滑坡的工程地質特征及其防治措施

1、試論滑坡的工程地質特征及其防治措施以甘肅花子溝滑坡為例一、滑坡概述滑坡是指斜坡上的土體或巖體，受到河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。我國是世界上滑坡災害比較嚴重的國家之一，史書中早有山崩堵江和地移掩村的記載。改革開放以來隨著大規(guī)?；A設施的建設，特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，建設速度加快機械化施工程度提高，人類改造自然的力度和廣度空前增大。而許多滑坡災害延誤工期增加投資甚至造成重大災害，為此對滑坡進行研究減少滑坡災害在大規(guī)模經濟建設中造成的巨大損失顯得尤為重要。二、滑坡分類滑坡的分類主要根據滑坡

2、體的物質組成、滑動面形狀、滑動速度、力學特征、滑坡體厚度、滑坡體規(guī)模、發(fā)展階段等來劃分,如以滑動面形狀為區(qū)分標志,有均質滑坡、順層滑坡和切層滑坡。也有以滑動的位置、移動形式劃分,如基巖滑坡、表層滑坡。還有從發(fā)育期劃分,如幼年期滑坡、青年期滑坡、壯年期滑坡、老年期滑坡。我國鐵路部門提出了以滑坡體組成物質、滑坡體厚度、性質、成因為分類標準的三級分類法：第一級按滑坡體物質組成分類：粘性土滑坡、黃土滑坡、堆填土滑坡、堆積土滑坡、破碎巖石滑坡、巖石滑坡。第二級按主滑面的成因分類：堆積面滑坡、層面滑坡、構造面滑坡、同生面滑坡。第三級按滑坡體厚度分類：巨厚層滑坡：厚度大于50米；厚層滑坡：厚度2050 米；

3、中層滑坡：厚度620米；淺層滑坡：厚度小于6米。滑坡定名時將三級標志放在前面,二級放中間,一級放在最后。三、甘肅花子溝滑坡的工程地質分析3.1花子溝滑坡簡介花子溝滑坡位于甘肅省靈臺縣境內花子溝北側，擬建的省道202線涇川至滲水坡段公路K40+700K41+200范圍內。該滑坡是一大型(總體積約400×10 m )深層(滑體厚20 m-50 m)基巖滑坡。擬建道路從滑坡體中部穿過，在連續(xù)降雨和施工開挖作用下，該路段右側出現連續(xù)滑坡(滑塌)，影響道路施工為后期運營帶來隱患，因此必須對該滑坡進行工程地質勘察并提出治理措施。3.2花子溝滑坡現狀滑坡所在地貌屬于丘陵溝壑區(qū)，地勢整體西高東低，從

4、坡腳小溪到滑坡后緣頂部平臺最大高差約140 m。該滑坡整體形態(tài)清晰，輪廓明顯，滑坡后壁地形呈圈椅狀，有明顯滑坡后壁，滑體左右側界限明顯?；潞蟊诙盖?，后壁高5 m15 m，后壁頂部多處有崩塌產生，滑坡后緣頂部平臺見串珠狀陷穴?；略谄矫嫔铣蕶E圓形，縱向(沿道路方向)長約470 m，橫向(垂直道路方向)寬約330 m，主滑方向為56º?；抡w前部、中部較平坦，坡角10º15º；后部稍陡，坡角30º40º；滑坡坡腳處稍陡，坡度20º40º?；缕履_在溪水的沖刷作用下，多處有崩塌產生，如圖1，圖2所示。目前由于道路路基施工開挖，

5、在滑體中部形成不同高度的邊坡。坡體土質較為松散，由于施工開挖及連續(xù)降雨沖刷，造成了邊坡滑坡(滑塌)。K41+000K41+220段右側邊坡為2級，坡坡為2級4級，坡高20 m35 m，在該邊坡頂部形成2條張拉裂縫，裂縫寬5 cm-10 cm，長度20 m25 m，下挫距離05 m10 m；K40+770右側邊坡為4級，該段邊坡位于滑坡的右壁處，坡度約45º，坡高40 m50 m，坡頂有2處崩塌，該處滑塌最為嚴重，滑塌土體已經將開挖路槽填平。坡體橫向裂縫與縱向裂縫均很發(fā)育，K40+870-K41+000段右側坡面上見有4條地表水沖刷形成的長10 m25 m、深1 m3 m、寬1 m2

6、m的沖溝?；碌叵滤^發(fā)育，由于開挖路基溝槽，地下水從路基右側邊坡滲出，形成5處泉水出水口，其中3處流量15 Lrain20 Lrain，另外2處為滲水。由于坡體滲水及雨季雨水的匯集，高8 m-10 m，該段邊坡形成連續(xù)塌方；K40+800K41+000段邊 在K40+850位置處形成小水塘。3.3 滑體巖土特征根據野外鉆孔揭露，滑坡體巖土以黃土狀粉質粘土層及馬蘭黃土層為主?；w巖土層如下： 粉質粘土層： 褐黃色，軟塑狀態(tài)，土質不均勻，結構松散，以粘性土為主。黃土狀粉質粘土層： 褐黃色，可塑一硬塑狀態(tài)，局部為軟塑，土質較均勻，以粘性土為主，孔隙較發(fā)育，具垂直節(jié)理，含少量鈣質結核。馬蘭黃土層：褐

7、黃色，硬塑狀態(tài)，土質較均勻，以粉粒為主，含少量鈣質結核，孔隙較發(fā)育，具垂直節(jié)理，含有黑色鐵、錳質斑點。3.4 滑床的巖土特征據勘探鉆孔揭露，滑坡的滑床巖性為淺綠色青灰色的強風化砂質泥巖，泥質結構，層狀構造，局部鐵質侵染、質軟。巖體完整性較差，多呈層狀碎裂結構。3.5 滑帶和滑面特征據野外鉆孔和探槽揭露，該滑坡滑帶分為淺層滑帶和深層滑帶。深層滑帶發(fā)生在基巖面上，滑帶由青灰色全風化砂質泥巖和馬蘭黃土層混雜而成，顏色雜亂，滑動跡象明顯，滑帶所含圓礫具有一定磨圓度。淺層滑帶位于黃土狀粉質粘土層及馬蘭黃土層內，局部位置存在小型擦痕及光滑滑面。3.6 滑坡工程地質成因（1） 深層滑動(老滑坡)老滑坡原始地

8、形較陡，滑坡體為馬蘭黃土層，下伏基巖為砂質泥巖，其質軟易風化，是相對隔水層。在坡腳溪水的沖刷作用下，坡腳不斷發(fā)生塌方，抗滑力不斷減小，在雨水作用下土體抗剪強度減小，引發(fā)深層滑坡，滑動因受到小溪對岸山體阻擋而減緩。深層滑帶標高在坡腳小溪標高之下，說明其發(fā)生年代久遠，加上山體阻擋，無再次滑動可能，滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2） 淺層滑動(誘發(fā)滑坡)淺層滑體主要由第四系黃土狀粉質粘土組成，滑坡體在隨深層滑帶滑動過程中已受擾動，土質松散；路基施工開挖期間連續(xù)有3個月的降雨，使得地下水位上升，土體在地下水及雨水作用下有效應力減小、抗剪強度大幅下降；施工開挖破壞了滑坡體原有的平衡狀態(tài)；在以上原因綜合作用下誘

9、發(fā)了淺層滑坡(滑塌)。這些滑坡(滑塌)體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)或者不穩(wěn)定狀態(tài)，需要進行及時的處理。四、滑坡防治的基本原則和工程措施4.1 防治原則滑坡防治是一個系統(tǒng)工程各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣緊密聯系，一般而言根據防治滑坡的經驗教訓可以提出以下10 條防治原則：(1) 正確認識滑坡的原則 (2) 預防為主的原則(3) 一次根治不留后患的原則 (4) 全面規(guī)劃分期治理的原則(5) 治早治小的原則 (6) 綜合治理的原則 (7) 技術可行經濟合理的原則 (8) 科學施工的原則 (9) 動態(tài)設計 信息化施工原則 (10) 加強防滑工程維修保養(yǎng)的原則4.2 防治滑坡的主要工程措施及應注意的問題國外防治滑坡有 100

10、 多年的歷史，我國從20世紀50 年代以來也防治了許多滑坡。美國將防治措施分為繞避減小下滑力增加抗滑力及滑帶土改良四類。日本將其分為抑制工程和控制工程兩大類。我國將其分為繞避排水力學平衡和滑帶土改良四類，從防治措施上與國外經濟發(fā)達國家沒有大的區(qū)別。我國在滑坡防治中大量使用挖孔鋼筋混凝土抗滑樁及錨索抗滑樁其基本形式如下圖所示：這里主要討論在防治工程中應注意的幾個問題 (1) 應重視地下排水工程由于滑坡地下水分布的復雜不易查清，造成一些設計人員只重視支擋工程而不重視排水工程，結果不少滑坡作了抗滑樁地下水位抬高滑坡繼續(xù)變形。如前述的向家坡滑坡地下水位抬高6 m以上，實際上排除地下水減小，滑帶孔隙水壓

11、力提高，滑帶土抗剪強度其作用是十分顯著的。(2) 半坡樁的穩(wěn)定問題近幾年在高邊坡滑坡防治中設計了不少位于邊坡中部的抗滑樁，即所謂半坡樁有的樁出現了變形，其原因之一是潛在滑面確定不準確樁的埋深不夠。原因之二則是不了解抗滑樁設計理論是引用了橋梁樁基的半無限體錨固原理，抗滑樁與橋梁樁基又有區(qū)別若在半坡上樁的錨固深度不足，則不能形成半無限體錨固條件這是值得注意的。(3) 微型樁的設計問題直徑小于 30cm的樁稱為微型樁在中小型滑坡上有應用前景，在地面機械化施工見效快若樁頭不聯結則抗彎剛度很小一般應群樁聯結，但目前其適用條件和設計計算理論尚不完善值得進一步研究。(4) 埋入式樁的設計問題埋入式樁即厚層滑坡的抗滑樁不做到地面埋入，地面下一定深度減小了樁長抗滑樁的彎矩和截面減小節(jié)省材料和工程造價。但目前對樁上滑坡推力的分布樁頂以上滑體受力等尚缺乏系統(tǒng)研究。(5) 關于滑帶注漿問題滑帶土改良提高滑坡自身抗滑力穩(wěn)定滑坡從理論上講是完全正確的國內外都作過不少試驗但至今很少用于工程實踐原因是在工藝上難以控制漿