結(jié)合案例分析滑坡巖土工程勘察

黃獻(xiàn)軍

（廣西壯族自治區(qū)百色水利電力設(shè)計(jì)院 廣西百色 533000）

結(jié)合案例分析滑坡巖土工程勘察

黃獻(xiàn)軍

（廣西壯族自治區(qū)百色水利電力設(shè)計(jì)院 廣西百色 533000）

在本文中，筆者主要分析了田東縣龍須河引水總干渠渡槽出口渠段滑坡巖土工程勘察，在這個(gè)基礎(chǔ)上作出評(píng)價(jià)和建議，以供同類工程參考。

滑坡；勘察；穩(wěn)定評(píng)價(jià)

1 概述

田東縣龍須河引水總干渠渡槽出口渠段滑坡位于1#渡槽渠道外側(cè)底部?；挛挥谇赖撞浚w為渠道地基，外側(cè)目前已開(kāi)裂，滑體滑移與渠道基礎(chǔ)分離，現(xiàn)已危及渠道結(jié)構(gòu)的安全，要對(duì)滑坡治理工程進(jìn)行勘察。勘察目的是為滑坡治理施工方案的確定提供詳細(xì)的工程地質(zhì)資料，并作出分析、評(píng)價(jià)和建議。

本次勘察具體要求如下：①搜集地質(zhì)、水文、氣象、地震和人類活動(dòng)等相關(guān)資料。②查明滑坡的形態(tài)要素和演化過(guò)程，圈定滑坡周界。③查明擬建場(chǎng)地各土層的成因、類型、深度，分布規(guī)律及其工程地質(zhì)特征。④地表水、地下水、泉和濕地等的分布。⑤樹(shù)木的異態(tài)、工程設(shè)施的變形等。⑥查明各層滑坡面（帶）的位置。⑦提供各土層物理力學(xué)性質(zhì)綜合指標(biāo)、地基承載力及樁基承載力設(shè)計(jì)參數(shù)，提供基礎(chǔ)沉降計(jì)算所需巖土參數(shù)。⑧分析評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性。⑨明確場(chǎng)地類別與抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值及設(shè)計(jì)地震分組。

1.1 勘察方法手段

本次勘察主要采用鉆探、原位測(cè)試、取樣與室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法。

（1）鉆探：本次鉆探施工采用XU-100型鉆機(jī)1臺(tái)。采用回旋鉆進(jìn)，地下水位以上干鉆，取土器取樣。

（2）原位測(cè)試：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：采用對(duì)開(kāi)式貫入器，錘重63.5kg，落距76cm，自動(dòng)脫鉤自由下落，先擊入15cm不計(jì)擊數(shù)，再記錄后30cm的錘擊數(shù)。

（3）采樣：①原狀土樣：液壓法取樣，采樣后及時(shí)貼上標(biāo)簽并用封口膠密封；用薄壁取土器取軟土樣。②擾動(dòng)土樣：從巖芯中采取，塑料袋包裝。③巖石樣：從完整巖芯中采集，用封口膠密封。

（4）室內(nèi)試驗(yàn)：室內(nèi)試驗(yàn)有土工試驗(yàn)、土易溶鹽分析試驗(yàn)、巖石試驗(yàn)。

1.2 勘察工作完成情況

本次工作調(diào)查了滑坡體的成因、發(fā)展及其形態(tài)，布置3個(gè)鉆孔，全部按25.0m深度鉆探，共完成工作量如下：工程地質(zhì)測(cè)繪40（km2），實(shí)測(cè)剖面68/1（m/條），鉆探75.8/3（m/孔），原狀土樣（常規(guī)土試、快剪、反復(fù)剪、易溶鹽）15（件），巖樣（飽和抗壓、天然抗剪）6（件），原位測(cè)試（組）。

2 滑坡工程地質(zhì)分析

2.1 滑坡體形態(tài)、規(guī)模

滑坡滑體由項(xiàng)目建設(shè)時(shí)期填土，土質(zhì)為附近山體挖運(yùn)的粘土、粉質(zhì)黏土，部分土中夾有砂、石?；驴v向長(zhǎng)約29m，橫向長(zhǎng)約40m，滑體厚度約為5.5m，總體積約6380m3。主滑方向?yàn)?8°，屬淺層小型滑坡。該滑坡后緣高程為115m，前緣高程為109m，后緣拉裂縫始于以渠道南面基礎(chǔ)，可見(jiàn)20～30cm寬裂縫，受渠道滲漏水沖刷影響，滑體與渠道基礎(chǔ)已部分分離，最大分離寬度約為0.5m，滑坡目前形成數(shù)個(gè)滑坡臺(tái)坎，主要位于中部與下部，臺(tái)坎高度0.3～0.6m。據(jù)勘察結(jié)果分析，滑坡的運(yùn)動(dòng)方式為牽引式。

2.2 場(chǎng)地巖土層特征

根據(jù)地質(zhì)鉆探結(jié)果，地層巖性從上到下描述如下：

（1）第四系人工堆積（Q）r：土質(zhì)是粘土、粉質(zhì)粘土夾碎石，為工程建設(shè)時(shí)從鄰近山坡處挖運(yùn)而來(lái)，棕黃色，干燥～稍濕，中密～密實(shí)。層厚4.01～5.90m，平均厚度5.13m。

（2）第四系坡殘積層（QdL-eL）：黃褐色、棕黃色粘土，局部為夾碎石顆粒，呈可塑狀態(tài)，此層頂部與底部軟，中間較硬，層厚9.07～9.49m，平均厚度9.32m。

（3）基巖為二迭系下統(tǒng)北泗組（T1b）：深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、含砂屑灰?guī)r。中等風(fēng)化，裂隙發(fā)育，填充有石英脈。

2.3 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

（1）滑體：滑坡滑體厚度4.01～5.90m。據(jù)勘探揭露，滑體物質(zhì)為工程建設(shè)時(shí)從鄰近山坡處挖運(yùn)而來(lái)，由粉質(zhì)粘土夾礫石組成，礫石為泥巖風(fēng)化殘留顆粒，粒徑0.5～1cm，個(gè)別大于10cm，棱角狀；粉質(zhì)粘土呈可塑狀，灰褐色、紅褐色，稍濕—濕，底部含砂。

（2）滑帶：據(jù)鉆孔和探井揭露，滑帶土厚度0.3m左右?；瑤Ф嘤杉t褐色粉質(zhì)粘土夾砂組成，砂質(zhì)含量為40～50%，粒徑級(jí)多為粗砂、礫砂，呈次棱角狀。粉質(zhì)粘土呈可塑—軟塑狀，濕。

（3）滑床：沿主滑方向滑面呈折線狀，傾角為3～27°，滑床為第四系坡殘積層，局部為夾碎石顆粒，土質(zhì)呈可塑狀態(tài)，此層頂部與底部軟，中間較硬，深度4.1～5.9m。橫向“U”型。

3 滑坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)

3.1 穩(wěn)定分析

監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)渠道曾發(fā)生滲漏，滲漏水將渠道基礎(chǔ)與地基（滑體）淘空分離，后經(jīng)采取防滲措施，渠道現(xiàn)無(wú)滲漏問(wèn)題。據(jù)實(shí)地調(diào)查，當(dāng)?shù)鼐用裨谔钔辽戏N植有芒果樹(shù)。據(jù)發(fā)現(xiàn)滑坡后未發(fā)現(xiàn)有新的活動(dòng)跡象，后緣也沒(méi)有新的裂縫產(chǎn)生，由于滑坡面臨河流，滑坡能否保持穩(wěn)定，是保證渠道安全運(yùn)行的非常重要的工程地質(zhì)問(wèn)題。田東縣雨季時(shí)期長(zhǎng)，如遇到長(zhǎng)時(shí)間降雨，滑動(dòng)面的力學(xué)強(qiáng)度降低，同時(shí)，當(dāng)河水位驟降時(shí)，滲流作用除產(chǎn)生滲流力外，還將導(dǎo)致滑動(dòng)面的泥化和滑體內(nèi)細(xì)顆粒充填物的帶出，這些都將降低滑坡的穩(wěn)定性，并有可能使滑體產(chǎn)生局部的沉陷變形。

3.2 穩(wěn)定計(jì)算

（1）滑坡穩(wěn)定性及剩余下滑力計(jì)算公式

滑面受軟弱面控制，勘察發(fā)現(xiàn)軟弱面處于回填土底部，即受回填前的原始地面控制。原始地面呈起伏不平的折線型，故采用基于極限平衡理論的折線型滑動(dòng)帶的傳遞系數(shù)法來(lái)評(píng)價(jià)斜坡的穩(wěn)定性及計(jì)算滑坡剩余下滑力。

滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs計(jì)算公式：

Ri=[Wicosαi-Qisinαi+Disin（βi-αi）]tg準(zhǔn)i+cili（i=1，…，n）

Ti=Wisinαi+Qicosαi+Dicos（βi-αi）（i=1，…，n）

ψj=cos（αi-αi+1）-sin（αi-αi+1）tg準(zhǔn)i+1 （j=i時(shí)）

式中：Ti-第i條塊下滑力（kN/m）；Ri-第i條塊抗滑力（kN/m）；Di-第i條塊的動(dòng)水壓力（kN/m）；Qi-第i條塊的地震力（kN/m）；ψj-第i條塊的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i時(shí)）；Wi-第i條塊的自重標(biāo)準(zhǔn)值與相應(yīng)附加荷載之和（kN/m）；Ci-第i條塊滑面粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；準(zhǔn)i-第i條塊滑面內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值（°）；αi-第i條塊滑面傾角（°）；βi-第i條塊地下水流向與水平方向夾角（°）；li-第i條塊滑面長(zhǎng)度（m）；n-條塊數(shù)；Fs-穩(wěn)定性系數(shù)。

（2）計(jì)算方案

根據(jù)滑坡形態(tài)及變形特征，選擇滑坡的1-1′剖面進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。經(jīng)分析滑坡土體的巖、土狀態(tài)及荷載組合，選定如下兩種工況進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。

工況Ⅰ自重+地表荷載（現(xiàn)狀）。

工況Ⅱ自重+地表荷載+暴雨+水位降+地震（飽和狀態(tài)）。

（3）計(jì)算參數(shù)的選取

①滑體重量：按這個(gè)公式計(jì)算：

Wi=Siγi

式中：Wi-第i塊單寬滑體自重（kN/m）；Si-第i塊單寬滑體面積（m2）；γi-第i塊單寬滑體重度（kN/m3）。

依據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)成果，滑體重度天然狀態(tài)下平均為19.4kN/m3，飽和狀態(tài)下平均為19.7kN/m3?；w多為粉質(zhì)粘土夾有礫石及砂，透水性較差，滲透系數(shù)較小，但滑體厚度不大，在長(zhǎng)期連續(xù)降雨作用下，水體可從現(xiàn)有裂縫入滲土體，可能滲透滑體，故滑坡飽和重度結(jié)合場(chǎng)地情況，按全飽水狀態(tài)考慮，表現(xiàn)為滑體重度增大，故取重度γa=19.7kN/m3?；w條塊的面積采用aotoCAD直接從計(jì)算剖面圖上量取。

②地下水：因滑體靠近龍須河，考慮到地下水壓力的影響，地下水位面至河水位面的動(dòng)水壓力按照《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/ 143-2003）第12.1.9條公式計(jì)算：D=γwhlcosαsinβ。

③滑體上覆建筑荷載：由于滑坡體上無(wú)建筑，只種有芒果樹(shù)，荷載不大。因此，在此次滑坡穩(wěn)定性計(jì)算中，不考慮滑體上覆荷載。

④抗剪強(qiáng)度C、準(zhǔn)值：依據(jù)規(guī)范，地震烈度為7度，考慮地震力，按照《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2003）第12.1.11條：Q=ζeW。

⑤抗剪強(qiáng)度C、準(zhǔn)值：本次勘察主要以室內(nèi)土工試驗(yàn)為主，以下為滑帶軟弱層所取土試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在穩(wěn)定性分析和剩余下滑力計(jì)算中C、準(zhǔn)值綜合取值見(jiàn)表1。

表1 軟弱面剪切強(qiáng)度值

穩(wěn)定性分析和剩余下滑力計(jì)算中C、準(zhǔn)值取值考慮最不利情況，結(jié)合以往滑坡勘察經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算最終取飽和狀態(tài)C=3.1kPa，準(zhǔn)=7.5°。

根據(jù)上述計(jì)算工況，利用理正巖土計(jì)算對(duì)剖面的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算。工況1滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fs為1.350，工況2滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fs為0.987。

3.3 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

（1）穩(wěn)定性安全系數(shù)的選取：該滑坡危害對(duì)象為縣級(jí)水利工程，防治級(jí)別為三級(jí)，在滑坡剩余下滑力計(jì)算中，安全系數(shù)值均取Fst=1.05。

（2）整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：根據(jù)上述計(jì)算工況，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2003）第12.1.21條滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分在天然狀態(tài)下（工況1）1.05

4 結(jié)論

①龍須河渠道滑坡是個(gè)小型淺層滑坡?；麦w以巖層內(nèi)的軟弱夾層為滑床，向北側(cè)滑移。②根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）該邊坡為安全等級(jí)三級(jí)，遠(yuǎn)動(dòng)方式為牽引式滑坡。③變形觀測(cè)表明，滑坡沒(méi)有明顯的變形跡象，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)中。④滑坡的穩(wěn)定計(jì)算進(jìn)一步論證了滑坡在不利條件下，其整體穩(wěn)定性是不穩(wěn)定的?；w前緣散體邊坡坡角較陡，存在滑移的可能，但規(guī)模較小，不會(huì)危及河岸。

[1]張宇.某滑坡穩(wěn)定性分析及工程治理措施建議[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2016（02）.

P642.22

A

1004-7344（2016）15-0159-02

2016-4-21

黃獻(xiàn)軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事巖土勘察工作。