软土基坑滑坡分析及治理措施

黄有华

深圳市勘察研究院有限公司

摘要：滑坡是在一定的内因、外因等地质环境条件和其他因素综合作用下产生的，影响因素包括：地质条件、地形地貌、人类活动、气候及径流条件以及其他因素。本文结合工程实际，对其软土基坑滑坡分析及治理措施进行探讨。

关键词：滑坡；软土基坑；影响因素；措施

以某基坑为例，基坑开挖深度约 12m，基坑西南侧为堆土区，堆土高度约 6 m。基坑采用放坡式开挖，在无任何围护措施的情况下，基坑侧壁软土失稳形成滑坡，导致基坑南侧小区围墙倒塌，路面出现裂缝，裂缝宽度 2～5cm，小区紧邻基坑的2幢楼房倾斜，墙面出现裂缝，住户全部迁出。

1 工程地质概况

场区地貌类型属于海积平原地貌，地面标高约4.40 m。基坑开挖深度内土层主要为杂填土、淤泥质黏土、淤泥及黏土，基坑侧壁以软土为主，下伏前震旦系片麻岩（图 1）。① 层杂填土，杂色，潮湿，松散，平均厚度 2.26 m。②1层淤泥质黏土，灰色-灰黄色，流塑，平均厚度 3.09 m。② 层淤泥，灰色，流塑，平均厚度6.09 m。③ 层黏土，灰黄色-黄色，可塑-硬塑，平均厚度 10.34 m。④ 层残积土，棕黄色，硬塑-坚硬，平均厚度 2.42 m。⑤ 层全风化片麻岩，灰白色，坚硬，平均厚度 0.77 m。

图 1 研究区工程地质剖面图

场区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于上部①层杂填土中，潜水水位埋深0.89 m，标高 3.57 m。

2 滑坡产生的原因

滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致，产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面[1]。

该工程产生滑坡的条件主要分为：地质条件，内外营力（动力） 和人为作用的影响。

（1） 地质条件：基坑侧壁以软土为主，滨海地区软土由于其成因、物质成分及结构的特殊性，具有天然含水率高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高、扰动性大及流变性等特点，是滑坡形成的物质基础[6]。场区地下水位偏高，基坑开挖时正值雨季，地下水作用主要为软化土体、降低土体的强度、产生动水压力和孔隙水压力、潜蚀土体及增大土体重度等。尤其是对滑带的软化作用和降低强度的作用最为突出，在滑坡形成中起着主要作用（表 1）。

表 1 土层部分物理力学指标

（2） 内外营力（动力） 和人为作用：基坑采用放坡式开挖，形成具有一定坡度的斜坡。开挖坡脚，使坡体下部失去支撑而发生下滑。基坑西侧堆土，地面超载增大，加速了滑坡体下滑。由此可见，基坑采用放坡式开挖，侧壁土体抗剪强度低、地下水活动及坑外堆土是滑坡产生的根本原因。

3 滑动带位置及滑坡体形态的确定

3.1 滑动带位置的确定

滑动带为滑坡体与滑床之间具有一定厚度的剪切带。软土边坡在失稳破坏前，一般都存在较大的塑形变形，往往形成塑形的局部滑动带。通过深层水平位移监测（测斜）、钻探取芯观测及室内土工试验等多种手段，综合确定滑动带位置[8]。

（1） 深层水平位移监测法（测斜法）：垂直基坑方向预埋 5 根测斜管，测斜管安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。通过便携式数字测斜仪监测滑坡区的侧向位移。第一次观测可以建立起测斜管位移的初始断面，其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。探头从测斜管底部向顶部移动，测量间距为 0.50 m。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。绘制偏移的变化量可以得到 1 幅高分辨率的位移断面图[2]。此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。通过曲线上位移变化量及速率最大点确定所对应的滑动面深度（图 2）。

图 2 测斜管深度-位移曲线图

（2） 钻探取芯觀测法：钻探采取全断面取芯，在预估的滑动带以上 5 m 或发现滑动带迹象时，进行干钻，回次进尺不大于 0.30 m，并及时检查岩芯，确定滑动面位置。通过观测，滑动带土体明显扰动，含水量偏高，强度降低，具有滑动形成的揉皱及擦痕。将岩芯晾干，用锤轻敲或用刀沿滑面剖开，测出滑面倾角和沿擦痕方向的视倾角，用以确定滑动面。

（3） 室内试验法：钻探过程中自上而下采用薄壁取土器连续取样，通过室内试验，取得物理力学指标。将物理力学指标进行横向及纵向对比，横向为滑动前后指标对比，纵向为单层自上而下指标对比。发现滑动带处土样含水量明显偏高，抗剪强度降低，灵敏度降低。

3.2滑坡体形态的确定

通过滑坡体的形态，可以确定滑坡体厚度，进行滑坡推力计算，为滑坡整治提供依据。根据测斜成果、取芯观测及室内试验法综合确定各测斜孔滑动带的位置。并根据滑坡前缘剪出口的位置及滑坡后缘裂缝位置及产状[1]，综合推断出滑坡体的基本形态（图 3）。

图 3 滑坡体形态示意图

滑坡推力的计算（GB 50007—2011），是滑坡治理成败以及是否经济合理的重要依据，也是对滑坡的定量评价。

（1）

式（1） 中：Fn、Fn-1为第 n 块、n-1 块滑体的剩余下滑力（kN/m）；ψ为传递系数；γt为滑坡推力安全系数，取 1.20；Gn为第 n 块滑体自重（kN/m）（表1）； 为第 n 块滑体滑动面的内摩擦角标准值（°）（表1）；cn为第 n 块滑体滑动面的黏聚力标准值（kN/m）（表 1）；ln为第 n 块滑体滑动面的长度（m）；βn、βn-1为滑动面与水平面的夹角（°）。经计算，每米抗滑挡土墙所提供的抗滑力不应小于 238.58 kN（表 2）。

表 2 滑坡推力计算表

4 滑坡整治措施及效果