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【摘要】简要介绍因开挖土方诱发滑坡工程地质特征、成因、发展、稳定性计算与评价
【关键词】滑坡；稳定性；拆线稳定性系数法
【 abstract 】 brief introduction for excavation earthwork induced landslides engineering geological characteristics, cause, development, stability calculation and evaluation
【 keywords 】 landslide; Stability; Take out stitches stability coefficient method
中图分类号： U216.41+9.1文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
（一）地形地貌
郴州市某滑坡区为低山丘陵地带，属剥蚀堆积地貌，原地貌北高南低，场地内部及周边建筑物较密集，场地西、北两面多处建有片石挡土墙，挡土墙高4～5m，场地南北宽约115m，东西宽约103m，因建设规划进行土方开挖施工，开挖后，东、西、北三面高，南面一侧地势较低，场地内部形成了191.0m、186.0m、179.0m三级平台，连同北面195.0～196.0m处的公路，共四个平台，平台间陡坎近直立。场地内相对高差约22m，由建筑切土诱发，致使公路下沉开裂、杂房向处倾斜破坏、挡土墙局部鼓裂变形。后确定采用开挖坡脚片石回填反压、拆除公路围墙卸荷、滑坡区采用塑料薄膜覆盖防水以及集中引导渗流水等措施，基本上控制了滑坡进一步发展。
（二）滑坡区工程地质条件
1、地质构造
滑坡区位于郴州北北东向背斜北西翼和下湄桥背斜东翼之间，岩层产状：倾向180°,倾角50°。地面为第四系土层所履盖，无基岩出露。根据钻探揭露基岩岩芯分析，场地内无大的构造断裂发育。
2、地层与岩性
根据钻孔揭露及区域地质资料，滑坡区上覆土层主要为第四系残坡积堆积物，下伏基岩为下二系当冲组与栖霞组。由新到老具体如下：
（1）第四系土层
1．人工填土：成分以棕黄色粘性土为主，沿公路部位填土层表面存在厚约30～40cm的混凝土片石地面，夹杂少量碎石块、碎砖块等杂物，稍湿～湿，土体结构松散，经土样测定天然含量33.4～35.8%，天然重度1.81～1.86KN/m3，内摩擦角9.0～14.0°,凝聚力24.0～29.3kPa，压缩系数0.33～0.36，压缩模量5.5～6.0MPa。平均标贯击数7击。
2．含碎石粘土：棕黄、土黄色，稍湿，硬塑，以粘粒为主，含少量黑色铁锰质结核及硅质岩碎石。该层主要分布于滑坡区北部，揭露层厚1.40～6.20m。经土样测定，天然含土量28.3～32.0%，天然重度1.78～1.94KN/m3，内摩擦角9.0～19.0°，凝聚力22.7～28.6kPa，压缩系数0.27～0.35，压缩模量5.4～6.8MPa。平均标贯击数11击。
3．粘土：以灰黄色为主，局部呈棕黄色，以粘粒为主，夹少量黑色铁锰质结核，局部见页岩风化残余团块，该层主在整个滑坡区分布，层厚0.90～10.5m，经土样测定，天然含土量28.3～32.0%，天然重度1.78～1.94KN/m3，内摩擦角9.0～19.0°，凝聚力22.7～28.6kPa，压缩系数0.27～0.35，压缩模量5.4～6.8MPa。平均标贯击数10击。
（2）下二叠系当冲组（P1d）
该层岩性为泥质灰质页岩，土黄、灰黑、黑色，具页理构造，泥质胶结，局部含一定量炭质，强风化～中风化状，受构造影响，岩芯风化破碎厉害，具碎裂散体结构。该层位于土层之下，结构松散，滑动面（带）多沿此层形成。
（3）下二叠系栖霞组（P1q）
该层岩性为灰岩，深灰、灰黑色，细晶结构，中厚层状构造，以方解石为主，钙质胶结，中～微风化，夹多层炭质页岩，岩芯较破碎，经室内抗压试验，其单轴饱和抗压强度为31.8～35.3MPa，属较硬岩。
（三）水文地质条件
本区具有温、热多雨的亚热带气候特征，年降雨1480～2247毫米。勘察区内无常年性地表水，主要由降雨和居民生活用水转化为地表水、地下水，根据场地开挖后现场调查，186.0m平台后缘东西两侧邻近陡坎处有泉水出露，东部泉水点流量约10m3/d，西部泉水点流量约3m3/d；179.0m平台反压片石堆前缘多处渗水，渗水量约60m3/d，汇流至两个集水坑中集中抽走。
场地区地下水类型主要为第四系孔隙潜水。上部坡体分布有较厚的人工填土地，其结构较松散，具较强的透水性，其下部粘性土层以及泥质炭质页岩层透水性较弱。因上部人工填土层透水性强，上部居民区生活用水沿填土层下渗转化为地下水，随粘性土裂或岩风化裂隙向坡下流动，呈泉水流出，并促使土体饱和或页岩软化，龙其是产生滑坡和地面裂隙向坡下流动，呈泉水流出，并促使土体饱和或页岩软化，尤其是产生滑坡和地面裂缝后，更有利于地面水的入渗补给，对滑坡和稳定极为不利。经钻孔观测地下水埋深2.10～6.40m，地下水迳流方向与地面坡向一致，水力梯度较陡，地下水迳流明显。
二、滑坡形成机制
（一）滑坡形成过程
滑坡区位于山坡凹槽部位，原始地貌北高南低。人工切方后，形成了南面及中部低、东西北三面高的“圈椅状”地形，岩土体受到推动、剪切，以及沿滑动面的地下水渗流作用，其原状结构不同程度地被破坏，变得松软，渗透性增强，致使公路下沉开裂、杂房向外倾坡坏、挡土墙局部鼓裂变形。
（二）滑坡的成因
場地岩土工程地质条件差。区内分布着较厚的松散人工填土层，透水性强，力学性质差，大面积分布的含碎石粘土因碎石含量较高，也具一定的导水性，当冲组泥质炭质页岩在场地内广泛分布，上部风化严重，岩芯破碎，层面抗剪强度低，易被水泡软，岩层产状与地形坡向基本一致，属易滑地层，当在场地内进行了切方施工，自北向南形成了191.0m、186.0m、179.0m三级平台，最大高差约17m，总体坡度达27°,破坏了场地原自然坡度的力学状态，随着土方开挖进展，北部公路至主开挖面坡角的增加，从面沿地下水活动面或页岩层面向下滑移并牵移并牵引其下部土体变形，导致上方边坡区失稳、公路路面下陷及围墙、杂房倾斜。综上所述，滑坡的形成主要是滑坡区地质环境条件复杂，岩土体物理力学性能差，大量土方开挖前未进行支护面盲目开挖，诱发土体边坡失稳，进而发生滑坡地质灾害。
三、滑坡稳定性计算与评价
（一）滑带土抗剪强度参数的确定
滑带土体的抗剪强度是滑坡稳定性定量计算和评价滑坡推推力的重要参数。通过对滑动面的野外观察、室内土工试验、结合本地区类似工程经验确定岩土有关参数特征。
1、主要岩土层有关参数特征值
表1
2、岩石物理学参数特征值
表2
3、岩土层与锚固体粘结强度特征值：
人工填土：15kPa；含碎石粘土：35kPa；粘土：30kPa；全～强风化泥质炭质页岩：20kPa；中风化页岩：80kPa；灰岩：300kPa；
（二）滑坡稳定性计算
根据滑坡变形的总体方向及平面上的分布特征，在稳定验算分析区内选取与主滑动方向基本一致的主剖面在自然状态下进行稳定性验算，并求出剩余下滑推力。采用折线稳定性系数方法计算，分式具体为：
式中KS=边坡稳定性系数
Ri=第i计算条块滑动面上巖土体的内摩擦角标准值（°）
Ti=第i计算条块滑体在滑动面切线面切线上的反力（kN/m）
水平宽度取1m，考虑静水压力作用。由于滑体岩土组成较复杂，均一性较差，根据相关经验结合土试验结果，确定天然状态下滑坡体综合重度按R=19.2kN/m考虑。滑动面剪切参数按综合 值法（假定内摩擦角C=0）根据片石反压前滑坡稳定状态进行反算求得，经三条剖面最终反算结果，综合值 值为18°。天然状态下滑坡稳定性验算计算结果见表3。
滑坡稳定性验算表 表3
（三）剩余下滑推力计算结果
根据《建筑地基基础设计规范》，取滑坡推力安全系数为1.25时，各段剩余下滑推力计算结果见表4。
剩余下滑推力计算表表4
（三）滑坡稳定性评价
1该滑坡按规模属中型滑坡。地形地貌、岩土特征等地质环境条件以及滑体变形特征均显示该滑坡有进一步发展的天然条件。
2勘察揭露该滑坡为形态复杂的混合滑动，滑坡后缘变形严重，浅部存在局部崩滑现象，有向深部岩土和上部滑动的趋势，稳定性较差。晴天暂时稳定，雨季可能向上发展。目前经片石反压处理后滑坡体处于整体相对稳定状态。
3稳定性验算分析显示，在不考虑片石反压的情况下，天然状态滑坡体Ⅰ～Ⅲ剖面稳定性系数为0.45～1.04，属不稳定状态。
4滑坡体上部为居民密集区，进一步下滑将危及整个居民区的安全，危害性很大。
四、结论
（一）拟建场地位于易滑坡地带，建筑切土是滑坡的诱因。经开挖后形成了多级平台，平台间为近直立陡坎，新开挖陡坎均未进行支护，岩层倾向与坡向基本一致，容易产生表层崩滑，并逐步向深部和上部发展，危及坡上居民区的安全。
（二）滑坡区具有丰富的滑体物质，具备进一步发展的地质环境，虽睛天暂时稳定，但稳定性较差，遇雨季或不加以处理时会继续下滑。
（三）该滑坡目前规模约1.4万m3，人工填土、含碎石粘土及下部泥质炭质页岩组合有利于滑动面继续向深部沿层面发展，整体下滑。基岩整体向南倾斜，走向近东西向，与山坡呈顺坡关系，为顺向坡，栖霞级灰岩厚度大，完整性较好，是理想的持力层，当冲组泥质灰质页岩厚度不大，风化破碎严重，属易滑地层，不宜利用。
（四）建议整治滑坡措施如下：
1、对滑坡裂隙采用水泥浆或粘土回填充实。
2、对滑坡体采用桩片石墙分级进行支挡，后部充分利用原片石挡土墙，墙前设抗滑桩，并对挡土墙进行加固，中、下部支挡结构布置结合场地规划进行，应同时满足基础施工期安全及竣工后的永久性安全要求。
3、系统规划滑坡区外围和坡面截排水，重视坡体内土体水泄排及坡面绿化防水，提高滑坡自稳能力。
4、后期开挖应在现滑坡得到充分治理或支护的基础上进行。后期开挖时应分段进行，做到开挖一段，支护一段，防止大面积的开挖。
5、抗滑桩应进入完整灰岩内一定深度。
6、滑坡治理应重视监测工作。
【参考文献】
[1]《岩土工程勘查规范》（GB50021-2001）2009
[2]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
[3]《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）
[4]《郴州市1/5万区域地质与水文地质报告》（408队编）
[5]《1/5千郴州市工程地质图》（湘南地质勘察院主编）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】滑坡；稳定性；拆线稳定性系数法
【 abstract 】 brief introduction for excavation earthwork induced landslides engineering geological characteristics, cause, development, stability calculation and evaluation
【 keywords 】 landslide; Stability; Take out stitches stability coefficient method
中图分类号： U216.41+9.1文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
（一）地形地貌
郴州市某滑坡区为低山丘陵地带，属剥蚀堆积地貌，原地貌北高南低，场地内部及周边建筑物较密集，场地西、北两面多处建有片石挡土墙，挡土墙高4～5m，场地南北宽约115m，东西宽约103m，因建设规划进行土方开挖施工，开挖后，东、西、北三面高，南面一侧地势较低，场地内部形成了191.0m、186.0m、179.0m三级平台，连同北面195.0～196.0m处的公路，共四个平台，平台间陡坎近直立。场地内相对高差约22m，由建筑切土诱发，致使公路下沉开裂、杂房向处倾斜破坏、挡土墙局部鼓裂变形。后确定采用开挖坡脚片石回填反压、拆除公路围墙卸荷、滑坡区采用塑料薄膜覆盖防水以及集中引导渗流水等措施，基本上控制了滑坡进一步发展。
（二）滑坡区工程地质条件
1、地质构造
滑坡区位于郴州北北东向背斜北西翼和下湄桥背斜东翼之间，岩层产状：倾向180°,倾角50°。地面为第四系土层所履盖，无基岩出露。根据钻探揭露基岩岩芯分析，场地内无大的构造断裂发育。
2、地层与岩性
根据钻孔揭露及区域地质资料，滑坡区上覆土层主要为第四系残坡积堆积物，下伏基岩为下二系当冲组与栖霞组。由新到老具体如下：
（1）第四系土层
1．人工填土：成分以棕黄色粘性土为主，沿公路部位填土层表面存在厚约30～40cm的混凝土片石地面，夹杂少量碎石块、碎砖块等杂物，稍湿～湿，土体结构松散，经土样测定天然含量33.4～35.8%，天然重度1.81～1.86KN/m3，内摩擦角9.0～14.0°,凝聚力24.0～29.3kPa，压缩系数0.33～0.36，压缩模量5.5～6.0MPa。平均标贯击数7击。
2．含碎石粘土：棕黄、土黄色，稍湿，硬塑，以粘粒为主，含少量黑色铁锰质结核及硅质岩碎石。该层主要分布于滑坡区北部，揭露层厚1.40～6.20m。经土样测定，天然含土量28.3～32.0%，天然重度1.78～1.94KN/m3，内摩擦角9.0～19.0°，凝聚力22.7～28.6kPa，压缩系数0.27～0.35，压缩模量5.4～6.8MPa。平均标贯击数11击。
3．粘土：以灰黄色为主，局部呈棕黄色，以粘粒为主，夹少量黑色铁锰质结核，局部见页岩风化残余团块，该层主在整个滑坡区分布，层厚0.90～10.5m，经土样测定，天然含土量28.3～32.0%，天然重度1.78～1.94KN/m3，内摩擦角9.0～19.0°，凝聚力22.7～28.6kPa，压缩系数0.27～0.35，压缩模量5.4～6.8MPa。平均标贯击数10击。
（2）下二叠系当冲组（P1d）
该层岩性为泥质灰质页岩，土黄、灰黑、黑色，具页理构造，泥质胶结，局部含一定量炭质，强风化～中风化状，受构造影响，岩芯风化破碎厉害，具碎裂散体结构。该层位于土层之下，结构松散，滑动面（带）多沿此层形成。
（3）下二叠系栖霞组（P1q）
该层岩性为灰岩，深灰、灰黑色，细晶结构，中厚层状构造，以方解石为主，钙质胶结，中～微风化，夹多层炭质页岩，岩芯较破碎，经室内抗压试验，其单轴饱和抗压强度为31.8～35.3MPa，属较硬岩。
（三）水文地质条件
本区具有温、热多雨的亚热带气候特征，年降雨1480～2247毫米。勘察区内无常年性地表水，主要由降雨和居民生活用水转化为地表水、地下水，根据场地开挖后现场调查，186.0m平台后缘东西两侧邻近陡坎处有泉水出露，东部泉水点流量约10m3/d，西部泉水点流量约3m3/d；179.0m平台反压片石堆前缘多处渗水，渗水量约60m3/d，汇流至两个集水坑中集中抽走。
场地区地下水类型主要为第四系孔隙潜水。上部坡体分布有较厚的人工填土地，其结构较松散，具较强的透水性，其下部粘性土层以及泥质炭质页岩层透水性较弱。因上部人工填土层透水性强，上部居民区生活用水沿填土层下渗转化为地下水，随粘性土裂或岩风化裂隙向坡下流动，呈泉水流出，并促使土体饱和或页岩软化，龙其是产生滑坡和地面裂隙向坡下流动，呈泉水流出，并促使土体饱和或页岩软化，尤其是产生滑坡和地面裂缝后，更有利于地面水的入渗补给，对滑坡和稳定极为不利。经钻孔观测地下水埋深2.10～6.40m，地下水迳流方向与地面坡向一致，水力梯度较陡，地下水迳流明显。
二、滑坡形成机制
（一）滑坡形成过程
滑坡区位于山坡凹槽部位，原始地貌北高南低。人工切方后，形成了南面及中部低、东西北三面高的“圈椅状”地形，岩土体受到推动、剪切，以及沿滑动面的地下水渗流作用，其原状结构不同程度地被破坏，变得松软，渗透性增强，致使公路下沉开裂、杂房向外倾坡坏、挡土墙局部鼓裂变形。
（二）滑坡的成因
場地岩土工程地质条件差。区内分布着较厚的松散人工填土层，透水性强，力学性质差，大面积分布的含碎石粘土因碎石含量较高，也具一定的导水性，当冲组泥质炭质页岩在场地内广泛分布，上部风化严重，岩芯破碎，层面抗剪强度低，易被水泡软，岩层产状与地形坡向基本一致，属易滑地层，当在场地内进行了切方施工，自北向南形成了191.0m、186.0m、179.0m三级平台，最大高差约17m，总体坡度达27°,破坏了场地原自然坡度的力学状态，随着土方开挖进展，北部公路至主开挖面坡角的增加，从面沿地下水活动面或页岩层面向下滑移并牵移并牵引其下部土体变形，导致上方边坡区失稳、公路路面下陷及围墙、杂房倾斜。综上所述，滑坡的形成主要是滑坡区地质环境条件复杂，岩土体物理力学性能差，大量土方开挖前未进行支护面盲目开挖，诱发土体边坡失稳，进而发生滑坡地质灾害。
三、滑坡稳定性计算与评价
（一）滑带土抗剪强度参数的确定
滑带土体的抗剪强度是滑坡稳定性定量计算和评价滑坡推推力的重要参数。通过对滑动面的野外观察、室内土工试验、结合本地区类似工程经验确定岩土有关参数特征。
1、主要岩土层有关参数特征值
表1
2、岩石物理学参数特征值
表2
3、岩土层与锚固体粘结强度特征值：
人工填土：15kPa；含碎石粘土：35kPa；粘土：30kPa；全～强风化泥质炭质页岩：20kPa；中风化页岩：80kPa；灰岩：300kPa；
（二）滑坡稳定性计算
根据滑坡变形的总体方向及平面上的分布特征，在稳定验算分析区内选取与主滑动方向基本一致的主剖面在自然状态下进行稳定性验算，并求出剩余下滑推力。采用折线稳定性系数方法计算，分式具体为：
式中KS=边坡稳定性系数
Ri=第i计算条块滑动面上巖土体的内摩擦角标准值（°）
Ti=第i计算条块滑体在滑动面切线面切线上的反力（kN/m）
水平宽度取1m，考虑静水压力作用。由于滑体岩土组成较复杂，均一性较差，根据相关经验结合土试验结果，确定天然状态下滑坡体综合重度按R=19.2kN/m考虑。滑动面剪切参数按综合 值法（假定内摩擦角C=0）根据片石反压前滑坡稳定状态进行反算求得，经三条剖面最终反算结果，综合值 值为18°。天然状态下滑坡稳定性验算计算结果见表3。
滑坡稳定性验算表 表3
（三）剩余下滑推力计算结果
根据《建筑地基基础设计规范》，取滑坡推力安全系数为1.25时，各段剩余下滑推力计算结果见表4。
剩余下滑推力计算表表4
（三）滑坡稳定性评价
1该滑坡按规模属中型滑坡。地形地貌、岩土特征等地质环境条件以及滑体变形特征均显示该滑坡有进一步发展的天然条件。
2勘察揭露该滑坡为形态复杂的混合滑动，滑坡后缘变形严重，浅部存在局部崩滑现象，有向深部岩土和上部滑动的趋势，稳定性较差。晴天暂时稳定，雨季可能向上发展。目前经片石反压处理后滑坡体处于整体相对稳定状态。
3稳定性验算分析显示，在不考虑片石反压的情况下，天然状态滑坡体Ⅰ～Ⅲ剖面稳定性系数为0.45～1.04，属不稳定状态。
4滑坡体上部为居民密集区，进一步下滑将危及整个居民区的安全，危害性很大。
四、结论
（一）拟建场地位于易滑坡地带，建筑切土是滑坡的诱因。经开挖后形成了多级平台，平台间为近直立陡坎，新开挖陡坎均未进行支护，岩层倾向与坡向基本一致，容易产生表层崩滑，并逐步向深部和上部发展，危及坡上居民区的安全。
（二）滑坡区具有丰富的滑体物质，具备进一步发展的地质环境，虽睛天暂时稳定，但稳定性较差，遇雨季或不加以处理时会继续下滑。
（三）该滑坡目前规模约1.4万m3，人工填土、含碎石粘土及下部泥质炭质页岩组合有利于滑动面继续向深部沿层面发展，整体下滑。基岩整体向南倾斜，走向近东西向，与山坡呈顺坡关系，为顺向坡，栖霞级灰岩厚度大，完整性较好，是理想的持力层，当冲组泥质灰质页岩厚度不大，风化破碎严重，属易滑地层，不宜利用。
（四）建议整治滑坡措施如下：
1、对滑坡裂隙采用水泥浆或粘土回填充实。
2、对滑坡体采用桩片石墙分级进行支挡，后部充分利用原片石挡土墙，墙前设抗滑桩，并对挡土墙进行加固，中、下部支挡结构布置结合场地规划进行，应同时满足基础施工期安全及竣工后的永久性安全要求。
3、系统规划滑坡区外围和坡面截排水，重视坡体内土体水泄排及坡面绿化防水，提高滑坡自稳能力。
4、后期开挖应在现滑坡得到充分治理或支护的基础上进行。后期开挖时应分段进行，做到开挖一段，支护一段，防止大面积的开挖。
5、抗滑桩应进入完整灰岩内一定深度。
6、滑坡治理应重视监测工作。
【参考文献】
[1]《岩土工程勘查规范》（GB50021-2001）2009
[2]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
[3]《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）
[4]《郴州市1/5万区域地质与水文地质报告》（408队编）
[5]《1/5千郴州市工程地质图》（湘南地质勘察院主编）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。