某景区滑坡地质灾害分析及治理

李 科

(广西梧州通洲物流有限公司，广西 梧州 543000)

某景区滑坡地质灾害分析及治理

李 科

(广西梧州通洲物流有限公司，广西 梧州 543000)

以某景区滑坡地质灾害紧急治理工程为例，通过现场调查、钻孔开挖、标贯测试及稳定性计算，认为上部滑体填土与下部滑床粉质黏土形成结构相对软弱面，受连续性降雨影响土体抗剪强度降低，导致土坡滑动失稳，提出了采用抗滑桩+预应力锚索+截排水+封闭压实土体的综合治理方法，治理效果良好。

滑坡，抗剪强度，安全系数，稳定性

滑坡是一种常见的坡地地质灾害，指斜坡上的土体或岩体在一定的外部条件影响下，受重力作用而沿着剪切破坏面，整体或局部向下失稳滑动[1]。我国幅员辽阔，各地地质条件不一，致使滑坡失稳成因复杂[2]。降雨是大多数边坡失稳的主要促发原因。降雨期间，渗入边坡土中的雨水引起吸力的降低，从而降低土的抗剪强度，最终导致边坡失稳[3,4]。南方地区季节性雨量充沛，且多为持续性强降雨，滑坡地质灾害时有发生[5]。本文结合某景区滑坡地质灾害紧急治理工程，对滑坡形成的基本条件、影响因素、形成机制及坡体稳定性展开分析，并提出滑坡治理的方案措施，以期为类似滑坡治理工程的分析和计算提供参考。

1 工程概况

1.1 基本概况

某景区滑坡地质灾害应急治理工程滑坡段原为冲沟，经填土形成边坡，填土边坡上有一长约80 m的道路。边坡整体滑坡纵向长107 m，形成泥石流流动距离110 m，滑坡体上部横向宽90 m，下部横向宽23 m；滑体滑动前平均厚10.8 m，平面分布面积1.8×104m2，总体积约2.1×104m3(如图1所示)。景区80 m道路被毁，并影响到下方居住区，直接经济损失约600万元。滑坡等级为二级。

1.2 工程地质概况

滑坡原场地填土边坡高差约33 m，坡度约22°～30°，在滑坡南侧有约110 m长的冲沟，冲沟宽度约20 m，冲沟地形较平坦。滑坡主要为填土不稳定形成的滑坡，泥石流则主要为滑坡堆积物在雨水作用下沿下部冲沟形成的泥流。

根据钻探深度范围内揭露的岩土层分布，勘查场地上部为素填土层及表土层，下部为第四系残积层，基岩为上第三系始新统下

段泥质粉砂岩夹泥岩、粉砂岩与泥岩互层。结合室内土工试验，场地岩土层分布及主要参数从上到下依次分述如表1所示。

表1 土层分布及主要参数表

1.3 水文地质概况

滑坡区域场地地势较陡，地表水排泄顺畅。由于场地内填土较厚，透水性较强，降雨会导致填土层含水过饱和，易发生泥石流、滑坡等地质灾害。

地下水有上层滞水和孔隙裂隙水。含水层具有层位多，层间水力联系差的特点。泥岩地基属Ⅱ级膨胀土地基。在干燥情况下大气影响深度内含水量会发生变化，近地表会形成众多干缩裂隙。

2 滑坡分析

2.1 滑体特征

滑坡区主要为冲沟上的新近填土区，滑体土层主要为人工填土层，为滑坡前缘挖开填土后的原地表耕植土(如图2所示)。

2.2 滑面特征

根据现场调查和竖井开挖情况以及探槽开挖后综合对比分析，滑面主要为新近填土于粉质粘土接触的界面上，如图3所示。而在残坡积层及以下地层中未见明显错动。

2.3 滑床特征

滑床主要为残坡积层的粉质粘土，硬塑状，稍湿，土质均一，粘性好。其下覆基岩为第三系泥质粉砂岩夹泥岩、粉砂岩与泥岩互层。

2.4 滑坡原因分析

受台风影响，滑坡事发时段该地区出现高强度的大暴雨。而滑坡体主要为新近填土，土质松散，水理性能较差。其与下部滑床粉质黏土存在明显力学差异，结构面形成相对软弱面。一方面，暴雨沿坡体后缘拉裂缝下渗，潜在滑面岩土体孔隙水压力增加，有效应力降低，导致抗剪强度降低；另一方面，雨水进入斜坡体后，产生了巨大的静水压力和浮托力，导致滑坡下滑力增大，而抗滑力减小，从而导致滑坡滑动失稳。

3 稳定性分析及评价

基于标贯试验及土工试验成果以及滑坡体复原反算等综合方法确定的各岩土层参数值，对滑坡体稳定性进行数值模拟计算。计算在原滑坡地形选取三道剖面，同时计算滑坡滑动后滑坡后壁的稳定性，剖面方向大致与主滑方向一致，稳定性计算采用通用的传递系数法。

3.1 计算参数选取

通过室内土工试验、反算法、工程类比确定滑坡土层计算参数。

1)室内试验。根据钻孔所取原状样的室内试验，测得其平均值：c=20.43 kPa，φ=14.7°。

2)反算法。在地形上对原滑坡进行复原，暴雨工况下稳定系数取0.91，考虑土体完全饱和，但不考虑水压力，反算结果为：c=13.4 kPa，φ=8.5°。

3)工程类比。工程类比选取距离该滑坡约3 km远的该地区种苗基地南侧滑坡治理工程。其滑面也为填土与原状土的接触面，土层组成及分布相似，其抗剪强度参数为：c=14 kPa，φ=10°。

综合以上室内试验、反算法和工程类比经验综合确定滑面抗剪强度参数结果如表2所示。

表2 滑面抗剪强度指标反算结果表

3.2 计算模型及计算工况

1)计算模型。采用传递系数法对各剖面进行计算时，取滑坡的单位宽度为1.0 m，简化为二维模型进行计算。

2)荷载组合。因滑体无集中荷载，基本荷载主要为滑体的自重。滑体受连续暴雨影响产生滑坡，故取滑坡全部饱水状态。即荷载组合为①自重+②地下水作用力。

3)计算工况。计算工况分为①天然状态(自重)及②暴雨状态。

3.3 滑坡稳定性计算

稳定性计算公式:

(1)

Ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)·tanφi+1

(2)

(3)

其中，FS为稳定系数；Qi为第i块段滑体所受的重力,kN/m；Ri为作用于第i块段的抗滑力,kN/m,Ri=Nitanφi+Ci·Li；Ni为第i块段滑动面的法向分力,kN/m,Ni=Qicosθi；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；Ti为作用于第i块段滑动面上的滑动分力,kN/m，Ti=Qisinθi，出现与滑动方向相反的滑动分力时，Ti应取负值；Ψj为第i块段剩余下滑动力传递至i+1块段时的传递系数(j=i)。

3.4 计算结果分析

如表3所示，在天然状态下该滑坡各段稳定性安全系数均处于稳定状态。但在暴雨状态下，滑坡体全段均发生失稳，安全系数仅为0.85左右，可见滑坡体的结构性差，受暴雨影响较大。滑体后壁结构性较好，受暴雨影响其抗滑稳定性下降21.6%，且仍能保持稳定。

表3 滑坡稳定性计算表

4 治理措施

由以上分析可见，暴雨是滑坡发生滑动的主要诱发因素。因此，滑坡治理的重点应该以“挡”为主，综合治理。

1)抗滑桩是处理表层滑坡常用的技术方法，具有抗力大，施工机械速度快，施工场地要求低等优点。由于本次滑坡方量大，推力较大，不宜单独使用，故采取桩与预应力锚索联合加固的方法。2)滑坡治理，治水是关键。设计采用的截排水措施包括坡体外设置截水沟，隔断外围地表水流入坡体；坡体内设排水盲沟，疏干坡体内的水。并对滑坡体周边表面的裂缝，用粘性土覆盖；对换填坡体碾压密实。

综上所述，设计采取的治理措施为抗滑桩+预应力锚索+排水。抗滑桩共28根，分别为19根桩长为20 m和9根桩长为18 m，桩间距均为3.0 m，桩径均为1.5 m；预应力锚索共26根，锚固长度为10 m，总长27 m，为永久支护锚索。

5 结语

边坡失稳与其地质构成、地下水状况及外部条件有关。南方地区温润多雨，边坡失稳受暴雨影响较多，而受其他外荷载导致失稳情况较少。对边坡失稳的调查研究应从地质勘查(包括滑坡体及滑坡面岩土工程特征)、水文环境勘察、稳定性计算分析等方面展开。本次滑坡从地质勘察来看，滑床及下部为粉质黏土、泥岩等，结构性较好；滑坡体则为耕填土，土质较松散，一旦滑坡将沿此滑动面发生明显错动。受外界连续降雨影响，地下水位产生明显上升，滑体处于长期饱水状态，抗滑力明显下降，经稳定性计算暴雨状态下安全系数下降约25%，坡体全面失稳。

对这类滑坡地质灾害的治理，重点应放在截水上，通过截水、排水、封闭裂缝等措施最大限度地减少水对坡体的影响。抗滑桩是滑坡治理的常用措施，对松散堆积体可辅以挡土墙进行治理。但对本文所述滑坡推力较大的坡体，应加设永久支护锚索，进一步保障坡体的抗滑稳定。本文采用的滑坡治理措施，治理两年来未发生不良地质现象，治理效果良好，可为其他地区相关滑坡治理提供参考。

[1] 邢林啸.三峡库区典型堆积层滑坡成因机制与预测预报研究[D].北京：中国地质大学,2012.

[2] 黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报,2007(3):433-454.

[3] 林鸿州.降雨诱发土质边坡失稳的试验与数值分析研究[D].北京：清华大学,2007.

[4] 王协群,张有祥,邹维列,等.降雨入渗条件下非饱和路堤变形与边坡的稳定数值模拟[J].岩土力学,2010(11):3640-3644,3655.

[5] 欧孝夺,周 东,马洪川.南宁市青秀山主干道K11+360滑坡分析与治理设计[J].建筑施工,2005,19(6):33-35.

[6] 王瑞青，张春磊.单体滑坡多因素分析研究现状[J].山西建筑，2013，39(16)：82-83.

The analysis and treatment of landslide hazard for certain scenic spot

LI Ke

(TongzhouLogisticsCo.,LtdofWuzhouinGuangxi,Wuzhou543000,China)

In a scenic spot landslide hazard emergency treatment project as an example, through field investigation, drilling and excavation, standard penetration test and stability calculation, the results indicate that the upper sliding body and the lower part of the sliding bed filling silty clay formation structure is relatively weak, due to continuous rainfall soil shear strength reduction, resulting in the slope slide instability, this paper used comprehensive treatment method for anti-slide pile+prestressed anchor cable+cut drainage+closed compacted soil, the treatment effect has been great.

landslide, shear strength, safety coefficient, stability

2014-07-16

李 科(1987- )，男，助理工程师

1009-6825(2014)27-0098-03

TU413.62

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