王偉軍，黃翔

（1.珠海市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東珠海 200070；2.桂林理工大學(xué)，廣西桂林 541004）

0 引言

我國華南地區(qū)分布有大量的土質(zhì)丘陵，這些丘陵具有高度低矮、土質(zhì)松軟的特性，由于地處濕熱的地質(zhì)環(huán)境，丘陵原巖的風(fēng)化程度較高，其覆蓋層的厚度最深可達(dá)20 m，基巖埋深一般都較大。由于華南地區(qū)的丘陵具有土質(zhì)松軟、埋深大、山體相對(duì)高差小、坡度相對(duì)較緩等特征，十分適合作為工、農(nóng)業(yè)用地及建筑用地，加之南方人口眾多，因此該地區(qū)的丘陵山體及山麓已被很大程度地開發(fā)利用，分布了大量的經(jīng)濟(jì)作物或工業(yè)建筑及構(gòu)筑物［1-2］。然而，華南地區(qū)的降雨量充沛，長期受坡面流水的侵蝕作用，使山體常年處于雨水的淋濾、切割及滲透作用中，導(dǎo)致丘陵山體的土體抗剪強(qiáng)度大幅衰減，土體重度趨于飽和，自重應(yīng)力大幅上升，極大地提高了山體失穩(wěn)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)性。在漫長的地質(zhì)歷史中，該地區(qū)的丘陵逐漸趨于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，通常不會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的山體滑坡或溜方等地質(zhì)災(zāi)害，但隨著我國工業(yè)化及農(nóng)業(yè)化的推進(jìn)，華南地區(qū)的丘陵開發(fā)力度大幅提高，人為因素的改造必然導(dǎo)致原有的山體力學(xué)平衡被打破。因此，該類低矮丘陵的邊坡災(zāi)害發(fā)生頻率逐年增加［3-4］。

針對(duì)該類工程災(zāi)害，工程領(lǐng)域的專家及建設(shè)者開展了大量的研究與實(shí)踐。在近幾年的研究成果中，鐵永波等［5］研究南方山地典型丘陵的孕災(zāi)機(jī)制，建立丘陵地區(qū)從縣域到鎮(zhèn)的典型災(zāi)害點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制；何晶瑩［6］基于室內(nèi)試驗(yàn)等巖體物理力學(xué)參數(shù)，采用傳統(tǒng)的圓弧滑動(dòng)法對(duì)南方丘陵邊坡體進(jìn)行穩(wěn)定性分析研究；劉繼德［7］針對(duì)丘陵滑坡進(jìn)行截排水溝及抗滑樁設(shè)計(jì)，建立以截排水溝的流量及抗滑樁應(yīng)力值為依據(jù)的丘陵邊坡穩(wěn)定性分析模式；王偉等［8］從定性的角度，結(jié)合地形、地質(zhì)，以及多種勘察手段和監(jiān)測(cè)輔助，對(duì)丘陵坡體進(jìn)行綜合分析，確定滑坡周界等；李俊杰等［9］建立降水的閾值與丘陵滑坡災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，利用降水?dāng)?shù)據(jù)預(yù)測(cè)丘陵邊坡的發(fā)生。這些對(duì)低矮丘陵山體穩(wěn)定性的研究主要涵蓋了定性與定量分析、降雨與丘陵滑坡災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)關(guān)系分析以及降雨對(duì)丘陵山體穩(wěn)定性的削弱研究，而對(duì)人類活動(dòng)的后期改造對(duì)坡體造成的穩(wěn)定性擾動(dòng)的影響研究較少見。本文基于華南地區(qū)某山體土質(zhì)丘陵的邊坡失穩(wěn)治理工程，深入開展地質(zhì)勘察，對(duì)坡體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，追蹤坡體變形的發(fā)展并分析其成災(zāi)機(jī)制，據(jù)此提出治理措施。

1 工程概況

1.1 丘陵滑坡概況

工程項(xiàng)目位于華南的山地丘陵地區(qū)，是一個(gè)高級(jí)休閑山莊內(nèi)的景觀邊坡，山莊由3棟養(yǎng)生館大樓及山頂休閑平臺(tái)等組成，其中的養(yǎng)生館大樓位于山頂休閑平臺(tái)的山麓。自2015年項(xiàng)目竣工以來，山頂休閑平臺(tái)所在的山體（以下簡稱山體）一直保持相對(duì)穩(wěn)定，沒有發(fā)生明顯的邊坡體滑動(dòng)及開裂現(xiàn)象。2022年1月初，養(yǎng)生館一側(cè)的山體邊坡出現(xiàn)明顯的開裂等邊坡滑動(dòng)跡象，坡頂處出現(xiàn)長21 m、寬30～55 mm 的張拉裂縫，丘陵坡體出現(xiàn)明顯的滑動(dòng)位移（如圖1所示）。由于山體滑動(dòng)后，其土方量及沖擊載荷必然對(duì)3棟養(yǎng)生館建筑大樓的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。為了防止滑坡進(jìn)一步破壞，施工部門針對(duì)該工程病害及時(shí)開展工程勘探，采取對(duì)臨時(shí)坡頂削坡減載、坡體覆蓋隔離雨水的防水膜以及坡腳處反壓等臨時(shí)性搶救措施，使坡體的移動(dòng)得到一定程度的控制，為后續(xù)的長效治理做好安全保障工作。

1.2 工程地質(zhì)概況

工程場址位于我國華南地區(qū)，屬于低矮的土質(zhì)丘陵地貌，海拔高度為62 m，丘陵坡度較緩，傾角為10°～21°。工程勘察揭示場區(qū)內(nèi)的主要地層包含雜填土、紅黏土、粉砂巖、細(xì)砂巖夾頁巖及花崗巖，局部夾少量的鈣質(zhì)粉砂巖及含錳灰?guī)r，其中山體丘陵的地層巖性主要是黏土的覆蓋層，基巖為花崗巖。依托工程勘察的結(jié)果并根據(jù)本次研究的需要，將場區(qū)的山體地層劃分為雜填土、粉質(zhì)黏土及花崗巖，各層的巖性分布見表1。

表1 丘陵山體地層巖性表

1.3 場地地質(zhì)構(gòu)造概況

邊坡所在的大區(qū)域內(nèi)存在5 條較大的斷層（F1～F5），斷層的基本走向都是NNE（東北偏北方向），活動(dòng)性較差，該區(qū)域近60年內(nèi)沒有發(fā)生具有危害性的地殼活動(dòng)記錄，區(qū)域整體穩(wěn)定性良好，該類一級(jí)結(jié)構(gòu)面對(duì)場區(qū)的穩(wěn)定性影響較小。場區(qū)內(nèi)沒有明顯的破壞性斷層通過，地層較完整，地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。工程場區(qū)內(nèi)的地震峰值加速度取值為0.05 g，依據(jù)抗震相關(guān)規(guī)定及工程的具體情況，其反應(yīng)譜周期取值為0.35 s，依據(jù)地震烈度的區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)，定性為VI度。由此可見，地震作用對(duì)場區(qū)內(nèi)的邊坡工程影響甚微，因此本研究不予考量。

2 丘陵滑坡穩(wěn)定性分析

2.1 丘陵邊坡工程勘察分析

依據(jù)邊坡的破壞特征，本次工程主要對(duì)滑坡體進(jìn)行勘察，內(nèi)容包括鉆芯取樣確定巖性特征、確定滑坡周界范圍及確定滑體滑動(dòng)面等。勘察孔設(shè)置9 個(gè)，從上往下設(shè)置3 排，第一排ZK01～ZK03，其連線形成1-1’剖面；第二排ZK04～ZK06，其連線形成2-2’剖面；第三排ZK07～ZK09，其連線形成3-3’剖面。本次研究主要對(duì)具有代表性的第一排ZK01～ZK03 的1-1’剖面（如圖2所示）進(jìn)行分析。此外，每個(gè)鉆孔對(duì)典型土質(zhì)取樣進(jìn)行基本的物理力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)。

圖2 邊坡工程勘察1-1’剖面圖

勘察結(jié)果顯示，該邊坡體的地層依次為雜填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、風(fēng)化殼及較完整的花崗巖。其中，粉質(zhì)黏土層中有一層厚度為74～109 cm 的淤泥質(zhì)土體，該土層淤泥質(zhì)土的干抗剪強(qiáng)度不低，但飽和抗剪強(qiáng)度值出現(xiàn)較大幅度的降低，其根本原因是最近一個(gè)月的雨季有大量的雨水沿著坡體微裂縫不斷滲入土層，雖然粉質(zhì)黏土具有一定的隔水性能，可以在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定，但是在長期的滲透壓力作用下，雨水不斷滲入，加速軟化了淤泥質(zhì)土體。山體取樣測(cè)試的抗剪強(qiáng)度結(jié)果（見表2）顯示，淤泥質(zhì)土體在浸水軟化后，強(qiáng)度僅為8 kPa，與其上、下層的粉質(zhì)黏土抗剪強(qiáng)度相比，存在較大的強(qiáng)度差。同時(shí)，勘察顯示淤泥質(zhì)土層處出現(xiàn)了含水量大幅增加的情況，這與滑坡剪切帶的特征相符。由此，綜合其他因素，可以初步推斷滑坡的1-1’剖面的滑動(dòng)面主要是沿著淤泥質(zhì)土層的分布范圍而發(fā)生的剪切性滑動(dòng)破壞。

表2 丘陵山體取樣抗剪強(qiáng)度

2.2 丘陵邊坡位移監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

在完成工程邊坡滑動(dòng)周界勘察工作后，在滑坡體ZK01～ZK09 鉆孔上側(cè)20 cm 處布置9 個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為JC01～JC09（如圖3所示）。位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要是對(duì)滑坡體的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平及豎向位移。整理匯總測(cè)試結(jié)果后進(jìn)行邊坡變形趨勢(shì)分析。

圖3 邊坡勘察鉆孔及變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖

滑坡各測(cè)點(diǎn)的豎向位移與時(shí)間的變形關(guān)系如圖4所示。圖4 匯總了邊坡治理前（2022年1月5日至2022年1月31日）各測(cè)點(diǎn)位移的變化趨勢(shì)。由圖4 可以看出，邊坡上豎向位移最大的位置發(fā)生在邊坡的中部及下部，其最大累計(jì)位移達(dá)到23.4 mm，發(fā)生在JC08 監(jiān)測(cè)點(diǎn)?；麦w兩側(cè)由于受到周界土體的牽拉作用，位移相對(duì)較?。换麦w中部由于缺少邊界條件的約束作用，位移相對(duì)較大。此外，由于下部的坡體受到上部土體的推動(dòng)作用，其累計(jì)的位移最大。值得關(guān)注的是，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移增加的速度整體上呈現(xiàn)不斷增大的趨勢(shì)，變形的位移難以收斂，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。據(jù)此，基于上述勘察中對(duì)邊坡滑動(dòng)面位置的初步確定，推斷該邊坡的失穩(wěn)主要是由于雨水或地下水下滲，進(jìn)入強(qiáng)度較低且受擾動(dòng)敏感的淤泥質(zhì)土層中，導(dǎo)致淤泥質(zhì)土體飽水，使土體抗剪強(qiáng)度大幅衰減。此外，上覆土層同樣受到雨水及地下水的浸泡作用，使土體飽水，自重應(yīng)力增加，雙重不利的因素削減了邊坡的穩(wěn)定性，從而觸發(fā)邊坡的失穩(wěn)滑動(dòng)。

3 丘陵滑坡治理對(duì)策及效果

依據(jù)上述分析結(jié)果，該丘陵滑坡的觸發(fā)主要是由于雨水或地下水下滲，導(dǎo)致淤泥質(zhì)土體的抗剪強(qiáng)度衰減，上覆土體的自重應(yīng)力增加，最不利因素達(dá)到極限而觸發(fā)坡體的破壞性滑動(dòng)。因此，只要恢復(fù)或提高該軟弱土層的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)做好地下水體的排導(dǎo)工作，就可以解除該邊坡的滑動(dòng)隱患。根據(jù)該滑坡的實(shí)際情況，采取如下優(yōu)化的應(yīng)對(duì)措施。

（1）監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示的滑坡移動(dòng)雖然位移量不大，但是仍處于變形不收斂的狀況，因此必須采取有效的變形收斂措施。在前期應(yīng)急措施的基礎(chǔ)上，在坡腳剪出口的位置采用沙袋反壓，并且做好配套的坡體位移監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控坡體的位移情況并做好應(yīng)對(duì)措施；同時(shí)，在反壓沙袋的前部要做好排水措施，嚴(yán)防坡體的地下水在剪出口匯聚累積。

（2）為使坡體變形在短時(shí)間內(nèi)收斂停止，應(yīng)進(jìn)行一定程度的坡頂削坡卸載，減少坡體的自重。同時(shí)，在坡頂、坡面修建截水、排水溝，保證雨水不再滲入坡體。對(duì)于當(dāng)前存在的張拉裂縫，進(jìn)行注漿填縫處理，封堵雨水及外部水體進(jìn)入坡體。

（3）根據(jù)勘察確定的淤泥質(zhì)土層的深度，對(duì)淤泥質(zhì)土層進(jìn)行注漿硬化處理，添加早強(qiáng)劑，使注漿能在短期內(nèi)形成早期強(qiáng)度，提高淤泥質(zhì)土層的抗剪強(qiáng)度。做好注漿土層強(qiáng)度抽檢工作，保證淤泥質(zhì)土層得到有效硬化。

（4）治理期間繼續(xù)監(jiān)測(cè)坡體，隨時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)到的不利工況進(jìn)行施工調(diào)整，保證滑坡的穩(wěn)定及注漿的有效性。

4 結(jié)論

（1）華南地區(qū)低矮丘陵的邊坡坡度雖然較緩，但是其滑坡形成后的災(zāi)害損失較大，因此低矮丘陵形成滑坡的風(fēng)險(xiǎn)值得工程人員關(guān)注。

（2）華南地區(qū)的丘陵滑坡通常是由于豐富的降雨量使雨水不斷下滲導(dǎo)致土體或其下部軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度極速衰減，以及降水下滲增加土體的自重，從而觸發(fā)邊坡災(zāi)變。因此，具有不穩(wěn)定夾層的丘陵坡體尤其值得重視與關(guān)注。

（3）針對(duì)相對(duì)高度較低、滑坡方量不大的邊坡，恢復(fù)坡體的抗剪強(qiáng)度是較經(jīng)濟(jì)且有效的措施，采用注漿、削坡減載等措施能有效地治理。此外，對(duì)邊坡的全程監(jiān)測(cè)是保證邊坡穩(wěn)定和評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性及治理效果的重要手段。