山區(qū)工程建設(shè)誘發(fā)的土質(zhì)滑坡實例分析

蘇銀華，潘齊富，譚 偉

(中機工程勘察設(shè)計研究院，四川 成都 610066)

隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，我國西南地區(qū)社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，山區(qū)工程建設(shè)日益增多。在山區(qū)工程建設(shè)中，由于大規(guī)模工程開挖以及施工方法的不當(dāng)，在降雨等不利因素的作用下，常常造成滑坡發(fā)生和發(fā)展，直接威脅工程建設(shè)的進度及安全。

本文將以漢源新縣城T10地塊滑坡為例，對滑坡的形成條件、影響因素、穩(wěn)定性及治理方案進行簡要探討。

1 工程概況

漢源新縣城T10地塊滑坡位于漢源新縣城東區(qū)復(fù)合安置1#A組團西南側(cè)。2009年12月因前緣T10地塊建筑區(qū)場平工程施工形成臨空面，致使滑坡發(fā)生;2010年2月～3月滑坡前緣T10地塊12#棟、25#棟房屋樁基開挖及棄土加載，滑坡發(fā)生兩次局部蠕滑，樁基開挖被迫停工;2010年7月入汛以來的多次暴雨～特大暴雨觸發(fā)下滑坡整體復(fù)活，并擴大其范圍和規(guī)模(體積達14.8萬m3)，致使T10地塊12#棟房屋樁基嚴重破壞，同時危及T10地塊復(fù)合安置1#A組團其他建筑物及居民生命財產(chǎn)安全。

2 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

滑坡區(qū)屬中低山單斜順向坡地貌，地勢西側(cè)高、東側(cè)低，其中西側(cè)即大渡河一側(cè)坡度較陡，坡度一般為40°～50°，最陡段坡度達到60°;而滑坡所在的東側(cè)即流沙河一側(cè)坡度相對平緩，坡度一般為10°～25°，其中滑坡區(qū)坡度15°左右，地形起伏不大。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡位于肖家溝向斜南翼，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，未見斷層、褶皺分布，構(gòu)造形跡以節(jié)理裂隙系統(tǒng)為主。

2.3 地層巖性

①粉質(zhì)粘土:黃褐色，可塑狀，稍濕，干強度低，韌性中等，無搖震反應(yīng)，局部夾少量碎石、角礫。該層分布較連續(xù)，層厚0.9～6.4 m。

②含碎石粉質(zhì)粘土:灰色，其中，粉質(zhì)粘土呈可塑狀，無搖震反應(yīng)，韌性中等;碎石含量15% ～30%，呈次棱角～棱角狀，成分為砂巖，全～中風(fēng)化狀態(tài)。該層分布較廣，層厚1.6～4.0m。

(3)第四系全新統(tǒng)坡殘積層碎石土(Q4el+dl):黃棕色，密實狀，碎石含量50% ～70%，呈次棱角～棱角狀，全～中風(fēng)化狀態(tài)，填充物為粘性土。該層分布廣，層厚1.7～27.8 m。

2.4 水文地質(zhì)

滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，地下水以基巖裂隙水、第四系堆積層孔隙水為主，主要靠大氣降水及地表水補給，并沿各巖土層及大小沖溝排泄匯入流沙河?；聟^(qū)屬缺水地區(qū)，鉆探未見穩(wěn)定地下水位，地表未見泉點出露。

3 滑坡基本特征

3.1 滑坡形態(tài)特征

滑坡邊界清楚，平面形態(tài)呈“圈椅”狀，主滑方向N60°E，分布高程1031.00～1064.05 m，縱向長度約154.70m，橫向?qū)挾燃s114.0m，面積約1.83×104m2;為上、下兩層滑動面，均呈寬緩弧形狀，上層滑動面埋深2.0～6.4 m(平均約5.0m)，下層滑動面埋深3.8～10.1m(平均厚約8.2m);上、下層滑坡體體積分別約9.2×104m3、14.8×104m3，為中型土質(zhì)滑坡。

3.2 滑體特征

(1)上層滑體:以人工填土、粉質(zhì)粘土為主。人工填土為建筑棄土，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散，工程性狀差;粉質(zhì)粘土呈可塑狀，具中等壓縮性、弱膨脹性，強度較低?；w厚度2.0～6.4 m。

(2)下層滑體:其上部為上層滑體土;下部為含碎石粉質(zhì)粘土。含碎石粉質(zhì)粘土層土質(zhì)較均勻，遇水或飽水后力學(xué)強度明顯降低?；w厚度3.8～10.1 m。

3.3 滑動面特征

(1)上層滑動面:位于含碎石粉質(zhì)粘土與上覆土層接觸面，滑面光滑多呈鏡面狀?；瑤翞檎承酝粒A有高嶺土。

(2)下層滑動面:位于含碎石粉質(zhì)粘土與碎石土接觸面，滑面光滑，擦痕、擦槽清晰。

3.4 滑床特征

上層滑床:為含碎石粉質(zhì)粘土，屬中～低壓縮性土，具微透水性，土質(zhì)較均勻。

下層滑床:為碎石土，密實狀，分選性差，具中～微透水性。

4 滑坡成因分析

(1)巖土性質(zhì):滑坡區(qū)第四系松散堆積層厚約15～25 m，最厚達36.5m，由人工填土層和坡殘積層粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土、碎石土組成。其中人工填土結(jié)構(gòu)松散，強度低，具中～強透水性，有利于地表水入滲;粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土干時易開裂，遇水易泥化、崩解，且具弱膨脹性，遇水后其工程性質(zhì)惡化、抗剪強度顯著降低。是滑坡形成的重要內(nèi)在因素。

(2)地表水:包括降雨、滑坡區(qū)臨時板房居民生活用水和施工區(qū)施工用水。尤其雨季若遇連續(xù)強降雨或突發(fā)暴雨，不僅形成坡面洪流對土體產(chǎn)生較大的動水壓力，而且地表水體入滲降低了土體的抗剪強度，并增加了滑體的靜水壓力、動水壓力和重度。此外，坡面洪流對地表的沖刷侵蝕，破壞了地表土體結(jié)構(gòu)，降低了土體強度，使滑體沿滑面滑動。因此，地表水是誘發(fā)該滑坡形成和發(fā)展的主要因素。

(3)人類活動:滑坡前緣屬漢源新縣城東區(qū)T10地塊復(fù)合安置1#A組團的建筑區(qū)，2009年6月以來該區(qū)域工程活動頻繁，場平施工和建(構(gòu))筑物基槽開挖改變了滑坡區(qū)的原始地形地貌并形成臨空面，加之不當(dāng)棄土、棄渣加載，致使滑坡發(fā)生、發(fā)展。

(4)地形地貌:滑坡區(qū)山帽頂一帶在第四紀以來的間歇性上升和流沙河侵蝕下切，形成坡度10°～25°的單斜地貌，坡向與第四系堆積層各土層接觸界面基本一致，這種單斜順向坡地貌為滑坡的形成和發(fā)展提供了有利條件。

綜上所述，該滑坡是在不利地質(zhì)條件下，因工程開挖形成臨空面，在強降雨等不利因素作用下發(fā)生、發(fā)展的。

5 滑坡穩(wěn)定性分析

5.1 定性分析

滑坡工程地質(zhì)測繪、勘探和宏觀穩(wěn)定性分析表明，在各種地質(zhì)因素作用下滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但若遇連續(xù)強降雨或突發(fā)暴雨，將使土體處于飽和狀態(tài)，降低其抗剪強度，同時產(chǎn)生動靜水壓力作用于滑坡土體，使滑坡穩(wěn)定性降低，如果疊加地震等不利因素，將惡化滑坡穩(wěn)定性，致使滑坡的范圍、規(guī)模和對建筑物的破壞將會進一步擴大。

5.2 定量分析

5.2.1 計算公式

滑坡穩(wěn)定性計算采用適合任意形態(tài)滑動面的傳遞系數(shù)法，計算公式如下:

式中:Ks為滑坡穩(wěn)定系數(shù);Ri為作用于第i塊段的抗滑力(kN/m);Ti為作用于第i塊段的下滑力(kN/m);Ni為作用于第i塊段滑動面的法向分力(kN/m);φi為第i塊段土的內(nèi)摩擦角(°);Ci為第i塊段土的粘聚力(kPa);Li為第i塊段滑動面的長度(m);θi為第i塊段滑動面大的傾角(°);ψi為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段的傳遞系數(shù)(i=j)。

5.2.2 計算工況及荷載組合

工況1:天然狀態(tài)。該工況考慮的荷載主要為滑體巖土層自重;

工況2:天然+暴雨狀態(tài)。該工況除考慮工況1荷載外，還包括降雨引起的滑(體)帶土抗剪強度降低和土體重度增加;

工況3:天然+地震狀態(tài)。該工況除考慮工況1荷載外，還包括地震引起的水平推力;

工況4:天然+暴雨+地震狀態(tài)。該工況除考慮工況2荷載外，還包括地震引起的水平推力。

5.2.3 計算剖面

滑坡計算剖面和條分圖見圖1、圖2。

圖1 計算剖面條分圖(上滑面)

圖2 滑坡計算剖面條分圖(下滑面)

5.2.4 計算參數(shù)

計算參數(shù)是在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，參照前期勘察成果，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用工程類比和敏感性分析綜合確定。見表1。

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5.2.5 穩(wěn)定性計算結(jié)果及評價

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計算結(jié)果表明，該滑坡在天然、天然+地震工況下處于整體基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定;在天然+暴雨和天然+暴雨+地震工況下，均處于不穩(wěn)定狀態(tài)(表2)。

6 結(jié)論

(1)漢源新縣城T10地塊滑坡屬山區(qū)工程建設(shè)誘發(fā)的土質(zhì)滑坡?；逻吔缜宄?、形態(tài)清晰、滑坡要素齊全。滑坡穩(wěn)定性分析表明，該滑坡在暴雨、地震等不利因素作用下，滑坡有整體復(fù)活、發(fā)展的可能，考慮滑坡發(fā)展趨勢和危害程度，需采取相應(yīng)工程治理措施。

(2)結(jié)合現(xiàn)場實際情況和工程實施的可行性，建議采用抗滑樁為主體支擋設(shè)施，輔以削坡減載、地表排水相結(jié)合的綜合治理措施。其中抗滑樁設(shè)置兩排，第一排樁設(shè)在4#擋墻延長線處，第二排樁位2#簡易公路北側(cè)處;截水溝設(shè)置兩條，一條設(shè)在沿滑坡周界以外5 m處，另一條設(shè)在滑坡中部，東西走向，均排出滑體外;削坡減載主要指滑坡前緣建筑棄土的減載，屬臨時措施。

［1］《工程地質(zhì)手冊》編委會.工程地質(zhì)手冊(第四版)［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2007

［2］DZ/T－0218－2006滑坡防治工程勘查規(guī)范［S］

［3］GB50330－2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］

［4］GB50021－2009巖土工程勘察規(guī)范［S］