鄧海泉,石金胡,杜逢彬
重慶市勘測院,重慶 400020
2009年11月16日,某縣城防洪護岸綜合整治工程第四標段施工過程中,樁號K0+187~K0+276庫岸段發(fā)生了滑坡。滑坡縱向長約120m,寬度40m~96m,平均厚度11.0m,面積0.77×104m2,體積約8.4×104m3。前緣伸至烏江河漫灘,后緣形成高約11m的陡坎,緊鄰319國道外側路邊線,危及到319國道的行車安全。查明滑坡體的邊界條件、物質成份等地質特征,對研究滑坡的穩(wěn)定性及其變化有十分重要的工程意義,直接影響到防洪護岸綜合整治工程的正常施工,也直接影響到附近人民群眾的生命財產安全。本文在對滑坡體邊界條件、物質組成、滑帶土性狀等地質特征及其周邊地質環(huán)境研究的基礎上,對滑坡體穩(wěn)定性進行初步分析。
外河壩滑坡所處區(qū)域屬亞熱帶溫濕氣候區(qū),具有夏季炎熱多雨、秋冬多霧的特點。年平均降水量為1001.9mm,歷年最大、最小降水量為分別為1363.0mm、681.7mm,兩者比值為2.0。多年平均氣溫17.3℃。多年最高月平均氣溫27.5℃(8月),最低月平均氣溫6.7℃(1月)。
外河壩滑坡處于位于揚子準地臺上揚子臺褶帶上,燕山運動奠定了區(qū)內的基本構造格架,以北北東向構造為主。地處郁山鎮(zhèn)背斜北西翼,巖層呈單斜狀產出,產狀286∠40°,未見斷層通過,地質構造較簡單。
滑坡區(qū)出露基巖為志留系中上統羅惹坪組(S2lr)頁巖。
外河壩滑坡地處滑坡位于烏江右岸,某縣城防洪護岸工程第四標段樁號K0+187~K0+276處,平面上呈寬寬圈椅狀,前緣伸至烏江河漫灘,高程約203m,后緣高程245m,高差42m?;w縱向長約120m,寬度40m~96m,平均厚度11.0m,面積0.77×104m2,體積約8.4×104m3?;碌乇頌楦丶熬用顸c,靠319國道附近為居民點,現部分房屋(簡易)已垮塌。319國道于高程245m靠滑坡后緣邊界經過。
滑坡邊界較為清晰,滑體后緣與319國道相接,后緣地貌較明顯;滑體前緣伸至烏江河漫灘;319國道以上,為基巖(頁巖)邊坡,滑坡呈寬寬圈椅狀?;略诘匦紊蠟樾逼?,局部為陡坎及緩平臺,平均地形坡角約21°?;麦w上無沖溝發(fā)育。
1)物質組成
滑體主要由粉質粘土組成,少量為粉質粘土及碎石土,含量約5%,主要分布在滑坡后緣(靠319國道附近),塊徑一般2cm~5cm,最大15cm。褐黃色粉質粘土呈可塑狀,灰-褐灰色粉質粘土呈軟-可塑狀。
2)結構特征
根據地表地質測繪和鉆孔揭示粉質粘土及碎石土平面上主要分布在靠后緣及319國道外側,在鉛直方向由上至下分別為碎石土、褐黃色粉質粘土、灰~褐灰色粉質粘土,垂直分帶性較為明顯。
3)厚度特征
滑坡堆積物前緣厚度約6.00m~14.85m,后緣厚度約11.50,平均厚度11.00m。
1)滑床巖性
滑床為褐灰色粉質粘土,滑床下伏基巖為志留系中上統羅惹坪組(S2Lr)頁巖,產狀286°∠40°。
2)滑床形態(tài)
勘探揭示滑坡滑面主要沿灰~褐灰色粉質粘土中滑動。前緣滑面順直,傾角近水平,后緣滑面近似于圓弧形,傾角20°~74°,變化較大。該滑坡滑床形態(tài)總體連接圓順,無突變現象。
3)滑面連通性
滑動面附近土體相對較密實,面平直,偶見擦痕,滑面傾向207°,傾角0°~20°,滑面貫通性一般。
滑坡滑動擠壓跡象明顯,這些擠壓結構面在剖面間的連線可形成統一滑面(見圖1)。
圖1
滑坡內地表水系不發(fā)育,無季節(jié)性排水溝?;挛挥跒踅野叮拷哟?,水文地質條件簡單,主要為松散堆積層孔隙潛水?;碌叵滤芑w土巖性影響,土體透水性較差,地下水位埋深較淺,推測多為鉆孔殘留水,地表未發(fā)現泉水、明流等。
滑坡穩(wěn)定性計算的方法很多,根據滑坡滑動面的形態(tài)及滑坡的特征以及滑坡穩(wěn)定性計算公式的適用條件,這里采用《地質災害防治工程勘察規(guī)范》(DB50/143—2003)中公式(17)進行計算,基本計算公式如下:
式中:Fs為穩(wěn)定系數;
ai為第i條塊滑動面與水平面的夾角(°);
Ri為作用于第i條塊的抗滑力(kN/m);
Ti為作用于第i條塊滑動面上的下滑分力(kN/m);
Di為第i條塊的動水壓力(kN/m);
Qi為第i條塊的地震力(kN/m);
ψj為傳遞系數;第i條塊的剩余下滑力傳遞至i+1條塊時的傳遞系數(j=i);
Wi為第i條塊自重標準值與相應附加荷載之和(kN/m);
φi為第i條塊土的內摩擦角(°);
Ci為第i條塊土的粘聚力(kPa);
Li為第i條塊滑動面的長度(m);
n為條塊數。
依據《地質災害防治工程勘察規(guī)范》規(guī)范12.1.8規(guī)定:本次計算,由于滑體土滲透系數試驗最大值為0.73×10-7m/s,小于1.0×10-7m/s,故荷載主要考慮了滑坡的自重,不計動水壓力。
計算公式中:
Di為動水壓力,取零;Qi為地震系數,取零。
1)滑體重度(γ)
根據滑坡體的物質組成及其分布特征,經權重計算,滑體土綜合天然重度為20.1kN/m3,飽和重度取20.69kN/m3。
2)滑帶土的抗剪強度(C、Φ)
對滑坡體取代表性的滑帶土樣作了室內抗剪強度試驗,并選取了代表性的滑帶土作了現場大剪試驗。以滑坡滑帶土的現場大剪試驗為基礎,結合滑帶土的室內試驗成果特征及其滑帶土特征,經綜合分析,滑帶土的天然抗剪強度Φ取12.5°、C取22.7kPa,飽和抗剪強度Φ取9.2°、C取15.8kPa。
選取代表性計算剖面剖面1、2、3,進行2種工況的計算,計算工況及計算成果見表1。
表1 穩(wěn)定性系數Fos計算成果表
滑坡穩(wěn)定性計算結果表明:天然狀態(tài)下(工況Ⅰ),滑坡穩(wěn)定性系數Fs=1.09~1.45,處于穩(wěn)定狀態(tài);暴雨(工況Ⅱ)時,滑坡穩(wěn)定性系數Fs=0.77~1.01,處于不穩(wěn)定和欠穩(wěn)定狀態(tài),勘察期間,下小雨時,滑坡1—1′剖面附近有二次滑移現象,與實際情況吻合。
綜上所述,該滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),暴雨時處于不穩(wěn)定及欠穩(wěn)定狀態(tài)。
滑體主要由粉質粘土組成,少量為粉質粘土及碎石土,含量約5%??碧浇沂净禄嬷饕鼗摇只疑圪|粘土中滑動。前緣滑面順直,傾角近水平,后緣滑面近似于圓弧形,傾角20°~74°,變化較大。該滑坡滑床形態(tài)總體連接圓順,無突變現象。
滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),暴雨時處于不穩(wěn)定及欠穩(wěn)定狀態(tài)。
[1]水電水利工程邊坡工程地質勘察技術規(guī)程.中國電力出版社,2006,9.
[2]地質災害防治工程勘察規(guī)范(DB50/143-2003),2003.