宜宾市南溪区某厂区滑坡分析与治理

宜宾市南溪区某厂区滑坡分析与治理

吴军鹏

四川省宜宾地质工程勘察院集团有限公司，四川省宜宾市，644000

摘要：某厂区边坡由于上部加载，雨季边坡土体饱和，坡脚土体强度降低，推挤中下部土体发生推移式滑坡，对该滑坡破坏机理进行了分析，采用抗滑桩治理，边坡已经历二个水文年，排水效果显著、运行良好。

关键词：推移式滑坡; 抗滑桩

1、引言

随着城镇化推进和工业化的发展，以丘陵地貌为主的川南地区，高切坡和高回填边越来越多也越来越高，对设计和施工控制要求亦越来越严格，若某一环节出现问题，都会导致整个工程治理效果受影响，甚至带来不可逆的破坏、失效等后果。

2020年，笔者曾作为设计负责人主持某厂区推移式滑坡治理，对于该边坡破坏分析、边坡设计计算、治理及后期治理效果均有跟踪和记录，并有所获。目前该边坡经治理后，工程运行良好，监测变形较小。现作为一个滑坡治理案例进行分析与解剖。

2.工程概述

2.1原工程设计及项目概况

某厂区位于宜宾市南溪区， 厂区南侧因建设需要，回填形成了二阶边坡，均采用了挡土墙进行支护两级边坡之间为厂区内部道路。此段边坡总长约288米，高约20米。上挡墙（扶壁式挡土墙）高约8m，基础埋深约2m。修建时，基础以下均设置有桩基础，桩径800mm，桩长8～10m，桩间距6m。但基础桩施工时，仅仅开挖至基岩顶面，穿过了粉质黏土层，但均未进入基岩面以下。下挡墙墙高约3m，也为扶壁式挡土墙。2020年9月16日，上挡墙墙后回填至5m高度时，加之连续降雨的影响，使整个滑坡区土体达到饱和，导致整个滑坡区开始出现剧烈变形，靠近陶罐酒库房角位置出现大量错台、拉张裂缝，滑坡中上部上挡墙发生错动，倾斜，中部位置挡墙整体位移3～10m；滑坡中部道路路面混凝土几乎被拉裂成块状，裂缝完全贯穿整个滑坡区域，宽度0.05m～2.0m；路面下错严重，错台深度最大约1m；道路旁辅房随滑坡整体向下位移，房前地面形成大量拉张裂缝，变形严重，房屋墙体也出现贯穿裂缝；滑坡中间位置辅房随滑坡整体平移约10m，辅房建筑桩基完全失效，局部倾斜角度达70°左右，更有甚者被滑坡完全剪断。辅房下方回填土体被滑坡推挤，下滑、垮塌至下方酒业库房，损毁库房两间；滑体的下滑还导致下方酒业库房外道路鼓胀隆起。

滑坡发生后，为防止滑坡继续发展扩大，业主拆除了区内原有辅房及上部挡土墙，并对滑坡区进行了分级分台削坡减载。

2.2.地层岩性

根据区域地质资料、工程地质测绘及钻孔揭露情况，勘查区范围内出露地层由新至老主要为第四系杂填土层（Q4ml），第四系冲洪积粉质粘土层（Q3al+pl）、侏罗系上统遂宁组岩层（J3s）。

滑坡区内岩土体可划分为两大工程地质岩组：

1、松散岩类冲洪积土岩组

冲洪积土要由粉质粘土组成，结构松散，粘性土含量约60%～70%，含少量卵石，含量约20%～40%，卵石粒径2-9cm，最大粒径19cm，磨圆度好，呈圆状，母岩成分主要为长石，石英，云母，场地内均有分布。

2、软质岩类泥质粉砂岩岩组

主要由侏罗系上统遂宁组岩层（J3s）泥质结构，岩层产状80°∠14°，主要为中厚~厚层状构造，细~中粒结构，质极软，裂隙一般发育，岩芯完整,呈柱状、短柱状、碎块状，场地内均有分布。

2.3滑床物质结构特征

根据现场勘查及钻孔揭露，滑坡沿上覆土层与基岩接触面发生折线形滑动，滑床主要为灰褐色泥质粉砂岩构成，岩层产状80°∠14°，中厚~厚层状构造，细~中粒结构，裂隙一般发育，岩质极软，岩芯成长柱状、短柱状、碎块状局部含全风化散沙状砂岩，在滑坡前缘有基岩出露。

2.4滑动面（带）判定

根据现场调查及勘查发现，由于水动力及风化原因，整个勘查区内基岩表层（基覆界面）存在一软弱夹层，整个勘查区大部分区域（东侧靠近边缘位置无此层物质）均有揭露，主要由细砂构成，粉砂、粉土充填，湿润，结构松散。 同时根据滑坡滑动时的变形迹象，边坡上部挡土墙和挡墙桩基础整体位移，说明挡墙下部桩基未起到抗滑移的作用，再根据桩基基底所在位置（基覆界面），充分说明了滑动面位于基覆界面；同时根据开挖后坡脚位置岩土体揭露的情况以及辅房基础桩滑移、倾倒、被剪断的现象，可清晰的发现剪出口的位置位于基覆界面。

综合以上分析，最终确定滑坡主要沿上覆土层与基岩接触面上的软弱夹层发生折线形滑动，上部位置沿填土层和粉质黏土层内发生折线型滑动，剪出口位于边坡坡脚，综合判定滑坡以上覆土层与基岩接触面作为滑动带。

2.5变形破坏规律分析

从地形条件上分析，滑坡所在的位置由于厂区建设回填形成了二阶直坡，其中上边坡坡脚挡墙高约8m，下边坡坡顶为业一层辅房，坡脚挡墙墙高约3m，滑坡区域相对高差约15～23m。滑坡发生时，上边坡正在进行墙后回填，总体来讲上部荷载较大，上边坡先发生变形破坏的可能更大。

从边坡物质上分析，整个滑坡区内基岩表层（基覆界面）存在一软弱夹层，整个滑坡内均有揭露，主要由细砂构成，粉砂、粉土充填，湿润，结构松散。上伏土层填土和粉质黏土结构松散，含水率高，土体饱和度高，而下部泥质粉砂岩为弱透水层，在暴雨或连续降雨过程中，大量雨水入渗，导致覆盖土层充分饱水，上覆土体自重加重，雨水下渗至还会导致滑动面C、φ值大大降低，使得滑坡稳定性亦大大降低。

从滑坡变形滑动的迹象来分析，边坡上部挡土墙和挡墙桩基础整体位移，说明挡墙下部桩基未起到抗滑移的作用，再根据桩基基底所在位置（基覆界面），充分说明了滑动面位于基覆界面；根据开挖后坡脚位置岩土体揭露的情况以及辅房基础桩滑移、倾倒、被剪断的现象，可清晰的发现剪出口的位置位于基覆界面。同时坡脚下方酒业库房外侧地面开裂、隆起，已鼓胀变形为主，也充分反映了滑坡在坡脚位置为阻滑段。

滑坡具备明显推移式特征，变形机理为上部边坡变形滑移→推挤下部坡体发生滑移变形。

3.滑坡区变形原因分析

基于边坡变形，结合地质、设及施工情况分析，边坡变形原因有：

3.1设计原因

1、查验原挡土墙竣工图，基础均埋在潜在滑动层上；

2、原竣工图揭示挡墙稳定性系数不满足规范。

3.2地层岩性

整个滑坡区内基岩表层（基覆界面）存在一软弱层，整个滑坡区内均有揭露，主要由细砂构成，粉砂、粉土充填，湿润，结构松散。

3.3地形地貌

滑坡所在的位置由于厂区建设回填形成了二阶直坡，其中上边坡坡脚挡墙高约8m，下边坡坡顶为一层辅房，坡脚挡墙墙高约3m，滑坡区域相对高差约15～23m，高差大。地形地貌条件的有利组合，为坡体物质提供了较大的重力势能差及滑移动力。

3.4排水不畅

滑坡区地形较低处，厂区南侧大部分区域地下及地表径流均流向滑坡区，滑坡时上挡墙基础可见大量上层滞水涌出；加之滑坡区无截水措施，地表排水不畅，大气降水顺坡面入渗，进入松散覆盖土层，使土体饱和，增加土体荷载，同时在孔隙中形成孔隙水压力，加剧土体的变形和破坏；暴雨或连续降雨时，土中孔隙水压力急剧增大，减小坡体抗滑移能力，是诱发滑坡发生的主要因素。现场踏勘时边坡多处地下水出露，边坡积水严重。

3.5工程加载

滑坡区为斜坡地形，由于工程建设回填、相应支挡工程和建筑物构筑物的建设实施，大大增加了上部荷载，为诱发滑坡的另一重要因素。

排水不畅为滑坡变形及发生滑动的直接诱导因素，地层岩性、地形地貌、人类工程活动等因素也影响着滑坡的稳定性。

4.治理设计分析与计算

4.1治理设计分析

根据土层抗剪强度试验值、反演值、经验值综合确定土层计算参数、计算模型及计算公式的选定，选取具有代表性的3-3＇、4-4＇、7-7＇（滑坡范围）、9-9＇（滑坡范围）、11-11＇（滑坡范围）和13-13＇剖面进行计算，滑坡区考虑其现状稳定性来复核相关设计参数的合理性，并按照未来规划地形地貌计算其稳定性及剩余下滑力，作为滑坡治理工程设计的依据。同时部分计算剖面沿着填土界面滑动和从未来拟设工程位置顶部的稳定性，滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果统计见表4-1。

表4-1滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果统计表

4.2治理工程设计

1、支挡设计：抗滑桩型根据受力和配筋的不同分为A、B、C、D四种，计算见下表4-2

表4-2抗滑桩设计参数一览表

但由于桩前覆土较薄，桩悬臂段较长，桩前挡墙轻微挤出，故在设计计算时不再考虑桩前土的抗力。

抗滑桩均采用矩形截面桩，桩芯砼强度等级为C30。桩砼保护层100mm，护壁钢筋保护层50mm。桩身采用C30混凝土浇注，必须一次性成桩，否则视为断桩，不予验收，钢筋采用HRB400钢筋。桩底按铰支考虑，桩身内力利用理正岩土计算软件进行计算，根据内力计算结果按《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2013）及《滑坡防治工程设计及施工技术规范》（DZ/T0219-2006）进行配置纵向受力钢筋及截面箍筋。抗滑桩均采用人工挖孔桩，跳桩开挖。土层内采用C20砼护壁，第一节护壁须高出地面300mm，强风化基岩及碎裂岩体内可视具体情况确定是否采用护壁措施。

挡土板设计

两桩之间设置挡土板，待抗滑桩达到设计强度，两桩之间设置挡土板，挡土板搭接长度不小于40cm，各型桩之间设置4.6m，板厚30cm，板纵向配置HPB400φ12@200/100受力筋, 布设双排，板两端处纵筋加密，加密长度1.5m，横向配置HPB400φ12@200箍筋（详见挡土板构造），墙身设φ8@400*400拉筋，双向布置。挡土板现浇配置，挡土板上布设排水孔，按纵横2m间距矩形布置，排水孔孔径100mm。

2、排水设计

①排水沟+截水沟：在整个边坡区外围边坡中部马道以及抗滑桩桩顶布置一条排水沟。排水沟均由边坡东侧接入既有排水沟中。当地面横道大于30°时设置跌水。

②边坡盲沟+渗沟：边坡盲沟为竖向排水盲沟，布设于整个坡面内，埋入地下0.2m，盲沟在每一级边坡坡脚位置接入地表排水沟。

③滑坡区桩后泄水层：在滑坡区抗滑桩板墙后换填碎石作为桩后泄水层，以达到降低地下水位、消除桩后水压力的作用，泄水层底宽1.2m。

5.运营情况

经后期运行效果监测，累计桩顶位移20mm，变形均在可控范围内。至今，工程运行良好，泄水层、盲沟排水效果良好。

5.结论

1、滑坡灾害发生时，第一时间减载反压应急处治，防止灾害进一步扩大；

2、加强对滑坡灾害的成因发展分析，判断；

3、强化排水设计，特别墙后泄水层；

参考文献(References)：

[1]GB/T 38509-2020，滑坡防治设计规范.

[2] GB 50330-2013，建筑边坡工程技术规范.

[3] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范,中国建筑工业出版社.2010.

[4] 杨小平,土力学及地基基础,武汉大学出版社,2000.

（作者介绍：吴军鹏，男，1988年4月，大学本科，注册岩土工程师，四川省宜宾地质工程勘察院集团有限公司，四川省宜宾市，644000）

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