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湖南省某滑坡体特征和成因以及对策研究
摘要：为了查明某滑坡体的特征和成因，采用野外地质调查、岩土工程勘探、原位测试和室内试验等方法进行综合研究，认为该滑坡为中型滑坡，滑坡的形成与地形地貌、地层岩性、强降雨和人工切坡等因素有关，根据滑坡体特征和稳定性分析，提出采用“截排水+填埋裂缝+抗滑桩+格构锚杆+挡土墙+监测”等措施进行综合治理。
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受特大暴雨影响，湘潭某地突发滑坡灾情，滑坡体后缘出现多处张拉裂缝，滑坡中部及前缘房屋、道路出现开裂变形，排水沟断裂错动，造成8户居民房屋破坏受损(见图1)，直接威胁滑坡区域内100多人的生命财产安全和道路过往车辆行人的安全，潜在经济损失1000万元以上。
图1滑坡前缘房屋倒塌
1、滑坡体特征
滑坡位于县道旁，地形南高北低，东西两侧相对为缓坡地形，相对高差46m，地形坡度一般大于25°，局部直立。
滑坡体呈圈椅状，主滑方向310°，滑坡宽120m，长100m，面积12000m2，滑坡体平均厚度11m，滑坡体体积13.2×104m3，为中型中层滑坡，滑坡体前、中、后裂缝发育(见表1)，处于破坏变形阶段。
表1滑坡体裂缝特征
滑坡体主要由杂填土、含块石粉质粘土组成。呈黄褐～红褐色，可塑～硬塑状，滑体中间厚，后缘及两侧较薄，平均厚度11.0m。
滑带土为浅黄色～黄褐色粉质粘土，软塑～可塑状，厚度0.2m～0.8m，含水量高，在滑坡中后部滑带土较深，前缘及近后缘部分较浅，滑面总体呈圆弧状。
滑床为含砾粉质粘土，红褐色～紫红色，硬塑～坚硬状，为含砾砂岩风化残积土，工程地质条件相对较好。滑床在纵向上呈近似圆弧的曲线型，横向上为凹状，后缘近似于圈椅形。
2、滑坡场地工程、水文地质条件
滑坡区地层自上而下主要由第四系杂填土、含块石粉质粘土、含砾粉质粘土和白垩系含砾砂岩组成。特征如下:
杂填土(Q4ml):杂色，松散，主要成分为粘土，含碎石。碎石成分为石英砂岩、粉砂岩，直径0.5cm～5cm，含量5%～15%，呈角砾状。层厚变化较大，厚度0.3m～4.6m，平均厚度2.45m。
含块石粉质粘土(Q4dl+el):黄褐色～红褐色，可塑～硬塑，稍湿。主要成分为粘土，含石英砂岩块石，块石粒径0.5cm～60cm不等，含量10%～35%，次棱角状。该层区内广布，分布不均匀，厚度变化较大，厚度1.9m～23m，坡底较薄，最薄处仅1.9m，坡体厚度较大，平均厚度可达12m。中间夹含水量较高，软塑～可塑状的灰绿色滑带粘土。
含砾粉质粘土(Q4el):红褐色～紫红色，硬塑～坚硬，为含砾砂岩风化残积土，主要成分粘粒、粉粒，含砾石。砾石成分主要为石英，直径2mm～20mm，次棱角状～圆砾状，含量5%～20%。厚度1.8m～17.1m，平均厚度6.5m。
白垩系含砾砂岩(K21):紫红色，含砾粗砂结构，块状构造，主要成分为石英，少量泥质。砾石直径5mm～25mm，次棱角状～次圆状，含量10%～25%。该层区域广泛分布。
滑坡区地下水为孔隙水和裂隙水。孔隙水一般赋存于第四系松散土层中，接受大气降水补给，沿交界面由高向低径流，排泄于山坡坡脚及地形低洼处，富水性受季节控制，一般雨季富水性好，干旱季节富水性弱;裂隙水主要赋存于构造裂隙及白垩系含砾砂岩风化裂隙中，接受大气降水渗入补给及上部第四系孔隙水补给。
区内人类工程活动主要为修路建房切坡，在滑坡前缘形成临空面，局部高达8m。
3、滑坡成因与稳定性分析
3.1 滑坡成因分析
根据地质调查，滑坡体在多因素作用下，首先在西侧前缘出现张拉裂缝，在其牵引下，拉动后部坡体，形成后缘裂缝，雨水沿后缘裂缝下渗，进一步推动前缘坡体滑动，滑坡表现为先牵引后推移的破坏过程。滑坡的形成主要与下列因素有关:
1)地形地貌:滑坡区地形起伏较大，坡度一般大于25°，滑坡体前缘部分临空陡立，高达5m～8m，为滑坡发生提供了有利的地形条件。
2)地层岩性:滑坡区为第四系杂填土，含块石粉质粘土和含砾砂岩等。杂填土结构松散，渗透性好，雨水下渗容易在杂填土与粘土层以及土、岩交界面处集中，软化粘土，降低强度，为滑坡形成提供滑动面。
3)强降雨:滑坡区强降雨，短时间内大量雨水沿孔隙渗入坡体，导致坡体的容重迅速增大，降低土体的抗剪强度，浸润软化滑带附近岩土体，诱发滑坡。
4)人类工程活动:滑坡区切坡修路建房，形成高陡临空面，未及时支护和排水，加剧了滑坡的发生。
3.2 滑坡稳定性分析
该滑坡处于变形滑动阶段，在自重工况下整体处于基本稳定状态，但在暴雨工况下，滑坡处于不稳定状态。取主滑方向最危险剖面进行反演计算，通过反演分析成果，结合原位测试、土工试验和类似工程经验，取滑带土抗剪强度指标C=17.5kPa，=15.8°，饱和抗剪强度指标C=16.5kPa，=14.8°。
根据现场大重度实验以及土工试验结果，结合上述反演分析，参考该地区工程经验，得出滑坡体土层稳定性计算参数(见表2)。
表2滑坡体土层力学参数表
边坡破坏形式为圆弧滑动，对该边坡稳定性计算采取圆弧滑动法的瑞典条分法计算方法，滑动面按单一平面或圆弧形(如图2所示)进行滑坡稳定性计算，稳定性系数和推力计算如式(1)～式(3)，计算结果如表3所示。
图2圆弧型滑动面瑞典条分法模型图
稳定系数Kf为:
其中，Wi为第i条块的重量，kN/m;Ci为第i条块的内聚力，kPa;i为第i条块内摩擦角，(°);Li为第i条块滑面长度，m;αi为第i条块滑面倾角，(°);βi为第i条块地下水流向，(°);A为地震加速度(重力加速度g);Kf为稳定系数。
滑坡推力剪刀Hs或弯矩Hm为:
其中，Hs,Hm均为推力，kN;Ks为设计的安全系数;Ti为条块重量在滑面切线方向的分力。
表3滑坡稳定性计算结果
根据计算分析结果与滑坡体现场实际，滑坡体在“自重+地下水+暴雨”工况下处于不稳定状态。强降雨条件下，雨水入渗，滑带抗剪强度下降，抗滑力减小，下滑力增大，滑坡稳定性降低，诱发滑坡加速滑动。
4、治理措施
根据滑坡体特征、影响因素和稳定性分析，对其采用“截排水+裂缝填埋+抗滑桩+格构锚杆+挡土墙+监测”综合治理方案(见图3)。
图3滑坡防治工程布置图
1)截排水。
在滑坡体后缘和周界设置截水沟，拦截坡体上的地表径流，防止地表水进入滑坡体内。在挡土墙下和桩板墙坡脚外设置排水沟，接入既有排水系统。将水排出滑坡体外，同时在挡土墙身设置泄水孔，将挡土墙后积水泄放。
2)裂缝填埋。
滑坡体在变形过程中在滑坡体前、中、后形成了数量较多的裂缝，地表雨水极易通过裂缝进入坡体，增加滑坡体自重，影响滑坡体稳定，因此，需及时采用粘土对坡体裂缝进行封填压实。
3)抗滑桩。
根据滑坡区地形地貌、地质特征和稳定性计算结果，在滑坡体中前部位置设钢筋混凝土抗滑桩，桩长约20.0m，桩横截面尺寸为2m×3m，桩心距为5.0m，采用C30混凝土浇筑，桩顶设置冠梁，三序跳挖施工。
4)格构锚杆。
在滑坡体后缘坡面较陡区设置格构锚杆护坡，格构梁截面为30cm×40cm，水平间距、竖向间距均为3.0m，采用C30钢筋混凝土浇筑，在格构梁结点设置锚杆，锚杆采用Φ28钢筋，长度为12m，俯角20°。
5)挡土墙。
设置于滑坡体前缘陡坎坡脚，采用直立式挡土墙，墙高5.0m，顶宽1.5m，基础埋深约1m，采用M7.5浆砌石砌筑，每隔10m设置伸缩缝，墙背设置30cm厚碎石反滤层，墙体每隔2m布置泄水管。
6)监测。
建立完整的监测剖面和监测网，对坡体进行施工安全监测和运营维护监测。
5、结语
受强降雨影响，某斜坡体产生中型滑坡，严重威胁附近村民生命和财产安全，滑坡的形成与地形地貌、地层岩性、强降雨和人工切坡等因素有关，根据滑坡体特征和稳定性分析，采用“截排水+填埋裂缝+抗滑桩+格构锚杆+挡土墙+监测”等措施进行综合治理，效果较好。
参考文献：
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期刊名称：地质灾害与环境保护
期刊人气：1266
主管单位：四川省教育厅
主办单位：成都理工大学,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
出版地方：四川
专业分类：地质
国际刊号：1006-4362
国内刊号：51-1467/P
邮发代号：62-140
创刊时间：1990年
发行周期：季刊
期刊开本：大16开
见刊时间：4-6个月
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2020-09-02
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