万州M6地块滑坡稳定性分析与治理措施

李保+龚建波

【摘 要】万州区五桥联合坝M6地块为拟建廉租房小区，在场地开挖平基工程施工时，遇到多日的强降雨，导致整个拟建场地发生了滑坡，严重影响了工程的建设工作，本文在该滑坡详细勘察工作的基础上，结合岩土体各项物理力学测试指标，对滑坡产生的原因及变形模式进行了分析，对滑坡的稳定性进行了分析计算和评价，提出了相应的工程治理措施及建议。

【关键词】滑坡；变形模式；稳定性；治理措施

【Abstract】The M6 block of Wuqiaolianheba in Wanzhou is planned to build low-cost housing，In the excavation site leveling construction， encountered heavy rain for several days，causing the landslide occurred throughout the venue，serious impact on the engineering construction work， based on the detailed investigation of the landslide，combined with soil physical and mechanical test indicators，on the causes of landslide and deformation mode are analyzed，the stability of the landslide are analyzed and evaluated， and put forward the corresponding engineering measures and suggestions.

【Key words】Landslide；Deformation mode；Stability；Control measures

0 前言

萬州M6地块位于万州区五桥联合坝，该地块为拟建廉租房小区，由于连续不断的强降雨，导致正在进行开挖平基工作的该地块发生了整体拉裂变形破坏，严重影响了工程的建设工作。

滑坡平面呈方形（如图1），后缘高程约270～280m，前缘高程约232～235m。纵向长约230m，横向宽约190～210m，滑体厚度约15～22m，平均厚约18.5m，最大厚度约30m，面积约4.35×104m2，体积约80.5×104m3，主滑方向为139°。滑体物质主要为粉质粘土夹少量砂岩大块石，为中型土质滑坡。

滑坡主要威胁本次拟建廉租房整个场地的安全，危害对象为人口密集的城市建筑区，重要性等级为重要，成灾后可能造成的损失大，滑坡防治工程等级为一级。

滑坡发生后，相关部门及时采取了应急措施，主要包括对后缘的贯穿性裂缝铺设塑料薄膜，防止雨水下渗；对后缘处土体进行削方减载，以减小滑坡的下滑力；对中前部回填土石方进行反压，以增加滑坡的抗滑力等，阻止了本滑坡的进一步变形。

1 滑坡区地质特征

1.1 地形特征

滑坡区地貌类型属于丘陵斜坡地貌（如图2），山势北西高、南东低，坡向约139°。

滑坡区地形明显分为缓坡区及陡坡区，以高程270m附近为界，该高程以上地形为陡坡区，该高程以下地形为缓坡区。

高程270m以上区域为原始自然斜坡地形，地形坡角一般为25°～30°；高程270m以下地形，其原始状态为5～10的缓坡，2012年初进行开挖平场工作，已被平整为多级平台状，在场地内形成了多级人工土质边坡，边坡高度一般5～10m，坡角一般为20°～40°。

1.2 地层岩性

滑坡区地层由新到老主要有第四系人工填土（Q4ml）、残坡积土（Q4el+dl）及侏罗系中统沙溪庙组（J2s）：

1.2.1 人工填土（Q4ml）

该层分布于路基及已建成居民区的局部地段，为建设过程中回填的粉质粘土夹碎块石，结构松散～稍密，厚度差异较大，一般3～5m。

1.2.2 残坡积土（Q4el+dl）

分布于场区大部分地表及滑坡区，为粉质粘土：紫红色，较湿，可塑，干强度中等，无摇振反应，夹少量砂岩大块石，在滑坡后缘以上的斜坡区土层较薄，厚度多1～3m；在滑坡区土层厚度较大，一般20～30m。

1.2.3 基岩（J2s）

场区内基岩为侏罗系中统沙溪庙组粉砂质泥岩及砂岩。

粉砂质泥岩：多为紫红色，泥质结构，中厚至厚层状构造，主要分布在斜坡区及滑坡下部。

砂岩：为浅灰色，细粒至中粒结构，厚层至巨厚层状构造，主要分布斜坡的顶部，局部形成陡岩崖地形。

1.3 地质构造

场区地质构造位于万州向斜南东翼近轴部，岩层呈单斜状，产状为340o∠5o，区内地层连续稳定，无断层及构造破碎带通过。

岩体中主要发育两组构造裂隙：裂隙①产状135°∠78°，裂隙面平直，张开1～5mm，铁锰质侵染，层面结合程度一般，属硬性结构面，延伸较短；裂隙②产状51°∠83°，裂隙面平直，张开3～7mm，层面结合程度差，属硬性结构面，延伸较远。

1.4 水文地质

根据场地地层岩性及地下水在含水介质中的赋存特征，地下水类型可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。

松散岩类孔隙水分布在第四系土体内，其含水介质由人工填土、粉质粘土组成。地下水主要接受大气降水补给，短途径流，在地形低点处排出，故地下水的赋存条件差，在雨季会在局部地段形成上层滞水。

基岩裂隙水赋存于上沙溪庙组基岩浅层风化带中的网状裂隙水及砂岩层间裂隙中，受地形、岩性及构造的控制，隔水层砂质泥岩与含水层砂岩近水平状相互叠置，岩层表面又被弱透水的堆积土体覆盖，同时，场地地形为斜坡状，致使地下水补给渗入条件差，有利于地表水顺坡径流和排泄，因此，场地基岩裂隙水水量甚微，基岩富水性弱。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡形态及规模

滑坡平面呈方形，后缘以贯穿性拉裂缝为界，高程约270～280m，前缘以临空的岩土界面为界，高程约232～235m，纵向长约230m；滑坡南西侧与一期已建成廉租房为界，滑坡北东侧以拟建二期廉租房的3、7#楼西侧为界，横向宽约190～210m；滑体厚度一般15～22m，平均厚约18.5m，最大厚度约30m，面积约4.35×104m2，体积约80.5×104m3，主滑方向为139°，为一中型土质滑坡。

2.2 滑体特征

滑坡体物质为原残坡积形成的粉质粘土：紫红色，较湿，可塑，干强度中等，无摇振反应，夹少量砂岩大块石，滑体厚度约15～22m，平均厚约18.5m，最大厚度约30m。

2.3 滑带特征

本滑坡变形现象主要表现为后缘贯通性拉张裂缝、滑体内多处拉张裂缝及前缘的局部挤压隆起，尚未发生远距离的滑移，正处于蠕滑变形阶段，滑动面正在形成，但尚未形成连续贯通性的界面，在勘察的钻孔内未发现明显滑动镜面，滑面为粉质粘土与基岩间的岩土界面；岩土界面呈现出上部陡、中间平、下部反倾的状态（如图3）。

2.4 滑床特征

滑床为粉砂质泥岩：紫红色，泥质结构，厚层状构造，岩层产状为340°∠5°；浅部约2～4m范围内的岩体为强风化，岩体较破碎，力学强度较低；下部岩体较完整，为中风化，力学强度较高。

2.5 滑坡变形特征

本滑坡于2012年5月20～30日发生强烈变形，变形现象主要表现为后缘及滑体内的拉张裂缝及前缘的挤压隆起。

在滑坡的后缘发生一条连续延伸长度约190m的拉张裂缝，缝宽一般5～15cm，下错约20～30cm（如图4）；在滑坡体上多处出现宽度1～5cm的拉裂隙。

在前缘3号道路的人行道上由于挤压形成隆起，隆起范围长约60m、宽约3～5m；隆起最大高度约0.4m～0.6m（如图5）。

2.6 滑坡变形模式分析

场地在平场前处于稳定状态，由于在斜坡前缘修建3号道路及M4地块的平场，导致斜坡前缘岩土界面处于临空状态，根据M6地块的建设场平方案，在场地的中前部以挖方为主，而挖方区处于斜坡的阻滑段，场地发生变形时该地块正处于平场阶段，土石方的开挖活动降低了斜坡中下部的阻滑力，同时变形发生时正处于连续的暴雨阶段，雨水的下渗降低了土体的强度、增加了土体的重量，最终导致后缘发生拉张裂缝、前缘受挤压隆起，因此滑坡的变形破坏模式为推移式滑动。

3 滑坡稳定性评价

3.1 定性分析

通过现场调查访问，本滑坡发生强烈变形，且变形较为严重，滑体内多处出现拉张裂缝、挤压隆起等，滑坡应处于开始阶段的蠕滑变形阶段，滑动面正在形成，但尚未形成连续贯通性的界面。滑坡在无雨期间变形现象较轻微，说明滑坡在无雨时处于基本稳定状态，在暴雨时则处于欠稳定状态。

3.2 定量评价

滑坡的计算工况主要考虑岩土状态、地形条件、降雨条件、荷载组合关系等因素，设计拟建物均采用桩基础，不对滑坡体产生加载作用，因此选定如下的4种工况进行稳定性计算：

工况Ⅰ：天然+滑坡发生时现状地形；

工况Ⅱ：暴雨+滑坡发生时现状地形；

工况Ⅲ：天然+设计平场后地形；

工况Ⅳ：暴雨+设计平场后地形。

滑坡在中前部開挖施工且连续降雨时发生变形，处于欠稳定状态，因此可取主剖面在变形时的地形条件进行反演算，结合岩土的室内试验值，滑坡计算参数综合取值见表1。

滑动面为折线型，取滑坡主剖面（见图6），采用传递系数法对滑坡的稳定性及推力进行计算。

滑坡防治工程等级为一级，计算安全系数取1.25，计算出各工况下的稳定系数如表2所示。

从稳定性计算结果中可以看出：

1）滑坡在天然状态时，现状地形条件及按设计平场的地形条件下，稳定系数为1.727～1.603，说明滑坡处于暂时稳定状态，变形情况不会加剧；

2）滑坡在暴雨状态时，现状地形条件下，稳定系数为1.055，说明滑坡处于欠稳定状态，变形情况会继续加剧；

3）滑坡在暴雨状态时，按设计平场地形条件下，稳定系数为0.987，说明滑坡处于不稳定状态，可能会发生整体性滑移；

4）在不同天气条件下，按设计平场后的稳定系数均低于现状地形，从地层结构中也可以看出开挖段均处于滑坡的中下部阻滑段，平场开挖会降低滑坡的抗滑力，导致滑坡的稳定性整体下降。

4 治理措施建议

根据滑坡的变形破坏模式，结合其地形地貌、岩土体结构及建筑物布局等各方面，建议滑坡的防治措施可采用抗滑支挡或削坡减载两种不同的治理方案，并辅以地面排水进行综合治理。

4.1 抗滑支挡

结合建筑物布局，建议抗滑桩支挡线布置在拟建两排建筑物之间的道路内侧处，治理线总长约190m，该处按设计平场后的平均土层厚度约16m，抗力段基岩为砂质泥岩。

根据剩余下滑力计算结果，并考虑桩前土压力，抗滑桩截面采用2.0×3.0m，桩间距为3.50m，单桩长度为32m，共55根桩，为防止坑壁垮塌，土层段采用0.2m厚的护壁进行临时支护。估算治理工程量：土方开挖约7180m3，石方开挖约5280m3，混凝土约10560m3，钢筋约1584t。

4.2 削方减载

本滑坡为推移式滑坡，建筑区多处于滑坡中下部的阻滑段，而下滑段区域基本无建筑，且设计为保持原始地形状态，因此可考虑对下滑段的土体进行削方减载，清除部分土体，降低平场高程，以减小滑坡的下滑力，将有利于滑坡的整体稳定。

按不同平场高程对滑体后部的土体进行清除后，验算滑坡的稳定性，验算工况按最不利的工况Ⅳ进行，计算简图见图7，验算结果见表3。

根据验算结果可以看出：对滑坡后部的土体削方减载到266m高程处，本滑坡的稳定系数大于1.25的安全系数，即处于稳定状态，满足工程治理需要，根据估算整个滑坡区需要削方减载的工程量约为3.3×104m3，同时对后缘减载后出露的基岩斜坡区采用锚喷的方式进行护坡处理，锚喷区面积约0.28×104m2。

4.3 地表排水

由于降雨是本滑坡的重要影响因素，因此建议在滑坡的后缘处设置一条截水沟，用以拦截滑坡区上部汇集的地表水，同时完善滑坡区内的市政排水措施，降低地表水的不利影响。

5 结论

通过上述分析，本滑坡的主要外在影响因素有两个：一是，降雨的入渗降低了土体的强度，并增加了土体的重量；二是，滑坡中下部的平场开挖，降低了整个斜坡区的抗滑力，最终导致该斜坡发生滑动变形，本滑坡为一个由于不合理开挖施工而导致的工程滑坡。

本滑坡的治理方案可考虑两种：一是，抗滑桩支挡，根据工程量估算费用约需2300万元；二是，削方减载，根据工程量估算费用约需360万元；对比两种方案，抗滑桩方案的费用约是削方减载方案的6.3倍，同时削方减载的施工难度及施工安全性也大大低于抗滑桩的施工难度及安全，因此本滑坡建议采用削方减载的方案进行治理。

滑坡的治理在施工过程中应采取“信息法设计、动态施工”的原则，并制订合理的施工方案，同时应加强治理施工过程中及完工后的效果监测工作。

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[5]工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出处社.

[责任编辑：田吉捷]