壩底山滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與防治建議

于大鵬 覃秋雅

【摘 要】本文概括介紹了壩底山滑坡的工程地質(zhì)條件，用Janbu法（結(jié)合Geoslope軟件）及不平衡推力傳遞系數(shù)法進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)。對(duì)典型滑動(dòng)剖面進(jìn)行了設(shè)計(jì)工況下剩余推力的計(jì)算，采取抗滑樁選型布置與截排水工程相結(jié)合的防治建議。

【關(guān)鍵詞】滑 坡；穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；剩余推力；防治建議

【中圖分類號(hào)】 P642.2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0446-02

The Stability Evaluation and Prevention Recommends of BaDiShan-Landslide

YU Dapeng， TAN Qiuya

Geologic Party 103， Guizhou Bureau of Geology and Minerals Exploration & Development， Tongren 554300， China

【Abstract】 This paper generally introduces the engineering geological conditions of the BaDiShan-landslide. Using Janbu method （Combined with Geoslope software） and transfer coefficient method for the stability calculation and evaluation.It does a design condition residual thrust calculations with the typical profiles. Its recommended to take piles selection arrangement and combination of measures to cut drainage works.

【Keywords】 landslide； stability evaluation； residual thrust； prevention recommends

0 引言

近幾個(gè)世紀(jì)以來，滑坡災(zāi)害一直是危害人們生命財(cái)產(chǎn)和工程建設(shè)安全的自然災(zāi)害之一[1-2]。在對(duì)滑坡基本特征及形成機(jī)理查清的基礎(chǔ)上選擇較為合理的評(píng)價(jià)方法是評(píng)判滑坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵[3]。對(duì)潛在災(zāi)害性滑坡的防治更是一個(gè)系統(tǒng)工程，針對(duì)不同滑坡的具體工程地質(zhì)條件，常用的防治措施也不盡相同。

本文以壩底山滑坡為例，用不同方法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比評(píng)價(jià)，計(jì)算了不同剖面設(shè)計(jì)工況下剩余推力。通過結(jié)果數(shù)據(jù)的差異性，給出了滑坡治理措施分部位區(qū)別布設(shè)抗滑樁和整體布置截排水工程的防治建議。

1 滑坡穩(wěn)定性分析方法選用

邊坡穩(wěn)定性分析最常用方法基于剛體極限平衡理論的條分法，根據(jù)假定所滿足的不同平衡條件，極限平衡方法有：瑞典圓弧法、簡(jiǎn)化Bishop法、Janbu條分法和傳遞系數(shù)法等[4-6]。本文用Janbu法結(jié)合Geoslope軟件和傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算分析。

簡(jiǎn)布（Janbu）法又稱普遍條分法，它適用于任意形狀的滑裂面。其考慮了各條塊間的靜力平衡水平和垂直作用力，同時(shí)考慮條塊力矩平衡，是一種比較嚴(yán)格和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龇椒?，求算結(jié)果相對(duì)精確[4]。

傳遞系數(shù)法，亦稱折線滑動(dòng)法或剩余推力法，它是我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造的一種簡(jiǎn)化實(shí)用滑坡穩(wěn)定分析方法。由于該法計(jì)算簡(jiǎn)單，并且能夠?yàn)榛轮卫硖峁┰O(shè)計(jì)推力，因此在國內(nèi)很多勘察單位、水利部門、鐵路部門得到了廣泛應(yīng)用，在國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范中都將其列為推薦的計(jì)算方法。

2 壩底山滑坡工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

壩底山滑坡位于貴州省石阡縣壩底山村，斜坡體的總體地形呈西北高東南低，處于低山地形溝谷地帶，滑坡區(qū)后緣高程685.0m，前緣高程約630.0m，總體相對(duì)高差約55.0m，其工程地質(zhì)平面圖如圖1所示?？傮w地形較陡，呈折線形，滑坡中前部地形坡角坡度約26°，中后部地形坡度約28°，另滑坡上發(fā)育有多級(jí)緩坡平臺(tái)。滑坡區(qū)屬構(gòu)造侵蝕地貌，為滑坡形成提供了初步條件，滑坡遠(yuǎn)觀正視圖如圖2所示。

2.2 地層巖性

據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、探槽揭露，滑坡區(qū)地層主要為第四系松散堆積層與志留系秀山組地層。上覆第四系崩殘坡積堆積體，粘土夾碎（塊）石組成，厚3.0～12.0m。下伏秀山組（S2x）泥質(zhì)灰?guī)r，中～薄層狀構(gòu)造，屬軟質(zhì)巖組，巖體較破碎，巖芯呈柱狀，巖層產(chǎn)狀125°∠24°，厚度大于100m。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

滑坡區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與黔北臺(tái)交界處的隆遵斷拱和鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)內(nèi)，大地構(gòu)造位置北北東向的帶狀褶皺附近，局部地段柔皺、撓曲相當(dāng)發(fā)育。

滑坡區(qū)抗震設(shè)防烈度Ⅵ度，地震加速度0.05g。

2.4 水文地質(zhì)條件

根據(jù)出露的地層巖性及地下水在含水介質(zhì)中的賦存特征，滑坡區(qū)地下水類型可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水?；w內(nèi)地下水主要賦存在含碎石土的孔隙中，因表層土體結(jié)構(gòu)疏松，透水性較強(qiáng)，而下伏基巖表現(xiàn)出一定的隔水性，使巖、土接觸帶的滑帶土因含水性較強(qiáng)而呈軟塑狀。

2.5 人類工程活動(dòng)

區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為農(nóng)田耕植、切坡建房以及修路等。二十世紀(jì)八十年代后，隨著人口增長，不斷開山墾田，人類工程活動(dòng)漸趨加劇，對(duì)區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生了較大的破壞，植被破壞，降低了抗沖蝕能力和局部的穩(wěn)定性，增加了大氣降雨的入滲速度和入滲量，對(duì)滑坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性均產(chǎn)生了一定的不利影響。

3 穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

3.1 計(jì)算剖面及物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)詳細(xì)勘察工作結(jié)合滑坡主滑方向綜合確定主剖面，剖面線布置如圖1示。該滑坡主要為上部碎石土夾粘土沿與基巖接觸的接觸面滑動(dòng)，概化滑坡穩(wěn)定性計(jì)算剖面模型如圖3所示。

針對(duì)該滑坡目前的變形破壞現(xiàn)象以及其所處狀態(tài)分析，對(duì)該滑坡進(jìn)行反演分析是具備條件，同時(shí)也是符合實(shí)際的。為此，本次滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定采用室內(nèi)土工試驗(yàn)成果與滑帶土參數(shù)反演相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合確定。最終，結(jié)合勘察實(shí)際，確定本次計(jì)算滑帶土抗剪強(qiáng)度取值見表1。

3.2 計(jì)算工況確定

根據(jù)區(qū)域地震資料可知，可不考慮地震因素對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響。鑒于該滑坡在暴雨期間變形破壞跡象明顯，滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。滑坡穩(wěn)定性驗(yàn)算考慮以下兩種工況，其中工況2為設(shè)計(jì)控制工況。對(duì)降雨工況下的滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，主要通過抬升地下水位，增大滑體內(nèi)的靜水壓力（或滲透壓力）來得以體現(xiàn)。

工況1：（天然狀況）自重，γ1=1.20；

工況2：（設(shè)計(jì)工況）自重+50年一遇暴雨，γ2=1.15。

3.3 穩(wěn)定性系數(shù)及剩余推力計(jì)算

本文用Janbu法（結(jié)合Geoslope軟件）和傳遞系數(shù)法（結(jié)合Excel編程）計(jì)算各剖面穩(wěn)定性系數(shù)分別見表2，表3。

用傳遞系數(shù)法計(jì)算得壩底山滑坡在設(shè)計(jì)工況2下的剩余下滑力曲線如圖4所示。天然狀態(tài)下，滑坡各計(jì)算剖面穩(wěn)定性系數(shù)均大于1.15，條塊水平剩余推力均小于0，故計(jì)算時(shí)不予考慮。

3.4 滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

通過上述計(jì)算結(jié)果，對(duì)壩底山滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)如下：

（1）壩底山滑坡在天然狀況（工況1）下，穩(wěn)定性系數(shù)均大于1.15，滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；但在天然+50年一遇暴雨工況（工況2）下，各典型計(jì)算剖面的穩(wěn)定性均有較大程度的降低，處于基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。在不平衡推力傳遞系數(shù)法計(jì)算中I-I剖面段穩(wěn)定性系數(shù)為1.047，II-II剖面段穩(wěn)定性系數(shù)為0.912，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，均小于設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)定性安全系數(shù)1.15，因此，在暴雨工況下滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）有圖4知，滑坡兩剖面處剩余下滑推力值相差較大，下滑段和抗滑段基本一致，為工程措施治理合理選擇抗滑樁類型和布置位置提供依據(jù)。

（3）由滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果和滑坡宏觀變形分析可知，降雨是誘發(fā)滑坡發(fā)生的關(guān)鍵因素，其對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性影響較大；由滑坡敏感性分析成果可知滑帶土抗剪強(qiáng)度對(duì)滑坡穩(wěn)定性較大，而降雨又是引起滑帶土抗剪強(qiáng)度降低的關(guān)鍵因素。

4 建議防治方案

（1）采用抗滑樁與排水工程相結(jié)合的治理方案。在滑坡前緣兩個(gè)典型剖面區(qū)域分別布設(shè)一排抗滑樁。I-I剖面附近布置15根H型抗滑樁，樁間距為6.0m，樁長15.0m，斷面尺寸1.2m×2.0m；在II-II剖面附近布置10根B型抗滑樁，樁間距為6.0m，樁長18.0m，斷面尺寸2.0m×3.0m。在滑坡體內(nèi)外設(shè)置排截水溝進(jìn)行排水，同時(shí)對(duì)滑坡體各方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保滑坡的安全穩(wěn)定。

經(jīng)驗(yàn)算分析，知布設(shè)抗滑樁設(shè)計(jì)推力符合工程治理需要，設(shè)計(jì)分析對(duì)比見表4（驗(yàn)算過程限于篇幅略）。

（2）地表截排水工程：根據(jù)滑坡區(qū)邊界特點(diǎn)結(jié)合滑坡實(shí)際的工程地質(zhì)條件，擬在壩底山滑坡體外側(cè)約3.0m處布置一條截水溝，以攔截滑坡區(qū)外的地表水。同時(shí)在滑坡體內(nèi)設(shè)置排水溝，排除坡體上的地表水。

（3）建議在施工前，對(duì)邊坡后緣與周邊已有的拉張裂縫填土夯實(shí)，防止降雨時(shí)大量地表水滲入滑體內(nèi)，使滑坡穩(wěn)定性進(jìn)一步惡化。施工時(shí)應(yīng)盡量避免對(duì)滑坡體的擾動(dòng)。對(duì)于破壞程度較大的危險(xiǎn)居民房應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。

（4）建議根據(jù)當(dāng)?shù)赜昙咎囟▽?duì)截排水溝中的淤泥進(jìn)行清理，避免截排水溝因堵塞而喪失作用。

（5）建議在施工期間定時(shí)對(duì)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解施工對(duì)滑坡的影響和滑坡變形發(fā)展趨勢(shì)，保證施工安全。

5 結(jié)論

（1）分析了壩底山滑坡的工程地質(zhì)條件，進(jìn)行了兩剖面穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)，得出在遭遇暴雨天氣時(shí)，滑坡有失穩(wěn)滑移趨勢(shì)，需要進(jìn)行整體加固。

（2）通過計(jì)算設(shè)計(jì)工況下剖面的剩余下滑推力值，提出了在I-I剖面布置H型抗滑樁，在II-II剖面布置B型抗滑樁。并進(jìn)行了驗(yàn)算。

（3）滑坡受降雨條件影響較大，需布置地表截排水工程，并采用漿砌片石護(hù)溝。

（4）建議滑坡布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與設(shè)施，對(duì)地表位移、抗滑樁效果、地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)等。

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