南京燕子矶中学实验楼后滑坡稳定性及加固

文章编号：1009-6825（2012）32-0072-03

南京燕子矶中学实验楼后滑坡稳定性分析及加固

收稿日期：2012-09-06

作者简介：杨海兵（1969-），男，高级工程师；

梁玉红（1978-），女，工程师；

唐良智（1985-），男，助理工程师

杨海兵

1，2

梁玉红

1，2

唐良智

1，2

（1．江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007；2．江苏华东地质环境工程有限公司，江苏南京210007）

摘

要：分析了南京市燕子矶中学实验楼后滑坡的影响因素，并使用瑞典条分法计算了滑坡体在自重和地震烈度7作用下的稳定

性系数，计算结果表明：滑坡体在自重作用下处于基本稳定状态；滑坡体在地震烈度7作用下处于不稳定状态；在多种因素的影响下，滑坡体目前处于不稳定状态；滑动带为软可塑状粉质粘土层，最后通过经济评价，提出了采用削坡压脚联合挂网喷锚支护的治理方案。

关键词：滑坡，瑞典条分法，稳定系数中图分类号：TU413．62

文献标识码：A

0引言

燕子矶中学建于1952年，

2002年成为省重点中学。该学校位于丘岗洼谷地中，北距长江约650m ，东靠和燕公路，南临太平村，西依幕府山山体东北段，南、北、西三面为岗地，主要由上更新

统下蜀组粉质粘土组成，

植被发育，岗面起伏不平，校区岗前地段均进行了不同程度的切坡。特殊的地形地貌和地质条件，致使近

年来学校周围部分岗地斜坡在雨季常发生滑坡，其中实验楼后滑坡已产生较大滑塌现象，对坡下的体育馆、实验楼等建筑物的安

全构成了不同程度的危害，

并存在潜在危险性。1滑坡基本特征1．1

滑坡形态

实验楼后的斜坡分为两部分，靠近楼房处为人工切坡斜坡，自切坡坡顶向上为自然斜坡。人工切坡斜坡高度约6m 7m ，坡

向115ʎ 120ʎ，坡度70ʎ 75ʎ。自然斜坡坡度自25ʎ左右向山脊趋

缓至15ʎ左右，坡顶标高57m 左右，地面标高约33m ，相对高差约24m （见图1）。

滑坡围界及

主滑方向静探孔

钻孔编号

剪出口机钻孔

剖面线及编号

J21—1′1′5′C35

4

地面裂缝

3

1C1C2

J5

J6J3

2′

坍塌区

实验楼4′3′

食堂J1

J2

2图1滑坡地质平面图

J4

1．2变形特征

1）滑塌发育在人工切坡的高陡边坡上，坍塌的土体部分已贴

靠实验楼（见图2），对该楼的使用产生威胁，目前此处已划为危险区域，禁止人员靠近。

2）滑塌体南北长约30m ，上下高约6m 7m ，平均厚度约

4m ，体积约720m 3 840m 3

，上部自然斜坡上混凝土路面已出现张拉裂缝，最大间隙约3cm （见图3）。

3）边坡由下蜀组粉质粘土组成，上部垂直节理发育，土体层次明显。

4）自然斜坡坡体表面波状起伏，地表水易在局部滞留、下渗。5）在滑坡体下滑力的作用下，斜坡上的树木部分已向滑坡方向倾倒。

图2滑坡坍塌土体图3

坡顶道路张拉裂缝

2

滑坡影响因素

2．1地形

滑坡场地位于南京市栖霞区燕子矶中学内，边坡类型为土质高边坡，场地为岗地地貌单元。独特的岗地地貌形态，具备了滑坡灾害的发育条件。区内滑坡体分布在坡度较陡地段，其稳定性与斜坡的坡度、高度密切相关。从滑坡体所处的坡度分析，在下

蜀土斜坡中，

凡天然坡度或人工切坡坡度在35ʎ以上，高度大于5m 的大斜坡地段，都可列为不稳定斜坡。尤其是坡脚切坡严重，

并形成明显的陡坎处，更易发生牵引式滑坡和滑塌地质灾害。

2．2植被

虽然斜坡上植被发育，但由于大多为高大的刺槐林，其根系浅（一般小于0．5m ），受大风吹动易倒伏，因此不但对土层起不到稳固作用，反而对土层产生向坡下的推力，从而对坡面产生破坏。

2．3人工切坡

建校过程中，在岗前坡脚地段进行了人为切坡，这是区内直接破坏斜坡稳定的不良工程活动。实验楼后的斜坡，由于人为切坡形成了高达6m 7m 的人工边坡，坡度大于70ʎ，从而形成高陡临空面，此处的滑坡灾害与切坡直接有关。

2．4降雨

区内年平均降雨117d ，降雨量1106．5mm ，

6月 9月降水量占全年的一半。春末夏初盛行梅雨，降水强度增大，暴雨次数增多。区内的斜坡灾害发生在强雨季节，在时间上与降雨关系非常密切。连续的降雨会使得较多量的雨水入渗，致使下蜀土浸泡松软，内聚力降低，土的容重增加，土体重量加大，促使土体变形滑动，产生滑坡灾害。

3滑坡稳定性系数计算3．1

稳定性分析

·

27·第38卷第32期2012年11月

山西

建筑

SHANXI

ARCHITECTURE

Vol．38No．32Nov．2012

滑坡区内普遍分布有一层软可塑状粉质粘土，软可塑状粉质

粘土的含水量可达26%以上（下蜀土正常含水量20% 25%），强度与可塑、硬塑状粉质粘土相比明显降低，表现为粘聚力和内摩

擦角减小，为一相对软弱层。软可塑状粉质粘土的状态及含水量等物理力学性能指标，随着降雨入渗量的不同具有可变性。这是

由于上部硬塑状粉质粘土垂直节理发育，

当降雨经节理入渗至该层时，在其内聚集、形成弱径流，土的含水量增加，使得该层在水

的浸泡作用下软化作用增强，

土的状态可由可塑状变至软塑状，土的强度降低［2-5］

。降雨入渗量越大，其强度越低，最终形成滑动

面或滑动带。分析认为区内滑坡目前处于蠕滑变形状态。该滑坡体若继续失稳滑塌，将严重影响实验楼的正常使用，甚至威胁到学校人员的生命财产安全，因此必须对滑坡体的稳定性系数进行计算。

3．2稳定性计算方法

极限平衡法是最经典，采用最多，也是目前最成熟有效的一

种方法。它是应用刚体力学的原理，结合岩、土体力学的理论和方法，分析计算特定条件下各类斜坡或滑坡的稳定性，并用稳定性系数予以表达。针对本滑坡的运动形式，瑞典条分法比较适宜。瑞典条分法又简称为瑞典法或费伦纽斯法，它是极限平衡方法中最早而又最简单的方法。

滑面简化为圆弧型滑动面，采用瑞典条分法计算滑坡稳定

性，根据DZ /T 0218-2006滑坡防治工程勘查规范对滑坡进行计算

［6］

。选择4—4'剖面进行计算（见图4）。

图44—4′剖面简图

中风化粉砂岩

强风化砾岩

软可塑状粉质粘土

滑动面

粉质粘土

素填土

C2

J5

粉质粘土

J2

3．3计算参数选取

滑坡体为素填土和粉质粘土，滑坡计算时的重度以及抗剪强

度参数采用固结快剪强度指标标准值确定。依据

《南京市燕子矶中学实验楼及食堂后山体滑坡地质灾害勘查报告》［7］

，

滑体中素填土重度取19．0kN /m 3

，抗剪强度指标C =12．0，φ=20．0；粉质粘土重度取19．9kN /m 3

，抗剪强度指标C =48．1，φ=18．5。

滑带土为软可塑状粉质粘土，重度取19．0kN /m 3

，滑带土抗

剪强度指标参数由土工实验与反演分析得到的参数综合确定。

土工实验参数C =28．6，φ=13．0。根据滑坡的变形特征，在地震工况下滑坡产生滑动变形，选取稳定性系数为1．02进行反演分

析

［8-11］，滑带土的抗剪强度指标：C =25．8，φ=10．5。综合以上两类参数，滑带土抗剪强度指标取值为C =27．2，φ=11．8。

3．4计算结果分析

采用“理正边坡稳定分析软件”进行稳定性计算，分别在自

重、地震两种工况下计算。勘查区抗震设防烈度为7，地震作用综合系数选用0．25，地震作用重要性系数选用1．1，地震水平向系数取0．12。计算结果，自重工况下滑坡稳定性系数为1．100，地震工况下稳定性系数为1．039。

DZ /T 0218-2006滑坡防治工程勘查规范对滑坡稳定性评价的分级标准为：滑坡稳定性系数F ＜1．0时滑坡不稳定；1．00≤F ＜1．05滑坡欠稳定；1．05≤F ＜1．15滑坡基本稳定；F ＞1．15滑坡稳定。按照分级标准，稳定性计算表明，在自重工况下，滑坡稳

定性系数为1．100，滑坡处于基本稳定状态；在地震工况下，滑坡

稳定性系数为1．039，

滑坡处于欠稳定状态。由于该滑坡体底部均进行过不同程度的切坡，虽然学校原来对坡体采用过网喷混凝

土护坡，

但该种护坡工程措施仅护住坡体表面，对整体滑坡不能发挥有效的抗灾作用。实验楼后滑坡体已发生坍塌，对实验楼的

使用构成了威胁，迫切需要采取整治措施，避免坡体进一步滑塌变形。

4治理方案选择

土质边坡整治措施一般包括坡率法、挡土墙法、抗滑桩法、抗

滑锚杆等。该段高边坡地段为土质边坡，现已发生滑坡，且有局部塌滑等不良地质现象，根据工程地质条件，建议采用挂网喷锚支护进行处理。同时应辅以排水措施进行综合治理，在滑坡后缘构筑截水沟，

阻止地表水进入滑坡范围，在滑坡体范围内修筑各种排水沟，

使地表水能迅速排出滑坡。夯填地表裂缝，以及后缘裂缝壁，以阻止地表水入渗地下。

治理方案的选择：采用挂网喷锚支护方案和削坡压脚联合挂网喷锚支护方案进行对比论证。

方案一：挂网喷锚支护方案，工程取费造价估算：177．60万元。方案二：削坡压脚联合挂网喷锚支护方案，工程取费造价估算：141．84万元。

从经济、安全、施工方面综合考虑，推荐方案二作为支护方案。

5结语

1）通过稳定性分析判断滑动带为软可塑状粉质粘土层。2）通过滑坡稳定性计算得出，在自重工况下，滑坡体处于基

本稳定状态；在地震工况下，滑坡体处于欠稳定状态；在多种因素的影响下，滑坡体目前处于不稳定状态。3）为了保证师生的安全，必须对该滑坡体进行加固处理。根据滑坡工程地质条件、滑坡影响因素以及稳定性分析，建议采用削坡压脚联合挂网喷锚支护方案进行治理。参考文献：

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·

37·第38卷第32期2012年11月

杨海兵等：南京燕子矶中学实验楼后滑坡稳定性分析及加固