福建閩侯某小區(qū)滑坡特征及成因機制分析

葉龍珍

（1.福建省地質災害防治重點實驗室，福建 福州 350002；2.福建省地質工程勘察院，福建 福州 350002）

0 引言

隨著城市化進程的加速，城市居民住宅建設的步伐也同時加快，以滿足日益增長的居住需求。閩侯某小區(qū)位于福建省福州市城區(qū)外圍，地理位置優(yōu)越，交通便利。2011年5月上旬強降雨后，山坡中后部產生拉裂、鼓脹變形，對坡頂在建住宅構成嚴重威脅，業(yè)主隨后委托專業(yè)單位開展滑坡勘察設計工作［1-2］。通過詳細的滑坡治理工程勘察及密切的深部位移監(jiān)測，多角度論證判定滑面的位置，分析其影響因素，在此基礎上提出有效的防治方案設計。

1 滑坡區(qū)地質環(huán)境條件

滑坡區(qū)域上屬侵剝蝕低山地貌，因高速公路及國道切坡低山鞍部，滑坡所在山體現(xiàn)呈孤立丘陵狀，原始山坡為略凸形坡，總體呈上陡中緩下陡狀，上部平均坡度 15°、中部平均坡度 10°，下部平均坡度 23°。滑坡后緣原為基巖出露呈陡坎狀，現(xiàn)為在建住宅樓施工堆填場地，高程約 61m，前緣為平坦農田，標高18m。山坡高差約43m。

滑坡區(qū)地質構造較簡單，附近無大的斷裂構造通過。場地所在丘體為北東向侵入巖體，巖性為花崗閃長巖、花崗斑巖。根據(jù)GB18306-2001《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（1∶400萬），本區(qū)地震峰值加速度為0.05g。

滑坡區(qū)屬典型的亞熱帶季風氣候區(qū)，溫和濕潤，雨量充足，多年平均降雨量1433mm，雨量集中在5、6、8、9四個月份，占全年降雨量的55％ ～60％，5～6月為梅雨季，6、7、8、9月為臺風季，臺風暴雨往往造成局部高強度降雨，易誘發(fā)地質災害。2011年5月12日福州市出現(xiàn)強對流天氣暴雨過程，過程降雨量達60mm。地下水類型主要為表層松散土體的孔隙水、下部基巖孔隙裂隙水，其主要補給來源為大氣降雨，因滑坡區(qū)左側周界為外凸分水嶺，右側周側外圍地勢較低，受小沖溝阻斷，滑坡有效匯水面積有限約10 000m2，降雨形成地表逕流自坡頂住宅小區(qū)向北東側低洼處坡腳排泄。基巖風化裂隙中的潛水主要接受上部含水層補給及臨近基巖裂隙水的側向補給，地下含水層富水性差。

2 滑坡發(fā)育特征

2.1 滑坡形態(tài)

滑坡在平面上總體呈“U”型（圖1）。后緣施工便道內側下錯拉張裂縫發(fā)育（圖2），左翼下錯剪切裂縫完整連續(xù)，右側小沖溝發(fā)育，周界明顯。滑坡主滑方向為 NE50°，主軸長 160m，平均寬 55m，面積約 8800m2，平均厚度14m，方量約12×104m3。滑體由素填土、坡殘積層組成，滑面為花崗閃長巖殘積粘性土與全風化花崗閃長巖交界面，滑坡屬中層土質滑坡［3］。

圖1 閩侯某小區(qū)滑坡工程地質平面圖Fig.1 Plan geological sketc of one districts Landslide in minhou county

圖2 閩侯某小區(qū)滑坡工程地質剖面圖Fig.2 Geological section landslide of one distric Landslide in minhou county

2.2 滑面

據(jù)滑坡中上部探井揭露（照片1、2），井深9.0m處揭露次級滑坡壁，滑坡壁陡直，滑面光滑見明顯擦痕，滑坡壁周側滑帶土體含較多黃褐色、銹色浸染物；井深14.5m處揭露位于花崗閃長巖殘積粘性土與全風化花崗閃長巖交界面形成的主滑動面，滑面光滑、擦痕明顯，滑帶附近土體經過擾動重組，結構凌亂，多為黃色、灰褐色粘土，切面光滑、韌性高，呈軟塑狀。據(jù)滑帶土體的結構、性狀，滑動面附著物綜合判定：探井周側該深度段滑面已基本貫通，滑坡屬于老滑坡。

照片1 滑面（探井）Fig.1 Sliding surface（inspection well）

照片2 滑帶土（探井）Fig.2 Sliding zone clay（inspection well）

據(jù)滑坡主滑剖面4個深層土體位移測斜孔監(jiān)測成果分析（圖3～6），滑坡中上部變形較大，中下部變形較小、速率緩。上部CX1在初測后10日在12.5m附近出現(xiàn)明顯陡變，最大累計變形量在30mm，16日后于12.5m附近出現(xiàn)測斜管變形破壞，其原因主要是斜坡上方因施工機械及堆載作用，原已形成的滑面進一步大變形直至破壞；中上部CX2在初測后10日測斜曲線12.5m附近出現(xiàn)轉折，表明潛在滑移面開始初顯變形，在36日后呈明顯陡變，最大累計變形量64.7mm，其原因為斜坡上方施工機械及堆載持續(xù)作用，原斷續(xù)變形的滑面呈貫通狀，變形明顯擴大，進一步與勘察期間揭露滑面位置對應驗證。中下部CX3測斜曲線輕微轉折段隨監(jiān)測時間的推移向深部發(fā)展，未出現(xiàn)明顯陡變，其原因主要是應力集中帶由淺至深轉移，未形成貫通滑面。坡腳CX4在測斜曲線未出現(xiàn)明顯變形，最大累計變形量小僅6mm，表明前緣坡腳基本穩(wěn)定。

圖3 CX1位移－深度關系曲線Fig.3 Sub-surface displacement at CX1

圖4 CX2位移－深度關系曲線Fig.4 Sub-sur face displacement at CX2

2.3 滑坡變形特征

后緣施工便道內側下錯拉張裂縫發(fā)育，縫寬2～3cm，下錯5～15cm，呈線狀斷續(xù)延伸長約50m。中部地勢平緩，整體坡度約 5°～10°，標高 40.0～45.0m段坡面鼓脹裂隙很發(fā)育，毛石漿砌墳墓開裂嚴重，中下部標高38.0～40.0m段發(fā)育拉張裂縫，縫寬20～30cm，呈線形延伸約20m。滑坡左翼發(fā)育剪切裂縫長約60m，寬20～40cm，下錯5～10cm，據(jù)裂縫處植被發(fā)育情況推斷該裂縫為2～3年前形成。

圖5 CX3位移－深度關系曲線Fig.5 Sub－surface displacement at CX3

圖6 CX4位移－深度關系曲線Fig.6 Sub-surface displacement at CX4

3 滑坡成因機制分析

3.1 影響因素分析

影響地質災害發(fā)生的因素主要包括：地質構造、巖土性質、地形坡度、地貌分區(qū)、人類工程活動、降雨等［4］。

3.1.1 人類活動改造的地形地貌

滑坡后緣原為近直立陡坎，陡坎壁出露中風化巖石，因住宅小區(qū)施工需要，后緣堆棄大量的填土，后緣荷載增大，中部地勢平緩總體坡度約10°，山地果林墾植破壞了山坡植被，為降雨入滲創(chuàng)造條件，中前部漸陡坡度23°，前緣為平坦農田。

3.1.2 巖土體物質結構及組成

滑坡后緣覆蓋層主要為素填土、花崗閃長巖殘坡積粘性土，素填土厚度為7～10 m，呈稍密狀，孔隙度大且堆填不均勻，降雨入滲填土體，進一步增加土體重度，中后段滑體下滑力增長顯著。場地殘坡積粘性土層厚度較大達15～22m，間多夾球狀風化巖體，巖土體界面易成為地下水通道，下伏相對致密的花崗閃長巖風化層。

3.1.3 大氣降雨的誘發(fā)作用

降雨是影響山坡穩(wěn)定性及誘發(fā)滑坡的最主要外界條件之一，強降雨形成地表水通過后緣及側翼已經形成的裂縫下滲坡體，滑體浸水后容重增大，下滑力增大，抗剪強度指標C、φ值下降，抗滑力急劇下降，誘發(fā)滑坡的產生。2011年5月上旬福州市連續(xù)7天強降雨后發(fā)育滑坡后緣的下錯拉張裂縫，表明滑坡的變形加劇的重要誘發(fā)因素是強降雨。

綜合表明，滑坡上陡中緩下陡的地形地貌、厚層的殘坡積層土體及巖土滑移界面的局部發(fā)育是內在原因，而人工堆載及降雨是重要的外界誘發(fā)因素。

3.2 滑坡破壞模式

斜坡巖土體破壞機制主要分蠕滑-拉裂、滑移-拉裂、滑移-壓致拉裂、滑移 -彎曲、彎曲 -拉裂、塑流-拉裂、蠕滑-拉裂-切角等基本型式及其轉化的復合型式［5］。

滑坡后緣受建設施工堆載作用，滑體下滑力增加，產生后緣拉張裂縫，應力集中向裂縫下部轉移形成殘坡積層與風化巖界面的潛在滑移面，剪應力在潛在滑移面進一步集中直至發(fā)生剪切蠕滑。同時降雨作用加大了滑體下滑力，因滑面光滑、透水性差，孔隙水壓力急劇升高，加劇滑面的貫通和滑體剪切滑移，而中下部呈現(xiàn)類似于抗滑支擋結構，滑移受阻，產生彎曲鼓脹，形成壓應力集中變形帶，應力集中帶擠壓消散時對臨近中下部土體拉裂，形成擠壓和拉裂并存的變形跡象，目前滑坡處于中部剪切滑移面強度與應力積累大致平衡階段。其變形破壞模式如圖7，滑坡總體表現(xiàn)為中上部蠕滑速度快、中下部速度慢的不對等的非連續(xù)性蠕滑-拉裂-擠壓型破壞模式，其力學表現(xiàn)為中上部滑面抗滑力 ΣT≤ΣS，ΣS-ΣT值較小，下滑加速度a較小。

圖7 滑坡變形破壞模式圖Fig.7 Map of the landslide deformation failure

4 滑坡防治工程措施

依據(jù)滑坡基本特征、影響因素及破壞模式，按常規(guī)方案可采用削坡、抗滑支擋、排水綜合工程措施綜合治理，圃于小區(qū)建設場地紅線條件限制，不具備大規(guī)模削坡條件，工程措施主要針對滑坡中后緣下滑力進行控制，采取兩排錨索抗滑樁，后排13根，樁徑2m，間距5.5m，長25m，埋深不少于7m，每根樁上設置6根預應力錨索，分三排布置，每排兩根；中部紅線位置布置樁14根，樁徑1.8m，樁間距7.5m，長24m，埋深不少于6m，每根樁上設置4根預應力錨索，分兩排布置，每排兩根。在滑坡影響外圍布設截排水溝及滑坡范圍內布設仰斜排水孔。

5 結論

（1）滑坡勘察中探井、鉆孔及原位測試等手段，綜合深部位移監(jiān)測成果，對滑面位置及貫通狀況判定做到相互印證。

（2）閩侯某小區(qū)滑坡為推移式土質滑坡，其中后部已基本形成貫通滑面，對中前部土體形成高應力擠壓，前緣基本穩(wěn)定。根據(jù)其蠕滑-拉裂-擠壓破壞模式，采取相應防治工程措施。

［1］陳瑞明，張曉斌.閩侯某小區(qū)滑坡治理工程巖土工程勘察報告［R］.2011.CHEN Ruiming，ZHANG Xiaobing.The geotechnical investigation report of one residence distric landslide in Minhou County［R］.2011.

［2］范良榮，陳瑞明.閩侯某小區(qū)滑坡治理工程位移監(jiān)測中間報告［R］.2011.FAN Liangrong，CHEN Ruiming.The middle report of displacement monitoring of one residence distric landslide in Minhou County［R］.2011.

［3］DZ/T0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范［S］.DZ/T0219-2006，Specification of design and construction for landslide stabilization［S］.

［4］吳道榮，周偉棟，王國民.福建省臺風降雨型地質災害機理分析及防治對策［A］；海峽西岸防抗臺風抗洪搶險救災論壇論文集［C］.2007.WU Daorong，ZHOU Weidong，WANG Guoming.Mechanism analysis and control countermeasure on typhoon intense rainfall of geo-harzards in Fujian province［A］.The collection of essays of prevention resistion to typhoon and flood with resuce hazards［C］.2007.

［5］黃潤秋.20世紀以來中國的大型滑坡及其發(fā)生機制［J］.巖石力學與工程學報，2007，26（3）.HUANG Runqiu.Large scale landslides and their sliding mechanism in china since the 20th century［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2007，26（3）.