申 壯

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

0 引言

高平市某道路于2015年下半年開(kāi)始修建，按道路規(guī)劃方案，K0+260～K0+380段西側(cè)存在路塹高邊坡。2016年7月路塹邊坡施工完成，坡高19 m，坡率1∶1，放坡兩級(jí)。受7月28日～29日持續(xù)強(qiáng)降雨影響，該段發(fā)生滑坡；2016年8月建設(shè)單位采用削方卸載方案進(jìn)行治理，重新放坡坡率1∶2.0；施工完成數(shù)日后，滑坡復(fù)活，但相比上次滑動(dòng)范圍有所縮小，此次發(fā)生在南段邊坡。勘察期間該段滑坡的變形位移持續(xù)增加，山坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在其他誘發(fā)因素下仍會(huì)繼續(xù)下滑，為保證施工正常進(jìn)行、道路安全運(yùn)營(yíng)，需對(duì)其進(jìn)行治理。

1 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)西高東低，坡面向正東，坡頂及坡底地勢(shì)平緩，坡頂標(biāo)高846.9 m～853.8 m，坡底標(biāo)高835.0 m～836.2 m。該滑坡共分為兩級(jí)，第一級(jí)坡高約7.5 m，第二級(jí)坡高3.0 m～-8.5 m，每級(jí)坡坡率1∶1.8～1∶2.0。坡面無(wú)植被覆蓋，雨水沖刷痕跡明顯。巖土體易風(fēng)化，孔裂隙發(fā)育，屬塊狀或?qū)訝顦?gòu)造，堅(jiān)硬—半堅(jiān)硬及軟弱類型巖石體，接近均一的各向異型介質(zhì)體，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈。

1.2 滑坡地層巖性

1)滑體。粉質(zhì)黏土，淺棕紅色，可塑～硬塑，具有膨脹性，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，具有蒜瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，存在干縮裂隙，厚3.0 m～8.2 m，滑坡體主要物質(zhì)組成。2)滑面。位于粉質(zhì)黏土與下覆泥巖的接觸帶，滑面傾角約12°，滑面光滑有光澤，擦痕明顯，指向滑動(dòng)方向。3)滑床。泥巖，杏黃色，強(qiáng)風(fēng)化，遇水易泥化，厚4.0 m～6.9 m。

1.3 水文地質(zhì)

根據(jù)勘察場(chǎng)區(qū)地下水含水介質(zhì)的巖性特征和賦存條件將區(qū)內(nèi)地下水分為第四系松散層孔隙水和二疊系碎屑巖夾碳酸巖層間裂隙水。本次勘察深度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有地下水賦存，在坡腳處，探槽TC1于1.0 m、探槽TC2于1.7 m、探槽TC3于1.7 m發(fā)現(xiàn)上層滯水，分布于第③層泥巖裂隙中，水量較小，呈細(xì)流狀緩慢流動(dòng)。

2 成因機(jī)制

滑坡體形成機(jī)制包括滑坡的內(nèi)因和外因兩個(gè)方面，該滑坡內(nèi)因是巖土體性質(zhì)和地下水條件，外因主要是人類建筑活動(dòng)及降雨。

2.1 內(nèi)因

巖土體是形成滑坡的物質(zhì)條件。該滑坡物質(zhì)組成主要為第四系沖洪積層(Q2l)粉質(zhì)黏土。滑床為二疊系泥巖，該層表層全風(fēng)化，具有遇水易泥化、不透水性的特征，其抗剪強(qiáng)度遇水后迅速降低，是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

該層粉質(zhì)黏土呈蒜瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，原生裂縫較發(fā)育，為地表水下滲提供了可能通道。巖體中結(jié)構(gòu)面發(fā)育，破壞了巖體的完整性，同時(shí)地表水下滲加劇泥巖的風(fēng)化作用，降低了巖體的強(qiáng)度，使得坡腳泥巖抗滑移能力削弱。

2.2 外因

1)人類活動(dòng)因素。

該滑坡受人類工程活動(dòng)影響較大，是滑坡產(chǎn)生的直接因素。道路修建過(guò)程中，向下開(kāi)挖邊坡坡腳土體，使得邊坡高度增加，同時(shí)減弱了坡腳的反壓作用，坡體內(nèi)應(yīng)力重分布，對(duì)邊坡產(chǎn)生不利影響。

邊坡土體應(yīng)力重分配導(dǎo)致粉質(zhì)黏土中原生閉合裂縫張開(kāi)，土體切割嚴(yán)重，為裂縫相互貫通提供了便利，并成為地表水下滲通道。

2)降雨因素。

大氣降雨的滲入致使滑坡土體軟化、自重加大、強(qiáng)度降低，是導(dǎo)致滑坡形成的又一個(gè)直接因素[1]。

綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，該滑坡形成的主要原因是人類工程建設(shè)活動(dòng)和強(qiáng)降雨，巖土體物質(zhì)條件進(jìn)一步促進(jìn)了滑坡的形成。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡穩(wěn)定性

從滑坡地形、地貌及工程巖土性質(zhì)分析，滑坡體上張拉裂縫相當(dāng)發(fā)育，后緣分布有3條～4條主要張開(kāi)度較大的裂縫，裂縫在第一平臺(tái)及第一級(jí)坡體分布甚廣。當(dāng)前滑坡處于極限平衡狀態(tài)，但滑體裂縫貫通且張開(kāi)度大，地表水易滲入到滑面附近，繼續(xù)軟化泥巖，仍然會(huì)下滑[2]。在勘察期間，一場(chǎng)小雨隔天后，發(fā)現(xiàn)滑舌有向前推進(jìn)的痕跡。

3.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法

對(duì)滑帶內(nèi)土樣進(jìn)行了室內(nèi)土工試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)成果表

為印證暴雨或連續(xù)降雨對(duì)滑坡影響，開(kāi)展自然狀態(tài)和暴雨兩種工況進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。該滑坡滑面為折線型滑動(dòng)面，主要沿土巖界面展布。按照GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范附錄A及條文說(shuō)明第5.24條，對(duì)該滑坡采用傳遞系數(shù)法隱式解進(jìn)行整體穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)和推力計(jì)算[3-5]，計(jì)算公式如下：

Pn=0；

Pi=Pi-1ψi-1+Ti-Ri/Fs;

ψi-1=cos(θi-1-θi)-sin(θi-1-θi)tanφi/Fs;

Ti=(Gi+Gbi)sinθi+Qicosθi;

Ri=cili[(Gi+Gbi)cosθi-Qicosθi-Ui]tanφi。

其中，Pn為第n條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m；Pi為第i計(jì)算條塊與第i+1計(jì)算條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m；當(dāng)Pi<0(i

3.3 滑坡抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演

滑坡當(dāng)前處于蠕動(dòng)狀態(tài)，滑帶土有地表水滲入，可認(rèn)為其處于飽和狀態(tài)，現(xiàn)通過(guò)反演的方法確定滑帶土當(dāng)前狀態(tài)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，選取代表剖面，以當(dāng)前邊坡穩(wěn)定系數(shù)略小于1.0進(jìn)行反演分析，得出當(dāng)前狀態(tài)下c=8 kPa，φ=10°。

3.4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

按照反演法得出的抗剪參數(shù)，選取滑坡1—1,2—2主滑剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算剖面圖如圖1,圖2所示。

計(jì)算結(jié)果如表2所示。

1—1剖面和2—2剖面在工況一和工況二條件下，穩(wěn)定系數(shù)Fs均小于1.00，根據(jù)JTG D30—2015公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)狀滑坡處于持續(xù)變形的表現(xiàn)相符，故要對(duì)該滑坡進(jìn)行支護(hù)治理[6]。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

4 滑坡防護(hù)及治理方案

根據(jù)滑坡形成原因、周?chē)h(huán)境因素和滑坡的基本特征，可采取以下幾個(gè)方面的措施進(jìn)行治理。

1)支擋構(gòu)件。

考慮到滑坡剩余下滑力約240 kN，且滑坡坡腳線距管溝邊線約2.0 m，為保證后續(xù)施工安全，建議考慮使用抗滑樁或樁板擋墻支護(hù)。

2)截排水措施。

水的作用是促進(jìn)了滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展，它的作用主要表現(xiàn)為：a.增加了坡體的自重，使下滑力加大；b.水的軟件作用，降低了滑帶土的抗剪強(qiáng)度；c.水壓力的存在減少了滑面有效應(yīng)力；d.地下水滲流產(chǎn)生的滲透力。所以，地表排水是治理工程重要的工程措施，具有技術(shù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)投入少、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)。

3)坡面防護(hù)。

基于以下幾點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行坡面防護(hù)：a.該地區(qū)降雨豐富且雨量較大，坡面較緩，易于沖刷；b.滑坡體裂縫發(fā)育，且張開(kāi)度較大，地表水易于滲入，應(yīng)修整坡面填埋裂縫；c.覆蓋粉質(zhì)黏土呈蒜瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，巖土體中干縮裂縫分布較廣，為防止地表水下滲影響坡體穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行坡面防護(hù)。

4)土工格柵加筋土擋墻。

滑體巖土破碎，支擋難度加大，當(dāng)前坡度為1∶2.0，不宜繼續(xù)放坡，若周邊環(huán)境滿足條件，可以將滑體土填筑成土工格柵加筋土擋墻，具有費(fèi)用低、施工快的優(yōu)點(diǎn)。

綜上所述，本次勘查為滑坡治理提供兩種可選方案，第一種方案是“樁板擋墻+坡面防護(hù)+截排水工程”；第二種方案是“坡腳修筑土工格柵加筋土擋墻+截排水工程”。設(shè)計(jì)單位可通過(guò)工程造價(jià)和工程需要比選，最終綜合確定最優(yōu)的治理方案。