湘南某滑坡形成機理分析及其處治

張小丁　段仲沅　黃強

摘要：本文詳細研究了湘南某滑坡地質條件，根據該滑坡特征，對該滑坡的成因機理和穩定性進行了分析與評判，然后根據建筑規劃有針對性的提出了有效治理措施并實施，該滑坡治理效果良好，可為類似工程提供參考。

關鍵詞：滑坡；成因機理；穩定性分析；治理

1.引言

某滑坡位于湘南某市西湖北路西側，107國道東南側，某小區內，滑坡體總面積11760m²如圖1。

早在2001年某市修建發明家廣場時在現滑坡體位置取土，造成部分山體滑動，為治理該滑坡及保護107國道，當時采取了減荷卸載、抗滑樁加固及漿砌片石護坡治理方案。

幾年來由于相鄰單位在坡頂堆載大量建筑垃圾，以及雨水沿原滑坡裂縫滲透，造成滑動帶土體長期泡水軟化。2010年9月，某擬建小區開挖部分坡腳土體修筑擋土墻時，導致原滑坡復活向下滑動，整體下滑10m，滑坡體最大高差32m，坡后形成3-4m陡坎，坡體出現大量裂縫，坡腳土體沖擊該小區4棟已建住宅樓，致使小區一住宅樓一樓墻體垮塌。

2.滑坡區工程地質條件

2.1地形地貌

該滑坡處于湘南紅層盆地，屬構造剝蝕丘陵地貌。滑坡內地形起伏，地勢總體為北高南低，最高點位于滑坡區西北部107國道邊緣，標高118.40m，最低點位于某小區，標高86.50m，相對高差20～32m，丘頂渾圓，丘坡起伏較大，自然坡角25～35°，植被已破壞。

2.2地質構造

滑坡區內巖層總體為一單斜構造，巖層產狀為：120°∠22°。巖石節理裂隙較發育，以剪切裂隙為主，裂隙一般間距<1m，呈半張開～微閉合狀態，近地表裂隙被泥質充填，透水性差。主要裂隙有二組，一組節理產狀為：270～285°∠70～75°，另一組節理產狀為：300～315°∠66～72°，兩組節理裂隙常呈“X”型，將巖體切割成規則或不規則的巖塊或巖屑，破壞了巖體整體結構的完整性，對該邊坡穩定性有一定影響。

2.3地層

滑坡區地層自上而下分別為：第四系①人工填土、②粉質粘土、③礫砂，白堊系④全風化泥質粉砂巖、⑤強風化泥質粉砂巖、⑥中風化泥質粉砂巖，主要巖土工程性質見表1。

2.4地震作用

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），該地區地震基本烈度小于Ⅵ度，屬相對穩定地塊。場區地震動峰值加速度a<0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s。可以不考慮地震對滑坡的影響。

2.5水文地質條件

本滑坡區地下水類型主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，地下水穩定水位埋深為5.3～6.2m，孔隙潛水賦存于礫砂中，受大氣降水補給，動態及幅度變化較大：基巖裂隙水賦存于白堊系強風化及中風化泥質粉砂巖節理裂隙和風化帶裂隙中，補給來源主要為大氣降水，巖石節理裂隙發育，但因其多呈半張開～微閉合狀態，地下水徑流條件較差，以片狀流形式排泄于地勢低洼處。

3.滑坡特征

3.1滑坡形態特征

該滑坡體平面形態呈扇形，滑坡后緣位于107國道，高程為105.50-118.40m，滑移約5m，前緣已滑移至某小區4棟已建住宅樓內，高程為86.50～89.50m，最大高差32.00m，滑坡體表面坡度約為25-35°。該滑坡滑動后在后緣出現多條長10～20m、高3～4米的陡坎，如圖2，滑坡體張拉裂縫寬8～30cm，長約5～30m，與坡向垂直，橫貫整個滑坡體，如圖3。滑面為礫砂層與全風化泥質粉砂巖界面，為一中層泥質順層滑坡，如圖4，是由于開挖坡腳引起的沿全風化泥質粉砂巖面滑動的牽引式土體滑坡。

3.2滑坡結構特征

該滑坡體主要由坡頂堆積的建筑垃圾、第四系人工填土、粉質粘土、礫砂組成，滑體前緣厚度7.20～12.40m，中間厚度8.80～12.80m，后緣厚度7.50～10.00m。滑動面（帶）為礫砂層與全風化泥質粉砂巖接觸界面，滑面厚度約10～20cm，滑面傾角約22，滑動面（帶）土主要為紫紅色、棕紅色的全風化泥質粉砂巖，該土層為可塑～軟塑狀態，含水量高，透水性弱，在各勘察鉆孔內均見滑動帶，說明該滑坡體中的滑動帶具有較好的連貫性。滑床為白堊系中風化及強風化泥質粉砂巖，巖層產狀120°∠22°，傾向與坡向基本一致。剪切出口為山坡下方擋土墻施工時開挖的臨空面。

4.滑坡原因分析

4.1滑坡的內因

依據上述滑坡結構特征，地下水沿著礫砂層與全風化泥質粉砂巖界面滲流，使接觸面處土體軟化，土體抗剪強度降低，地下水的滲流帶走土體中的細小顆粒，使土體結構疏松，形成軟弱帶。該滑坡地形坡度為25～35°，地質結構上為順向單斜構造，巖層產狀120°∠22°，巖層傾向與坡向基本一致。巖體中構造裂隙發育，巖體呈碎裂狀，使其具備了滑坡的內因。

4.2滑坡的外因

（1）滑坡區長期降雨，雨水沿著老滑坡形成的裂縫滲透，加上坡頂107國道排水溝裂縫長期滲水，沿土體表面孔隙裂隙下滲，不僅增加了下滑面上土體重度及動水壓力，更重要是使滑面上土體（全風化泥質粉砂巖）長期泡水軟化，降低其抗剪強度，加速了滑動帶的形成。

（2）坡頂由于相鄰單位施工時傾到大量建筑垃圾等廢棄物，形成超載。

（3）小區擋土墻施工時，開挖坡腳土體，在滑坡前緣形成臨空面，臨空高度6～8m，坡角近90°，形成前緣陡立的臨空面，使得滑坡有了發展的條件。

5.滑坡穩定性分析

（1）計算方法

該滑坡類型屬于土質牽引式滑坡，剖面上滑面近似于折線形，故采用傳遞系數法進行計算。計算時取滑坡的單位寬度為1 m，本次選擇有代表性的剖面進行計算，如圖5，計算公式如下：

式中：K-穩定系數；R_i-作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）；N_i-i塊段滑動面的法向分力（kN/m）；φ_i-第i塊段土的內摩擦角（°）；C_i-第i塊段土的粘聚力（kPa）：L_i-第i塊段滑動面的長度㈤；T_i-作用于第i塊滑動面上的滑動分力（kN/m）；出現與滑動方向相反的滑動分力時，T_i應取負值；θ_i-第i塊土條重量作用線與法向分力的夾角；ψ_j-第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數（i=i）。

（2）計算參數

（3）穩定性分析

根據上式對滑坡的二種情況（無雨和降雨）進行計算，計算結果（見表3），依據文獻中的評價標準進行評價。

由上述計算結果可知，該滑坡在無雨情況下處于欠穩定狀態，在降雨情況下處于不穩定狀態。

6.滑坡的治理

（1）根據場地地質條件、滑坡深度、范圍及場地規劃建設要求，該滑坡采用滑坡體卸載及抗滑樁加固支護如。根據場地規劃，在滑坡體上依山勢分二級平臺建設住宅樓，后緣為一幢14層小高層住宅樓，中部為一層地下室，因此結合擬建物地坪標高進行分級卸載，中間設置平臺，作為擬建建筑物場地。滑坡體設置三排抗滑樁加固，前緣按規劃用地紅線布置，中部按小區擬建地下室外墻布置，后緣沿擴建107國道邊線布置，部分下滑力較大地段采用雙排樁。抗滑樁穿過滑動面嵌入中風化泥質粉砂巖深度不小于滑動面上部抗滑樁懸臂長度的0.6倍，抗滑樁間距不大于4000mm，混凝土強度C35。樁間采用鋼筋混凝土擋土板，混凝土擋土板嵌入中風化泥質粉砂巖深度1.2m。

（2）滑坡體外側沿滑坡體邊線布置截水溝，繞滑坡體四周一圈，滑坡體前緣沿坡腳及每級平臺布置排水溝，截水溝及排水溝尺寸為500～500mm，采用漿砌片石砌筑，水泥砂漿抹面，與市政管網連接。坡腳及坡頂沿滑動面設置一排泄水孔，成孔直徑0150mm，角度10°，插入0110PVC管，外包2層土工布，泄水孔深度不小于12m，泄水孔間距@4000mm。樁間板預埋泄水孔，直徑75mmPVC管，間距@4000×4000，泄水孔埋入土層長度不小于500mm。

7.結論

（1）根據滑坡特征，判斷該滑坡類型屬于牽引式滑坡。

（2）滑坡體土層結構是導致滑坡發生的內因，連續降雨、坡頂堆載、坡腳土體開挖是導致滑坡的主要誘因。

（3）采用傳遞系數法對該滑坡在無雨、降雨兩種不同工況下的穩定性和穩定狀態進行計算和評判，結果表明，在無雨工況下該滑坡欠穩定，降雨工況下不穩定。

（4）針對滑坡特征結合小區建筑物布置的具體情況，提出分二級平臺卸載，并在各級平臺前沿設置抗滑樁和截排水的滑坡治理方法，從該滑坡治理完工至今，位移在允許范圍內，說明該滑坡治理方法是有效的，可為今后治理類似工程提供借鑒。