李 科

(廣西梧州通洲物流有限公司，廣西 梧州 543000)

某景區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害分析及治理

李 科

(廣西梧州通洲物流有限公司，廣西 梧州 543000)

以某景區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害緊急治理工程為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、鉆孔開(kāi)挖、標(biāo)貫測(cè)試及穩(wěn)定性計(jì)算，認(rèn)為上部滑體填土與下部滑床粉質(zhì)黏土形成結(jié)構(gòu)相對(duì)軟弱面，受連續(xù)性降雨影響土體抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致土坡滑動(dòng)失穩(wěn)，提出了采用抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索+截排水+封閉壓實(shí)土體的綜合治理方法，治理效果良好。

滑坡，抗剪強(qiáng)度，安全系數(shù)，穩(wěn)定性

滑坡是一種常見(jiàn)的坡地地質(zhì)災(zāi)害，指斜坡上的土體或巖體在一定的外部條件影響下，受重力作用而沿著剪切破壞面，整體或局部向下失穩(wěn)滑動(dòng)[1]。我國(guó)幅員遼闊，各地地質(zhì)條件不一，致使滑坡失穩(wěn)成因復(fù)雜[2]。降雨是大多數(shù)邊坡失穩(wěn)的主要促發(fā)原因。降雨期間，滲入邊坡土中的雨水引起吸力的降低，從而降低土的抗剪強(qiáng)度，最終導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)[3,4]。南方地區(qū)季節(jié)性雨量充沛，且多為持續(xù)性強(qiáng)降雨，滑坡地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生[5]。本文結(jié)合某景區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害緊急治理工程，對(duì)滑坡形成的基本條件、影響因素、形成機(jī)制及坡體穩(wěn)定性展開(kāi)分析，并提出滑坡治理的方案措施，以期為類似滑坡治理工程的分析和計(jì)算提供參考。

1 工程概況

1.1 基本概況

某景區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理工程滑坡段原為沖溝，經(jīng)填土形成邊坡，填土邊坡上有一長(zhǎng)約80 m的道路。邊坡整體滑坡縱向長(zhǎng)107 m，形成泥石流流動(dòng)距離110 m，滑坡體上部橫向?qū)?0 m，下部橫向?qū)?3 m；滑體滑動(dòng)前平均厚10.8 m，平面分布面積1.8×104m2，總體積約2.1×104m3(如圖1所示)。景區(qū)80 m道路被毀，并影響到下方居住區(qū)，直接經(jīng)濟(jì)損失約600萬(wàn)元?；碌燃?jí)為二級(jí)。

1.2 工程地質(zhì)概況

滑坡原場(chǎng)地填土邊坡高差約33 m，坡度約22°～30°，在滑坡南側(cè)有約110 m長(zhǎng)的沖溝，沖溝寬度約20 m，沖溝地形較平坦?；轮饕獮樘钔敛环€(wěn)定形成的滑坡，泥石流則主要為滑坡堆積物在雨水作用下沿下部沖溝形成的泥流。

根據(jù)鉆探深度范圍內(nèi)揭露的巖土層分布，勘查場(chǎng)地上部為素填土層及表土層，下部為第四系殘積層，基巖為上第三系始新統(tǒng)下

段泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、粉砂巖與泥巖互層。結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)，場(chǎng)地巖土層分布及主要參數(shù)從上到下依次分述如表1所示。

表1 土層分布及主要參數(shù)表

1.3 水文地質(zhì)概況

滑坡區(qū)域場(chǎng)地地勢(shì)較陡，地表水排泄順暢。由于場(chǎng)地內(nèi)填土較厚，透水性較強(qiáng)，降雨會(huì)導(dǎo)致填土層含水過(guò)飽和，易發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

地下水有上層滯水和孔隙裂隙水。含水層具有層位多，層間水力聯(lián)系差的特點(diǎn)。泥巖地基屬Ⅱ級(jí)膨脹土地基。在干燥情況下大氣影響深度內(nèi)含水量會(huì)發(fā)生變化，近地表會(huì)形成眾多干縮裂隙。

2 滑坡分析

2.1 滑體特征

滑坡區(qū)主要為沖溝上的新近填土區(qū)，滑體土層主要為人工填土層，為滑坡前緣挖開(kāi)填土后的原地表耕植土(如圖2所示)。

2.2 滑面特征

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和豎井開(kāi)挖情況以及探槽開(kāi)挖后綜合對(duì)比分析，滑面主要為新近填土于粉質(zhì)粘土接觸的界面上，如圖3所示。而在殘坡積層及以下地層中未見(jiàn)明顯錯(cuò)動(dòng)。

2.3 滑床特征

滑床主要為殘坡積層的粉質(zhì)粘土，硬塑狀，稍濕，土質(zhì)均一，粘性好。其下覆基巖為第三系泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、粉砂巖與泥巖互層。

2.4 滑坡原因分析

受臺(tái)風(fēng)影響，滑坡事發(fā)時(shí)段該地區(qū)出現(xiàn)高強(qiáng)度的大暴雨。而滑坡體主要為新近填土，土質(zhì)松散，水理性能較差。其與下部滑床粉質(zhì)黏土存在明顯力學(xué)差異，結(jié)構(gòu)面形成相對(duì)軟弱面。一方面，暴雨沿坡體后緣拉裂縫下滲，潛在滑面巖土體孔隙水壓力增加，有效應(yīng)力降低，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低；另一方面，雨水進(jìn)入斜坡體后，產(chǎn)生了巨大的靜水壓力和浮托力，導(dǎo)致滑坡下滑力增大，而抗滑力減小，從而導(dǎo)致滑坡滑動(dòng)失穩(wěn)。

3 穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)

基于標(biāo)貫試驗(yàn)及土工試驗(yàn)成果以及滑坡體復(fù)原反算等綜合方法確定的各巖土層參數(shù)值，對(duì)滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算在原滑坡地形選取三道剖面，同時(shí)計(jì)算滑坡滑動(dòng)后滑坡后壁的穩(wěn)定性，剖面方向大致與主滑方向一致，穩(wěn)定性計(jì)算采用通用的傳遞系數(shù)法。

3.1 計(jì)算參數(shù)選取

通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)、反算法、工程類比確定滑坡土層計(jì)算參數(shù)。

1)室內(nèi)試驗(yàn)。根據(jù)鉆孔所取原狀樣的室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)得其平均值：c=20.43 kPa，φ=14.7°。

2)反算法。在地形上對(duì)原滑坡進(jìn)行復(fù)原，暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)取0.91，考慮土體完全飽和，但不考慮水壓力，反算結(jié)果為：c=13.4 kPa，φ=8.5°。

3)工程類比。工程類比選取距離該滑坡約3 km遠(yuǎn)的該地區(qū)種苗基地南側(cè)滑坡治理工程。其滑面也為填土與原狀土的接觸面，土層組成及分布相似，其抗剪強(qiáng)度參數(shù)為：c=14 kPa，φ=10°。

綜合以上室內(nèi)試驗(yàn)、反算法和工程類比經(jīng)驗(yàn)綜合確定滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)結(jié)果如表2所示。

表2 滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)反算結(jié)果表

3.2 計(jì)算模型及計(jì)算工況

1)計(jì)算模型。采用傳遞系數(shù)法對(duì)各剖面進(jìn)行計(jì)算時(shí)，取滑坡的單位寬度為1.0 m，簡(jiǎn)化為二維模型進(jìn)行計(jì)算。

2)荷載組合。因滑體無(wú)集中荷載，基本荷載主要為滑體的自重?；w受連續(xù)暴雨影響產(chǎn)生滑坡，故取滑坡全部飽水狀態(tài)。即荷載組合為①自重+②地下水作用力。

3)計(jì)算工況。計(jì)算工況分為①天然狀態(tài)(自重)及②暴雨?duì)顟B(tài)。

3.3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

穩(wěn)定性計(jì)算公式:

(1)

Ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)·tanφi+1

(2)

(3)

其中，F(xiàn)S為穩(wěn)定系數(shù)；Qi為第i塊段滑體所受的重力,kN/m；Ri為作用于第i塊段的抗滑力,kN/m,Ri=Nitanφi+Ci·Li；Ni為第i塊段滑動(dòng)面的法向分力,kN/m,Ni=Qicosθi；φi為第i塊段土的內(nèi)摩擦角,(°)；Ci為第i塊段土的粘聚力,kPa；Li為第i塊段滑動(dòng)面的長(zhǎng)度,m；Ti為作用于第i塊段滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力,kN/m，Ti=Qisinθi，出現(xiàn)與滑動(dòng)方向相反的滑動(dòng)分力時(shí)，Ti應(yīng)取負(fù)值；Ψj為第i塊段剩余下滑動(dòng)力傳遞至i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i)。

3.4 計(jì)算結(jié)果分析

如表3所示，在天然狀態(tài)下該滑坡各段穩(wěn)定性安全系數(shù)均處于穩(wěn)定狀態(tài)。但在暴雨?duì)顟B(tài)下，滑坡體全段均發(fā)生失穩(wěn)，安全系數(shù)僅為0.85左右，可見(jiàn)滑坡體的結(jié)構(gòu)性差，受暴雨影響較大?；w后壁結(jié)構(gòu)性較好，受暴雨影響其抗滑穩(wěn)定性下降21.6%，且仍能保持穩(wěn)定。

表3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算表

4 治理措施

由以上分析可見(jiàn)，暴雨是滑坡發(fā)生滑動(dòng)的主要誘發(fā)因素。因此，滑坡治理的重點(diǎn)應(yīng)該以“擋”為主，綜合治理。

1)抗滑樁是處理表層滑坡常用的技術(shù)方法，具有抗力大，施工機(jī)械速度快，施工場(chǎng)地要求低等優(yōu)點(diǎn)。由于本次滑坡方量大，推力較大，不宜單獨(dú)使用，故采取樁與預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合加固的方法。2)滑坡治理，治水是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)采用的截排水措施包括坡體外設(shè)置截水溝，隔斷外圍地表水流入坡體；坡體內(nèi)設(shè)排水盲溝，疏干坡體內(nèi)的水。并對(duì)滑坡體周邊表面的裂縫，用粘性土覆蓋；對(duì)換填坡體碾壓密實(shí)。

綜上所述，設(shè)計(jì)采取的治理措施為抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索+排水。抗滑樁共28根，分別為19根樁長(zhǎng)為20 m和9根樁長(zhǎng)為18 m，樁間距均為3.0 m，樁徑均為1.5 m；預(yù)應(yīng)力錨索共26根，錨固長(zhǎng)度為10 m，總長(zhǎng)27 m，為永久支護(hù)錨索。

5 結(jié)語(yǔ)

邊坡失穩(wěn)與其地質(zhì)構(gòu)成、地下水狀況及外部條件有關(guān)。南方地區(qū)溫潤(rùn)多雨，邊坡失穩(wěn)受暴雨影響較多，而受其他外荷載導(dǎo)致失穩(wěn)情況較少。對(duì)邊坡失穩(wěn)的調(diào)查研究應(yīng)從地質(zhì)勘查(包括滑坡體及滑坡面巖土工程特征)、水文環(huán)境勘察、穩(wěn)定性計(jì)算分析等方面展開(kāi)。本次滑坡從地質(zhì)勘察來(lái)看，滑床及下部為粉質(zhì)黏土、泥巖等，結(jié)構(gòu)性較好；滑坡體則為耕填土，土質(zhì)較松散，一旦滑坡將沿此滑動(dòng)面發(fā)生明顯錯(cuò)動(dòng)。受外界連續(xù)降雨影響，地下水位產(chǎn)生明顯上升，滑體處于長(zhǎng)期飽水狀態(tài)，抗滑力明顯下降，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算暴雨?duì)顟B(tài)下安全系數(shù)下降約25%，坡體全面失穩(wěn)。

對(duì)這類滑坡地質(zhì)災(zāi)害的治理，重點(diǎn)應(yīng)放在截水上，通過(guò)截水、排水、封閉裂縫等措施最大限度地減少水對(duì)坡體的影響?？够瑯妒腔轮卫淼某Ｓ么胧?，對(duì)松散堆積體可輔以擋土墻進(jìn)行治理。但對(duì)本文所述滑坡推力較大的坡體，應(yīng)加設(shè)永久支護(hù)錨索，進(jìn)一步保障坡體的抗滑穩(wěn)定。本文采用的滑坡治理措施，治理兩年來(lái)未發(fā)生不良地質(zhì)現(xiàn)象，治理效果良好，可為其他地區(qū)相關(guān)滑坡治理提供參考。

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The analysis and treatment of landslide hazard for certain scenic spot

LI Ke

(TongzhouLogisticsCo.,LtdofWuzhouinGuangxi,Wuzhou543000,China)

In a scenic spot landslide hazard emergency treatment project as an example, through field investigation, drilling and excavation, standard penetration test and stability calculation, the results indicate that the upper sliding body and the lower part of the sliding bed filling silty clay formation structure is relatively weak, due to continuous rainfall soil shear strength reduction, resulting in the slope slide instability, this paper used comprehensive treatment method for anti-slide pile+prestressed anchor cable+cut drainage+closed compacted soil, the treatment effect has been great.

landslide, shear strength, safety coefficient, stability

2014-07-16

李 科(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0098-03

TU413.62

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