楊海兵 梁玉紅 唐良智

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007; 2.江蘇華東地質(zhì)環(huán)境工程有限公司，江蘇 南京 210007)

0 引言

燕子磯中學(xué)建于1952年，2002年成為省重點(diǎn)中學(xué)。該學(xué)校位于丘崗?fù)莨鹊刂?，北距長(zhǎng)江約650 m，東靠和燕公路，南臨太平村，西依幕府山山體東北段，南、北、西三面為崗地，主要由上更新統(tǒng)下蜀組粉質(zhì)粘土組成，植被發(fā)育，崗面起伏不平，校區(qū)崗前地段均進(jìn)行了不同程度的切坡。特殊的地形地貌和地質(zhì)條件，致使近年來學(xué)校周圍部分崗地斜坡在雨季常發(fā)生滑坡，其中實(shí)驗(yàn)樓后滑坡已產(chǎn)生較大滑塌現(xiàn)象，對(duì)坡下的體育館、實(shí)驗(yàn)樓等建筑物的安全構(gòu)成了不同程度的危害，并存在潛在危險(xiǎn)性。

1 滑坡基本特征

1.1 滑坡形態(tài)

實(shí)驗(yàn)樓后的斜坡分為兩部分，靠近樓房處為人工切坡斜坡，自切坡坡頂向上為自然斜坡。人工切坡斜坡高度約6 m～7 m，坡向 115°～120°，坡度 70°～75°。自然斜坡坡度自 25°左右向山脊趨緩至15°左右，坡頂標(biāo)高57 m左右，地面標(biāo)高約33 m，相對(duì)高差約24 m(見圖1)。

圖1 滑坡地質(zhì)平面圖

1.2 變形特征

1)滑塌發(fā)育在人工切坡的高陡邊坡上，坍塌的土體部分已貼靠實(shí)驗(yàn)樓(見圖2)，對(duì)該樓的使用產(chǎn)生威脅，目前此處已劃為危險(xiǎn)區(qū)域，禁止人員靠近。

2)滑塌體南北長(zhǎng)約30 m，上下高約6 m～7 m，平均厚度約4 m，體積約720 m3～840 m3，上部自然斜坡上混凝土路面已出現(xiàn)張拉裂縫，最大間隙約3 cm(見圖3)。

3)邊坡由下蜀組粉質(zhì)粘土組成，上部垂直節(jié)理發(fā)育，土體層次明顯。4)自然斜坡坡體表面波狀起伏，地表水易在局部滯留、下滲。5)在滑坡體下滑力的作用下，斜坡上的樹木部分已向滑坡方向傾倒。

圖2 滑坡坍塌土體

圖3 坡頂?shù)缆窂埨芽p

2 滑坡影響因素

2.1 地形

滑坡場(chǎng)地位于南京市棲霞區(qū)燕子磯中學(xué)內(nèi)，邊坡類型為土質(zhì)高邊坡，場(chǎng)地為崗地地貌單元。獨(dú)特的崗地地貌形態(tài)，具備了滑坡災(zāi)害的發(fā)育條件。區(qū)內(nèi)滑坡體分布在坡度較陡地段，其穩(wěn)定性與斜坡的坡度、高度密切相關(guān)。從滑坡體所處的坡度分析，在下蜀土斜坡中，凡天然坡度或人工切坡坡度在35°以上，高度大于5 m的大斜坡地段，都可列為不穩(wěn)定斜坡。尤其是坡腳切坡嚴(yán)重，并形成明顯的陡坎處，更易發(fā)生牽引式滑坡和滑塌地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 植被

雖然斜坡上植被發(fā)育，但由于大多為高大的刺槐林，其根系淺(一般小于0.5 m)，受大風(fēng)吹動(dòng)易倒伏，因此不但對(duì)土層起不到穩(wěn)固作用，反而對(duì)土層產(chǎn)生向坡下的推力，從而對(duì)坡面產(chǎn)生破壞。

2.3 人工切坡

建校過程中，在崗前坡腳地段進(jìn)行了人為切坡，這是區(qū)內(nèi)直接破壞斜坡穩(wěn)定的不良工程活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)樓后的斜坡，由于人為切坡形成了高達(dá)6 m～7 m的人工邊坡，坡度大于70°，從而形成高陡臨空面，此處的滑坡災(zāi)害與切坡直接有關(guān)。

2.4 降雨

區(qū)內(nèi)年平均降雨117 d，降雨量1 106.5 mm，6月～9月降水量占全年的一半。春末夏初盛行梅雨，降水強(qiáng)度增大，暴雨次數(shù)增多。區(qū)內(nèi)的斜坡災(zāi)害發(fā)生在強(qiáng)雨季節(jié)，在時(shí)間上與降雨關(guān)系非常密切。連續(xù)的降雨會(huì)使得較多量的雨水入滲，致使下蜀土浸泡松軟，內(nèi)聚力降低，土的容重增加，土體重量加大，促使土體變形滑動(dòng)，產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。

3 滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算

3.1 穩(wěn)定性分析

滑坡區(qū)內(nèi)普遍分布有一層軟可塑狀粉質(zhì)粘土，軟可塑狀粉質(zhì)粘土的含水量可達(dá)26%以上(下蜀土正常含水量20%～25%)，強(qiáng)度與可塑、硬塑狀粉質(zhì)粘土相比明顯降低，表現(xiàn)為粘聚力和內(nèi)摩擦角減小，為一相對(duì)軟弱層。軟可塑狀粉質(zhì)粘土的狀態(tài)及含水量等物理力學(xué)性能指標(biāo)，隨著降雨入滲量的不同具有可變性。這是由于上部硬塑狀粉質(zhì)粘土垂直節(jié)理發(fā)育，當(dāng)降雨經(jīng)節(jié)理入滲至該層時(shí)，在其內(nèi)聚集、形成弱徑流，土的含水量增加，使得該層在水的浸泡作用下軟化作用增強(qiáng)，土的狀態(tài)可由可塑狀變至軟塑狀，土的強(qiáng)度降低[2-5]。降雨入滲量越大，其強(qiáng)度越低，最終形成滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶。分析認(rèn)為區(qū)內(nèi)滑坡目前處于蠕滑變形狀態(tài)。該滑坡體若繼續(xù)失穩(wěn)滑塌，將嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)樓的正常使用，甚至威脅到學(xué)校人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此必須對(duì)滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

3.2 穩(wěn)定性計(jì)算方法

極限平衡法是最經(jīng)典，采用最多，也是目前最成熟有效的一種方法。它是應(yīng)用剛體力學(xué)的原理，結(jié)合巖、土體力學(xué)的理論和方法，分析計(jì)算特定條件下各類斜坡或滑坡的穩(wěn)定性，并用穩(wěn)定性系數(shù)予以表達(dá)。針對(duì)本滑坡的運(yùn)動(dòng)形式，瑞典條分法比較適宜。瑞典條分法又簡(jiǎn)稱為瑞典法或費(fèi)倫紐斯法，它是極限平衡方法中最早而又最簡(jiǎn)單的方法。

滑面簡(jiǎn)化為圓弧型滑動(dòng)面，采用瑞典條分法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性，根據(jù)DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范對(duì)滑坡進(jìn)行計(jì)算[6]。選擇4—4′剖面進(jìn)行計(jì)算(見圖4)。

圖 4 4—4′剖面簡(jiǎn)圖

3.3 計(jì)算參數(shù)選取

滑坡體為素填土和粉質(zhì)粘土，滑坡計(jì)算時(shí)的重度以及抗剪強(qiáng)度參數(shù)采用固結(jié)快剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值確定。依據(jù)《南京市燕子磯中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓及食堂后山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查報(bào)告》[7]，滑體中素填土重度取19.0 kN/m3，抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C=12.0，φ =20.0;粉質(zhì)粘土重度取 19.9 kN/m3，抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C=48.1，φ =18.5。

滑帶土為軟可塑狀粉質(zhì)粘土，重度取19.0 kN/m3，滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)由土工實(shí)驗(yàn)與反演分析得到的參數(shù)綜合確定。土工實(shí)驗(yàn)參數(shù)C=28.6，φ=13.0。根據(jù)滑坡的變形特征，在地震工況下滑坡產(chǎn)生滑動(dòng)變形，選取穩(wěn)定性系數(shù)為1.02進(jìn)行反演分析[8-11]，滑帶土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo):C=25.8，φ =10.5。綜合以上兩類參數(shù)，滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值為 C=27.2，φ=11.8。

3.4 計(jì)算結(jié)果分析

采用“理正邊坡穩(wěn)定分析軟件”進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，分別在自重、地震兩種工況下計(jì)算?？辈閰^(qū)抗震設(shè)防烈度為7，地震作用綜合系數(shù)選用0.25，地震作用重要性系數(shù)選用1.1，地震水平向系數(shù)取0.12。計(jì)算結(jié)果，自重工況下滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.100，地震工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.039。

DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范對(duì)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:滑坡穩(wěn)定性系數(shù)F＜1.0時(shí)滑坡不穩(wěn)定;1.00≤F ＜1.05滑坡欠穩(wěn)定;1.05≤F ＜1.15滑坡基本穩(wěn)定;F ＞1.15 滑坡穩(wěn)定。按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定性計(jì)算表明，在自重工況下，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.100，滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在地震工況下，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.039，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。由于該滑坡體底部均進(jìn)行過不同程度的切坡，雖然學(xué)校原來對(duì)坡體采用過網(wǎng)噴混凝土護(hù)坡，但該種護(hù)坡工程措施僅護(hù)住坡體表面，對(duì)整體滑坡不能發(fā)揮有效的抗災(zāi)作用。實(shí)驗(yàn)樓后滑坡體已發(fā)生坍塌，對(duì)實(shí)驗(yàn)樓的使用構(gòu)成了威脅，迫切需要采取整治措施，避免坡體進(jìn)一步滑塌變形。

4 治理方案選擇

土質(zhì)邊坡整治措施一般包括坡率法、擋土墻法、抗滑樁法、抗滑錨桿等。該段高邊坡地段為土質(zhì)邊坡，現(xiàn)已發(fā)生滑坡，且有局部塌滑等不良地質(zhì)現(xiàn)象，根據(jù)工程地質(zhì)條件，建議采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)進(jìn)行處理。同時(shí)應(yīng)輔以排水措施進(jìn)行綜合治理，在滑坡后緣構(gòu)筑截水溝，阻止地表水進(jìn)入滑坡范圍，在滑坡體范圍內(nèi)修筑各種排水溝，使地表水能迅速排出滑坡。夯填地表裂縫，以及后緣裂縫壁，以阻止地表水入滲地下。

治理方案的選擇:采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)方案和削坡壓腳聯(lián)合掛網(wǎng)噴錨支護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比論證。

方案一:掛網(wǎng)噴錨支護(hù)方案，工程取費(fèi)造價(jià)估算:177.60萬元。

方案二:削坡壓腳聯(lián)合掛網(wǎng)噴錨支護(hù)方案，工程取費(fèi)造價(jià)估算:141.84 萬元。

從經(jīng)濟(jì)、安全、施工方面綜合考慮，推薦方案二作為支護(hù)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

1)通過穩(wěn)定性分析判斷滑動(dòng)帶為軟可塑狀粉質(zhì)粘土層。

2)通過滑坡穩(wěn)定性計(jì)算得出，在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在地震工況下，滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài);在多種因素的影響下，滑坡體目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3)為了保證師生的安全，必須對(duì)該滑坡體進(jìn)行加固處理。根據(jù)滑坡工程地質(zhì)條件、滑坡影響因素以及穩(wěn)定性分析，建議采用削坡壓腳聯(lián)合掛網(wǎng)噴錨支護(hù)方案進(jìn)行治理。

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