徐聞縣下橋鎮(zhèn)南豐村耕地提質(zhì)改造場地滑坡成因分析

彭依雯

廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)（廣東省湛江地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心） 廣東 湛江 524049

1 地理位置

場地區(qū)為耕地提質(zhì)改造項(xiàng)目，位于湛江市徐聞縣下橋鎮(zhèn)竹仔村北側(cè)，距離徐聞縣14km，離湛江市區(qū)150km。地理坐標(biāo)東經(jīng)110°03′57.5″～110°04′48.3″，北緯20°24′15.8″～20°24′58.6″。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象水文

改造場地處于北回歸線以南的低緯度地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，為夏長而冬短、溫暖潮濕、雨量充沛，同時(shí)風(fēng)害多、雷暴頻。多年平均氣溫24.0℃、最高氣溫38.7℃、最低氣溫3.5℃，多年平均降水量1417～1802mm，多年平均年蒸發(fā)量為1788.5mm，年平均相對(duì)濕度83%，多年平均風(fēng)速2.79m/s，平均每年登陸的熱帶風(fēng)暴(指中心最大風(fēng)力8級(jí)或以上)0.8次，年平均氣壓為1003.5hPa，多年平均雷暴日數(shù)為91.7d。

場地內(nèi)地表水系主要為農(nóng)田灌渠，場地西側(cè)為小溪流，北側(cè)為季節(jié)性溝谷。

2.2 地形地貌

場地內(nèi)主要發(fā)育有玄武巖臺(tái)地和沖洪積階地地貌，地面高程6.5～58.0m，相對(duì)高差約50m，總體地勢東部高，向西傾斜，地形呈微波狀起伏。

玄武巖臺(tái)地為場地內(nèi)的主要地貌類型，地地形呈微波狀起伏，坡頂渾圓，坡度一般5～20°，地面高程8.5～58.0m。場地區(qū)范圍改造成梯田，地形逐級(jí)下降，每級(jí)高差一般小于2m?，F(xiàn)多為林地、耕地或農(nóng)田（改造），表層為徐聞組的粘性土。

沖洪積階地分布于場地西北角的河溝和東部的溝谷地段。地形平緩。河溝地段呈南東-北西向狹窄的長條狀展布，由南東向北西漸降，坡度3～5°，地面高程6.5～8.5m；東部溝谷地段呈“～”狀分布，區(qū)內(nèi)呈南東-北西向，寬約160m，往南東漸降，坡度2～4°，地面高程35～38m。表層為曲界組的砂質(zhì)粘土。

2.3 地層構(gòu)造

1）地層

場地內(nèi)地表及淺層分布的地層從老到新有早更新統(tǒng)湛江組（Qz）、中更新統(tǒng)石茆嶺組（Qs∧）、上更新統(tǒng)徐聞組（Qxw）和全新統(tǒng)曲界組（Qq）。其中，湛江組巖性主要為黃色、黃白色的黏土，黃色粉砂，灰色粉質(zhì)黏土；石茆嶺組巖性為玄武巖，氣孔狀構(gòu)造，按風(fēng)化程度劃分為全風(fēng)化玄武巖、強(qiáng)風(fēng)化玄武巖、中風(fēng)化玄武巖；徐聞組由石茆嶺組玄武巖風(fēng)化而成，巖性主要為褐紅、褐灰色粘土；曲界組巖性為黃褐色粉質(zhì)粘土。

2）構(gòu)造

據(jù)野外調(diào)查，場地內(nèi)地表沒發(fā)現(xiàn)構(gòu)造痕跡，據(jù)區(qū)域資料場地區(qū)發(fā)育有一條基底斷裂F11，呈北東-南西向發(fā)育，傾向南東，傾角較陡，形成于燕山期，為壓剪性，隱伏于第四紀(jì)和第三紀(jì)松散沉積層之下。據(jù)區(qū)域資料中更新統(tǒng)后未見有復(fù)活，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)工程建設(shè)潛在影響小。

2.4 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

場地地基土層在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)，自上而下按沉積時(shí)代、成因類型主要有現(xiàn)代人工填土層（Q4ml）、第四系上更新統(tǒng)徐聞組（Qxw）、第四系中更新統(tǒng)石茆嶺組（Qs）、第四系下更新統(tǒng)湛江組海陸交互相沉積層（Qz），共9個(gè)工程地質(zhì)層。其中，①層耕土全場分布，承載力低，工程性能較差；②層填土局部分布，承載力低，工程性能較差；③層黏土和⑧層粉砂中密，地基承載力特征值在120～150kPa，工程性能一般；④層全風(fēng)化玄武巖、⑤層強(qiáng)風(fēng)化玄武巖和⑥層中風(fēng)化玄武巖，工程地質(zhì)力學(xué)強(qiáng)度好，地基承載力特征值在300～2000kPa，工程性能好；⑦層黏土、 ⑨層粉質(zhì)黏土，可塑—硬塑，壓縮系數(shù)a1-2＝0.20～0.30MPa-1，壓縮模量ES＝6.90～10.30MPa，屬中壓縮性土，工程地質(zhì)力學(xué)強(qiáng)度較好，地基承載力特征值在180～200kPa，工程性能中等。

此外，場地區(qū)②、③、④層為膨脹土、⑦層局部為膨脹土，具弱膨脹率。

2.5 不良工程地質(zhì)

1）人工填土

分布于整個(gè)場地區(qū)，層厚為0.50～2.50m。填土具中等膨脹率，工程地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)差，較松散、不均勻、濕陷性、自重壓密性及低強(qiáng)度、高壓縮性的特點(diǎn)，在上部荷載作用下潛在崩塌/滑坡、地裂縫和地面沉降地質(zhì)災(zāi)害。

2）膨脹土

場地區(qū)②、③、④層土為膨脹土、⑦層局部分布膨脹土。自由膨脹率一般為46.7～67%，最大為89%（表1）?？梢?，這些土層具弱-中膨脹性。由于膨脹土在水浸泡、浸潤和沖刷時(shí)易軟化膨脹，影響地基、田基或邊坡的穩(wěn)定性，在一定環(huán)境條件下，脹縮土還可失水收縮產(chǎn)生地裂縫對(duì)道路造成破壞。因此，場地區(qū)在膨脹土分布地段潛在地裂縫、崩塌/滑坡和地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害，這些地段應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)情況要及時(shí)處理，如換填、開溝排水、種草保濕等措施。

表1 場地區(qū)淺層膨脹性土統(tǒng)計(jì)表

2.6 水文地質(zhì)條件

場地區(qū)工程建設(shè)主要受淺層地下水影響，因此只對(duì)場地區(qū)淺層地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)。據(jù)區(qū)域資料，場地區(qū)淺層地下水類型包括玄武巖孔洞裂隙水和松散巖類孔隙水兩大類。其中，松散巖類孔隙水按水力性質(zhì)可分為孔隙潛水和孔隙承壓水。

1)火山巖孔洞裂隙水

分布于玄武巖臺(tái)地區(qū)，地下水賦存于石卯嶺組玄武巖的孔洞裂隙中，含水層厚度1.80～13.70m，以氣孔狀玄武巖為主。富水性平乏，鉆孔單井出水量一般＜250m3/d。河溝地段見有地下水溢出，流量＜0.1L/s，枯水期和豐水期變化較大。地下水位埋深隨地勢高低而變化，鉆孔測得地下水位埋深為2.60～10.50m，水位標(biāo)高10.60～35.70m。水化學(xué)類型為HCO3·Cl－Na型。

2)松散巖類孔隙潛水

主要分布于沖洪積階地，地下水賦存于曲界組的砂性土中，富水性貧乏，單井涌水量<250m3/d。含水層厚度0.5～2.0m，水位埋深為0.20～1.80m。水化學(xué)類型主要為HCO3·Cl－Na·Mg型水。

3)松散巖類孔隙承壓水

分布于全區(qū)，地下水主要賦存于湛江組中，含水層為松散的砂層，頂板埋深5.00～12.00m不等，水位埋深為6.50～20.0m，隨地勢及火山巖覆蓋層厚度而變化，總體上由東往西頂板埋藏變淺。富水性中等，單井涌水量250～1000m3/d。水化學(xué)類型主要為HCO3－Ca·Mg型，礦化度205.21g/L，局部鐵離子含量超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

3 滑坡發(fā)生時(shí)間

2018年12月15日,場地區(qū)在耕地改造過程中發(fā)生了滑坡于災(zāi)害。滑坡區(qū)位于場地東北面玄武巖臺(tái)地一斜坡上，地形平緩，坡度15～20°左右?；掳l(fā)生后，施工方馬上邀請(qǐng)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急人員對(duì)滑坡區(qū)及其可能影響的范圍展開應(yīng)急調(diào)查，在此期間，后緣裂縫繼續(xù)擴(kuò)大延長，滑坡繼續(xù)處于活動(dòng)狀態(tài)。通過對(duì)該滑坡進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害勘查，基本查明滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征及地質(zhì)環(huán)境條件，查明滑坡危害現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

4 滑坡基本發(fā)育特征

4.1 滑坡空間特征

根據(jù)鉆探揭露，滑坡體主要由人工填土及徐聞組粘土組成，勘查時(shí)處于蠕動(dòng)變形階段?；麦w的后緣、剪出口位置清楚，側(cè)緣延伸長界面不清?；麦w根據(jù)地形地貌、后緣拉張裂縫、前緣堆土擠壓隆起及鉆孔資料等圈定?？傮w如弧狀，滑坡體總體呈一扇形斜坡(見圖1)。

圖1 滑坡體及后緣裂縫發(fā)育平面示意圖

（引自徐聞縣下橋鎮(zhèn)南豐村耕地提質(zhì)改造場地滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查報(bào)告）

滑坡后緣：以位于住宅區(qū)以北的田坎邊坡緣的裂縫（共兩條，裂縫1和裂縫2）為界，裂縫是由于開挖坡腳，坡體失重及淺層膨脹土的脹縮作用下所造成的，裂縫1垂直位移約有50cm，說明該處發(fā)生滑動(dòng)變形，后緣高程為23～25m，寬度約100m。

滑坡前緣：以位于建設(shè)用地區(qū)域北側(cè)的剪出口為界，位于已開挖高程為17.5m的平臺(tái)上，剪出口處隆起約30cm，剪口寬約5cm，且有泉水出露，是由于坡面堆土擠壓變形造成，剪出口高程約17.5m，前緣寬度約148m。

滑坡側(cè)緣：南北側(cè)緣延伸界面不是很清晰，根據(jù)后緣與前緣特征趨勢圈定范圍。

滑動(dòng)面：根據(jù)在滑坡體范圍內(nèi)布置的鉆探資料顯示，滑坡變形活動(dòng)面處于①層耕土及②層粘土處，埋深0.4～1.6m，由于坡體只是局部變形蠕動(dòng)，變形軸向長度不長，沒有形成貫通的滑動(dòng)面。因此根據(jù)地形地貌、地裂縫及鉆探資料推測潛在滑坡體的滑動(dòng)面，呈直線狀，總體坡度約5°。

滑坡區(qū)物質(zhì)組成：滑坡體主要由耕土及第四系徐聞組殘積層（粘土）組成，為土體滑坡，①層耕土及②層粘土均為軟弱膨脹土。滑床巖性為玄武巖風(fēng)化層、湛江組粘土、粉質(zhì)粘土等。

4.2 滑坡變形特征

滑坡變形表現(xiàn)主要為：

（1）拉張裂縫。位于居民住宅區(qū)的北側(cè)，出現(xiàn)2條拉張裂縫（裂縫1和裂縫2）。裂縫1呈“丫字形”線狀，延伸長度約24m，裂縫面呈不規(guī)則鋸齒狀，裂縫寬度一般為10～40cm，裂縫深度約0.43-0.95m,垂直位移約50cm。裂縫2與裂縫1平行發(fā)育，位于裂縫1的西側(cè)，呈直線狀，延伸長度約2.2m，裂縫面呈不規(guī)則鋸齒狀，裂縫寬度一般為10～15cm，裂縫深度約0.30m。

(2)前緣地表土體凸起。位于建設(shè)用地區(qū)域的北側(cè)，位于高程為17.5m的平臺(tái)上，地表隆起約30cm，寬約5cm，且有泉水出露。

4.3 滑坡類別劃分

滑坡體發(fā)生位置標(biāo)高17.5～25.0m，軸向312°，長約60m，橫向?qū)挾?00～148m，滑坡體平面面積約6119m2，根據(jù)鉆探資料及巖土體特征可知滑動(dòng)面埋深0.4～1.6m，推斷滑坡體厚度0.5～2.0m，因此體積約7955m3。屬于淺層中型滑坡。

5 滑坡地質(zhì)災(zāi)害成因分析

該滑坡地質(zhì)災(zāi)害成因主要為：

5.1 地層巖性條件

滑坡區(qū)淺層覆蓋層基本為第四系人工填土層（或耕土層）及第四系徐聞組粘土，遇水易軟化崩解，力學(xué)性質(zhì)降低，為軟弱粘土層，揭露厚度1.50～8.60m，自由膨脹率為50.4%～57.0%，為膨脹土，具弱膨脹潛勢。這些土層中含大量的親水性粘土礦物成分，具有吸水膨脹，失水收縮的特性，在環(huán)境濕度變化影響下可產(chǎn)生脹縮變形。當(dāng)土體中水分聚集濕度增高時(shí)，土體體積膨脹，會(huì)對(duì)地表形成強(qiáng)烈的膨脹壓力；當(dāng)土體干燥失水時(shí)，體積收縮并形成收縮裂縫，造成地表形成地裂縫。膨脹、收縮變形隨濕度變化作用往復(fù)發(fā)生，最終會(huì)導(dǎo)致地基土的強(qiáng)度衰減或消失，邊坡容易出現(xiàn)變形拉裂甚至滑動(dòng)變形形成滑坡，尤其是靠近坡肩地段變形拉裂更加明顯，容易發(fā)生地裂縫或滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

5.2 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)處于淺層地下水的排泄區(qū)，地下水水位埋深為0.00～9.10m，相對(duì)應(yīng)標(biāo)高為17.75～33.86m，受季節(jié)變化和降雨作用或人為改變水文地質(zhì)條件的影響，土體干濕交替變化，土層內(nèi)脹縮應(yīng)力也隨之改變，巖土體長期受到地下水的浸潤，重度增大，抗剪強(qiáng)度降低，從而變得軟弱，坡體容易發(fā)生拉張裂縫甚至出現(xiàn)滑坡。

5.3 人類工程活動(dòng)

滑坡區(qū)地貌為玄武巖臺(tái)地地貌，原地勢為南東高北西低，地形坡度較緩，但經(jīng)過耕地改造開挖后，原地表形態(tài)及坡度已被改變，形成多級(jí)梯田，每級(jí)梯田寬度20～30m不等，田坎邊坡高度一般1.5～2.0m，而施工開挖的表土被臨時(shí)堆放在梯田上（目前為平臺(tái)）。由于對(duì)坡體進(jìn)行多級(jí)（梯田）開挖擾動(dòng)，致使每級(jí)梯田前緣田坎地段出現(xiàn)臨空面，加上大量堆土和機(jī)械設(shè)備加載，致使坡體的應(yīng)力平衡遭到較大破壞，從而容易出現(xiàn)坡體變形拉裂甚至滑坡。

由此可見，該滑坡的形成，其地形地貌及地層巖性是該滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在主導(dǎo)因素，水文地質(zhì)條件和人類工程活動(dòng)是該滑坡形成的外在激發(fā)因素。滑坡的產(chǎn)生，一方面是由于滑坡體內(nèi)部分布有軟弱土層，在其長期受到地下水浸潤的作用下，土層變得更加軟弱，在大量堆土和重型機(jī)械設(shè)備的加載下，軟弱土層受擠壓而發(fā)生擠壓變形產(chǎn)生滑動(dòng)，從而對(duì)后緣土體產(chǎn)生拉裂變形；另一方面，開挖坡體形成陡坎，在重力作用下坡肩土體失穩(wěn)造成拉裂變形，加上土體脹縮應(yīng)力變化的影響，加劇了坡肩地裂縫的產(chǎn)生。

6 滑坡穩(wěn)定性分析

目前，已對(duì)滑坡采取了針對(duì)性的治理措施：①對(duì)田面進(jìn)行平整，清除了坡面堆土和大部分淺層徐聞組粘土，并墊層20cm壓實(shí)；②在田塊之間修筑了干砌石或漿砌石田基；⑤修改了設(shè)計(jì)方案，將原后緣陡坎和拉裂縫地段改為綠化帶，換填非膨脹土并壓實(shí)，坡度平緩，種上了低矮植物；③后緣陡坎降低了坡高并采用漿砌石護(hù)坡，在頂部修建了截排水溝，兩側(cè)修建豎排水溝；④靠近后緣頂部部位修筑了M10漿砌塊石+松木樁防抗滑擋墻。

治理后的滑坡未出現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，處于穩(wěn)定狀態(tài)。