剑阁县某基坑开挖诱发滑坡稳定性分析

李科学 王新荣

0 引言

剑阁县普安镇污水处理厂厂址建于剑阁县普安镇闻溪河右岸Ⅱ级阶地上，拟建污水处理沉淀池基坑开挖约－5.0 m，基坑开挖未采取任何基坑支护措施。基坑开挖约1个星期后，由于暴雨引发基坑坡侧土体滑动，危及滑坡后缘外侧2层民房、道路及污水处理厂修建、营运及人员的安全。

该滑坡前缘高程约462 m，后缘高程约474 m，高差12 m，滑坡平面形态近呈不规则椭圆形，纵长约38 m，宽约53 m，面积约2014 m2，主滑方向 65°，滑坡体积约 9.1 ×103m3。

1 滑坡地质特征

1.1 滑坡区地形地貌及边界特征

滑坡纵向冲沟不发育，其中滑坡体上形成有2级～3级阶状平台，斜坡地形坡度30°～40°，纵长约38 m、横宽约53 m，高差12 m，平面面积约2014 m2，滑面位于土、岩接触带，滑体平均厚度4.2 m，坡向65°，主滑方向65°。滑坡体后缘为高10 m～15 m的岩质边坡，大体呈30°～40°，滑坡后缘高程为474 m，呈不规则的“S”形，缝宽10cm～20cm，为斜坡滑移张拉而成，后缘部分滑体段为未解体。滑体形态为阶梯状平台，平均坡度为35°，局部达60°，滑坡两侧可见不连续的剪切裂缝，裂缝长约3.2 m～6.8 m，缝宽5cm～20cm。滑坡前缘高程462 m，剪出口为基坑底部，基坑坡度60°～80°，坑底基岩出露，平均坡度4°左右。滑坡区前侧为闻溪河右岸，为冲洪积阶地地貌，平均坡度为30°～40°，局部达70°。

1.2 滑坡区地层岩性及水文地质条件

滑坡区地下水类型主要为基岩裂隙水和上层滞水。基岩裂隙水主要分布在侏罗系地层中，地下水赋存条件较复杂，含水层岩性有砂岩和泥岩，一般砂岩含水，赋存部位多为层面裂隙;上层滞水赋存于滑坡松散堆积层中，受地下水、大气降雨及地表水补给，滑坡体内并无统一地下水位，仅少部分勘探孔揭示埋深4.0 m～5.0 m左右。该区地下水主要接受地表水和居民生活用水补给，受季节和降雨量影响较大。

2 滑坡的稳定性计算及破坏机制分析

2.1 参数的确定

经现场采集样品，室内滑坡滑带土有关参数统计如表1所示。

依据滑坡现状，参考试验成果，选择主滑断面2—2'进行了滑坡的反演分析，分析成果见表2。

表1 滑坡滑带土抗剪强度参数统计表

表2 滑坡暴雨工况下2—2'剖面滑带土抗剪强度参数反演分析成果表

根据上述分析，有关3个剖面的滑带土物理力学参数如表3所示。

表3 滑坡1—1'，2—2'，3—3'剖面稳定性计算物理力学主要参数建议值

2.2 滑坡稳定性计算及形成机制分析

根据DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查规范、DZ/T 0219-2006滑坡防治工程设计与施工技术规范、GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范及GB 50021-2001岩土工程勘察规范(2009年版)，计算中考虑天然、暴雨和地震等几种工况，根据滑坡的防治工程勘查等级，稳定性划分为四级:稳定性系数Fs≥1.15为稳定;1.05≤Fs＜1.15 为基本稳定;1.0≤Fs＜1.05 为欠稳定;Fs＜1.0为不稳定，有关稳定性计算见表4。由表4可知，滑坡在天然工况下处于基本稳定状态，地震工况条件下均处于基本稳定状态，在暴雨工况条件下处于欠稳定状态，与现场查明的滑坡特征一致。

表4 滑坡稳定系数一览表

该滑坡形成主要原因为:斜坡前后缘较陡，基坑开挖后，基岩埋藏较浅，滑坡体的松软层易滑动，滑带土为软塑～可塑粉质黏土，坡体前缘(基坑侧壁)临空构成滑坡的地形条件。在持续暴雨作用下，降低了土体的抗剪强度，加之无排水系统，滑坡体物质含水率增大，增大了滑坡体下滑力，加速坡体失稳，产生滑移变形。

3 滑坡防治方案建议

根据滑坡的变形特点，为防止滑坡变形进一步加剧，在滑坡中部设置一排抗滑桩。根据地形起伏及勘察提供的滑坡推力计算情况，选取1—1'以计算剖面(工况Ⅱ)滑坡第5块滑坡推力220 kN;选取2—2'以计算剖面(工况Ⅱ)滑坡第5块滑坡推力260 kN;滑坡3—3'以计算剖面滑坡第6块滑坡推力300 kN作为计算设计荷载。滑面以上桩体按悬臂梁进行计算，滑床内桩体按地基反力系数法(m法)进行内力计算，其中地基土水平抗力系数的比例系数m=20 MN/m3，桩体采用C30混凝土，主筋采用HRB 400钢筋。预计设置抗滑桩10根，其中A型抗滑桩4根，桩长为10 m，B型抗滑桩3根，桩长为9 m，C型抗滑桩3根，桩长为8 m。

为提高滑坡的稳定性，加强滑坡体的排水工程必不可少。工程措施包括:

1)滑坡体后缘修明沟截水，与滑坡体纵向排水沟形成排水系统;

2)挡墙排水沟拟布置于滑坡后缘，由横向截水沟、陡坎和跌水组成，在道路区采用盖板明沟，以便不影响通行，全长约84 m。出口与滑坡前缘与道路边沟相连。在陡坎处设置跌水消能井，坡度大的地段设置急流槽，急流槽一般以梯坎形式消能或卵石铺底消能，加大粗糙系数进行减速消能。截水排水沟拟采用底宽50cm，高度60cm，迎水面一般放坡为18%，背水面为直面;纵向排水沟采用底宽为80cm，两侧放坡为40%的梯形结构断面。排水孔采用反滤层，必要时预埋塑料管进行分层排水。

［1］ DZ/T 0218-2006，滑坡防治工程勘查规范［S］.

［2］ DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范［S］.

［3］ 庞 明.滑带土力学参数反分析法在三峡库区下土地岭滑坡中的应用［J］.工程勘察，2006(12):12-14.

［4］ 铁道部科学研究院西北研究所.滑坡防治［M］.北京:人民铁道出版社，1977.

［5］ 王恭先.中国铁路滑坡灾害及其防治研究［J］.中国地质灾害与防治学报，1996，7(1):1-5.

［6］ 郑明新.论滑带土强度特征及强度参数的反算法［J］.岩土力学学报，2003(4):528-532.

［7］ 富风丽.中里滑坡反分析及强度参数取值研究［J］.长春科技大学学报，2000(2):165-169.

［8］ 李宗杰，潭跃虎，李二兵.雅砻江某滑坡稳定性概率分析［J］.山西建筑，2010，36(1):114-115.