某地滑坡成因分析及治理措施淺析

吉 海

(貴州地礦地質工程勘察有限公司，貴州 畢節(jié) 551700)

0 引 言

畢節(jié)某地于2020年7月9日發(fā)生滑坡地質災害，滑坡體積19.8×104m3，為中型土質淺表層滑坡。滑坡勘查的主要目的是查明滑坡的地質環(huán)境條件、滑坡規(guī)模、特征及其危害性，然后根據(jù)滑坡的基本特征編制滑坡治理工程設計。通過工程地質調查及測繪，查明滑坡所在位置的地形地貌、地質構造、地層巖性等地質環(huán)境條件、滑坡規(guī)模、特征及其危害性。根據(jù)滑動面的空間形態(tài)特征和巖土體主要物理力學指標，選擇合理的計算模型，對滑坡穩(wěn)定性進行計算，并按照相關規(guī)范和技術標準評價滑坡的穩(wěn)定性。根據(jù)滑坡的變形特征、穩(wěn)定性特征、發(fā)展趨勢及危害性等，提出治理工程措施建議。

1 滑坡規(guī)模形態(tài)

滑坡區(qū)域地形坡度15°左右，滑坡左側緣為天然沖溝，右側緣為垂直巖石陡坎，平面上呈“馬蹄”狀，橫寬平均180 m，縱長190 m，主滑方向275°，滑體物質主要為第四系粉質粘土，平均厚度5.8 m左右，體積19.8×104m3，為中型土質滑坡。該滑坡的邊界均由明顯的變形破壞跡象控制，后緣因滑坡變形造成路面、房屋開裂，路面開裂下挫最大高度約0.2 m左右。

2 滑坡成因分析

經過現(xiàn)場調查并綜合分析，影響該滑坡形成及變形發(fā)展的因素有以下幾點。

2.1 地形地貌

滑坡所處位置為東-南向侵蝕斜坡地段，地形坡度15°左右，巖層產狀306°∠18°，為順向坡，斜坡表層土體易順巖層滑動形成地質災害；除此之外，滑坡區(qū)域處于較低洼處，滑坡區(qū)域不僅第四系殘坡積土厚度相對較大，且有利于地表水、地下水匯集，為滑坡地質災害的形成提供了必要的物源及水源條件。

2.2 建筑荷載

滑坡中上部為居民集中區(qū)，房屋較多，導致斜坡增加了較大的荷載，為斜坡的滑動，提供了動力條件，再結合地形地貌，斜坡前緣較平緩，無臨空面，從而形成了推移式滑坡。

2.3 巖土體組合

勘查區(qū)斜坡表層為第四系殘坡積粉質粘土，透水性差、賦水性好，下伏基巖為侏羅系中下統(tǒng)自流井組砂質泥巖滑床，以中風化為主，滑床結構相對致密且透水性差，即整個斜坡地段巖土體呈“上軟下硬、上松下密”的組合關系。而且，因第四系殘坡積土及下伏基巖的透水性、賦水性差異，地表水滲入地下后在巖土界面匯集形成富水帶，有利于巖土接觸界線附近的巖土體侵蝕軟化，有利于滑坡地質災害的形成及發(fā)展。

2.4 大氣降雨

滑坡所在位置屬于中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)域，大氣降雨豐富，降雨主要集中在6-9月。滑坡不僅受場地地表水和地下水的影響，還受縣道、高速公路遠端補給的地表水和地形較高處地下水的影響；降雨時，因道路排水系統(tǒng)不暢，將遠處的地表水沿著公路帶入到滑坡后緣居民生活區(qū)，由于地形地貌原因，地表水在后緣受到一定的阻隔后，地表水逐漸滲入滑坡體內，從而導致斜坡在此處附近滑動；降雨時，地形較高處地表水滲入地下形成地下水，場地為順向坡，地下水沿巖層面逐漸滲透到場地內。多處雨水和地下水滲入地下一是增加了斜坡表層土體重度，二是地下水對巖土接觸界線以上的土體有侵蝕、軟化的作用，尤其是在沿巖土界線以上一定厚度范圍內形成軟弱面、富水面，特別是形成連續(xù)地下水位及滲透壓力時，極易使斜坡表層結構松散的第四系殘坡積土沿巖土界線發(fā)生滑動變形。

綜上所述，該滑坡的形成及發(fā)展主要受地形地貌、建筑荷載、降雨、不利巖土組合等自然因素控制，屬于自然地質災害。

3 滑坡治理措施分析

3.1 治理工程方案

該滑坡地質災害治理工程方案的確定主要從以下幾個方面進行考慮：

(1)綜合分析，滑坡發(fā)生時處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，現(xiàn)狀處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，遇暴雨、地震等極可能整體下滑。由于滑坡后緣為居民集中區(qū)域，因此該設計擬在滑坡中上部采用抗滑樁對滑坡進行支擋。

(2)該滑坡屬于降雨控制型，降雨對滑坡的穩(wěn)定性非常大，雨量大時，滑坡變形就大；雨量小時，變形就小；不下雨時，滑坡處于緩變狀態(tài)；降雨對滑坡的啟動起到決定性的作用，并且區(qū)內地下水遠端補給來源豐富，水量大，區(qū)內地表及地下排水非常重要，因此本設計在滑坡后緣設置盲溝，左側緣設置明溝，滑坡體內疏通排水溝及修復公路邊溝。

(3)滑坡后緣部分縣道已被破壞，抗滑樁工程施工完成后，其滑坡后緣被破壞的縣道路段進行路面修復，并對縣道邊溝進行修復，須達到排水效果。

(4)根據(jù)穩(wěn)定性計算結果，滑體樁前工況2條件下，穩(wěn)定系數(shù)>1.05，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，且下端無保護對象，故本設計僅在滑坡中上部設置支擋措施。

因此，綜合上述因素確定的該滑坡治理工程方案為4個部分：①滑坡中上部采用全埋式抗滑樁進行支擋；②滑坡后緣采用盲溝+路面修復工程；③滑坡左側緣明溝排水；④滑坡體內明溝排水。

3.2 主要設計參數(shù)

(1)根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB 32864-2016)表3查詢，該滑坡地質災害危害對象主要為當?shù)卮迕?2戶149人，潛在威脅資產2 000萬元，確定該地質災害防治工程等級為二級。

(2)根據(jù)《滑坡防治設計規(guī)范》(GB/T 38509-2020)表5查詢，二級治理工程設計工況1設防安全系數(shù)取1.25，工況2設防安全系數(shù)取1.20。

(3)校核工況(工況2)按滑體全飽水考慮。

(4)主要巖土體物理力學參數(shù)：根據(jù)室內土工試驗及表1，粉質粘土天然重度19.7 kN/m3，飽和重度20.1 kN/m3。粉質粘土抗剪強度指標主要根據(jù)反演分析方法確定，C=18.0 kPa、φ=6.0°，按此抗剪強度參數(shù)及折線滑動原理計算設防推力。

表1 滑坡設防處治理工程抗力統(tǒng)計表Tab.1 Statistics of Resistance of Landslide Fortification Treatment Works

(5)滑坡穩(wěn)定性和設防推力計算時，凡滑坡區(qū)域內有民房和道路的，房屋單層荷載在滑坡區(qū)域的附加荷載按照20 kN/m2計算，計算區(qū)段有公路路面的，車輛荷載根據(jù)《公路工程技術標準》(JTG B01-2014)按照公路-Ⅱ級取值，為200 kN。

(6)室內試驗中風化砂質泥巖單軸抗壓強度標準值為12.73 MPa，根據(jù)《工程巖體分級標準》(GB/T 50218-2014)表3.3.3進行劃分，該類巖體屬于軟質巖。治理工程以中風化砂質泥巖作持力層，根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007-2011)第5.2.6條相關規(guī)定，巖體較破碎，地基承載力特征值按照巖體單軸抗壓強度的0.1倍進行折減計算，即為12.73×103×0.1=1 273 kPa。同時根據(jù)該規(guī)范表6.7.5-2，地基土按軟質巖考慮，地基土對擋土墻基底的摩擦系數(shù)取0.4。

(7)根據(jù)巖體試驗，中風化砂質泥巖巖體彈性模量標準值為1 090 kPa，抗剪強度：C=1 270×0.2=254.0 kPa，φ=24.54°×0.8=19.63°，該設計抗滑擋墻位于滑坡中上部，抗滑樁嵌固段地層巖性為中風化砂質泥巖，根據(jù)《滑坡防治設計規(guī)范》(GB/T 38509-2020)表B.2，取抗滑樁嵌固段巖體水平向地基系數(shù)K為200 MN/m3。

3.3 治理工程抗力

3.3.1 主要治理工程類型及位置

該次滑坡主要治理工程為抗滑樁，抗滑樁位于滑坡的中上部，根據(jù)抗滑樁尺寸大小，將抗滑樁分為Ⅰ類樁和Ⅱ類樁，Ⅰ類樁位于通村公路上，受荷段高度5.6～6.3 m，Ⅱ類設計樁心連線距離房屋外側邊緣最近水平距離約7.0 m，受荷段高度5.5 m，樁體背側直立，據(jù)此建立地質模型按整體穩(wěn)定性、側壓力要求確定抗滑擋墻抗力大小。

3.3.2 計算方法

根據(jù)折線滑動原理計算設防滑坡推力，即根據(jù)傳遞系數(shù)隱式解法，反復調整穩(wěn)定系數(shù)進行試算，使剩余下滑力無限接近于零，最終求出治理工程抗力。

3.3.3 治理工程抗力確定

根據(jù)主要治理工程的位置及類型，建立地質模型按照第1.6.2節(jié)方法進行計算，滑坡各計算剖面治理工程抗力的確定詳見表1。

根據(jù)表1統(tǒng)計，1-1′和2-2′剖面所示區(qū)域內擬設抗滑樁處最大抗力標準值為664.75 kN/m，3-3′剖面所示區(qū)域內擬設抗滑樁處最大抗力標準值為283.47 kN/m。因滑坡推力較大，1-1′、2-2′及3-3′宜采用抗滑樁進行支擋。

1-1′和2-2′剖面所示區(qū)域內，土層厚度大，變形強烈，屬強變形區(qū)，故此區(qū)域內以最大抗力標準值664.75 kN/m作為抗滑樁設計依據(jù)。3-3′剖面區(qū)域內土體厚度較薄，變形裂縫較少，屬弱變形區(qū)，故此區(qū)域內以最大抗力標準值283.47 kN/m作為抗滑樁設計依據(jù)。強弱變形區(qū)域以土坎作為交界處，土坎向左側緣延伸為強變形區(qū)，土坎向右側緣延伸為弱變形區(qū)，弱變形區(qū)采用Ⅱ類抗滑樁支擋，弱變形區(qū)采用Ⅰ類抗滑樁支擋。

4 結 語

該滑坡發(fā)生時處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，目前氣象屬于少雨季節(jié)，滑坡處于緩變階段；該地質災害屬于自然因素主導影響誘發(fā)加劇的地質災害。

該滑坡屬于降雨控制型，即雨量大時，滑坡變形就大；雨量小時，變形就小；不下雨時，滑坡處于緩變狀態(tài)；降雨對滑坡的啟動起到決定性的作用。

該滑坡治理工程方案為4個部分：①滑坡中上部：采用全埋式抗滑樁進行支擋；②滑坡后緣：采用盲溝+路面修復工程；③滑坡左側緣：明溝排水；④滑坡體內明溝排水。

通過該次治理，民房前的斜坡區(qū)域內可能還會局部產生蠕滑、拉裂現(xiàn)象，但斜坡前緣無威脅對象。