摘要:滑坡是地質災害中較為頻發(fā)的一種,具有分布廣、危害大、時間不確定等特點。目前,在地質災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、治災思路,往往忽視了災前勘察和災后治災經(jīng)驗的總結與運用以及整個防災過程的整體考量,如何做到科學合理的地質災害勘察和防治顯得尤為重要。
關鍵詞:滑坡;地質勘察;防治
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
前言
隨著重大工程日益增多,尤其在復雜地質體發(fā)生滑坡的情況和危險性越來越高。提前判斷、識別和防治滑坡災害以及采取有效的防治措施,是整個防治工作能否達到預期目標的關鍵所在。本文對滑坡形成條件、判別特征、災前勘察、災后防治設計和防治中注意的幾個問題等方面的內容進行了梳理與總結。
1、形成滑坡的條件及主要特征
1.1、滑坡災害形成條件
1.1.1、地形特點。
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。
容易風化或見水易軟化的軟質巖層;夾有軟弱夾層的硬質巖;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易形成滑坡。
1.1.3、地質構造。
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構層(面),由于地質結構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;兩側有羽狀的裂縫并常常形成雙溝谷現(xiàn)象;聲r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)生時地層的完整性遭到破壞:巖層層位、產(chǎn)狀或構造與外圍不連續(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)生滑坡災害時,地下含水層發(fā)生斷裂,完整性和連續(xù)性遭到破壞。具有單獨的含水層的滑坡體,此時水文特征變得毫無規(guī)律可言:水位變化;方向錯亂;滑動帶前緣位置溢出泉水。
2、滑坡勘察的內容和注意事項
2.1、勘察的內容和采用的方法
2.1.1、測繪與調查
查明滑坡的地貌形態(tài)與特征,并對滑坡位移、地下水動態(tài)變化情況及建筑物的變形情況進行觀測。應盡可能搜集不同時期的航片,根據(jù)遙感圖像的解譯,對滑坡體的范圍、滑動方向、規(guī)模及與路線或構筑物的關系和發(fā)展趨勢進行定性、定量判斷。
2.1.2、物探勘察。
用于了解滑動面位置及含水層、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、地質雷達、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條件比較復雜,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解釋。為此應采用多種物探方法,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結論。
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、水的來源及各個含水層之間的相互聯(lián)系。采集足夠的巖土樣本進行物理力檢測試驗;轮鬏S沿著最厚的部位向下延伸,其剖面是滑坡災害發(fā)生時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和研究是分析滑坡的穩(wěn)定性并進行防治設計的重要依據(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)分滑動體和基座,便于直接掌握滑動帶的相關信息。主要用于確定滑坡周界、前緣的產(chǎn)狀,具有直接觀測地質現(xiàn)象、取得資料真實可靠、取樣方便的優(yōu)勢,并通過滑帶的樣本測試,可以推斷滑動面帶發(fā)生的情況和信息?犹胶吞讲壑饕翘綔y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樣本并對大剪試驗提供良好的場地。
2.1.5、水文勘察。
地下水的活動是引起地質滑坡的一個非常重要的因素。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;進行水質分析,用滑坡體內、外水質對比和體內分層對比,判斷水的補給來源和含水層數(shù)。
2.2、勘察注意事項
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,也要謹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。另外,不能簡單地將滑坡后緣的拉孤裂縫鎖定于一個獨立的三維形態(tài)上,要放在滑坡一定范圍內,對其水文、工程、地質及人為因素來勘察,才具有科學意義。
2.2.2、科學選擇勘查方法。
采用多種地質勘察方法相結合的綜合勘察是較為有效的方法和手段。在室內先進行遙感判識,對地質情況進行宏觀的認識和初步判斷;野外進行調查驗證;根據(jù)現(xiàn)場情況,采用綜合物探手段,進一步查明滑坡的內部狀況;合理布置鉆探,用于查明地層巖性、地層結構及地質構造;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試驗提供條件。
2.2.3、采集樣品要安全有效。
由于滑坡帶內土體的不均勻,容易導致試驗結果離散性大,而試驗結果又是滑坡穩(wěn)定評價和工程治理設計的重要依據(jù),試驗參數(shù)出現(xiàn)偏差,采用此參數(shù)的計算、驗算過程也必然會產(chǎn)生較大誤差,從而影響治理方案,反而加大治理的風險。
3、滑坡工程防治原則和措施
3.1、滑坡防治總的原則
滑坡防治是一項系統(tǒng)性工程。它包括預防和治理兩大階段。“預防”是針對尚未嚴重變形或有可能發(fā)生滑坡的斜坡采取的預防性措施;“治理”則是針對已經(jīng)嚴重變形或是已經(jīng)發(fā)生滑坡的斜坡采取的治理措施。“防與治”,一方面要保護地質環(huán)境,預防發(fā)生滑坡;另一方面要妥善治理已經(jīng)發(fā)生的滑坡,預防災害二次發(fā)生。防治工作要堅持預防為主、防治結合、綜合治理的原則,減少甚至避免災害導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)生的內部因素,措施主要有地表水的截水排水、地下水引導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、植被覆蓋等條件都會發(fā)生一定變化。防護時要及時根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,適當采取坡面各種防護和措施,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置截水溝或加高加厚護欄進行水位攔截,以防止滑坡以外的水流入滑坡范圍內。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,減少或消除滑支護壓力,提高坡體的穩(wěn)定性和防護能力。防水是指對已進入坡體范圍內的水,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。但在實踐中將二者聯(lián)合使用是最好的做法。
3.2.4、設置防滑擋墻。
根據(jù)受力條件、材料和結構的差別,抗滑擋墻主要有重力擋墻、扶壁擋墻、恒重擋墻、貼坡?lián)鯄图咏钔翐鯄Φ任宸N形式擋墻。設計擋墻要不滑動、不傾覆、有足夠的強度、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;地基的承載力應大于基底壓應力的平均值;墻體的應力應設計抗壓<抗拉強度。
3.2.5、打抗滑樁。
抗滑樁材料強度大,具有抗滑能力強、抗滑效果顯著、擾動破壞小、工程量小、投資少、施工簡便快捷的特點,適用于滑床基巖較完整且有明顯滑面的滑坡。是國內外公認的比較有效的措施。
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。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算獲得。
3.2.7、錨固支護。
根據(jù)錨桿材質、施工技術和預應力的不用,錨固支護方式有普通砂漿錨桿、預應力錨桿和錨索等幾種形式。在滑坡防治施工時,常常將錨桿、錨索與抗滑樁、樁板式或柱板式擋土結構、坡面鋼筋混凝土等配合使用,都取得了良好的效果。
4、結語
地質滑坡是較為常見的一種地質災害,其形成條件、誘發(fā)因素的復雜性、多樣性和不穩(wěn)定性,致使預測和治理難度加大。提前判別和防治地質災害,快速選擇針對性的技術措施,是整個救災工作能否取得預期防治效果的關鍵。文中對滑坡形成條件、判別特征、前期勘察、防治設計及防治注意的問題等環(huán)節(jié)進行了著重的分析,認為前期科學勘察和災后根據(jù)成因和實際情況的有效合理的設計治理是防災抗災的關鍵。
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