川南山區(qū)某邊坡滑移成因、穩(wěn)定性分析及防治對(duì)策

【摘要】

以四川省涼山州某縣城商品房開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為例，在對(duì)工程周邊滑坡體及周邊環(huán)境條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)滑坡的成因機(jī)制進(jìn)行了分析，并對(duì)切坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論計(jì)算分析評(píng)價(jià)，提出了針對(duì)性的防治措施，可供類(lèi)似工程參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】

邊坡滑移； 滑移成因； 穩(wěn)定性分析； 防治對(duì)策

【中圖分類(lèi)號(hào)】P642.22【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2024-04-23

［作者簡(jiǎn)介］趙彪（1990—），男，本科，工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)研究、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理與科技成果報(bào)告等工作；王智（1990—），男，本科，工程師，主要從事地下建筑與道路橋梁施工技術(shù)工作；陳宇杰（1995—），男，本科，助理工程師，主要從事質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化與施工技術(shù)工作。

0 引言

四川涼山州某縣城2022年進(jìn)行新建商品房建設(shè)項(xiàng)目的平基及基坑開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖第5天發(fā)現(xiàn)基坑北側(cè)坡地上方的市政道路及道路緊臨的民房周邊的地面出現(xiàn)開(kāi)裂變形，隨后裂縫迅速增多并延伸擴(kuò)展；同時(shí)，北側(cè)靠東的在建居民樓房開(kāi)始出現(xiàn)變形，隨著時(shí)間推移樓房整體發(fā)生傾斜，此間，邊坡呈現(xiàn)蠕滑變形跡象較為明顯。事后，在專(zhuān)家指導(dǎo)下立即組織進(jìn)行基坑回填反壓等應(yīng)急處置，后經(jīng)監(jiān)控量測(cè)，邊坡逐步趨于穩(wěn)定；事后對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)等事項(xiàng)的處置。

1 邊坡滑坡段的環(huán)境條件

1.1 區(qū)域地理環(huán)境特征、滑坡段地形地貌

本開(kāi)發(fā)項(xiàng)目位于“川滇南北向構(gòu)造帶”東緣的大涼山斷塊南部，地處大涼山斷塊，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，地殼巖體完整較差；脆弱的地質(zhì)環(huán)境導(dǎo)致所在的河流域成為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

滑坡段區(qū)域上屬構(gòu)造剝蝕山地中山地貌單元；地面整體起伏較大，東西向呈掃帚狀，南北向呈坡地、臺(tái)階狀分布，場(chǎng)區(qū)上覆土層主要為第四系人工填土素填土（Q4ml）、第四系崩塌堆積體（Q4del）、顯生宙中生界三疊系下統(tǒng)雷口坡組（T1f）全-中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖、顯生宙中生界三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、強(qiáng)-中風(fēng)化泥灰?guī)r組成。

1.2 自然氣候及水文條件

涼山州屬低緯度高原性氣候，立體氣候明顯，四季分明，年均氣溫11.4 ℃。境內(nèi)雨量充沛，年均降水量814.6 mm；冬季長(zhǎng)達(dá)135天，年均霜期125天。境內(nèi)自然災(zāi)害頻繁，主要有冰雹、暴風(fēng)雨、泥石流、干旱、寒潮霜凍、低溫等。

場(chǎng)區(qū)主要地下水類(lèi)型為上層滯水以及破碎巖中的基巖裂隙水，豐水期含水量較大?；麦w上部地形為階梯狀斜坡，地形不利于雨水的排出，易在坡體內(nèi)形成積水；基巖裂隙水長(zhǎng)期沿風(fēng)化巖裂隙滲入坡體，導(dǎo)致坡體地層重度進(jìn)一步增加，抗剪強(qiáng)度降低，極易誘發(fā)滑坡。

1.3 周邊環(huán)境條件

新建項(xiàng)目場(chǎng)地位于一東西走向的溝槽內(nèi)，溝槽南、東、北三面均為坡地，平均坡度30°～45°，滑坡形成于北側(cè)斜坡，邊坡滑移區(qū)域未見(jiàn)基巖，為殘坡積含碎石粉質(zhì)黏土層?；企w北側(cè)上側(cè)為市政道路，道路中心線(xiàn)離開(kāi)挖線(xiàn)10 m，道路寬11.2 m，與現(xiàn)狀基坑地貌高差3～12 m；緊鄰市政道路北側(cè)為5棟9層?xùn)|西走向框架結(jié)構(gòu)居民房，長(zhǎng)134.7 m，寬13.2 m，與開(kāi)挖線(xiàn)距離21～23 m，高差約12 m，居民房基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2～3 m，尺寸不大于1.5 m×1.5 m，主體結(jié)構(gòu)已完成，未投入使用。

滑坡段環(huán)境關(guān)系如圖1、圖2所示。

2 滑坡調(diào)查及成因分析

2.1 滑坡成因調(diào)查情況

邊坡變形體位于美姑河斷層與一小斷層相交部位及黃果樓背斜北西翼，同時(shí)又位于美姑特大古滑坡右前緣部位，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。受古滑坡、斷層、褶皺等影響，地層結(jié)構(gòu)松散，巖層破碎，地質(zhì)環(huán)境脆弱，易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目位于一東西走向的溝槽內(nèi)，溝槽南、東、北三面均為坡地，平均坡度30°～45°，變形體形成于北側(cè)斜坡。邊坡變形區(qū)未見(jiàn)基巖，為殘坡積含碎石粉質(zhì)黏土層。民房后緣、東側(cè)路邊及基坑內(nèi)東側(cè)邊坡見(jiàn)有基巖出露，為中-強(qiáng)風(fēng)化泥巖夾砂巖，產(chǎn)狀分別為325°∠40°、287-295°∠29-34°。

變形體南北長(zhǎng)約70 m，東西寬約90 m，厚8～12 m，處于蠕滑階段，左側(cè)及后緣邊界已基本形成，右側(cè)邊界已經(jīng)出現(xiàn)斷續(xù)斜裂縫，但未完全貫通，前緣剪出口未形成，滑面未形成（圖3），地表裂縫情況調(diào)查詳見(jiàn)表1。

靠東側(cè)的1號(hào)樓房屋開(kāi)始出現(xiàn)變形，柱、梁外觀(guān)可見(jiàn)少許裂縫；樓房整體發(fā)生傾斜，頂部最大達(dá)150 mm；1號(hào)樓與2號(hào)樓之間的沉降縫，在正面表現(xiàn)為張開(kāi)，背面表現(xiàn)為閉合，樓頂處已經(jīng)擠壓在一起，微有內(nèi)傾。

變形特征為：后緣及左側(cè)緣變形強(qiáng)且變形量大，具拉裂及剪張?zhí)攸c(diǎn)；右側(cè)具剪張?zhí)攸c(diǎn)，變形量相對(duì)較??；前緣未發(fā)現(xiàn)剪出口及鼓脹裂縫，但中前部發(fā)育橫向張裂縫，為牽引式土質(zhì)變形體。

2.2 滑坡成因分析

（1）該邊坡高差相對(duì)較大、坡度較陡有利于滑坡的形成，受古滑坡、斷層、褶皺等影響，地層結(jié)構(gòu)松散，地質(zhì)環(huán)境脆弱，覆蓋層厚度大，基巖埋藏深度變化大，前緣原有高陡臨空面3～6 m，坡度60°甚至直立，一旦人為擾動(dòng)、強(qiáng)降雨及地震作用時(shí)，極易產(chǎn)生變形，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

（2）特殊的水文地質(zhì)環(huán)境條件是孕育變形破壞及形成崩滑重要的條件［1］。地質(zhì)條件上坡體內(nèi)全風(fēng)化巖較厚，上方民房施工過(guò)程中的生產(chǎn)用水及自然雨雪水通過(guò)地表裂縫滲入地下，巖層遇水軟化；場(chǎng)地強(qiáng)風(fēng)化巖節(jié)理裂隙較為發(fā)育，在強(qiáng)風(fēng)化巖層內(nèi)存在較為破碎的風(fēng)化巖體帶，存在軟弱接觸面，基巖裂隙水的滲透，在通過(guò)節(jié)理裂隙面滲入坡體，導(dǎo)致坡體地層重度增加，軟弱接觸面抗剪強(qiáng)度降低以及形成滲流通道后滲流作用等綜合因素下導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑移，從而形成滑坡。

（3）變形體上房屋修建產(chǎn)生不合理加載；變形體上修建5棟9層樓房，如果沒(méi)有進(jìn)行巖土工程勘察、地基處理，或者選用的持力層不合理、基礎(chǔ)埋深不合理等，都可能因坡體變形房屋結(jié)構(gòu)破壞。

（4）新建建筑在坡體下方坡腳進(jìn)行深基坑開(kāi)挖造成大量卸荷，增加了臨空面高度，破壞了坡體應(yīng)力平衡，邊坡變形與基坑開(kāi)挖在時(shí)間上呈高度關(guān)聯(lián)性，是邊坡發(fā)生變形的重要誘因。

（5）基坑邊市政道路大流量大噸位載重汽車(chē)產(chǎn)生的動(dòng)荷載造成坡體進(jìn)一步變形。

3 邊坡穩(wěn)定性理論分析及應(yīng)對(duì)措施

3.1 邊坡穩(wěn)定性理論分析

場(chǎng)平后邊坡坡體主要為填土、崩塌堆積體、基巖構(gòu)成，根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖推測(cè)滑面為圓弧滑動(dòng)。本次計(jì)算依據(jù)GB50021-2001（2009年版）《巖土工程勘察規(guī)范》、GB50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中的基于極限平衡理論的平面滑動(dòng)面（圓弧滑動(dòng)）來(lái)計(jì)算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)及剩余下滑推力。作用于滑體條塊上的荷載有永久荷載、活動(dòng)荷載、偶然荷載。永久荷載主要包括條塊重量、新增加建筑荷載；活動(dòng)荷載包括地下水浮托力；偶然荷載主要考慮地震力。具體計(jì)算采用北京理正軟件公司的巖土設(shè)計(jì)軟件 6.5 完成。

3.1.1 圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算公式

按圓弧型計(jì)算，穩(wěn)定系數(shù)Fs計(jì)算公式如下：

FN=∑ni=11m［cilicosθi+（Gi+Gbi-Uicosθi）tanθi］

∑ni=1［（Gi+Gbi）sinθi+Qicosθi］

mθi=cosθi+tanφisinθiFs

Ui=12γw（hwi+hw，i-1）li

3.1.2 計(jì)算方案選取

根據(jù)邊坡受力特征及其可能出現(xiàn)的各種荷載情況組合：永久荷載主要為潛在滑面以上邊坡土體自重；可變荷載主要為暴雨產(chǎn)生的浮托力；偶然荷載主要為地震（所在區(qū)域抗震烈度為7度，地震加速度為0.15g，反應(yīng)譜特征周期為0.45 s）。本次選定三種工況，計(jì)算主剖面的邊坡穩(wěn)定性，具體工況如下：

工況Ⅰ：天然狀態(tài)；

工況Ⅱ：自重+地震；

工況Ⅲ：自重+連續(xù)暴雨。

3.1.3 計(jì)算參數(shù)選取

計(jì)算中所采用的巖土物理力學(xué)參數(shù)的選取合理與否，是計(jì)算評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在，其中坡體土的抗剪強(qiáng)度參數(shù) C、φ取值更是關(guān)系重大。本次計(jì)算中所采用的有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)，是根據(jù)勘察報(bào)告提供的室內(nèi)外試驗(yàn)成果確定的。計(jì)算取值見(jiàn)表2。

3.1.4 切方邊坡穩(wěn)定性及剩余下滑力計(jì)算

該段計(jì)算選取具有代表性的三個(gè)剖面作為計(jì)算剖面，以上剖面為現(xiàn)狀邊坡開(kāi)挖后形成的切方邊坡主要工程地質(zhì)剖面（圖4），邊坡坡度相對(duì)較大，通過(guò)計(jì)算其邊坡整體穩(wěn)定，為后續(xù)分析評(píng)價(jià)提供依據(jù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

3.1.5 切方邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)開(kāi)挖后形成的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算可知，當(dāng)考慮土層中滑動(dòng)時(shí)，在天然工況下和地震工況下其穩(wěn)定性系數(shù)為0.685～0.879，在自重+地震工況下其穩(wěn)定性系數(shù)為0.652～

0.831，在自重+連續(xù)暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)下降到最小為0.495，三種工況下穩(wěn)定系數(shù)均小于1.05，切方邊坡評(píng)價(jià)為不穩(wěn)定邊坡。

3.2 防治對(duì)策

在事件發(fā)生后，開(kāi)發(fā)商采取了積極應(yīng)對(duì)措施，沒(méi)有造成事態(tài)的擴(kuò)大及次生災(zāi)害。①在滑坡體出現(xiàn)裂縫后，快速組織進(jìn)行處置，防止事態(tài)的擴(kuò)大，采用原地附近取土?xí)円共煌?zhēng)分奪秒地分層壓實(shí)反壓回填，確?；麦w蠕變變形在短期內(nèi)趨于穩(wěn)定；

②對(duì)滑坡體上方的道路通行臨時(shí)中斷，禁止人員及車(chē)輛通行；

③迅速對(duì)滑坡體周邊及道路上出現(xiàn)的地面裂縫全面進(jìn)行封閉，防止地表水滲入土體，并對(duì)出現(xiàn)傾斜的在建民房周邊設(shè)置排水溝，有組織地對(duì)周邊水體進(jìn)行排放；

④疏散在建民房?jī)?nèi)的施工作業(yè)人員；

⑤采用信息化施工，加強(qiáng)施工期間邊坡及傾斜居民樓的變形監(jiān)測(cè)，并派專(zhuān)人24 h安全值守及安全預(yù)警巡查；

⑥迅速組織單位對(duì)此災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估；同時(shí)，對(duì)基坑外圍所涉及的地質(zhì)情況進(jìn)行擴(kuò)大補(bǔ)勘；

⑦按支護(hù)設(shè)計(jì)圖要求采用樁板墻+錨索的方式先支護(hù)后再開(kāi)挖。

4 結(jié)論

本開(kāi)發(fā)項(xiàng)目在無(wú)支護(hù)情況下進(jìn)行平場(chǎng)及基坑開(kāi)挖，誘發(fā)附近邊坡滑坡導(dǎo)致其上方的民房開(kāi)裂及傾斜，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失及不良社會(huì)影響，雖在事后進(jìn)行了快速處理沒(méi)有次生災(zāi)害發(fā)生，但教訓(xùn)極為深刻值得深思。

川滇山區(qū)的邊坡受古滑坡、斷層、褶皺影響，自身巖土體地質(zhì)條件較差，地質(zhì)環(huán)境脆弱，在自然狀態(tài)和外部因素作用下易發(fā)生邊坡滑移的地質(zhì)災(zāi)害，威脅人身財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)此類(lèi)地質(zhì)環(huán)境條件的工程項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)提前進(jìn)行充分的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，并應(yīng)按評(píng)估及設(shè)計(jì)文件的要求科學(xué)、按程序論證后組織實(shí)施，而不應(yīng)盲目進(jìn)行施工，否則，將會(huì)為此付出代價(jià)；作為施工管理者對(duì)此類(lèi)山區(qū)較復(fù)雜的地理環(huán)境及附近有重要建構(gòu)筑物的，一定要有安全風(fēng)險(xiǎn)辨別意識(shí)及最基本的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，防止因技術(shù)把關(guān)不嚴(yán)而給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

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［3］ 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范：GB50330-2013［S］.

［4］ 巖土工程勘察規(guī)范：GB50021-2001（2009年版）［S］.