川南山區某邊坡滑移成因、穩定性分析及防治對策

【摘要】

以四川省涼山州某縣城商品房開發項目為例，在對工程周邊滑坡體及周邊環境條件進行詳細調查的基礎上，對滑坡的成因機制進行了分析，并對切坡的穩定性進行了理論計算分析評價，提出了針對性的防治措施，可供類似工程參考借鑒。

【關鍵詞】

邊坡滑移； 滑移成因； 穩定性分析； 防治對策

【中圖分類號】P642.22【文獻標志碼】A

［定稿日期］2024-04-23

［作者簡介］趙彪（1990—），男，本科，工程師，主要從事土木工程施工技術研究、質量標準化管理與科技成果報告等工作；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工作；陳宇杰（1995—），男，本科，助理工程師，主要從事質量標準化與施工技術工作。

0 引言

四川涼山州某縣城2022年進行新建商品房建設項目的平基及基坑開挖，基坑開挖第5天發現基坑北側坡地上方的市政道路及道路緊臨的民房周邊的地面出現開裂變形，隨后裂縫迅速增多并延伸擴展；同時，北側靠東的在建居民樓房開始出現變形，隨著時間推移樓房整體發生傾斜，此間，邊坡呈現蠕滑變形跡象較為明顯。事后，在專家指導下立即組織進行基坑回填反壓等應急處置，后經監控量測，邊坡逐步趨于穩定；事后對邊坡進行支護等事項的處置。

1 邊坡滑坡段的環境條件

1.1 區域地理環境特征、滑坡段地形地貌

本開發項目位于“川滇南北向構造帶”東緣的大涼山斷塊南部，地處大涼山斷塊，地質構造極為復雜，斷裂構造極為發育，地殼巖體完整較差；脆弱的地質環境導致所在的河流域成為地質災害易發區。

滑坡段區域上屬構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、臺階狀分布，場區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雷口坡組（T1f）全-中風化砂質泥巖、顯生宙中生界三疊系中統雷口坡組（T2l）中風化泥質砂巖、強-中風化泥灰巖組成。

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 ℃。境內雨量充沛，年均降水量814.6 mm；冬季長達135天，年均霜期125天。境內自然災害頻繁，主要有冰雹、暴風雨、泥石流、干旱、寒潮霜凍、低溫等。

場區主要地下水類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。滑坡體上部地形為階梯狀斜坡，地形不利于雨水的排出，易在坡體內形成積水；基巖裂隙水長期沿風化巖裂隙滲入坡體，導致坡體地層重度進一步增加，抗剪強度降低，極易誘發滑坡。

1.3 周邊環境條件

新建項目場地位于一東西走向的溝槽內，溝槽南、東、北三面均為坡地，平均坡度30°～45°，滑坡形成于北側斜坡，邊坡滑移區域未見基巖，為殘坡積含碎石粉質黏土層。滑移體北側上側為市政道路，道路中心線離開挖線10 m，道路寬11.2 m，與現狀基坑地貌高差3～12 m；緊鄰市政道路北側為5棟9層東西走向框架結構居民房，長134.7 m，寬13.2 m，與開挖線距離21～23 m，高差約12 m，居民房基礎為獨立基礎，基礎埋深2～3 m，尺寸不大于1.5 m×1.5 m，主體結構已完成，未投入使用。

滑坡段環境關系如圖1、圖2所示。

2 滑坡調查及成因分析

2.1 滑坡成因調查情況

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，同時又位于美姑特大古滑坡右前緣部位，地質構造較為復雜。受古滑坡、斷層、褶皺等影響，地層結構松散，巖層破碎，地質環境脆弱，易發生地質災害。據現場調查，開發項目位于一東西走向的溝槽內，溝槽南、東、北三面均為坡地，平均坡度30°～45°，變形體形成于北側斜坡。邊坡變形區未見基巖，為殘坡積含碎石粉質黏土層。民房后緣、東側路邊及基坑內東側邊坡見有基巖出露，為中-強風化泥巖夾砂巖，產狀分別為325°∠40°、287-295°∠29-34°。

變形體南北長約70 m，東西寬約90 m，厚8～12 m，處于蠕滑階段，左側及后緣邊界已基本形成，右側邊界已經出現斷續斜裂縫，但未完全貫通，前緣剪出口未形成，滑面未形成（圖3），地表裂縫情況調查詳見表1。

靠東側的1號樓房屋開始出現變形，柱、梁外觀可見少許裂縫；樓房整體發生傾斜，頂部最大達150 mm；1號樓與2號樓之間的沉降縫，在正面表現為張開，背面表現為閉合，樓頂處已經擠壓在一起，微有內傾。

變形特征為：后緣及左側緣變形強且變形量大，具拉裂及剪張特點；右側具剪張特點，變形量相對較小；前緣未發現剪出口及鼓脹裂縫，但中前部發育橫向張裂縫，為牽引式土質變形體。

2.2 滑坡成因分析

（1）該邊坡高差相對較大、坡度較陡有利于滑坡的形成，受古滑坡、斷層、褶皺等影響，地層結構松散，地質環境脆弱，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、強降雨及地震作用時，極易產生變形，發生地質災害。

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

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

（4）新建建筑在坡體下方坡腳進行深基坑開挖造成大量卸荷，增加了臨空面高度，破壞了坡體應力平衡，邊坡變形與基坑開挖在時間上呈高度關聯性，是邊坡發生變形的重要誘因。

（5）基坑邊市政道路大流量大噸位載重汽車產生的動荷載造成坡體進一步變形。

3 邊坡穩定性理論分析及應對措施

3.1 邊坡穩定性理論分析

場平后邊坡坡體主要為填土、崩塌堆積體、基巖構成，根據工程地質剖面圖推測滑面為圓弧滑動。本次計算依據GB50021-2001（2009年版）《巖土工程勘察規范》、GB50330-2013《建筑邊坡工程技術規范》中的基于極限平衡理論的平面滑動面（圓弧滑動）來計算邊坡的穩定系數及剩余下滑推力。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；活動荷載包括地下水浮托力；偶然荷載主要考慮地震力。具體計算采用北京理正軟件公司的巖土設計軟件 6.5 完成。

3.1.1 圓弧滑動穩定性計算公式

按圓弧型計算，穩定系數Fs計算公式如下：

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 計算方案選取

根據邊坡受力特征及其可能出現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生的浮托力；偶然荷載主要為地震（所在區域抗震烈度為7度，地震加速度為0.15g，反應譜特征周期為0.45 s）。本次選定三種工況，計算主剖面的邊坡穩定性，具體工況如下：

工況Ⅰ：天然狀態；

工況Ⅱ：自重+地震；

工況Ⅲ：自重+連續暴雨。

3.1.3 計算參數選取

計算中所采用的巖土物理力學參數的選取合理與否，是計算評價邊坡穩定性的關鍵所在，其中坡體土的抗剪強度參數 C、φ取值更是關系重大。本次計算中所采用的有關物理力學參數，是根據勘察報告提供的室內外試驗成果確定的。計算取值見表2。

3.1.4 切方邊坡穩定性及剩余下滑力計算

該段計算選取具有代表性的三個剖面作為計算剖面，以上剖面為現狀邊坡開挖后形成的切方邊坡主要工程地質剖面（圖4），邊坡坡度相對較大，通過計算其邊坡整體穩定，為后續分析評價提供依據，計算結果見表3。

3.1.5 切方邊坡穩定性評價

通過對開挖后形成的邊坡穩定性計算可知，當考慮土層中滑動時，在天然工況下和地震工況下其穩定性系數為0.685～0.879，在自重+地震工況下其穩定性系數為0.652～

0.831，在自重+連續暴雨工況下穩定性系數下降到最小為0.495，三種工況下穩定系數均小于1.05，切方邊坡評價為不穩定邊坡。

3.2 防治對策

在事件發生后，開發商采取了積極應對措施，沒有造成事態的擴大及次生災害。①在滑坡體出現裂縫后，快速組織進行處置，防止事態的擴大，采用原地附近取土晝夜不停爭分奪秒地分層壓實反壓回填，確保滑坡體蠕變變形在短期內趨于穩定；

②對滑坡體上方的道路通行臨時中斷，禁止人員及車輛通行；

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

④疏散在建民房內的施工作業人員；

⑤采用信息化施工，加強施工期間邊坡及傾斜居民樓的變形監測，并派專人24 h安全值守及安全預警巡查；

⑥迅速組織單位對此災害進行評估；同時，對基坑外圍所涉及的地質情況進行擴大補勘；

⑦按支護設計圖要求采用樁板墻+錨索的方式先支護后再開挖。

4 結論

本開發項目在無支護情況下進行平場及基坑開挖，誘發附近邊坡滑坡導致其上方的民房開裂及傾斜，造成了較大的經濟損失及不良社會影響，雖在事后進行了快速處理沒有次生災害發生，但教訓極為深刻值得深思。

川滇山區的邊坡受古滑坡、斷層、褶皺影響，自身巖土體地質條件較差，地質環境脆弱，在自然狀態和外部因素作用下易發生邊坡滑移的地質災害，威脅人身財產安全。因此，對此類地質環境條件的工程項目實施應提前進行充分的地質災害評估，并應按評估及設計文件的要求科學、按程序論證后組織實施，而不應盲目進行施工，否則，將會為此付出代價；作為施工管理者對此類山區較復雜的地理環境及附近有重要建構筑物的，一定要有安全風險辨別意識及最基本的專業知識，防止因技術把關不嚴而給企業造成較大的經濟損失。

參考文獻

［1］ 楊良策，劉春榮，徐志忠.邊坡變形成因機理與整治措施［J］. 礦業工程，2008（1）：23-25.

［2］ 林宗元.簡明巖土工程勘察設計手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［3］ 建筑邊坡工程技術規范：GB50330-2013［S］.

［4］ 巖土工程勘察規范：GB50021-2001（2009年版）［S］.