湘南某滑坡形成機(jī)理分析及其處治

張小丁 段仲沅 黃強(qiáng)

摘 要：本文詳細(xì)研究了湘南某滑坡地質(zhì)條件，根據(jù)該滑坡特征，對(duì)該滑坡的成因機(jī)理和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析與評(píng)判，然后根據(jù)建筑規(guī)劃有針對(duì)性的提出了有效治理措施并實(shí)施，該滑坡治理效果良好，可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：滑坡；成因機(jī)理；穩(wěn)定性分析；治理

Formation Mechanism Analysis and Treatment of a Landslide in Southern Hunan

ZHANG Xiao-ding，DUAN Zhong-yuan，Huang Qiang

（School of Urban Construction ，University of South China，Hengyang，Hunan 421001，China）

Abstract ：This paper makes a detailed study of the geological conditions of a landslide in souther Hunan，Combined with the basis of landslide feature，The paper makes an analysis of formation mechanism and evaluation of landslide stability.And then based on the architectural planning ，An effective management measures are targeted put forward and implemented， this landslide treatment effect is good， can provide a reference for other similar landslide treatment.

Key words：landslide；formation mechanics；stability analysis；treatment.

1.引言

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

早在2001年某市修建發(fā)明家廣場(chǎng)時(shí)在現(xiàn)滑坡體位置取土，造成部分山體滑動(dòng)，為治理該滑坡及保護(hù)107國道，當(dāng)時(shí)采取了減荷卸載、抗滑樁加固及漿砌片石護(hù)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(dòng)帶土體長期泡水軟化。2010年9月，某擬建小區(qū)開挖部分坡腳土體修筑擋土墻時(shí)，導(dǎo)致原滑坡復(fù)活向下滑動(dòng)，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(xiàn)大量裂縫，坡腳土體沖擊該小區(qū)4棟已建住宅樓，致使小區(qū)一住宅樓一樓墻體垮塌。

2.滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1地形地貌

該滑坡處于湘南紅層盆地，屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌。滑坡內(nèi)地形起伏，地勢(shì)總體為北高南低，最高點(diǎn)位于滑坡區(qū)西北部107國道邊緣，標(biāo)高118.40m，最低點(diǎn)位于某小區(qū)，標(biāo)高86.50m，相對(duì)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(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)內(nèi)巖層總體為一單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀為：120°∠22°。巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育，以剪切裂隙為主，裂隙一般間距<1m，呈半張開～微閉合狀態(tài)，近地表裂隙被泥質(zhì)充填，透水性差。主要裂隙有二組，一組節(jié)理產(chǎn)狀為：270～285°∠70～75°，另一組節(jié)理產(chǎn)狀為：300～315°∠66～72°，兩組節(jié)理裂隙常呈“X”型，將巖體切割成規(guī)則或不規(guī)則的巖塊或巖屑，破壞了巖體整體結(jié)構(gòu)的完整性，對(duì)該邊坡穩(wěn)定性有一定影響。

2.3地層

滑坡區(qū)地層自上而下分別為：第四系①人工填土、②粉質(zhì)粘土、③礫砂，白堊系④全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、⑤強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、⑥中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，主要巖土工程性質(zhì)見表1。

2.4地震作用

根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），該地區(qū)地震基本烈度小于VI度，屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度a<0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。可以不考慮地震對(duì)滑坡的影響。

2.5水文地質(zhì)條件

本滑坡區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，地下水穩(wěn)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(bǔ)給，動(dòng)態(tài)及幅度變化較大；基巖裂隙水賦存于白堊系強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖節(jié)理裂隙和風(fēng)化帶裂隙中，補(bǔ)給來源主要為大氣降水，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，但因其多呈半張開～微閉合狀態(tài)，地下水徑流條件較差，以片狀流形式排泄于地勢(shì)低洼處。

3.滑坡特征

3.1滑坡形態(tài)特征

該滑坡體平面形態(tài)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(qū)4棟已建住宅樓內(nèi)，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(dòng)后在后緣出現(xiàn)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(gè)滑坡體，如圖3。滑面為礫砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖界面，為一中層泥質(zhì)順層滑坡，如圖4，是由于開挖坡腳引起的沿全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖面滑動(dòng)的牽引式土體滑坡。

3.2滑坡結(jié)構(gòu)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(zhì)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(dòng)面（帶）為礫砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖接觸界面，滑面厚度約10～20cm，滑面傾角約22，滑動(dòng)面（帶）土主要為紫紅色、棕紅色的全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，該土層為可塑～軟塑狀態(tài)，含水量高，透水性弱，在各勘察鉆孔內(nèi)均見滑動(dòng)帶，說明該滑坡體中的滑動(dòng)帶具有較好的連貫性。滑床為白堊系中風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖層產(chǎn)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(shí)開挖的臨空面。

4.滑坡原因分析

4.1滑坡的內(nèi)因

依據(jù)上述滑坡結(jié)構(gòu)特征，地下水沿著礫砂層與全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖界面滲流，使接觸面處土體軟化，土體抗剪強(qiáng)度降低，地下水的滲流帶走土體中的細(xì)小顆粒，使土體結(jié)構(gòu)疏松，形成軟弱帶。該滑坡地形坡度為25～35°，地質(zhì)結(jié)構(gòu)上為順向單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀120°∠22°，巖層傾向與坡向基本一致。巖體中構(gòu)造裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂狀，使其具備了滑坡的內(nèi)因。

4.2滑坡的外因

（1）滑坡區(qū)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(dòng)水壓力，更重要是使滑面上土體（全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖）長期泡水軟化，降低其抗剪強(qiáng)度，加速了滑動(dòng)帶的形成。

（2）坡頂由于相鄰單位施工時(shí)傾到大量建筑垃圾等廢棄物，形成超載。

（3）小區(qū)擋土墻施工時(shí)，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(fā)展的條件。

5.滑坡穩(wěn)定性分析

（1）計(jì)算方法

該滑坡類型屬于土質(zhì)牽引式滑坡，剖面上滑面近似于折線形，故采用傳遞系數(shù)法[3]進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)取滑坡的單位寬度為1 m，本次選擇有代表性的剖面進(jìn)行計(jì)算，如圖5，計(jì)算公式如下：

式中：K—穩(wěn)定系數(shù)；Ri—作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）；Ni—第i塊段滑動(dòng)面的法向分力（kN/m）； —第i塊段土的內(nèi)摩擦角（°）；Ci—第i塊段土的粘聚力（kPa）；Li—第i塊段滑動(dòng)面的長度（m）；Ti—作用于第i塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kN/m）；出現(xiàn)與滑動(dòng)方向相反的滑動(dòng)分力時(shí)，Ti應(yīng)取負(fù)值；θi—第i塊土條重量作用線與法向分力的夾角；ψj—第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i）。

6.滑坡的治理

（1）根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、滑坡深度、范圍及場(chǎng)地規(guī)劃建設(shè)要求，該滑坡采用滑坡體卸載及抗滑樁加固支護(hù)如圖6、圖7。根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃，在滑坡體上依山勢(shì)分二級(jí)平臺(tái)建設(shè)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(jié)合擬建物地坪標(biāo)高進(jìn)行分級(jí)卸載，中間設(shè)置平臺(tái)，作為擬建建筑物場(chǎng)地。滑坡體設(shè)置三排抗滑樁加固，前緣按規(guī)劃用地紅線布置，中部按小區(qū)擬建地下室外墻布置，后緣沿?cái)U(kuò)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(dòng)面嵌入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖深度不小于滑動(dòng)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(qiáng)度C35。樁間采用鋼筋混凝土擋土板，混凝土擋土板嵌入中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖深度1.2m。

（2）滑坡體外側(cè)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(jí)平臺(tái)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(wǎng)連接。坡腳及坡頂沿滑動(dòng)面設(shè)置一排泄水孔，成孔直徑?150mm，角度10°，插入?110PVC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(yù)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(jié) 論

（1）根據(jù)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(jié)構(gòu)是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的內(nèi)因，連續(xù)降雨、坡頂堆載、坡腳土體開挖是導(dǎo)致滑坡的主要誘因。

（3）采用傳遞系數(shù)法對(duì)該滑坡在無雨、降雨兩種不同工況下的穩(wěn)定性和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)判，結(jié)果表明，在無雨工況下該滑坡欠穩(wěn)定，降雨工況下不穩(wěn)定。

（4）針對(duì)滑坡特征結(jié)合小區(qū)建筑物布置的具體情況，提出分二級(jí)平臺(tái)卸載，并在各級(jí)平臺(tái)前沿設(shè)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(nèi)，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。

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