湖南省某滑坡形成機理及治理方案研究

楊澤宇 曹世暉

(湖南城建職業技術學院，湖南 湘潭 411101)

0 引言

受特大暴雨影響，湘潭某地突發滑坡災情，滑坡體后緣出現多處張拉裂縫，滑坡中部及前緣房屋、道路出現開裂變形，排水溝斷裂錯動，造成8戶居民房屋破壞受損(見圖1)，直接威脅滑坡區域內100多人的生命財產安全和道路過往車輛行人的安全，潛在經濟損失1 000萬元以上。

1 滑坡體特征

滑坡位于縣道旁，地形南高北低，東西兩側相對為緩坡地形，相對高差46 m，地形坡度一般大于25°，局部直立。

滑坡體呈圈椅狀，主滑方向310°，滑坡寬120 m，長100 m，面積12 000 m2，滑坡體平均厚度11 m，滑坡體體積13.2×104m3，為中型中層滑坡，滑坡體前、中、后裂縫發育(見表1)，處于破壞變形階段。

表1 滑坡體裂縫特征

滑坡體主要由雜填土、含塊石粉質粘土組成。呈黃褐～紅褐色，可塑～硬塑狀，滑體中間厚，后緣及兩側較薄，平均厚度11.0 m。

滑帶土為淺黃色～黃褐色粉質粘土，軟塑～可塑狀，厚度0.2 m～0.8 m，含水量高,在滑坡中后部滑帶土較深，前緣及近后緣部分較淺，滑面總體呈圓弧狀。

滑床為含礫粉質粘土，紅褐色～紫紅色，硬塑～堅硬狀，為含礫砂巖風化殘積土，工程地質條件相對較好。滑床在縱向上呈近似圓弧的曲線型，橫向上為凹狀，后緣近似于圈椅形。

2 滑坡場地工程、水文地質條件

滑坡區地層自上而下主要由第四系雜填土、含塊石粉質粘土、含礫粉質粘土和白堊系含礫砂巖組成。特征如下：

滑坡區地下水為孔隙水和裂隙水。孔隙水一般賦存于第四系松散土層中，接受大氣降水補給，沿交界面由高向低徑流，排泄于山坡坡腳及地形低洼處，富水性受季節控制，一般雨季富水性好，干旱季節富水性弱；裂隙水主要賦存于構造裂隙及白堊系含礫砂巖風化裂隙中，接受大氣降水滲入補給及上部第四系孔隙水補給。

區內人類工程活動主要為修路建房切坡，在滑坡前緣形成臨空面，局部高達8 m。

3 滑坡成因與穩定性分析

3.1 滑坡成因分析

根據地質調查，滑坡體在多因素作用下，首先在西側前緣出現張拉裂縫，在其牽引下，拉動后部坡體，形成后緣裂縫，雨水沿后緣裂縫下滲，進一步推動前緣坡體滑動，滑坡表現為先牽引后推移的破壞過程。滑坡的形成主要與下列因素有關：

1)地形地貌：滑坡區地形起伏較大，坡度一般大于25°，滑坡體前緣部分臨空陡立，高達5 m～8 m，為滑坡發生提供了有利的地形條件。

2)地層巖性：滑坡區為第四系雜填土，含塊石粉質粘土和含礫砂巖等。雜填土結構松散，滲透性好，雨水下滲容易在雜填土與粘土層以及土、巖交界面處集中，軟化粘土，降低強度，為滑坡形成提供滑動面。

3)強降雨：滑坡區強降雨，短時間內大量雨水沿孔隙滲入坡體，導致坡體的容重迅速增大，降低土體的抗剪強度，浸潤軟化滑帶附近巖土體，誘發滑坡。

4)人類工程活動：滑坡區切坡修路建房，形成高陡臨空面，未及時支護和排水，加劇了滑坡的發生。

3.2 滑坡穩定性分析

該滑坡處于變形滑動階段，在自重工況下整體處于基本穩定狀態，但在暴雨工況下，滑坡處于不穩定狀態。取主滑方向最危險剖面進行反演計算，通過反演分析成果，結合原位測試、土工試驗和類似工程經驗，取滑帶土抗剪強度指標C=17.5 kPa，φ=15.8°，飽和抗剪強度指標C=16.5 kPa，φ=14.8°。

根據現場大重度實驗以及土工試驗結果，結合上述反演分析，參考該地區工程經驗，得出滑坡體土層穩定性計算參數(見表2)。

表2 滑坡體土層力學參數表

邊坡破壞形式為圓弧滑動,對該邊坡穩定性計算采取圓弧滑動法的瑞典條分法計算方法，滑動面按單一平面或圓弧形(如圖2所示)進行滑坡穩定性計算,穩定性系數和推力計算如式(1)～式(3)，計算結果如表3所示。

表3 滑坡穩定性計算結果

穩定系數Kf為：

(1)

其中，Wi為第i條塊的重量，kN/m；Ci為第i條塊的內聚力，kPa；φi為第i條塊內摩擦角，(°)；Li為第i條塊滑面長度，m；αi為第i條塊滑面傾角，(°)；βi為第i條塊地下水流向,(°)；A為地震加速度(重力加速度g)；Kf為穩定系數。

滑坡推力剪刀Hs或彎矩Hm為：

Hs=(Ks-Kf)×∑(Ti×cosαi)

(2)

Hm=(Ks-Kf)/Ks×∑(Ti×cosαi)

(3)

其中,Hs,Hm均為推力，kN；Ks為設計的安全系數；Ti為條塊重量在滑面切線方向的分力。

根據計算分析結果與滑坡體現場實際，滑坡體在“自重+地下水+暴雨”工況下處于不穩定狀態。強降雨條件下，雨水入滲，滑帶抗剪強度下降，抗滑力減小，下滑力增大，滑坡穩定性降低，誘發滑坡加速滑動。

4 治理措施

根據滑坡體特征、影響因素和穩定性分析，對其采用“截排水+裂縫填埋+抗滑樁+格構錨桿+擋土墻+監測”綜合治理方案(見圖3)。

1)截排水。

在滑坡體后緣和周界設置截水溝，攔截坡體上的地表徑流，防止地表水進入滑坡體內。在擋土墻下和樁板墻坡腳外設置排水溝，接入既有排水系統。將水排出滑坡體外，同時在擋土墻身設置泄水孔，將擋土墻后積水泄放。

2)裂縫填埋。

滑坡體在變形過程中在滑坡體前、中、后形成了數量較多的裂縫，地表雨水極易通過裂縫進入坡體，增加滑坡體自重，影響滑坡體穩定，因此，需及時采用粘土對坡體裂縫進行封填壓實。

3)抗滑樁。

根據滑坡區地形地貌、地質特征和穩定性計算結果，在滑坡體中前部位置設鋼筋混凝土抗滑樁，樁長約20.0 m，樁橫截面尺寸為2 m×3 m，樁心距為5.0 m，采用C30混凝土澆筑，樁頂設置冠梁，三序跳挖施工。

4)格構錨桿。

在滑坡體后緣坡面較陡區設置格構錨桿護坡，格構梁截面為30 cm×40 cm，水平間距、豎向間距均為3.0 m，采用C30鋼筋混凝土澆筑，在格構梁結點設置錨桿，錨桿采用Φ28鋼筋，長度為12 m，俯角20°。

5)擋土墻。

設置于滑坡體前緣陡坎坡腳，采用直立式擋土墻，墻高5.0 m,頂寬1.5 m，基礎埋深約1 m，采用M7.5漿砌石砌筑，每隔10 m設置伸縮縫，墻背設置30 cm厚碎石反濾層，墻體每隔2 m布置泄水管。

6)監測。

建立完整的監測剖面和監測網，對坡體進行施工安全監測和運營維護監測。

5 結語

受強降雨影響，某斜坡體產生中型滑坡，嚴重威脅附近村民生命和財產安全，滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、強降雨和人工切坡等因素有關，根據滑坡體特征和穩定性分析，采用“截排水+填埋裂縫+抗滑樁+格構錨桿+擋土墻+監測”等措施進行綜合治理，效果較好。