岳池縣石鼓鄉(xiāng)高屋基村滑坡特征分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

◇四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 牛玉珍 唐國品 王靖嵐

滑坡位于四川省岳池縣石鼓鄉(xiāng)高屋基村，滑坡區(qū)所處的斜坡的土體以第四系全新統(tǒng)殘坡積物（Q4dl+el）粉質(zhì)粘土為主且含有碎石塊，為2001年為規(guī)劃修建高速公路的居民遷至于此，2004年1月因修建高速公路而進(jìn)行爆破作業(yè)，使居民房屋墻壁、屋頂和院壩震裂，此后裂縫沒再發(fā)展。結(jié)合滑坡的勘察和試驗(yàn)，對(duì)滑坡的特征進(jìn)行分析和穩(wěn)定性計(jì)算后，可確認(rèn)其目前保持穩(wěn)定。但為做好局部滑塌的風(fēng)險(xiǎn)防范，應(yīng)將已建有的排水溝進(jìn)行漿砌，且后期應(yīng)持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

岳池縣位于四川盆地的中部，屬典型紅層丘陵區(qū)。區(qū)域內(nèi)的泥巖和侏羅系紅層砂地層，受各類侵蝕作用堆積物形成崩塌和滑坡?；乱?guī)模小、分布范圍廣為其特色，對(duì)周邊農(nóng)戶和工程產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此，分析其特征和形成機(jī)制，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，對(duì)隱患治理有重要的指導(dǎo)意義[1]。

滑坡位于岳池縣石鼓鄉(xiāng)高屋基村6社，勘查區(qū)地貌單元屬淺丘區(qū)山前寬谷，高程480-510m，坡度10°～14°?；聟^(qū)后緣為多級(jí)陡崖，陡崖基巖出露，表層巖體風(fēng)化嚴(yán)重，南渝高速公路從陡崖后緣通過，滑坡區(qū)前緣為寬谷，地勢(shì)平緩。土體以第四系全新統(tǒng)殘坡積物（Q4dl+el）含碎塊石的粉質(zhì)粘土為主，兩側(cè)為修建高速公路殘留棄土（Q4ml），居民房屋位于陡崖與斜坡交界部位，為2001年為規(guī)劃修建高速公路的居民遷至于此，滑坡區(qū)上為梯地，坎高1m～2.5m，主要為旱地。

1 滑坡特征分析

1.1 滑坡區(qū)基本特征與邊界特征

滑坡區(qū)位于華口梯危巖帶坡腳前寬緩地帶，后緣高程507m，前緣高程485m，相對(duì)高差22m，平面呈不規(guī)則矩形，滑坡平面圖如圖1。東西向縱長95～170m，南北向橫280m，厚1.4～10.9m，體積約2.8×105m3，主滑方向222左右，坡度約10°～14°。綜上，該滑坡屬中型推移式的土質(zhì)滑坡，滑體為含碎石的粉質(zhì)粘土，推測(cè)滑帶為基覆界面粘土，滑床為泥巖?；潞缶夁吔缫缘缆穬?nèi)側(cè)基巖的出露陡坎為準(zhǔn)；滑坡左側(cè)是沖溝，內(nèi)有季節(jié)性流水，溝底可見基巖；右側(cè)以微地貌山脊為邊界；前緣出口即陡坎，以此為界，陡坎可見基巖。

圖1 滑坡平面圖

1.2 滑坡體變形特征

（1）滑坡發(fā)育史。該滑坡位于淺丘區(qū)丘包坡腳寬谷內(nèi)，2001年經(jīng)規(guī)劃確定南渝高速公路由丘包中部通過，原位于丘包中部的高屋基村6社居民于2001年3月搬至緊鄰丘包坡腳，2004年1月高速公路開始動(dòng)工修建，由于進(jìn)行大方量的土石方開挖，需進(jìn)行爆破作業(yè)，由于爆破震動(dòng)的誘發(fā)，使2001年3月搬至此地的居民房屋墻壁震裂。2007年高速公路完工并投入使用，自2007年起每年汛期雨水增多，但在滑坡區(qū)內(nèi)的后緣，居民房屋在道路施工期間開裂的墻壁尚未產(chǎn)生變形，并且沒有加寬或延伸的潛在趨勢(shì)。

（2）滑坡變形特征。在坡體后緣帶狀分布的民宅有破壞，表現(xiàn)為房屋的墻壁、屋內(nèi)的地板和屋頂?shù)拈_裂以及院壩的下沉等。在勘查階段，針對(duì)每個(gè)變形裂縫進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并對(duì)每戶戶主進(jìn)行訪問，做總結(jié)如表1所示。

表1 裂縫發(fā)育特征表

表1中，產(chǎn)生于2004年～2007年修建高速公路時(shí)，為大方量開山放炮所致，由于距離居民點(diǎn)過近（放炮點(diǎn)距居民僅800m）在放炮時(shí)產(chǎn)生沖擊波將房屋震裂。墻壁上或墻與墻相接觸的薄弱部位有裂縫，其走向與坡向無關(guān)，發(fā)育不呈現(xiàn)任何規(guī)律，產(chǎn)生后至今未見有進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)。

1.3 滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

（1）滑體物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征?；麦w的土層為粉質(zhì)粘土，其顏色介于磚紅色～黃褐色之間，土體處于可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)松散，夾帶塊石，粒徑0.02～0.2m，約5%，巖性為砂巖，呈棱角狀，揭露厚度7.6～10.7m。

（2）滑床物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。該滑坡的滑床為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）砂泥巖互層，產(chǎn)狀260°∠4°。強(qiáng)風(fēng)化帶厚1～3m，據(jù)鉆孔揭示，強(qiáng)風(fēng)化泥巖呈磚紅色，碎塊狀，敲擊可碎；下伏為中風(fēng)化泥巖夾砂巖，巖芯完整，短～長柱狀，無軟弱夾層，不完全揭露，裂隙閉合，無溶蝕現(xiàn)象。

2 滑坡的成因與穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

2.1 滑坡形成機(jī)制和破壞模式

高屋基村6社居民2001年搬遷至此，與此較近的高速公路于2004年開始動(dòng)工修建，由于當(dāng)時(shí)爆破震動(dòng)，導(dǎo)致斜坡上6間房屋墻壁、屋頂、地板開裂。通過對(duì)開裂房屋調(diào)查，位于房屋墻壁、屋頂、院壩裂縫無錯(cuò)動(dòng)，裂縫無延伸，產(chǎn)生滑移的概率較小。由于斜坡坡度較緩，按基覆界面與前緣臨空面組合進(jìn)行評(píng)價(jià)，目前滑坡未產(chǎn)生滑移，保持穩(wěn)定。綜上可確定，墻裂縫與坡體的滑動(dòng)無因果關(guān)系。

2.2 滑坡體的穩(wěn)定性分析

（1）參數(shù)選取。在滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)時(shí)，是否合理選取巖土的物理力學(xué)參數(shù)。滑體是含碎石的粉質(zhì)粘土，室內(nèi)試驗(yàn)成果分析得出：γ（天然重度）的平均值是20.0kN/m3；γsat（飽和重度）的均值為21.0kN/m3。再結(jié)合滑體土的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果以及與類似工程的比較，可綜合確定γ（天然重度）的取值為20.0kN/m3；γsat最終確定為21.0kN/m3?；瑤馏w天然快剪值為C=13.4kPa，φ=10.8°，飽和快剪值為C=10.5kPa，φ=8.4°。鑒于滑坡目前呈穩(wěn)定狀，故本次穩(wěn)定性分析抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值選取天然快剪及飽和快剪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，參數(shù)采用值與實(shí)驗(yàn)值一致，取值見表2。

（2）滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算。穩(wěn)定性計(jì)算，首先做假定：滑體在受力、變形過程中不變形；破壞時(shí)，呈極限強(qiáng)度狀態(tài)。考慮組合荷載（例如滑體的重力、水壓力、地震、摩擦阻力等），保證足夠的安全儲(chǔ)備下，仍處于平衡狀態(tài)，從而計(jì)算其穩(wěn)定性。滑坡的推力計(jì)算，用傳遞系數(shù)法，視滑坡體為理想剛塑材料，在加荷的整個(gè)過程中滑坡體不變形。

選取A-A’、B-B’、C-C’和D-D’四個(gè)典型剖面對(duì)滑坡的穩(wěn)定性就行計(jì)算分析，四個(gè)剖面的穩(wěn)定性、推力計(jì)算均考慮兩種工況：“自重”和“自重+暴雨”。岳池縣屬地震Ⅵ度區(qū)，該滑坡區(qū)內(nèi)居民集中，安全系數(shù)應(yīng)提高，防治工程的等級(jí)按Ⅲ級(jí)考慮。綜合以上，確定工況一（自重）的安全系數(shù)Ks=1.10，工況二（自重+暴雨）時(shí)Ks=1.05。

（3）滑坡滑動(dòng)模式推力及穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果。根據(jù)上述確定的滑坡體的計(jì)算參數(shù)模型，對(duì)所選取的四個(gè)剖面考慮工況一（自重）和工況二（自重+暴雨）進(jìn)行滑坡整體穩(wěn)定性的計(jì)算，其穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算成果和下滑力統(tǒng)計(jì)見表3，計(jì)算結(jié)果均與野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)論基本一致。

表3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

2.3 滑坡發(fā)展趨勢(shì)分析

（1）滑坡穩(wěn)定性敏感因素分析。影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素有：滑帶的抗剪強(qiáng)度參數(shù)（C和φ）、滑體的水飽和程度、滑體容重的變化等。其中，滑體容重的確定，在諸多方法中，選擇依據(jù)分析土工試驗(yàn)結(jié)果取得綜合值，取值相對(duì)更準(zhǔn)確，而影響C和φ取值的因素更復(fù)雜。因此，分析C和φ的敏感性，對(duì)研究滑坡的穩(wěn)定性、防護(hù)工程的設(shè)計(jì)等有重要意義。

該滑坡滑體為含碎塊石粉質(zhì)粘土，平均厚度7.0m，潛在滑帶發(fā)育在層內(nèi)或基巖和覆蓋層的界面，滑坡坡度約12°，滑面坡度9°，飽和狀態(tài)下滑帶的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取值為C=10.5kPa、=8.4°，進(jìn)而求出該條件下滑坡的穩(wěn)定系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，值每增加0.1°和C值每增加0.1kPa情況下，分別計(jì)算相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算中選取B-B'剖面滑面工況二作為計(jì)算的基礎(chǔ)。當(dāng)內(nèi)聚力C值每增加0.1 kPa，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)則增加約0.04，當(dāng)值每增加0.1°時(shí)，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)則增加約0.06，因此滑帶的內(nèi)聚力C和內(nèi)摩擦角值對(duì)滑坡體是否保持穩(wěn)定的影響都非常明顯，尤其內(nèi)摩擦角值的敏感性最高，是決定滑坡是否穩(wěn)定的諸多因素中最重要的因素。

影響滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的主要因素是降雨入滲程度和滑帶土飽水程度，因此，在預(yù)防滑坡導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害而進(jìn)行的防治工程設(shè)計(jì)時(shí)，滑帶土在飽水的情況下是否保持穩(wěn)定應(yīng)重點(diǎn)考慮。因此，應(yīng)當(dāng)選擇不利工況即持續(xù)暴雨作用（工況二）下滑帶所受的影響作為滑坡防治工程的設(shè)計(jì)依據(jù)。

（2）滑坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)?；滤鶎賲^(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)為Ⅲ級(jí)，依據(jù)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及表4中的穩(wěn)定系數(shù)，可判定：在“自重”和“自重+暴雨”狀態(tài)下，A-A'、B-B'、CC'和D-D'四個(gè)剖面均保持穩(wěn)定，計(jì)算結(jié)果與野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)論基本一致。

表4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（3）滑坡變形發(fā)展趨勢(shì)。由現(xiàn)場(chǎng)踏勘、室內(nèi)試驗(yàn)及穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)，可確認(rèn)滑坡目前在天然和暴雨?duì)顟B(tài)下均可保持穩(wěn)定，安全儲(chǔ)備高，但是由于坡體縱向沖溝側(cè)蝕作用，并且坡體前緣有較好的臨空面，有可能局部產(chǎn)生滑塌。

（4）坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)?；趯?duì)該滑坡體的現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果及穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)，確認(rèn)滑坡目前在天然和暴雨?duì)顟B(tài)下均可保持穩(wěn)定，安全儲(chǔ)備高，但是由于坡體縱向沖溝側(cè)蝕作用，并且坡體前緣有較好的臨空面，有可能局部產(chǎn)生滑塌。

3 既有防治工程評(píng)述及滑坡防治方案

滑坡區(qū)后緣已建有排水溝，排水溝沿機(jī)耕道內(nèi)側(cè)修建，長250m，梯形截面，排水溝頂寬0.6m，深0.6m，據(jù)當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)反映，暴雨時(shí)排水溝沒有蓄滿，可將匯在坡體表面的水沿坡體左側(cè)的沖溝排至坡體的前緣寬谷地帶。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查匯水面積對(duì)排水溝進(jìn)行驗(yàn)算，可知排水溝的過流量為10.6m3/s，排水溝過流量大于50年一遇的校核流量0.7m3/s。因此，現(xiàn)有截水溝滿足設(shè)計(jì)要求，該斜坡目前的安全儲(chǔ)備高，整體可保持穩(wěn)定。但是如果降雨量達(dá)到一定強(qiáng)度，形成地表徑流，加快地表水對(duì)斜坡的入滲，再加上沖溝的側(cè)蝕，斜坡有局部滑塌的風(fēng)險(xiǎn)，為防止滑坡的移動(dòng)或者變形，應(yīng)將排水溝漿砌，防治雨水對(duì)沖溝兩側(cè)的側(cè)蝕。

4 結(jié)論及建議

本文除采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、測(cè)繪、鉆探、井探及土工室內(nèi)試驗(yàn)等常見的地質(zhì)勘察方法外，還采用適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)分析方法、滑坡推力計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算方法，依據(jù)《規(guī)范》關(guān)于滑坡穩(wěn)定性定性、定量評(píng)價(jià)的相關(guān)條款，對(duì)高屋基村滑坡的基本特征、形成機(jī)制和穩(wěn)定性進(jìn)行全面、深入和系統(tǒng)的分析，并作出綜合評(píng)價(jià)。由綜合評(píng)價(jià)可知，滑坡變形主要表現(xiàn)為后緣部位的房屋墻壁開裂和院壩地面的局部下沉，但經(jīng)核實(shí)房屋墻壁開裂系修建高速公路時(shí)放炮震動(dòng)所致，院壩的局部下沉非坡體滑動(dòng)導(dǎo)致，而是由地基不均勻沉降造成，故該坡體目前保持穩(wěn)定。

采取措施修補(bǔ)斜坡上現(xiàn)有的、影響民宅繼續(xù)使用的裂縫；滑坡后緣公路內(nèi)側(cè)的排水溝符合設(shè)計(jì)要求，排水功能完好，暴雨時(shí)能及時(shí)將匯聚的雨水排出，起到良好的截排水效果，但現(xiàn)場(chǎng)觀察局部需清理淤泥；另外，在采取所有治理措施前應(yīng)做好監(jiān)測(cè)，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案提供詳實(shí)的資料，特別是雨季，更應(yīng)該提供持續(xù)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以確保采取完善的防災(zāi)對(duì)策。