某岩质滑坡成因分析及其治理方案建议

常 宝

(湖南省勘查设计研究院，湖南 长沙 410014)

受连续强降雨的影响，某公园公路出现长度约20 m的裂缝，公路路面有2处明显的渗水处，坡底居民屋后挡土墙出现严重变形。3 d后在沿公路上山方向距第一次出现裂缝位置约100 m的地段出现与公路行进方向呈80°夹角裂缝，通过应急调查发现，公路上方出现的裂缝为连续的弧形张拉裂缝，至此坡顶滑坡边界已经成形。

1 滑坡体概况

滑坡区地貌类型为侵蚀—剥蚀低山丘陵地貌，坡度一般在40°左右，呈现上陡下缓，坡顶坡度50°～60°，岩石裸露，坡底坡度20°～30°，植被较发育。

(1)形态特征。滑坡平面形态呈圈椅状，纵向剖面形态呈阶梯状。滑坡剪出口1至后缘滑体水平长度为110 m，斜坡长度约130 m，滑坡坡度20°～40°, 局部达55°以上。前缘宽度约180 m，后缘宽度约70 m，滑坡面积约16 600 m2，滑体平均厚度8 m，滑坡体积13.28×104m3，滑坡主滑方向为138°，基岩产状160°∠21°，与滑坡主滑方向138°呈顺向关系。

(2)滑坡周界。滑坡周界以岩土体是否产生变形破坏界定，其沿滑坡体周边分布。

剪出口位于坡脚，高程61.5～63.5 m。滑坡左缘：以沟谷及剪切裂缝F4变形消失处为界；滑坡右缘：以剪切裂缝F2、F8变形消失处为界；滑坡后缘：以滑坡滑动形成的滑坡后壁及拉张裂缝F3变形消失处为界。

(3)滑体滑带及滑床。根据钻井及探槽揭露，滑坡物质组成及结构特征为：含砾粉质黏土、滑带、强风化板岩、中风化板岩。滑带土位于强风化板岩与中风化板岩接触面上，由于钻探工艺原因，该层钻孔中未有明显揭露。滑床主要为元古界冷家溪群大药姑组(Ptlnd)板岩组成，该层在滑坡区内连续分布。

2 滑坡成因分析及其发展趋势

2.1 滑坡成因

(1)地形地貌。滑坡所在区域属剥蚀低山丘陵，以长期剥蚀切割作用为主。植被较发育，坡体上多为第四系残坡积土层覆盖，基岩多处出露。地势整体上北东低南西高，前缘剪出口高程为61.5～63.5 m，后缘高程为100.0～110.0 m，相对高差46.5～48.5 m。坡角一般在20°～40°，局部由于人工开挖坡度达55°以上，因而地形有利于形成滑坡。

(2)岩土结构。滑坡坡向138°，斜坡坡角20°～35°，局部由于人工开挖坡度达55°以上。地层岩性主要为残坡积层含砾粉质黏土(Qel+dl)，厚度差异较大，下伏元古界冷家溪群大药姑组(Ptlnd)强风化和中风化板岩，基岩产状160°∠21°，与滑坡主滑方向138°呈顺向关系，形成滑带②。

(3)地质构造。组成滑坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。同时，构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。在透水性上，强风化板岩裂隙发育，透水性强，中风化板岩岩体完整，裂隙不发育，透水性差，从而在其接触带上易形成饱水带，严重降低滑体的摩阻力，从而影响滑坡的稳定性。

(4)降雨。降雨是坡体变形的主要诱发因素。大气降雨对滑坡的诱发作用主要体现在降雨过程中增加滑体岩土的自重，并在后缘裂缝中产生充水的静水压力和“滑面扬压力”，而且潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力，降低土石层的抗剪强度，尤其是对滑带土的软化作用和降低强度的作用最突出；当滑体内部的水压力达到一定程度时，滑体就会溃裂、解体，产生下滑。

(5)人类工程活动。不合理的人类活动是影响滑坡稳定性的主要外在因素。坡脚建房切坡及滑坡中部的公路建设改变了原始坡形态，大大增强了土体的降水入渗能力，破坏了原始边坡的连续性。在暴雨条件下，地表水快速下渗，致使土体饱和，自重加大，潜在滑动面处的积水造成土体抗剪强度降低，导致滑坡失稳。

2.2 滑坡发展趋势

通过对该滑坡的成因分析，综合调查和勘查数据以及滑区实际破坏情况，该滑坡的破坏模式可分为如下几个阶段：

(1)蠕变阶段：在长期的地应力和地下水的作用下，强风化板岩与中风化板岩接触带产生层间错动，形成泥化夹层，上部岩层沿泥化层发生缓慢滑移，并逐渐形成竖向裂隙。

(2)塑性变形阶段：地表水通过坡表的残坡积层及后缘的裂缝渗入强风化板岩的裂隙，并在裂隙中产生静水压力和沿软弱层分布的扬压力。随着静水压力和扬压力的增大，强风化板岩中的竖向裂隙进一步发育，最终贯穿整个岩体，使原有岩体结构逐渐破坏而松动，但这一阶段岩体仍不会产生整体滑移。

(3)剪切、全面滑动阶段：当裂缝内水头高于临界水头时，巨大的扬压力和静水压力共同作用，使软弱层的上覆岩体向临空面发生“坐船式”的滑动，竖向裂隙中的水头伴随滑动面逐渐降低，当后缘静水压力消散后，被推出岩体在摩阻力作用下停止。

结合该滑坡的发展过程和现场调查资料，该滑坡主要是由于人类工程活动及降雨造成，滑坡后缘强风化板岩中的竖向裂隙已经形成和贯通，但滑坡目前尚未发生全面滑动，因此判断：本滑坡尚处于塑性变形阶段。

3 滑坡参数及稳定性计算

(1)计算参数的确定。滑坡的稳定性计算参数根据试验指标、工程类比法和反演法综合确定，滑带土的物理力学参数见表1。

表1 滑动面土的物理力学参数

(2)计算方法。该滑坡属于岩质滑坡范畴，根据《滑坡防治工程勘查规范》13.4.2条推荐，本次计算模型为平面滑动模型(图1)，采用平面极限平衡法进行稳定性评价和推力计算。

计算公式如下：

其中，后缘裂隙静水压力：V=rwH2；沿滑面扬压力：U=rwLH。W为滑体单位宽度的自重，kN/m；L为滑面长度，m；C为滑带的黏聚力，kPa；Φ为滑带的内摩擦角，(°)； α为滑带的倾角，(°)；A为地震加速度，本次计算不考虑；rw为水的重度，kN/m3；H为后缘陡倾裂隙充水高度；Kf为滑坡稳定系数。

(3)稳定性计算。本设计工况采用自重设计工况，抗滑设计安全系数采用1.25。由于场地位于抗震设防烈度为Ⅵ度区，不计地震工况，校核仅采用自重+地下水+暴雨，抗滑校核安全系数采用1.10，相关计算结果见表2。

表2 滑坡稳定性计算结果

4 滑坡的治理方案

根据滑坡的性质及特征，滑坡推力较大，宜按照“减荷+固脚+强腰+排水”的治理原则进行治理，具体措施如下：

(1)减荷：对滑坡前缘现状斜坡、陡坎进行修整，以满足坡面平顺、美观要求，同时满足后续坡面防护结构施工要求。

(2)固脚：布置于滑坡前缘斜坡修整后的下面一级边坡，由纵梁、横梁、基础、镶边以及锚索组成，协同作用对滑坡进行锚拉加固，保证坡脚稳定。

(3)强腰：在滑坡中部布置抗滑桩于上方公路外侧路肩处，沿公路走向布置，桩顶设冠梁，对滑坡及路基进行支挡。

(4)排水：在滑坡后缘稳定地层设截水沟，截水沟出口接公路边沟，减少大气降水沿裂隙渗透至滑带；在滑坡前缘斜坡坡脚处设排水沟，排水沟出口接公路边沟；平台上设平台沟，平台沟接排水沟。