贵州省贵定市花蕾幼儿园滑坡成因分析及稳定性评价

2016-08-10张肖

大科技 2016年27期

关键词：条块花蕾斜坡

张肖

张肖

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队贵州清镇 551400）

本文通过对贵定市花蕾幼儿园潜在滑坡体进行勘查工作，确定其滑坡地质特征，分析其成因机理，对滑坡稳定性进行了综合评价，为治理方案提供依据。以期对同类型地质灾害点稳定性分析提供参考作用。

花蕾幼儿园；滑坡；稳定性评价

近年来，随着城镇化建设的发展，人类工程活动的加剧，人为引发的地质灾害发生率在明显增加。大多以滑坡、崩塌、泥石流为主。其中贵州省以滑坡灾害点为主，其占所有地质灾害点隐患的57%，严重威胁到人民的生命财产安全，其防治刻不容缓。本文通过对花蕾幼儿园滑坡隐患点进行调查，分析其形成原因，对其稳定状态进行评价，判定出是否为灾害隐患点，为往后的治理提供依据，从而达到提前防御的措施。

1 地质环境条件

花蕾幼儿园滑坡区为残-坡积地貌，海拔标高970～990m，相对高差20m，地形为斜坡。其主要出露地层为第四系松散堆积层和三叠系下统永宁镇组（T1y3），岩性为薄层灰岩，岩体完整性较好。根据岩组岩性、物理力学性质，区内工程地质岩组主要划分为两类：松散岩类工程地质岩组、硬质岩类工程地质岩组。区内地表河水主要来源为大气降水及周边居民生活废水。根据水质分析报告结果，地下水化学类型为碳酸盐钙质水。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡变形特征

本滑坡位于花蕾幼儿园所处斜坡之上，该滑坡体于2014年5月发生了蠕动滑移，同时后缘出现拉张裂缝，威胁到该校师生及周边居民生命财产安全。

2.2 滑坡边界特征及规模

该滑坡为一新形成的滑坡，处于幼儿园活动场西南边斜坡区，自然地形坡度约22～25°；该滑坡平均宽宽约43m，纵长约58m，主轴为NE223°，平面形态呈半圆形，面积约2453m2，估计平均厚度约4m，体积约0.98万m3。初步判断为小型、浅层、第四系松散层牵引—推移式复合型滑坡。滑坡主滑方向与下伏基岩倾向一致，具备第四系土体顺基岩面产生顺层滑动的岩体结构条件，且本地区降雨充沛，容易诱发滑坡。

2.3 滑坡岩土体特征

根据在滑坡上施工的钻孔并结合斜坡上基岩出露情况、工程地质测绘、滑坡体堆载历史访问调查，滑坡岩土结构特征自上而为：

滑体：由杂填土、第四系残坡积体及红粘土夹角砾组成，据钻探揭露，滑体厚约3.5～4.8m，平均厚约4.0m。

滑面：滑坡区无明显滑带，存在的潜在滑动面为土体分层界面（第四系残坡积碎石土和滑坡堆积体碎块石土界面），因此，其潜在滑动面滑坡物质组成及结构特征与滑体土基本相同。

滑床：三叠系下统永宁镇组（T1y3）：为浅灰色中厚层灰岩，节理发育，多见方解石脉，岩体较完整，属较破碎硬质岩，下伏于项目区全境。岩层单斜产出，产状 248°∠46°，顺坡向。

3 滑坡成因分析

从该滑坡的变形与产生的现象并结合环境地质条件的综合分析，滑坡形成成因主要为以下四个方面：

（1）滑坡原本处于陡斜坡地带，原始地形坡度约22～25°左右，加之学校修建及师生日常活动，造成滑坡体坡顶的堆载及水力渗透作用，改变其原始应力场，岩土体内部剪应力大于其正应力，是滑坡形成的不良地质工程环境条件。

（2）滑坡前缘修建乡村道路及居民房，对堆积体前缘进行开挖切坡，使得滑坡前缘临空，形成人工剪出台阶，原陡斜坡抗滑段失去作用，为滑坡的形成提供临空条件。

（3）滑坡岩土体为杂填土、残坡积土、红粘土夹角砾组成，由于校园生活废水的排泄及地表植被的破坏造成覆盖层水力关系的破坏，红粘土层后水力影响变化较大，造成滑坡岩土体性状的边坡，使其抗剪强度降低，为滑坡的形成提供内在条件。

（4）多日连续降雨，地表水通过疏松孔隙垂直入渗到堆积体，对斜坡岩土体浸润，软化，对堆载体中较小颗粒不断淘蚀，进一步降低斜坡岩土体抗剪强度指标，为滑坡的形成提供条件。

根据以上综合分析认为，此次滑坡产生的主要原因为：人类工程活动不合理的堆载及生活废水的随意排放，改变原始斜坡应力状态及岩土体的抗剪强度；道路上车辆的通行，增加了可变荷载；对坡脚开挖，形成坡度较大的临空面，改变了其原始应力场；在强降雨作用下诱发的浅层堆积体小型滑坡。

4 滑坡稳定性评价

4.1 滑坡稳定性计算模型的确定

通过地质调查、勘查、分析表明，该滑坡将沿土体分层界面滑动，综合确定滑坡的滑动带（面）呈弧线形。根据滑坡可能遭遇最不利情况（满足滑坡剩余推力最大工况和断面），滑坡区荷载主要为斜坡自重及建筑荷载。该滑坡地质灾害防治等级为Ⅲ级。选取天然、饱水等两种工况来计算。其计算模型见（图1）。

图1 滑坡稳定性计算模型（瑞典条分法）

4.2 滑坡稳定性计算公式及参数的确定

根据已确定的滑坡稳定性计算模型，采用瑞典条分法计算公式对其稳定性进行计算。

瑞典条分法计算公式：

式中：Ks——边坡稳定系数；

Gi——第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kPa）；

φi——第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（°）；

li——第i计算条块滑动面长度（m）；

θi，ai——第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（°）；

Gi——第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）；

Gbi——第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）；

Pwi——第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）；

Ni——第i计算条块滑体在滑动面上法线上的反力（kN/m）；

Ti——第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）；

Ri——第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）。

4.3 稳定性评判标准的确定

滑坡防治工程等级划分按照《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）中6.4节表6及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）中5.1的规定，考虑对学校危害性大，地质环境、人文环境也较复杂，滑坡综合影响因素较多，因此，在判定滑坡稳定性时，防治工程等级按Ⅲ级。

4.4 荷载、荷载组合及计算工况选取

据实地调查，花蕾幼儿园外部荷载主要考虑大雨或特大暴雨，暴雨、饱水时，滑体土自重增大，抗剪强度降低。设计工况Ⅰ：采取自重，模拟天然状态。校核工况Ⅱ：自重+暴雨，模拟饱水状态。荷载作用情况有建筑物荷载每层按12kPa取值；学校操场的超载按10kPa取值。

4.5 滑坡稳定性及推力计算结果

按照前面所确定的计算公式以及计算参数，根据花蕾幼儿园滑坡防治工程稳定性计算分析图（图2～4），分别以各特征断面使用Excel按计算公式编写计算程序，对滑坡体3个剖面进行稳定性计算。

图2 花蕾幼儿园滑坡剖面1-1′稳定性计算分析图

图3 花蕾幼儿园滑坡剖面2-2′稳定性计算分析图

图4 花蕾幼儿园滑坡剖面3-3′稳定性计算分析图

根据滑坡稳定性计算结果，该滑坡在自然工况下，一般处于基本稳定，暴雨工况下，基本处于欠稳定状态，需采取相应的工程治理措施。该滑坡下滑力主要由中上部滑块产生，结合地形条件，建议可在滑坡中部破损挡墙处修建一排抗滑桩，桩间临空部分以挡土板连接；抗滑桩、挡墙及滑坡两侧修建截、排水沟，以保证斜坡的稳定性，防止其进一步发展，消除地质灾害威胁。保护人民生命财产安全。