楊海 史雪飛 霍思宇
摘 要:本文以新平縣老廠集鎮(zhèn)片區(qū)易地扶貧搬遷點(diǎn)滑坡為例,分析滑坡成因,并根據(jù)工程實(shí)際情況、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn)選取適合的土層參數(shù)(C、φ值),使用規(guī)范推薦計(jì)算公式,在不同工況條件下計(jì)算滑坡穩(wěn)定性及滑坡推力,為該滑坡的防治工程設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。
關(guān)鍵詞:新平縣;滑坡;成因;穩(wěn)定性
引言
新平縣老廠集鎮(zhèn)片區(qū)易地扶貧搬遷點(diǎn)滑坡位于老廠鄉(xiāng)集鎮(zhèn)片區(qū)易地扶貧搬遷點(diǎn)場(chǎng)地西北角。該滑坡主要分布在搬遷點(diǎn)北西角擬建民房最北側(cè)一排及至其北側(cè)的臺(tái)地中,滑坡后緣處于臺(tái)地中對(duì)莊稼造成一定影響,滑坡前緣延伸至扶貧搬遷點(diǎn)擬建區(qū)域,對(duì)搬遷點(diǎn)居民樓及道路施工產(chǎn)生較大影響。
老廠集鎮(zhèn)滑坡滑動(dòng)區(qū)平面上呈“撮箕狀”,剖面形態(tài)為“階梯狀”,后緣寬約40m,前緣寬約60m,順坡長(zhǎng)度約90m,滑體平均厚度4.5m,滑坡總方量約2.5×104m3,規(guī)模為小型滑坡,主滑方向?yàn)?50°。
滑坡區(qū)域地貌為低中山地貌,滑坡位于兩小山包間的凹口處臺(tái)地位置,滑坡中部至后緣坡度較緩約為12°,中部至前緣坡度較陡約20°?;虑熬墭?biāo)高約1522m左右,不同程度度剪出,剪出高度局部可達(dá)1.5m,底部見(jiàn)明顯擦痕;后緣標(biāo)高為1543.00m左右,后緣裂縫走向?yàn)榻鼥|西向,基本與滑向垂直,后緣可見(jiàn)水平10~15cm張裂,豎向深度5~50cm不等見(jiàn)明顯擦痕;滑坡兩側(cè)壁為兩側(cè)山包地形突變區(qū)域,見(jiàn)近南北向裂隙,部分裂隙豎向可達(dá)70cm,擦痕光滑明顯。(見(jiàn)圖1)
1 滑坡物質(zhì)組成及滑帶劃分
滑體物質(zhì)成分為①耕土層(Q4ml):褐色,松散狀,主要為粉質(zhì)粘土局部混夾少許未風(fēng)化砂巖顆粒,厚度較小,均厚0.56m;②粉質(zhì)粘土層(Q4dl):褐黃~灰黃色,可~硬塑狀態(tài),具飽水易軟化特征,均厚4.10m,層位較穩(wěn)定。
滑帶為②層粉質(zhì)粘土(Q4dl)與③層粉質(zhì)粘土(Q4el+dl)接觸部位,勘探過(guò)程中淺井工程中該部位隨時(shí)間推移有微小錯(cuò)動(dòng),且該位置土體較上下土體軟弱;鉆探鉆進(jìn)過(guò)程中接觸帶擾動(dòng)嚴(yán)重,該段土特征為遇水軟化,巖心采取困難,透水性差,力學(xué)性質(zhì)與下伏地層差異大,經(jīng)雨水滲透浸泡后形成軟弱滑動(dòng)帶,厚度較薄且不均。
滑床為③層粉質(zhì)粘土(Q4el+dl):灰色、硬塑狀態(tài)、為殘坡積層,含25%左右未完全風(fēng)化泥巖粒徑0.2~3.0cm,棱角狀,層位較穩(wěn)定。下伏地層為三疊系上統(tǒng)舍資組(T3s)④層泥巖,灰色為主,局部灰黃色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),薄-中層狀構(gòu)造,風(fēng)化裂隙呈線狀稀疏發(fā)育,節(jié)理裂隙一般發(fā)育連續(xù)性差,無(wú)規(guī)律,巖體多呈塊狀或短柱狀。風(fēng)干易炸裂,遇水易崩解,錘擊聲啞,易碎,RQD統(tǒng)計(jì)30~50%之間,干鉆較為困難。
2 滑坡影響因素及滑坡類(lèi)型
2.1地形地貌:本次滑坡為兩山包間的凹口處,該區(qū)域匯水面積較大,原地形為梯狀耕地,地形坡度不大,自后緣至中部坡度漸緩中部到前緣部分坡度變陡。相對(duì)高差、地形坡度、斜坡結(jié)構(gòu)與形態(tài)等特征,是控制或影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因素,受降雨侵蝕和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的控制,為滑坡的變形提供了良好的滑移條件。
2.2坡體結(jié)構(gòu)及巖土體類(lèi)型:坡體物質(zhì)主要由第四系松散堆積層組成,主要為耕土、粉質(zhì)粘土坡體表面物質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散,有利于雨水的下滲,下滲到粉質(zhì)粘土層,屬弱~不透水層,含少量礫石,孔隙比增大,透水性增強(qiáng),該土層遇水軟化特征明顯。
2.3大氣降水:近年來(lái)該區(qū)降水量變大,地表水極易下滲進(jìn)入斜坡體松散土體中,大氣降水后,雨水、地表水長(zhǎng)期滲透浸泡,軟化粉質(zhì)粘土層,降低原土層強(qiáng)度,產(chǎn)生動(dòng)水壓力和孔隙水壓力,潛蝕粉質(zhì)粘土,增大粉質(zhì)粘土容重。
2.4人類(lèi)工程活動(dòng):滑坡前緣到中前部位置土體由于擬建房屋及道路施工開(kāi)挖擾動(dòng)嚴(yán)重,且形成較陡的挖方邊坡,前緣形成較大臨空面,破壞了原始坡面的完整性和穩(wěn)定性(未做支擋措施),是誘發(fā)滑坡的重要因素之一。
滑坡所處地形地貌、滑坡體結(jié)構(gòu)及巖土體類(lèi)型、年份降雨、人類(lèi)工程活動(dòng)為滑坡形成的主要因素。
本次滑坡屬現(xiàn)代滑坡,大氣降水、暴雨時(shí)山坡土體飽和度、重度增加,即滑坡推力增加,加之坡腳至中部地段易地扶貧搬遷工程施工開(kāi)挖形成較陡的土質(zhì)邊坡,誘發(fā)了滑坡。按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)標(biāo)準(zhǔn)劃分本次滑坡為淺層小型牽引推移復(fù)合式土層滑坡。
3 土層參數(shù)及穩(wěn)定性分析
3.1土層參數(shù)選取
本次勘察滑體及滑床巖土層主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)獲得其天然(飽和)重度,滑體重度值為:天然重度19.6kN/m3,飽和重度20.5kN/m3?;瑤粮鶕?jù)實(shí)驗(yàn)室直接剪切試驗(yàn)、飽和重塑試驗(yàn)指標(biāo)結(jié)合區(qū)域經(jīng)驗(yàn)并根據(jù)現(xiàn)狀工程情況,采用主剖面2—2′剖面進(jìn)行反復(fù)推演分析,選取最恰當(dāng)土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo),C取14.4kPa,φ取5.4°。
3.2穩(wěn)定性分析
依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)劃分滑坡穩(wěn)定狀態(tài),見(jiàn)表1。
依據(jù)勘察資料分析及滑坡所處環(huán)境的實(shí)際情況,計(jì)算目的是為滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治提供依據(jù),計(jì)算時(shí)考慮降雨和地震工況。選主滑斷面2-2'進(jìn)行計(jì)算;對(duì)上述滑坡進(jìn)行三種工況條件下的滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析。
滑坡為土質(zhì)滑坡,滑動(dòng)面縱向上呈折線形,依滑體物質(zhì)及滑面形態(tài),采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)附錄E.1.2選取選取折線形滑面計(jì)算公式進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
①穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式
②滑坡推力計(jì)算公式
按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)附錄E公式計(jì)算折線型滑動(dòng)面滑坡推力:
3.3設(shè)計(jì)工況、標(biāo)準(zhǔn)的確定
根據(jù)滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件,設(shè)定三類(lèi)計(jì)算工況:
Ⅰ.自然狀態(tài):地下水為較高,滑帶土處于飽和狀態(tài),地下水位以上采用以天然狀態(tài)的容重,其余采用飽和容重和飽水抗剪指標(biāo)為主要計(jì)算參數(shù)。
Ⅱ.飽水狀態(tài):地下水位較高,考慮到滑坡區(qū)地形條件、巖土類(lèi)型、坡體易水浸、飽水特點(diǎn),以飽和容重和反演及綜合分析確定指標(biāo)為主要計(jì)算參數(shù)。
Ⅲ.地震狀態(tài):考慮到滑坡區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度,且地下水位較高,地下水位以上采用以天然狀態(tài)的容重,其余采用飽和容重和反演及綜合分析確定指標(biāo)為主要計(jì)算參數(shù),地震荷載按50年~100年超越概率為10%的地震加速度計(jì),即a=0.10。
3.4主滑剖面分塊圖計(jì)算示意圖3及剖面計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2、3。
按照上述方法和計(jì)算工況,對(duì)主滑剖面2-2′縱剖面進(jìn)行了穩(wěn)定分析,計(jì)算條塊、成果見(jiàn)表2、3。
3.5滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
在自然狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)Kf為1.01,滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài);在飽水狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)Kf為0.94,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài);地震狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)Kf為0.78,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
4 滑坡發(fā)展趨勢(shì)及建議
通過(guò)對(duì)主滑面穩(wěn)定性分析可知,本次滑坡整體處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。由于上部排水溝阻塞,滑坡底部原支撐土體被挖方移走形成臨空面未及時(shí)支護(hù),現(xiàn)天然狀態(tài)下2-2′剖線方向上滑坡總體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),滑坡處于蠕滑階段;若發(fā)生連續(xù)降雨,強(qiáng)降雨2-2′剖線方向上滑坡將處于不穩(wěn)定狀態(tài),滑坡土體隨時(shí)可能產(chǎn)生較大滑移而加劇變形發(fā)展,對(duì)在建和已建工程造成較大影響,為保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)及人民的安全,建議盡快采取合理有效的綜合治理措施。
參考文獻(xiàn)
[1]史雪飛.新平縣老廠集鎮(zhèn)片區(qū)易地扶貧搬遷建設(shè)項(xiàng)目H1滑坡勘查報(bào)告,2018-2.
[2]馬瑛娥.華亭縣黃甫山二級(jí)公路滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析[J].西部探礦工程,2012(2):7-9.
[3]DZ/T0218-2006,滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版.
[4]常士驃.工程地質(zhì)手冊(cè)4版[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007:536-552.