滑坡稳定性评价及防治方案

张志永

（山西通畅工程勘察设计咨询有限公司,山西 太原 030000）

0 引言

滑坡是指在重力等多种影响因素作用下，斜坡岩土体的应力状态发生变化，或斜坡体中软弱带的强度在一些物理化学作用下降低，导致斜坡岩土体失稳进而缓慢向下移动的现象[1]。滑坡易带来严重的危害，应及时采取措施防治滑坡问题。该文以某库区滑坡治理工程为例，就滑坡稳定性评价及防治方案展开了探讨，以供同行业者参考。

1 工程背景

某一库区滑坡治理工程，在正常蓄水时，库区滑坡呈半淹没状态。根据当地政府要求，需在该库区中建设绿地港口淹没二期重建工程[2]。但根据相关调查资料，在近几年中，该库区滑坡的变形程度在不断加重，位于滑体上部的建筑物与地面已产生大量的拉裂病害[3]。鉴于此，为保证滑体上部建筑物的安全，应详细勘察该库区滑坡的地质情况，掌握滑坡区的水文条件、滑坡规模与范围、滑坡变形破坏与形态特征，并详细评价滑坡的危害性与稳定性，科学预测滑坡的未来发展趋势，提出具有针对性的滑坡防治方案。

2 地质环境条件

2.1 地层岩性

在勘察区域内，主要出露侏罗系中统上沙溪庙组及第四系松散堆积物。第四系松散堆积主要成因有坡积、崩坡积、滑坡堆积及人工堆积等，其厚度一般不大于20 m。人工堆积体发育，分布于滑坡体后部，其岩性一般为粉质黏土、碎块石等。沙溪庙组岩性为紫红色、紫灰色泥岩与紫灰色、灰色、灰白色中细粒长石石英砂岩互层。泥岩薄层～中层状，砂岩呈厚层～巨厚层状。

2.2 地形地貌

勘察区位于长江左岸斜坡中下部，分布高程150～200 m之间，地形南高北低，坡向北偏东。总体上呈两级大的台阶，前缘临长江构成一缓坡平台，台面高程120～140 m，宽50～70 m；第二级台阶位于滑坡的后缘一带，高程一般185～200 m，宽60 m以上。两级台地之间为斜坡，地形坡度角一般为20°～25°，滑坡位于一级台地之上，后缘位于二级台地的内侧。

3 滑坡的主要特征

3.1 滑坡形态、规模、边界特征

该滑坡是在近几年中新产生的滑坡体。滑坡的西侧、东侧均为自然边界，南邻某一条高速公路，北邻160 m的等高线。滑体厚度约为 12.3 m，滑坡体积约为 1 160 000 m³。从整体角度来看，滑坡区地形为北低南高，地形高程在160～210 m之间，南北方向宽度为320 m，东西方向长度为350 m；滑坡主滑方向为18°。

滑坡形态呈圈椅状，南偏东段被填为平地，西偏南段破坏严重。滑体纵向呈台阶状。滑坡体总体地形呈槽沟状，坡度角在16°～20°之间；在滑坡的后缘位置处堆有大量的人工堆积物，前缘位置为基岩斜坡，其表面存在少量的坡积物。

滑坡后缘：平面形态呈弧形状，全部为人工填土，与某一公路工程相毗邻。

滑坡前缘：剪出口特征显著，现已出现明显的推移，高程范围在160～170 m之间。剪出面为粉质黏土、泥岩、砂的接触面。

滑坡中部：高程范围在180～210 m之间，地形坡度角范围在15°～18°之间，在滑坡滑动影响作用下，现已形成拉裂平台。因滑坡出现一定的下错与前移，导致滑坡体不再是一个完整体，现已大面积破碎，产生与滑坡滑动方向大致相同的弯曲裂缝。

滑体中后部：因现阶段正在持续填筑土体，所以会加剧滑坡前缘的变形。

滑坡东西侧与东侧：高程低于外围，边界明显，滑坡侧壁较清晰；在滑坡区域范围中，出现明显的鼓张变形。

综上所述，根据滑坡形态、规模、边界特征，可判定滑坡滑动推力的主要来源为滑坡后缘的土体。在后缘土自重产生的下滑推力作用下，滑坡前部土体发生变形，可判定该滑坡属于推移式土层滑坡类型。

3.2 滑体的特征

在滑体物质中，含有坡积粉质黏土、碎块石、人工素填土；滑坡的中后部含有大量的人工填土，厚度变化不均匀。

3.2.1 人工素填土

在滑体中后部表层中，含有大量的人工素填土，主要成分为碎块石、粉质黏土、泥岩团块等。其中，粉质黏土厚度在2.9～18 m之间，含水量较高，呈可塑状；泥岩团块现已出现明显的风化现象，浸水易崩解、碎裂；碎块石是由泥岩团块、长石石英砂岩构成的，粒径大小在5～50 cm之间，个别粒径达到160 cm。在人工素填土中，碎块石的比重约为35%；整体结构尚未经过碾压，较为松散，局部区域现已架空。

3.2.2 粉质黏土夹碎块石

粉质黏土夹碎块石层，分布面积较大，该层厚度变化较大，两侧与前部较薄、后部较厚；粉质黏土的液性指数在0.15～0.55之间，塑性指数在12.6～15.4之间，黏性较大。

在粉质黏土中，角砾、碎块石的比重约为30%；角砾粒径大小在0.5～2 cm之间，主要由砂质泥岩、砂岩构成；碎块石粒径大小在5～50 cm之间，个别粒径达到100 cm，主要由细粒长石石英砂岩构成，呈棱角状。

3.3 滑带的特征

根据地质勘察报告，在最初时期，滑坡体为坡积堆积变形体，在后期中，随着不断演化，现已变为现在的滑坡体。

该滑坡沿着基岩、坡积物分界线不断向下滑动。该滑坡的前部为基岩岸坡；滑坡体的滑带土的主要成分为粉质黏土；滑带埋深范围为0.55～18 m，在下覆基岩面的起伏作用下，滑面坡度角在5°～ 26°之间。滑坡体的后缘较陡、前缘较缓；在滑面中存在磨光面、擦痕；在滑坡体的边界部位，通过探槽后可知，滑坡上存在剪切滑动痕迹。

滑体中部为阶梯状斜坡，该部位现已出现多级拉裂缝；在坡积粉质黏土、泥岩、砂的接触面一带中，含有一层粉质黏土，该层滑面含有擦痕，滑面较新鲜，滑带土处于可塑状态，充分表明，目前该滑坡处于蠕滑变形阶段。

综上所述，目前，滑坡正处于蠕滑变形阶段，滑面正在逐渐贯通。

3.4 滑床的特征

滑床主要是由泥岩、砂岩组成的；滑床在纵向上呈折线型，在横向上呈波状起伏；从整体角度来说，滑床前部平坦、中部缓平、后部陡峭；后缘的高程为200 m，前缘剪出口的高程为155～160 m。

3.5 滑坡变形的特征

通过深入调查后发现，滑坡变形较明显，滑体上的裂隙发育，导致周边建筑出现较严重的变形。其中，滑坡变形的特征具体包括：

（1）在滑体的中前缘部位出现大量横向拉裂缝，裂缝宽度在3～15 cm之间，长度在4～16 m之间，裂缝走向约为18°；裂缝长度约为 3～15 m，裂缝宽度约为 30～150 mm。

（2）在滑体的后缘部位出现大量锯齿状的横向拉裂缝，与滑坡的滑动方向相垂直，裂缝长度在5.5～35 m之间。

（3）毗邻滑体后缘部位的建筑物出现较严重的变形，水泥地坪、房屋上出现大量的裂缝。

综上所述，滑面正在不断贯通中。

4 滑坡的形成条件与影响因素

4.1 滑坡的形成条件

滑坡的形成，究其原因，是由其地形地貌、地层岩性及水的共同作用的结果，具体如下：

（1）厚度较大的第四系松散堆积物的存在，为滑坡的形成提供了物质基础。

勘探揭示，在滑坡区域内，第四系堆积物厚一般为0.6～17.9 m，其物质组成以填土、粉质黏土为主，属易滑土层。

（2）地形上为滑坡形成与位移提供了临空面。区内原始地形坡度角在8°～25°之间，基岩面坡度角一般在5°～22°之间，对滑坡形成有利。

（3）水是滑坡形成的诱发因素。区域内降雨量大且集中，多大雨，暴雨雨水的下渗，降低了土体的抗剪强度，特别是位于土岩接触面的土体受地下水的浸泡时间长，其抗剪强度下降最大，形成软弱面(带)同时地下水还产生向坡外的动水压力，为滑坡的形成创造了条件。

4.2 滑坡的影响因素

（1）因受滑坡中前部、前缘部土体开挖和消土的影响，前缘土体阻滑力下降，降低了滑坡的稳定性[4]。

（2）在修建与滑坡后缘部位相邻的公路工程过程中产生了大量弃渣，加大了滑坡后缘部位滑体的坡度与厚度，降低坡体的稳定性，导致斜坡发生蠕动变形[5]。

（3）在滑坡区中常下雨，降雨量大，大量雨水渗入滑坡土体内部，降低了滑带土体的抗剪强度，致使滑坡抗滑力下降，加大下滑力。

5 滑坡的稳定性评价

通过计算滑坡的稳定性后可知：

（1）在一般情况下，滑坡的稳定系数在1.281～1.587之间，整体呈稳定状态。

（2）在暴雨作用下，滑坡的稳定系数在1.003～1.264之间，少部分地段呈欠稳定状态，大部分地段呈稳定～基本稳定状态。

（3）当库水位在145～174之间时，滑坡的稳定系数在0.975～1.315之间，大部分地段呈不稳定状态，局部地段呈欠稳定状态，个别地段呈稳定～基本稳定状态。

（4）当库水位在175 m时，滑坡的稳定系数在0.985～1.391之间，个别地段呈不稳定状态，局部地段呈欠稳定状态，大部分地段呈稳定～基本稳定状态。

6 滑坡的防治方案

6.1 滑坡防治的必要性和紧迫性

该库区滑坡处于城市边缘地带，滑坡区现已发展成为城市港口的一个重建区，重建工程正在建设中[6]。在近几年中，该滑坡的蠕滑变形变得愈加严重，导致建筑物出现大量严重的开裂现象。

在2015—2020年这段时间中出现大量降雨，加剧了滑坡的变形，不但影响港口重建工程，而且还引起附近居民的担心，一旦滑坡失稳，将会出现严重的经济损失。综上所述，对滑坡进行防治是十分必要和紧迫的。

6.2 滑坡防治工程岩土设计参数

滑坡防治工程岩土设计参数，如表1所示。

表1 滑坡防治工程岩土设计参数

6.3 滑坡的防治方案

6.3.1 防治的基本原则

（1）有效结合长期监测和综合治理。为避免滑坡导致的经济损失，在对滑坡进行防治之前与防治过程中，应长期监测滑坡活动的变形情况[7]，制定具有针对性的应急措施。除了要采用建设单位要求的监测方法以外，还应鼓励广大群众参与滑坡变形的监测活动中，不断加强人们减灾防灾的意识，充分发挥人们的力量，发现滑坡出现异常现象时，应向有关部门进行及时汇报。

（2）有效结合排水工程与支挡工程。水是影响滑坡稳定性的一个重要影响因素。为做好滑坡防治工作，需要先治水[8]，故在治水前，需修复改建滑坡区的排水设施，降低雨水、地表水的入渗量，并设置适当的支挡设备。

6.3.2 防治方案

（1）根据滑坡剩余下滑力的分布特点，在剩余下滑力较小位置或抗滑段设置支挡，并进行剥土反压[9]。通过计算后可知，在与滑坡相距约180 m位置处，滑坡推力较小，故可在该处设置支挡。

（2）为截阻与引导滑坡上的地表水，避免地表水、雨水渗入滑坡内部，应在滑坡全段均设置排水系统[10]。根据港口构筑物的特点，构建完善的纵向排水设施与环状排水设施，以汇集与排出降雨，保证滑坡的稳定性。

7 结语

综上所述，滑坡区港口工程的重建，可推动该城市地区经济的进一步快速发展。若滑坡稳定性不断降低，一旦发生严重变形与下滑，易对港口工程的重建造成严重影响，故通过防治该库区滑坡，可获得较大的经济效益、社会效益和环境效益。该文通过详细进行综合勘察，对某库区滑坡的地质情况进行了测绘、现场试验等，采用了调查访问、收集资料等方法，深入了解与掌握了该库区滑坡工程的规模、特征、地质条件、稳定性情况等，分析了滑坡的主要影响因素，并以此为依据，提出了具有针对性的滑坡防治方案。该文研究内容，能够对相关人员的工作起到一定的借鉴作用。