鄧海榮DENG Hai-rong

（上?？辈煸O計研究院（集團）有限公司，上海 200093）

1 工程概況

貴陽某場區(qū)長約920m，寬約200m，面積約為0.2km2，主要功能為車輛停車場、車輛檢修基地等。其中場區(qū)西南側(cè)主要為挖方部分，形成長約180m，高約35m，坡度近30°～45°，走向近西北-東南向的邊坡。根據(jù)設計方案，該邊坡采用四級放坡，除第一級邊坡采用抗滑樁外，第二～四級邊坡采用放坡+錨桿框架梁內(nèi)植生袋植草（3×3）支護，坡率依次為1:1、1:1.25、1:1.5。當?shù)谌壖暗谒募夁吰洛^桿梁已施工完成，正在組織第二級邊坡錨索施工時，邊坡發(fā)生大面積坍塌。坍塌區(qū)域縱長約100m，寬約55～100m，形成錯落臺高約1～2m，滑動方量約35000m3，屬小型滑坡；主滑方向60°，與坡面走向基本垂直。滑動面形態(tài)上部陡，中下部趨緩，前緣總體呈圓弧狀。

滑坡場地屬溶蝕峰叢谷地地貌，地面起伏大，原為斜坡溝谷地段，植被茂盛，勘察期間以按1:1～1:1.5 坡率進行了削坡處理。場地內(nèi)第四系覆蓋層厚度普遍較大，一般厚約2.0～8.0m，結構松散～稍密，主要為硬塑～可塑狀紅粘土；場地滑塌后表層滑塌體厚約2.0～6.0m，含原有邊坡支護框架梁結構和鋼筋、錨桿、邊坡表層土體和巖塊，全～強風化狀為主，結構松散，成分較復雜。下伏基巖主要為三疊系下統(tǒng)羅樓組（T1l）泥質(zhì)灰?guī)r，局部分布砂質(zhì)泥巖，巖層呈單斜產(chǎn)出，地質(zhì)構造簡單，巖層產(chǎn)狀80°～85°∠15°～17°。場地發(fā)育兩組主要節(jié)理，節(jié)理1：185°～190°∠72°～78°、節(jié)理2：270°～275°∠75°～82°，延伸性較好，間距25～100cm，微張至張開型，主要為泥質(zhì)充填，部分為方解石脈填充。

測區(qū)由上至下分布多層軟弱夾層（J1～J5），呈薄層狀，層厚一般約5～10cm，顏色呈灰白～灰綠色，主要分布于泥巖中以及灰?guī)r、泥巖交界部位，其產(chǎn)狀與巖層一致。

2 勘察方案

本次勘察采用工程地質(zhì)測繪和調(diào)查、工程鉆探、現(xiàn)場原位測試、物探和室內(nèi)試驗相結合的綜合勘察方法，勘察工作量布置如下：①依據(jù)1:500 地形圖進行實地工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作。在綜合分析已收集到的測區(qū)區(qū)域資料基礎上，主要進行了工程地質(zhì)填圖、微地貌單元的劃分和巖體結構及構造面產(chǎn)狀、性質(zhì)的調(diào)查，圈定滑塌區(qū)域范圍。②沿設計軸線布置高密度電法物探測線，對滑塌體厚度、滑移面分布情況進行探摸，同時采用鉆探進行驗證。③在坡腳布置探槽，并在2 孔內(nèi)進行了電視攝像，通過地質(zhì)測繪、探槽探坑、孔內(nèi)電視攝像及鉆探等手段，查明軟弱結構面的分布情況。④布置3 組現(xiàn)場直接剪切實驗，對軟弱夾層的原位剪切強度進行測試。⑤采取巖樣及軟弱夾層樣品，進行室內(nèi)剪切試驗、膨脹性試驗以及化學成分檢測。

勘察方案布置如圖1。

圖1 勘探工作量布置示意圖

3 高密度電法物探測試

高密度電法屬于電測深法的一種，電測深法是在同一測點上逐次增大供電電極距，使勘探深度由小逐漸加深，于是可觀測到測點處沿深度方向上由淺至深的視電阻率的變化規(guī)律。通過對反映地電斷面變化的電測深曲線的分析，可以了解深度方向上地質(zhì)剖面的特征。

沿設計軸線布置7 條高密度電法物探測線，查明巖土體分層結構以了解滑坡體底界面分布情況，采用的物性參數(shù)為視電阻率值，反映在工程地球物理條件上即順層（順坡）向表層的低阻層（尚未滑動或處于蠕變期的結構密實的表層土及風化巖體）或相對高阻層（已滑塌的結構松散的表層土及風化巖體）。

本次工作采用斷面測深技術，其與常規(guī)測深技術的最大區(qū)別在于，斷面測深技術是把整條測線的數(shù)據(jù)當成一個整體進行分析，即二維層析成像分析。本次物探采用溫納裝置，工作電極距5m，層數(shù)（隔離系數(shù)）最大為13 層，接地條件不良地段采用澆水、敷泥或加電極的方式進行改善測量。高密度電法數(shù)據(jù)經(jīng)處理得到反演色譜圖后，與鉆探所揭示的地質(zhì)模型進行對比，選擇合適的反演結果使用專業(yè)軟件繪制成圖進行資料解釋。

典型物探測線成果圖如圖2。

圖2 典型物探測線成果圖

由圖知，WT4～WT4’剖面中，地表以下厚度4.5～7m，平均厚度約5m 范圍內(nèi)為層狀相對高阻體，視電阻率值約140Ω·m～160Ω·m，推測為結構松散的表層土及風化巖體；WT6～WT6’剖面中，地表以下厚度5～10m，平均厚度約7m范圍內(nèi)為層狀相對低阻體，視電阻率值約20Ω·m～50Ω·m，推測為結構密實的表層土及風化巖體。下伏巖體視電阻率值約80Ω·m～800Ω·m，推測為較完整基巖，二者接觸帶呈現(xiàn)明顯視電阻率值差異，將該差異帶推測為滑動面或潛在滑動面。

4 鉆探及孔內(nèi)電視攝像

在滑坡體上鉆探采用單人背包式（TB20 型）巖芯鉆機，該設備攜帶輕便，適用于交通不便或野外惡劣工作環(huán)境下的鉆探工作，本次主要用于獲得滑坡體厚度、滑移面界線等資料，以供物探反演分析及驗證使用。在坡腳及外圍鉆探采用常規(guī)XY-1 型鉆機，單動雙管取芯鉆具取芯，鉆孔孔徑110mm，主要是獲得軟弱夾層分布深度并取樣以及成孔供孔內(nèi)電視攝像使用。通過對比分析物探及鉆探成果，確定邊坡沿軟弱夾層進行滑移。（圖3）

圖3 典型地質(zhì)剖面圖

5 原位測試及室內(nèi)試驗

本次勘察在軟弱夾層埋深較淺且場地條件較好的區(qū)域布置3 組現(xiàn)場剪切實驗（DJ1～DJ3），以獲得軟弱夾層在飽和狀態(tài)下的抗剪強度及滑移后殘余強度。本次勘察采取5 組中風化砂質(zhì)泥巖樣品進行自由膨脹率試驗和飽和吸水率試驗，測得自由膨脹率為0.39%～0.52%，飽和吸水率為1.12%～1.38%，不具膨脹巖特征[1]。對測區(qū)兩個軟弱夾層（J1、J2）樣品進行化學分析及X-衍射分析，根據(jù)化學分析結果和X-衍射分析中礦物特征衍射峰的高低，得出其粘土礦物以水云母（伊利石）、蒙脫石為主。同時通過室內(nèi)自由膨脹率試驗，軟弱夾層自由膨脹率為31%～33.7%，綜合分析得出軟弱夾層系弱膨脹性軟巖[1]。軟弱夾層厚度較薄，難以取得原狀樣，本次采取擾動樣進行室內(nèi)重塑土剪切試驗。通過現(xiàn)場剪切實驗以及室內(nèi)重塑土剪切實驗，測得軟弱夾層抗剪強度指標如表1。

由表1 可見，室內(nèi)重塑土剪切試驗指標系軟弱夾層經(jīng)粉碎后重新制樣試驗所得，其參數(shù)較原位測試有較大差異，可靠性較差。

表1 軟弱夾層的抗剪斷強度一覽表

6 邊坡穩(wěn)定性分析評價

6.1 邊坡變形破壞模式

各種資料及調(diào)查分析表明，誘發(fā)滑塌主要是邊坡開挖后形成了臨空面，破壞山體的支撐部分，使巖土體失去平衡，加上連續(xù)降雨天氣，使雨水入滲導致滑體自重增加，而軟弱夾層排水的不暢使其浸泡軟化，抗剪強度急劇降低，加劇了邊坡滑塌的活動進程。

6.2 軟弱結構面抗剪強度確定

滑坡的每一次滑動都可以看成是一次大型的模型試驗，對于曾經(jīng)產(chǎn)生過滑動的滑坡，滑動帶在滑動前瞬間處于極限平衡條件下，此時的穩(wěn)定系數(shù)為1.0，由此反算得出的抗剪強度指標即代表整個滑面上的平均指標[2]。

按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）第13.3 節(jié)推薦的公式[3]對軟弱夾層的抗剪強度參數(shù)進行反演估算如下：

圖4 估算斷面4-4'

反算邊坡下滑前滑動帶的抗剪強度如表2。

表2 軟弱夾層反算參數(shù)

反算邊坡下滑前滑動帶的抗剪強度如表3。

圖5 估算斷面6-6'

表3 軟弱夾層反算參數(shù)

根據(jù)上表可知當穩(wěn)定系數(shù)為1.0 時，所得的抗剪強度指標和現(xiàn)場剪切試驗所得的參數(shù)較為吻合，綜合建議采用φ=11.4°，c=10.1kPa 作為軟弱夾層抗剪強度指標。

6.3 邊坡防治方案建議和注意事項

根據(jù)該邊坡特點，建議設計、施工在后續(xù)整治中注意以下問題：①在施工前必須合理安排好各工序的施工順序，確保施工有序安全。②及時對滑塌體以及坡頂填土進行清除，清除時建議由上至下進行，避免產(chǎn)生新的滑塌。③施工時加強坡頂截水、開挖面止水、隔水工作。施工場地臨時性排水措施應滿足連續(xù)降雨、暴雨和施工用水等的排放要求。④開挖時應謹慎采用爆破法施工，減少對巖土層的擾動，同時加強三、四級邊坡的支護。⑤減少開挖面規(guī)模，做到隨挖隨支護，減少巖、土面暴露時間。⑥場地內(nèi)尚未穩(wěn)定，抗滑樁施工若采用人工挖孔樁，應采取有效的護壁、截、降（排）水及通風等安全措施。

7 結束語

①單一的、傳統(tǒng)的工程地質(zhì)鉆探勘察揭露的地層僅僅是一個鉆探點的地層情況，而物探成果雖能得到連續(xù)的斷面，卻往往因為手段間接使得物探解釋成果的可靠性與物探專業(yè)人員掌握地質(zhì)資料的程度密切相關。本工程在滑坡勘察中，嘗試將地質(zhì)調(diào)查、鉆探勘察、物探工作有機結合起來，互相驗證，不失為一種有效的勘察方法。②針對邊坡穩(wěn)定性分析的關鍵參數(shù)-抗剪強度，剪切試驗因受各種條件限制，局限性很大，無法模擬實際滑面上不同部位各種因素變化的實況；采用反算法得到的抗剪強度指標受制于反算條件是否完備與可靠，且只能代表整個滑面上的平均指標，具有一定的局限性。確定抗剪強度，仍需要綜合進行考慮。