福建闽侯某小区滑坡特征及成因机制分析

叶龙珍

（1.福建省地质灾害防治重点实验室，福建 福州 350002；2.福建省地质工程勘察院，福建 福州 350002）

0 引言

随着城市化进程的加速，城市居民住宅建设的步伐也同时加快，以满足日益增长的居住需求。闽侯某小区位于福建省福州市城区外围，地理位置优越，交通便利。2011年5月上旬强降雨后，山坡中后部产生拉裂、鼓胀变形，对坡顶在建住宅构成严重威胁，业主随后委托专业单位开展滑坡勘察设计工作［1-2］。通过详细的滑坡治理工程勘察及密切的深部位移监测，多角度论证判定滑面的位置，分析其影响因素，在此基础上提出有效的防治方案设计。

1 滑坡区地质环境条件

滑坡区域上属侵剥蚀低山地貌，因高速公路及国道切坡低山鞍部，滑坡所在山体现呈孤立丘陵状，原始山坡为略凸形坡，总体呈上陡中缓下陡状，上部平均坡度 15°、中部平均坡度 10°，下部平均坡度 23°。滑坡后缘原为基岩出露呈陡坎状，现为在建住宅楼施工堆填场地，高程约 61m，前缘为平坦农田，标高18m。山坡高差约43m。

滑坡区地质构造较简单，附近无大的断裂构造通过。场地所在丘体为北东向侵入岩体，岩性为花岗闪长岩、花岗斑岩。根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》（1∶400万），本区地震峰值加速度为0.05g。

滑坡区属典型的亚热带季风气候区，温和湿润，雨量充足，多年平均降雨量1433mm，雨量集中在5、6、8、9四个月份，占全年降雨量的55％ ～60％，5～6月为梅雨季，6、7、8、9月为台风季，台风暴雨往往造成局部高强度降雨，易诱发地质灾害。2011年5月12日福州市出现强对流天气暴雨过程，过程降雨量达60mm。地下水类型主要为表层松散土体的孔隙水、下部基岩孔隙裂隙水，其主要补给来源为大气降雨，因滑坡区左侧周界为外凸分水岭，右侧周侧外围地势较低，受小冲沟阻断，滑坡有效汇水面积有限约10 000m2，降雨形成地表迳流自坡顶住宅小区向北东侧低洼处坡脚排泄。基岩风化裂隙中的潜水主要接受上部含水层补给及临近基岩裂隙水的侧向补给，地下含水层富水性差。

2 滑坡发育特征

2.1 滑坡形态

滑坡在平面上总体呈“U”型（图1）。后缘施工便道内侧下错拉张裂缝发育（图2），左翼下错剪切裂缝完整连续，右侧小冲沟发育，周界明显。滑坡主滑方向为 NE50°，主轴长 160m，平均宽 55m，面积约 8800m2，平均厚度14m，方量约12×104m3。滑体由素填土、坡残积层组成，滑面为花岗闪长岩残积粘性土与全风化花岗闪长岩交界面，滑坡属中层土质滑坡［3］。

图1 闽侯某小区滑坡工程地质平面图Fig.1 Plan geological sketc of one districts Landslide in minhou county

图2 闽侯某小区滑坡工程地质剖面图Fig.2 Geological section landslide of one distric Landslide in minhou county

2.2 滑面

据滑坡中上部探井揭露（照片1、2），井深9.0m处揭露次级滑坡壁，滑坡壁陡直，滑面光滑见明显擦痕，滑坡壁周侧滑带土体含较多黄褐色、锈色浸染物；井深14.5m处揭露位于花岗闪长岩残积粘性土与全风化花岗闪长岩交界面形成的主滑动面，滑面光滑、擦痕明显，滑带附近土体经过扰动重组，结构凌乱，多为黄色、灰褐色粘土，切面光滑、韧性高，呈软塑状。据滑带土体的结构、性状，滑动面附着物综合判定：探井周侧该深度段滑面已基本贯通，滑坡属于老滑坡。

照片1 滑面（探井）Fig.1 Sliding surface（inspection well）

照片2 滑带土（探井）Fig.2 Sliding zone clay（inspection well）

据滑坡主滑剖面4个深层土体位移测斜孔监测成果分析（图3～6），滑坡中上部变形较大，中下部变形较小、速率缓。上部CX1在初测后10日在12.5m附近出现明显陡变，最大累计变形量在30mm，16日后于12.5m附近出现测斜管变形破坏，其原因主要是斜坡上方因施工机械及堆载作用，原已形成的滑面进一步大变形直至破坏；中上部CX2在初测后10日测斜曲线12.5m附近出现转折，表明潜在滑移面开始初显变形，在36日后呈明显陡变，最大累计变形量64.7mm，其原因为斜坡上方施工机械及堆载持续作用，原断续变形的滑面呈贯通状，变形明显扩大，进一步与勘察期间揭露滑面位置对应验证。中下部CX3测斜曲线轻微转折段随监测时间的推移向深部发展，未出现明显陡变，其原因主要是应力集中带由浅至深转移，未形成贯通滑面。坡脚CX4在测斜曲线未出现明显变形，最大累计变形量小仅6mm，表明前缘坡脚基本稳定。

图3 CX1位移－深度关系曲线Fig.3 Sub-surface displacement at CX1

图4 CX2位移－深度关系曲线Fig.4 Sub-sur face displacement at CX2

2.3 滑坡变形特征

后缘施工便道内侧下错拉张裂缝发育，缝宽2～3cm，下错5～15cm，呈线状断续延伸长约50m。中部地势平缓，整体坡度约 5°～10°，标高 40.0～45.0m段坡面鼓胀裂隙很发育，毛石浆砌坟墓开裂严重，中下部标高38.0～40.0m段发育拉张裂缝，缝宽20～30cm，呈线形延伸约20m。滑坡左翼发育剪切裂缝长约60m，宽20～40cm，下错5～10cm，据裂缝处植被发育情况推断该裂缝为2～3年前形成。

图5 CX3位移－深度关系曲线Fig.5 Sub－surface displacement at CX3

图6 CX4位移－深度关系曲线Fig.6 Sub-surface displacement at CX4

3 滑坡成因机制分析

3.1 影响因素分析

影响地质灾害发生的因素主要包括：地质构造、岩土性质、地形坡度、地貌分区、人类工程活动、降雨等［4］。

3.1.1 人类活动改造的地形地貌

滑坡后缘原为近直立陡坎，陡坎壁出露中风化岩石，因住宅小区施工需要，后缘堆弃大量的填土，后缘荷载增大，中部地势平缓总体坡度约10°，山地果林垦植破坏了山坡植被，为降雨入渗创造条件，中前部渐陡坡度23°，前缘为平坦农田。

3.1.2 岩土体物质结构及组成

滑坡后缘覆盖层主要为素填土、花岗闪长岩残坡积粘性土，素填土厚度为7～10 m，呈稍密状，孔隙度大且堆填不均匀，降雨入渗填土体，进一步增加土体重度，中后段滑体下滑力增长显著。场地残坡积粘性土层厚度较大达15～22m，间多夹球状风化岩体，岩土体界面易成为地下水通道，下伏相对致密的花岗闪长岩风化层。

3.1.3 大气降雨的诱发作用

降雨是影响山坡稳定性及诱发滑坡的最主要外界条件之一，强降雨形成地表水通过后缘及侧翼已经形成的裂缝下渗坡体，滑体浸水后容重增大，下滑力增大，抗剪强度指标C、φ值下降，抗滑力急剧下降，诱发滑坡的产生。2011年5月上旬福州市连续7天强降雨后发育滑坡后缘的下错拉张裂缝，表明滑坡的变形加剧的重要诱发因素是强降雨。

综合表明，滑坡上陡中缓下陡的地形地貌、厚层的残坡积层土体及岩土滑移界面的局部发育是内在原因，而人工堆载及降雨是重要的外界诱发因素。

3.2 滑坡破坏模式

斜坡岩土体破坏机制主要分蠕滑-拉裂、滑移-拉裂、滑移-压致拉裂、滑移 -弯曲、弯曲 -拉裂、塑流-拉裂、蠕滑-拉裂-切角等基本型式及其转化的复合型式［5］。

滑坡后缘受建设施工堆载作用，滑体下滑力增加，产生后缘拉张裂缝，应力集中向裂缝下部转移形成残坡积层与风化岩界面的潜在滑移面，剪应力在潜在滑移面进一步集中直至发生剪切蠕滑。同时降雨作用加大了滑体下滑力，因滑面光滑、透水性差，孔隙水压力急剧升高，加剧滑面的贯通和滑体剪切滑移，而中下部呈现类似于抗滑支挡结构，滑移受阻，产生弯曲鼓胀，形成压应力集中变形带，应力集中带挤压消散时对临近中下部土体拉裂，形成挤压和拉裂并存的变形迹象，目前滑坡处于中部剪切滑移面强度与应力积累大致平衡阶段。其变形破坏模式如图7，滑坡总体表现为中上部蠕滑速度快、中下部速度慢的不对等的非连续性蠕滑-拉裂-挤压型破坏模式，其力学表现为中上部滑面抗滑力 ΣT≤ΣS，ΣS-ΣT值较小，下滑加速度a较小。

图7 滑坡变形破坏模式图Fig.7 Map of the landslide deformation failure

4 滑坡防治工程措施

依据滑坡基本特征、影响因素及破坏模式，按常规方案可采用削坡、抗滑支挡、排水综合工程措施综合治理，圃于小区建设场地红线条件限制，不具备大规模削坡条件，工程措施主要针对滑坡中后缘下滑力进行控制，采取两排锚索抗滑桩，后排13根，桩径2m，间距5.5m，长25m，埋深不少于7m，每根桩上设置6根预应力锚索，分三排布置，每排两根；中部红线位置布置桩14根，桩径1.8m，桩间距7.5m，长24m，埋深不少于6m，每根桩上设置4根预应力锚索，分两排布置，每排两根。在滑坡影响外围布设截排水沟及滑坡范围内布设仰斜排水孔。

5 结论

（1）滑坡勘察中探井、钻孔及原位测试等手段，综合深部位移监测成果，对滑面位置及贯通状况判定做到相互印证。

（2）闽侯某小区滑坡为推移式土质滑坡，其中后部已基本形成贯通滑面，对中前部土体形成高应力挤压，前缘基本稳定。根据其蠕滑-拉裂-挤压破坏模式，采取相应防治工程措施。

［1］陈瑞明，张晓斌.闽侯某小区滑坡治理工程岩土工程勘察报告［R］.2011.CHEN Ruiming，ZHANG Xiaobing.The geotechnical investigation report of one residence distric landslide in Minhou County［R］.2011.

［2］范良荣，陈瑞明.闽侯某小区滑坡治理工程位移监测中间报告［R］.2011.FAN Liangrong，CHEN Ruiming.The middle report of displacement monitoring of one residence distric landslide in Minhou County［R］.2011.

［3］DZ/T0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范［S］.DZ/T0219-2006，Specification of design and construction for landslide stabilization［S］.

［4］吴道荣，周伟栋，王国民.福建省台风降雨型地质灾害机理分析及防治对策［A］；海峡西岸防抗台风抗洪抢险救灾论坛论文集［C］.2007.WU Daorong，ZHOU Weidong，WANG Guoming.Mechanism analysis and control countermeasure on typhoon intense rainfall of geo-harzards in Fujian province［A］.The collection of essays of prevention resistion to typhoon and flood with resuce hazards［C］.2007.

［5］黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制［J］.岩石力学与工程学报，2007，26（3）.HUANG Runqiu.Large scale landslides and their sliding mechanism in china since the 20th century［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2007，26（3）.