抗滑樁在盱眙縣某滑坡中的應(yīng)用

夏銀楓，趙雪瑩，張亮亮

（江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018）

滑坡是地質(zhì)災(zāi)害中較為常見的形式之一 ，一旦發(fā)生，給人民的生命安全及財產(chǎn)帶來嚴重破壞。抗滑樁是將樁插入滑面以下的穩(wěn)固地層內(nèi)，利用穩(wěn)定地層巖土的錨固作用以平衡滑坡推力，從而穩(wěn)定滑坡的一種結(jié)構(gòu)物，因其抗滑能力強、施工便利、施工安全、對樁周土體影響小等特點被廣泛運用于滑坡治理工程[1]。本文在分析滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)上，闡述了邊坡滑坡的變形特征，提出了采用樁抗滑結(jié)合截排水溝的處置措施，期望為類似工程提供借鑒意義。

1 工程概況

滑坡地質(zhì)災(zāi)害點位于盱眙縣某國家森林公園入口處東側(cè)，下方緊鄰游客接待中心、餐館、賓館等，景區(qū)旅游旺季最大接待游客數(shù)量約200余人。早期由于工程建設(shè)在坡腳進行過大量的人工切坡，形了高度最大約7m的臨空面，由于切坡后大部地段只進行了簡易的護坡，在降雨等因素的綜合影響下，邊坡于2006年11月首次產(chǎn)生滑坡災(zāi)害，滑坡體前緣，沖毀了部分民房。隨后，市、縣各級主管部門先后多次災(zāi)害進行調(diào)查、研究，并積極組織搶險、避讓。近年來該滑坡的變形痕跡在逐漸擴大，滑體可能發(fā)生再次滑移，嚴重影響坡體下方居民、設(shè)施及過往游客的生命財產(chǎn)安全。

2 滑坡體基本特征

2.1 滑坡體的地層特征

2.1.1 前第四系地層

區(qū)域主要出露地層由桂五組（N2g）。桂五組（N2g）為一套碎屑沉積與火山巖相間的地層，出露地表，主要巖性為灰、灰紫、灰黑色中粒玄武巖和氣孔狀玄武巖間夾棕紅色泥巖。厚度受構(gòu)造控制較明顯[2]。

2.1.2 第四系地層

治理區(qū)地處低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)第四系主要發(fā)育上更新統(tǒng)戚咀組(Q3q)，分布于自然斜坡表面。戚咀組巖性主要為沖～坡積含鐵、錳、鈣質(zhì)結(jié)核的粘土、粉質(zhì)粘土，中夾少量玄武巖塊石、碎石。粘性土呈可塑～硬塑狀態(tài)，含大量植物根莖。厚度一般小于10m。據(jù)井探等揭示，區(qū)內(nèi)第四系厚度變化較大，坡頂位置一般在1～2m，向坡腳位置逐漸變厚，最大者近8m。

2.2 滑坡特征

根據(jù)勘查，滑坡區(qū)主要微地貌為剝蝕山坡，滑坡平面為圈椅形，坡面坡度16°～20°，滑坡縱向長約63m，橫向?qū)捈s110m，面積4500m2，滑體厚度一般2m～4m，平均厚度3m，總滑體積約13500m3。主滑方向為290°，后緣高程95m，前緣高程69.5m，高差約25.5m，推測剪出口為下部擋墻坡腳處。

根據(jù)滑坡的變形情況，可將滑坡分為強變形區(qū)和弱變形區(qū)。

強變形區(qū)：位于滑坡區(qū)中部。該區(qū)域于2006年11月已經(jīng)發(fā)生了滑坡，當時由于居民建房開挖坡腳，大部分地段未及時砌筑擋土墻，在連續(xù)降水的影響下產(chǎn)生滑坡，沖毀了數(shù)間民房，所幸未造成人員傷亡。據(jù)當時現(xiàn)場勘查資料：該區(qū)域主滑方向為北西西，總體呈長條形，滑坡段長約65m，寬約17m，滑體面積約1200m2，滑體體積約6000m3，滑坡體上見地下水面狀溢流，可見數(shù)條寬10cm～30cm滑坡體裂縫。災(zāi)害發(fā)生后，當?shù)毓芪瘯皶r采取措施，向受災(zāi)害威脅的居民下發(fā)通知，要求禁止在坡腳取土開挖，按規(guī)劃修建擋土墻，并且撤離部分人員及財產(chǎn)。

該區(qū)域雖未見明顯的拉張裂縫，但當初災(zāi)害發(fā)生時形成的后緣拉張裂縫跡象仍很明顯，如滑坡區(qū)后緣及側(cè)壁滑坡發(fā)生時坡體明顯下挫形成近1.0m的陡坎仍在，且坡面內(nèi)變形嚴重、小陡坎梯級分布，樹木歪斜近似醉漢林狀。

弱變形區(qū)：為強變形區(qū)周圍牽引破壞區(qū)，面積約3300m2。區(qū)內(nèi)坡面可見明顯裂縫。受滑坡影響，滑體前緣民用設(shè)施均出現(xiàn)不同程度的傾倒變形現(xiàn)象，傾角可達10°。

根據(jù)調(diào)查，在2006年滑坡發(fā)生后，當?shù)刂鞴懿块T采取了相關(guān)的防治措施，對滑坡體的穩(wěn)定產(chǎn)生了積極影響，至治理前已有11年時間，滑坡體未產(chǎn)生明顯滑動跡象，但在坡體內(nèi)蠕動變形仍在繼續(xù)，坡面上還是出現(xiàn)了多處變形開裂現(xiàn)象。分析認為，滑坡災(zāi)害未穩(wěn)定，有一定的誘發(fā)條件下仍有發(fā)生災(zāi)害的可能，并對坡下居民、設(shè)施產(chǎn)生威脅。

3 滑坡成因分析

3.1 滑坡形成機理

滑坡區(qū)原始斜坡坡角為20°～25°，自然邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。但由于下側(cè)人為切坡，形成最大達7.0m 高的邊坡，改變了整個邊坡的應(yīng)力條件，使斜坡上部殘坡積土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動。同時該邊坡上部坡體平緩，匯水面積較大，無任何截排水措施，在降水等外因的觸發(fā)下造成邊坡失穩(wěn)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，含碎石粉質(zhì)粘土較厚，土中含碎石及塊石較多，降水容易入滲，在動水壓力作用下容易形成滲流通道，大氣降水及部分地下水（泉）大量入滲到巖土接觸面位置，由于該區(qū)存在親水性較強的粘土層，遇水后粘土層強度急劇降低，并形成軟弱結(jié)構(gòu)面，在重力等因素作用下，土體下滑，牽引式向上發(fā)展，變形范圍逐漸增大，最終構(gòu)成了一個完整的潛在不穩(wěn)定滑坡體。

3.2 滑坡成因分析

3.2.1 地形條件及人類工程活動

滑坡體下部為游客中心區(qū)，原場地貌為自然形成的緩坡，由于景區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)需要形成近200m長度的人為切坡，最大高差接近7m，為滑坡的發(fā)生提供了滑體剪出依賴的剪切口，切坡破壞了坡體的應(yīng)力平衡，此處的滑坡災(zāi)害與切坡直接有關(guān)。

3.2.2 巖土體結(jié)構(gòu)

根據(jù)勘查資料，區(qū)內(nèi)巖土體結(jié)構(gòu)較為特殊，上部為第四系殘坡積層，下部為強～中風化的玄武巖，中間普遍發(fā)育一厚度不一的粘土層?；w主要為殘坡積層，物質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土夾砂巖碎、塊石等組成，碎塊石含量10～30%，其本身抗剪強度低，加之結(jié)構(gòu)較松散、滲透系數(shù)較高，利于大氣降水的入滲。下伏基巖為主要由桂五組玄武巖夾泥巖組成，玄武巖雖然裂隙發(fā)育，但裂隙間亦多被泥質(zhì)物充填，這使得下覆基巖具有隔水性，大氣降水及部分地下水入滲系數(shù)低，易在巖土接觸帶匯集，而在巖土接觸帶位置發(fā)育的粘土層，礦物成分多為高嶺土、蒙脫石、凹凸棒石等，遇水時極易軟化成軟—流塑狀態(tài)，工程地質(zhì)條件極差。雨水在該層面滯留，產(chǎn)生動水壓力，降低了土體的有效應(yīng)力，強度極低，對整個邊坡的穩(wěn)定性起了觸發(fā)性作用。據(jù)井探資料，在已滑坡區(qū)該層普遍發(fā)育，厚度0.5～1.0m，在蠕變區(qū)厚度相對較薄，局部呈透鏡體狀產(chǎn)出，在滑坡區(qū)外圍井探中未發(fā)現(xiàn)該層。

3.2.3 降雨因素

該段滑坡后緣匯水面積較大，地形比較平緩，且無任何截排水措施。大氣降雨增加了滑動體的自重，增大孔隙水壓力，使處于極限平衡的坡體產(chǎn)生滑動；另一方面是變成地下水滲透到滑動面（帶）上，軟化滑動面，降低了抗剪強度，減弱了穩(wěn)定性，導致坡體變形失穩(wěn)滑移。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 計算參數(shù)的選取

根據(jù)邊坡災(zāi)害發(fā)育情況，本次以災(zāi)害發(fā)育中心位置作為穩(wěn)定性計算剖面。該滑坡屬于表層覆蓋層滑坡，滑動面呈折線形，邊坡的整體穩(wěn)定性計算模型將采用適合于任意形態(tài)滑面的傳遞系數(shù)法。

滑帶土抗剪強度參數(shù)的選取合理與否，對滑坡穩(wěn)定性計算起關(guān)鍵作用。滑帶土的抗剪強度指標以測試結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合宏觀地質(zhì)判斷、工程類比和地區(qū)經(jīng)驗綜合確定，并應(yīng)通過反演分析進行校核[3]。本次勘察根據(jù)該災(zāi)害的發(fā)育特性，選取了5組有代表性的土樣進行了室內(nèi)常規(guī)土工試驗及飽和直剪試驗，得飽和狀態(tài)下C=14.2kPa，φ=7.9°。

反演選用主剖面線所在的強變形區(qū)，由于坡體部分已發(fā)生滑坡，需將滑體恢復到原地形，按照邊坡在暴雨或持續(xù)降雨條件下產(chǎn)生裂縫時的臨界狀態(tài)進行計算。其中斷面的反演計算穩(wěn)定性系數(shù)取為0.95，然后結(jié)合盱眙地區(qū)經(jīng)驗值取反算值：c=9kPa，φ=6°。

在穩(wěn)定性分析和剩余下滑力計算中c、φ值綜合取值見表1。

表1 滑坡滑帶土c、φ取值表

4.2 穩(wěn)定性計算過程及結(jié)果

將參數(shù)c=10kPa，φ=6°帶入驗算現(xiàn)狀邊坡的整體穩(wěn)定性，獲得Fs=1.024，根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范(GBT32864-2016》，邊坡在暴雨或持續(xù)降雨條件下整體屬欠穩(wěn)定狀態(tài)～不穩(wěn)定狀態(tài)，現(xiàn)狀條件下發(fā)生深層整體滑動的可能性很低，但在暴雨等因素的影響下，松散堆積體仍有繼續(xù)發(fā)生滑動的可能。

5 滑坡治理

5.1 截排水溝

由于區(qū)內(nèi)災(zāi)害的發(fā)生主要是由于降雨等因素誘發(fā)，因此必須在治理區(qū)建立完善的截排水系統(tǒng)。本次排水溝設(shè)計主要根據(jù)盱眙縣氣象資料，進行相應(yīng)計算得出。根據(jù)治理區(qū)地形特征，共設(shè)坡頂截水溝、坡面截水溝、坡面縱向排水溝三種排水溝，并將上述各類排水溝相互連通，將區(qū)內(nèi)水流引入治理區(qū)外。

（1）截水溝：為減少坡頂匯流對坡面影響，設(shè)計在治理區(qū)邊坡上部布設(shè)坡頂截水溝，將地表水引出滑坡體以外 。同時為防止坡面地表水沖刷邊坡，設(shè)計在治理區(qū)中部、下部橫向布設(shè)兩條坡面截水溝。

（2）排水溝：為連接坡頂與坡面下方截水溝，設(shè)計在沿坡面設(shè)置坡面兩條縱向排水溝，使其與截水溝貫通。

5.2 抗滑樁布設(shè)方案

5.2.1 下滑力計算

治理方案設(shè)計在坡面上共設(shè)置兩排抗滑樁，第一排布設(shè)在滑坡體前緣即滑舌位置，第二排布設(shè)在滑體中部，具體布設(shè)方案見圖1、圖2。

圖1 滑坡治理工程平面布置圖

圖2 滑坡治理工程斷面布置圖

根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0 219—2006）治理區(qū)滑坡防治工程級別III級，本次設(shè)計不考慮地震工況，設(shè)計按“自重”工況下安全系數(shù)1.3考慮，“自重+暴雨”為校核工況，安全系數(shù)按1.2考慮，根據(jù)前述滑動面綜合抗剪參數(shù)，采用傳遞系數(shù)法計算下滑力[4，5]，計算剖面仍選取本次災(zāi)害發(fā)育中心位置，結(jié)果如表2。

表2 設(shè)樁處推力計算表

5.2.2 抗滑樁布設(shè)方案

根據(jù)滑坡的推力、主滑方向、覆蓋層厚度等因素，抗滑樁采用人工挖孔圓孔灌注樁，樁徑1.2m，樁中心距2m，其中第一排布設(shè)54根，樁頂標高+75.0m～+80.0m，樁長8m～11.5m，平均長度10m左右，樁底統(tǒng)一標高67.4m；第二排布設(shè)35根，樁頂標高+85.0m～+86.3m，樁長5m～7m，平均長度6m，嵌入滑動面以下3m?？够瑯稑渡砘炷翉姸鹊燃塁30，樁間布設(shè)連接梁，增加整體抗滑能力，連接梁截面尺寸1.4m×0.8m。

6 結(jié)語

該滑坡滑坡體平面為圈椅形，總滑體積約13500m3，屬淺層小型殘坡積層滑坡，滑體以碎石土為主。本工程根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)環(huán)境條件，主要采用抗滑樁進行支擋，并加強了截排水設(shè)計。目前該工程竣工已經(jīng)過3年，從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，治理工程實施后，滑坡達到穩(wěn)定狀態(tài)，有效保護了坡腳居民和來往游客的生命和財產(chǎn)安全。