尹麗軍
(河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊,河北滄州061000)
滑坡是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為斜坡巖土體在重力等因素作用下,依附滑動面(帶)產(chǎn)生的向下向外滑動的運動或現(xiàn)象?;驴辈橹校瑴蚀_確定滑坡范圍、主滑線,合理判斷滑面形式及進行滑體受力分析,對滑坡穩(wěn)定性評價及治理方案的選擇布置有著重要的影響。通??辈闀r,滑坡范圍主要通過地形地貌結(jié)合調(diào)查測繪等進行確定;滑坡主滑線、滑面形式主要通過調(diào)查測繪、勘探工作等進行分析確定,存在一定的主觀性,精確性差。針對處于變形階段的滑坡,采用地表位移精密監(jiān)測,可較為準確、有效地確定滑坡范圍、主滑線,同時對準確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài),也可起到重要的作用。以下結(jié)合工程實例來介紹地表位移精密監(jiān)測在滑坡勘查中的應(yīng)用。
(1)確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)各觀測樁位移量和位移方向的不同,可確定滑坡的范圍,或區(qū)分老滑坡上的局部移動,或從一個滑坡群中區(qū)分出單個滑坡。一般在滑坡群內(nèi),各滑坡在邊緣位置的觀測樁,其位移方向是向各自的滑體偏移,且兩滑體間的觀測樁位移量較小(圖1)。
根據(jù)繪制的滑坡位移矢量圖可確定滑坡主滑線。即從位移矢量圖中找出每一橫斷面上位移量、下沉量最大的點,連接這些點的線即為滑坡主滑線。
圖1 滑坡周界劃分示意圖
(2)滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)沿滑動方向斷面上個觀測點的平面位移量,計算各觀測點間單位長度的平均相對拉伸(或壓縮)值ε(ε為正值時受壓,負值則受拉),從而分析出各段受力性質(zhì)(拉、壓)和相對大小。
(3)判斷滑面形式。當滑坡只有一個滑動面時,觀測樁位移合矢量與水平線的夾角(α),常和其下相應(yīng)部分滑面傾角相近,用這一現(xiàn)象可判斷滑面的形式:
當觀測樁升高時,α角表示滑床向上翹的角度,反之α角表示滑床向下傾的角度。
某新建工程項目由于大面積建設(shè)開挖山坡坡腳及施工震動,造成坡體變形形成滑坡。滑坡縱向長度約460m,橫向?qū)挾燃s350m,滑體厚度10~39m,總面積約15×104m2,總體積200多萬立方米,為大型工程滑坡?;缕矫嫘螒B(tài)呈舌形,后緣坡度較陡,中部為平緩的平臺,前緣為人工開挖形成的不規(guī)則高陡邊坡陡坎。在開挖施工前,坡體從未發(fā)現(xiàn)有裂縫等變形跡象。從2015年下半年,項目開始施工開挖坡腳及強夯施工作業(yè),施工期間坡體出現(xiàn)小的地裂縫未引起注意,直到2016年9月突然發(fā)現(xiàn)坡體出現(xiàn)弧形大裂縫,從開挖山體的西側(cè)向上到頂部,然后向下至開挖面東側(cè)小溝谷內(nèi)結(jié)束,裂縫最大寬度0.6m,垂直高差約0.5m,且仍然在不斷擴大,嚴重影響到新建項目場區(qū)的安全。
滑坡正處于強變形階段,由于其范圍大,不同位置變形速率相差較大,滑坡勘查時采用了地表位移精密監(jiān)測,對準確地確定滑坡范圍、主滑線,以及對準確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài),也起到了決定性的作用。
對于地表整體位移精密監(jiān)測一般有以下方法:對范圍不大,主軸位置明顯的窄長滑坡可設(shè)置十字交叉網(wǎng)進行觀測(圖2-A);對范圍不大,但地形開闊的滑坡可設(shè)置放射網(wǎng)進行觀測(圖2-B);對地形復(fù)雜的大型滑坡則設(shè)置任意方格網(wǎng)觀測(圖2-C)。
圖2 監(jiān)測布置方法
本滑坡為大型滑坡,勘查選用任意方格網(wǎng)法監(jiān)測,監(jiān)測點、線的布置見圖3。主要布置縱、橫監(jiān)測線各3條,精密監(jiān)測點21個。監(jiān)測儀器采用瑞士Leica TCA2003全站儀(0.5″,1mm+1ppm)。水平位移采用全站儀導(dǎo)線測量方法按二級要求進行觀測;垂直位移采用電磁波測距三角高程測量施測的方法按二級要求進行觀測。監(jiān)測周期為每天一次。
(1)確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知,布置于滑坡裂縫以外的1、5、11、17、18、19、20、21號監(jiān)測點及前緣的10、16號監(jiān)測點均無位移,其余監(jiān)測點均有不同程度的水平及垂直位移,以此與測繪結(jié)果相結(jié)合,更加準確地圈定了滑坡范圍。
圖3 監(jiān)測平面布置圖
根據(jù)各點水平及垂直位移量和位移方向值,繪制了滑坡位移矢量圖,見圖4。通過位移矢量圖可知,布置于滑坡體西側(cè)的2、3、4號監(jiān)測點及東側(cè)的12、13、14、15號監(jiān)測點位移量明顯大于中部的6、7、8、9號監(jiān)測點,且前緣的4、15號監(jiān)測點垂直向上的變形明顯,而8號監(jiān)測點則無明顯的水平及垂直變形。以此為線索對滑坡進行了進一步的調(diào)查測繪,對滑坡地形、地層巖性等條件進行了進一步分析研究,最終將原定的一個滑坡體劃分為東、西兩部分,分別確定了1-1′、2-2′兩條主滑線,并將原來確定的滑坡整體滑動方向170°修正為162°、165°。確保了滑坡穩(wěn)定性分析更加符合實際。
圖4 監(jiān)測位移矢量圖
(2)滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)2條主滑線上各監(jiān)測點沿滑動方向的平面位移量,按前述公式計算各監(jiān)測點間單位長度的平均相對拉伸(或壓縮)值ε,分析出各段受力性質(zhì)(拉、壓)和相對大小。見表1。
表1 滑坡受力性質(zhì)分析
通過采用上述方法對滑體各段受力性質(zhì)的分析,與滑體不同部位的變形特征進行對比,分析得出了滑體各段的受力狀態(tài),對滑坡防治工程的布置起到了重要的指導(dǎo)作用。
(3)判斷滑面形式。根據(jù)主滑線上各監(jiān)測點沿滑動方向的水平位移量及垂直變形量,按前述公式計算各監(jiān)測點下部相應(yīng)位置滑面傾角的近似值。如表2所示。
表2 滑面傾角計算(近似值)
通過以上計算結(jié)果,結(jié)合鉆探、槽探、測繪等手段確定的滑面位置,經(jīng)綜合分析,準確地確定了滑坡滑面的形式。見圖5。
(1)滑坡勘查中采用地表位移精密監(jiān)測,可對于準確確定滑坡范圍、主滑線,以及準確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài)起到重要的作用。
(2)滑坡勘查是一項較為重要和復(fù)雜的工作,不同勘查方法都存在一定的局限性,滑坡勘查應(yīng)盡量采用多方法、多手段,綜合分析,相互驗證。
圖5 滑坡滑面形式圖(1-1′剖面)