陕北地区黄土滑坡勘察及设计方案探讨

郭永斌 廉锐

摘  要：随着近几年陕北地区经济的飞速发展，高速公路施工项目也如约而至，但在公路施工过程中常会出现边坡开挖过程中土体下溜，边坡面随即垮塌的现象，伴随而来的是边坡上部裂隙出现并扩大，植被倾斜，经调查发现该边坡为一处老滑坡。针对老滑坡的勘察通常采取钻探、地质调绘、室内试验相结合的综合性勘察方法，滑带土的确定，对老滑坡的稳定性计算，滑坡参数的选取是勘察过程中的重点，滑坡设计的治理工作，应充分利用陕北地区淤地坝的反压作用，同时还能兼顾耕地的作用。

关键词：滑坡;下滑力;参数选取;抗滑桩

一、工程概况

陕北地区煤油气资源丰富，为了方便满足国家的经济发展对资源的需要，近几年该区域高速公路、铁路等交通运输工程和城市建设得到了飞速的发展。但陕北地区地处黄土高原和沙漠的接触带，水资源枯竭，气候条件干旱，植被稀少，但在雨季洪水较为泛滥，黄土受侵蚀水土流失严重，造成地表支离破碎，沟壑纵横，因此滑坡、滑塌、泥石流等地质灾害较为发育，因此该区域工程活动稍微不注意就会造成环境条件恶化，在很大程度上影响和困扰着当地的可持续发展。

二、自然状况

陕北地区地处黄土高原与内蒙古高原接壤，海拔高程750-1000m附近，地貌主要以黄土梁峁为主，沟谷较为发育，通常该区域发育一些水流量规模相对较大的河流，河流两侧岸壁上会出露基岩，比如砂泥岩等，上覆缓坡状的风积黄土和近新统红黏土。两岸岩层基本对称，覆盖层厚度稍有差异。

该陕北区域多属半干旱大陆性季风气候，由于身居内陆，该区域受东南沿海季风影响较小，故降水量小，但是在雨季暴雨强度大，多集中于7-9月份。

该区域地下水较为匮乏，地下水类型主要为上层滞水和基岩裂隙水，其中上层滞水水源补给主要受大气降水影响，水量较小，埋深较浅，基岩裂隙水水量较为充足，但埋深较大。

三、滑坡成因类型及现状

陕北地区滑坡多沿河流冲沟两侧对称发育，滑体土主要为风积黄土和新近系红黏土，滑床多为风化砂泥岩。该区域在7-9月份暴雨较多，从而造成冲沟处水位线抬升，进而冲刷两侧边坡坡脚，造成上部边坡小规模滑移，边坡中上部裂隙扩大，植被倾斜，加之上覆黄土孔隙发育，土质疏松，雨水顺着新生成的裂隙、孔隙下渗，从而润滑滑面，加剧了滑体的进一步滑移，因此该区域滑坡大部分属于此类牵引式滑坡，且数量较多。

目前该区域大部分老滑坡已滑动势能殆尽，如无外界干扰，新的滑动迹象不明显，因此该区域村民经常把房屋盖建到滑坡前缘处。但该类型滑坡如被人为扰动，滑体有从新的剪出口剪出的可能，从而形成新的滑动，所以该滑坡对该区域交通事业的发展有很大的阻碍作用。

四、滑坡勘察

4.1勘察手段

目前全国范围内针对滑坡的勘察仍沿用老一辈的手段，主要以钻探、地质调绘为主，室内试验为辅的综合性勘察方法。其中地质调绘主要为了查清滑坡的范围，周界，找出滑坡的要素（滑坡后緣、滑坡裂隙、滑坡床、滑坡鼓秋、滑坡舌、滑坡台阶等），从而在定性角度分析出该滑坡的形态、类型、滑坡方向、稳定程度等情况。因此采用地质调绘手段的定性分析是滑坡勘察的基础。

工程调绘内容如下：1、调查滑坡所在区的地形地貌，以确定滑坡产生的原因、发展和稳定形态;2、查明滑坡体及其周围地层结构、成因、性质;3、查明地下水类型、补给来源、排泄条件，含水层的岩性特征;4、搜集气象水文、植被、土的标准冻深等资料;5、调查人类活动对滑坡体的影响，包括人工洞穴、地下采空、大填大挖;6、查明滑坡体形态特征，主要为滑坡体后壁的位置、产状、高度等，滑坡前缘出露情况，滑坡体的裂缝发育，确定拉张裂缝、剪切羽状裂缝等存在与否。

下一阶段主要是在定性分析的基础上采取钻探、室内试验等勘察手段，其中钻探过程中需采用双管钻进，全程无水作业，钻进回次保持在2m左右，当钻进到下部岩土含水量较高时应降低钻进速度，增加采取率。以期查找出滑带土的精准深度。相对于钻探工程而言，必要的井探、槽探更能准确的找出滑带土的位置、产状，以及滑带地下水信息等，探槽工作对追踪滑坡体上的裂缝发育情况、分布位置、延伸程度等起到直接揭示和展示的目的，因此对于滑坡体的勘察手段主要以钻探、探槽为主，并辅以物探、原位测试、室内试验、现场检验与检测等。本黄土高原处滑带土主要特征为潮湿，土体混杂，擦痕不太明显，具有揉皱的迹象，但老滑坡滑带土土体湿度不大，擦痕和揉皱迹象均不太明显，因此对于老滑坡的勘察，滑带土的鉴定是重点，取出的滑带土试样要立刻送到现场试验室，进行残余剪和直剪试验。但对于本区域的黄土滑坡而言，由于该类滑体主要以牵引式为主，所以要采取滑坡中的滑体土试样进行剪切实验。

4.2 滑带土参数的选取

在滑坡稳定性计算中滑坡参数的选取是重中之重，而参数的选择又是大家公认的难题，因此在很多滑坡勘察中滑坡的稳定状态主要依靠现场滑坡地调中的定性评价，进而反推滑坡参数，这样一来滑坡的稳定性计算就尽成了一种数字游戏而已。

通过在该地区十几年的滑坡勘察经验我得出如下判断和经验（滑坡参数的选取）：针对该黄土高原区滑坡主要以牵引式为主，且大部分为老滑坡，在滑体的前缘坡脚处受水流冲刷从而最先滑动的，现大部分已稳定，因此该滑坡前缘处滑带土是经历了开始蠕动慢慢形成到滑坡体滑动逐步加快达到高峰，再到滑带土逐渐减速到停止滑动，从而趋于稳定，因此该段滑带土应采用重塑残余剪参数（峰残抗剪强度），而对于滑坡中部的滑带土是被下部滑体牵引滑动的，在滑动过程中水是不可或缺的润滑剂，因此水源大部分聚集在该滑体中部，该处滑带土含水量较大，但该滑坡中部滑带土未达到剪切峰值，因此该处滑带土参数应取饱和反复剪的参数，滑坡后缘处滑体是由其下部滑体拉裂而成，水流易沿后缘滑体裂缝处灌入，因此该后缘处滑带土特征更不明显，且含水量不大，但擦痕和镜面较为明显，因此该后缘处滑带土建议采用滑体土天然抗剪参数。

4.3 滑坡反算

滑坡反演分析是确定滑带土抗剪强度参数的有效手段，根据现场地调资料得出滑坡的现阶段稳定系数，该参数选取可参照下表1，再反算滑带土抗剪参数，反演是滑坡稳定性计算的逆过程，得到的参数更符合滑坡现阶段的变形情况，参数可以和试验结果综合考虑给出一个合理值。

目前滑带土抗剪强度的反演分析方法可分为单参数反演和双参数反演两种，前者是假定一个参数（粘聚力）来反算另一个参数，而后者在反演中有两个未知的参数，通常选择两个距离主滑面等距的剖面建立极限平衡方程求解。

五、滑坡设计

陕北地区黄土滑坡处置条件较为成熟，一般的处置思路为，滑坡后缘处刷坡，前缘处支挡的处理建议，目前陕北地区滑坡灾害防治技术措施包括卸荷、压坡脚、坡面防护、抗滑桩、预应力锚索等方法。其中滑坡剩余下滑力小于400kPa时，可以采用滑坡后缘刷坡，周界处排水，坡脚处剪出口较深时，可采取淤积坝反压的措施，坝上可以恢复植被种植，这也符合生态环境的要求，当坡脚处剪出口较浅时可采取挡墙支护措施，当滑体土质疏松、裂隙较多时可在挡墙处增设锚杆或预应力锚索。

当滑坡剩余下滑力大于400kPa以上时，可在坡脚处建议采取抗滑桩的处理措施，抗滑桩的配筋计算需参照滑坡剩余下滑力的计算确定。

随着社会的发展和文明的进步，当今国家重點抓紧了对环保意识的培养和检察，因此对于陕北滑坡的治理以前直接大规模挖除，但现在对于滑坡后缘的消方需要每天对开挖面浇水，覆盖绿网等，因此当前对滑坡的治理重点以支挡为主，比如抗滑桩、重力式挡墙、锚索+挡墙等，对于抗滑桩的尺寸主要为4X4、2X3为主，抗滑桩的桩距主要以2或3倍桩径为主，配筋的设计主要以找出滑坡推力的中心点为主，对于中心点以上区域需加密箍筋，主筋也应加粗，中心点以下抗滑桩受力变形较小，配筋需相对疏松。

六、结论

在陕北环境地质条件脆弱区，受单斜地层和黄土侵蚀堆积等影响，老滑坡较为发育，该滑坡均处于稳定状态，但若对其进行扰动会造成滑坡的复活，滑坡下滑力参数的计算主要采取反演和试验两种方法进行综合分析给出一个合理的参数。对于陕北老滑坡的勘察主要以钻探、探槽为主，并辅以原位测试、物探、室内试验等工作，滑坡参数的选取主要采用实验法和反演法综合考虑得出，滑坡的处置措施主要采用挡墙、抗滑桩等支护措施，并减少对滑坡的大规模开挖。

参考文献

[1]  郭永斌 绥延高速公路勘察报告.西安;中国建材地勘中心陕西总队，2016。

[2]  中华人民共和国国家标准.滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T0219-2016）[s].北京;中华人民共和国国土资源部。2006