貴陽市某滑坡成因機(jī)制分析及加固措施探究

[摘要]滑坡受長期降雨影響，再次發(fā)生滑動(dòng)的可能性較大，需要采取對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行加固治理。本文以織金縣白泥鎮(zhèn)新大街浪風(fēng)臺(tái)為例，該滑坡為一淺層的土質(zhì)滑坡，滑坡區(qū)原為沖溝，有利于雨水下滲匯集，加之未修建排水邊溝，多處裂縫導(dǎo)致雨水沿裂縫長時(shí)間大量灌入，坡體飽水形成滑坡。采用定量方法對(duì)滑坡在自重和自重+暴雨2中工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)滑坡滑動(dòng)后在暴雨作用下安全系數(shù)儲(chǔ)備不足，采取樁板墻、削方對(duì)滑坡進(jìn)行防治，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算分析滑坡穩(wěn)定性系數(shù)得到了大幅提高，治理效果明顯，為類似工程提供重要的參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]滑坡；成因分析；穩(wěn)定性；防治措施

在降雨、地震等外部條件的作用下，部分自然坡體容易由穩(wěn)定狀態(tài)逐漸變?yōu)槭Х€(wěn)狀態(tài)，而滑坡失穩(wěn)造成的事故較為嚴(yán)重，因此引起了諸多研究和實(shí)踐人員的關(guān)注[1-4]。張盧明等[5]以某滑坡為例，采用有限差分動(dòng)力分析法對(duì)整治后的滑坡進(jìn)行抗震穩(wěn)定性分析，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)評(píng)估坡體的安全性。趙晉乾[6]以下個(gè)寮大型深層凝灰?guī)r滑坡體實(shí)例，分析了大型深層凝灰?guī)r滑坡勘察的難點(diǎn)，提出了綜合勘察新思路。綜上所述，由于滑坡地質(zhì)條件的不同，導(dǎo)致許多滑坡需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際條件分析其成因并因地制宜提出更為合適的防治措施，本文以貴陽市某滑坡為案例，在對(duì)滑坡地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察分析后開展穩(wěn)定性分析，并據(jù)此提出工程防治措施建議，以期為類似工程施工提供技術(shù)參考。

1.滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1地形地貌

勘查區(qū)位于織金縣白泥鎮(zhèn)新大街浪風(fēng)臺(tái)，勘查區(qū)屬侵蝕-剝蝕斜坡地貌，總體地勢(shì)西北高，東南低，最高點(diǎn)位于西北面坡體頂部，海拔高程為1521.0m，最低點(diǎn)位于東南面洼地，海拔高程為1392.0m，相對(duì)高差為129.0m，為低中山山地類型，總體地形坡度15°～35°，滑坡后緣為新大街，前緣為一陡斜坡，高度20～22.0m，坡度75°～85°，坡面巖石出露，如圖1所示。

1.2氣象水文

勘查區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季分明，充分體現(xiàn)了低緯度高原山區(qū)的氣候特征，根據(jù)織金縣氣象局氣象資料，勘查區(qū)年平均氣溫15.3℃，極端最高氣溫37.7℃，極端最低氣溫-6.6℃。年平均降水量1446.7mm，汛期（5-9月）降雨占全年降水量的80%以上，冬季降雨則僅占約20%。歷年平均風(fēng)速2.3m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。主要災(zāi)害性天氣有干旱、倒春寒、暴雨、冰雹及凌凍。20年一遇小時(shí)降雨量為65mm。

勘查區(qū)屬長江流域?yàn)踅担浇约爸苓厖^(qū)域無河流通過，雨季，地表水沿地表徑流，匯聚于坡體中后部的小沖溝中，整體由西北至東南流向于東南洼地中，排泄至勘查區(qū)域外。

2.滑坡體基本特征

2.1滑坡體基本特征

2.1.1滑體特征

滑坡區(qū)原為一自然沖溝，白泥鎮(zhèn)修建新大街時(shí)將沖溝填埋，并在前緣修建了一排抗滑樁（共9根）。2020年8月，持續(xù)性強(qiáng)降雨，大量雨水沿新大街匯聚至滑坡區(qū)，雨水下滲土體，導(dǎo)致了滑坡的發(fā)生。滑坡平面上呈不規(guī)則形狀，主滑方向100°，斜長約58.0m，橫寬約70.0m，平均厚度約9.0m，體積約3.65×104m3。前緣為一陡斜坡，高度20～22.0m，坡度75°～85°，坡面巖石出露。滑體主要物質(zhì)組成為填土和粘土，屬淺層小型土質(zhì)滑坡。滑坡范圍后緣以新大街坍塌下錯(cuò)陡坎以及路邊開裂變形區(qū)域?yàn)榻纾覀?cè)以已發(fā)生滑坡側(cè)緣剪切面為界，左側(cè)以路面變形一線為界，前緣以陡斜坡臨空面為界，臨空面高22～25m。目前，滑坡體后緣和兩側(cè)形成陡坎，平面形態(tài)呈舌形，前緣地面多處開裂下錯(cuò)，前緣坡體臨空，受長期降雨影響，再次發(fā)生滑動(dòng)的可能性較大，嚴(yán)重危及滑坡下方鄉(xiāng)村公路過往車輛及村民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

根據(jù)調(diào)查、勘查，區(qū)內(nèi)地層主要由第四系填土（Qml）、第四系殘坡積黏土（Qel+dl）、二疊系樂平統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）構(gòu)成。

區(qū)域構(gòu)造上位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)、無區(qū)域性斷裂構(gòu)造、活動(dòng)性斷裂構(gòu)造經(jīng)過。滑坡區(qū)發(fā)育一條次級(jí)斷層，產(chǎn)狀為328°∠48°，斷層性質(zhì)為正斷層。斷層帶寬度1.0m，見水滲出，水量甚微。巖層傾向130°，傾角3°，地層緩傾，層理清楚，節(jié)理不甚發(fā)育，巖體較完整。地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

（1）第四系填土

上部由大渣石、碎石、瀝青混凝土組成，厚度約0.5m；下部由灰黃色粘土、碎石、塊石組成的素填土，結(jié)構(gòu)較松散，上部稍濕，下部濕-很濕。碎石含量約20%，粒徑0.1～2cm不等，塊石含量5%，塊體5cm×4cm×4cm-15cm×14cm×13cm。分布不勻，厚度不均勻，主要沿道路東面斜坡分布，回填堆積時(shí)間約8年。

（2）第四系殘坡積黏土

黃褐色、灰黑色，可塑，分布于整個(gè)斜坡坡區(qū)。根據(jù)鉆探揭露，厚度為6～8m。厚度變化大，分布不均，西面較厚，中后部較薄。

（3）二疊系樂平統(tǒng)龍?zhí)督M粉砂質(zhì)泥巖、砂巖

巖性為灰綠色、灰黑色薄至厚層粉砂質(zhì)泥巖、砂巖。粉砂質(zhì)泥巖巖質(zhì)較軟，在巖土接觸面附近部分巖體呈強(qiáng)風(fēng)化，巖體破碎，巖質(zhì)軟，鉆進(jìn)速度快，巖芯呈碎塊狀、砂狀，巖芯采取率低；中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖質(zhì)較軟，巖體較完整，鉆進(jìn)速度快，巖心呈塊狀、砂狀、柱狀，巖心采取率高。中風(fēng)化砂巖，巖質(zhì)較硬，巖體較完整，鉆進(jìn)速度慢，巖心呈塊狀、柱狀，巖心采取率高。

2.1.2滑面及滑床基本特征

滑體物質(zhì)組成主要為填土和含碎石粘土，填土呈灰黃色，松散，碎石含量約20%，粒徑0.1～2cm，層厚2.0～8.0m；粘土層，可塑狀，層厚0.5～13.0m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及鉆探揭露情況，并結(jié)合滑坡區(qū)巖土結(jié)構(gòu)特征分析，推測(cè)滑面部分為巖土接觸面，部分處于填土、粘土內(nèi)部，滑面形狀為折線形。滑帶土為灰黑色粉質(zhì)粘土，呈可-軟塑狀。

3.滑坡形成機(jī)制分析

根據(jù)裂縫分布情況，坡體變形的先后順序綜合分析，滑坡的形成可分為兩個(gè)階段。

第一階段：在持續(xù)性降雨影響下，新大街成為一條寬大的排水溝，大量的雨水向滑坡區(qū)域匯集，受降雨影響，土體發(fā)生下錯(cuò)式的滑動(dòng)，在滑坡后緣形成坡度較大的圈椅狀錯(cuò)落坎。

由于下滑力較大，既有抗滑樁未能有效支擋，造成抗滑樁發(fā)生傾斜位移，此階段樁的位移量不大，約30～50cm，擋土板未被剪斷。此時(shí)，滑坡前緣臨空處的土體在上層滯水作用下發(fā)生了滑塌，但臨空面頂部至既有抗滑樁之間的土體尚未發(fā)生開裂變形。

第二階段：2020年8月正值雨季，降雨頻繁且雨量較大，松動(dòng)的滑坡堆積體更有利于雨水下滲，加之新大街路面雨水的不斷滲入，逐漸降低了臨空面頂部至既有抗滑樁之間土體的抗剪強(qiáng)度，使土體逐漸失去抵抗能力，逐漸出現(xiàn)開裂、下錯(cuò)變形，并向前緣臨空處滑塌，逐漸向后發(fā)展，不僅數(shù)量增多，而且裂縫寬度不斷增大，錯(cuò)落高度不斷增大，直至影響到已經(jīng)發(fā)生傾斜的既有抗滑樁，使得既有抗滑樁再次發(fā)生傾斜變形，在主滑方向上最大位移量達(dá)3.5m，6根嚴(yán)重傾斜，樁間板（素混凝土板）被錯(cuò)斷成幾段。

4.滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

4.1試驗(yàn)參數(shù)選取

通過極限平衡反演分析法、經(jīng)驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)及滑坡變形的具體情況，綜合分析取值如表1所示。

4.2計(jì)算剖面、模型與工況

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算選取具有代表性的剖面，根據(jù)滑坡變形特征選取1-1’、2-2’和3-3’剖面作為穩(wěn)定性計(jì)算剖面，平面圖如圖2所示。由于織金縣的抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，動(dòng)峰加速度為0.05g，可不考慮地震的影響。其荷載包括基本荷載和特殊荷載，具體可分為以下2種工況：工況一：自重；工況二：自重+暴雨。4.3計(jì)算方法

4.4計(jì)算結(jié)果

根據(jù)反演分析結(jié)果，進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，滑坡后發(fā)現(xiàn)1-1’剖面在工況一和二情況下安全系數(shù)分別為1.272、1.123；2-2’剖面在工況一和二情況下安全系數(shù)分別為1.222、1.107；3-3’剖面在工況一和二情況下安全系數(shù)分別為1.286、1.113，均屬于基本穩(wěn)定。由此可知，白泥鎮(zhèn)新大街浪風(fēng)臺(tái)滑坡滑動(dòng)時(shí)，由于受雨滲入、街道匯水灌入影響，土體抗剪強(qiáng)度降低導(dǎo)致滑坡。白泥鎮(zhèn)新大街浪風(fēng)臺(tái)滑坡滑動(dòng)后，工況一（干燥）狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，在工況二狀態(tài)下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但安全系數(shù)儲(chǔ)備不足，在道路恢復(fù)回填后，穩(wěn)定系數(shù)將大幅降低，為避免再次滑動(dòng)造成危害，需要進(jìn)行治理。

5.滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施

5.1防治工程技術(shù)措施

本次防治工程采取的治理措施如下。

（1）抗滑樁支擋工程

滑坡南面原始地形為沖溝，沖溝內(nèi)第四系殘坡積黏土層厚度較大，部分滑面位于粘土層內(nèi)，粘土呈可塑狀，因此位于此部分的抗滑樁須嵌入到中風(fēng)化砂巖穩(wěn)定層，避免產(chǎn)生傾倒破壞，并采用冠梁將各個(gè)抗滑樁連接起來，嵌入滑面以下6～12m。

（2）削方減載與回填

樁板墻施工完成后，對(duì)樁板墻后背坡面進(jìn)行回填加固處理，以確保施工完成后的道路通行安全。對(duì)房屋局部懸空段進(jìn)行回填處理，以避免房屋墻角懸空處進(jìn)一步擴(kuò)大造成房屋破壞，實(shí)際防治中減載量1630方。

（3）截排水措施

滑坡凹槽回填完成后，沿道路路緣石修建排水溝（PSG1），將大部分路面匯水排到南面公路既有排水邊溝，減少滲入坡體水量，減輕坡體變形。在擬建抗滑樁西面一定距離布置截排水溝（PSG2），將滑坡區(qū)部分雨水匯集后，排到公路既有邊溝，減輕前緣土體變形。

5.2滑坡治理后的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

采取樁板墻、削方后，樁板墻可對(duì)中上部滑體進(jìn)行有效支擋，只對(duì)前緣滑體采取部分削方后的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算，穩(wěn)定性系數(shù)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)如下表2。

從表2可知，樁板墻對(duì)中上部滑體進(jìn)行支擋后，前緣滑體部分削方后，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)得到了大幅提高，處于穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到了治理的目的。

6.結(jié)語

（1）織金縣白泥鎮(zhèn)新大街浪風(fēng)臺(tái)滑坡為一淺層的土質(zhì)滑坡，滑坡區(qū)原為沖溝，有利于雨水下滲匯集，前緣為陡斜坡，存在臨空面，為坡體剪出提供了臨空條件。強(qiáng)降雨是該滑坡產(chǎn)生的主要促發(fā)因素。加之在修建新大街時(shí)未修建排水邊溝，雨水沿道路流淌，道牙安裝不穩(wěn)定，部分道牙破損嚴(yán)重，滑坡段道牙與瀝青路面分離形成裂縫，導(dǎo)致雨水沿裂縫長時(shí)間大量灌入，造成坡體土體飽水形成滑坡。

（2）采用定量方法對(duì)滑坡在自重和自重+暴雨工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)，滑坡滑動(dòng)后在自重+暴雨?duì)顟B(tài)下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但安全系數(shù)儲(chǔ)備不足，需要進(jìn)行治理。采用樁板墻對(duì)中上部滑體進(jìn)行支擋后，前緣滑體部分削方后，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)得到了大幅提高，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

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