該段邊坡發(fā)生滑移破壞，坡體沿坡腳順層剪出，坡口形成最大深約13 m、寬約1.0 m張拉裂縫，危及下側(cè)行人及施工安全，急需對邊坡進行處治。

2 滑坡特征

2.1 滑坡變形破壞特征及滑坡規(guī)模

滑體沿坡腳泥巖夾層剪出，坡體表面形成多條張拉裂縫，原施工部分獨立錨桿彎折脫離坡面，坡頂截水溝錯斷、開裂，后緣最大裂縫深約13 m、最寬約1.0 m。

綜合鉆探、深層位移監(jiān)測、現(xiàn)場實地測量等勘察成果，該段滑坡長105 m，橫向?qū)捈s50 m，面積約5 250 m2，平均滑體厚8 m，滑坡體積約42 000 m3，屬中型牽引式滑坡。

2.2 滑體物質(zhì)及滑動面特征

滑體物質(zhì)主要由散體狀白云巖及灰?guī)r夾泥巖組成，白云巖受溶蝕裂隙切割呈塊狀，裂隙被粘土填充?；瑒用嫖挥谄履_（路基邊緣）灰?guī)r夾泥巖中的泥巖夾層，泥巖層厚約10 cm，結(jié)合現(xiàn)場鉆探揭露滑動面深度處巖芯具有明顯的滑移鏡面和擦痕等微構(gòu)，滑床為泥巖夾層底部灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，厚度大。

2.3 滑坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

對相關(guān)勘察及監(jiān)測資料進行分析，該滑坡屬順層巖質(zhì)滑坡，坡體頂部基巖為白云巖，中下部為泥質(zhì)灰?guī)r夾泥巖，底部為泥質(zhì)灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀50°∠25°，邊坡剖面方向31°，巖層走向與路線走向小角度斜交，整體呈順傾結(jié)構(gòu)，受構(gòu)造影響，主要發(fā)育三組節(jié)理J1：50°∠80°，J2：330°∠87°、J3：160°∠82°，平均節(jié)理間距0.5 m，張開度約0.2 m，節(jié)理間泥質(zhì)充填，結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差，受節(jié)理裂隙切割，邊坡區(qū)巖體較破碎，見圖3。

3 滑坡變形破壞機理分析

3.1 滑坡影響因素分析

滑坡的影響因素主要分為自然因素和人為因素兩部分，具體如下：

（1）自然因素。①地質(zhì)構(gòu)造：滑坡區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，路段區(qū)巖體節(jié)理極發(fā)育，巖體較破碎。同時邊坡巖層走向與路線走向小角度斜交，整體呈順傾結(jié)構(gòu)。②地層巖性：滑坡體上部為白云巖、中下部為灰?guī)r夾泥巖，白云巖受節(jié)理裂隙切割，呈棋盤狀，結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差，為地表水的下滲提供了通道，中下部泥巖夾層為軟弱結(jié)構(gòu)面且整體呈順傾結(jié)構(gòu)，為外傾軟弱結(jié)構(gòu)面，遇水極易軟化。③大氣降雨：滑坡區(qū)整體為單斜地貌，后緣山體為蓄水構(gòu)造，匯水面積大，受連續(xù)降雨影響，大量地表水沿節(jié)理裂隙下滲，而泥巖夾層為相對隔水，進一步軟化結(jié)構(gòu)面抗剪參數(shù)。

（2）人為因素。道路以挖方的形式從斜坡前緣通過，對自然斜坡形成開挖切腳，破壞了原有的坡體應(yīng)力平衡。

3.2 滑坡機理分析

綜合上述影響因素，邊坡去下伏基巖含有泥巖夾層，為控制邊坡整體穩(wěn)定性的軟弱結(jié)構(gòu)面，為滑坡的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ);受三組節(jié)理裂隙切割，邊坡區(qū)巖體較破碎，為地表水的下滲提供了運營通道，進一步促進邊坡的變形發(fā)展;邊坡的開挖切腳，破壞了原有的坡體應(yīng)力平衡，削弱了坡腳抗力，進而導(dǎo)致坡體沿節(jié)理裂隙面及軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生后退漸進式牽引滑移破壞。

4 治理對策研究

根據(jù)滑坡規(guī)模及變形破壞機理分析，邊坡區(qū)整體呈順層滑移破壞，受節(jié)理裂隙切割，巖體呈棋盤狀，較破碎，結(jié)合勘察成果報告，選取典型斷面計算得滑坡下滑力水平分力E=1 100 kN/m。為保證下側(cè)道路的正常營運安全，對于順層滑坡的治理措施可從如下三個方面考慮：

（1）清方：根據(jù)勘察成果，邊坡滑移面位于路面標(biāo)高位置，滑面傾角約25°，沿滑面順層清方后采用植草綠化防護。由于該邊坡自然坡高約60 m且坡面植被較好，順層清方后工程量極大（約50萬方），景觀破壞嚴(yán)重，故方案可行性較差。

（2）錨固：根據(jù)邊坡的現(xiàn)狀，對坡面作適當(dāng)清方后采用框架錨索進行支護。由于邊坡區(qū)節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖體破碎，錨索成孔較困難，且難以保證注漿質(zhì)量，故該施工較困難。

（3）坡腳支擋：即在滑坡坡腳采用抗滑樁結(jié)合擋土板進行支擋，抗滑樁后側(cè)采用夯實碾壓回填作為反壓。該方案利用應(yīng)急搶險的坡腳反壓回填后在施作抗滑樁，施工較安全，可行性較高（見圖4）。

治理措施實施結(jié)束后，為檢驗治理效果同時為了實時動態(tài)掌握坡體的安全穩(wěn)定性、變形位移情況，為道路的后期營運提供安全預(yù)警，本次共布置三個深層位移監(jiān)測點對坡體進行為期一年的監(jiān)測，監(jiān)測布置圖及監(jiān)測曲線圖見圖5、圖6。

從圖6監(jiān)測曲線可知：JCK9號監(jiān)測孔2016年5月11日第一次監(jiān)測，監(jiān)測至2017年5月12日共監(jiān)測68次;該孔曲線無明顯滑動面，變形量最大處在1 m處，最大變形值為3.05 mm。該孔在一年的降雨影響下也無異常變化，說明監(jiān)測期間內(nèi)該孔處坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

JCK10號監(jiān)測孔2016年5月11日第一次監(jiān)測，監(jiān)測至2017年5月12日共監(jiān)測68次;該孔曲線平穩(wěn)運行，無明顯變形，變形量最大處在0.5 m處，最大變形值為1.37 mm。該孔在一年的降雨影響下也無異常變化，說明監(jiān)測期間內(nèi)該孔處坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上所述，通過2016年5月至2017年5月共計13個月的深層位移監(jiān)測，該邊坡經(jīng)歷了強降雨的影響，各個監(jiān)測孔數(shù)據(jù)目前都處于穩(wěn)定狀態(tài)，地表巡視也未發(fā)現(xiàn)異常狀況，說明目前該邊坡是穩(wěn)定的。

5 結(jié)論

本文以某市政道路滑坡為研究對象，分析了較破碎順層巖質(zhì)邊坡的變形破壞機理并提出合理可行的治理對策，結(jié)合深層位移監(jiān)測，得出如下結(jié)論：

（1）滑坡變形破壞是一個動態(tài)、漸進性破壞的過程，對于較破碎順層巖質(zhì)滑坡其破壞模式為：后退漸進式滑移破壞。（2）滑坡的影響因素主要受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、降雨及人工開挖切腳等，對于含泥巖夾層的外傾軟弱結(jié)構(gòu)面順層邊坡，開挖后極易產(chǎn)生順層滑動破壞，勘察及設(shè)計時應(yīng)加以重視。（3）對于滑坡的治理應(yīng)結(jié)合坡體的工程地質(zhì)條件、地形地貌、施工可行性及景觀綠化等綜合考慮，該滑坡采用圓形抗滑樁結(jié)合擋土板反壓回填的方式進行處治，經(jīng)一年的深層位移監(jiān)測，邊坡是穩(wěn)定的，說明該方案合理可行，施工便捷，對類似工程的治理具有一定的參考意義。

參考文獻：

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