山区工程建设诱发的土质滑坡实例分析

苏银华，潘齐富，谭 伟

(中机工程勘察设计研究院，四川 成都 610066)

随着西部大开发战略的实施，我国西南地区社会经济飞速发展，山区工程建设日益增多。在山区工程建设中，由于大规模工程开挖以及施工方法的不当，在降雨等不利因素的作用下，常常造成滑坡发生和发展，直接威胁工程建设的进度及安全。

本文将以汉源新县城T10地块滑坡为例，对滑坡的形成条件、影响因素、稳定性及治理方案进行简要探讨。

1 工程概况

汉源新县城T10地块滑坡位于汉源新县城东区复合安置1#A组团西南侧。2009年12月因前缘T10地块建筑区场平工程施工形成临空面，致使滑坡发生;2010年2月～3月滑坡前缘T10地块12#栋、25#栋房屋桩基开挖及弃土加载，滑坡发生两次局部蠕滑，桩基开挖被迫停工;2010年7月入汛以来的多次暴雨～特大暴雨触发下滑坡整体复活，并扩大其范围和规模(体积达14.8万m3)，致使T10地块12#栋房屋桩基严重破坏，同时危及T10地块复合安置1#A组团其他建筑物及居民生命财产安全。

2 滑坡区工程地质条件

2.1 地形地貌

滑坡区属中低山单斜顺向坡地貌，地势西侧高、东侧低，其中西侧即大渡河一侧坡度较陡，坡度一般为40°～50°，最陡段坡度达到60°;而滑坡所在的东侧即流沙河一侧坡度相对平缓，坡度一般为10°～25°，其中滑坡区坡度15°左右，地形起伏不大。

2.2 地质构造

滑坡位于肖家沟向斜南翼，区内地质构造简单，未见断层、褶皱分布，构造形迹以节理裂隙系统为主。

2.3 地层岩性

①粉质粘土:黄褐色，可塑状，稍湿，干强度低，韧性中等，无摇震反应，局部夹少量碎石、角砾。该层分布较连续，层厚0.9～6.4 m。

②含碎石粉质粘土:灰色，其中，粉质粘土呈可塑状，无摇震反应，韧性中等;碎石含量15% ～30%，呈次棱角～棱角状，成分为砂岩，全～中风化状态。该层分布较广，层厚1.6～4.0m。

(3)第四系全新统坡残积层碎石土(Q4el+dl):黄棕色，密实状，碎石含量50% ～70%，呈次棱角～棱角状，全～中风化状态，填充物为粘性土。该层分布广，层厚1.7～27.8 m。

2.4 水文地质

滑坡区水文地质条件简单，地下水以基岩裂隙水、第四系堆积层孔隙水为主，主要靠大气降水及地表水补给，并沿各岩土层及大小冲沟排泄汇入流沙河。滑坡区属缺水地区，钻探未见稳定地下水位，地表未见泉点出露。

3 滑坡基本特征

3.1 滑坡形态特征

滑坡边界清楚，平面形态呈“圈椅”状，主滑方向N60°E，分布高程1031.00～1064.05 m，纵向长度约154.70m，横向宽度约114.0m，面积约1.83×104m2;为上、下两层滑动面，均呈宽缓弧形状，上层滑动面埋深2.0～6.4 m(平均约5.0m)，下层滑动面埋深3.8～10.1m(平均厚约8.2m);上、下层滑坡体体积分别约9.2×104m3、14.8×104m3，为中型土质滑坡。

3.2 滑体特征

(1)上层滑体:以人工填土、粉质粘土为主。人工填土为建筑弃土，土质不均，结构松散，工程性状差;粉质粘土呈可塑状，具中等压缩性、弱膨胀性，强度较低。滑体厚度2.0～6.4 m。

(2)下层滑体:其上部为上层滑体土;下部为含碎石粉质粘土。含碎石粉质粘土层土质较均匀，遇水或饱水后力学强度明显降低。滑体厚度3.8～10.1 m。

3.3 滑动面特征

(1)上层滑动面:位于含碎石粉质粘土与上覆土层接触面，滑面光滑多呈镜面状。滑带土为粘性土，常夹有高岭土。

(2)下层滑动面:位于含碎石粉质粘土与碎石土接触面，滑面光滑，擦痕、擦槽清晰。

3.4 滑床特征

上层滑床:为含碎石粉质粘土，属中～低压缩性土，具微透水性，土质较均匀。

下层滑床:为碎石土，密实状，分选性差，具中～微透水性。

4 滑坡成因分析

(1)岩土性质:滑坡区第四系松散堆积层厚约15～25 m，最厚达36.5m，由人工填土层和坡残积层粉质粘土、含碎石粉质粘土、碎石土组成。其中人工填土结构松散，强度低，具中～强透水性，有利于地表水入渗;粉质粘土、含碎石粉质粘土干时易开裂，遇水易泥化、崩解，且具弱膨胀性，遇水后其工程性质恶化、抗剪强度显著降低。是滑坡形成的重要内在因素。

(2)地表水:包括降雨、滑坡区临时板房居民生活用水和施工区施工用水。尤其雨季若遇连续强降雨或突发暴雨，不仅形成坡面洪流对土体产生较大的动水压力，而且地表水体入渗降低了土体的抗剪强度，并增加了滑体的静水压力、动水压力和重度。此外，坡面洪流对地表的冲刷侵蚀，破坏了地表土体结构，降低了土体强度，使滑体沿滑面滑动。因此，地表水是诱发该滑坡形成和发展的主要因素。

(3)人类活动:滑坡前缘属汉源新县城东区T10地块复合安置1#A组团的建筑区，2009年6月以来该区域工程活动频繁，场平施工和建(构)筑物基槽开挖改变了滑坡区的原始地形地貌并形成临空面，加之不当弃土、弃渣加载，致使滑坡发生、发展。

(4)地形地貌:滑坡区山帽顶一带在第四纪以来的间歇性上升和流沙河侵蚀下切，形成坡度10°～25°的单斜地貌，坡向与第四系堆积层各土层接触界面基本一致，这种单斜顺向坡地貌为滑坡的形成和发展提供了有利条件。

综上所述，该滑坡是在不利地质条件下，因工程开挖形成临空面，在强降雨等不利因素作用下发生、发展的。

5 滑坡稳定性分析

5.1 定性分析

滑坡工程地质测绘、勘探和宏观稳定性分析表明，在各种地质因素作用下滑坡目前处于基本稳定状态，但若遇连续强降雨或突发暴雨，将使土体处于饱和状态，降低其抗剪强度，同时产生动静水压力作用于滑坡土体，使滑坡稳定性降低，如果叠加地震等不利因素，将恶化滑坡稳定性，致使滑坡的范围、规模和对建筑物的破坏将会进一步扩大。

5.2 定量分析

5.2.1 计算公式

滑坡稳定性计算采用适合任意形态滑动面的传递系数法，计算公式如下:

式中:Ks为滑坡稳定系数;Ri为作用于第i块段的抗滑力(kN/m);Ti为作用于第i块段的下滑力(kN/m);Ni为作用于第i块段滑动面的法向分力(kN/m);φi为第i块段土的内摩擦角(°);Ci为第i块段土的粘聚力(kPa);Li为第i块段滑动面的长度(m);θi为第i块段滑动面大的倾角(°);ψi为第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段的传递系数(i=j)。

5.2.2 计算工况及荷载组合

工况1:天然状态。该工况考虑的荷载主要为滑体岩土层自重;

工况2:天然+暴雨状态。该工况除考虑工况1荷载外，还包括降雨引起的滑(体)带土抗剪强度降低和土体重度增加;

工况3:天然+地震状态。该工况除考虑工况1荷载外，还包括地震引起的水平推力;

工况4:天然+暴雨+地震状态。该工况除考虑工况2荷载外，还包括地震引起的水平推力。

5.2.3 计算剖面

滑坡计算剖面和条分图见图1、图2。

图1 计算剖面条分图(上滑面)

图2 滑坡计算剖面条分图(下滑面)

5.2.4 计算参数

计算参数是在室内试验的基础上，参照前期勘察成果，结合现场实际情况，采用工程类比和敏感性分析综合确定。见表1。

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5.2.5 稳定性计算结果及评价

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计算结果表明，该滑坡在天然、天然+地震工况下处于整体基本稳定～欠稳定;在天然+暴雨和天然+暴雨+地震工况下，均处于不稳定状态(表2)。

6 结论

(1)汉源新县城T10地块滑坡属山区工程建设诱发的土质滑坡。滑坡边界清楚、形态清晰、滑坡要素齐全。滑坡稳定性分析表明，该滑坡在暴雨、地震等不利因素作用下，滑坡有整体复活、发展的可能，考虑滑坡发展趋势和危害程度，需采取相应工程治理措施。

(2)结合现场实际情况和工程实施的可行性，建议采用抗滑桩为主体支挡设施，辅以削坡减载、地表排水相结合的综合治理措施。其中抗滑桩设置两排，第一排桩设在4#挡墙延长线处，第二排桩位2#简易公路北侧处;截水沟设置两条，一条设在沿滑坡周界以外5 m处，另一条设在滑坡中部，东西走向，均排出滑体外;削坡减载主要指滑坡前缘建筑弃土的减载，属临时措施。

［1］《工程地质手册》编委会.工程地质手册(第四版)［M］.中国建筑工业出版社，2007

［2］DZ/T－0218－2006滑坡防治工程勘查规范［S］

［3］GB50330－2002建筑边坡工程技术规范［S］

［4］GB50021－2009岩土工程勘察规范［S］