黃土地區(qū)高陡邊坡的失穩(wěn)分析及治理

張小禮(廣西巖泰地基基礎(chǔ)工程有限公司 廣西 南寧 530023)

0 引言

黃土地區(qū)的高陡邊坡，其穩(wěn)定性由工程場(chǎng)地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件所決定，但外界因素比如降水或工程爆破經(jīng)常對(duì)滑坡起到誘發(fā)作用[1-3]。應(yīng)當(dāng)在了解場(chǎng)地巖土特性、野外勘察的基礎(chǔ)上，針對(duì)具體情況，制定經(jīng)濟(jì)有效的治理方案[4-5]。

1 邊坡工程地質(zhì)概況

某邊坡刷坡后共分十六級(jí)邊坡，每級(jí)邊坡高7-10m，平臺(tái)寬4-8m，綜合坡率約為1:1.75。由于施工放炮及連續(xù)暴雨等因素，導(dǎo)致基巖以上3-6級(jí)邊坡失穩(wěn)滑塌，后經(jīng)重新刷坡處理該段目前已處于穩(wěn)定狀態(tài)。但在8個(gè)月之后，已施工完畢的高邊坡3-6級(jí)邊坡又產(chǎn)生局部滑塌（見圖1），并產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)裂縫，錯(cuò)臺(tái)高度2-3m。

1.1 地形地貌

該滑坡所在地為黃土梁峁溝壑區(qū)，沖溝發(fā)育，切割強(qiáng)烈，溝谷多呈“V”形，基巖外露，谷坡較陡，25°-65°，水土流失嚴(yán)重。黃土梁峁與河谷相對(duì)高差達(dá)150余米。滑坡地貌明顯，上部有圈椅狀滑坡壁，坡面呈臺(tái)階狀，上部陡，中下部變緩。

圖1 某黃土邊坡全圖

1.2 地層巖性

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

該建筑場(chǎng)地褶皺、斷裂不發(fā)育，地塊隆起是其主要表現(xiàn)特征，地震活動(dòng)較少，總體上表現(xiàn)出地塊較強(qiáng)的穩(wěn)定性和完整性，未發(fā)現(xiàn)有斷裂帶。

1.4 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水含水層的巖性、賦存狀態(tài)和水動(dòng)力學(xué)等特征，勘察區(qū)地下水可分為黃土孔隙裂隙水和基巖裂隙水二種。

2 邊坡的失穩(wěn)分析

2.1 滑坡形態(tài)

該滑坡整體上形態(tài)呈“簸箕”形（見圖1），滑坡后緣高程為1099.71m，前緣高程為1073.32m，高差約27.0m。路基三級(jí)邊坡切削滑坡前緣，邊坡坡度約為45°。滑坡前緣寬度約為76.0m，順主滑方向長(zhǎng)約50.0m，滑體最大厚度約為14.0m，體積約2.1×104m3，為一中型土質(zhì)滑坡。

2.2 滑體巖土特征

組成滑坡體的巖土沿深度范圍可以分為三層。上層為黃土狀土（原黃土），多呈淺黃色，厚度5.0-7.0m，滑體前緣最薄處約3.0m，中間約6.7m，后緣最厚處約8.0m，垂直裂隙發(fā)育，巖性呈可塑-硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較松散，鉆孔巖芯呈散塊狀，夾有少量植物根系及黑色斑點(diǎn)，粉粒含量較高；中層黃土狀土（原古土壤），褐黃-棕紅色，厚度約2m，硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，鉆孔巖芯呈柱狀；下層又為淺黃色黃土狀土（原黃土），厚度在1.0-3.0m之間，硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，鉆孔巖芯呈散塊-短柱狀?；w土物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)見表1。

根據(jù)鉆孔及探井所揭露的滑動(dòng)面位置，可以推斷出該滑坡的滑動(dòng)面剖面形狀為近似圓弧形，滑坡前緣大致與基巖面緊密接觸。

2.3 邊坡的失穩(wěn)分析

根據(jù)野外調(diào)查和勘探，該滑坡是在邊坡重新刷坡完畢后，發(fā)生連續(xù)暴雨，雨水沿土體表面垂直裂隙及落水洞下滲而引發(fā)的?；庐a(chǎn)生后，邊坡中上部出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)裂縫，錯(cuò)臺(tái)高度達(dá)2-3m，嚴(yán)重威脅到了路基安全；坡體表層也出現(xiàn)了弧形的張拉裂縫，裂縫寬度0.5-3cm，深度1-6m，個(gè)別裂縫已深入至強(qiáng)風(fēng)化基巖中從總體上來看，造成滑坡的成因主要有以下幾點(diǎn)：

2.3.1 坡體結(jié)構(gòu)是形成滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。上覆黃土，下伏伏泥巖-砂巖是易滑坡地層，本邊坡上部黃土易滲水，下部泥巖相對(duì)隔水，從而形成滑動(dòng)帶，使其具備了滑坡的條件。

2.3.2 連續(xù)暴雨是滑坡產(chǎn)生的直接誘因。

2.3.3 高邊坡開挖過程中，由于放炮及土方開挖等工程因素，造成土體結(jié)構(gòu)松動(dòng)，邊坡前緣形成高陡臨空面，邊坡土體發(fā)生應(yīng)力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。

表1 滑體土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

3 邊坡治理方案

由于該滑坡所在的斜坡已經(jīng)發(fā)生明顯的蠕滑錯(cuò)動(dòng)，因此應(yīng)按滑坡治理原則選取治理方案。滑坡治理原則是：技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、不留后患。對(duì)于支擋工程的位置，盡可能利用滑體抗滑段的抗滑力，以減少支擋結(jié)構(gòu)的荷載。同時(shí)應(yīng)針對(duì)滑坡的具體特點(diǎn)，根據(jù)滑坡各部分的穩(wěn)定性、推力大小、滑動(dòng)面埋深及滑坡體的特點(diǎn)，可分段采取不同的整治措施[6]。主要措施包括以下兩方面：

3.1 支擋措施

現(xiàn)場(chǎng)變形跡象和穩(wěn)定性計(jì)算均表明，該滑坡處于臨界極限平衡狀態(tài)，在刷坡、護(hù)坡等工程活動(dòng)及降水作用下，隨時(shí)都有可能滑塌下來，對(duì)滑坡前緣的路基施工造成直接的威脅，因此應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行治理。由滑坡橫斷面圖可以看出，滑體厚度較大，滑坡前緣地形陡（約30?），若完全清除現(xiàn)有滑坡體，將可能導(dǎo)致其后緣坡體失去支撐而下滑，因此建議在滑坡前緣采用擋土墻或抗滑樁等工程支擋措施，對(duì)坡面進(jìn)行不同程度的防護(hù)加固處理。

3.2 截排水措施

降雨入滲是加劇該滑坡活動(dòng)的觸發(fā)因素。因此，在滑坡坡面上的排水，具體可根據(jù)地形和已有自然沖溝設(shè)置截排水系統(tǒng)。在工程施工前，應(yīng)先回填邊坡上已有拉張裂縫及落水洞并夯實(shí)，防止降雨時(shí)地表水大量滲入滑體內(nèi)，進(jìn)一步惡化滑體的穩(wěn)定性。施工時(shí)，應(yīng)盡量避免對(duì)坡體的大量擾動(dòng)。應(yīng)該不定時(shí)地清除截排水溝中的淤泥，以免截排水設(shè)施起不到應(yīng)有的作用。

4 結(jié)論

黃土地區(qū)的高陡邊坡的穩(wěn)定性與其所處場(chǎng)地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件有關(guān)，已經(jīng)發(fā)生過滑坡的地段，如不加以處理，也很容易在降水或工程爆破的誘發(fā)下產(chǎn)生再次滑坡。采用支擋措施和截排水聯(lián)合作用的治理方案，可有效改善其穩(wěn)定性。

［1］籍廷青.某巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)機(jī)理分析及處置措施研究[J].山西交通科技，2011(05)：110-114.

［2］王成，黃勇.天山公路K701+850路段危巖體防治對(duì)策研究[J].公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版，201l(06)：27-31.

［3］李滄海，鄧輝.渝利鐵路青石巖段邊坡危巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治措施研究[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2010(01)：35-39.

［4］劉衛(wèi)華.高陡邊坡危巖體穩(wěn)定性運(yùn)動(dòng)特征及防治對(duì)策研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2008.

［5］胡厚田.崩塌與落石[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1989：9-24.

［6］劉宏，宋建波，向喜瓊.緩傾角層狀巖質(zhì)邊坡小危巖體失穩(wěn)破壞模式與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006，25(8)：112-116.