某景區滑坡地質災害分析及治理

李 科

(廣西梧州通洲物流有限公司，廣西 梧州 543000)

某景區滑坡地質災害分析及治理

李 科

(廣西梧州通洲物流有限公司，廣西 梧州 543000)

以某景區滑坡地質災害緊急治理工程為例，通過現場調查、鉆孔開挖、標貫測試及穩定性計算，認為上部滑體填土與下部滑床粉質黏土形成結構相對軟弱面，受連續性降雨影響土體抗剪強度降低，導致土坡滑動失穩，提出了采用抗滑樁+預應力錨索+截排水+封閉壓實土體的綜合治理方法，治理效果良好。

滑坡，抗剪強度，安全系數，穩定性

滑坡是一種常見的坡地地質災害，指斜坡上的土體或巖體在一定的外部條件影響下，受重力作用而沿著剪切破壞面，整體或局部向下失穩滑動[1]。我國幅員遼闊，各地地質條件不一，致使滑坡失穩成因復雜[2]。降雨是大多數邊坡失穩的主要促發原因。降雨期間，滲入邊坡土中的雨水引起吸力的降低，從而降低土的抗剪強度，最終導致邊坡失穩[3,4]。南方地區季節性雨量充沛，且多為持續性強降雨，滑坡地質災害時有發生[5]。本文結合某景區滑坡地質災害緊急治理工程，對滑坡形成的基本條件、影響因素、形成機制及坡體穩定性展開分析，并提出滑坡治理的方案措施，以期為類似滑坡治理工程的分析和計算提供參考。

1 工程概況

1.1 基本概況

某景區滑坡地質災害應急治理工程滑坡段原為沖溝，經填土形成邊坡，填土邊坡上有一長約80 m的道路。邊坡整體滑坡縱向長107 m，形成泥石流流動距離110 m，滑坡體上部橫向寬90 m，下部橫向寬23 m；滑體滑動前平均厚10.8 m，平面分布面積1.8×104m2，總體積約2.1×104m3(如圖1所示)。景區80 m道路被毀，并影響到下方居住區，直接經濟損失約600萬元。滑坡等級為二級。

1.2 工程地質概況

滑坡原場地填土邊坡高差約33 m，坡度約22°～30°，在滑坡南側有約110 m長的沖溝，沖溝寬度約20 m，沖溝地形較平坦?；轮饕獮樘钔敛环€定形成的滑坡，泥石流則主要為滑坡堆積物在雨水作用下沿下部沖溝形成的泥流。

根據鉆探深度范圍內揭露的巖土層分布，勘查場地上部為素填土層及表土層，下部為第四系殘積層，基巖為上第三系始新統下

段泥質粉砂巖夾泥巖、粉砂巖與泥巖互層。結合室內土工試驗，場地巖土層分布及主要參數從上到下依次分述如表1所示。

表1 土層分布及主要參數表

1.3 水文地質概況

滑坡區域場地地勢較陡，地表水排泄順暢。由于場地內填土較厚，透水性較強，降雨會導致填土層含水過飽和，易發生泥石流、滑坡等地質災害。

地下水有上層滯水和孔隙裂隙水。含水層具有層位多，層間水力聯系差的特點。泥巖地基屬Ⅱ級膨脹土地基。在干燥情況下大氣影響深度內含水量會發生變化，近地表會形成眾多干縮裂隙。

2 滑坡分析

2.1 滑體特征

滑坡區主要為沖溝上的新近填土區，滑體土層主要為人工填土層，為滑坡前緣挖開填土后的原地表耕植土(如圖2所示)。

2.2 滑面特征

根據現場調查和豎井開挖情況以及探槽開挖后綜合對比分析，滑面主要為新近填土于粉質粘土接觸的界面上，如圖3所示。而在殘坡積層及以下地層中未見明顯錯動。

2.3 滑床特征

滑床主要為殘坡積層的粉質粘土，硬塑狀，稍濕，土質均一，粘性好。其下覆基巖為第三系泥質粉砂巖夾泥巖、粉砂巖與泥巖互層。

2.4 滑坡原因分析

受臺風影響，滑坡事發時段該地區出現高強度的大暴雨。而滑坡體主要為新近填土，土質松散，水理性能較差。其與下部滑床粉質黏土存在明顯力學差異，結構面形成相對軟弱面。一方面，暴雨沿坡體后緣拉裂縫下滲，潛在滑面巖土體孔隙水壓力增加，有效應力降低，導致抗剪強度降低；另一方面，雨水進入斜坡體后，產生了巨大的靜水壓力和浮托力，導致滑坡下滑力增大，而抗滑力減小，從而導致滑坡滑動失穩。

3 穩定性分析及評價

基于標貫試驗及土工試驗成果以及滑坡體復原反算等綜合方法確定的各巖土層參數值，對滑坡體穩定性進行數值模擬計算。計算在原滑坡地形選取三道剖面，同時計算滑坡滑動后滑坡后壁的穩定性，剖面方向大致與主滑方向一致，穩定性計算采用通用的傳遞系數法。

3.1 計算參數選取

通過室內土工試驗、反算法、工程類比確定滑坡土層計算參數。

1)室內試驗。根據鉆孔所取原狀樣的室內試驗，測得其平均值：c=20.43 kPa，φ=14.7°。

2)反算法。在地形上對原滑坡進行復原，暴雨工況下穩定系數取0.91，考慮土體完全飽和，但不考慮水壓力，反算結果為：c=13.4 kPa，φ=8.5°。

3)工程類比。工程類比選取距離該滑坡約3 km遠的該地區種苗基地南側滑坡治理工程。其滑面也為填土與原狀土的接觸面，土層組成及分布相似，其抗剪強度參數為：c=14 kPa，φ=10°。

綜合以上室內試驗、反算法和工程類比經驗綜合確定滑面抗剪強度參數結果如表2所示。

表2 滑面抗剪強度指標反算結果表

3.2 計算模型及計算工況

1)計算模型。采用傳遞系數法對各剖面進行計算時，取滑坡的單位寬度為1.0 m，簡化為二維模型進行計算。

2)荷載組合。因滑體無集中荷載，基本荷載主要為滑體的自重。滑體受連續暴雨影響產生滑坡，故取滑坡全部飽水狀態。即荷載組合為①自重+②地下水作用力。

3)計算工況。計算工況分為①天然狀態(自重)及②暴雨狀態。

3.3 滑坡穩定性計算

穩定性計算公式:

(1)

Ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)·tanφi+1

(2)

(3)

其中，FS為穩定系數；Qi為第i塊段滑體所受的重力,kN/m；Ri為作用于第i塊段的抗滑力,kN/m,Ri=Nitanφi+Ci·Li；Ni為第i塊段滑動面的法向分力,kN/m,Ni=Qicosθi；φi為第i塊段土的內摩擦角,(°)；Ci為第i塊段土的粘聚力,kPa；Li為第i塊段滑動面的長度,m；Ti為作用于第i塊段滑動面上的滑動分力,kN/m，Ti=Qisinθi，出現與滑動方向相反的滑動分力時，Ti應取負值；Ψj為第i塊段剩余下滑動力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(j=i)。

3.4 計算結果分析

如表3所示，在天然狀態下該滑坡各段穩定性安全系數均處于穩定狀態。但在暴雨狀態下，滑坡體全段均發生失穩，安全系數僅為0.85左右，可見滑坡體的結構性差，受暴雨影響較大。滑體后壁結構性較好，受暴雨影響其抗滑穩定性下降21.6%，且仍能保持穩定。

表3 滑坡穩定性計算表

4 治理措施

由以上分析可見，暴雨是滑坡發生滑動的主要誘發因素。因此，滑坡治理的重點應該以“擋”為主，綜合治理。

1)抗滑樁是處理表層滑坡常用的技術方法，具有抗力大，施工機械速度快，施工場地要求低等優點。由于本次滑坡方量大，推力較大，不宜單獨使用，故采取樁與預應力錨索聯合加固的方法。2)滑坡治理，治水是關鍵。設計采用的截排水措施包括坡體外設置截水溝，隔斷外圍地表水流入坡體；坡體內設排水盲溝，疏干坡體內的水。并對滑坡體周邊表面的裂縫，用粘性土覆蓋；對換填坡體碾壓密實。

綜上所述，設計采取的治理措施為抗滑樁+預應力錨索+排水。抗滑樁共28根，分別為19根樁長為20 m和9根樁長為18 m，樁間距均為3.0 m，樁徑均為1.5 m；預應力錨索共26根，錨固長度為10 m，總長27 m，為永久支護錨索。

5 結語

邊坡失穩與其地質構成、地下水狀況及外部條件有關。南方地區溫潤多雨，邊坡失穩受暴雨影響較多，而受其他外荷載導致失穩情況較少。對邊坡失穩的調查研究應從地質勘查(包括滑坡體及滑坡面巖土工程特征)、水文環境勘察、穩定性計算分析等方面展開。本次滑坡從地質勘察來看，滑床及下部為粉質黏土、泥巖等，結構性較好；滑坡體則為耕填土，土質較松散，一旦滑坡將沿此滑動面發生明顯錯動。受外界連續降雨影響，地下水位產生明顯上升，滑體處于長期飽水狀態，抗滑力明顯下降，經穩定性計算暴雨狀態下安全系數下降約25%，坡體全面失穩。

對這類滑坡地質災害的治理，重點應放在截水上，通過截水、排水、封閉裂縫等措施最大限度地減少水對坡體的影響?？够瑯妒腔轮卫淼某Ｓ么胧?，對松散堆積體可輔以擋土墻進行治理。但對本文所述滑坡推力較大的坡體，應加設永久支護錨索，進一步保障坡體的抗滑穩定。本文采用的滑坡治理措施，治理兩年來未發生不良地質現象，治理效果良好，可為其他地區相關滑坡治理提供參考。

[1] 邢林嘯.三峽庫區典型堆積層滑坡成因機制與預測預報研究[D].北京：中國地質大學,2012.

[2] 黃潤秋.20世紀以來中國的大型滑坡及其發生機制[J].巖石力學與工程學報,2007(3):433-454.

[3] 林鴻州.降雨誘發土質邊坡失穩的試驗與數值分析研究[D].北京：清華大學,2007.

[4] 王協群,張有祥,鄒維列,等.降雨入滲條件下非飽和路堤變形與邊坡的穩定數值模擬[J].巖土力學,2010(11):3640-3644,3655.

[5] 歐孝奪,周 東,馬洪川.南寧市青秀山主干道K11+360滑坡分析與治理設計[J].建筑施工,2005,19(6):33-35.

[6] 王瑞青，張春磊.單體滑坡多因素分析研究現狀[J].山西建筑，2013，39(16)：82-83.

The analysis and treatment of landslide hazard for certain scenic spot

LI Ke

(TongzhouLogisticsCo.,LtdofWuzhouinGuangxi,Wuzhou543000,China)

In a scenic spot landslide hazard emergency treatment project as an example, through field investigation, drilling and excavation, standard penetration test and stability calculation, the results indicate that the upper sliding body and the lower part of the sliding bed filling silty clay formation structure is relatively weak, due to continuous rainfall soil shear strength reduction, resulting in the slope slide instability, this paper used comprehensive treatment method for anti-slide pile+prestressed anchor cable+cut drainage+closed compacted soil, the treatment effect has been great.

landslide, shear strength, safety coefficient, stability

2014-07-16

李 科(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0098-03

TU413.62

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