不稳定斜坡崩塌变形破坏特征与处治措施

毛云峰，李健民，陈登峰

(云南省公路工程监理咨询有限公司，云南昆明 610031)

不稳定斜坡为在各种内在、外在因素的共同作用影响下，具备自然变形、失稳迹象或发生破坏的斜坡。在特大暴雨或持续性降雨等外在因素影响下，不稳定斜坡在很大程度上会进一步恶化，导致其潜在的危害程度可能达到重大级[1-3]。因此，明确不稳定斜坡的变形破坏特征对边坡的评价及保护具有重要意义[4]。文章以某不稳定斜坡为例，分析得出其主要破坏模式为崩塌变形，在对崩塌变形的主要破坏特征进行分析后，结合主动防护和被动防护提出了该不稳定边坡的防护措施[5]，用以指导不稳定边坡的破坏变形分析和防护措施研究。

1 边坡概况

通过野外地质测绘和勘探，查明不稳定斜坡地形地貌、地层岩性、岩土体结构特征和水文地质条件。该不稳定斜坡具备西北低，东南高，自东南向西北倾斜特征，主要包括2处危岩带(WYD01、WYD02)、7处危岩体(WY01-WY07)、2处不稳定斜坡(XP01、XP02)。XP01不稳定斜坡西北低，东南高，自东南向西北倾斜特征，坡脚高程约3 200m，后缘高程约3 325m，高差约125m。XP02不稳定斜坡坡脚高程约3 200m，后缘高程约3 220m，高差约20m。由于该范围内中部至左侧边界为人口聚集区，且上有学校，公安支队、寺庙等比较重要建筑，并且寺庙每年会举行万人集会，动荷载需引起重视。

通过勘查，现状条件下，斜坡灾害体因地形坡度较陡，地表物质主要为碎块石土，结构较松散，该不稳定斜坡目前主要表现为危岩崩塌、坡面危石滚落及局部溜滑(垮塌)灾害，其中崩塌变形破坏为主。

2 不稳定斜坡分析

该不稳定斜坡变形迹象主要表现为前缘垮塌、溜滑，前部发育张拉裂缝，中前部房屋开裂破坏等，裂缝与堆积体空间形态上，主要表现为局部变形迹象，但尚未形成贯通性滑面，斜坡坡滑动主要由于斜坡坡体较陡，前部具有较大临空面，由于前部变形而牵引斜坡变形。该不稳定斜坡目前虽未出现整体滑动情况，但在暴雨或极端工况下，可能进一步发生较大规模的滑动，形成滑坡。

2.1 地层岩性

勘察区所处的地层分区属于秦岭昆仑地层区，中生界三叠系地层在区内广泛分布，以马尼干戈一带断裂为界划分义敦-中甸和马尔康地层分区。义敦-中甸地层主要分布于测区西南，岩性由碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩组成。马尔康分区地层主要分布于测区东北，岩性主要为砂、板岩。古生界地层在区内分布较少，仅在马尼干戈一带零星出露志留系(S)地层，岩性主要为大理岩、结晶板岩、千枚岩互层；德格县城附近有石炭-二叠系(C-P)地层出露，岩性主要为微晶板岩、角砾状板岩及板岩、千枚岩及绢云石英片岩夹大理岩。岩浆岩在区内的分布较零星，由于岩浆活动的多次、多期性，岩石种类繁多，有基性-超基性、中生、酸性及偏碱性岩，形成区内的山脉主峰。新生界地层主要分布于山间河谷地带，岩性为砂、砾卵石。在山地斜坡坡麓地带普遍分布第四系残坡积、崩坡积的碎块石土。

勘察区域周围以古生代三叠系地层为原岩组成，受重力地质作用形成各类第四系成因的第四系地层，据现场调查不稳定斜坡(崩塌)及影响区(带)地层出露包括三叠系中统杂谷脑组(T2z)、第四系崩坡积(Q4col+dl)、第四系残坡积(Q4el+dl)及第四系冲积层(Q4al)：

2.2 不稳定斜坡危害程度

通过勘查，现状条件下，该不稳定斜坡(崩塌)目前主要表现为危岩崩塌、坡面危石滚落及局部溜滑(垮塌)灾害。

2.2.1 主要威胁对象

该不稳定斜坡目前主要表现为危岩崩塌、坡面危石滚落及局部溜滑(垮塌)灾害，斜坡基岩出露面局部发育规模不大危岩单体，且斜坡坡面发育较多危石及坡面滚石，加之斜坡坡度较陡，在雨水等作用下，常有块石风化崩落，且不稳定斜坡下部已出现局部变形，在暴雨或极端工况下，可能进一步诱发较大范围的滑动，对斜坡体上的居民生命和财产安全构成威胁。该不稳定斜坡威胁到居民51户480人以及公路、学校、寺庙等重要建筑的安全，威胁资产3 000万元以上。

依据滑坡特征及其危害性，按《滑坡防治工程勘察规范》相关规定，将不稳定斜坡(崩塌)危害程度属三级，勘查区地质条件复杂程度属简单类型，综合确定该滑坡防治工程级别为Ⅱ级。

2.2.2 地质灾害体破坏后造成损失估算

受威胁对象人口480人，预计估算经济损失将超过3 000万元。根据地质矿产行业标准DZ/T0219-2006《滑坡防治工程设计与施工技术规范》中危害程度等级划分，确定该工程的危害程度等级为三级。

3 不稳定斜坡(崩塌)变形破坏特征

3.1 XP01、XP02变形特征分析

该不稳定斜坡在平面形态上，变形迹象主要表现为前缘垮塌、溜滑，前部发育张拉裂缝，中前部房屋开裂破坏等，裂缝与堆积体空间形态上，主要表现为局部变形迹象，但尚未形成贯通性滑面，斜坡坡滑动主要由于斜坡坡体较陡，前部具有较大临空面，由于前部变形而牵引斜坡变形。该不稳定斜坡目前虽未出现整体滑动情况，但在暴雨或极端工况下，可能进一步发生较大规模的滑动，形成滑坡。

为进一步分析斜坡整体稳定性，对斜坡整体进行了稳定性检算，具体详见稳定性验算表。通过稳定性验算，可知，滑坡整体稳定性较好，计算结果与现场变形迹象相吻合。

综合分析，该不稳定斜坡整体稳定性较好，但局部稳定性较差，沿附近陡坎临空面发生浅层滑动， 在暴雨或极端工况下，可能对斜坡进一步产生牵引式滑动。该斜坡整体一旦失稳，将严重威胁滑坡体上居民及场镇交通要道，潜在经济损失在3 000万元以上。

3.2 崩塌灾害

勘查区位于高山区向侵蚀中山区过渡地段，该不稳定斜坡(崩塌)西北低，东南高，自东南向西北倾斜特征，坡脚高程约3 200m，后缘高程约3 402m，高差202m。通过踏勘，该不稳定斜坡目前主要表现为危岩崩塌、坡面滚石灾害，现状条件下，该不稳定斜坡主要表现为崩塌灾害。

不稳定斜坡的崩塌灾害范围大致以不稳定斜坡后侧基岩裸露陡立面为界，坡体上发育多处危岩、危石及坡面滚石等。根据变形特征，不稳定斜坡大致可分为危岩体7处、危岩带2处。从形态看单个危岩体(危石)形态呈不规则形状，危岩区斜坡近直立。崩塌区基岩岩体临空面较陡，岩体受节理裂隙切割影响，在重力、风化等长期作用下，沿节理裂隙面逐渐切风化剥落。

4 抗滑桩+挡土板的不稳定斜坡治理措施

4.1 治理措施确定

根据斜坡现状变形特点及崩塌斜坡结构特征，提出两种治理思路方案：方案一为崩塌(危岩)治理以“主动防护”为主，不稳定斜坡治理以“抗滑桩+挡土板”为主的思路；方案二为崩塌(危岩)治理以“被动+主动防护相结合”为主，不稳定斜坡治理以“挡土墙”为主的思路。

(1)抗滑桩分A型、B型、C型三种：A型抗滑桩间距为6.0m，桩截面1.0m×1.5m，桩长15.0m,抗滑桩嵌固段深度7.0m,不小于桩长的五分之二；B型抗滑桩间距为6.0m，桩截面1.0m×1.5m，桩长13.0m,抗滑桩嵌固段深度6.0m,不小于桩长的五分之二；C型抗滑桩间距为6.0m，桩截面1.0m×1.5m，桩长16.0m，抗滑桩嵌固段深度7.5m,不小于桩长的五分之二。锚固段为粉质黏土夹碎石层及砂质板岩层，桩身采用C30混凝土浇筑。

(2)挡土板设置设置滑体前缘设桩段，设计板高3～8m，板厚0.3m，均采用C30现浇钢筋混凝土板。挡土板纵向每隔1.2m、横向每隔1m设泄水孔，直径100mm，挡土板铺设厚度不小于30cm的砂砾石透水层。

4.2 挡土墙施工流程

(1)抗滑桩定位。抗滑桩定位主要是根据抗滑桩轴线位置进行确定的。测量出抗滑桩布置轴线，在轴线上布置木桩作为抗滑桩引桩，利用引桩布放抗滑桩桩中心位置，以木桩上钉铁钉定位，并砌筑桩的开挖位置。

(2)锁口浇筑。沿桩开挖线开挖桩孔，当桩孔深度达到1m后，制作、安装好护壁钢筋和锁口钢筋，支架模板，浇筑锁口。锁口和第一节护壁连成一体。

(3)桩身开挖。桩身开挖须按照测量定位分节开挖，每节开挖深度覆盖层中为1.0m，岩层中为1.5m。抗滑桩开挖过程中必须进行地质编录，记录各地层的标高。开挖时，严禁爆破。施工中注意抗滑桩开挖采用跳槽开挖，防止对滑坡产生太大扰动。

(4)护壁浇筑。当达到一节护壁的开挖深度后，按照设计尺寸进行护壁钢筋制安、架设模板，浇筑护壁混凝土。护壁混凝土浇筑前，必须严格校正模板位置，保证护壁不侵入桩截面的净空。

(5)桩身钢筋制安。接头位置应相互错开，在同一截面内接头的数量不超过钢筋总数的二分之一，同时有接头的截面之间的距离不小于2.5m；钢筋束需紧贴，沿钢筋长1～2m点焊成束。

钢筋的安装是在确保钢筋的最小保护层的前提下进行的。为了确保钢筋的最小保护层，在钢筋与模板之间设置强度不低于设计强度的混凝土垫块。垫块互相错开，分散布置。

(6)抗滑桩及挡板混凝土浇筑。在强度满足设计要求的前提下对抗滑桩和挡板混凝土进行浇筑，完成抗滑桩+挡土板防护措施的施工。

5 结论

在现场勘查的基础上，获取了不稳定斜坡区域的地层岩性特征。在此基础上对该不稳定斜坡的危害程度进行评价，从主要威胁对象和地质灾害体破坏后造成损失两个方面进行分析，将该滑坡防治工程级别为Ⅱ级，危害程度等级定为三级。对比了两种治理思路方案后提出了以“被动+主动防护相结合”为主，不稳定斜坡治理以“挡土墙”为主的思路，并阐述了挡土墙施工的具体流程。