南安市某滑坡的稳定性分析及边坡治理设计

汤 慧

（福建省197 地质大队，福建 泉州 362011）

研究区因坡下修建厂房而人为开挖形成的8～28 m高的岩土质边坡，坡面倾角约70°～80°，人工边坡顶部不时有土石滑落。在汛期到来期间，于2019年6月26日发现坡顶中部形成两条拉裂缝，目前处在剧烈变形破坏阶段，随时可能滑塌。潜在滑坡主滑动面方位约148°，后缘拉裂缝长50 m，呈弧形，距坡肩约21 m，潜在滑坡规模约9 675 m3，可能造成掩埋、损毁村民住房，威胁边坡下方6栋房屋共8户46人的生命及财产安全。因此，该滑坡的防护治理是十分必要的。

1 滑坡特征

1.1 地形地貌

研究区位于一山南面山坡脚，西高东低，山坡总体呈西北高东南低的趋势，边坡坡体中间高两端低，场地形地貌为丘陵地貌，本区现状为人工挖方形成的高陡边坡，坡度约70°～80°，呈弧形单面坡，坡高约8～28 m，坡顶植被为灌木，坡顶修建有较多坟墓，个别距离边坡较近的坟墓出现开裂、沉降裂缝等现象。坟墓周边见有少量中风化岩滚石。勘查期间坡面表层无植被覆盖，坡面未采取工程防护措施，坡脚为居民住宅楼、厂房，坡脚地势平坦。目前整个边坡局部地段已发生滑坡，坡脚可见堆积物。

1.2 地层岩性

根据地面调查及勘探揭露［1］，勘查区及附近地层由新到老主要有：上部为新近素填土（Q4ml）、中部为粉质黏土（Q4dl）、下部为晚侏罗系南园组全风化凝灰熔岩（J3n）、砂土状强风化凝灰熔岩（J3n）、碎块状强风化凝灰熔岩（J3n），现分述如下：

（1）素填土（Q4ml）：厚度0.35～1.8 m，褐黄色、灰褐色，主要以粘性土、水泥块为主，稍湿，松散状态，工程地质性能差。

（2）粉质黏土（Q4dl）：厚度0.50～1.8 m，坡积成因。褐黄色、灰褐色，呈松散状，稍湿，成分以粘性土为主，密实性及均匀性较差，干强度中等，无摇震反应，中等压缩性。

（3）全风化凝灰熔岩（J3n）：厚度在2.20～2.90 m，平均厚度为2.53 m，由凝灰熔岩风化而来，灰白色，白色、粉红色，组织结构基本破坏，手捏易散，天然状态下该层力学强度较高，压缩性较低，工程性能较好，具有泡水易软化、强度降低的不良特征。该层场地内普遍分布。

（4）砂土状强风化凝灰熔岩（J3n）：厚度在5.40～27.3 m，平均厚度为14.63 m，由凝灰熔岩风化而来，灰白色，主要成分为长石，石英颗粒和土质结构，岩体破碎，岩石为软岩，岩体质量等级基本为Ⅴ级。

（5）碎块状强风化凝灰熔岩 （J3n）：厚度在4.50～13.40 m，平均厚度为7.50 m，由凝灰熔岩风化而来，灰白色，块状结构，主要矿物成分为石英长石，岩体裂隙发育，岩芯呈碎块状，块径约0.015 m，岩体破碎，岩石为较软岩，岩体质量等级基本为Ⅴ级。

1.3 水文地质条件

根据地质钻探及地下水埋藏条件和含水层孔隙综合分析，场地地下水特征如下：

（1）上覆素填土层孔隙中的上层滞水，主要受大气降水的补给，以地面蒸发及渗漏方式排泄，其动态受季节影响变化较大，属弱透水层。

（2）粉质黏土为孔隙潜水、含水量小，透水性差。地下水主要接受地表水下渗及相邻含水层侧向的补给。

（3）全风化凝灰熔岩。

（4）砂土状强风化凝灰熔岩为孔隙潜水，含水量小，透水性弱。地下水主要接受地表水下渗及相邻含水层侧向的补给。

（5）碎块状强风化凝灰熔岩含孔隙-裂隙型弱承压水，含水量及透水性弱。地下水主要靠上部和侧向含水层补给。

1.4 岩土物理力学性质及设计计算指标

据钻探及室内岩石试验结果，按照国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）[2]有关条款的要求进行数理统计，各岩土层的物理力学指标由现场标贯试验、土工试验等进行确定。统计成果见表1。

表1 岩土物理力学性质指标分层统计

2 滑坡稳定性分析与评价

2.1 滑坡稳定性环境因素评价及滑坡定性

从滑坡所处的地质环境条件、变形特征、高密度电法探测成果等综合分析可能导致滑坡形成因素主要有：地形地貌、岩土性质、水的作用以及人为因素。

地形地貌：根据高密度电法探测及现场调查滑坡整体处于破碎带斜坡上，斜坡坡度45°～50°，为滑坡的形成创造了有利的滑移条件。

岩土性质：滑坡体上部土层坡积粉质粘土、砂土状强风化凝灰熔岩覆盖层厚度较大，坡脚砂土状强风化凝灰熔岩已风化成高岭土状，吸水性极强，浸水后软化，承载力急剧下降。

水的因素：在滑坡发生前由于暴雨和长时间的连续降雨，使地表水渗入坡体（东侧岩脉为相对隔水层，阻碍水往东侧流，导致水汇集到B区破碎带），软化岩土及其中软弱面（砂土状强风化凝灰熔岩）；土体吸水后增加土体自重，同时降低其承载力，降低土的抗剪强度，产生孔隙水压力等从而诱发滑坡。

人为因素：主要在滑坡体前缘为修建工业厂房开挖坡脚，改变了坡体的原始地形，对坡体前缘卸荷，减小了滑体阻滑力，从而降低滑坡的稳定性。

综上所述，在地形地貌、岩土性质、水的作用以及人为因素的综合作用下，破坏斜坡稳定条件，最终导致斜坡的不稳定。

根据地质测绘及野外钻探结果显示，该滑坡属于牵引式浅层土体滑坡，滑坡体未清除，坡脚有大量堆积物，形成高陡边坡，根据调查滑坡成因及规模，推测现状滑坡存在潜在的滑动面，如不采取有效治理措施，在强降雨的作用下，继续发生滑坡，会危及坡脚处6栋房屋共8户46人的生命及财产安全。

2.2 滑坡稳定性计算

（1）计算方法与参数选取

该滑坡现状为浅层土体滑坡，因此采用传递系数法对边坡进行稳定性计算，边坡稳定性验算的主要公式为：

边坡稳定性计算：

图1 折线形滑面边坡传递系数计算

式中：Pn为第n条块单位宽度剩余下滑力，kN/m；Pi为第i计算条块与第i+l计算条块单位宽度剩余下滑力，kN/m；当Pi＜0（i＜n）时取Pi=0；Ti为第i计算条块单位宽度重力及其它外力引起的下滑力，kN/m；Ri为第i计算条块单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力，kN/m；Ψi-l为第i-l计算条块对第i计算条块的传递系数；其它符号同前。

（2）计算结果与评述

根据勘查和现场调查情况，对滑坡一剖面进行稳定性计算，滑坡稳定性计算结果见图2及表2，根据 《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）[3]中相关规定确定稳定情况。

图2 滑坡稳定性计算模型

表2 滑坡稳定性分析计算成果

从计算结果中可以看出：预估剪出口位于强风化与碎块状层位分界面附近时，滑坡轴线现状坡体在天然状态下处于稳定状态，在暴雨状态下处于欠稳定状态。

在强降雨或集中降雨时，场地地表水沿边坡后缘地裂缝下渗，砂土状强风化凝灰熔岩浸水软化，承载力急剧下降，孔隙水压力增加，易发生再次滑坡。滑坡区东侧地势较低，坡高约20 m，且有辉绿岩粘性土岩脉为弱透水层，阻隔地下水往东侧渗透。

3 治理方案

图3中该治理工程拟采用以混凝土片石挡土（护面）墙支挡为主，结合坡顶裂缝夯填、整平及植树，坡面挂网锚喷（含喷砼包边）、截水骨架植草及排水为辅的设计方案[4-5]。其中：

图3 治理方案设计

1-1’剖面，边坡自下而上，坡脚第一级采用C20混凝土片石挡土墙防护，墙背坡率为1:0.2，墙面坡率为1:0.3，挡土墙墙顶标高为+49.2 m，墙高3 m（包含基础埋置深度0.8 m），顶宽1.23 m，底宽为1.50 m；第二级坡顶高程为58.42 m，坡面采用挂网锚喷防护，坡顶喷砼包边，宽度3.0 m。

2-2’剖面，边坡自下而上，坡脚第一级采用C20混凝土片石挡土墙防护，墙背坡率为1:0.2，墙面坡率为1:0.3，挡土墙墙顶标高为+49.10 m，墙高3 m（包含基础埋置深度0.8 m），顶宽1.23 m，底宽为1.50 m；第二级坡顶高程为73.80 m，坡面采用挂网锚喷防护坡顶喷砼包边，宽度3.0 m。

3-3’剖面，边坡自下而上，坡脚第一级采用C20混凝土片石挡土墙防护，墙背坡率为1:0.2，墙面坡率为1:0.3，挡土墙墙顶标高为+49.40 m，墙高3 m（包含基础埋置深度0.8 m），顶宽1.23 m，底宽为1.50 m；第二级坡顶高程为72.0 m，坡面采用挂网锚喷防护坡顶喷砼包边，宽度3.0 m。

4-4’剖面，边坡自下而上，坡脚第一级采用C20混凝土片石护面墙防护，墙背坡率为1:0.3，墙面坡率为1:0.5，护面墙墙顶标高为+51.10 m，墙高5.5 m（包含基础埋置深度1.0 m），顶宽0.75 m，底宽为1.8 m；第二级平台高程为60.35 m，平台宽度为1.3 m，进行放坡卸载，坡率为1:1，采用截水骨架植草防护；第三级坡顶高程为67.72 m，平台宽度为1.5 m，进行放坡卸载，坡率为1:1，采用截水骨架植草防护。

边坡顶距坡肩3～5 m外开挖一条截水沟，并采用排水涵管将坡顶地表水引流至挡墙脚排水沟内进行统一外排；坡面各平台分别设置1条排水沟；挡墙底设置一道排水沟，并在坡面上设置急流槽，将坡面地表水引流至挡墙脚排水沟内进行统一外排。

4 结语

1）勘查区滑坡区属于浅层土体滑坡，根据计算结果，滑坡区存在潜在滑动面，易沿潜在滑动面发生再次滑坡，潜在滑塌方量约1 000 m3。

2）该治理工程拟采用以混凝土片石挡土（护面）墙支挡为主，结合坡顶裂缝夯填、整平及植树，坡面挂网锚喷（含喷砼包边）、截水骨架植草及排水为辅的设计方案。