長(zhǎng)汀縣河田雞保種場(chǎng)填土邊坡巖土工程勘察分析

蘇俞曉

（福建省第二地質(zhì)勘探大隊(duì)，福建 永安 366000）

0 引言

山區(qū)工程建設(shè)，為滿足擬建場(chǎng)地空間布置需要，開挖多會(huì)在場(chǎng)地外側(cè)形成高度不等的填方邊坡，極易誘發(fā)滑坡。為確保坡頂擬建工程的安全，切實(shí)維護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)，必須慎重解決邊坡的穩(wěn)定和治理問題。因此，在前期勘察設(shè)計(jì)工作中，就應(yīng)該有針對(duì)性的勘察方案，分析預(yù)測(cè)滑坡可能失穩(wěn)破壞的形式、規(guī)模與危害性，結(jié)合防治工程布署，提出詳細(xì)的巖土工程地質(zhì)資料及防護(hù)工程設(shè)計(jì)、施工所需的巖土技術(shù)參數(shù)，并提出滑坡防護(hù)措施建議。

1 場(chǎng)地概況

2006年，國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)對(duì)長(zhǎng)汀河田雞實(shí)施地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)，在長(zhǎng)汀縣河田鎮(zhèn)新建河田雞保種場(chǎng)。場(chǎng)地按規(guī)劃平整后，東側(cè)場(chǎng)地堆填形成人工填方高邊坡。邊坡長(zhǎng)約172.11m，走向近南-北，坡高約39m，分三級(jí)堆填，分級(jí)高約10m，坡度約45°，中間馬道寬約2.6m，無支護(hù)措施。人工邊坡坡頂為河田雞保種場(chǎng)場(chǎng)區(qū)，距離坡頂線約1～6m為擬建孵化房；坡腳為鄉(xiāng)間道路。工程區(qū)局部地貌見圖1所示。

圖1 工程區(qū)局部地貌

整個(gè)填方邊坡以土質(zhì)邊坡為主，局部坡段為已發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。在野外調(diào)查及收集到的場(chǎng)地鉆探資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合新形成邊坡的規(guī)模形態(tài)、工程地質(zhì)條件、巖土體結(jié)構(gòu)等情況，對(duì)邊坡進(jìn)行治理，在確保邊坡基本穩(wěn)定的前提下考慮經(jīng)濟(jì)、施工便利性的要求。

2 勘察技術(shù)原則與方法

勘查工作在收集場(chǎng)地原始地形地質(zhì)資料，綜合分析已收集資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)場(chǎng)地地形和任務(wù)要求，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》[1]及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》[2]，勘查勘探線布置主要沿現(xiàn)狀邊坡的縱向布設(shè)，共布置10個(gè)主勘探斷面，4個(gè)次勘探斷面，共35個(gè)鉆探孔。采用工程測(cè)繪、地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)、飽和剪切試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、水質(zhì)簡(jiǎn)分析、巖石抗壓試驗(yàn)等相結(jié)合的方法進(jìn)行。針對(duì)填土邊坡的特點(diǎn)，勘察中采用了單動(dòng)三重管取土器以回轉(zhuǎn)非行原狀土樣采取，取樣質(zhì)量達(dá)I-I級(jí)，有效保證了測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠。勘探點(diǎn)布設(shè)平面圖見圖2所示。

圖2 勘探點(diǎn)布設(shè)平面圖

3 工程地質(zhì)條件

3.1 地形

擬建工程區(qū)屬丘陵地貌，場(chǎng)地地形西高東低，山體自然地形坡度15°～25°，植被發(fā)育，以灌木、雜草為主。

3.2 氣象水文

河田鎮(zhèn)地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和適中，日照充足，一年四季分明，雨量充沛，降雨量受地理位置、地形和氣候影響，年降雨分布不均勻，多幾種在梅雨和臺(tái)風(fēng)季節(jié)，3～9月降雨量達(dá)全年的80%，多年平均降雨量約1700mm，多年平均蒸發(fā)量1400mm，常年相對(duì)濕度80%以上。根據(jù)長(zhǎng)汀縣關(guān)氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均日照數(shù)1852.5h，多年平均氣溫18.3℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫-6.5℃，無霜期260d左右，多年平均風(fēng)速1.4m/s，最大風(fēng)速17.3m/s，多年平均最大風(fēng)速12.4m/s，最大風(fēng)速在臺(tái)風(fēng)期。

工程區(qū)無地表水系分布，雨季時(shí)，山體表部匯水從人工邊坡滲流而下，邊坡表部存在水流沖刷的痕跡。

3.3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水動(dòng)力特征，工程區(qū)及附近地下水類型可劃分為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水兩類。

（1）松散巖類孔隙潛水。含水層主要分布在山體緩坡地帶及山前平地，含水層巖性為回填土，透水性一般。主要接受大氣降水補(bǔ)給，大部分沿基巖面向下排泄，少部分下滲補(bǔ)給基巖裂隙水。水量受季節(jié)影響較大，因含水層厚度較小，水量一般較小，總體上松散巖類孔隙水水量一般。

（2）基巖裂隙水。基巖裂隙水主要賦存于基巖的層面、風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙之中，層內(nèi)無統(tǒng)一的地下水位?；鶐r裂隙水主要受大氣降水補(bǔ)給和部分第四系孔隙水補(bǔ)給，地下水沿裂隙從地形高處向地形低洼處徑流，流向與地形坡向基本一致，水量較為貧乏。

3.4 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)《福建省區(qū)域地質(zhì)志》[3]，長(zhǎng)汀大地構(gòu)造位于閩西南坳陷的西側(cè)、明溪-武平坳陷Ⅱ1帶內(nèi)、泉上-長(zhǎng)汀復(fù)向斜Ⅱ1A南端。地區(qū)構(gòu)造格局定型于燕山晚期，屬閩西新構(gòu)造活動(dòng)帶中的相對(duì)穩(wěn)定地塊。地層巖性為侏羅系漳平組粉砂巖，層狀結(jié)構(gòu)，層狀層理，層面逆坡，泥質(zhì)黏結(jié)，產(chǎn)狀為SW205°∠65°。整體上呈自上而下漸弱趨勢(shì)，據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料表明擬建場(chǎng)地?zé)o大斷裂通過，本次勘察也未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。場(chǎng)地周邊未發(fā)現(xiàn)不良埋藏物存在。

3.5 各巖土層特征及分布情況

根據(jù)鉆探揭露，將場(chǎng)地勘探深度內(nèi)巖土體按其成因、時(shí)代、埋藏分布規(guī)律、巖性特征及其物理力學(xué)性質(zhì)，劃分為3個(gè)工程地質(zhì)層，現(xiàn)自上而下分述如下：

①素填土（Qhml）：棕紅色，褐紅色，濕，松散-稍密，成分以黏性土為主，夾雜少量砂粒和砂巖風(fēng)化碎屑，堆填年限約5年。由于堆填過程未嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行分層壓密處理，土質(zhì)均勻性較差，力學(xué)強(qiáng)度低，工程地質(zhì)性能較差，厚度3～13.8m。

②砂巖殘積黏性土：褐黃色，很濕，可塑～硬塑狀態(tài)，泡水后易軟化。

③強(qiáng)風(fēng)化砂巖：黃灰黑色、黃褐色，巖芯呈碎塊狀-短柱狀。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、邊坡特征等，對(duì)邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)[4，5]，對(duì)邊坡潛在變形破壞及趨勢(shì)進(jìn)行判斷。

4.1 定性分析

（1）人工開挖形成的陡坎，前部無支撐，填方邊坡大部分坡度達(dá)40°～55°。地形上的陡變使巖土體內(nèi)部剪應(yīng)力增大，降低了坡體的穩(wěn)定性。局部坡段為已發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（2）素填土，巖土體抗剪強(qiáng)度較低，物理力學(xué)性質(zhì)較差，且尚未完成自重固結(jié)，上下部分固結(jié)情況不同，滲透性不同，易使下滲地表水在坡體內(nèi)富集，逐漸形成軟弱滑裂面。

（3）當(dāng)遭受持續(xù)降雨或短時(shí)暴雨時(shí)，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強(qiáng)度降低，TK點(diǎn)人工填方邊坡坡內(nèi)可能形成穩(wěn)定的地下水通道，有可能發(fā)展成沿基巖覆蓋面或土層內(nèi)部原始地面形成的潛在滑移面，且?guī)r層傾向與斜坡坡向基本一致，易形成良好的順坡滑動(dòng)面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩(wěn)。故斜坡未來的發(fā)展趨勢(shì)為滑坡（蠕滑后拉裂，而后整體滑坡）。

平整場(chǎng)地大面積堆填，形成高陡填方邊坡，破壞了原始地質(zhì)環(huán)境條件和自然斜坡應(yīng)力平衡條件；人工邊坡表層填土固結(jié)不均，結(jié)構(gòu)較松散，有利于地表降水等下滲、富集及順坡向徑流、排泄，軟化土體形成順坡向軟弱滑動(dòng)面；雨季長(zhǎng)時(shí)間降雨滲入填方區(qū)，素填土上部土體飽和、重度加大，外加坡頂廠房及生產(chǎn)活動(dòng)外加荷載作用，連續(xù)強(qiáng)降雨成為潛在滑坡體形成的主要誘發(fā)因素，潛在滑坡模式為先推移后牽引。

4.2 定量分析

場(chǎng)地內(nèi)主要土層均進(jìn)行了原位測(cè)試或室內(nèi)試驗(yàn)，取得測(cè)試數(shù)據(jù)。本次勘察所取得的測(cè)試數(shù)據(jù)客觀真實(shí)，符合場(chǎng)區(qū)地層的實(shí)際情況。在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)規(guī)范及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，提供各巖土層參數(shù)，具體參數(shù)見表1。

表1 邊坡巖土體穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)

邊坡采用北京理正研制的《邊坡穩(wěn)定分析》軟件的松散層穩(wěn)定性計(jì)算方法進(jìn)行分析。選用瑞典圓弧滑動(dòng)法，對(duì)代表性剖面進(jìn)行建模（如圖3所示），計(jì)算機(jī)自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。從計(jì)算結(jié)果可知天然狀態(tài)下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.001，處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。飽和狀態(tài)下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為0.558，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 邊坡穩(wěn)定分析模型

當(dāng)遭受持續(xù)降雨或短時(shí)暴雨時(shí)，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強(qiáng)度降低，坡內(nèi)可能形成穩(wěn)定的地下水通道，有可能發(fā)展成沿基巖覆蓋面或土層內(nèi)部沿地下水連線面形成的潛在滑移面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩(wěn)，存在發(fā)生整體滑坡或局部崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能，須及時(shí)采取有效的措施對(duì)該潛在滑坡進(jìn)行綜合治理。

4.3 防治工程方案建議

依據(jù)對(duì)潛在滑坡的穩(wěn)定性及其影響因素的分析，結(jié)合其工程地質(zhì)概況：巖中下部埋深在3～13.8m之間，基巖巖面在縱向方向上的坡度26°～45°之間，坡度較陡，錨桿施工較為便利（長(zhǎng)度不大）。設(shè)計(jì)采用錨桿+抗滑擋墻支護(hù)。及時(shí)做好相應(yīng)的反濾層、泄水孔、坡頂?shù)淄鈧?cè)設(shè)置截水溝及地表防滲截排水溝或坡面急流槽等疏通、排水措施。為減少坡面流水沖刷，減少邊坡裸露視覺污染，對(duì)新邊坡坡面采用噴混植生綠化護(hù)坡。本次治理，設(shè)計(jì)期限內(nèi)邊坡穩(wěn)定，消除安全隱患。遵循了技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、施工便利性的原則。

5 結(jié)束語

邊坡治理是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性較大的工作，在整個(gè)治理過程中進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)，實(shí)行信息化管理，對(duì)指導(dǎo)開挖施工確保安全是很有必要的，而且是非常重要的。在治理過程中及治理工程實(shí)施完畢后，應(yīng)密切（特別是雨季）關(guān)注邊坡范圍內(nèi)的地形變化情況，若發(fā)現(xiàn)裂縫等地質(zhì)異常情況，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)人員，采取相應(yīng)的緊急避險(xiǎn)措施，同時(shí)向當(dāng)?shù)卣椭鞴懿块T報(bào)告。