仁壽縣社會福利院滑坡特征及防治對策

王興宇

(中冶成都勘察研究總院有限公司，四川成都610023)

仁壽縣社會福利院滑坡位于仁壽縣文林鎮衛星村十一社，106省道南側。其地處于川西臺陷龍泉褶皺帶，位于尖山背斜西翼，場地出露巖土層主要為第四系和侏羅系中統上沙溪廟組(J2s)。受區域構造影響，滑坡區內巖層裂隙極為發育，形成了上覆松散堆積物下覆堅硬－半堅硬巖層的邊坡結構，極易形成滑坡。由于暴雨及洪水災害，該滑坡已發生多次失穩滑動，造成坡腳5棟新建建筑不同程度損壞，直接經濟損失超過1 000萬元，坡腳新建房屋變形嚴重，裂隙明顯，一旦滑坡變形加劇，將給坡腳新建的仁壽縣社會福利院等公共建筑帶來巨大損失，嚴重影響施工進度，同時將導致坡腳其他建筑無法繼續施工。因此，對該滑坡進行工程治理是十分必要也是十分緊迫的。

1 滑坡的基本特征

1.1 形態特征

仁壽縣社會福利院滑坡體平面形態近似呈不規則的圈椅狀(如圖1)，后緣高程為458～460 m，前緣高程為428～430 m，高差約32 m，縱向斜長約200 m，主滑方向54°，橫寬約220～240 m，平面面積約4.8×104m2。滑面多位于泥巖與泥質砂巖接觸帶，滑體平均厚度9 m，滑坡體積約4.0×105m3，屬于中型滑坡。滑坡坡體上形成有3～5級階梯狀平臺，總體地形坡度15°～30°，滑坡體后緣為高10～15 m的斜坡，大體呈20°～30°。

1.2 變形特征

滑坡區邊界清晰，周界裂縫明顯。其中，后緣為拉張裂縫，呈不規則的“S”形，長度3.8～210 m，縫寬10～150 cm，由滑坡滑移拉張而成，縫內多為后期充填的耕植土、黏土及少量碎石。滑坡右側以貫通剪切裂縫為界，滑坡左側可見不連續的剪切裂縫，走向為100°～110°，長度為16.5～200 m，縫寬5～20 cm。

2011年5月，因暴雨誘發滑坡，坡體后緣形成滑壁(錯落陡坎)，最大高度1.5 m，坡體中上部陡坎變形較嚴重，有多條縱向剪切裂縫(或羽狀裂縫)。

1.3 滑坡的物質結構特征

圖1 仁壽縣社會福利院滑坡工程地質圖

1.3.1 滑坡體特征

滑坡體厚度介于0.5～18.7 m，組成物質以棕紅、紅褐色為主的黏性土和紫紅色的強風化及中風化泥巖(見圖2)。其中，黏性土分布在整個滑坡體中，含有5% ～10%的碎塊石，該層厚度為0.5 m～4.0 m，局部達到8 m。根據野外鑒別，碎塊石巖性為泥質結構的強風化泥巖，粒徑為1～5 cm，最大塊石粒徑達10 cm，棱角狀或次棱狀。鉆孔揭示泥巖層極其破碎，其天然抗壓強度標準值為3.65 MPa，屬極軟巖類，抗風化能力極差，遇水易軟化、泥化，工程地質性狀較差。滑坡體透水性中等，但土體滑動破壞后所產生的裂縫增強了滑 體的透水性，土體呈軟塑～可塑狀態。

圖2 仁壽縣社會福利院滑坡2－2’剖面圖

1.3.2 滑床特征

滑床為侏羅系中統沙溪廟組(J2s)泥巖、泥質砂巖，滑床面坡角上陡下緩，上段滑床面平均坡度25°，下段平均坡度15°，巖層產狀255°∠12°，為反坡向傾斜。滑床內地下水發育，在滑床頂部形成滯水構造，這對坡體的穩定極為不利。厚層狀砂巖夾有強風化泥巖，強風化帶厚度約0.5 m，巖芯多呈碎塊狀，裂隙發育，完整性差，偶見泥化夾層。中風化帶強度、抗風化能力相對較好，巖芯采取率較高，完整性較好。

從縱剖面可看出，后緣較陡，中部和前緣的滑面傾角較平緩，前緣滑面坡角4°～12°，滑坡滑床總體起伏均勻，無大的起伏。

1.3.3 滑帶特征

鉆孔及探槽勘察顯示，滑動帶土為強風化極破碎泥巖層，夾少量粉質黏土，厚度為0.20～0.30 m不等。滑帶土具有擠壓或揉皺層理，呈濕～很濕狀態，實驗室鑒定結果表明，滑帶土為含粉質黏土的角礫［1，2］。

2 滑坡的成因及破壞機制分析

2.1 滑坡的成因

2.1.1 外因

(1)人類工程活動:由于坡體前緣修建建筑，坡腳處進行了大開挖施工，對邊坡造成了擾動;同時，坡頂灌溉渠春季澆灌，使得大量地表水下滲，破壞了原斜坡形態，使原本平衡的應力狀態發生改變，加速了滑坡的活動。

(2)降雨:2011年5月20日的暴雨致使坡頂灌溉渠失穩垮塌，形成凹槽，渠內水體通過凹槽灌入坡體，灌溉渠滲流水與地表雨水的不斷滲入，使得滑坡體自重增加，下滑力增大，并促使坡體物質軟化，降低了基巖交界面巖體抗剪強度，形成軟弱帶。同時，由于地下水不能及時排出，滑坡體底部的揚壓力不斷增加，滑體法向壓力減小，摩阻力也隨之降低，使得滑體臨近極限平衡狀態。

2.1.2 內因

(1)地形地貌:滑坡及蠕動變形區所處位置原為自然斜坡，東高西低，坡度20°～30°，該地形地貌特征為滑坡體變形破壞提供了原始的自然條件。

(2)物質組成:滑體土主要由殘坡積層黏性土及破碎泥巖層構成。殘坡積土層結構松散，孔隙度較大，使得強降雨時雨水易通過孔隙滲入坡體。結構極為破碎的下覆基巖層遇水時極易軟化，強度降低。同時，其透水性差，使得滲入坡體內的水無法及時排除，促進了坡體的失穩。

2.2 滑坡破壞機制分析

據現場踏勘，滑坡體中，后緣坡面坡度較大，雨水及灌溉渠內的水滲入殘坡積土層沿覆蓋層排泄，降低了坡體的抗剪強度。中、后緣坡體土向前緣滑移，從而推移坡體前緣土體失穩，表現為推移式滑坡，滑坡的破壞模式為基巖接觸面的折線型滑坡。

該滑坡為以第四系松散體和破碎泥巖為主的邊坡，近期變形表現為滑坡體蠕滑擠壓，地表出現大量拉裂縫及剪切裂縫，坡腳基巖臨空面未滑動，滑體從陡坎底地面以下剪出。目前，該滑坡穩定性較差，監測數據顯示其變形仍然在繼續，在降雨、蓄水和人類工程活動的影響下滑坡穩定性必然會明顯降低，變形大大加劇，進而產生嚴重危害。

3 滑體的穩定性分析

3.1 計算方法

據滑坡地質特征及《滑坡防治工程勘察規范》(DZ/T0218－2006)［3］，該滑坡的穩定性分析采用不平衡推力傳遞系數法，如圖3所示。安全系數見下式:

圖3 滑坡穩定性計算模型

式中:

Ψi為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(j=i);A 為地震加速度;Ψi=cos(αi－αi+1)－sin(αi－αi+1)tgi+1;Wi為第i條塊的重量(kN/m);C為第i條塊內聚力(kPa);i為第i條塊內摩擦角(o);Li為第i條塊滑面長度(m);αi為第i條塊滑面傾角(o);Kf為穩定系數。

3.2 參數選取

野外鉆探和定性調查結果表明，該滑坡在暴雨工況下處于欠穩定狀態，在天然和地震工況下處于基本穩定狀態。通過參考土樣室內試驗結果及反演成果進行經驗類比及反算，該滑坡穩定性計算主要參數建議取值如表1。

3.3 計算結果及穩定性評價

滑坡推力及穩定性計算分析工況設計為三種，即天然工況(自重+地表荷載)、暴雨工況(自重+地表荷載+暴雨)、地震工況(自重+地表荷載+地震)。由于滑坡體內地下水位很高，而且常年受到坡體后緣灌溉渠雨水滲入的影響，故在計算中要考慮地下水的動水壓力影響。采用1－1’、2－2’、3－3’、4－4’、5－5’五條實測縱剖面，分別計算滑坡的穩定性，如表2所示。

由表2可知，該滑坡在天然工況下處于基本穩定～穩定狀態，地震工況條件下均處于基本穩定狀態，在暴雨工況條件下則處于不穩定狀態，與現場勘察查明的滑坡特征一致，與其在每年5～9月雨季產生拉裂變形的現象相符合。

表1 滑坡穩定性計算主要參數建議值

表2 縱剖面滑坡穩定系數

續表2

4 應急治理方案及效果評價

4.1 應急治理方案

社會福利院滑坡近期出現眾多的變形破壞形跡，如地面隆起、地面裂縫、房屋墻體拉裂、柱與基礎錯位、柱與梁錯位、墻與梁分離、擋墻開裂及樹木傾斜等現象，目前仍處于蠕滑階段，一旦再次遭遇暴雨，邊坡滑動將進一步加劇。根據滑坡的成因及破壞機制分析，對該滑坡采用樁板式擋墻+截排水溝+裂縫填埋+局部削坡的綜合治理方案。

4.1.1 樁板式擋墻

為防止滑坡發生進一步變形，在其前緣剪出口位置設置一排抗滑樁板墻，考慮為建筑物消防通道預留空間，抗滑樁位置應從坡腳向坡體內退10 m以上。由于該滑坡為推移式滑坡，且中后部滑體厚度及滑坡推力很大，因此還應在坡體中部滑體厚度較薄處設置一排抗滑樁來有效降低坡體累計的剩余下滑力。

4.1.2 截排水溝

以50年一遇暴雨(100 mm/h)作為設計暴雨，100年一遇暴雨(120 mm/h)作為校核暴雨。首先考慮在坡腳抗滑樁前緣設置一道排水溝，用于排除坡體通過樁間擋土板泄水孔流出的水，在排水溝與抗滑樁之間留2 m間距設置散水(用200 mm厚的混凝土封閉)，保證坡腳抗滑樁所在位置無積水。考慮到坡體中無有效截排水系統，在暴雨工況下，積水無法有效排除，并滯留坡體，最終滲入滑動面，因此，可在滑坡體中部積水最多的位置設置一道截水溝，并通過邊溝將水分流到坡腳處的地表排水系統予以排除。

截水溝斷面尺寸設計成等腰梯形，排水溝斷面尺寸設計成U字型。根據最佳水力斷面條件高寬比的要求，設計截水溝溝底寬0.5 m，上口寬1.0 m，深0.5 m，溝邊坡坡率為1∶0.5，過水斷面面積為0.375 m2，側壁厚度為0.3 m，溝底厚度為0.4 m。設計排水溝溝底寬0.4 m，上口寬1.0 m，深0.4 m，過水斷面面積為0.16 m2，側壁厚度為0.3 m，溝底厚度為0.3 m。考慮防淤要求，溝底均采用5%的坡率，截排水溝布置總長為650 m。

4.1.3 裂縫填埋

對滑坡體裂縫進行檢查，采用黏性土對其進行回填并夯實，防止雨水輕易滲入坡體。

4.1.4 局部削坡

設計的抗滑樁板墻離坡腳有一定距離，為使坡腳建筑物有足夠的消防通道空間，同時保證樁前滑體不產生次生滑動，威脅坡腳建筑，在抗滑樁施工完成后，應對樁前滑體進行削除。另外，局部有一些土體松動，威脅坡腳建筑，也應進行削坡清除［4］～［6］。

4.2 效果評價

4.2.1 社會效益

若對滑坡進行有效的綜合治理，將為仁壽縣社會福利院及坡腳處的其它建筑消除災害隱患，為居民創造安全的居住環境，產生可觀的社會效益。

4.2.2 經濟效益

對該滑坡進行有效治理具有明顯的經濟效益，主要表現在:

(1)確保滑坡體坡腳建筑群的安全修復和未來居住;(2)確保周邊居住人員和住房的安全;(3)確保周圍其他市政建筑的順利施工。

4.2.3 環境效益

該滑坡得到有效治理后，保存的坡體耕地可繼續使用，節約了土地，同時保障了坡腳建筑物的重建，減少對周邊環境的占用和破壞，具有良好的環境效益。

5 結論

仁壽縣社會福利院滑坡屬于推移式中型滑坡，對其進行了滑坡特征、形成原因、破壞機制及穩定性分析，結果表明，滑坡在正常情況下處于基本穩定狀態，暴雨情況下則可能失穩滑動。

根據滑坡的成因、破壞機制及地形地貌特征，對該滑坡提出了樁板式擋墻+截排水溝+裂縫填埋+局部削坡的綜合治理方案建議，可有效降低滑坡的剩余推力，增強滑體的整體穩定性，防止滑坡的進一步變形，并取得良好的社會、經濟及環境效益。

［1］ GB 50330－2002建筑邊坡工程技術規范［S］

［2］ GB 50021－2001巖土工程勘查規范［S］

［3］ DZ/T0218—2006滑坡防治工程勘察規范［S］

［4］ 中冶成都勘察總院有限公司．四川省仁壽縣民政局社會福利院滑坡應急治理工程施工圖設計報告［R］.成都:2011

［5］ DZ/T0219—2006滑坡防治工程設計與施工技術規范［S］

［6］ GB 50003－2001砌體結構設計規范［S］