福建省三明市徐碧学校滑坡特征及防治

张晓斌

(福建省地质工程勘察院，福州 350002)

福建省三明市徐碧学校滑坡特征及防治

张晓斌

(福建省地质工程勘察院，福州 350002)

徐碧学校滑坡处于沉积碎屑岩与侵入岩接触带上，属中层中型土质滑坡，由工程开挖形成高陡临空面、持续降雨诱发，表现出较明显的牵引式滑坡特征。为消除滑坡隐患，对滑坡进行了勘察、设计及工程治理。滑坡工程治理设计主要依据滑坡特征及破坏模式，结合在建徐碧学校规划设计，滑坡前缘采取抗滑桩支挡措施，中后部采取削方减载形成宽平台，后缘采取放坡+坡面防护+排水综合治理方案，滑坡治理工程取得了较好效果，为福建省相关类型滑坡防治提供参考案例。

牵引式滑坡；工程开挖；变形特征；综合治理工程设计；治理效果

1 引言

福建省山地多平地少，工程建设有向山地蔓延趋势，由此引发众多的工程滑坡问题。鉴于此，国内不少专家学者针对常见的工程滑坡变形特征、形成机理、破坏模式等进行了深入的研究、探索，积累了丰富的工程治理经验[1-4]。如黄国平等[5]对地质构造对三明羊口仔后山滑坡的控制作用进行了深入的分析，认为断层带内的断层泥形成软弱滑面；同样黄国平等[6]经过永泰旗山滑坡详实的调查后认为，该滑坡是受向斜构造和平移右旋断层的控制，加上开挖坡脚，在强降雨作用下导致变形产生滑坡。

徐碧学校滑坡位于三明市梅列区在建学校后山，工程建设坡脚形成高陡临空面，2013年在持续性降雨后形成滑坡，后缘及左右两翼下错形成明显滑坡周界，前缘产生小滑坡，出现较明显的牵引式滑坡特征，潜在方量达16.5×104m3，危及在建徐碧学校安全。引起相关部门的高度重视，及时采取应急措施，随后开展勘察、设计和工程治理，消除了滑坡隐患。

2 地质环境条件[7]

徐碧学校滑坡位于三明市梅列区新市北路旁，市公安局对面东侧山坡，滑坡前缘坐标为X：26°16′51″，Y：117°38′55″，具体位置见图1。区域上属侵蚀剥蚀丘陵地貌。滑坡所在丘陵山坡总体呈东西向，山顶标高约210 m，相对高差约70 m，自然坡度总体20°～25°。山坡经过后期人工改造，形成台阶状，中部(标高175～185 m)形成滑坡平台，分布2个水塘、3个水池及旱地，中下部为坡地(主要为旱地、园地)，坡脚人工开挖形成坡度50°～70°、宽约120 m、高差15～25 m的人工切坡。人工切坡前缘为在建徐碧学校教学楼。

图1 滑坡地理位置图

滑坡区位于侵入岩与沉积岩的接触带，地层岩性较复杂，主要为侏罗系长林组(J3c)粉砂岩、砂岩及石炭系林地组(C1l)石英砂砾岩、泥灰岩，以及燕山晚期侵入的花岗岩和破碎角砾岩。

根据钻孔揭露，场地岩土体自上而下可分为：坡积含碎石粘性土、残积含碎石砾质粘性土、含泥角砾，厚度7～20 m，平均达13.5 m；下伏为角砾岩、石英砂砾岩、粉砂岩、泥灰岩及花岗岩等。

场地地下水主要为赋存于上部残坡积中的孔隙潜水及下部风化岩层中孔隙裂隙水。孔隙潜水主要接受大气降水及南侧山体地表水渗入补给，水量较贫乏；风化岩孔隙裂隙水主要接受大气降水及南东侧山体侧向补给，向低洼处迳流排泄，含水层透水性不均匀，水量贫乏，局部地段与承压含水层具水力联系。

勘探期间，钻孔稳定水位埋深4.10～20.0 m，水位标高一般140.5～192.0 m，孔隙潜水受南侧山体地表水渗入补给影响。地下水明显受地形控制，水位标高总体自南向北逐渐降低，坡脚平台场地范围历史最高水位约为141.0 m，年变幅约1～2 m；斜坡水位年变幅约3～5 m。

3 滑坡基本特征

滑坡主滑方向为325°，前后缘高差约59 m，主轴长约150 m，前缘宽约110 m，后缘宽约50 m，面积约11 786 m2。根据滑坡勘察资料，滑动面呈折线状，位于岩土交界面，主滑段坡度约15°，滑动面平均深约14 m，由两侧至中间厚度逐渐增加，中间最大深度约16 m。潜在方量约16.5×104m3。

2013年3月持续数日降雨，引发了三明市梅列区在建徐碧学校后山滑坡，滑坡后缘及滑体上见多道拉张裂缝，前缘变形明显，两翼出现下错裂缝，形成明显的滑坡周界。滑坡平面呈舌形，剖面呈台阶状。滑坡后缘最大标高约204 m，呈弧形下错，延伸长约50 m，裂缝宽度30～50 cm，后壁下错高度3～5 m，坡度近80°。

右翼下错裂缝延伸长约35 m，下错高度约0.5～1.0 m，裂面近垂直，裂缝剪断原浆砌石截水沟；滑坡左翼下错裂缝延伸长约30 m，下错高度约1～3 m，裂面近垂直并可见明显擦痕。

滑体前缘为标高144～145 m的施工场地，剪出口并非位于人工切坡的坡脚，而是沿着岩土交界面从滑坡右侧至左侧逐渐变高，距前缘施工场地高差1～15 m，剪出口宽约110 m，剪出距离0.5～1 m，局部出现小滑坡(图2～7)。

滑体上见多道拉张裂缝，中后部高程约193 m平台出现“醉汉林”现象，发育长约20～40 m、宽约30～40 cm、可见深约1 m、垂直主滑方向的两道拉张裂缝；滑体前部裂缝分布较密集，延伸较短，张开程度较小，下错较明显，土体被肢解。滑体为残坡积粘性土，滑床为强风化砂砾岩、角砾岩、粉砂岩等。

滑面位于砂土状强风化岩层与残积土交界处，滑带土呈灰色，湿，剪出口可见水滴渗出，呈软塑状，粘粒含量高，夹含少量砂砾或碎石，厚度约20 cm。

上述特征表明，滑坡总体表现出牵引式特征，后期逐渐表现出推移式特征[8]。滑坡周界清晰，滑体上裂缝发育，滑体解体较完全，滑坡处于临滑状态，如不及时采取有效措施，滑坡将整体滑动。

图2 滑坡全景图

图3 滑坡后缘下错陡壁

图4 滑坡右翼下错裂缝

图5 滑坡左翼下错裂缝

图6 滑坡前缘剪出口

图7 滑体中后缘拉张裂缝

4 滑坡主要影响因素

4.1 人类工程活动

在建徐碧学校位于丘陵坡脚，平整场地时对坡脚进行了较大范围开挖，形成了高度15～25 m、坡度50°～70°的高陡临空面，破坏了自然斜坡结构与力学平衡。由于没有及时采取支护措施，为滑坡提供了良好的外部条件[9]。坡脚人工开挖是造成滑坡的主要外部因素。

4.2 地质构造与岩土体特征

滑坡区位于侵入岩与沉积岩接触带上，受构造影响，岩石破碎，节理裂隙发育，利于岩石风化，在山坡表层覆盖了一层厚度较大的残坡积粘性土，厚度一般在7～15 m，最厚可达20 m以上，土体呈可塑-硬塑状态。土体遇水易软化变形，不利于斜坡的稳定。

4.3 降雨及表水入渗

降雨是滑坡的主要触发因素，滑坡对强降雨非常敏感[9-10]。持续降雨是滑坡发生的主要诱因。降雨渗入岩土体，增加了土体的重量，加大下滑力，斜坡开始出现因重力下滑产生的拉张裂缝，随着裂缝的产生，雨水及塘水沿着裂缝入渗，促使裂缝不断扩大，表水进一步入渗，最终在岩土接触面逐渐形成了一个饱水的软弱带，在上覆土体重力及静水压力作用下，软弱带不断贯通，从而诱发滑坡。

5 滑坡防治措施

滑坡险情发生后，对滑体进行了削方减载、监测等应急措施，同时开展滑坡勘察、设计及工程治理，防止滑坡险情进一步扩大。

5.1 设计原则及参数取值

(1) 设计原则

按照“综合治理，一次根治，不留后患，安全可靠，经济合理”的原则，滑坡危害等级为一级，使用年限为50 a，采用动态设计法，根据施工现场的实际地质状况、施工情况和变形、监测信息对原设计及时进行校核、修改和补充。

(2) 参数取值

滑坡体表层残坡积粘性土物理力学指标经过现场取样、室内土工试验获取，含泥角砾及各风化层物理力学指标根据地区经验取值。各岩土体的主要物理力学指标如下：

①残坡积粘性土：天然γ=18.2 kN/m3，C=21.1 kPa，φ=25.6°；饱和γ=19.6 kN/m3，C=10.4 kPa，φ=19°。

②含泥角砾：γ=19 kN/m3，C=5 kPa，φ=20°。

③砂土状强风化岩：γ=20 kN/m3，C=30 kPa，φ=25°。

④碎块状强风化岩：γ=21 kN/m3，C=35 kPa，φ=30°。

⑤滑带土采用反算值及地区经验值，推荐滑动面计算参数：C=20 kPa，φ=10°。

5.2 方案设计

根据滑坡变形特征、形成机制、破坏模式，结合滑坡应急卸载实际情况，对场地采取削坡卸载+抗滑桩+挡土墙+排水+坡面绿化措施进行综合治理方案[12](图8)。

图8 主剖面设计图

(1) 削坡卸载

滑坡体总土方量约16.5×104m3，滑坡推力大，单纯靠支挡措施无法满足要求且造价高。结合场地校区建设规划，滑坡体中后部开挖卸载至161.0 m标高，形成大平台，做为后期建设用地；为确保开挖后山山坡的稳定，平台往上按1∶1.50坡率分级削坡，每级高8 m，中间设置2 m宽平台。

(2) 抗滑桩

削坡卸载后剩余滑坡体采用抗滑桩进行支挡。结合场地校区建设规划，消防通道与上方用地间形成约12 m的落差，因此，坡脚紧挨消防通道设置一排φ1 200抗滑桩，长19～21.8 m，桩顶标高153.7～156.5 m，水平间距2.5 m，桩顶设置冠梁1 000×1 400，桩身设置两排预应力锚索，锚固段10 m，单孔设计拉力450 kN，水平间距2.5 m。

(3) 挡土墙

根据场地校区建设规划，台地标高156.5 m与161.0 m之间形成3.5～7.5 m不等的落差，采用挡墙进行支护。

(4) 排水措施

为了确保桩后坡体内地下水能顺畅排出，防止地下水水位抬高，增加滑坡推力。坡脚144.05 m标高往上2.5 m、7 m设置2排仰斜排水孔，孔深20 m，水平间距2.5 m。

(5) 桩基础

161 m平台拟建宿舍楼采用桩基础，桩基持力层选碎块状强风化层，并深入滑动面以下进入稳定层不少于5 m。

5.3 工程治理及监测结果

根据滑坡治理工程设计进行了施工，工程已于2015年竣工，通过在坡顶及坡体上设置了位移监测点和地面沉降监测点，经过近一年多的监测，未发现位移现象，滑坡处于稳定状态，达到了预期的工程治理效果。

6 结论

徐碧滑坡是由人类工程活动引起、强降雨诱发的工程滑坡。滑坡平面呈舌形，滑体上裂缝发育，滑面埋深约14 m，潜在方量约16.5×104m3，滑坡处于临滑状态，危及在建徐碧学校安全。滑坡位于相对孤立的丘陵之北坡，学校建设坡脚开挖形成高陡人工边坡，持续降雨诱发滑坡，呈现牵引式特征。

根据滑坡变形特征、形成机制和破坏模式，对滑坡进行了工程治理。对滑体进行了大规模卸载，中部形成宽平台，前缘坡脚采用抗滑桩联合预应力锚索支挡，后缘采取放坡+坡面防护+截排水(地表及地下)综合治理方案进行治理，同时加强滑坡位移、地面沉降监测，监测结果表明，滑坡治理工程结束一年多来，未发现明显的位移现象，滑坡治理工程达到预期效果。

[1] 黄润秋．20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J]．岩石力学与工程学报，2007，26(3)：433-454．

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[5] 黄国平，叶龙珍,等．福州永泰旗山滑坡特征及其成因机理[J]．地质灾害与环境保护：2015，26(2):9-14.

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[7] 龚匡周．三明市梅列区徐碧学校后山滑坡治理项目岩土工程勘察报告[R]．福建省地质工程研究院，2013．

[8] 张倬元，王士天，王兰生．工程地质分析原理[M]．北京：地质出版社，2008．

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[10] 叶龙珍，范良荣．永泰旗山滑坡深部位移监测应用分析[J]．地质灾害与环境保护，2012，23(2)：91-94．

[11] 殷坤龙,张桂荣,龚日祥,等．浙江省突发性地质灾害预警预报[M]．武汉：中国地质大学出版社，2005．

[12] 张晓斌，龚匡周．三明市梅列区徐碧学校后山滑坡治理工程设计[R]．福建省地质工程研究院，2014.

THECHARACTERISTICSANDENGINEERINGTREATMENTOFXUBISCHOOLLANDSLIDEINSANMING,FUJIANPROVINCE

ZHANG Xiao-bin

( Fujian Geological Engineering Survey Institute, Fuzhou 350002，China)

Xubi School landslide locates in the contact zone between the sedimentary clastic rock and intrusive rock, which belongs to the middle medium earthiness landslides. It was induced by the continuous rainfall and the high and steep free face due to engineering excavation. It exhibits an obvious feature of retrogressive landslide. To eliminate the landslide hazard, engineering survey, engineering design and engineering treatment were carried out. The engineering design of control is based on the characteristic and failure mode of the landslide. Combined with the planning and design of Xu Bi School in construction, anti-slide piles are applied in the front of the landslide, and platforms are set by slope cutting in the middle part, while the comprehensive design of treatment by “step-slope” + “slope protection” + “drainage” is applied to the trailing edge. The landslide engineering has achieved good effect, which provides a reference for the relevant landslide prevention in Fujian Province.

retrogressive landslide；engineering excavation；deformation characteristic；comprehensive design of treatment；treatment effect

1006-4362(2017)03-0005-05

2017-03-06改回日期2017-05-20

福建省科技创新平台建设(2014Y2007)

P642.22

A

张晓斌(1980- )，男，工程硕士，工程师，主要从事地质灾害防治工作。E-mail:156056686@qq.com