摘要:滑坡是地質(zhì)災(zāi)害中較為頻發(fā)的一種,具有分布廣、危害大、時(shí)間不確定等特點(diǎn)。目前,在地質(zhì)災(zāi)害的勘察和防治工作中仍舊沿用老套路及固定模式的防災(zāi)、治災(zāi)思路,往往忽視了災(zāi)前勘察和災(zāi)后治災(zāi)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與運(yùn)用以及整個(gè)防災(zāi)過程的整體考量,如何做到科學(xué)合理的地質(zhì)災(zāi)害勘察和防治顯得尤為重要。
關(guān)鍵詞:滑坡;地質(zhì)勘察;防治
中圖分類號:F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
前言
隨著重大工程日益增多,尤其在復(fù)雜地質(zhì)體發(fā)生滑坡的情況和危險(xiǎn)性越來越高。提前判斷、識別和防治滑坡災(zāi)害以及采取有效的防治措施,是整個(gè)防治工作能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵所在。本文對滑坡形成條件、判別特征、災(zāi)前勘察、災(zāi)后防治設(shè)計(jì)和防治中注意的幾個(gè)問題等方面的內(nèi)容進(jìn)行了梳理與總結(jié)。
1、形成滑坡的條件及主要特征
1.1、滑坡災(zāi)害形成條件
1.1.1、地形特點(diǎn)。
主要包括斜坡和洼地地段,在這些地方地表水和地下水容易匯集壯大;河流的凹岸和緩坡,因其容易受到雨水沖刷和水流侵蝕往往形成滑坡;上陡下緩的堆積體地段和下伏基巖向外傾斜的斜坡;黃土地區(qū)階梯前緣的緩坡地段等。
1.1.2、地層條件。
容易風(fēng)化或見水易軟化的軟質(zhì)巖層;夾有軟弱夾層的硬質(zhì)巖;上松下密的黏土、膨脹土層和堆積而成的黏性土地層等在具備貯水功能、聚水條件和地層有隔水軟弱面時(shí)易形成滑坡。
1.1.3、地質(zhì)構(gòu)造。
傾向性較大的斜坡和斷層交接面以及不整合面、巖層層理面,連通節(jié)理面、褶曲兩翼的傾斜面等軟弱結(jié)構(gòu)層(面),由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的脆弱性易形成滑坡。
1.1.4、環(huán)境因素。
水、氣候、地裂、地震等自然因素。
1.1.5、外在因素。
亂砍亂伐,破壞植被等人為破壞地表的行為。
1.2、滑坡判別特征
1.2.1、形態(tài)特征。
滑坡主要呈現(xiàn)圈椅狀或馬蹄狀環(huán)形谷。上部常有裂縫、中部是起伏的坑洼;前緣有鼓丘且常伴有扇形裂縫、后緣有陡壁和擦痕;兩側(cè)有羽狀的裂縫并常常形成雙溝谷現(xiàn)象;聲r(shí)常長會形成鼻狀凸丘和多級平臺,有的還會伴隨凹地積水、房屋傾斜、道路開裂和建筑倒塌等現(xiàn)象。
1.2.2、土層特征。
滑坡發(fā)生時(shí)地層的完整性遭到破壞:巖層層位、產(chǎn)狀或構(gòu)造與外圍不連續(xù);有的巖層發(fā)生重疊或順序顛倒;地表出現(xiàn)張性裂縫,并摻雜有樹葉及泥土等參雜物。
1.2.3、水文特征。
發(fā)生滑坡災(zāi)害時(shí),地下含水層發(fā)生斷裂,完整性和連續(xù)性遭到破壞。具有單獨(dú)的含水層的滑坡體,此時(shí)水文特征變得毫無規(guī)律可言:水位變化;方向錯(cuò)亂;滑動(dòng)帶前緣位置溢出泉水。
2、滑坡勘察的內(nèi)容和注意事項(xiàng)
2.1、勘察的內(nèi)容和采用的方法
2.1.1、測繪與調(diào)查
查明滑坡的地貌形態(tài)與特征,并對滑坡位移、地下水動(dòng)態(tài)變化情況及建筑物的變形情況進(jìn)行觀測。應(yīng)盡可能搜集不同時(shí)期的航片,根據(jù)遙感圖像的解譯,對滑坡體的范圍、滑動(dòng)方向、規(guī)模及與路線或構(gòu)筑物的關(guān)系和發(fā)展趨勢進(jìn)行定性、定量判斷。
2.1.2、物探勘察。
用于了解滑動(dòng)面位置及含水層、富水帶的分布和埋藏情況;下伏基巖面起伏及巖性變化等。根據(jù)探測方法分為電法勘探、地震勘探、地質(zhì)雷達(dá)、電磁法、聲波探測、綜合物探測井等幾種不同方法。由于物探工作的多解性,即指勘察場地的地質(zhì)條件比較復(fù)雜,干擾因素多,只單一地采用某種物探方法可能做出多種地質(zhì)解釋。為此應(yīng)采用多種物探方法,通過對各種物理參數(shù)的綜合分析,排除某些解釋的可能性,最后得出確切的地質(zhì)結(jié)論。
2.1.3、鉆探。
根據(jù)物探資料,一般沿滑坡主滑斷面和支擋建筑物布置。確定滑坡體的范圍、厚度和組成,查明地下水的分布、層位、水的來源及各個(gè)含水層之間的相互聯(lián)系。采集足夠的巖土樣本進(jìn)行物理力檢測試驗(yàn);轮鬏S沿著最厚的部位向下延伸,其剖面是滑坡災(zāi)害發(fā)生時(shí)速度和推力最大的斷裂面,對剖面的研究掌握了滑坡的性質(zhì)和發(fā)生滿足的條件。因而,通過鉆探對滑坡主軸剖面的試驗(yàn)和研究是分析滑坡的穩(wěn)定性并進(jìn)行防治設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
2.1.4、挖探勘察。
挖探根據(jù)方式和方法的差別又分為井探、坑探、硐探和槽探種,該方法的揭露面較大,易于區(qū)分滑動(dòng)體和基座,便于直接掌握滑動(dòng)帶的相關(guān)信息。主要用于確定滑坡周界、前緣的產(chǎn)狀,具有直接觀測地質(zhì)現(xiàn)象、取得資料真實(shí)可靠、取樣方便的優(yōu)勢,并通過滑帶的樣本測試,可以推斷滑動(dòng)面帶發(fā)生的情況和信息。坑探和探槽主要是探測滑坡發(fā)生位置、土層的成分及坡體剪出口的位置和形狀等,另外還可用于采集原狀巖土試驗(yàn)樣本并對大剪試驗(yàn)提供良好的場地。
2.1.5、水文勘察。
地下水的活動(dòng)是引起地質(zhì)滑坡的一個(gè)非常重要的因素。主要查明滑坡地下水的水位情況、分布范圍和動(dòng)態(tài)變化;測定含水層的涌水量和滲透系數(shù),地下水的流速、方向和相互聯(lián)系;進(jìn)行水質(zhì)分析,用滑坡體內(nèi)、外水質(zhì)對比和體內(nèi)分層對比,判斷水的補(bǔ)給來源和含水層數(shù)。
2.2、勘察注意事項(xiàng)
2.2.1、合理確定勘察的范圍。
勘察范圍不僅局限于變形坡體內(nèi),也要謹(jǐn)慎勘察測繪滑體后緣的穩(wěn)定地層。引起滑坡體發(fā)生變形的因素有很多種,因而滑坡具有特定的季節(jié)性及周期性等特點(diǎn)。另外,不能簡單地將滑坡后緣的拉孤裂縫鎖定于一個(gè)獨(dú)立的三維形態(tài)上,要放在滑坡一定范圍內(nèi),對其水文、工程、地質(zhì)及人為因素來勘察,才具有科學(xué)意義。
2.2.2、科學(xué)選擇勘查方法。
采用多種地質(zhì)勘察方法相結(jié)合的綜合勘察是較為有效的方法和手段。在室內(nèi)先進(jìn)行遙感判識,對地質(zhì)情況進(jìn)行宏觀的認(rèn)識和初步判斷;野外進(jìn)行調(diào)查驗(yàn)證;根據(jù)現(xiàn)場情況,采用綜合物探手段,進(jìn)一步查明滑坡的內(nèi)部狀況;合理布置鉆探,用于查明地層巖性、地層結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造;觀測地下水水位;采取巖土試樣與水樣;為原位測試及水文地質(zhì)試驗(yàn)提供條件。
2.2.3、采集樣品要安全有效。
由于滑坡帶內(nèi)土體的不均勻,容易導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果離散性大,而試驗(yàn)結(jié)果又是滑坡穩(wěn)定評價(jià)和工程治理設(shè)計(jì)的重要依據(jù),試驗(yàn)參數(shù)出現(xiàn)偏差,采用此參數(shù)的計(jì)算、驗(yàn)算過程也必然會產(chǎn)生較大誤差,從而影響治理方案,反而加大治理的風(fēng)險(xiǎn)。
3、滑坡工程防治原則和措施
3.1、滑坡防治總的原則
滑坡防治是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。它包括預(yù)防和治理兩大階段。“預(yù)防”是針對尚未嚴(yán)重變形或有可能發(fā)生滑坡的斜坡采取的預(yù)防性措施;“治理”則是針對已經(jīng)嚴(yán)重變形或是已經(jīng)發(fā)生滑坡的斜坡采取的治理措施。“防與治”,一方面要保護(hù)地質(zhì)環(huán)境,預(yù)防發(fā)生滑坡;另一方面要妥善治理已經(jīng)發(fā)生的滑坡,預(yù)防災(zāi)害二次發(fā)生。防治工作要堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則,減少甚至避免災(zāi)害導(dǎo)致的直接或間接損失和不利影響。
3.2、防治主要措施
滑坡防治分為2種方式:減少下滑力和增大阻滑力。減小下滑力主要是針對滑坡發(fā)生的內(nèi)部因素,措施主要有地表水的截水排水、地下水引導(dǎo)和滑坡前緣的削坡減載。增大阻滑力主要表現(xiàn)在坡腳壓載和支擋。
3.2.1、清除開挖。
將整個(gè)或大部分滑坡土體清除,可以徹底解除后患,該方法適用于厚度和規(guī)模不大的小滑坡。必須注意的是開挖后巖體邊緣位置的穩(wěn)定性、巖體表面的松動(dòng)、植被覆蓋等條件都會發(fā)生一定變化。防護(hù)時(shí)要及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,適當(dāng)采取坡面各種防護(hù)和措施,以防止產(chǎn)生二次滑坡。
3.2.2、截水防水排水。
水是滑坡產(chǎn)生的主要誘因。截水是在滑坡外緣周邊設(shè)置截水溝或加高加厚護(hù)欄進(jìn)行水位攔截,以防止滑坡以外的水流入滑坡范圍內(nèi)。排水主要是排出溢出或斷裂的地下水,降低地下水位,避免發(fā)生滲流,減少或消除滑支護(hù)壓力,提高坡體的穩(wěn)定性和防護(hù)能力。防水是指對已進(jìn)入坡體范圍內(nèi)的水,要平整坡面使其形成一定坡度并采取坡面植被或噴混凝土等適當(dāng)防滲措施,以減少地表水的入滲并將其引出坡體范圍。排水是指根據(jù)坡體周圍的自然地形特征,挖建新的排水渠,將引流地表水進(jìn)入排水渠,排出坡外,減少入滲。
3.2.3、削減坡度和壓腳。
削減坡度可以直接降低滑坡下滑沖力,壓腳則是直接增大滑坡阻滑力。單一采用兩種方法的一種都可以有效提高滑坡的穩(wěn)定性。但在實(shí)踐中將二者聯(lián)合使用是最好的做法。
3.2.4、設(shè)置防滑擋墻。
根據(jù)受力條件、材料和結(jié)構(gòu)的差別,抗滑擋墻主要有重力擋墻、扶壁擋墻、恒重?fù)鯄、貼坡?lián)鯄图咏钔翐鯄Φ任宸N形式擋墻。設(shè)計(jì)擋墻要不滑動(dòng)、不傾覆、有足夠的強(qiáng)度、無大的沉降變形。除特殊規(guī)定外:抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)>1.3;抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)>1.5;地基的承載力應(yīng)大于基底壓應(yīng)力的平均值;墻體的應(yīng)力應(yīng)設(shè)計(jì)抗壓<抗拉強(qiáng)度。
3.2.5、打抗滑樁。
抗滑樁材料強(qiáng)度大,具有抗滑能力強(qiáng)、抗滑效果顯著、擾動(dòng)破壞小、工程量小、投資少、施工簡便快捷的特點(diǎn),適用于滑床基巖較完整且有明顯滑面的滑坡。是國內(nèi)外公認(rèn)的比較有效的措施。
3.2.6、使用阻滑鍵。
在滑面平整清楚,滑面上的抗剪能力不大,而其滑面上下巖層較完整的滑坡,可采取在滑面上挖出幾條垂直并排的平硐的方式,形成抗滑鍵槽形式,用混凝土填實(shí)。利用勘探硐做阻滑鍵?够I的數(shù)量和分布、斷面尺寸都要通過精確的計(jì)算獲得。
3.2.7、錨固支護(hù)。
根據(jù)錨桿材質(zhì)、施工技術(shù)和預(yù)應(yīng)力的不用,錨固支護(hù)方式有普通砂漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索等幾種形式。在滑坡防治施工時(shí),常常將錨桿、錨索與抗滑樁、樁板式或柱板式擋土結(jié)構(gòu)、坡面鋼筋混凝土等配合使用,都取得了良好的效果。
4、結(jié)語
地質(zhì)滑坡是較為常見的一種地質(zhì)災(zāi)害,其形成條件、誘發(fā)因素的復(fù)雜性、多樣性和不穩(wěn)定性,致使預(yù)測和治理難度加大。提前判別和防治地質(zhì)災(zāi)害,快速選擇針對性的技術(shù)措施,是整個(gè)救災(zāi)工作能否取得預(yù)期防治效果的關(guān)鍵。文中對滑坡形成條件、判別特征、前期勘察、防治設(shè)計(jì)及防治注意的問題等環(huán)節(jié)進(jìn)行了著重的分析,認(rèn)為前期科學(xué)勘察和災(zāi)后根據(jù)成因和實(shí)際情況的有效合理的設(shè)計(jì)治理是防災(zāi)抗災(zāi)的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
[1]張喜發(fā)巖土工程勘察與評價(jià)[M]長春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2006
[2]陳瑞亭,郝鐵橋某高速公路滑坡分析與處治措施[J]中外公路,2007
[3]高謙,吳順川土木工程可靠性理論及其應(yīng)用[M]北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007
[4]曹雄西康鐵路增建二線太峪滑坡勘察[J]鐵道勘察,2007(6)