長汀縣河田雞保種場填土邊坡巖土工程勘察分析

蘇俞曉

（福建省第二地質(zhì)勘探大隊，福建 永安 366000）

0 引言

山區(qū)工程建設(shè)，為滿足擬建場地空間布置需要，開挖多會在場地外側(cè)形成高度不等的填方邊坡，極易誘發(fā)滑坡。為確保坡頂擬建工程的安全，切實維護人民生命財產(chǎn)，必須慎重解決邊坡的穩(wěn)定和治理問題。因此，在前期勘察設(shè)計工作中，就應該有針對性的勘察方案，分析預測滑坡可能失穩(wěn)破壞的形式、規(guī)模與危害性，結(jié)合防治工程布署，提出詳細的巖土工程地質(zhì)資料及防護工程設(shè)計、施工所需的巖土技術(shù)參數(shù)，并提出滑坡防護措施建議。

1 場地概況

2006年，國家質(zhì)檢總局批準對長汀河田雞實施地理標志產(chǎn)品保護，在長汀縣河田鎮(zhèn)新建河田雞保種場。場地按規(guī)劃平整后，東側(cè)場地堆填形成人工填方高邊坡。邊坡長約172.11m，走向近南-北，坡高約39m，分三級堆填，分級高約10m，坡度約45°，中間馬道寬約2.6m，無支護措施。人工邊坡坡頂為河田雞保種場場區(qū)，距離坡頂線約1～6m為擬建孵化房；坡腳為鄉(xiāng)間道路。工程區(qū)局部地貌見圖1所示。

圖1 工程區(qū)局部地貌

整個填方邊坡以土質(zhì)邊坡為主，局部坡段為已發(fā)生滑坡地質(zhì)災害。在野外調(diào)查及收集到的場地鉆探資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合新形成邊坡的規(guī)模形態(tài)、工程地質(zhì)條件、巖土體結(jié)構(gòu)等情況，對邊坡進行治理，在確保邊坡基本穩(wěn)定的前提下考慮經(jīng)濟、施工便利性的要求。

2 勘察技術(shù)原則與方法

勘查工作在收集場地原始地形地質(zhì)資料，綜合分析已收集資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)場地地形和任務要求，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》[1]及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》[2]，勘查勘探線布置主要沿現(xiàn)狀邊坡的縱向布設(shè)，共布置10個主勘探斷面，4個次勘探斷面，共35個鉆探孔。采用工程測繪、地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、重型圓錐動力觸探試驗、標準貫入試驗、室內(nèi)常規(guī)土工試驗、飽和剪切試驗、滲透試驗、水質(zhì)簡分析、巖石抗壓試驗等相結(jié)合的方法進行。針對填土邊坡的特點，勘察中采用了單動三重管取土器以回轉(zhuǎn)非行原狀土樣采取，取樣質(zhì)量達I-I級，有效保證了測試數(shù)據(jù)的可靠。勘探點布設(shè)平面圖見圖2所示。

圖2 勘探點布設(shè)平面圖

3 工程地質(zhì)條件

3.1 地形

擬建工程區(qū)屬丘陵地貌，場地地形西高東低，山體自然地形坡度15°～25°，植被發(fā)育，以灌木、雜草為主。

3.2 氣象水文

河田鎮(zhèn)地處中亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫和適中，日照充足，一年四季分明，雨量充沛，降雨量受地理位置、地形和氣候影響，年降雨分布不均勻，多幾種在梅雨和臺風季節(jié)，3～9月降雨量達全年的80%，多年平均降雨量約1700mm，多年平均蒸發(fā)量1400mm，常年相對濕度80%以上。根據(jù)長汀縣關(guān)氣象站資料統(tǒng)計，多年平均日照數(shù)1852.5h，多年平均氣溫18.3℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫-6.5℃，無霜期260d左右，多年平均風速1.4m/s，最大風速17.3m/s，多年平均最大風速12.4m/s，最大風速在臺風期。

工程區(qū)無地表水系分布，雨季時，山體表部匯水從人工邊坡滲流而下，邊坡表部存在水流沖刷的痕跡。

3.3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水動力特征，工程區(qū)及附近地下水類型可劃分為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水兩類。

（1）松散巖類孔隙潛水。含水層主要分布在山體緩坡地帶及山前平地，含水層巖性為回填土，透水性一般。主要接受大氣降水補給，大部分沿基巖面向下排泄，少部分下滲補給基巖裂隙水。水量受季節(jié)影響較大，因含水層厚度較小，水量一般較小，總體上松散巖類孔隙水水量一般。

（2）基巖裂隙水。基巖裂隙水主要賦存于基巖的層面、風化裂隙、構(gòu)造裂隙之中，層內(nèi)無統(tǒng)一的地下水位。基巖裂隙水主要受大氣降水補給和部分第四系孔隙水補給，地下水沿裂隙從地形高處向地形低洼處徑流，流向與地形坡向基本一致，水量較為貧乏。

3.4 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)《福建省區(qū)域地質(zhì)志》[3]，長汀大地構(gòu)造位于閩西南坳陷的西側(cè)、明溪-武平坳陷Ⅱ1帶內(nèi)、泉上-長汀復向斜Ⅱ1A南端。地區(qū)構(gòu)造格局定型于燕山晚期，屬閩西新構(gòu)造活動帶中的相對穩(wěn)定地塊。地層巖性為侏羅系漳平組粉砂巖，層狀結(jié)構(gòu)，層狀層理，層面逆坡，泥質(zhì)黏結(jié)，產(chǎn)狀為SW205°∠65°。整體上呈自上而下漸弱趨勢，據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料表明擬建場地無大斷裂通過，本次勘察也未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。場地周邊未發(fā)現(xiàn)不良埋藏物存在。

3.5 各巖土層特征及分布情況

根據(jù)鉆探揭露，將場地勘探深度內(nèi)巖土體按其成因、時代、埋藏分布規(guī)律、巖性特征及其物理力學性質(zhì)，劃分為3個工程地質(zhì)層，現(xiàn)自上而下分述如下：

①素填土（Qhml）：棕紅色，褐紅色，濕，松散-稍密，成分以黏性土為主，夾雜少量砂粒和砂巖風化碎屑，堆填年限約5年。由于堆填過程未嚴格按規(guī)范要求進行分層壓密處理，土質(zhì)均勻性較差，力學強度低，工程地質(zhì)性能較差，厚度3～13.8m。

②砂巖殘積黏性土：褐黃色，很濕，可塑～硬塑狀態(tài)，泡水后易軟化。

③強風化砂巖：黃灰黑色、黃褐色，巖芯呈碎塊狀-短柱狀。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡特征等，對邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)進行定性評價[4，5]，對邊坡潛在變形破壞及趨勢進行判斷。

4.1 定性分析

（1）人工開挖形成的陡坎，前部無支撐，填方邊坡大部分坡度達40°～55°。地形上的陡變使巖土體內(nèi)部剪應力增大，降低了坡體的穩(wěn)定性。局部坡段為已發(fā)生滑坡地質(zhì)災害。

（2）素填土，巖土體抗剪強度較低，物理力學性質(zhì)較差，且尚未完成自重固結(jié)，上下部分固結(jié)情況不同，滲透性不同，易使下滲地表水在坡體內(nèi)富集，逐漸形成軟弱滑裂面。

（3）當遭受持續(xù)降雨或短時暴雨時，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強度降低，TK點人工填方邊坡坡內(nèi)可能形成穩(wěn)定的地下水通道，有可能發(fā)展成沿基巖覆蓋面或土層內(nèi)部原始地面形成的潛在滑移面，且?guī)r層傾向與斜坡坡向基本一致，易形成良好的順坡滑動面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩(wěn)。故斜坡未來的發(fā)展趨勢為滑坡（蠕滑后拉裂，而后整體滑坡）。

平整場地大面積堆填，形成高陡填方邊坡，破壞了原始地質(zhì)環(huán)境條件和自然斜坡應力平衡條件；人工邊坡表層填土固結(jié)不均，結(jié)構(gòu)較松散，有利于地表降水等下滲、富集及順坡向徑流、排泄，軟化土體形成順坡向軟弱滑動面；雨季長時間降雨滲入填方區(qū)，素填土上部土體飽和、重度加大，外加坡頂廠房及生產(chǎn)活動外加荷載作用，連續(xù)強降雨成為潛在滑坡體形成的主要誘發(fā)因素，潛在滑坡模式為先推移后牽引。

4.2 定量分析

場地內(nèi)主要土層均進行了原位測試或室內(nèi)試驗，取得測試數(shù)據(jù)。本次勘察所取得的測試數(shù)據(jù)客觀真實，符合場區(qū)地層的實際情況。在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)規(guī)范及地區(qū)經(jīng)驗，提供各巖土層參數(shù)，具體參數(shù)見表1。

表1 邊坡巖土體穩(wěn)定性計算參數(shù)

邊坡采用北京理正研制的《邊坡穩(wěn)定分析》軟件的松散層穩(wěn)定性計算方法進行分析。選用瑞典圓弧滑動法，對代表性剖面進行建模（如圖3所示），計算機自動搜索最危險滑動面。從計算結(jié)果可知天然狀態(tài)下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.001，處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。飽和狀態(tài)下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為0.558，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 邊坡穩(wěn)定分析模型

當遭受持續(xù)降雨或短時暴雨時，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強度降低，坡內(nèi)可能形成穩(wěn)定的地下水通道，有可能發(fā)展成沿基巖覆蓋面或土層內(nèi)部沿地下水連線面形成的潛在滑移面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩(wěn)，存在發(fā)生整體滑坡或局部崩塌地質(zhì)災害的可能，須及時采取有效的措施對該潛在滑坡進行綜合治理。

4.3 防治工程方案建議

依據(jù)對潛在滑坡的穩(wěn)定性及其影響因素的分析，結(jié)合其工程地質(zhì)概況：巖中下部埋深在3～13.8m之間，基巖巖面在縱向方向上的坡度26°～45°之間，坡度較陡，錨桿施工較為便利（長度不大）。設(shè)計采用錨桿+抗滑擋墻支護。及時做好相應的反濾層、泄水孔、坡頂?shù)淄鈧?cè)設(shè)置截水溝及地表防滲截排水溝或坡面急流槽等疏通、排水措施。為減少坡面流水沖刷，減少邊坡裸露視覺污染，對新邊坡坡面采用噴混植生綠化護坡。本次治理，設(shè)計期限內(nèi)邊坡穩(wěn)定，消除安全隱患。遵循了技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性、施工便利性的原則。

5 結(jié)束語

邊坡治理是一項風險性較大的工作，在整個治理過程中進行全過程監(jiān)測，實行信息化管理，對指導開挖施工確保安全是很有必要的，而且是非常重要的。在治理過程中及治理工程實施完畢后，應密切（特別是雨季）關(guān)注邊坡范圍內(nèi)的地形變化情況，若發(fā)現(xiàn)裂縫等地質(zhì)異常情況，應及時通知相關(guān)人員，采取相應的緊急避險措施，同時向當?shù)卣椭鞴懿块T報告。