斜坡病害形成因素分析与治理措施

严建刚

（贵州省黔美基础工程公司，贵州 贵阳 550001）

0 引 言

滑坡灾害占我国地质灾害总数的70%～80%。据文献统计，我国95%以上的滑坡都与自然降雨有关。降雨诱发滑坡灾害给人民和国家带来了巨大的生命和财产损失。引起滑坡的因素很多，降雨是诱发滑坡的关键因素。边坡在降雨条件下，土壤中的孔隙水压增加，基质吸力逐渐消散，土壤的抗剪强度降低，最终导致边坡失稳。本文结合案例工程对斜坡病害形成原因进行分析，并提出治理措施。

1 工程概况

案例工程位于贵阳市云岩区南垭路67号（贵云基金产业园办公区＜一期＞10 号楼前）。场地斜坡既有路堤挡墙修建于20世纪90年代，现阶段挡墙墙身开裂，坡顶产生裂隙。墙身产生多道裂缝，裂缝长度在2～4.0m，裂缝宽度20～35mm，裂缝在墙身呈不规则分布；坡顶裂隙位于坡顶边缘约3.4m，裂隙长11.6m，裂缝宽约3～20mm，与斜坡走向平行；裂缝处由坡内向坡外渗水，距离斜坡坡顶6m处为贵云基金产业园办公区（一期）10号楼（4层办公楼），该建筑楼层中预制板、墙体开裂，内走廊梁体受拉开裂，坡顶范围平时作为停车场使用。

据本次工程地质调查及钻探揭露，场地岩土自上而下分布，第四系杂填土、第四系残积层红黏土，下伏三叠系下统安顺组（T1a）白云岩。

（1）杂填土（Qml）：杂色，黏土夹碎石及建筑垃圾，结构松散，场地整平时回填。拟建场地区域均有分布；

（2）红黏土（Qel）：黄色、黄褐色，可塑状态，含少量风化残块碎石，风化残块含量≥10%，土质较均匀，韧性干强度中等，土体切面光滑，无摇振反应，场地均有分布；

（3）中风化白云岩（T1a）：浅灰～灰白色，层状结构，块状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈短柱状，少量呈长柱状、块状，岩体较破碎，场地均有分布。

场地三叠系下统安顺组（T1a）白云岩，岩体较破碎，场地风化面起伏较大。根据钻探岩样饱和单轴抗压强度试验可知，标准值frk=33.2MPa，根据岩石坚硬程度认定为较硬岩；根据岩芯观察发现岩层节理较发育，结构面结合状况为分离，起伏粗糙，充填状况为大部分岩屑充填，岩体完整程度为较破碎，根据《岩土工程勘察规范》岩体基本质量等级为Ⅳ级[1]。

2 斜坡病害形成因素分析

从斜坡岩土体特征性质分析，该斜坡段为土质斜坡，斜坡主要为杂填土，含建筑垃圾等，分布坡体所有区域，土质松散，成分复杂，回填时未分层夯实，力学性质低。墙后填料不符合回填要求，不能作为挡墙墙后填料，采用杂填土回填，易发生斜坡病害，造成斜坡失稳，挡墙发生破坏。

既有挡墙基础并没有置于稳定地层之上，基础放置于松散的填土层之上，地基土层松散，土体性质差，很难提供有效地基承载力。挡墙地基承载力不够，填土长期处于缓慢的自重固结过程，导致不均匀沉降，致使墙身发生滑移和沉降，墙身产生裂缝和位移，坡顶产生裂隙，进而导致坡顶4层办公楼墙体开裂，内走廊梁体受拉开裂。

挡墙墙身未设置泄水管，裂缝处由坡内向坡外渗水，雨季期间降雨过程长、雨量大，水流的长期渗入造成斜坡土体富水，使土体重量加大、抗剪强度降低，挡墙墙后土体荷载增大，墙后土压力增大，导致挡墙滑移开裂，坡顶产生裂隙（见图1所示）。

图1 地质灾害区域图

斜坡病害区地下水主要受节理、裂隙发育产状和地形条件控制，岩层总体富水性弱，水量较小。主要补给来自自然降水，地表水受季节性降雨影响较大[2]。地下水的补给来自季节性降雨和地表水，对其场地稳定性影响较大。

经过现场地质调查及勘察，既有挡墙修建完成后，在坡顶新建4层办公楼，楼前作为停车场使用，坡顶未设置截排水沟，坡顶未完全封闭，坡顶荷载增大，挡墙墙后土体荷载增大，墙后土压力增大，改变了既有挡墙的应力状态，从而易发生斜坡病害。雨季期间降雨过程长、雨量大，水流的长期渗入造成斜坡土体富水，使土体重量加大、抗剪强度降低，进而使土体向临空面变形产生裂隙导致更大量的地表水渗入裂隙，最终使斜坡土体在自身重力和水压力作用下向下发生滑动导致墙身破坏，进而导致坡顶4层办公楼墙体开裂，内走廊梁体受拉开裂[3]。

3 斜坡病害的治理方案

经现场勘察和地质调查，原设计的挡墙及坡顶办公楼产生拉裂变形、挡墙墙身大部分区域开裂，挡墙已经完全失去抵抗主动土压力的作用，针对场地施工空间和工程地质条件，该斜坡上覆杂填土，厚度约11.0m，覆盖层厚度较大。针对治理斜坡病害区域的工程地质、水文地质条件，本次治理主要在既有挡墙位置外侧设置桩板墙体系支护，并在坡顶坡脚设置截水沟、办公楼和边坡排水沟修缮或修建排水沟，对斜坡采用抗滑桩加固。

3.1 截水沟、排水沟工程

斜坡坡顶坡脚设置截水沟，修缮办公楼两侧排水沟，边坡两侧修建排水沟。雨季期间降雨过程长、雨量大，将坡面地表及岩土体裂隙溢出地下水引流至边坡周围截排水沟，达到了良好的排水效果。

3.2 对斜坡采用抗滑桩加固

根据斜坡的稳定性特征，斜坡处于欠稳定状态，挤压阶段，斜坡后缘产生大量拉张裂缝，向滑坡两侧逐渐延伸，对滑面参数进行反算，在天然工况下斜坡稳定性系数K=1.05，暴雨工况下稳定系数K=0.96，计算出不同工况下滑面抗剪强度，结合土工试验抗剪强度结果，综合考虑取最不利情况，计算得出斜坡下滑力为764kN∕m。既有挡墙位置外侧设置抗滑桩，抗滑桩间距为4.0m，抗滑桩规格为1.5m×2.0m。由于覆盖层厚度较大，抗滑桩需要穿过土层嵌固到中风化白云岩中，锚固段的长度为8m。桩间板厚0.3m，冠梁1.2m×2.0m。坡面设置泄水孔，同时，泄水孔需穿过原有挡墙0.3m抵达含碎石的填土层，以便达到较好的泄水效果。斜坡病害处理断面见图2所示。

图2 斜坡病害处理断面图

4 斜坡病害治理监测验证

通过稳定性软件计算结果，斜坡稳定系数值Fs=1.37，桩顶最大位移在10mm左右，满足规范要求，斜坡通过桩板墙治理后，处于稳定状态。

按照该段处治防护方案，对斜坡进行变形监测和水文监测。变形监测采用全站仪测量斜坡体的位移变化，通过布设于坡面的观测点建立地表位移监测控制网，从而有效观测坡体各部位的位移状况和各部位之间的位移关联度。

水文监测是对边坡和坡体的含水率及地下水动态变化进行监测，尤其是对斜坡体进行地下水的动态监测是确保工程斜坡安全的重要前提。施工完成后变形监测和水文监测数据显示，斜坡无明显变形、稳定性较好，主体建筑也未进一步开裂。

5 结束语

综上所述，结论如下：

（1）对工程斜坡地质条件复杂的场地，雨季期间降雨过程长、雨量大，水流的长期渗入造成斜坡土体富水，使土体重量加大、抗剪强度降低，进而使土体向临空面变形产生裂隙导致更大量的地表水渗入裂隙，最终使斜坡土体在自身重力和水压力作用下向下发生滑动，不能过于依赖工程支挡措施而轻视工程排水，斜坡病害治理优先治水。

（2）挡墙基础应置于稳定地层之上，承载力需达到设计要求，墙后填料需符合回填相关规范要求，避免产生不均匀沉降而使斜坡发生变形破坏，造成灾害。

（3）斜坡病害主要的形成因素分为内在因素和外在因素，从本案例可知，岩土体性质是重要的内在因素之一，一般来说，土质或者类土质斜坡力学性质较低，易发生斜坡病害。气象水文、人类活动是重要的外在因素，长时间的连续降雨和大暴雨，对岩土体的软化作用降低岩土体抗剪强度；人类工程活动，改变斜坡应力状态，这些都是影响坡体稳定性的重要外在因素。

（4）该斜坡坡体依照此方案进行施作后，长期一直保持稳定。采用案例中的治理措施是有针对性的、有效的，能及时消除斜坡病害，确保人类生产、生活安全。