大方县滑坡地质灾害形成因素分析及治理措施研究

陈 像

（毕节市矿产资源勘查中心，贵州 毕节 551700）

受持续强降雨影响，2020年6月12日凌晨，大方县果瓦乡茶园村南东侧、北西侧斜坡体发生蠕动滑移，威胁到茶园村村民和茶园小学师生的生命、财产安全。为及时消除这类地质灾害的威胁，本研究开展了地质灾害调查，分析了滑坡地质灾害特征和形成因素，并提出了有效的治理措施[1]。

1 地质环境概况

大方县大地构造位于上扬子陆块黔北隆起区毕节弧形褶皱带，在黔西高原向黔中山原丘陵过渡的斜坡上，属侵蚀-剥蚀地貌。区内构造简单，岩石节理发育；出露地层为三叠系下统嘉陵江组二段，岩性为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩及灰岩；第四系残坡积层主要为含碎石黏土，厚度受地形控制，结构松散、透水性强。区内水文条件简单，分为基岩裂隙水、第四系松散孔隙水两大类，受季节变化影响较大。

2 工程地质特征

研究区内岩体被划分为第四系松散岩类岩组、软硬相间岩类岩组两类。岩土体物理和力学性质如表1所示。

表1 岩土体物理和力学参数统计

第四系松散岩类岩组成分为黏土，土体力学强度低，无实际工程意义。

软硬相间岩类岩组为泥岩、砂岩，整体抗风化能力较弱，力学强度较低，工程性质差。

2.1 岩体物理力学性质

根据岩样物理力学性质试验，结合区内的地质环境、地层岩性及地质构造的影响，确定滑床泥岩物理力学性质：天然重度为24.50 kN/m³，天然抗压强度为10.52 MPa，抗剪强度c值为1.25 MPa、φ值为38.1°，静弹性模量为0.14×104MPa，泊松比为0.32，地基弹性抗力系数为200 MN/m3，地基承载力特征值为650 kPa，基底摩擦系数为0.40。

2.2 滑体土物理力学性质

滑体土天然含水量ω为22.19%，天然密度ρ为1.96 g/cm³，孔隙比e为0.67，饱和度为89.96%，天然内聚力c值为28.46 kPa，天然内摩擦角φ值为10.89°。通过计算，滑体土天然重度γ为19.42 kN/m³，饱和重度γsat为19.80 kN/m³。

3 滑坡地质体特征

3.1 滑坡体特征

滑坡体在平面上呈矩形，斜长约85.0 m，宽约120.0 m，平均厚度约3.0 m，滑坡隐患规模约3.0×104m³，主滑方向300°，属小型浅层土质滑坡隐患（见图1）。

图1 滑坡体全貌

滑体主要由第四系残破积物和泥岩组成，厚度一般在2.0～5.0 m，平均厚度为4.0 m。自上而下分为两层：（1）第四系残坡积层，为黄色含碎石黏土，表土层为耕植土，结构松散，表层透水性强，厚度约为1.0 m。（2）三叠系下中统嘉陵江组二段，滑体物质为黄色泥岩，岩层受两条节理裂隙切割，产状为140°∠70°、220°∠80°，节理发育程度达7条/m，滑体厚度在1.0～4.0 m不等。

3.2 滑坡剪出口区域向前滑动

滑坡体前缘为通村水泥路后侧切坡边坡和居民建房切坡边坡沿线，斜坡物质成分为黏土和泥岩，为岩土质边坡，公路边坡未支挡，居民建房边坡设置了浆砌石挡墙支挡。调查后可见，公路边在底部0.2～1.0 m区域沿岩层层面向前滑动约10 cm（见图2），滑面上下部均为黄色泥岩，降雨后有变形加剧现象；在挡墙区域，滑动面被挡墙掩盖，挡墙受滑坡滑动局部鼓凸开裂变形。

图2 剪出口滑动现状

3.3 滑坡体上开裂变形

在滑坡体中部可见两条近期变形的裂缝，一条可见长度为1.5 m，宽3 cm，走向为115°；另一条可见长度为1.0 m，宽1 cm，走向140°。经调查，两条裂缝拉裂迹象新鲜。

该滑坡体变形迹象、蠕动滑移迹象明显，滑坡体在降雨的影响下仍可能沿岩层层面继续发生滑动，对周围人及构建筑物的安全构成威胁。

3.4 滑坡体稳定性分析

滑坡体由第四系残坡积层含碎石黏土和强风化泥岩组成，目前已发生滑动变形，滑面为岩层层面。滑坡在自重和地下水的作用下，稳定系数为1.42，稳定性评价属稳定；在安全系数取1.30的情况下，剩余推力为0 kN/m；在自重、暴雨、地下水（1/3饱水）的共同作用下，稳定系数为0.94，稳定性评价属不稳定，在安全系数取1.15的情况下，剩余推力为451.83 kN/m[2]。

4 滑坡成因分析

4.1 内在因素

4.1.1 斜坡形态特征

研究区属侵蚀剥蚀中山斜坡沟谷地貌，总体地势东高西低，地形上缓下陡，滑坡体处于整个斜坡体中部，地形坡度约为25°；滑体前缘为连续的切坡边坡，高3.0～5.0 m不等，为滑坡体的滑动及剪出提供了空间条件。另外，滑坡体后缘地形相对平缓，为茶园小学校园，校园内均使用了混凝土硬化，雨水汇集到校园北东侧沿围墙泄水孔排泄到滑坡体后缘，由此渗入滑坡体，为地表水的汇集和集中入渗提供了有利的地形条件。因此，斜坡形态特征是该滑坡隐患形成的重要内在因素。

4.1.2 斜坡岩土组合特征

滑体物质由第四系残坡积层和强风化泥岩组成，其物质成分主要为黏土、含碎石黏土及强风化泥岩，土层结构松散，渗透系数大，地表水易下渗。另外，泥岩强风化，节理裂隙发育，水体通过第四系入渗后，沿节理裂隙下渗到岩层层面，然后沿岩层层面径流，在前缘切坡露头区域排泄。雨水长期集中入渗、沿岩层层面排泄，软化了岩层层面，不断降低了岩层层面的抗剪强度，加速了滑坡体的滑动。

滑床物质为泥岩，与斜坡呈顺向相交，且坡体坡度与岩层产状一致，不利的斜坡结构导致滑坡体更易沿软弱结构面发生滑动。因此，斜坡岩土组合特征是该滑坡隐患形成的另一重要内在因素。

4.1.3 地下水特征

滑坡体上出露了3个泉点，泉点流量均为0.1 L/s左右，且为居民饮用水源，同时周边岩土结合面均可见较小的水体沿岩土结合面溢流，区内为地下水排泄区，岩土结合面长期受地下水侵蚀。在降雨期间，地下水径流变大，水位抬升，岩土结合面进一步被软化破坏，加速了滑坡体的变形破坏。因此，地下水特征也是滑坡隐患形成的重要内在因素。

4.2 外在因素

4.2.1 大气降水

据调查，该滑坡体发生滑移变形前，该地区连续降雨，单日降雨量分别为67.2、71.4、51.6 mm。降雨汇集入渗排泄，一方面使滑体充分饱和，重度增加；另一方面下渗到软弱结构面，软化滑带，降低滑带的抗剪强度，进而降低滑坡体的抗滑能力，降低稳定性。因此，大气降水是该滑坡的动力产生条件，是滑坡形成的重要外动力因素。

4.2.2 人类工程活动因素

人类工程活动主要为公路建设切坡和居民建房切坡。滑坡体前缘为连续的切坡边坡，虽然建房切坡使用了一定的挡墙支护，但支护作用有限，切方改变了原始斜坡的连续性，降低了滑坡体的整体抗滑力，同时为滑坡的滑动提供了剪出口。因此，人类工程活动是该滑坡失稳的另一外在因素。

综上所述，该滑坡不利的地形地貌、不良的岩土组构及不合理的人工切坡造成了滑体，大气降水的汇集入渗过程、在后缘形成静水压力、径流形成渗透压力和拖曳力，导致斜坡后缘推移、前缘剪出，产生平面推移式滑坡。

5 滑坡治理研究

5.1 抗滑桩工程

由于滑体厚度大，在剪出口处设置抗滑桩，根据下滑剩余推力451.83 kN/m，计算出水平推力410.00 kN/m，设置悬臂式抗滑桩，桩形为矩形，桩长7.0 m。考虑到嵌入泥岩段存在节理裂隙发育且泥岩质软，设计抗滑桩受荷段（悬臂段）为4.0 m，嵌固段为3.0 m，桩径为1.5 m×2.0 m，桩间距为6.0 m，桩芯砼为C30，桩孔上部2.0 m护壁厚200.0 mm，护壁砼为C20，共13根[2]。

5.2 板桩式抗滑挡土墙工程

抗滑挡土墙分为抗滑桩和桩间板墙两部分。由于滑体厚度大，在切坡建房后侧设置抗滑桩，根据下滑剩余推力146.92 kN/m，计算出水平推力132.00 kN/m。设置悬臂式抗滑桩，桩形为矩形，桩长7.0 m，考虑到表层土层较薄，设计抗滑桩受荷段为3.0 m、悬臂段为4.6 m、嵌固段为2.4 m，桩径为1.0 m×1.4 m，桩间距为5.0 m，桩芯砼为C30，顶部2.0 m设置板墙，单块板墙厚30 cm、宽4.0 m、高1.0 m，共7根抗滑桩、12块板墙[3-4]。

5.3 重力式挡土墙工程

重力式挡土墙主要考虑对公路切方和建房切方顺向边坡支挡。设置的重力式挡土墙为直立式，墙身高4.0 m、顶宽0.6 m，面坡倾斜坡度为1.00∶0.25；背坡直立，墙底倾斜坡度为0.2∶1.0，设置1个扩展墙趾台阶，宽0.3 m、高0.5 m，墙体基础不低于0.5 m，共312.0 m长，局部应根据地形起伏在控制顶宽的基础上调整高度[3]。

6 结语

大方县地质环境脆弱，地质灾害频发，滑坡是危害最严重的地质灾害类型，滑坡类型均为黄土滑坡，中浅层滑坡居多。以典型的滑坡为研究对象，发现地形地貌、岩土体结构、水的作用、人类工程活动是造成滑坡的主要因素，并针对滑坡特征提出实施抗滑桩、抗滑挡土墙、重力式挡土墙等治理工程，为同类型的滑坡体治理提供参考。