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浅谈红果某高层住宅小区滑坡稳定性分析

一、概述

由于国民经济的发展和城市化的需求，高层建筑逐步进入中小城市。

高层建筑由于其地基指标高，工程艰巨，投资巨大，对自然环境的破坏也非常严重。

随着环境保护理念的日益深入人心，对于山区高速公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。

山区公路环境载体主要是自然环境，也是地质环境。

山区一般地形地质条件复杂，地质环境脆弱，地质灾害多发，高速公路的建设不可避免的要切坡、填沟、打洞（隧道），对地质环境造成严重破坏，处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害，增加公路建设投资，影响工期，甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。

因此山区高速公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。

要建设一条兼顾交通、环保、生态等方面要求的高标准的山区高速公路，应该重视和加强地质工作。

地质工作应贯穿于设计、施工和运营的全过程。

对地质现象和规律的认识（岩土工程勘察工作）是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观，逐步深入的，根据不同阶段应采取不同的方法和手段。

拟建的红果某高层住宅小区位于贵州省六盘水市盘县红果经济开发区，位于是低中山峰丛谷地带，北面紧邻320国道（胜境大道），距320国道的中心线31m。

交通方便。

该高层住宅小区是一个具有综合功能的住宅小区，集商业、车库、住宅为一体。

占地面积24亩，建筑面积150000m2，绿化建筑面积7000m2，长136.752m，宽113.400m，共11栋，楼层28层，楼高85.4m。

呈群楼分布，楼与楼之间以四层楼房相连。

一～三层为商业，四层为车库，五～二十八层为住宅。

框剪结构，基础一般荷载为20000KN，最大荷载为33962KN，桩基础。

场地分为五个平台，第①平台±0.000=+1783.05m，第②平台±0.000=+1787.55m第③平台±0.000=+1792.35m，第④平台±0.000=+1797.15m，第⑤平台±0.000=+1803.15m；

（三）勘察等级

拟建工程28层，其工程重要性等级属于一级工程。

场地及其周围为斜坡～平缓地形，除局部有岩溶漏斗塌陷和顺层滑坡等地质灾害存在外，无崩塌和泥石流等地质灾害存在；场地基岩属可溶性岩石，地下水埋藏较深，岩层中发育有岩溶洞隙，地基基础设计与施工受岩溶洞隙的影响较严重，场地等级为一级场地（复杂场地），地基等级为二级地基（中等复杂地基）。

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3.1条，岩土工程勘察等级为甲级。

三、场地的工程地质条件

（一）地形地貌及气象条件

本场地地处云贵高原，区域构造上属侵蚀——剥蚀的低中山地貌形态，微地貌特征为小型山间岩溶斜坡及谷地地貌，场地处于溶蚀残丘斜坡地段，地势总体趋势呈南高北低之势。

场区现在标高在+1782.0m～+1804.0m之间，自然地形最大高差22.0m。

在勘察范围内，钻孔孔口标高+1782.361m～+1803.654m，高差21.293m。

按照设计，场地呈多级阶梯式台地布置。

地形起伏较大，坡度一般在20°～40°。

（二）地质构造

盘县地处扬子准台（Ⅰ），上扬子台褶皱带（Ⅱ），黔西迭陷褶断束（Ⅲ）的西部，大部分构造属北西向和北东向。

盘关向斜是北东向构造的其中之一，向斜轴通过亦资孔、红果等地，轴线长约45km，向斜宽5～20km。

场地位于盘关向斜东翼南段，靠近向斜轴部，单斜构造，下伏地层为三迭系关岭组第二段黄灰～深灰色泥质石灰岩和灰～灰白色石灰岩（T2g2），岩层节理裂隙较发育。

地层倾角较缓，产状为310°∠15°。

（三）滑坡

场地内发现1个古滑坡，为牵引式岩石顺层滑坡。

该滑坡位于场地中间的斜坡地带，占据场地约三分之一的面积。

由于山坡的坡向与岩层倾向大体一致，加之岩层层面上层的石灰岩与下层的泥质石灰岩的岩性差异，以及泥质灰岩风化表面泥化物的润滑作用，导致顺层滑坡。

钻孔中见到该位置的软弱夹层。

地表可见弧形滑坡周界和裂缝，东西长80m，南北宽60m，面积约5000m2。

滑坡体厚4～13m，平均7m。

裂缝宽度为0.3～3.5m，断面参差不齐，见溶蚀现象。

（四）岩土构成及其工程地质特征

１、地层结构

场地内的岩土构成简单，主要有素填土、可塑状粘土、软塑状粘土、红粘土、块、碎石、溶洞、泥质石灰岩和石灰岩。

现将场地内岩土构成自上而下分述如下：

（1）素填土（Qml）：

杂色，以强～中风化石灰岩和泥质石灰岩块、碎石为主，含有30～40％的可塑状的粘土和少量砖块、瓦砾、建筑垃圾和生活垃圾组成，排列混乱，颗粒呈棱角状或次棱角状，结构松散～稍密，稍湿，为人工近期回填。

该层厚为0.30～12.20m，平均厚6.25m，分布不均。

（2）可塑状粘土（Ｑdl+pl）：

灰褐～灰黑色，湿，含5～15%的强风化石灰岩、泥质石灰岩角砾和碎石以及砖屑。

无摇振反应，稍有光滑的光泽反应，干强度中等，韧性中等，蜂窝状结构，裂隙构造。

该层厚为2.60～37.50m，平均厚20.05m，分布不均,以坡洪积为主。

（3）软塑状粘土（Ｑdl+pl）：

灰褐～灰黑色，湿，含5～10%的强风化石灰岩、泥质石灰岩角砾和碎石以及砖屑。

无摇振反应，稍有光滑的光泽反应，干强度中等，韧性中等，蜂窝状结构，裂隙构造。

该层厚为3.60～6.80m，平均厚5.20m，分布不均，以坡洪积为主。

（4）红粘土（Ｑdl+el）：

红褐～黄褐色，可塑，湿，含5～15%的强风化石灰岩、泥质石灰岩角砾和碎石。

无摇振反应，具有光滑的光泽反应，干强度中等，韧性中等，蜂窝状结构，裂隙构造。

该层厚为0.70～13.90m，平均厚7.30m，分布不均，以坡残积为主。

（5）块、碎石（QHl）：

杂色，成分为强～中风化石灰岩和泥质石灰岩块、碎石，含有30～40％的软塑状的粘土和少量卵石，排列混乱，颗粒呈棱角状或次棱角状，局部有空洞存在，结构松散，湿，为岩溶漏斗塌陷物。

该层厚为6.00～68.40m，平均厚37.20m，分布于岩溶漏斗位置（见钻孔平面图）。

（6）第一层石灰岩（Ｔ2g2）：

灰～灰白色，碳酸盐矿物，微晶结构，层状构造，钙质胶结，质硬性脆，节理裂隙发育。

每条节理的长度为2～5m，节理裂隙发育间距0.70～1.70m不等，岩芯破碎，呈碎块状或短柱状，节长5～15cm，岩芯采取率为70%，RQD值为40%，中风化。

该层位于泥灰岩之上，该层石灰岩厚度为1.00～8.00m，平均厚4.5m，厚度小，已揭穿，溶孔、溶隙、溶沟、溶槽发育，基岩面起伏较大，部分钻孔不存在。

（7）溶洞（QHl）：

杂色，以全充填、半充填和空洞为主，全充填以软塑状粘土混少量的碎石，半充填以软塑状粘土混少量的碎石，空洞内无充填物。

溶洞见于部分钻孔中。

（8）泥质石灰岩（Ｔ2g2）：

黄灰～深灰色，碳酸盐矿物，微晶结构，层状构造，钙泥质胶结，质地较软，性脆，节理裂隙发育，节理长度2～5m，节理裂隙发育间距0.70～1.70m不等，岩芯破碎，呈碎块状或短柱状，节长5～15cm，岩芯采取率为70%，RQD值为35%，中风化。

该层泥质石灰岩厚度为4.00m，厚度小，已揭穿，溶孔、溶隙、溶沟、溶槽发育，部分钻孔不存在。

（9）第二层石灰岩（Ｔ2g2）：

岩性与第一层石灰岩相近，灰～灰白色，碳酸盐矿物，微晶结构，层状构造，钙质胶结，质硬性脆，节理裂隙较发育，岩芯较完整，呈短柱状或长柱状，节长5～30cm。

每条节理的长度为2～5m，节理裂隙发育间距0.60～1.50m不等。

岩芯采取率为95%，RQD值为80%，中风化。

该层位于泥质石灰岩之下，厚度大，溶孔、溶隙、溶沟、溶槽较发育。

该层石灰岩揭露厚度为9.50～20.30m，平均厚14.90m，未揭穿。

根据盘江煤电（集团）公司《火铺矿矿井地质报告》，场区附近的亦资孔（地名）水文地质资料记载，该地区地下水水位标高在+1653.00m左右，流向由南向北流入下西铺河。

（五）顺层滑坡

1、顺层滑坡的分析

节理玫瑰花图

根据场地地表基岩100条节理走向进行统计，并作玫瑰花图得知，340°方向的一组为最发育，60°方向的一组为中等发育，5°方向的一组为发育最差。

且340°方向发育的节理为张节理，60°方向和5°方向发育的节理为剪节理，从而得出主应力方向为250°。

场地地层倾向为310°，主应力方向与岩层倾向大体一致。

从地层结构、地形地质和水文条件分析，由于场地原来是斜坡，岩层层面上（石灰岩）下（泥质石灰岩）岩性不同，地表水通过张节理和岩体裂隙对上部石灰岩进行溶蚀，并进入下面的泥质石灰岩，泥质石灰岩遇水变软，在第一层石灰岩底板与泥质石灰岩的顶板之间形成软弱夹层，构成了岩体内的软弱结构面，破坏了上部岩体的稳定性。

在山体前方出现临空面的情况下，最后导致山体开裂产生滑坡。

通过钻探揭露滑动面位于第一层石灰岩底板与泥质石灰岩的顶板之间，其滑动面深度大约在4.00～13.00m左右，滑动面有粘膜存在，泥质石灰岩的顶板局部可见擦痕。

由于属于浅层滑坡，平整场地后，大部分滑坡体将被挖掉，并且大部分拟建的桩基础深度已超过滑动面。

根据地表裂缝和已建挡墙观察以及钻探资料分析，因为裂缝痕迹比较陈旧，地面岩土未见新的断裂和位移现象，新建挡墙也未见异常现象，说明顺层滑坡在很长一段时间内已处于极限平衡状态。

2、滑坡稳定性检算

（1）场地平场前，滑坡体的稳定性预测

由于滑动面位于岩层之间，粘膜厚度只有1～5mm，因取样困难，无法做抗剪试验，根据当地经验和《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）确定，选择具有代表性的剖面（31-31′），验算自然条件下滑坡的稳定性。

计算指标如下：

a、滑坡体天然重度：

石灰岩混少量的粘土γ=26KN／m3；

b、滑面（带）：

内聚力Ck＝23KPa，内摩擦角Φk＝5°

c、计算公式：

滑坡稳定系数Fs=

。

计算结果详见31-31′剖面。

经验算得知，Fs=0.99,滑坡处于不稳定状态，由于滑坡下缘已构筑挡墙，故滑坡体处于极限平衡状态，暂时性相对稳定。

如遇客观自然条件改变（暴雨、加建筑物荷载等），将会产生山体滑坡。

（2）场地平场后，残余滑坡体的稳定性预测

平整场地后，部分滑坡体被挖掉，残余滑坡体将在建筑物荷载的作用下。

仍选择具有代表性的31-31′剖面，计算残余滑坡体和建筑物荷载条件下滑坡的稳定性。

计算结果详见31-31′剖面。

根据检算得知，Fs=1.42，反映平整场地后，残余滑坡体在自然条件下，滑坡处于稳定状态。

（3）建筑物荷载下的滑坡体稳定性预测

平整场地后，部分滑坡体被挖掉，残余滑坡体将在建筑物荷载的作用下，选择具有代表性的剖面（Ⅰ-Ⅰ′和Ⅲ-Ⅲ′），计算残余滑坡体和在建筑物荷载条件下坡体的稳定性。

计算结果详见31-31′剖面。

滑坡稳定系数Fs=0.36。

根据检算得知，残余滑坡体在建筑物荷载的作用，滑坡处于极不稳定状态。

建议采用桩基础加深穿过滑动面，并按照抗滑设计处理，抗滑设计安全系数Kt=1.30。

（六）地基处理

场地为岩溶强发育的复杂场地，根据钻探揭示的各柱位下的具体地质情况，拟建工程宜以中风化较完整石灰岩或泥质石灰岩作持力层，采用人工挖孔桩。

桩底应穿过顺层滑坡面，必要时应进入完整的石灰岩和规定的深度。

塌陷漏斗位置基础埋深较深，可采用钻孔灌注桩施工。

建议桩基础埋深和地基基础处理按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定确定。

详见“桩基础埋深和处理建议值一览表（表10）”。

六、结论与建议

通过勘察，场地地貌单一，地质构造简单，地层较复杂，地震震级较低，新构造运动痕迹不明显，环境及环境地质条件中等发育，不良地质（溶洞、岩溶漏斗塌陷、裂缝、顺层滑坡）作用中等发育，水文地质条件简单，场地天然整体稳定性和天然地基稳定性一般。

无岩溶漏斗塌陷的位置可修建高层建筑物。

岩溶漏斗塌陷范围，必须进行地基处理，并建议设计时进行建筑物结构调整。

建议必须做到以下几点：

1、位于滑坡范围内的基桩，经过平整场地后，仍存在残余滑坡体时，应考虑滑坡的推力，采用抗滑设计。

2、场地基岩为可溶性碳酸盐岩，勘探点采用一柱一孔，由于勘探点的范围有限，基底内仍有可能存在隐伏岩溶。

因此，当基础开挖后地质情况与本报告资料存在差异时，应及时通知有关部门现场处理，必要时应进行施工勘察。

3、在施工过程中应加强施工验槽工作，验槽时必须有地质人员参加，特别是滑坡体内的孔桩，应准确判定滑坡面的位置，核实设计桩长，发现问题进行现场处理。

4、场地内有顺层滑坡和裂缝存在，上下地形高差大，建筑物分台阶布置，平场时要避免大开挖，以防诱发工程滑坡。

5、因场地为岩溶场地，建筑物如有移位，应重新补做地质工作。

6、采用人工挖孔，局部第四系土层较厚，须加强孔壁支护，保证施工人员的安全，建议采用倒挂钢筋护壁，并做好孔内通风安全工作。

7、建议在各主要承重结构上设立观测标志，不管在拟建物施工中和拟建物完工一段时间内，系统地进行竖向沉降观测和水平倾斜观测。

8、场地平场标高出现错台，平场后部分桩基出现临空面，桩基础埋深应加深，以防基础产生滑移，从而破坏建筑物的稳定性。

9、场地平场标高出现错台，平场后会出现5.00～6.00m高的人工边坡，边坡支护方案可采用放坡用砼封闭或修建毛石砼挡墙。

10、未钻探的孔应作施工勘察，与钻孔位置出入较大的桩孔开挖到持力层后必须进行钎探。

11、该场地岩溶漏斗塌陷位置如果建高层，必须对地基进行处理，例如采用机械成孔旋喷灌注桩，对塌陷区的岩土进行固结等方法，特别建议建筑物设计时必须对建筑物的结构进行调整，确保建筑物的安全。

否则，应对塌陷影响范围内的建筑物实行避让，较为经济合理。

12、桩基施工完后，建议做载荷试验，且不得少于3棵。

13、采用人工挖孔桩，当人工挖孔桩施工至接近设计标高时，应尽可能采用人工凿岩的方式进行施工，避免放大炮破坏基岩的完整性。

14、对场地内的高挡墙在拟建物施工中和拟建物完工一段时间内，应系统地进行竖向沉降观测和水平倾斜观测。