贵州某斜坡基本地质特征及治理方案研究

陈明超

（贵州省地质环境监测院（贵州地环工程有限公司）贵阳 550081）

1 工程概况

某边坡位于某学校校园西侧，坡脚即为校园教学楼、综合楼及教师宿舍等建筑。在2016 年5 月16日，受强降雨影响，该校园西侧斜坡上发现多条裂缝，同时坡面、坡脚发生多处小规模滑塌，滑塌体造成下方教学楼及教师宿舍楼等受到不同程度破坏，但未造成人员伤亡。该不稳定斜坡地质灾害的出现严重威胁该学校1012 名师生的生命财产安全，潜在经济损失约2500 万元，为防止该不稳定斜坡地质灾害在强降雨等不利条件下再次引发致灾，地方政府委托相关勘察设计单位对该斜坡地质灾害进行勘察治理。根据相关规范规定，该不稳定斜坡地质灾害灾情等级为特大级，危害等级为一级，防治工程等级为Ⅰ级。

2 边坡地质特征及稳定性分析

2.1 区域地质概况

工程区大地构造单元属华南褶皱带，区域上构造线主要呈北东向展布，主要出露震旦系及前震旦系地层，岩性以浅变质岩为主，主要为硬质岩类。区内地震烈度为Ⅵ度，地震反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.05g；区内无断层经过，场区稳定性较好。

2.2 不稳定斜坡地质特征及成因分析

该边坡覆盖层为第四系残坡积层含碎石粘土，基岩岩性为板岩，坡面可见基岩零星出露。不稳定斜坡平面形态“扇”形，前缘宽度约270m，后缘宽度约150m，平均宽度约210m，潜在滑坡轴线长约76m；潜在滑体主要为残坡积含碎石粘土，平均厚度2.5m，潜在滑体体积约4×104m3。

该不稳定斜坡坡面土层厚度较小，且土层厚度分布差异性较大，厚度一般为0～4.0m；坡面多处出露基岩。坡面裂缝多发育于陡坎临空侧，裂缝规模较小，呈离散状分布。经现场调查访问，2016年5月16日，受当地降雨影响，斜坡体上出现多条裂缝和局部小滑塌，裂缝长2～29.00m不等，水平位移0.2～8.0cm，垂直位移0.1～3.0cm。滑塌体方量1～25m3之间，滑塌体主要成分为含碎石粘土、强风化板岩。

该不稳定斜坡前缘受校园建设开挖影响，坡脚形成高陡切方斜坡，地形上陡缓交界，易于剪出口的形成；斜坡坡面整体坡度较陡，且受农耕等活动影响，坡面形态呈陡坎和平台相结合的阶梯状地貌，该类地貌不利于降水的快速排泄，同时亦容易发生坡面局部滑移变形破坏。由于临空面较为高陡，后缘及中部土体较厚，易产生较大下滑力，其滑移模式为前缘牵引、后缘推移的混合式模式，属潜在浅层小型残坡积堆积物混合式滑移滑坡。

2.3 斜坡稳定性分析评价

该不稳定斜坡地质灾害在自然工况下（工况Ⅰ）呈基本稳定状态，在自重+暴雨+荷载工况（工况Ⅱ）下为欠稳定状态，对地质灾害治理是紧迫的。根据气象资料，区内降雨强度80mm/h，治理区汇水面积0.01km2。根据计算，该不稳定斜坡体在工况Ⅱ时易沿岩土接触面发生变形失稳，稳定性分析结果如表1所示。根据表1，在折线和圆弧滑移模式中，除计算剖面5-5′计算结果为稳定外，其余的计算剖面均呈欠稳定状态（剖面位置见图1）；而斜坡体岩层面产状平缓，层间结合紧密，沿岩层面滑动破坏的可能性小，岩层面滑移属稳定状态。

表1 不稳定斜坡群稳定性验算结果统计表

图1 某不稳定斜坡平面图

3 斜坡治理方案研究

前已述及，不稳定斜坡在工况Ⅱ时处于欠稳定状态，一旦失稳，将严重威胁校园1012名师生的生命财产安全，因此，对该不稳定斜坡群进行工程治理是非常必要和紧迫的。

3.1 设计工况及计算参数

设计区为降雨集中、暴雨多发区，考虑暴雨的影响，近年来气候异常，故按历年小时最大降雨量进行设计。综合以上分析并结合相关规范，以工况Ⅱ进行支挡结构稳定性计算，在工况Ⅱ条件下，支挡结构安全系数取1.35。

根据气象资料，区内历年小时最大降雨量78mm，取设计降雨强度为80mm/h；本区地震基本烈度为Ⅵ度；根据该斜坡岩土勘察成果，该斜坡岩土体力学参数如下表所示。

表2 防治工程设计建议参数表

3.2 斜坡治理方案

根据不稳定斜坡的基本特征、发展变化趋势等，并借鉴其他类似不稳定斜坡治理的成功经验[1-2]研究该工程的治理方案，该不稳定斜坡距离校园较近，局部地段仅2m 左右，施工空间有限，加上该潜在滑坡体方量和面积较大，不宜清除；而下方的学校需正常运行，搬迁避让亦不可能，故需采取相应的工程措施进行处理。综合安全、经济以及施工便利程度等因素，建议对该不稳定斜坡的防治方案为：锚杆+钢筋砼板+挡土墙+截水沟，该斜坡底部局部地段已建有重力式挡土墙，本方案考虑在原挡墙的基础上进行加固处理，不仅对挡墙进行了加固，同时还减少了工程投资；此外，由于覆盖层厚度较小，锚杆工程量不大，且基岩强度较高，锚杆的锚固效果显著。

3.2.1 挡土墙工程

根据斜坡底部建筑物的分布情况，在该不稳定斜坡坡脚与建筑物之间沿坡脚采用重力式挡土墙进行支护，据斜坡前缘坡度不同，设计多种不同高度的重力式挡土墙和锚杆钢筋砼板。其中，挡土墙高度2.0～6.5m，挡土墙总长278m。

挡土墙采用重力式，挡土墙断面尺寸为直立式，墙顶宽1.5m，挡土墙采用C20毛石混凝土浇筑，以强风化板岩为基础持力层，挡土墙基础埋深不小于1.0m；挡土墙墙身设置泄水孔。墙后填土采用挖出的土方混合碎石分级分层压实回填，填土最终堆积斜坡坡比为1：2.5，填土斜坡坡脚距离墙顶以下0.5m。

3.2.2 截水沟工程

根据调查分析，降雨将对不稳定斜坡稳定性产生较大影响，因此应加强坡面截排水措施，本方案设计在斜坡顶部及斜坡中部设置截水沟，拦截坡面流水，出水端口并入学校排水系统。该斜坡共布置五条截水沟，截水沟布置于不稳定斜坡外围和斜坡体内，以排导不稳定斜坡坡面降水形成的片流和下渗的雨水，总长748.6m。截水沟采用梯形断面，沟身采用C25混凝土浇筑，沟底采用梯步跌水消能。

3.2.3 旧排水沟修复工程

挡土墙施工后使原斜坡与建筑物间的旧沟排水沟（屋檐沟）受到破坏，需进行修复以便排出挡土墙泄水孔的水及屋檐水，修复沟总长241m。原建筑物后与坡边的排水沟（屋檐沟）的过水断面呈宽×深为300mm×200mm的矩形断面。据调查了解，排水能力基本满足要求，为确保在强降雨时局部满足超高要求，本方案对其进行修复并加深100mm，即修复后宽×深为300mm×300mm，排水沟以C25混凝土浇筑。

3.2.4 地面砼封闭工程

为防止挡土墙和旧沟修复之间地表水（降雨）沿土体下渗和充溶蚀挡土墙基础，对局部地区采用混凝土进行地面封闭，共分为4 区，面积共计913.00m2。混凝土地面封闭采用C25混凝土浇筑，浇筑厚度0.15m。为保证封闭效果，先对封闭区进行整平夯实，然后铺设5cm厚的碎石并震动压实，最后浇筑C25混凝土。

4 结论

（1）场区无断层经过，场区稳定性较好；斜坡覆盖层为残坡积含碎石粘土，厚度较小且变化较大，一般为0～4.0m；基岩岩性为板岩，坡面多处见基岩出露，层间结合较为紧密。

（2）不稳定斜坡平面形态“扇”形，前缘、后缘宽度分别约270m、150m，潜在滑坡轴线长约76m；潜在滑体主要为残坡积含碎石粘土，潜在滑体体积约4×104m3。

（3）综合考虑各方面因素，建议对该不稳定斜坡的防治方案为：锚杆+钢筋砼板+挡土墙+截水沟。