古滑坡体复活机制与工程治理探析

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摘要：古滑坡工程治理作为岩体工程的一个组成部分，其复杂性和不可预见的因素较多，然而滑坡的稳定性对人民生命、财产和社会经济发展都具有非常重要的意义。本文结合工程实例分析古滑坡体复活的发生及变形破坏原因，并提出了工程治理措施。

关键词：古滑坡；抗滑桩；复活；机制；治理

1、工程概况

某工程地处古滑坡地带（图1），地质条件复杂。古滑坡的总体积约160.0×104m3，受地形、构造应力、降雨的影响，工程开挖后出现滑坡、坍塌、大变形等问题，给正常施工带来极大困难，并且对居民生活、生命和财产安全构成极大威胁。若不尽快治理，一旦再遇连续多日强降雨或强台风、暴雨等自然因素影响，必将引起滑坡剧烈活动，甚或形成泥石流直冲前缘的民居等构（建）筑物，后果更加严重――将会在全省乃至国际上造成广泛的负面社会影响。

2、工程场地条件

2.1地质环境

2.1.1地形地貌

复活古滑坡原始地貌为构造侵蚀丘陵地貌，滑坡坡脚坡度约25°，中部较缓约15°，上部较陡大于35°，局部冲沟岸坡达45°以上。滑坡东西两侧为小冲沟，深度为3～10m不等。滑坡前缘为居民区，后缘为公路。坡地植被率为70%。

2.1.2自然气候

滑坡区属热带季风气候，温暖湿润，雨量充沛，四季分明。多年平均降雨量1772.4mm，年均湿度79%，雨量主要集中在梅汛期（4～6月）和台汛期（7～9月），其汛期降雨量大、过程长，总降雨量占全年一半以上。

2.1.3地层岩性

滑坡区出露地层主要由第四系（Q4）松散残、坡积堆积物（老崩滑体）、下白垩统馆头组（K1g）治积岩和上侏罗统西山头组（J3x）大山碎屑岩等三大层组成，共分8个工程地质层。其岩性由新至老 依次为：

（1）①-1含碎石粘性土（Qesl）：土黄-浅紫色，可塑，稍湿，稍密，渗水性较好。以粉、粘土为主，含量65%左右，砂20%左右，碎石15%左右，大小0.5～2.0cm，少数稍大。层厚度1.20～3.85m，连续性好。

（2）①-2碎石土（Qesl）：浅黄-浅紫红色，稍湿，稍密-中密，渗水性较好。以碎石为主，大小0.5～3.0cm，部分5～10cm，少数块石，总含量30～45%，粉粘土含量35%左右，砂15%左右。层厚1.20～12.90m，层厚薄不一，不连续。重型平均击数为7.3击。

（3）②-1全风化粉砂岩（K1g）：紫红-浅紫灰黄色，以土状为主，局部硬土状。原岩组织结构基本破坏，残留部分强风化粉砂岩块，渗水性中等。遇水易软化。野厚0.90～10.50m，厚薄不一。连续性好，重型平均击数为6.7击，推荐承载力200kPa。

（4）②-2强风化粉砂岩（K1g）：紫红色，岩石破碎，以碎块状为主，碎块面包裹黄泥，局部夹硬土状薄层。层理轴心夹角70～80“，节理轴心夹角50～60”。层厚0.70～8.00m，厚薄不均，连续性好，推荐承载力450 kPa 。

（5）②-3强风化泥岩（K1g）：浅灰-灰白色，成份主要为粘土，含量80～90%，少量的粉砂。岩心呈碎块状、片状，局部硬土状，遇水极易软化。层面轴心夹角5～80“，层厚0.3～2.20m，连续性一般。滑动面多位于此层。

（6）②-4弱风化粉砂岩（K1g）：紫红色，层状构造。成分与②-3层相同，岩石较新鲜，成块率好。层连续性好，厚度大于13.20m。RQD值80～95%，岩心露天摆放3～5天后即崩解。岩石干抗压强度平均值94.1MPa，推荐承载力1000 kPa。

（7）③-1强风化含角砾晶屑凝灰岩（J3x）：岩石局部破碎，层厚大于7.50m，推荐承载力1000 kPa。

（8）③-2弱风化含角砂晶屑凝灰岩（J3x）：浅红紫色，岩性特征与③-1层相同。岩石较新鲜，坚硬致密。局部破碎软弱，漏水明显。层连续性好，厚度大于6.65m。岩石抗压强度151.0 MPa。

2.2滑坡形成机制

综合前述知，当前滑坡是基于古滑坡基础上，原始地貌地形坡角度大（下部较陡25°，中部较缓15°，上部较陡>35°），第四系残坡积层（老崩滑体）厚度大，岩土体工程地质性能差。在长期的地质力作用下，后缘修建文青公路所增加的附加荷载、前缘地基的深开挖造成高切坡临空面所产生的附加应力场破坏了大部土体的平衡条件，加上降雨冲刷和地下水的潜蚀作用，促使滑动带剪出，在同样的工程地质条件下，边坡失稳速度加剧，并与已存在的古滑面（带）进一步连通，从而形成现在的滑坡。

2.3滑坡破坏特征

滑坡体中地裂缝隙纵横交错，以拉张裂缝、剪切裂缝为主，鼓张裂缝次之。破坏后的滑坡体周界裂缝贯通，边界清楚，发育完全。滑坡体平面呈鞋底状，主滑方向325°。滑坡前段由于场地开挖，滑动带暴露，人工边坡坡脚成为滑坡剪出口，受开挖影响，滑动方向转向偏西。滑坡前缘宽70m，中部最宽处达130m，滑坡中后段老滑坡台阶明显，台阶高度2～3m，后缘可见“醉汉林”和“马刀树”。 左侧缘位于西冲沟中，表现为局部倒塌、鼓张裂缝、水池（集水井）破损，西冲沟口有2处体积1000～2000m3的崩塌；右侧缘后段位于东冲沟，为一条连续性好、有明显降落的裂缝，缝宽1.0～2.5m并向西延伸穿过杨梅地、坟墓群等。据当地居民反映：数十年来，每逢雨天缝中则流浑水，雨后裂缝带（宽约1.0～2.5m）下陷。上述表明滑坡始终处于蠕动之中，当前滑坡体已发生整移。

2.4滑坡复活成因

根据上述分析，引起该古滑坡复活主要与以下因素有关：一是地质构造因素；二是岩层岩性因素；三是地形地貌因素；四是人类活动因素；五是降雨和地下水影响，等等。

3治理方案选择

3.1方案的提出

根据前述滑坡特点、滑坡推力和场地条件实际等因素，为确保滑坡前缘居民和财产安全，设计中提出两个整治方案。

（1） 方案1。普通抗滑桩+普通挡墙、辅以排水方案。即在复活古滑坡滑动面（滑床）

较平缓的近后缘部位布置4排共54根普通抗滑桩。 其横截面尺寸为2.0×3.0m，桩砼为C20桩顶与地面持平或略低于地面0.2-0.5m。桩中心间距6m，呈“品”字形分布。对滑坡前缘的高切坡采用重力式浆砌挡墙，主要作用是抵抗边坡主动土压力，加强边坡的稳定性和项目的安全。其他再配上排水工程。

（2）方案2。预应力锚索抗滑桩+抗滑挡墙、辅以排水的方案。根据滑坡前缘人工切坡

地形条件，共划5个断面，除3-3断面设抗滑挡墙外，其他4个断面均设锚索抗滑桩。锚索抗滑桩按单排共49根设置，桩横截面为1.0×3.0m，桩中心间距为2.0m，桩间设砼挡土板，桩顶设砼压顶梁。桩、板、梁的砼均为C25。为了减少桩后回填难度，将桩上部按倾斜设计。由于坡面垂直于滑坡推力方向，故采用重力式抗滑挡墙壁方案。再辅以排水措施。

3.2方案比选

（1）施工可行性比较

根据滑坡特征和成因，结合现场实际地形比较：方案1为普通抗滑桩支挡结构，经计算其桩体直径及配筋量极大，而且由于场地运输不便，材料搬运至滑坡体上部极为困难，人工挖孔桩的施工难度极大，这是其一；其二，需要动迁侨胞的很多祖坟，且墓建造得相当豪华、考就，造价高达数百万元一座，对当对于民众影响较大；其三，该批抗滑支挡结构位于复活滑坡体的近后缘，治理效果不显。方案2为预应力锚索抗滑桩支挡结构，且将支挡结构施作的位置移到了滑坡最前缘，除预应力锚索部分的施工技术和施工工艺难度较大外，其他方面均比方案1方便，总工程量也比方案1少。

（2）受力性能比较

方案1的普通抗滑桩其力学模式类似于锚固于滑床的悬臂梁，桩身弯矩、剪力相对较大，桩需要的截面和埋深也很大；

方案2的预应力锚索抗滑桩则改善了普通抗滑桩的受力状态，从被动抗滑结构改变为主动抗滑结构。桩身内力、桩的截面和埋深都做到了节省材料、降低造价和工期短的目的。

（3）经济性比较

从表1知，方案2比方案1省149万元，占30%，经济效益十分显著。

（4）结论。经上述三方面综合分析比较，最终选用了方案2――即“预应力锚索抗滑桩+抗滑挡墙” 辅以排水的组合治理方案，作为整治该滑坡的支挡结构。具体做法是：在滑坡推力方向采用预应力锚索抗滑桩、在垂直于滑坡推力方向采用抗滑挡土墙，再辅以截、排水措施。

4、治理设计

4.1锚索抗滑桩

如图2断面为主要受力段。抗滑桩按单排布设，桩截面1.0m×3.0m，桩中心距离2.0m，桩长11.0～15.7m，平均14.1m，嵌入弱风化粉砂岩层5.5m，桩身砼采用C25，根据滑坡前缘的实际地形情况，将抗滑桩上部倾斜设置，以利施工方便；锚索采用11根Φ15.24高强度低松弛预应力钢绞线，锚孔间距2.0 m，锚索与水平线夹角25°，锚固段长度大于6m，注浆材料采用M30水泥砂浆，注浆压力为0.6 MPa；桩顶压顶梁和桩间挡土板均采用 C25砼。

4.2抗滑挡土墙

主要设在3-3剖面位置，由于坡面与滑坡推力方向垂直，故选用重力式挡墙型式。挡墙基础砌筑在②-4层弱风化粉砂岩上；地面以上2.5m高的墙身和地面以下的基础采用C20毛石混凝土砌筑，其余采用毛石砌体，毛石强度不低于30 MPa；砌筑和勾缝隙抹面的水泥砂浆强度均为M10。

4.3截排水措施

为保持滑坡的安全稳定，在两侧冲沟中设置0.5m×0.5m的矩型暗沟，沟内用碎石填满，沟侧墙采用片石浆砌，盖板采用带滤孔的钢筋砼板，滑坡区地经流主要是大气降水，为防止连续降雨或经强降雨浸入土体，在坡顶适当位置设置截水沟，将水流引入侧的暗沟排水。滑坡底部抗滑桩（墙）顶部用粘土回填，防止水流渗入破坏其稳定性。

4.4格构及绿化

为满足规划要求，对治理后的滑坡前缘上部坡面采取格构进行加固。坡率为1：1，格构形式为菱形，格构框条宽0.3m，厚0.25m，内空1.1×1.1m，采用浆砌片石体，格构内铺植草皮，以美化环境和保持坡面水土流失。

5、应用效果

整个滑坡治理工程由地面以下的隐蔽工程（主要包括抗滑桩地面以下4-5.5米桩身浇筑；抗滑挡墙地面以下4-4.5米毛石混凝土基础）和地面以上的结构工程（包括抗滑桩加锚索、压顶梁、格构梁、截（排）水沟、抗滑挡墙等）两部分组成。工程竣工一年后建设单位组织了正式验收，从各检验批的资料和工程现场看，边坡已达到设计要求，并处于稳定状态[3]。治理后的滑坡前缘在工程竣工当年就恢复了工程项目的开发建设，居民早已入住。迄今，该工程已历经了5个水文年，一切安然无恙。

6、结束语

普通抗滑桩为被动抗滑结构，桩身弯矩和剪力较大，需要的桩身截面和配筋量亦大，埋深亦较深；而预应力锚索抗滑桩则从被动受力结构变为主动受力结构，大幅度减少了桩身截面和埋深，从而做到省料、省钱和省工、省时，经济效益显著。同时，因该滑坡产生的推力巨大（经计算滑坡最大剩余下滑推力为4126.9kN/m），普通挡墙很难满足抗滑力要求，且圬工数量庞大，不经济；而抗滑挡土墙可以弥补这些不足。理论和实践证明，治理该滑坡采用“预应力锚索抗滑桩+抗滑挡墙”并辅以排水的组合治理方案是行之有效的：此方案既可阻挡滑坡下滑，又可使上部滑体与下部完整基岩连为一体，真正实现了“防治结合，因地制宜，综合治理；方案可行，技术可靠，经济合理”的治理目的。