碎石土滑坡地质灾害稳定性及危害性浅谈
中图分类号： P642 文献标识码： A
引言
碎石土滑坡常常是填土、残积、坡积、崩塌或老滑坡堆积及硬岩全风化物等形成的结构松散的堆积体滑坡。滑坡剖面自上而下可分为4层，即滑体、滑带、滑带影响带和滑床基岩。通过系统准确的勘查方法，正确判别碎石土滑坡的成因类型及滑体、滑带、滑带影响带和滑床基岩基本特征及物理力学参数，对指导碎石土滑坡的防治起着确定性的作用。
建德市乾潭镇仇村村丁畈自然村滑坡是浙江省内比较典型的碎石土滑坡，为一由于切坡建房形成坡脚临空在持续降雨工况下诱发的碎石土滑坡。因此，通过有效的勘查方法，得出碎石土滑坡的工程地质特征、水文地质特征、边界条件等，对分析碎石土滑坡的成因机制、变形破坏模式、稳定性评价及碎石土滑坡防治工程治理设计具有重要的参考价值。
1滑坡区工程地质条件
该滑坡地质灾害点位于建德市乾潭镇仇村村丁畈自然村蔡雪潭、蔡永德屋后山体斜坡上，滑坡前缘约60m处有乾潭-下包乡村道路通过，乡村道路与G320和杭新景高速相通，其交通较为便利。其中心点地理位置坐标为：北纬29°39′42″，东经119°30′05″。受多日强降雨作用下，2013年6月30日~7月1日上午蔡雪潭、蔡永德屋后屋后边坡发生塌滑，2013年7月1日晚8时24分，山体发生较大规模滑坡，滑坡已造成前缘1栋3层房屋被毁、3栋房屋受损（其中1栋严重受损）。该碎石土滑坡整体主滑动方向约220°，滑坡堆积体最大厚度约14.5m，平均厚度约11m，总方量约6.5万m3。
1.1地形地貌
工程区附近山体最大高程为698.00m，位于勘查区北东侧上周山，勘查区前缘为山间谷地，高程一般50～65m之间。勘查区范围内共有4条冲沟，根据现场调查除冲沟3外的其它冲沟形态上均为“U”型，冲沟3为“V”型冲沟，相对其余冲沟较小且短，调查中勘查区范围内冲沟内均无地表水出露。
图1滑坡区卫图
1.2地层岩性
根据区域资料，勘查区附近出露的地层主要有前第四纪志留系中统唐家坞、康山组和第四纪残坡积、冲积层及滑坡堆积层（图2），现按由老至新的顺序叙述如下：
（1）前第四纪地层
志留系中统唐家坞（S2t）：灰绿色~暗紫红色泥质砂岩、砂岩互层，软弱相间，全风化呈碎土状，厚度0.5~1.0m，勘查区东侧山体斜坡上及坡脚均有所出露。根据钻孔揭露，强风化层厚度1.1~10.2m不等，中风化岩芯呈短柱状或碎柱状为主，节理裂隙较发育，以中高倾角为主，岩层产状为N60~65°E NW∠45~55°，全场地分布。
（2）第四纪地层（Q）
①第四系残坡积层（Qel-dl）：含碎石粉质粘土，土黄色，稍湿，结构松散，碎石含量约35%，其中粒径2～5cm约25%，5～10cm约占10%，分选性差，棱角状，碎石母岩成分为砂岩、泥质砂岩，渗透性较好，厚约1～3m，主要分布山坡表层。
②第四系滑坡堆积层（Q4del）：碎石土、含碎石粉质粘土，灰黄色，结构松散，可塑状，块石大小不一，粒径5~20cm不等，局部存在块径约50cm的块石，母岩为砂岩、泥质砂岩，强～中等风化，分布于乾潭镇仇村村丁畈一带。
③第四系冲积层（Q4al）：分布于胥溪基座阶地，岩性为棕黄色砾石层，砾石含量约90%，成分为砂岩，胶结物为粉砂质粘土，厚度2～5m不等，主要分布于河流两侧。
图21-1’滑坡区代表性工程地质剖面图
1.3地质构造
勘查区区域上位于萧山－球川深断裂北侧、罗村复式向斜南侧，属于向斜的核部，向斜轴线约N40~45°E，向斜核部位志留系中统唐家坞组地层，两翼为志留系中统康山组地层。在勘查区南东侧分布一断层，走向约N30°E。
2滑坡变形特征及破坏模式分析
2.1滑坡变形特征
根据现场地质测绘，滑坡体上主要变形迹象为滑坡体上树木毛竹倾倒、集水池变形破坏和拉张裂缝。树木毛竹倾倒主要分布于滑坡左右边界、滑坡后缘平台及滑坡前缘附近，集水池损坏位于ZK13钻孔北东侧约17m部位。
根据地质测绘，滑坡体内分布有浅蚀冲沟，冲沟沟口分布于ZK13西侧附近。滑坡堆积体内见有多条纵向裂缝。滑坡前缘ZK13附近在地质测绘期间，由于降雨及自重等因素影响下，产生了细小裂缝。滑坡前已造成前缘1栋3层房屋被毁、3栋房屋受损（其中1栋严重受损），主要分布于滑坡前缘西侧部位，房屋结构类型为砖混结构，滑坡前缘东侧滑坡堆积体已堆积至房屋一楼窗户附近。
根据现场地质测绘，滑坡区范围内发育有7条拉张裂缝，编号为Lf1~Lf7，裂缝整体走向以N60~80°E 和N50~70°W 为主，代表性照片见照片1、2。
照片1lf1照片2Lf5
2.2破坏模式
根据滑坡变形特征和成因分析，滑坡物质主要为含碎石粘土、碎石土组成，滑坡形成主要是前缘坡脚开挖较陡，在降雨条件下下部岩土体先滑动，使中上部岩土体支撑减弱而变形滑动，从下到上滑动，因此滑坡的变形破坏模式为推动式滑动。
3滑坡成因机制分析
根据地质测绘成果分析，从滑坡所处的地质环境条件、发生时间、变形现象等，分析滑坡形成因素主要有：地形地貌、地质构造、岩土体结构、气象与水文地质条件和人类活动等。
① 地形地貌条件
新近滑坡区域地貌上两侧边界附近分布有冲沟，呈现双沟同源形态，且地貌处于负地形地貌，易于汇水，从地貌上分析有利于滑坡的形成。
② 地质构造
勘查区范围内发育一断层，受断层影响，断层影响带附近岩体较破碎~破碎。同时勘查区内节理裂隙较发育，以中~高倾角为主，受节理相互切割影响，局部岩体较破碎。
③ 地层岩性条件
根据工程地质测绘和钻孔揭示，斜坡上部覆盖层为含碎石粉质粘土、碎石土，下伏基岩为砂岩、泥质砂岩，局部强风化层深厚，强度低、岩土质性能差。根据ZK3、ZK4、ZK9钻孔揭露情况，①-3层含碎石粉质粘土层是一相对隔水层，易饱水，根据压水试验结果，勘查区基岩透水性为微~弱透水性。
④ 降雨条件
斜坡松散覆盖层透水率较高，降雨条件下雨水下渗，降雨通过增加滑坡体的孔隙水压力，使滑坡体的下滑力增加以及使作用在滑面上的法向应力减小，从而降低滑带岩土体的等效抗剪强度，从而导致滑坡的发生。
⑤ 人类活动
斜坡前缘早期切坡建房，破坏了斜坡的应力平衡。
4滑坡稳定性分析与评价
4.1稳定性计算方法与模型建设
（1）计算方法
本次勘查滑坡稳定性计算按传递系数法对滑坡稳定性加以试算，计算公式按折线型公式计算，计算软件为理正，稳定系数Kf计算公式如下：
其中：
式中:Fs―稳定系数
Wi―第i条块的重量(kN/m)；
Ci―第i条块的内聚力(kPa)；
Фi―第i条块内摩擦角(°)；
Li―第i条块滑面长度(m)；
ai―第i条块滑面倾角(°)；
βi―第i条块地下水流向(°)；
A―地震加速度(重力加速度g)；
―第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)，即
。
（2）计算工况
经综合分析本滑坡滑体、滑床岩土体特征，本次选定如下两种计算工况计算评价滑坡稳定性。
工况1 天然状态；
工况2 暴雨状态。
（3）计算模型
根据勘探剖面，本次A区稳定性计算选取1-1'剖面，剖面分布位置见附图，滑坡稳定性计算模型见图3。
图3稳定性计算模型
4.2滑坡岩土体物理力学参数选取
滑坡稳定性计算岩土体物理力学主要参数建议值
岩土名称 重度 抗剪强度
天然 饱和 天然 饱和
（kN/m3） C(kPa) φ(°) C(kPa) φ(°)
①-1含碎石粉质粘土 18.5 19.1 22 18 21 16
①-2碎石土 19.8 21.0 12 24 10 22
①-3含碎石粉质粘土 18.5 19.1 22 18 20 15
④-1强风化泥质砂岩、砂岩 24 25 13 48 / /
④-2中风化泥质砂岩、砂岩 26.5 27.0 30 60 / /
4.3滑坡稳定性计算结果与评价
（1）计算结果
1-1’剖面滑坡稳定性计算结果统计表
工况 天然工况 暴雨工况
指定滑面 HM1 HM1
稳定系数Fs 1.139 0.968
（2）稳定性综合评价
① A区：根据计算结果，新近滑坡区天然状态下处于基本稳定状态，而在暴雨状态下处于不稳定状态。该新近滑坡体后缘见有高约4.2~4.5m的陡坎，根据ZK1、ZK3钻孔揭露情况，其中ZK1区域覆盖层厚约7.7m，ZK3区域覆盖层厚约17.5m，其覆盖层较厚，ZK1、ZK3钻孔附近区域其地质环境条件与已经发生滑坡区域基本相同，在暴雨或强降雨等因素下处于不稳定状态，有可能产生次级滑坡地质灾害，属于潜在滑动区域，初估方量约7万m3。
② 根据前面论述，B区为现状为古滑坡堆积物堆积区，组成滑坡体堆积体物质组成主要为含碎石粉质粘土、碎石土，中密~密实。现场地质测绘该区未发现有变形迹象，现状处于稳定状态。但在暴雨工况条件下，地下水位上升，可能导致该区域产生新的滑坡地质灾害，处于欠稳定状态。
③ C区：该区域覆盖层浅薄，局部基岩裸露，现状处于稳定状态，在强降雨或暴雨工况条件下处于稳定~基本稳定状态。
5滑坡危害性分析
（1）A区
该区滑坡已造成前缘1栋3层房屋被毁、3栋房屋受损（其中1栋严重受损），无人员伤亡，直接经济损失约120万。在降雨因素影响下有可能再次产生滑坡地质灾害，对本次滑坡前缘未造成损害的房屋有很大的安全威胁。由于发生滑坡后对于滑坡前缘居民已采取了避让措施，但在测绘期间靠近马路侧仍有居民居住，产生次滑坡对该区域居民生命及财产有较大的威胁。
（2）B区
该区现状整体稳定，在强降雨或暴雨工况条件下有可能产生滑坡地质灾害，属于滑坡隐患区，对B区前缘居民生命及财产有较大的威胁。
（3）C区
该区山体整体稳定，表部残坡积层浅薄，在降雨等因素影响下产生滑坡地质灾害的可能性较小。
根据现场地质测绘、滑坡发展趋势及危害性分析结果，将本次勘查区滑坡危害范围分为重点危害区和次重点危害区，重点与次重点总威胁23户及2家厂房，总计威胁人数约149人。其中重点危害区总威胁13户居民及2家厂房，共计约106人，次重点危害区威胁10户43人。
5工程防治措施建议
根据滑坡区工程地质测绘、勘探以及滑坡稳定性分析评价，在暴雨工况下A区处于不稳定状态，B区在暴雨工况下欠稳定；C区自然斜坡稳定。为保障边坡前缘居民的财产和生命安全，提出以下几点建议：
（1）鉴于滑坡体规模广，可能产生滑坡的岩土层较厚，若采取治理措施，其支挡工程量大，且治理后需相关监测和工程维护，同时由于滑坡的复杂性，仍存在一些不可预见因素，因此，勘查建议对A区滑坡影响范围内居民采取避让方案。
（2）B区为滑坡隐患区，应加强监测工作，同时该区前缘严禁建房及开挖坡脚的人类工程活动。
（3）做好场区的排水工作，如在B区、A区中上部设置盲沟。
结束语
总而言之，碎石土滑坡地质灾害对于人们的生命财产安全和社会的稳定发展有着十分严重的危害，应该引起相关人员的重视，采取行之有效的措施，对其进行勘查、分析、预测，并针对滑坡产生的原因，切实做好防治治理工作，尽可能减少滑坡灾害的发生，降低滑坡造成的危害，推动社会的持续稳定健康发展。
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