斜坡病害形成因素分析與治理措施

嚴建剛

（貴州省黔美基礎工程公司，貴州 貴陽 550001）

0 引 言

滑坡災害占我國地質災害總數的70%～80%。據文獻統計，我國95%以上的滑坡都與自然降雨有關。降雨誘發滑坡災害給人民和國家帶來了巨大的生命和財產損失。引起滑坡的因素很多，降雨是誘發滑坡的關鍵因素。邊坡在降雨條件下，土壤中的孔隙水壓增加，基質吸力逐漸消散，土壤的抗剪強度降低，最終導致邊坡失穩。本文結合案例工程對斜坡病害形成原因進行分析，并提出治理措施。

1 工程概況

案例工程位于貴陽市云巖區南埡路67號（貴云基金產業園辦公區＜一期＞10 號樓前）。場地斜坡既有路堤擋墻修建于20世紀90年代，現階段擋墻墻身開裂，坡頂產生裂隙。墻身產生多道裂縫，裂縫長度在2～4.0m，裂縫寬度20～35mm，裂縫在墻身呈不規則分布；坡頂裂隙位于坡頂邊緣約3.4m，裂隙長11.6m，裂縫寬約3～20mm，與斜坡走向平行；裂縫處由坡內向坡外滲水，距離斜坡坡頂6m處為貴云基金產業園辦公區（一期）10號樓（4層辦公樓），該建筑樓層中預制板、墻體開裂，內走廊梁體受拉開裂，坡頂范圍平時作為停車場使用。

據本次工程地質調查及鉆探揭露，場地巖土自上而下分布，第四系雜填土、第四系殘積層紅黏土，下伏三疊系下統安順組（T1a）白云巖。

（1）雜填土（Qml）：雜色，黏土夾碎石及建筑垃圾，結構松散，場地整平時回填。擬建場地區域均有分布；

（2）紅黏土（Qel）：黃色、黃褐色，可塑狀態，含少量風化殘塊碎石，風化殘塊含量≥10%，土質較均勻，韌性干強度中等，土體切面光滑，無搖振反應，場地均有分布；

（3）中風化白云巖（T1a）：淺灰～灰白色，層狀結構，塊狀構造，節理裂隙較發育，巖體較破碎，巖芯多呈短柱狀，少量呈長柱狀、塊狀，巖體較破碎，場地均有分布。

場地三疊系下統安順組（T1a）白云巖，巖體較破碎，場地風化面起伏較大。根據鉆探巖樣飽和單軸抗壓強度試驗可知，標準值frk=33.2MPa，根據巖石堅硬程度認定為較硬巖；根據巖芯觀察發現巖層節理較發育，結構面結合狀況為分離，起伏粗糙，充填狀況為大部分巖屑充填，巖體完整程度為較破碎，根據《巖土工程勘察規范》巖體基本質量等級為Ⅳ級[1]。

2 斜坡病害形成因素分析

從斜坡巖土體特征性質分析，該斜坡段為土質斜坡，斜坡主要為雜填土，含建筑垃圾等，分布坡體所有區域，土質松散，成分復雜，回填時未分層夯實，力學性質低。墻后填料不符合回填要求，不能作為擋墻墻后填料，采用雜填土回填，易發生斜坡病害，造成斜坡失穩，擋墻發生破壞。

既有擋墻基礎并沒有置于穩定地層之上，基礎放置于松散的填土層之上，地基土層松散，土體性質差，很難提供有效地基承載力。擋墻地基承載力不夠，填土長期處于緩慢的自重固結過程，導致不均勻沉降，致使墻身發生滑移和沉降，墻身產生裂縫和位移，坡頂產生裂隙，進而導致坡頂4層辦公樓墻體開裂，內走廊梁體受拉開裂。

擋墻墻身未設置泄水管，裂縫處由坡內向坡外滲水，雨季期間降雨過程長、雨量大，水流的長期滲入造成斜坡土體富水，使土體重量加大、抗剪強度降低，擋墻墻后土體荷載增大，墻后土壓力增大，導致擋墻滑移開裂，坡頂產生裂隙（見圖1所示）。

圖1 地質災害區域圖

斜坡病害區地下水主要受節理、裂隙發育產狀和地形條件控制，巖層總體富水性弱，水量較小。主要補給來自自然降水，地表水受季節性降雨影響較大[2]。地下水的補給來自季節性降雨和地表水，對其場地穩定性影響較大。

經過現場地質調查及勘察，既有擋墻修建完成后，在坡頂新建4層辦公樓，樓前作為停車場使用，坡頂未設置截排水溝，坡頂未完全封閉，坡頂荷載增大，擋墻墻后土體荷載增大，墻后土壓力增大，改變了既有擋墻的應力狀態，從而易發生斜坡病害。雨季期間降雨過程長、雨量大，水流的長期滲入造成斜坡土體富水，使土體重量加大、抗剪強度降低，進而使土體向臨空面變形產生裂隙導致更大量的地表水滲入裂隙，最終使斜坡土體在自身重力和水壓力作用下向下發生滑動導致墻身破壞，進而導致坡頂4層辦公樓墻體開裂，內走廊梁體受拉開裂[3]。

3 斜坡病害的治理方案

經現場勘察和地質調查，原設計的擋墻及坡頂辦公樓產生拉裂變形、擋墻墻身大部分區域開裂，擋墻已經完全失去抵抗主動土壓力的作用，針對場地施工空間和工程地質條件，該斜坡上覆雜填土，厚度約11.0m，覆蓋層厚度較大。針對治理斜坡病害區域的工程地質、水文地質條件，本次治理主要在既有擋墻位置外側設置樁板墻體系支護，并在坡頂坡腳設置截水溝、辦公樓和邊坡排水溝修繕或修建排水溝，對斜坡采用抗滑樁加固。

3.1 截水溝、排水溝工程

斜坡坡頂坡腳設置截水溝，修繕辦公樓兩側排水溝，邊坡兩側修建排水溝。雨季期間降雨過程長、雨量大，將坡面地表及巖土體裂隙溢出地下水引流至邊坡周圍截排水溝，達到了良好的排水效果。

3.2 對斜坡采用抗滑樁加固

根據斜坡的穩定性特征，斜坡處于欠穩定狀態，擠壓階段，斜坡后緣產生大量拉張裂縫，向滑坡兩側逐漸延伸，對滑面參數進行反算，在天然工況下斜坡穩定性系數K=1.05，暴雨工況下穩定系數K=0.96，計算出不同工況下滑面抗剪強度，結合土工試驗抗剪強度結果，綜合考慮取最不利情況，計算得出斜坡下滑力為764kN∕m。既有擋墻位置外側設置抗滑樁，抗滑樁間距為4.0m，抗滑樁規格為1.5m×2.0m。由于覆蓋層厚度較大，抗滑樁需要穿過土層嵌固到中風化白云巖中，錨固段的長度為8m。樁間板厚0.3m，冠梁1.2m×2.0m。坡面設置泄水孔，同時，泄水孔需穿過原有擋墻0.3m抵達含碎石的填土層，以便達到較好的泄水效果。斜坡病害處理斷面見圖2所示。

圖2 斜坡病害處理斷面圖

4 斜坡病害治理監測驗證

通過穩定性軟件計算結果，斜坡穩定系數值Fs=1.37，樁頂最大位移在10mm左右，滿足規范要求，斜坡通過樁板墻治理后，處于穩定狀態。

按照該段處治防護方案，對斜坡進行變形監測和水文監測。變形監測采用全站儀測量斜坡體的位移變化，通過布設于坡面的觀測點建立地表位移監測控制網，從而有效觀測坡體各部位的位移狀況和各部位之間的位移關聯度。

水文監測是對邊坡和坡體的含水率及地下水動態變化進行監測，尤其是對斜坡體進行地下水的動態監測是確保工程斜坡安全的重要前提。施工完成后變形監測和水文監測數據顯示，斜坡無明顯變形、穩定性較好，主體建筑也未進一步開裂。

5 結束語

綜上所述，結論如下：

（1）對工程斜坡地質條件復雜的場地，雨季期間降雨過程長、雨量大，水流的長期滲入造成斜坡土體富水，使土體重量加大、抗剪強度降低，進而使土體向臨空面變形產生裂隙導致更大量的地表水滲入裂隙，最終使斜坡土體在自身重力和水壓力作用下向下發生滑動，不能過于依賴工程支擋措施而輕視工程排水，斜坡病害治理優先治水。

（2）擋墻基礎應置于穩定地層之上，承載力需達到設計要求，墻后填料需符合回填相關規范要求，避免產生不均勻沉降而使斜坡發生變形破壞，造成災害。

（3）斜坡病害主要的形成因素分為內在因素和外在因素，從本案例可知，巖土體性質是重要的內在因素之一，一般來說，土質或者類土質斜坡力學性質較低，易發生斜坡病害。氣象水文、人類活動是重要的外在因素，長時間的連續降雨和大暴雨，對巖土體的軟化作用降低巖土體抗剪強度；人類工程活動，改變斜坡應力狀態，這些都是影響坡體穩定性的重要外在因素。

（4）該斜坡坡體依照此方案進行施作后，長期一直保持穩定。采用案例中的治理措施是有針對性的、有效的，能及時消除斜坡病害，確保人類生產、生活安全。