楊克林
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局402隊(duì),湖南 長(zhǎng)沙 410000)
2017年6月25日上午8點(diǎn),某地保障性安置點(diǎn)發(fā)生突發(fā)性山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重威脅坡前4棟安置房、23棟民宅的100戶432人的生命財(cái)產(chǎn)安全。潛在經(jīng)濟(jì)損失約4000萬(wàn)元。
按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GBT32864-2016)滑坡防治工程分級(jí)表,該滑坡地災(zāi)防治工程等級(jí)均為Ⅱ級(jí)。
滑坡區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),四季分明。年平均氣溫在12.9℃~17.4℃,最熱為23.6℃~28.7℃;最冷為1.5℃~5.5℃。區(qū)域內(nèi)雨量充沛,多年平均降水量1322.4mm,年最大降水量2116.1mm(2014年),月最大降雨量550.5mm(2014年6),日最大降雨量238.6mm(2014年6月19),10年一遇小時(shí)降雨強(qiáng)度為33.8mm/h,20年一遇小時(shí)降雨強(qiáng)度為54.6mm/h。
區(qū)內(nèi)未見(jiàn)大的地表水體,一條水渠沿145m標(biāo)高自北東向南西方向徑流。
區(qū)內(nèi)地貌類型屬于侵蝕剝蝕紅層丘陵地貌,地形平面呈長(zhǎng)圓狀和條帶狀,表面起伏形態(tài)似梁茆狀或渾圓狀,滑坡位于低山斜坡上,坡向150°,坡度25°~30°,滑坡體上部分陡坎臺(tái)階坡度達(dá)40°~60°。區(qū)內(nèi)地面高程210m~282m,相對(duì)高差72m。
區(qū)內(nèi)地層主要為第四系殘坡積土層,厚2.4m~6.2m。下伏白堊系上統(tǒng)第二巖組(K22)。巖性為紫紅色鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖,偶見(jiàn)細(xì)砂巖。巖層傾向?yàn)?50°,傾角20°~25°
區(qū)內(nèi)巖層為單斜構(gòu)造,產(chǎn)狀150°∠20°~25°。
滑坡位于安置房北側(cè)山坡,前緣高程130m,后緣高程189m,相對(duì)高差59m,剖面上呈階梯狀,后緣較陡,中部、前緣較緩,平均坡度25°。滑坡平面上呈弧形型,前緣寬180m,后緣寬115m,滑坡縱長(zhǎng)180m,面積約26550㎡,厚度5m~12m不等,平均厚度約8.0m,體積約21.24×104m3?;轮骰较?50°,為中型順層巖質(zhì)滑坡。
2017年6月25日大雨過(guò)后,滑坡中后緣出現(xiàn)6組拉裂縫,2017年6月25日后不斷加劇變形,中部后緣發(fā)生兩處局部滑移分別為B1和B2,B1滑移區(qū)域?qū)?0m,長(zhǎng)55m,滑體厚度約2m,滑移方量約1100m3;B2滑移區(qū)域?qū)?0m,長(zhǎng)20m,滑體厚度約1m,滑移方量約600m3。
滑坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)大致可分為三個(gè)帶
3.3.1 滑體
滑坡體的巖土層分為二層:上部為粉質(zhì)粘土,可塑狀,厚度一般2.4m~6.2m。下部為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖,巖質(zhì)軟,遇水極易軟化,厚度一般2.7m~10.6m。
3.3.2 滑帶
滑帶為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖與中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖二者的交界面的軟弱夾層。其巖性表現(xiàn)為可塑的粉質(zhì)粘土,褐黃色,土體韌性較高,土體濕潤(rùn),含水量豐富,用手捻有滑膩感,易粘手,無(wú)搖震反應(yīng)。
3.4.1 滑坡變形形成機(jī)制分析
該滑坡是自然狀態(tài)下,多種因素綜合作用形成。
(1)滑坡物質(zhì)的形成:山體構(gòu)成的巖性為紅層,在山頂易風(fēng)化剝蝕,風(fēng)化物堆積在坡面平緩地帶,構(gòu)成了滑坡物質(zhì)。
(2)滑帶的形成:在長(zhǎng)期大氣降水的滲透與地下水浸潤(rùn)作用下,巖石軟化,加速風(fēng)化,土體飽水、松軟,受下伏基巖粉砂巖的阻水作用,地下水在強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖與中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖交界面處富集,致使地下水位抬升,而泥質(zhì)粉砂巖遇水極易發(fā)生軟化、泥化,故在二者交界面處形成軟弱層,即滑帶,為滑坡提供了潤(rùn)滑作用。
3.4.2 滑坡近期發(fā)育階段
2017年6月,滑坡發(fā)生局部滑移,滑體中后緣發(fā)育多條裂縫,目前該滑坡處于蠕動(dòng)變形~加速變形階段。
滑坡斜坡走向與巖層走向基本一致,巖層傾角較緩為10°~20°左右,且一般小于斜坡坡度。變形機(jī)制一般為滑移——拉裂,在這種變形機(jī)制下其可能的破壞模式為沿巖層的順層滑移?;麦w沿下伏軟弱面向前緣剪出口方向滑移,并使滑坡體拉裂、解體。
計(jì)算剖面的選?。哼x取1-1’~ 3-3’剖面作為穩(wěn)定性計(jì)算剖面(詳見(jiàn)圖1,2)。
圖1 滑坡1-1’計(jì)算剖面
圖2 滑坡3-3’計(jì)算剖面
3.7.1 計(jì)算荷載
(1)自重:滑體自重,作用在條塊上的最重要作用力。
(2)水壓力:水壓力包括后緣裂縫靜水壓力和沿滑面揚(yáng)壓力。
(3)地面荷載:地面荷載主要為滑坡體前緣房屋荷載,房屋主要為磚混結(jié)構(gòu)村民自建住宅,綜合取值單層按15KN/m2,2層按30 KN/m2,以此類推。
3.7.2 計(jì)算工況
本次穩(wěn)定性計(jì)算考慮2種工況,詳見(jiàn)表1。
表1 穩(wěn)定性計(jì)算工況、荷載組合
3.7.3 計(jì)算模型的選取
計(jì)算模型見(jiàn)圖3。
圖3 巖質(zhì)滑坡計(jì)算模型:極限平衡法
計(jì)算公式如下。
其中,后緣后緣裂隙靜水壓力:V=ΥwH2;沿滑面揚(yáng)壓力分別為U=Υw L H。
W—滑體的重度(kN/m);
L—滑面長(zhǎng)度(m);
C—滑帶的粘聚力(kPa);
Φ—滑帶的內(nèi)摩擦角(°);
α—滑帶的傾角(°);
A—地震加速度,本次計(jì)算不考慮;
Υw—水的容重(KN/m3)。
3.7.4 計(jì)算結(jié)果
本次計(jì)算方法利用上述公式采用表格法,計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2.
表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
(1)工況:滑坡在天然工況下除3-3’剖面在剪出口1處于基本穩(wěn)定,其余均為穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨工況下,基本處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)局部和整體滑移:滑坡計(jì)算了整體滑移(剪出口2)和局部滑移(剪出口1)的穩(wěn)定性。在暴雨工況下,滑坡局部均處于不穩(wěn)定狀態(tài),整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。
勘查結(jié)果顯示,強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖之間已存在一軟弱層,這一軟弱層將可能成為坡體滑動(dòng)破壞的潛在滑面。在暴雨的不利條件下仍可能發(fā)生明顯滑動(dòng),造成危害。
由于抗滑樁施工難度大,且可能開(kāi)挖石方困難,工藝相對(duì)復(fù)雜,更難達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。且滑坡區(qū)坡體后緣較陡,容易發(fā)生從樁頂剪出的可能性,治理成本較高且效果不明顯。綜上考慮,本次勘查方案推薦方案。