滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治方案

張志永

（山西通暢工程勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司,山西 太原 030000）

0 引言

滑坡是指在重力等多種影響因素作用下，斜坡巖土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，或斜坡體中軟弱帶的強(qiáng)度在一些物理化學(xué)作用下降低，導(dǎo)致斜坡巖土體失穩(wěn)進(jìn)而緩慢向下移動(dòng)的現(xiàn)象[1]。滑坡易帶來(lái)嚴(yán)重的危害，應(yīng)及時(shí)采取措施防治滑坡問(wèn)題。該文以某庫(kù)區(qū)滑坡治理工程為例，就滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治方案展開了探討，以供同行業(yè)者參考。

1 工程背景

某一庫(kù)區(qū)滑坡治理工程，在正常蓄水時(shí)，庫(kù)區(qū)滑坡呈半淹沒(méi)狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)?shù)卣?，需在該?kù)區(qū)中建設(shè)綠地港口淹沒(méi)二期重建工程[2]。但根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料，在近幾年中，該庫(kù)區(qū)滑坡的變形程度在不斷加重，位于滑體上部的建筑物與地面已產(chǎn)生大量的拉裂病害[3]。鑒于此，為保證滑體上部建筑物的安全，應(yīng)詳細(xì)勘察該庫(kù)區(qū)滑坡的地質(zhì)情況，掌握滑坡區(qū)的水文條件、滑坡規(guī)模與范圍、滑坡變形破壞與形態(tài)特征，并詳細(xì)評(píng)價(jià)滑坡的危害性與穩(wěn)定性，科學(xué)預(yù)測(cè)滑坡的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，提出具有針對(duì)性的滑坡防治方案。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 地層巖性

在勘察區(qū)域內(nèi)，主要出露侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組及第四系松散堆積物。第四系松散堆積主要成因有坡積、崩坡積、滑坡堆積及人工堆積等，其厚度一般不大于20 m。人工堆積體發(fā)育，分布于滑坡體后部，其巖性一般為粉質(zhì)黏土、碎塊石等。沙溪廟組巖性為紫紅色、紫灰色泥巖與紫灰色、灰色、灰白色中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖互層。泥巖薄層～中層狀，砂巖呈厚層～巨厚層狀。

2.2 地形地貌

勘察區(qū)位于長(zhǎng)江左岸斜坡中下部，分布高程150～200 m之間，地形南高北低，坡向北偏東?？傮w上呈兩級(jí)大的臺(tái)階，前緣臨長(zhǎng)江構(gòu)成一緩坡平臺(tái)，臺(tái)面高程120～140 m，寬50～70 m；第二級(jí)臺(tái)階位于滑坡的后緣一帶，高程一般185～200 m，寬60 m以上。兩級(jí)臺(tái)地之間為斜坡，地形坡度角一般為20°～25°，滑坡位于一級(jí)臺(tái)地之上，后緣位于二級(jí)臺(tái)地的內(nèi)側(cè)。

3 滑坡的主要特征

3.1 滑坡形態(tài)、規(guī)模、邊界特征

該滑坡是在近幾年中新產(chǎn)生的滑坡體。滑坡的西側(cè)、東側(cè)均為自然邊界，南鄰某一條高速公路，北鄰160 m的等高線。滑體厚度約為 12.3 m，滑坡體積約為 1 160 000 m3。從整體角度來(lái)看，滑坡區(qū)地形為北低南高，地形高程在160～210 m之間，南北方向?qū)挾葹?20 m，東西方向長(zhǎng)度為350 m；滑坡主滑方向?yàn)?8°。

滑坡形態(tài)呈圈椅狀，南偏東段被填為平地，西偏南段破壞嚴(yán)重。滑體縱向呈臺(tái)階狀?；麦w總體地形呈槽溝狀，坡度角在16°～20°之間；在滑坡的后緣位置處堆有大量的人工堆積物，前緣位置為基巖斜坡，其表面存在少量的坡積物。

滑坡后緣：平面形態(tài)呈弧形狀，全部為人工填土，與某一公路工程相毗鄰。

滑坡前緣：剪出口特征顯著，現(xiàn)已出現(xiàn)明顯的推移，高程范圍在160～170 m之間。剪出面為粉質(zhì)黏土、泥巖、砂的接觸面。

滑坡中部：高程范圍在180～210 m之間，地形坡度角范圍在15°～18°之間，在滑坡滑動(dòng)影響作用下，現(xiàn)已形成拉裂平臺(tái)。因滑坡出現(xiàn)一定的下錯(cuò)與前移，導(dǎo)致滑坡體不再是一個(gè)完整體，現(xiàn)已大面積破碎，產(chǎn)生與滑坡滑動(dòng)方向大致相同的彎曲裂縫。

滑體中后部：因現(xiàn)階段正在持續(xù)填筑土體，所以會(huì)加劇滑坡前緣的變形。

滑坡東西側(cè)與東側(cè)：高程低于外圍，邊界明顯，滑坡側(cè)壁較清晰；在滑坡區(qū)域范圍中，出現(xiàn)明顯的鼓張變形。

綜上所述，根據(jù)滑坡形態(tài)、規(guī)模、邊界特征，可判定滑坡滑動(dòng)推力的主要來(lái)源為滑坡后緣的土體。在后緣土自重產(chǎn)生的下滑推力作用下，滑坡前部土體發(fā)生變形，可判定該滑坡屬于推移式土層滑坡類型。

3.2 滑體的特征

在滑體物質(zhì)中，含有坡積粉質(zhì)黏土、碎塊石、人工素填土；滑坡的中后部含有大量的人工填土，厚度變化不均勻。

3.2.1 人工素填土

在滑體中后部表層中，含有大量的人工素填土，主要成分為碎塊石、粉質(zhì)黏土、泥巖團(tuán)塊等。其中，粉質(zhì)黏土厚度在2.9～18 m之間，含水量較高，呈可塑狀；泥巖團(tuán)塊現(xiàn)已出現(xiàn)明顯的風(fēng)化現(xiàn)象，浸水易崩解、碎裂；碎塊石是由泥巖團(tuán)塊、長(zhǎng)石石英砂巖構(gòu)成的，粒徑大小在5～50 cm之間，個(gè)別粒徑達(dá)到160 cm。在人工素填土中，碎塊石的比重約為35%；整體結(jié)構(gòu)尚未經(jīng)過(guò)碾壓，較為松散，局部區(qū)域現(xiàn)已架空。

3.2.2 粉質(zhì)黏土夾碎塊石

粉質(zhì)黏土夾碎塊石層，分布面積較大，該層厚度變化較大，兩側(cè)與前部較薄、后部較厚；粉質(zhì)黏土的液性指數(shù)在0.15～0.55之間，塑性指數(shù)在12.6～15.4之間，黏性較大。

在粉質(zhì)黏土中，角礫、碎塊石的比重約為30%；角礫粒徑大小在0.5～2 cm之間，主要由砂質(zhì)泥巖、砂巖構(gòu)成；碎塊石粒徑大小在5～50 cm之間，個(gè)別粒徑達(dá)到100 cm，主要由細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖構(gòu)成，呈棱角狀。

3.3 滑帶的特征

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，在最初時(shí)期，滑坡體為坡積堆積變形體，在后期中，隨著不斷演化，現(xiàn)已變?yōu)楝F(xiàn)在的滑坡體。

該滑坡沿著基巖、坡積物分界線不斷向下滑動(dòng)。該滑坡的前部為基巖岸坡；滑坡體的滑帶土的主要成分為粉質(zhì)黏土；滑帶埋深范圍為0.55～18 m，在下覆基巖面的起伏作用下，滑面坡度角在5°～ 26°之間?；麦w的后緣較陡、前緣較緩；在滑面中存在磨光面、擦痕；在滑坡體的邊界部位，通過(guò)探槽后可知，滑坡上存在剪切滑動(dòng)痕跡。

滑體中部為階梯狀斜坡，該部位現(xiàn)已出現(xiàn)多級(jí)拉裂縫；在坡積粉質(zhì)黏土、泥巖、砂的接觸面一帶中，含有一層粉質(zhì)黏土，該層滑面含有擦痕，滑面較新鮮，滑帶土處于可塑狀態(tài)，充分表明，目前該滑坡處于蠕滑變形階段。

綜上所述，目前，滑坡正處于蠕滑變形階段，滑面正在逐漸貫通。

3.4 滑床的特征

滑床主要是由泥巖、砂巖組成的；滑床在縱向上呈折線型，在橫向上呈波狀起伏；從整體角度來(lái)說(shuō)，滑床前部平坦、中部緩平、后部陡峭；后緣的高程為200 m，前緣剪出口的高程為155～160 m。

3.5 滑坡變形的特征

通過(guò)深入調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，滑坡變形較明顯，滑體上的裂隙發(fā)育，導(dǎo)致周邊建筑出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形。其中，滑坡變形的特征具體包括：

（1）在滑體的中前緣部位出現(xiàn)大量橫向拉裂縫，裂縫寬度在3～15 cm之間，長(zhǎng)度在4～16 m之間，裂縫走向約為18°；裂縫長(zhǎng)度約為 3～15 m，裂縫寬度約為 30～150 mm。

（2）在滑體的后緣部位出現(xiàn)大量鋸齒狀的橫向拉裂縫，與滑坡的滑動(dòng)方向相垂直，裂縫長(zhǎng)度在5.5～35 m之間。

（3）毗鄰滑體后緣部位的建筑物出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形，水泥地坪、房屋上出現(xiàn)大量的裂縫。

綜上所述，滑面正在不斷貫通中。

4 滑坡的形成條件與影響因素

4.1 滑坡的形成條件

滑坡的形成，究其原因，是由其地形地貌、地層巖性及水的共同作用的結(jié)果，具體如下：

（1）厚度較大的第四系松散堆積物的存在，為滑坡的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

勘探揭示，在滑坡區(qū)域內(nèi)，第四系堆積物厚一般為0.6～17.9 m，其物質(zhì)組成以填土、粉質(zhì)黏土為主，屬易滑土層。

（2）地形上為滑坡形成與位移提供了臨空面。區(qū)內(nèi)原始地形坡度角在8°～25°之間，基巖面坡度角一般在5°～22°之間，對(duì)滑坡形成有利。

（3）水是滑坡形成的誘發(fā)因素。區(qū)域內(nèi)降雨量大且集中，多大雨，暴雨雨水的下滲，降低了土體的抗剪強(qiáng)度，特別是位于土巖接觸面的土體受地下水的浸泡時(shí)間長(zhǎng)，其抗剪強(qiáng)度下降最大，形成軟弱面(帶)同時(shí)地下水還產(chǎn)生向坡外的動(dòng)水壓力，為滑坡的形成創(chuàng)造了條件。

4.2 滑坡的影響因素

（1）因受滑坡中前部、前緣部土體開挖和消土的影響，前緣土體阻滑力下降，降低了滑坡的穩(wěn)定性[4]。

（2）在修建與滑坡后緣部位相鄰的公路工程過(guò)程中產(chǎn)生了大量棄渣，加大了滑坡后緣部位滑體的坡度與厚度，降低坡體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致斜坡發(fā)生蠕動(dòng)變形[5]。

（3）在滑坡區(qū)中常下雨，降雨量大，大量雨水滲入滑坡土體內(nèi)部，降低了滑帶土體的抗剪強(qiáng)度，致使滑坡抗滑力下降，加大下滑力。

5 滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

通過(guò)計(jì)算滑坡的穩(wěn)定性后可知：

（1）在一般情況下，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)在1.281～1.587之間，整體呈穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）在暴雨作用下，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)在1.003～1.264之間，少部分地段呈欠穩(wěn)定狀態(tài)，大部分地段呈穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）當(dāng)庫(kù)水位在145～174之間時(shí)，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)在0.975～1.315之間，大部分地段呈不穩(wěn)定狀態(tài)，局部地段呈欠穩(wěn)定狀態(tài)，個(gè)別地段呈穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）當(dāng)庫(kù)水位在175 m時(shí)，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)在0.985～1.391之間，個(gè)別地段呈不穩(wěn)定狀態(tài)，局部地段呈欠穩(wěn)定狀態(tài)，大部分地段呈穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。

6 滑坡的防治方案

6.1 滑坡防治的必要性和緊迫性

該庫(kù)區(qū)滑坡處于城市邊緣地帶，滑坡區(qū)現(xiàn)已發(fā)展成為城市港口的一個(gè)重建區(qū)，重建工程正在建設(shè)中[6]。在近幾年中，該滑坡的蠕滑變形變得愈加嚴(yán)重，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)大量嚴(yán)重的開裂現(xiàn)象。

在2015—2020年這段時(shí)間中出現(xiàn)大量降雨，加劇了滑坡的變形，不但影響港口重建工程，而且還引起附近居民的擔(dān)心，一旦滑坡失穩(wěn)，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。綜上所述，對(duì)滑坡進(jìn)行防治是十分必要和緊迫的。

6.2 滑坡防治工程巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

滑坡防治工程巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，如表1所示。

表1 滑坡防治工程巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

6.3 滑坡的防治方案

6.3.1 防治的基本原則

（1）有效結(jié)合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和綜合治理。為避免滑坡導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，在對(duì)滑坡進(jìn)行防治之前與防治過(guò)程中，應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)滑坡活動(dòng)的變形情況[7]，制定具有針對(duì)性的應(yīng)急措施。除了要采用建設(shè)單位要求的監(jiān)測(cè)方法以外，還應(yīng)鼓勵(lì)廣大群眾參與滑坡變形的監(jiān)測(cè)活動(dòng)中，不斷加強(qiáng)人們減災(zāi)防災(zāi)的意識(shí)，充分發(fā)揮人們的力量，發(fā)現(xiàn)滑坡出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)向有關(guān)部門進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)。

（2）有效結(jié)合排水工程與支擋工程。水是影響滑坡穩(wěn)定性的一個(gè)重要影響因素。為做好滑坡防治工作，需要先治水[8]，故在治水前，需修復(fù)改建滑坡區(qū)的排水設(shè)施，降低雨水、地表水的入滲量，并設(shè)置適當(dāng)?shù)闹踉O(shè)備。

6.3.2 防治方案

（1）根據(jù)滑坡剩余下滑力的分布特點(diǎn)，在剩余下滑力較小位置或抗滑段設(shè)置支擋，并進(jìn)行剝土反壓[9]。通過(guò)計(jì)算后可知，在與滑坡相距約180 m位置處，滑坡推力較小，故可在該處設(shè)置支擋。

（2）為截阻與引導(dǎo)滑坡上的地表水，避免地表水、雨水滲入滑坡內(nèi)部，應(yīng)在滑坡全段均設(shè)置排水系統(tǒng)[10]。根據(jù)港口構(gòu)筑物的特點(diǎn)，構(gòu)建完善的縱向排水設(shè)施與環(huán)狀排水設(shè)施，以匯集與排出降雨，保證滑坡的穩(wěn)定性。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，滑坡區(qū)港口工程的重建，可推動(dòng)該城市地區(qū)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步快速發(fā)展。若滑坡穩(wěn)定性不斷降低，一旦發(fā)生嚴(yán)重變形與下滑，易對(duì)港口工程的重建造成嚴(yán)重影響，故通過(guò)防治該庫(kù)區(qū)滑坡，可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。該文通過(guò)詳細(xì)進(jìn)行綜合勘察，對(duì)某庫(kù)區(qū)滑坡的地質(zhì)情況進(jìn)行了測(cè)繪、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等，采用了調(diào)查訪問(wèn)、收集資料等方法，深入了解與掌握了該庫(kù)區(qū)滑坡工程的規(guī)模、特征、地質(zhì)條件、穩(wěn)定性情況等，分析了滑坡的主要影響因素，并以此為依據(jù)，提出了具有針對(duì)性的滑坡防治方案。該文研究?jī)?nèi)容，能夠?qū)ο嚓P(guān)人員的工作起到一定的借鑒作用。