河南省方城縣竹園村梁莊組滑坡形成機制及穩(wěn)定性評價

趙紅偉 趙欽

摘 要：梁莊組滑坡為一蠕滑-牽引式土質(zhì)滑坡。通過分析地質(zhì)環(huán)境條件和基本特征，查明了滑坡形成機制，并運用極限平衡法對其穩(wěn)定性進(jìn)行了定量評價。計算結(jié)果表明，在天然工況下欠穩(wěn)定，在暴雨或暴雨+地震狀態(tài)下滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合工程實際情況，提出“地表截排水+抗滑樁”治理措施，為河南省相關(guān)類型滑坡防治提供參考。

關(guān)鍵詞：滑坡；穩(wěn)定性；方城

中圖分類號：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0063-02

Abstract： The landslide of Liangzhuang formation is a creep-traction type soil landslide. By analyzing the geological environment conditions and basic characteristics， the formation mechanism of the landslide is ascertained， and the stability of the landslide is quantitatively evaluated using the limit equilibrium method. The results show that the landslide is unstable under the natural condition and unstable under the condition of rainstorm or rainstorm + earthquake. Combined with the actual situation of the project， the control measures of "surface drainage+anti-slide pile" are put forward to provide reference for the prevention and control of related types of landslides in Henan Province.

Keywords： landslide； stability； Fangcheng

1 概述

梁莊滑坡位于方城縣竹園村梁莊組，2003年7月發(fā)生滑動，損毀房屋2間，現(xiàn)狀調(diào)查，滑坡體中部存在裂縫，坡腳處路面出現(xiàn)裂縫，不穩(wěn)定，滑坡體10.24×104m3，威脅梁莊組常駐居民10戶52人，預(yù)測經(jīng)濟損失200萬元，險情為中等，危害程度中等[2]。當(dāng)?shù)卣叨戎匾暎?016年10月，對滑坡進(jìn)行了勘查與評價工作[3]。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

梁莊組滑坡地貌類型為丘陵區(qū)，南東為沖溝，北西為坡，相對高差約122m，斜坡坡度多在15～30°之間，坡向140°，不具有滑坡典型的圈椅狀地貌特征，地形總體北高南低。

場地內(nèi)地層巖性為第四系中更新統(tǒng)（Q2p）含碎石粘土、三疊系太山廟組（T3t-tz）細(xì)粒砂巖，碎石粘性土：棕黃色、褐紅色粘性土為主，含碎石20%，可見植物根系，厚度0.2～13.7m，場地內(nèi)分布較普遍。

砂質(zhì)泥巖，全風(fēng)化灰褐色砂質(zhì)泥巖，塊狀構(gòu)造，砂質(zhì)分布不均，巖石多呈碎塊狀，最長柱狀約17cm，厚度2.5～4.0m。

灰褐色太山廟組（T3t-tz）：細(xì)粒砂巖，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，主要分布與場地內(nèi)西北部和南部部分地區(qū)。地層產(chǎn)狀地層產(chǎn)狀310～7°∠7～18°，砂巖頂部一般2.0～3.0 m強風(fēng)化，未揭穿，最大揭露厚度32.00m。

場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，地層以單斜構(gòu)造為主，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。該區(qū)域地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定；場地內(nèi)無地表水體分布，植被較發(fā)育，地下水類型為第四系殘坡積層孔隙水和基巖風(fēng)化帶裂隙水，地下水水位7-15m，隨季節(jié)變化，第四系殘坡積層孔隙水：賦存于殘坡積含碎石粘性土層中，直接由大氣降水補給垂直滲透進(jìn)入松散土層補給，并沿坡向徑流運移。透水性較差，富水程度弱，含碎石粉質(zhì)粘土的滲透系數(shù)k=0.005～

0.006m/d，受大氣降水影響較大，旱季時該類型地下水量小，雨季時地下水量相對較旱季大。該層地下水無統(tǒng)一水位，在地勢較高處的地下水位較高，地勢較低處的地下水位較低，水位高低差異形成水頭差，在滲透壓力下，地下水自場地低洼處排泄；淺部地下水通過地表蒸發(fā)、植物蒸騰排泄；底部地下水通過下滲至下伏基巖裂隙中滲流排泄；基巖風(fēng)化帶裂隙水：基巖風(fēng)化帶裂隙水主要分布于滑坡體全風(fēng)化泥巖及砂巖的全風(fēng)化、強風(fēng)化帶中，主要接受大氣降水及上層地下水補給，有隨基巖深度增加而減弱的特點，具有分帶性，主要賦存于松散堆積層下伏基巖全風(fēng)化～強風(fēng)化帶中，運移途徑較短，且由于場地內(nèi)地形高差較大，徑流條件較好，巖層儲水量不大，水量隨季節(jié)性變化較大；本區(qū)工程地質(zhì)分區(qū)屬于丘陵工程地質(zhì)區(qū)，區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)巖組：半堅硬中厚層泥化夾層較軟粉砂巖組和單一層狀結(jié)構(gòu)粘性土體；人類工程活動以農(nóng)業(yè)種植、筑路建房為主。

3 滑坡基本特征[1]

3.1 滑坡空間形態(tài)特征

滑坡體坡面形態(tài)呈凹形、階梯狀，每階高1.00～3.00m不等，滑體平面上呈舌狀?；潞缶墭?biāo)高約272m，前緣標(biāo)高約232m，相對高差約40m，主滑方向140°，與坡向一致。

3.2 滑體特征

滑體物質(zhì)為粘土和碎石土，第四系與基巖接觸面構(gòu)成潛在的主控滑動面，下伏基巖細(xì)粒砂巖為滑坡的滑床。

3.3 滑動帶特征

滑動帶為粉質(zhì)粘土、風(fēng)化泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖，粘性土以粘粒為主粉粒次之，硬塑狀態(tài)，無搖振反應(yīng)，光澤反應(yīng)稍有光澤。

3.4 滑床特征

據(jù)鉆孔揭露，滑床埋深0～17.5m，為弱透水地層，滑床為細(xì)粒砂巖。

3.5 滑坡形成機制[4]

該滑坡覆蓋層較薄，下伏基巖埋深小，巖性為巖質(zhì)較軟的砂巖、砂質(zhì)泥巖，石英砂巖，暴雨季節(jié)降雨下滲，導(dǎo)致埋深較小的泥巖不斷軟化，地下水沿基巖與覆蓋層界線滲流形成潛在軟弱帶，為滑坡變形提供了潛在的滑動面。

滑坡后緣為陡坡，后緣裂縫發(fā)育在一小平臺上，這樣的地形條件導(dǎo)致后緣地表水匯集于該平臺上，部分地下水沿裂縫下滲進(jìn)入滑坡體內(nèi)，大部分則沿潛在滑動帶不斷匯集與坡體中前部，在飽水條件下，滑坡體自重增加，C、Φ值降低急劇降低。由于中前部匯水量大，導(dǎo)致該部位變形最為嚴(yán)重，進(jìn)而出現(xiàn)明顯的蠕滑變形跡象，前緣變形不斷先后延伸擴展，形成牽引式滑坡。

4 穩(wěn)定性分析

本次勘查對滑坡區(qū)內(nèi)土層進(jìn)行了取樣控制，取樣方法采取干鉆取芯或取土器靜壓取芯，并及時用封口膠包裹、上蠟密封，貼好標(biāo)簽，妥善保存于陰涼干燥處及時送檢，測試項目土常規(guī)、天然、飽和快剪、顆粒分析等，此外還進(jìn)行了現(xiàn)場直接剪切試驗試和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。

4.1 滑帶土參數(shù)建議值

根據(jù)室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)，殘坡積土體天然重度量18.9kN/m3，飽和重度20kN/m3；砂巖天然重度24kN/m3，飽和重度24.5kN/m3。

滑帶土抗剪強度指標(biāo)采用反分析計算法確定，天然狀態(tài)下：滑坡滑帶土（土體內(nèi)部）抗剪參數(shù)取C（kPa）=20.7，φ（0）=25.2；飽和狀態(tài)下：滑坡滑帶土（巖土界面）抗剪參數(shù)取C（kPa）=18.5，φ（0）=20.5。

4.2 穩(wěn)定性計算

依據(jù)極限平衡理論的折線形滑動面條分法和傳遞系數(shù)法計算滑坡的穩(wěn)定系數(shù)和剩余下滑力，分別對三種工況條件下進(jìn)行了穩(wěn)定性計算，穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果見表1：

4.3 滑坡穩(wěn)定性分析和趨勢預(yù)測[3]

根據(jù)計算結(jié)果，對滑坡在各工況下的穩(wěn)定性作如下分析（表2）：

由表可見，在天然工況下，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨或者暴雨+地震后，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

目前，竹園村梁莊組滑坡在天然狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，汛期到來之后，滑坡會加劇變形，滑面抗剪強度持續(xù)下降，一旦滑面貫通，滑帶土失去強度，將會發(fā)生大規(guī)模瞬間滑動，滑坡體上的建筑、居民、耕地等將遭受重大損失，同時會牽引滑坡上部土體，引發(fā)更大規(guī)模的滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

5 防治措施

根據(jù)梁莊滑坡應(yīng)急勘查情況，可采取避讓方案（受威脅住戶搬遷）、地表排水、工程措施（抗滑樁）等幾種防治措施。

6 治理方案建議

綜合考慮梁莊滑坡治理工程的技術(shù)合理性、有效性，以及該處施工條件和施工難易程度及工藝要求及對環(huán)境的影響，為基本消除梁莊滑坡的地質(zhì)災(zāi)害影響，建議梁莊滑坡變形體治理不采用擋土墻施工方案?？刹捎每够瑯都芭潘确乐喂こ檀胧┫嘟Y(jié)合方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]河南省方城縣1：50000地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查報告[R].

[2]DZ/T0286-2015.地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范[S].

[3]DZ/T0218-2006.滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[4]張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理（第二版）[M].北京：地質(zhì)出版社，1993.