浅析老滑坡场地上的建筑要点

聂永鹏，倪万魁，刘 魁，赵 阳

(1.长安大学 地质工程与测绘学院， 陕西 西安 710054； 2.信息产业部电子综合勘察研究院， 陕西 西安 710054)

按滑坡形成时代划分，老滑坡是指全新世以来发生的滑坡[1]，而在实际工程地质勘察中,我们常把发生在现阶段之前且目前(暂时)处于基本稳定状态的滑坡体均称之为老滑坡[2]。此类滑坡虽然潜在种种危害，但由于其呈现可供规划建设利用的平缓地形地貌，对高山深谷的山区而言这种地段非常珍贵。所以山地开发就不可避免地出现老滑坡和工程建设的相互制约，相互依存的关系。戴敬儒等[3]就山丘区工程滑坡进行了分类并提出灾害防治措施。陆玉珑[4]探讨了老滑坡场地在工程中的经济效益，认为对其合理利用可以有效节省投资。朱福春[5]和杨德宏[6]对老滑坡在铁路和公路等线性工程上的利用进行了研究，并提出了道路路基选择方式以及滑坡防治对策。卢大卫[7]对穿越老滑坡的道路路基形式进行了优化。近年来随着陕北城市人口数量急剧增加，原城区面积已无法满足城市的发展要求，规划人员开始向周边黄土丘陵地区进行城区扩张开发建设[8]，并越来越多的以一些老滑坡为场地修建民用建筑，这样虽然有效地利用了土地资源，但同时建筑物也暴露出各种问题，对人民的生命财产安全构成严重威胁。通过系统的文献检索和查阅，发现目前国内外对在老滑坡上进行民用房屋的建设研究相关文献以及工程实践相对较少，众多研究成果主要是集中于老滑坡的演化机理以及线性工程的场地使用等方面[9-13]。鉴于此，本文在分析老滑坡工程地质特征的基础上，以延安市某处建筑群为例，浅谈老滑坡场地上建筑的相关要点，以期为山地建设提供参考。

1 老滑坡工程地质特征

无论是何种类型的滑坡，在发生后都由于其下滑力小于抗滑力而减缓下滑速度以致停止滑动，然而在滑体下部已经产生上陡下缓的滑面(带)，而滑坡各地段的工程性质便由滑面(带)控制着。发育完全且保存较为完好的老滑坡滑面形态近似为船型(见图1)，由前缘缓坡段、中部主滑段及后缘陡坡段构成[1]，正确认识和掌握老滑坡特征及其规律对合理利用老滑坡场地具有重要意义。现结合相关工程实际案例对老滑坡各段的工程地质特征阐述如下：

图1典型滑坡示意图

1.1 滑坡后缘工程地质特征

对于老滑坡而言，该段滑体已经属于残存部分，方量有限，且厚度较薄，主要滑体位于其下方。因此在该段布置建筑物，条件较好，整治工程也较小。但是此地带滑面最陡且接收后缘以上坡体地表水和地下水的补给，造成地下水压力增高进而使得滑带软化，同时后缘以上的山坡坡积物堆积于此使滑坡下滑力增大，即该处也是促进老滑坡发生复活的主要地段之一,故在此施工时要采取相应措施来确保滑坡稳定。例如体积达200万m3的云南苏家坪滑坡,在其后缘及以上山坡布置有厂房和公路,并在公路下方设计一排抗滑桩来保证上述建筑物的安全,目前厂房以及铁路的使用状况较为理想[14]。

1.2 滑坡中部工程地质特征

该段滑面上部连接后缘较为陡峭而下部连接前缘较为平缓，在整个滑体中地段最长、滑体最厚、方量最大，属于滑坡的主体部位。显然在这一带布置建筑物，将面临艰巨的滑坡整治工程以及浩大的投资。例如赵家塘滑坡因为受设计标高限制，铁路恰好从滑坡中部通过，引起老滑坡的复活，使得铁路停运，并危及运输安全。后对该滑坡进行整治，虽然其规模与苏家坪滑坡相比较小，但由于整治部位不同，对其投资了上千万元进行整治，整治工程规模大达三倍以上，耗时耗力[15]。

1.3 滑坡前缘工程地质特征

这一地段的滑动面显著变缓，部分甚至构成反坡并产生相当的阻力，使滑坡的滑动速度减缓乃至停止，一般是老滑坡工程地质条件最好的地段。若处理得当，在该处进行建设事宜的整治工程相对要小，可以作为人们居住和工程活动的主要场所。但该地段也是老滑坡复活的敏感部位,如在此部位进行开挖基坑或开采料石等均易造成老滑坡失稳引起复活。例如延安制药厂老滑坡，当地在制药厂旧址上修建革命纪念馆时，于老滑坡抗滑段处开挖基坑，结果使得抗滑段失去阻滑作用，从而使原有滑面发生改变导致滑坡后缘出现变形迹象，前缘高陡边坡处发生局部滑塌和变形，虽然老滑坡整体依然处于稳定状态，但是坡体安全储备不足，形成较大的安全隐患，后经过“削坡压脚”以及打抗滑桩的综合治理才得以消除老滑坡复活风险[16]。

通过上述诸多工程案例可知，掌握老滑坡各段工程地质特征并对其加以利用是老滑坡场地进行建筑的重要一环。另经过笔者调查，延安在当地某处老滑坡体上成功建起一处居民建筑群，接下来将概述该老滑坡并以其上的建筑群为对象进一步分析老滑坡场地建筑要点。

2 延安某老滑坡概况

2.1 滑坡形态与规模

该老滑坡位于延安市宝塔区黄土梁与河谷过渡的斜坡上(见图2、图3)，临近西包公路，滑坡平面为舌状，上部较窄，下部较宽，中部滑体较厚且略微鼓起，而其上下部较薄；滑坡整体为南东倾向，地势为北高南低，前部宽约275 m，后部宽约125 m，南北长约345 m；滑坡体平均厚度约为11 m，滑体总体积约为80万m3，滑坡体物质以黄土状土(原岩为黄土)为主。该滑坡整体形态清楚，轮廓较为明显，滑坡后壁地形呈圈椅状，有比较清楚的滑坡壁。按滑体规模及物质组成划分，该滑坡属大型黄土滑坡。

图2 老滑坡全貌

图3老滑坡平面图

2.2 滑面(带)及滑床特征

通过现场调查并结合勘察资料可知滑带土厚度在30 cm～50 cm范围内，但其岩性较为复杂：前缘滑带土为碎石土，形成于基岩面上，呈黄绿、灰绿色；中后部滑带土属于黄土状土，在黄土里形成，大部分为黄褐色，有较为清晰的错动挤压痕迹。滑面整体为南东倾向，形态为北高南低，上陡下缓，中部略低而两侧较高。滑动面上发育擦痕，其滑移方向与主滑方向SE130°相同。滑坡前缘在人为改造下，剪出口几乎悬于基岩陡坎之上，经剥土观察，剪出口滑带土受挤压错动明显，擦痕清晰，但无近期活动迹象。滑床为少孔隙的老黄土(Q1-2)，下部为三叠系上统瓦窑堡组砂岩，块状结构。

2.3 滑体特征

老滑坡体被人工修整为五级台阶状(见图4)，各台面平整，台面高差3 m～6 m，在台阶上建有6排房屋，其中第1～2排为三层，第3～5排皆为二层，第六排为五层。根据钻孔和探井揭露，滑坡体岩土类型分为全新统人工填土和黄土状土，人工填土为近期人工修筑场地堆填所成，杂乱地分布在滑坡体上，是自重湿陷性黄土，最大厚度约为6 m；滑体的主要构成部分为黄土状土，属于非自重湿陷性黄土。

图4老滑坡剖面图

经过全面调查并分析资料认为，该滑坡形成于全新世，时间较久，其势能有很大的下降，且该处地下水具有较为畅通的排泄通道，已长期保持固化安息状态，再加上典型纵剖面显示滑坡的阻滑段较长而主滑段略短，这些都表明该滑坡具有比较良好的稳定性。在以该老滑坡为场地修建民用建筑物之前，为进一步判定其整体稳定性和稳定程度,勘察人员按照摩尔强度理论及刚体极限平衡法，取纵贯滑坡体的代表性剖面进行剖分计算其稳定性。滑带土抗剪强度指标由室内直剪试验获取：c=27 kPa，φ=19.7°，计算得老滑坡整体稳定系数为1.58，可见老滑坡总体稳定,且稳定程度较高,和上文的定性分析结果基本相同。

综上所述,老滑坡体处于相对稳定状态，唯有表层人工填土区为湿陷等级很严重的自重湿陷性黄土场地，在被水浸湿后会发生较大的沉陷变形,但由于填土厚度较小,仅需采取合适方法对其处理便可解决问题，故而可认定在该老滑坡体上适合进行建筑事宜。

接下来结合该老滑坡上建筑群的实地调查情况和勘察设计资料，进一步探讨老滑坡场地上的建筑要点。

3 建筑要点

以老滑坡为场地修建建筑物时，首先要明确：在实际工程中，老滑坡稳定并不代表各个地段也均达到工程设计所要求的安全度。目前人们都通过稳定系数K来判断滑坡稳定性,当K≥1时便可认为滑坡稳定,但工程设计中的安全度有所不同，它指的是在承受滑坡推力情况下抗滑结构的安全系数。在建筑地基基础设计规范中规定采用刚体极限平衡理论计算滑坡推力安全系数，对地基基础设计等级为甲级的建筑物取1.30,设计等级为乙级的建筑物取1.20,设计等级为丙级的建筑物取1.10[17]。所以在保证滑坡整体稳定的前提下，还要根据建筑安全等级来进一步分析待建地段的工程设计安全度。

3.1 老滑坡前缘场地

该老滑坡场地上的建筑物共计6排，其中第1～2排位于滑坡前缘。以第2排建筑为分析对象，该建筑为三层砖混结构。在施工建设前此处场地纵断面的稳定系数K=1.50,且滑面坡度平缓处于抗滑地段,所以场地整体稳定，基本不会发生滑动。但是，尚有三种要素对场地建筑条件造成不利影响：场地后方的滑体稳定程度、场地内人工填土的湿陷性及不均匀性。场地后方的滑体经人工整平，呈阶梯状升高,特别是在场地后侧与其紧邻的陡坎高达6 m，其稳定系数K=1.01处于极限状态,如果上坡段由坎脚滑移剪出,坡体便会倾覆在民用建筑场地上,后果不堪设想。为了避免危险发生,将上坡段的滑坡推力安全系数K达到1.20,沿陡坎一线设置重力式挡土墙予以支挡。在场地稳定可靠的前提下，由于建筑物荷载不大,设计采用浅基础,利用表层滑体土作持力层较为经济合理。民用建筑上部荷载虽小，但平面范围大,层数低(3层),刚度较差,受地基沉降影响较大。在保证施工便利的前提下，针对表层人工填土强度低,厚度变化较大,进而形成不均匀地基的状况, 经过地基计算，全部使用宽1.0 m、埋深1.5 m的条形基础。因填土厚度变化较大，将小于3.0 m厚的填土全部换填，大于3.0 m深度的换填不小于3.0 m(据土工试验结果及钻探反映提出此处理深度)，对建筑物基础跨越两个分区的人工填土全部换填，基础下采用0.8 m厚3∶7灰土换填，其余采用素土换填，以调整地基承载力与沉降的不均匀性。经过以上处理, 第二排建筑物成功建成，且目前使用状况良好(见图5)。

图5第二排建筑物

3.2 老滑坡中部场地

由滑坡中段的工程地质特征可知，若以该处为场地进行建筑物修建事宜，将面临诸多困难。但考虑到山区土地资源稀缺，为合理利用土地同时兼顾安全性，建议对滑坡中部地段分类处理：如果滑体厚度较薄，比如浅层滑坡(滑体厚度<6 m)，由于整治工程所需费用较少，可以先对其进行支挡加固处理，确保场地足够稳定，之后方可进行建筑物修建，但出于安全考虑也只建议进行低层或多层建筑物的修建；若滑体厚度较大，比如中层滑坡(滑体厚度6 m～20 m)，施工难度以及整治难度都较浅层滑坡更大，故建议在该种场地上只进行少量低层建筑物的修建；对于规模更大的深层滑坡(滑体厚度20 m～50 m)乃至超深层滑坡(滑体厚度>50 m)，对其进行整治处理难度过高，以此为场地进行建筑物修建事宜并不现实，因此对这类滑坡要尽可能采取绕避原则。

延安该老滑坡滑体平均厚度约为12 m，属于中层滑坡，在中段场地修建有三排建筑物，皆为二层砖混机构。在施工建设前，纵贯场地的滑坡纵断面的稳定系数K=1.43,为进一步提高场地的安全性，在每级台阶陡坎沿线设置挡土墙支护，地基处理方法与前缘建筑物相同，都是先将人工填土换填之后使用浅基础，通过这些处理，第3～5排建筑物已成功建起，且房屋现状良好。

3.3 老滑坡后缘场地

在滑坡后缘地段进行建筑事宜所需整治工程较小，但后缘地带加载是老滑坡复活原因之一，故以此为场地进行建筑要做好滑坡防护工作。

在延安该老滑坡后缘建有六层建筑物(见图6)，纵贯该处建筑场地的典型滑坡剖面的稳定系数K=1.25，整体具备比较高的稳定性。考虑到该建筑物处于老滑坡的主滑段,同时六层建筑附加荷载对地基变形有较高的需求,所以确保场地稳定并选择适当的地基基础处理措施便是重中之重。虽然建筑场地处于老滑坡体的中上部,其上部滑体较薄，基本不会发生新的滑移剪出,但是场地下方有一人工开挖造成的横穿坡体的6 m高陡坎,如果沿该陡坎剪出必将对其它建筑物造成安全威胁，因此将陡坎以上的滑坡推力稳定系数取为K=1.20,沿陡坎一线设置挡土墙予以支挡。同时考虑到六层建筑附加荷载较大，以黄土状土为主的滑体承载力不足以作为地基持力层,所以设计使用桩基础，并将滑面下部的弱风化砂泥岩作为桩端持力层，现场钻孔灌注成嵌岩桩。在保证多层建筑物的地基稳定性的同时，嵌岩桩也起到抗滑桩的作用，提高了滑体稳定性,一举两得。此外，为防止坡体上雨水及生活用水积聚入渗至滑面引起老滑坡复活, 在场地边缘区域种植草木，并使用水泥砂浆将场地余下地段全部覆盖，同时建立地表截、排水系统,且对所有排水沟渠均进行防渗处理,以免地表水大量渗入地下。经过以上处理,六层建筑物已建成,使用状况良好。

图6第六排建筑物

4 结 论

通过对多起工程案例以及延安某处老滑坡上建筑群的建设方法和使用现状的阐述分析，可得出以老滑坡为场地进行建筑的相关要点如下：

(1) 依据老滑坡各段的工程地质特征，建设时应以老滑坡前缘和后缘为主要场地，不建议在中部进行大型建筑物的修建事宜。

(2) 老滑坡体上能否实施建筑事宜的前提是判明老滑坡体是否稳定以及稳定程度，在确定老滑坡稳定和其稳定程度之前,是无法合理在其上进行相关建筑规划的,否则会带有一定盲目性。

(3) 在老滑坡体上考虑如何进行建筑时，应先根据建筑物基础设计等级来确保建筑场地达到绝对稳定状态,同时采用经济适当的抗滑手段和地基基础处理措施。

(4) 由于老滑坡场地内坡体大都被人工整平为台阶状，故建筑物基础要和台阶边缘相距一定的安全距离，避免对坡体稳定造成不利影响。

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