结合案例分析滑坡岩土工程勘察

黄献军

（广西壮族自治区百色水利电力设计院 广西百色 533000）

结合案例分析滑坡岩土工程勘察

黄献军

（广西壮族自治区百色水利电力设计院 广西百色 533000）

在本文中，笔者主要分析了田东县龙须河引水总干渠渡槽出口渠段滑坡岩土工程勘察，在这个基础上作出评价和建议，以供同类工程参考。

滑坡；勘察；稳定评价

1 概述

田东县龙须河引水总干渠渡槽出口渠段滑坡位于1#渡槽渠道外侧底部。滑坡位于渠道底部，滑体为渠道地基，外侧目前已开裂，滑体滑移与渠道基础分离，现已危及渠道结构的安全，要对滑坡治理工程进行勘察。勘察目的是为滑坡治理施工方案的确定提供详细的工程地质资料，并作出分析、评价和建议。

本次勘察具体要求如下：①搜集地质、水文、气象、地震和人类活动等相关资料。②查明滑坡的形态要素和演化过程，圈定滑坡周界。③查明拟建场地各土层的成因、类型、深度，分布规律及其工程地质特征。④地表水、地下水、泉和湿地等的分布。⑤树木的异态、工程设施的变形等。⑥查明各层滑坡面（带）的位置。⑦提供各土层物理力学性质综合指标、地基承载力及桩基承载力设计参数，提供基础沉降计算所需岩土参数。⑧分析评价地基的稳定性、均匀性。⑨明确场地类别与抗震设防烈度、设计基本地震加速度值及设计地震分组。

1.1 勘察方法手段

本次勘察主要采用钻探、原位测试、取样与室内土工试验相结合的方法。

（1）钻探：本次钻探施工采用XU-100型钻机1台。采用回旋钻进，地下水位以上干钻，取土器取样。

（2）原位测试：标准贯入试验：采用对开式贯入器，锤重63.5kg，落距76cm，自动脱钩自由下落，先击入15cm不计击数，再记录后30cm的锤击数。

（3）采样：①原状土样：液压法取样，采样后及时贴上标签并用封口胶密封；用薄壁取土器取软土样。②扰动土样：从岩芯中采取，塑料袋包装。③岩石样：从完整岩芯中采集，用封口胶密封。

（4）室内试验：室内试验有土工试验、土易溶盐分析试验、岩石试验。

1.2 勘察工作完成情况

本次工作调查了滑坡体的成因、发展及其形态，布置3个钻孔，全部按25.0m深度钻探，共完成工作量如下：工程地质测绘40（km2），实测剖面68/1（m/条），钻探75.8/3（m/孔），原状土样（常规土试、快剪、反复剪、易溶盐）15（件），岩样（饱和抗压、天然抗剪）6（件），原位测试（组）。

2 滑坡工程地质分析

2.1 滑坡体形态、规模

滑坡滑体由项目建设时期填土，土质为附近山体挖运的粘土、粉质黏土，部分土中夹有砂、石。滑坡纵向长约29m，横向长约40m，滑体厚度约为5.5m，总体积约6380m3。主滑方向为38°，属浅层小型滑坡。该滑坡后缘高程为115m，前缘高程为109m，后缘拉裂缝始于以渠道南面基础，可见20～30cm宽裂缝，受渠道渗漏水冲刷影响，滑体与渠道基础已部分分离，最大分离宽度约为0.5m，滑坡目前形成数个滑坡台坎，主要位于中部与下部，台坎高度0.3～0.6m。据勘察结果分析，滑坡的运动方式为牵引式。

2.2 场地岩土层特征

根据地质钻探结果，地层岩性从上到下描述如下：

（1）第四系人工堆积（Q）r：土质是粘土、粉质粘土夹碎石，为工程建设时从邻近山坡处挖运而来，棕黄色，干燥～稍湿，中密～密实。层厚4.01～5.90m，平均厚度5.13m。

（2）第四系坡残积层（QdL-eL）：黄褐色、棕黄色粘土，局部为夹碎石颗粒，呈可塑状态，此层顶部与底部软，中间较硬，层厚9.07～9.49m，平均厚度9.32m。

（3）基岩为二迭系下统北泗组（T1b）：深灰色泥质灰岩、含砂屑灰岩。中等风化，裂隙发育，填充有石英脉。

2.3 滑坡物质组成及结构特征

（1）滑体：滑坡滑体厚度4.01～5.90m。据勘探揭露，滑体物质为工程建设时从邻近山坡处挖运而来，由粉质粘土夹砾石组成，砾石为泥岩风化残留颗粒，粒径0.5～1cm，个别大于10cm，棱角状；粉质粘土呈可塑状，灰褐色、红褐色，稍湿—湿，底部含砂。

（2）滑带：据钻孔和探井揭露，滑带土厚度0.3m左右。滑带多由红褐色粉质粘土夹砂组成，砂质含量为40～50%，粒径级多为粗砂、砾砂，呈次棱角状。粉质粘土呈可塑—软塑状，湿。

（3）滑床：沿主滑方向滑面呈折线状，倾角为3～27°，滑床为第四系坡残积层，局部为夹碎石颗粒，土质呈可塑状态，此层顶部与底部软，中间较硬，深度4.1～5.9m。横向“U”型。

3 滑坡稳定评价

3.1 稳定分析

监测发现渠道曾发生渗漏，渗漏水将渠道基础与地基（滑体）淘空分离，后经采取防渗措施，渠道现无渗漏问题。据实地调查，当地居民在填土上种植有芒果树。据发现滑坡后未发现有新的活动迹象，后缘也没有新的裂缝产生，由于滑坡面临河流，滑坡能否保持稳定，是保证渠道安全运行的非常重要的工程地质问题。田东县雨季时期长，如遇到长时间降雨，滑动面的力学强度降低，同时，当河水位骤降时，渗流作用除产生渗流力外，还将导致滑动面的泥化和滑体内细颗粒充填物的带出，这些都将降低滑坡的稳定性，并有可能使滑体产生局部的沉陷变形。

3.2 稳定计算

（1）滑坡稳定性及剩余下滑力计算公式

滑面受软弱面控制，勘察发现软弱面处于回填土底部，即受回填前的原始地面控制。原始地面呈起伏不平的折线型，故采用基于极限平衡理论的折线型滑动带的传递系数法来评价斜坡的稳定性及计算滑坡剩余下滑力。

滑坡稳定性系数Fs计算公式：

Ri=[Wicosαi-Qisinαi+Disin（βi-αi）]tg准i+cili（i=1，…，n）

Ti=Wisinαi+Qicosαi+Dicos（βi-αi）（i=1，…，n）

ψj=cos（αi-αi+1）-sin（αi-αi+1）tg准i+1 （j=i时）

式中：Ti-第i条块下滑力（kN/m）；Ri-第i条块抗滑力（kN/m）；Di-第i条块的动水压力（kN/m）；Qi-第i条块的地震力（kN/m）；ψj-第i条块的剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数（j=i时）；Wi-第i条块的自重标准值与相应附加荷载之和（kN/m）；Ci-第i条块滑面粘聚力标准值（kPa）；准i-第i条块滑面内摩擦角标准值（°）；αi-第i条块滑面倾角（°）；βi-第i条块地下水流向与水平方向夹角（°）；li-第i条块滑面长度（m）；n-条块数；Fs-稳定性系数。

（2）计算方案

根据滑坡形态及变形特征，选择滑坡的1-1′剖面进行滑坡稳定性计算。经分析滑坡土体的岩、土状态及荷载组合，选定如下两种工况进行滑坡稳定性计算。

工况Ⅰ自重+地表荷载（现状）。

工况Ⅱ自重+地表荷载+暴雨+水位降+地震（饱和状态）。

（3）计算参数的选取

①滑体重量：按这个公式计算：

Wi=Siγi

式中：Wi-第i块单宽滑体自重（kN/m）；Si-第i块单宽滑体面积（m2）；γi-第i块单宽滑体重度（kN/m3）。

依据室内实验成果，滑体重度天然状态下平均为19.4kN/m3，饱和状态下平均为19.7kN/m3。滑体多为粉质粘土夹有砾石及砂，透水性较差，渗透系数较小，但滑体厚度不大，在长期连续降雨作用下，水体可从现有裂缝入渗土体，可能渗透滑体，故滑坡饱和重度结合场地情况，按全饱水状态考虑，表现为滑体重度增大，故取重度γa=19.7kN/m3。滑体条块的面积采用aotoCAD直接从计算剖面图上量取。

②地下水：因滑体靠近龙须河，考虑到地下水压力的影响，地下水位面至河水位面的动水压力按照《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/ 143-2003）第12.1.9条公式计算：D=γwhlcosαsinβ。

③滑体上覆建筑荷载：由于滑坡体上无建筑，只种有芒果树，荷载不大。因此，在此次滑坡稳定性计算中，不考虑滑体上覆荷载。

④抗剪强度C、准值：依据规范，地震烈度为7度，考虑地震力，按照《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）第12.1.11条：Q=ζeW。

⑤抗剪强度C、准值：本次勘察主要以室内土工试验为主，以下为滑带软弱层所取土试样的实验结果，在稳定性分析和剩余下滑力计算中C、准值综合取值见表1。

表1 软弱面剪切强度值

稳定性分析和剩余下滑力计算中C、准值取值考虑最不利情况，结合以往滑坡勘察经验，计算最终取饱和状态C=3.1kPa，准=7.5°。

根据上述计算工况，利用理正岩土计算对剖面的稳定性进行了计算。工况1滑坡稳定性计算结果统计Fs为1.350，工况2滑坡稳定性计算结果统计Fs为0.987。

3.3 稳定性评价

（1）稳定性安全系数的选取：该滑坡危害对象为县级水利工程，防治级别为三级，在滑坡剩余下滑力计算中，安全系数值均取Fst=1.05。

（2）整体稳定性评价：根据上述计算工况，对滑坡的稳定性进行了计算，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）第12.1.21条滑坡稳定状态划分在天然状态下（工况1）1.05

4 结论

①龙须河渠道滑坡是个小型浅层滑坡。滑坡体以岩层内的软弱夹层为滑床，向北侧滑移。②根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）该边坡为安全等级三级，远动方式为牵引式滑坡。③变形观测表明，滑坡没有明显的变形迹象，目前处于稳定状态中。④滑坡的稳定计算进一步论证了滑坡在不利条件下，其整体稳定性是不稳定的。滑体前缘散体边坡坡角较陡，存在滑移的可能，但规模较小，不会危及河岸。

[1]张宇.某滑坡稳定性分析及工程治理措施建议[J].中国水运（下半月），2016（02）.

P642.22

A

1004-7344（2016）15-0159-02

2016-4-21

黄献军（1987-），男，助理工程师，本科，主要从事岩土勘察工作。