福建某滑坡的巖土工程勘察和治理

陳 明 福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福建 福州 350004

滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅交通運(yùn)輸、工程建設(shè)安全，輕則影響交通、拖延工期，重則造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失［1］?；轮卫硎且豁?xiàng)系統(tǒng)性工程，對(duì)滑坡體及其周圍進(jìn)行巖土工程勘察是制定治理計(jì)劃的前提。本文以福建某滑坡為例，試總結(jié)巖土工程勘察和治理經(jīng)驗(yàn)。

1 滑坡概況

該處滑坡為高速施工段，原設(shè)計(jì)二～三階邊坡，落差22m，三階坡率均為1:1.25。2011 年10 月，某段邊坡出現(xiàn)肉眼可見變形，外側(cè)坡面見小型裂縫，繼而產(chǎn)生橫向滑移，初期并無預(yù)防措施，繼續(xù)施工，裂縫不斷擴(kuò)大，不得不于次月變更方案，第一階改為擋墻加固，第二階采用錨索框架結(jié)合放坡進(jìn)行防護(hù)，次年3 月，因連續(xù)強(qiáng)降雨，滑坡段變形加劇、范圍擴(kuò)大，邊坡坡腳多處有土體變形開裂或拱出，坡面上新出現(xiàn)多處不規(guī)則開裂，多處裂縫開裂錯(cuò)動(dòng)，并伴有不同程度的塌陷現(xiàn)象，裂縫寬0.5-2m 不等，深度在0.8-6m 不等，走向和長(zhǎng)度不一，最長(zhǎng)裂縫至路基中心線約155m，形成滑坡。

2 現(xiàn)場(chǎng)勘察

2.1 自然地理及氣候條件

滑坡區(qū)域所在高速合同段位于閩北地區(qū)丘陵地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和潮濕、雨量充沛，年均降水量1660ml、平均氣溫17.4-19.3℃，極端最高氣溫41.5℃、極端最低氣溫為-8.5℃(1971)，霜期50-100 天/年，4-6 月多雨，10 月至次年3 月為旱季。主要災(zāi)害性氣候有季節(jié)性洪水、霜凍和臺(tái)風(fēng)?；轮車鷶?shù)平方公里內(nèi)，樹枝狀水系發(fā)育，河流、溪谷密布，水位季節(jié)性變化較大，記錄以來3 次大洪水，自然蓄水能力較強(qiáng)。

2.2 地形地貌

滑坡場(chǎng)區(qū)剝蝕丘陵地貌，山脊線近南北向，標(biāo)高135～320m，相對(duì)高度120～180m 左右，山體最高處高程約316.9m。誘發(fā)滑坡區(qū)域的走向從西向東，呈多階臺(tái)地狀，自然坡度約5～35°。山體為人工經(jīng)濟(jì)林，廣種杉木、板栗樹及茶樹，坡腳溝谷處出河流流經(jīng)，裸露地，兩側(cè)溝谷竹林茂密。東側(cè)山坡靠近自然河，由東向西，自然坡度約15～25°。山間低洼處為204 省道穿過，省道東側(cè)山體大范圍基巖出露，坡腳處較陡，為自然河沖刷凹岸。

2.3 工程地質(zhì)條件

該處滑坡區(qū)域位于武夷山隆起帶東側(cè)地區(qū)，構(gòu)造形成較復(fù)雜，主要受政和-大埔深斷裂帶影響，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡區(qū)域存在三條次一級(jí)構(gòu)造，其中一條次一級(jí)構(gòu)造對(duì)本滑坡場(chǎng)區(qū)的影響較大，由× ×隧道東側(cè)延伸至滑坡場(chǎng)區(qū)中部，長(zhǎng)度＞500m，寬度＞3m，巖石硅化破碎，硅化脈中生長(zhǎng)石英晶簇，斷裂帶及旁側(cè)巖石具硅化、片理化、糜棱巖化、炭化，控制本場(chǎng)區(qū)的風(fēng)化層厚度。

2.4 地震及地震效應(yīng)

參閱福建地震地質(zhì)工程勘察院出版的關(guān)于該地的地震報(bào)告，本場(chǎng)地基本烈度為6 度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，中硬場(chǎng)地土的地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.40s，沿線構(gòu)造帶不存在地震斷層位錯(cuò)效應(yīng)，故地震及地震效應(yīng)并非致滑坡的主因，且不會(huì)對(duì)今后滑坡造成顯著影響。

2.5 地層及工程地質(zhì)層組劃分

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪及鉆探資料，該地層由上而下主要為第四系沖洪積層、坡殘積層，下伏基巖為震旦系龍北溪組云母石英片巖及其風(fēng)化層。主要為素填土、淤泥質(zhì)粘土、坡殘積粘性土、全～強(qiáng)風(fēng)化石英云母片巖、中～微風(fēng)化石英云母片巖。

2.6 水文地質(zhì)概況

2.6.1 地表水與地下水

場(chǎng)區(qū)地表水系較不發(fā)育，主要為山間溝谷發(fā)育的一條短小水系，勘察期間流速約1～2m/s，水面寬度僅為1～2m，附近較大的水庫、較大的水系均離本場(chǎng)區(qū)較遠(yuǎn)。地下水有第四系沖洪積孔隙水、基巖風(fēng)化層孔隙裂隙水、基巖構(gòu)造裂隙水三大類型地下水，基巖風(fēng)化層孔隙裂隙水為地表水補(bǔ)給，垂直徑流速度較大，變化性強(qiáng)，是對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響最大的地下水系。

2.6.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)目前鉆孔資料，坡體上的地下水位多穩(wěn)定在16～21m，滑坡體內(nèi)地下水位穩(wěn)定在3～9m，而工程開挖處坡腳的地下水位穩(wěn)定在1.5～2.5m。場(chǎng)區(qū)內(nèi)可見一廢棄井，涌水量約2L/s，水溫約18～22℃，為下降泉;有2 處有地表匯水經(jīng)開挖斷面流出，涌水量0.5～0.8L/s，水溫約為23～25℃，還有1 處地下水經(jīng)開挖坡面新出現(xiàn)的長(zhǎng)約100m 裂縫中流出，涌水量約0.5L/s。涌水均順坡而下，呈沖溝狀排泄，低緩臺(tái)地和山間溝谷賦存有一定數(shù)量的地下水，高速公路坡地開挖后，破壞了原有的逕流和排泄條件，現(xiàn)象是地下水多從開挖坡面的裂隙面涌出，后緣坡體的地下水位變深。

2.6.3 水質(zhì)的腐蝕性

共取地表水、地下水共2 組樣品，試驗(yàn)分析為地表水、地下水的水質(zhì)對(duì)弱透水層中的砼具弱腐蝕性(場(chǎng)地巖土層均為弱透水層)，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕性。

3 監(jiān)測(cè)資料分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔結(jié)合監(jiān)測(cè)孔位移資料分析，現(xiàn)階段變形異常位置多位于全～砂土狀強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)，與勘察所揭示的滑動(dòng)面保持近一致;本次勘察鉆孔地下水穩(wěn)定水位在滑動(dòng)面之上，設(shè)置監(jiān)測(cè)位移孔后水位均有不同程度的浮升，證實(shí)了由于坡體滑動(dòng)后，使得地下排水不暢，從而進(jìn)一步加速滑坡體的蠕滑變形。

4 滑坡的變形成因分析及預(yù)測(cè)

據(jù)以上研究，滑坡的變形成因可能為:(1)南北向區(qū)域斷裂川石-汲溪折斷帶的存在，風(fēng)化層厚度大，土體穩(wěn)定性差，風(fēng)化程度較弱，抗剪強(qiáng)度整體偏低，為滑坡的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ);(2)路塹施工活動(dòng)，下切開挖破壞原有的土層結(jié)構(gòu)，又因長(zhǎng)時(shí)間無支護(hù)，自然坡體前緣支撐被削弱，并有持續(xù)前移傾向，再又恰逢多次連續(xù)降雨，滑坡體前部的抗剪力因脆弱的地質(zhì)背景而迅速減弱最終導(dǎo)致山體變形，以上滑坡的直接誘因;(3)調(diào)取施工日志，發(fā)現(xiàn)大量降水浸潤(rùn)基巖上松散土層，土體迅速飽水軟化，自重迅速上升，而巖土抗剪強(qiáng)度又不斷下降，因排水不暢，地下水、地表水蓄積加劇了這一過程，現(xiàn)階段勘察與監(jiān)測(cè)位移資料進(jìn)行對(duì)比分析也證實(shí)了這一點(diǎn)［2］。

綜合判斷，滑坡體仍為變形初期，仍有較大的發(fā)展空間，滑坡后緣錯(cuò)動(dòng)較顯著，形成清晰界面，盡管近期降水減少，但若仍無有效的預(yù)防措施，或再次有短時(shí)間強(qiáng)降雨，局部潛在滑動(dòng)面極易轉(zhuǎn)變?yōu)橐患?jí)滑動(dòng)面，并與原滑動(dòng)面相互貫通，造成更大的破壞。

5 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘探、鉆孔、位移監(jiān)測(cè)資料顯示，滑坡體已成氣候，宏觀變形跡象已經(jīng)形成，且不可逆，有巨大的發(fā)展?jié)摿?，故?yīng)改變?cè)屑庸檀胧？紤]該坡并不穩(wěn)定，但未見裂縫擴(kuò)大跡象，有加固可能，安全系數(shù)應(yīng)略小于1，進(jìn)行滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)反分析估算各滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，結(jié)合滑動(dòng)面附近地層土樣室內(nèi)重復(fù)剪試驗(yàn)成果，穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)在0.98～1.00 之間。

6 治理對(duì)策

該滑坡為為開挖引起的深層牽引式大型滑坡，當(dāng)前仍處于變形蠕滑階段，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表水、地下水對(duì)鋼筋具微腐蝕性，強(qiáng)降水是滑坡重要誘因，且仍可能加劇滑坡。治理舉措為:首先，對(duì)拉張裂縫進(jìn)行隔水處理，并回填夯實(shí);其次，盡快設(shè)計(jì)完善截排水系統(tǒng)，對(duì)地表水和地下水的“截”、“排”、“護(hù)”、“填”、坡頂卸載、加固、反壓等工程措施進(jìn)行處理;最后，利用監(jiān)測(cè)孔，對(duì)深部變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

7 小 結(jié)

由此案例可知，滑坡的巖土工程勘察和治理是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要充分利用現(xiàn)場(chǎng)勘察、監(jiān)測(cè)、土樣室內(nèi)重復(fù)剪試驗(yàn)、資料分析等方法，參照工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工進(jìn)程、工程日記，細(xì)致深入的了解滑坡區(qū)自然地理?xiàng)l件、工程地質(zhì)條件、地震及地震效應(yīng)、地層及工程地質(zhì)層、水文地質(zhì)情況，測(cè)算滑動(dòng)面土層綜合抗剪強(qiáng)度參數(shù)，根據(jù)滑坡體各部分的穩(wěn)定性、推力大小、微地形等特點(diǎn)，評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性，得出滑坡的原因，并進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，據(jù)此制定具有針對(duì)性，可有效預(yù)防再滑坡、具有一定抗風(fēng)險(xiǎn)能力的治理策略。

［1］DZ0240-2004，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

［2］GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.