某滑坡工程勘察与稳定性分析*

2012-12-02舒莉

外语与翻译 2012年1期

关键词：风化滑动岩土

舒莉

(娄底职业技术学院，湖南娄底417000)

某滑坡工程勘察与稳定性分析*

舒莉

(娄底职业技术学院，湖南娄底417000)

某滑坡因工程开挖已发育成型并将公路破坏。为了给该滑坡治理设计和施工提供详细的地质资料，并为全过程建设提供各种技术服务，对该滑坡进行了详细的勘察和稳定分析评价，得出的结论可供同类工程参考。

公路边坡;开挖;滑坡;勘察;稳定分析

某国道扩改为城市道路，在路基修建和场地平整过程中，经人工开挖形成了高切陡坡，坡长约100.0m，坡脚至坡顶高差约17.0m左右，其坡顶为一学校。2009年9月14日对道路排水管道施工，在坡底开挖埋设沟时，坡体逐渐开始失稳滑移，滑动方量约12600m3，形成高低不等滑台，顶部形成一长约70m，宽5－30cm的主裂缝，其最近处距学校的办公楼(3层)约5.0m，在管道埋设完封闭后，滑坡亦发育成型。在降水等自然或人因素影响下，该边坡在已滑动边坡后侧形成一个更大的潜在滑坡危险区，存在较大的安全隐患。

为了给该边坡治理设计和施工提供详细的地质资料，并为全过程建设提供各种技术服务，必须对该边坡进行详细的勘察和稳定分析评价。

一、边坡工程地质条件

(一)自然地理条件

本区为湘江中下游，属亚热带湿润季风气候区，据气象台资料，全年最冷为冬季(12月－次年2月)，主要风向为NNW风，最热为夏季(6月－9月)主要风向为SSE风，全年风向频率最大(19%)为 NNW 风，年平均风速2.4m/s，最大可达20m/s。年平均降雨量集中在3－7月，降雨量在1309mm/年左右，梅雨季节为4－6月，年平均气温17.3℃。

(二)地形﹑地貌

场地位原始地貌属丘陵底山，场地目前高程为40.77－57.34m。

(三)地质构造

根据《湖南省区域地质志》(1/20万)等区域地质资料分析，拟建场地的西北侧，距离约500m的湘江东岸有一条三角坪～竹埠港断裂带(F46)沿湘江东岸延伸。经钻探揭露，岩石中局部泥质成分较高，裂隙发育，呈闭合状，在勘察范围和深度内未发现明显断裂构造迹象，该断裂构造对拟建场地无明显影响。

(四)地层岩性

勘察范围及勘探深度内，组成场地地层自上而下依次为:杂填土、素填土、含砾粉质粘土、次生红粘土及下伏基岩泥灰岩等，其各层主要特征依次描述如下:

1.杂填土①1(Q4ml):褐灰色，以粘性土为主，含大量碎石、块石及建筑垃圾等，结构松散，稍湿，层厚1.10～3.80m，层底高程37.38 ～55.71m。

2.素填土①2(Q4ml):红褐色，以粘性土为主，含少量碎石等，填积时间较长，已完成自重固结，稍湿，层厚1.40～3.20m，层底高程44.60 ～54.14m。

3.含砾粉质粘土②(Q3al):褐红－褐黄色，不均匀的含有石英、硅质岩碎屑粗颗粒，呈棱角至次棱角状，部份风化呈土状，局部见较大块石，无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等，硬塑，中密，稍湿。层厚 1.20～8.90m，埋深1.10～3.40m，层底高程37.17 ～47.78m。

4.次生红粘土③(Q3dl)褐黄色，下下伏基岩残积而成，含少量团块状灰白色高岭土及黑色铁锰氧化物，局部见未完全风化硬块，裂隙发育，摇振无反应。有光泽，韧性高，干强度高，硬塑，稍湿。埋深2.60 ～12.10m，层厚1.60 ～5.80m，层底高程34.88 ～43.31m。

5.强风化泥灰岩③(D2):灰至深灰色、灰黑色，粉晶质结构，层状构造，以碳酸盐类矿物为主，泥质成分较重，含少量白云石、炭质物等成分。岩石风化严重，裂隙十分发育，顶部风化呈土状，岩石破碎，多呈碎块状，性脆，遇水易软化，坚硬，稍湿。埋深5.20 ～16.50m，层厚0.90 ～3.40m，层底高程 33.48～41.71m。

6.中等风化泥灰岩(D2);灰至深灰色、局部呈灰黑色。粉晶质结构，层状构造，以碳酸盐类矿物为主，泥质成分为次，含少量炭质物、白云石、方解石等矿物。岩石风化中等，节理较发育，多被方解石脉充填。岩芯多为较完整，呈短柱状至长柱状，少量块状。致密，坚硬，稍湿。埋深6.90～17.40m，控制层厚1.50～6.30m，控制高程27.37～40.21m。

(五)岩土物理力学指标

为客观评价岩、土层的物理力学性质，本次勘察共取得原状土样27件，扰动样2件，做了土的物理力学性质试验及颗粒分析，取岩石试样6组，做了物理指标和抗压强度试验，野外进行标准贯入(N)试验16次，重型动探(N63.5)试验2.4m。其结果经数理统计后，结合地区经验建议设计时按表1值采用。

(六)水文地质条件

勘察期间，通过钻孔简易水文观测，勘察范围及勘探深度内，场地主要见上层滞水及少量裂隙水。上层滞水主要分布在坡底，赋存于杂填土①1中，受大气降水及地表水的补给，季节性变化明显，本次测得上层滞水初见水位1.30～1.70m，相应高程39.47～39.74m;裂隙水水量不大，测得其初见水位3.90 ～7.30m，相应高程 40.07 ～48.67m;测得静止水位 1.60～6.50m，相应高程38.68 ～48.53m。

表1 各岩土层设计参数值

本次勘察在二个钻孔中各取水样1件，做了简易水质分析，根据《岩土工程勘察规范》(GB50021～2001)及住房和城乡建设部关于《岩土工程勘察规范》局部修订的公告的有关标准判定:根据环境类型评价，场地环境类型为Ⅲ类，对混凝土结构具微腐蚀性。按地层渗透性评价，的地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。按《岩土工程勘察规范》有关标准综合评定:场地地下水对混凝土结构具及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

二、边坡结构特征及破坏模式

(一)结构特征

该边坡顶为学校，坡下为芙蓉大道。边坡重要性为一级，为永久性边坡。据勘察资料揭示，边坡的土层结构为:上部为人工填土，中部为含砾粉质粘土、次生红粘土，下部为强风化及中等风化泥灰岩，边坡为土质边坡。边坡顶部的人工填土易受地表水、天然降水的影响而产生的崩塌滑移，次生红粘土③也易受自身重力与水的作用等综合因素影响而产生滑动，而本次勘察表明，此次土体的滑动面表主要分布在该层中。

(二)滑动模式

根据对滑坡滑动的过程进行调查，结合本次勘察钻探，该边坡滑动主要是由于工程活动对坡脚土挖取过度，从而造成上部土层失去支撑失稳滑移，其滑动形态为牵引式滑坡。

三、边坡稳定性分析

(一)计算方法

根据滑坡整治范围内岩土工程地质条件及滑坡边界条件对整个滑坡选取四个典型计算剖面;稳定计算采用不平衡法(即传递系数法)，同时采用摩根斯坦－普赖斯法(M－P法)进行对比计算，其中传递系数法是《岩土工程勘察规范》推荐方法，M－P法适用于任意形状滑面，满足所有平衡条件，允许条间力方向是变化的，是边坡稳定分析中国内外经常采用的方法。

(二)计算参数及剖面的选取

由于该边坡已出现多处拉裂、变形较大，滑带岩土主要为粉质粘土、强风化泥岩及其碎屑填充物，故c、φ值不宜过大，取5～30kPa为宜，摩擦角φ取9～22°为宜。根据滑坡体周边条件及滑床性质、结合室内试验数据，按K=1.0时，对滑动面(带)的c、φ值用最小二乘法反进行反演分析，以克服采样室内试验的局限性和单个滑坡剖面c、φ值反算的不确定性，结合地区经验进行工程类比，从而最终确定该滑坡体滑动面(带)的岩土力学参数取值为:φ=25kN/m3，综合内聚力Cm=25.6kPa，综合内摩擦角 φm=12.3°。考虑实际情况、滑动体密度湿重度及各剖面滑动面C、φ值(标准值)按表3所示。计算采用静力极限平衡法，不考虑岩土的蠕变的影响。