某国某基坑开挖引发的膨胀土+煤系地层滑坡处治
一、基本情况
某场地位于热带雨林丘陵区，主要由炭质页岩、煤层、软弱地基和膨胀土构成，原始地表坡度不大于10°，场区边坡在开挖的过程中多次发生滑塌、滑坡病害后，决定采用锚杆框架+边坡渗沟+缓坡+绿化+仰斜排水孔为主的工程进行处治（在此不展开说明）。在边坡尚未进行处治工程施做时，由于距坡脚最大约25m处的深约10.5m的基坑在开挖至9.0m时，造成基坑坍塌和诱发后部坡体发生滑坡（旱季）。滑坡的主轴长约100m，后缘位于征地红线附近，前缘宽约200m，滑坡体积约12万方，属于中型滑坡。
图1 基坑坍塌（滑坡前缘坍塌）
图2 基坑中地下水渗流严重
图3 滑坡后部的膨胀土裂缝
图4 滑坡前缘坍塌的炭质页岩
图5 滑体表层的长期放置后呈蓬松状膨胀土
图5 开挖后揭露的煤系地层
滑坡发生后，现场采取基坑回填的工程措施是积极而合理的，有效的控制了滑坡的变形速率，并逐渐趋于稳定，提高了坡体的稳定度，为永久工程的设计与处治提供了较为充裕的时间。
图6 基坑应急反压
二、处治方案分析
1、病害性质：边坡及场坪主要由膨胀土和产状近水平的薄层状炭质页岩构成，地下水位埋藏较浅，属于典型的不良地质体。因此，在基坑开挖后坡体出现了牵引式的工程滑坡。
2、滑坡的稳定状态：从现场滑坡的裂缝形态来看，该滑坡后缘裂缝贯通，前缘基坑出现塌坍，故目前滑坡处于蠕动~挤压状态，即滑坡的稳定系数约为1.02。
3、滑坡参数确定
3.1、滑坡范围的确定：依据目前滑坡形态，滑坡的主轴长约100m，后缘位于征地红线附近，前缘宽约200m，滑坡体积约12万方，属于中型滑坡。（若不及时进行治理，存在逐渐向后、向两侧牵引发展导致滑坡范围扩大的可能）
3.2、滑面的确定：依据现场调查和结合相关地质资料，滑坡的滑面主要受全~强风化、岩层面和基坑的开挖标高面控制。尤其需要注意的是，随着将来基坑的开挖深度加大，滑坡存在潜在滑面由目前滑面下移的可能。
图7 滑坡地质断面图
4、处治原则
4.1、工程治理应贯彻“一次根治，不留后患”的原则。
4.2、病害体范围内存在前期基坑开挖、后期设置重要结构物的特征，以及滑坡后缘红线不可侵犯的原因，建议处治工程安全系数宜适当提高。
4.3、以当前滑面进行滑面参数反算和下滑力计算，作为设计抗滑措施的控制性计算，但工程措施应对将来基坑开挖到位后形成的潜在滑面进行必要的预加固。
4.4、考虑到坡体特征以及其与基坑的关系，以及基坑施工的周期大于三个月，且存在雨季施工的原因，故抗滑桩前的抗力不予考虑。
5、滑面参数及下滑力计算
5.1、经反算，主滑段C=5kpa,Φ=6.53°，如下表：
表1 滑面参数反算
5.2、下滑力计算
表2 地震工况下拟设置工程位置的下滑力
表3 天然工况下拟设置工程位置的下滑力
表4 暴雨工况下拟设置工程位置的下滑力（Φ折减1.53°）
综上，暴雨工况为控制性工况，其控制性下滑力为44.3T/m（443KN/m）。
6、处治方案建议
6.1、场地红线处采用以抗滑桩为主的处治工程，且结合滑坡特征和现场施工设备条件，采用桩径Φ1.2m、间距2.2m型号的单排抗滑桩进行处治。
6.2、抗滑桩结构的确定
1）抗滑桩与基坑的净间距小于10m时，建议抗滑桩锚固段宜从基坑底标高面以下起算。
2）抗滑桩与基坑的净间距大于10m时，建议抗滑桩锚固段宜从沿基坑底推测的潜在滑动面以下进行控制。
6.3、由于设置抗滑桩进行了有效的滑坡支挡，故取消桩后全部缓坡面的长锚杆工程，而直接采用坡面绿化进行防护。
图8为主轴断面的工程布置断面图，如下所示：
图8 拟采用的工程处治断面图
7、其它建议
7.1、建议加强滑坡区与其它段落的截排水工程措施，加强基坑工程施工组织和必要的临时工程防护措施。
7.2、建议加强坡体的巡查与相关监测，尤其是雨季与工程施工期间的监测密度，确保工程的安全。
7.3、抗滑桩工程实施后，桩前剩余的滑体稳定性分析
抗滑桩工程实施后，基坑工程的开挖势必会再次影响桩前剩余的滑体稳定性，故计算分析如下：
表5 天然工况（旱季施工）下基坑开挖后桩前剩余滑体的稳定性分析表
表6 暴雨工况（雨季施工）下基坑开挖后桩前剩余滑体的稳定性分析表
基坑施工周期相对较短，故不考虑地震工况
从以上计算可以看出，天然工况（旱季施工）时，基坑开挖后桩前剩余滑体的稳定性达到了1.156，是满足安全需求的。但在暴雨工况（雨季施工）时，基坑开挖后桩前剩余滑体的稳定性为0.948，是不满足基坑安全需求的。这就要求，基坑工程尽量在旱季施工为佳，若确要在雨季施工，则应设置必要的基坑加固工程。
此外，基坑开挖时不能设置过陡的坡率或不考虑任何防护工程，否则可能会发生基坑边坡坍塌。
总结：
1、膨胀土和薄层状炭质页岩在水作用下滑面内摩擦角很小，可为5~8°。
2、作为重要工程和地质条件恶劣时，滑坡病害治理时的安全系数可适当提高至规范上限。
3、滑坡处治可以采用已滑动坡体的范围、参数，而不应采用未滑动的潜在滑面进行计算，但工程处治措施应对潜在滑面予以照顾。
4、抗滑桩的锚固段应考虑滑面、人工开挖面等多因素综合考虑，防止桩体单一考虑滑面造成桩体锚固段偏短。
5、处治工程措施应考虑到不同国情、现场施工条件和材料条件因地制宜的进行确定。