滑坡的影響因素及成因機制研究分析

林國凱

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東湛江524018）

滑坡的影響因素及成因機制研究分析

林國凱*

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東湛江524018）

某廠區(qū)東邊發(fā)生滑坡地質(zhì)災害，造成路面塌陷，地面裂縫，造成較大直接經(jīng)濟損失，所幸沒有人員傷亡?，F(xiàn)對該滑坡進行勘查，查明該滑坡所處的地質(zhì)環(huán)境，查明該滑坡空間分布范圍及形態(tài)特征、厚度變化、規(guī)模大小及滑帶發(fā)育情況，研究滑坡的形成機制，預測滑坡的穩(wěn)定性及其危害程度，對治理工程措施、結(jié)構型式、工程施工等提出工程地質(zhì)方面的要求和建議。

滑坡；地質(zhì)災害；地質(zhì)環(huán)境；防治措施

1 自然條件

滑坡區(qū)屬亞熱帶季風氣候，日照時間長，終年受海洋氣候調(diào)節(jié)，氣候特征表現(xiàn)為風害多，雷暴頻、雨量集中，旱季長；雨量充沛，秋夏間雷暴雨較多。

2 水文質(zhì)條件

勘查區(qū)域范圍沒有河流、水庫，滑坡坡腳分布水塘、魚塘，面積大小不等，水位標高一般19m左右，其補給來源是降雨和泉水，排泄途徑主要是蒸發(fā)。

地下水主要是孔隙潛水和承壓水。

孔隙潛水主要賦存于淺層的填土層及湛江組、北海組砂土層中，滑坡體內(nèi)有分布，水位埋深0.5～3m，受地形控制明顯，徑流自西向東，其補給來源主要是降雨和側(cè)向地下徑流補給；排泄途徑主要是蒸發(fā)和下降泉水?；聟^(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)較多泉水點，其成因主要為地形切割揭露含水層或地形切割達到含水層隔水底板，在滑坡內(nèi)或土層厚度較大的地段多形成侵蝕下降泉。這些泉水流量一般0.064～0.513L/s，受降雨影響明顯。

承壓水主要賦存于湛江組砂層中，埋深較大，補給來源側(cè)向徑流，對滑坡影響小。

3 工程地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)的巖土體由人工填土、北海組和湛江組組成。根據(jù)地質(zhì)成因、土層的結(jié)構、工程性質(zhì)及埋藏分布條件等因素劃分為滑坡堆積土層、北海組沖洪積層、湛江組海陸交互沉積層等共3個層組。

（1）滑坡堆積土層（Qml4），主要由雜填土、素填土及粘土組成。厚度0.80～16.50m。

（2）第四系中更新統(tǒng)北海組沖洪積層（Qal+pl2b），主要為砂質(zhì)粉質(zhì)粘土及中砂組成，厚度0.90～3.90m，分布范圍小。

（3）第四系下更新統(tǒng)湛江組海陸交互沉積層（Qmc1Z），上部主要由可塑狀灰色，黃色粘土組成，層厚4.90～21.30m，中下部主要由硬塑狀粉質(zhì)粘土及中密—密實狀中粗砂組成，呈互層狀產(chǎn)出，厚度較大。

4 滑坡基本特征及類型

4.1 滑坡地形地貌

由于人工取土，現(xiàn)形成向前突出的弧形邊坡，邊坡兩面臨空，山坡頂高程41.00m左右，坡底高程高20.00m左右，高差約21m。

4.2 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構特征

滑坡是發(fā)育于第四系中更新統(tǒng)北海組、第四系下更新統(tǒng)湛江組及人工填土地層中的土質(zhì)滑坡，以來源于上述地層的碎塊石、粘性土及砂土組成滑體，以填土底或軟塑狀粘土面為滑帶，滑床為湛江組可塑狀粘土。

4.3 滑坡水文地質(zhì)

滑坡體組成物質(zhì)粉質(zhì)粘土、砂及塊石和比例不均一，孔隙率變化較大，導致含水性極不均一，較松散的砂土及碎石土可以形成含水層或透水層，粉質(zhì)粘土隔水效果較好，勘探期間鉆探揭露潛水位埋深0.5～3m，自西向東徑流，其補給來源主要是降雨和廠內(nèi)生產(chǎn)用水等。根據(jù)地表調(diào)查結(jié)果，滑體內(nèi)空隙、裂隙發(fā)育，雨水很易深入，常降雨時，因此滑體淺部賦含上層滯水?；聨r土組成結(jié)構的復雜性，使水文地質(zhì)試驗結(jié)果離散性較大。

5 滑坡穩(wěn)定性分析評價

5.1 滑坡變形現(xiàn)狀特征

根據(jù)地質(zhì)體變形和位移特征，將滑坡變形空間劃為2個區(qū)，分別為滑坡體區(qū)和強變形區(qū)。

（1）滑坡體區(qū)?；麦w區(qū)內(nèi)地層沿著滑動面發(fā)生較大的滑動位移，滑坡體縱向長約170m，寬約130m，面積約18800m2，根據(jù)鉆探揭露滑體厚度變化較大自4.00～16.40m不等，平均厚度9.3m，厚度變化趨勢表現(xiàn)為：后部薄—中后部較厚—中部較薄—前部薄。

滑坡主滑方向為北東東，滑坡整體地勢西高東低，前緣和后緣陡，中部相對較平緩?；w主體中部坡度約15°，滑坡后緣壁為約70°的土質(zhì)斜坡，相對高差約8m，前緣為約50°陡坎，高差約5～6m。滑坡體后部水平滑動距離約10m，垂直距離約8m，水泥路面與磚砌擋土墻的距離及磚砌擋土墻與毛石重力擋墻的距離基本沒變，重力擋墻、磚砌擋墻逆坡向傾斜?；麦w中部鼓起，產(chǎn)生張性裂縫、醉漢林，局部產(chǎn)生滑落臺階。張性裂縫走向與滑坡體滑動方向垂直或近于垂直。滑坡體前緣鼓起，縱向裂縫發(fā)育?？v向裂縫走向與滑坡體方向平行或近于平行?；麦w側(cè)壁階步、擦痕明顯，指示滑體斜向滑動?；潞缶壉谕鈬鷽]有發(fā)現(xiàn)新的裂縫。

（2）強變形區(qū)。強變形區(qū)位于滑坡體南側(cè)，長約65m，寬約80m，面積約3400m2。該區(qū)內(nèi)土體變形強，但沒有形成貫通的滑動面，沒有發(fā)生整體滑動。土體變形導致墻體斷裂、扭曲傾斜。

5.2 滑坡類型及變形破壞模式

滑坡體主滑方向為自西向東滑動，水平最大位移約10m，垂直位移約8m，滑坡體內(nèi)臺坎不發(fā)育，主滑體整體性好，擋墻間距基本不變。以上特征說明滑坡體整體運動。

滑坡體內(nèi)砼擋土墻、毛石重力擋土墻均逆坡向傾斜，樹木逆坡向傾斜，中部鼓起，張裂縫發(fā)育，裂縫方向垂直滑動方向。變形特征表明深部位移大于淺部，具有逆時針剪切扭動?；虑熬壒钠?，縱向張裂縫發(fā)育，裂縫走向平行滑動方向。

滑動面近圓弧狀，后緣滑面形態(tài)較陡，其平均坡角為30°～50°，滑面前緣較舒緩，平均坡角為-10°～-14°。

綜合以上滑坡體變形特征，可判定邊坡土連同支擋結(jié)構（砌石重力擋墻，鋼筋混凝土擋墻）在重力作用下一起沿某一滑動面滑動，邊坡整體破壞，導致地面下陷及坡腳隆起（圖1）。屬于推移式滑坡。

滑坡滑動強度大，其對側(cè)緣壁產(chǎn)生較大的牽引作用，導致側(cè)緣一定范圍發(fā)生較大的變形，形成強變形區(qū)。

5.3 滑坡影響因素及成因機制分析

圖1 滑坡變形示意圖

從滑坡產(chǎn)生、發(fā)展過程分析，主要是大氣降雨入滲作用誘發(fā)滑坡發(fā)展，其次是人類活動（車載作用、擋土墻及回填土堆載重力作用、坡腳開挖較陡及坡腳土層長期受水浸泡變軟）。

（1）2011年已發(fā)生滑坡，滑坡已形成滑動面，滑坡暫時穩(wěn)定后，進行簡單的處理。

（2）2012年在滑坡體后緣進行堆載施工，修建2道擋土墻，在墻后回填砂土及砂質(zhì)粘土夯實后，形成地坪和道路。道路常有載重車通過。擋土墻存在臨空面，在土自重及和外動力（主要是汽車重力）作用下，填土邊坡具有下滑可能性。

（3）填土層底部為湛江組或北海組粘土層為主，局部為砂層。粘土層以可塑狀為主，壓縮性高，承載力低。若粘土飽水或擾動承載力明顯降低，抗剪強度降低，容重增大。

（4）本地區(qū)雨量豐富，特別是近期大雨暴雨較集中。

（5）擋土墻后回填砂土，其滲透性強，地表水（主要是雨水）很易滲入土層中。由于擋土墻泄水孔堵塞，導致?lián)跬翂靖羲?，底部粘土層隔水，致使地下水位增高，一方面對墻體產(chǎn)生靜水附加土壓力，另一方面是底部的粘土飽水和強度降低，墻后填土摩擦角減小，抗滑力降低。

綜上所述，誘發(fā)成因可能是由于降雨入滲作用，一方面造成邊坡松散土體軟化壓縮變形；另一方面造成邊坡地下水大量富集，土體內(nèi)孔隙水壓力增大，造成下部較軟弱土層向坡下推擠蠕動或滑動，由此引發(fā)邊坡土體失穩(wěn)發(fā)生滑坡?；庐a(chǎn)生的內(nèi)因是土層結(jié)構松散，透水性大，粘土層飽水軟化，存在臨空陡邊坡和傾斜斜坡，在土層自動和汽車載重力作用下，長期蠕動變形；外因是強降雨，雨水滲入土層內(nèi)，一方面土體容重增大，一方面土體抗剪強度降低，最終導致滑坡發(fā)生。

5.4 滑坡穩(wěn)定判斷

滑坡發(fā)生后，進行了應急處理，在坡腳處堆填毛石壓腳，滑坡體后緣土推到前緣堆放，坡面覆蓋防水布。經(jīng)監(jiān)測觀察，坡體沒有發(fā)現(xiàn)新的裂縫或滑動變形，總體處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)。

采用傳遞系數(shù)法對滑坡進行穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果表明，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。但計算模型的假設條件是滑體內(nèi)土作為剛性體考慮，但本滑體是由粘土組成，很易變形，特別是土體飽水強度明顯降低，因此在暴雨或飽水狀態(tài)下，滑坡可能不穩(wěn)定。

6 防治方案建議

滑坡治理，應根據(jù)地形地質(zhì)條件、穩(wěn)定性影響因素來綜合考慮：

（1）支擋工程。根據(jù)滑坡的穩(wěn)定情況、縱向剩余下滑力的大小及分布,采用減載和支擋進行防治。對次級滑體進行減載處理。對主滑體采用兩級支擋。

第一級：用抗滑樁進行支擋,樁位建議設置在地面高程32m左右一線，采用雙排抗滑樁。

第二級：滑坡前緣地段采用毛石重力擋墻支護?；潞缶壉诓捎缅^桿+掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土治理。若滑坡破壞原路要填高修復，基礎應采用樁基礎，可考慮抗滑樁和基礎工程樁并用。

（2）排水工程。水是誘發(fā)滑坡的主要因素，治滑的關鍵之一是治“水”，所以要建立完善地表排水系統(tǒng)。對現(xiàn)有明、暗水溝做修補、防滲處理，對坡腳處水塘應降低水位或疏干。

（3）強變形區(qū)。強變形區(qū)內(nèi)裂縫發(fā)育，水易滲入，引發(fā)滑坡，應采用抗滑樁、錨桿等工程進行治理，同時做好截、排水措施。

7 結(jié)論

（1）本地段由北海組粉質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂和湛江組粘土、砂土組成，由挖土形成較高邊坡，是滑坡等地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)。

（2）本次滑坡活動是原滑坡復活，其誘發(fā)的主導因素主要是大氣降雨入滲作用，其次人類活動。

（3）強變形區(qū)發(fā)生滑坡地質(zhì)災害可能性極大，必須有效治理。

（4）工程建設應與滑坡防治相結(jié)合，滑坡防治設計應與滑坡勘查、設計部門取得聯(lián)系，綜合考慮防治工程治理。

（5）如今后須在滑坡體進行建設，須進行加載后的穩(wěn)定性復核驗算，復核的穩(wěn)定性須滿足國家相關規(guī)定方可進行建設。

[1]工程地質(zhì)手冊[M].4版.中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范（2009版）[S].

[3]DZ/T0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[4]DZ0240-2004滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[S].

P642.22

A

1004-5716（2015）03-0031-03

2014-04-01

林國凱（1982-），男（漢族），廣東湛江人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程勘察、設計及施工工作。