北碚某路基顺层滑坡稳定性分析与治理措施

李保 梁浩

摘  要：北碚工业园区的Z3路，其中K0+140～K0+280段处于岩质顺层边坡上部，由于坡脚挡墙基槽的开挖，导致顺向岩层中的软弱夹层处于临空状态，随后该段路基沿软弱夹层发生了下滑，严重影响了工程的建设工作，文章在该滑坡补充勘察工作的基础上，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：顺层;滑坡;稳定性;治理措施

中图分类号：U418.5        文献标志码：A       文章编号：2095-2945（2019）30-0106-04

Abstract： In the Z3 road of Beibei Industrial Park， the K0+140～K0+280 section is located in the upper part of the rock bedding slope. Due to the excavation of the foundation groove of the retaining wall at the foot of the slope， the weak interlayer in the downstream rock layer is in the empty state， and then the roadbed of this section falls along the weak interlayer. The construction of the project has been seriously affected. On the basis of the supplementary investigation of the landslide， combined with the physical and mechanical test indexes of rock and soil， the causes and deformation modes of the landslide are analyzed. In this paper， the stability of landslide is analyzed， calculated and evaluated， and the corresponding engineering treatment measures and suggestions are put forward.

Keywords： bedding; landslide; stability; treatment measures

前言

北碚Z3路位于北碚區水土镇高新工业园区，该道路为新修道路，其中K0+140～K0+280段处于岩质顺层边坡上部，其东侧为一高度约15～20m的岩质顺向边坡，原设计对边坡采用分阶放坡+矮脚挡墙的支护方案，在施工时由于坡脚挡墙基槽的开挖，导致顺向岩层中的软弱夹层处于临空状态，随后该段路基沿软弱夹层发生了整体下滑，致使道路的修建工程严重受阻。

变形范围近似方形（如图1），后缘高程296～300m，前缘高程270～276m。纵长95～110m，横宽140m，滑体平均厚约7～8m，面积约1.45×104m2，体积约10.87×104m3，主滑方向为105°，为浅层中型岩质滑坡。

1 滑坡区地质环境

1.1 地形特征

滑坡区地形西高东低（如图2），坡向约105°。由于平场施工已被平整为多级平台状：顶部平台高程约297～300m;中部为在建的道路，平台高程约288～290m;底部平台高程约270～276m。三个平台间形成两级边坡，道路上方边坡高约7～9m，坡角约26°;道路下方边坡高约13～18m，坡角约49°。

1.2 地层岩性

滑坡区土层为第四系人工填土（Q4ml）、残坡积土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）：

（1）人工填土（Q4ml）

分布在各级平台的表面，成分为粉质粘土夹碎块石，结构松散，厚度多1～2m。

（2）残坡积土（Q4el+dl）

分布于局部基岩表面，为粉质粘土：紫红色，较湿，可塑，夹有砂泥岩小碎石，厚度多1～3m。

（3）基岩（J2s）

场区内基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩及泥岩。

砂岩：多为浅灰色，厚至巨厚层状构造，中粒结构，主要分布整个边坡表层区域。

泥岩：多为紫红色，泥质结构，中厚至厚层状构造，主要分布在砂岩的下部。

1.3 地质构造

在建道路区域地质构造部位属于观音峡背斜南东翼，产状110°∠13°。

基岩中发育两组裂隙：裂隙LX1产状290°∠78°，裂隙LX2产状8°∠80°，两组裂隙面均较为平直，多呈闭合状，局部张开1～2mm，层面间结合程度均较差，延伸长短不一。

1.4 水文地质

本场地表层为薄层土体、下伏基岩为砂泥岩，地下水类型有两种：松散岩类孔隙水与基岩裂隙水。

松散岩类孔隙水：赋存于地表土层中，主要接受大气降雨补给，但由于土层较薄，厚度仅1～3m，赋存条件差，基本无地下水。

基岩裂隙水：赋存于基岩浅层风化带及构造裂隙中，主要接受大气降雨及上部土层入渗补给，顺层向坡下径流，根据调查，场地周边坡脚未见地下水流出，勘察期间对各钻孔的水位进行了观测，也未发现孔内含地下水，因此场区地下水贫乏，水文地质条件简单。

2 滑坡体基本特征

2.1 滑坡形态及规模

滑坡范围近似方形，后缘位于顶部平台，高程约296～300m，前缘以边坡坡脚为界，高程约270～276m。纵向长约95～110m，横向宽约140m，滑体平均厚约7～8m，面积约1.45×104m2，体积约10.87×104m3，主滑方向为105°，为浅层中型岩质滑坡，其岩土结构见图3。

2.2 滑体特征

滑体物质主要为砂岩岩体，为浅灰色，细粒至中粒结构，厚层至巨厚层状构造，表面为薄层人工填土，滑体厚度一般6～9m，平均厚约7m。

2.3 滑带特征

滑带为一软弱夹层（图4、图5），在坡脚砂岩层中及多个钻孔中均有分布，软弱夹层的空间延伸情况与岩层面基本一致，主要成分为粘土矿物夹砂岩碎石，呈褐色，碎石含量约5～15%，粒径约1～3cm，粘土呈可塑状态，很湿，粘性较强，切面稍有光泽，软弱夹层厚度约20～60cm。

2.4 滑床特征

滑床为砂岩及泥岩，厚层至巨厚层状构造，岩层产状为110°∠13°，岩体较完整，力学强度较高，风化程度为中等。

2.5 滑坡变形特征

2017年2月下旬，施工方开始该段护脚墙的基槽开挖作业，2月28日上午边坡中下部发生拉裂，拉裂缝长约77m，裂缝中间宽两端窄，裂缝最宽处约1.5m，开裂最深处约6.5m（如图6）。

至3月23日在拟建道路的顶部，又新发生一条裂缝，缝宽约5～10cm，延伸长度近百米（如图7）。

2.6 滑坡变形模式分析

坡脚基槽在未开挖时，岩层中的软弱夹层从坡脚地表以下穿过，其上部的岩性处于稳定状态，基槽开挖后，导致软弱夹层在坡脚处裸露出来，使软弱夹层上部的岩体处于临空状态，从而导致岩体沿软弱夹层发生下滑，最初变形发生在边坡中下部，随时间推移，后期发展至边坡的顶部，因此，滑坡变形破坏模式为牵引式。

3 滑坡稳定性评价

3.1 定性分析

道路下方边坡为岩质边坡，边坡岩体为砂岩和泥岩。边坡最大高度约18m，倾向105°，倾角49°，岩层面产状为110°∠13°，岩体中发育两组裂隙LX1产状290°∠78°，裂隙LX2产状8°∠80°。边坡结构面赤平极射投影见图8。

根据边坡结构面赤平极射投影图分析：该段边坡面倾向为105°、岩层面倾向为110°，二者方向基本一致，为顺向坡，岩层面为边坡稳定性控制结构面，层面倾角13°，边坡易沿着层面发生滑动破坏，特别是岩层间存在软弱夹层，在软弱夹层临空时会发生岩体整体性滑移。

3.2 定量评价

考虑道路运营时的不利工况为暴雨期，并结合边坡的现状地形及按设计建成后的道路地形等因素，滑坡稳定性计算选定如下两种工况：

工况1：暴雨+滑坡发生时现状地形。

工况2：暴雨+道路建成后地形+道路荷载。

道路边坡在坡脚开挖施工时发生拉裂变形，处于不稳定状态，可按当时的条件进行反算强度参数，并结合岩土体的室内试验值综合考虑，滑坡计算参数综合取值见表1。

滑动面为软弱夹层，属直线型，采用极限平衡法计算滑坡的稳定性及推力，计算剖面见图9。

道路设计等级为市政主干道，边坡防治等级为一级，稳定性计算安全系数取1.35，计算结果见表2。

从稳定性计算结果中可以看出：

（1）在工况1条件下，稳定系数为0.878，说明滑坡处于不稳定状态，上部岩体会沿软弱夹层发生整体性滑移。

（2）在工况2条件下，稳定系数为0.781，说明滑坡处于不稳定状态，上部岩体会沿软弱夹层发生整体性滑移，同时道路的加载会使滑坡稳定性进一步下降。

4 治理措施建议

结合滑坡的地形条件、岩土结构、荷载组合等各方面因素，滑坡的防治措施可考虑两种不同的方案：一是抗滑支挡，二是整体换填+格构护坡，同时辅以地面排水进行综合治理。

4.1 抗滑支挡

结合道路边坡的放坡设计，建议设置两排抗滑桩进行分级支挡，上排可设置在拟建道路上侧边沿、下排可布置在道路下方边坡第一级放坡平台处，治理线总长约280m，上排桩处平均滑体厚度约7m、下排桩处平均滑体厚度约5m，抗力段基岩多为泥岩。

4.2 换填+格构护坡

本滑坡变形已经较为严重，可对软弱夹层及上部的岩体全部清除，重新按路基要求进行全部回填，回填后边坡表面采用格构进行护坡处理，回填时应将基底处理成台阶形状。

4.3 地表排水

降雨入渗会降低软弱夹层的强度，不利于滑坡的稳定，因此建议在道路的两侧设置两条排水沟，在滑坡的后缘坡顶及前缘坡脚设置两条排水沟，对雨水进行有序排放，降低雨水对路基的不利影响。

5 结论

通过上述分析，本滑坡的主要内在影响因素是顺向坡岩体中存在一个软弱夹层，外在影响因素是坡脚的开挖导致软弱夹层出露于地表、上部岩体处于临空状态，最终导致顺向坡沿软弱夹层发生滑动，属于不合理开挖施工而诱发的工程滑坡。

本滑坡的治理方案可考虑两种：一是抗滑桩支挡，二是整体换填+格构护坡。对比两种方案：由于滑坡变形较强烈，在抗滑桩施工时安全风险较大，同时抗滑桩施工过程中的变形对成桩质量会造成不利影响，容易造成断桩，难以保证抗滑桩的质量。考虑生产安全及成桩质量，因此本滑坡最终采用整体换填+格构护坡的方式进行治理（见图10）。

治理后该段路基进行了一年的变形监测，根据监测结果，反映该段路基处于稳定状态，治理效果良好。

参考文献：

[1]DB50/143-2003.地质灾害防治工程勘察规范[S].重庆市质量技术监督局，2003.

[2]DB50/5029-2004.地质灾害防治工程設计规范[S].重庆市建设委员会和重庆市国土资源和房屋管理局联合发布，2004.

[3]GB50330-2013.建筑边坡工程技术规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布，2013.

[4]DBJ50-043-2005.工程地质勘察规范[S].重庆市建设委员会，2005.

[5]工程地质手册（第四版）[M].中国建筑工业出版社，2007.