陜北地區黃土滑坡勘察及設計方案探討

郭永斌 廉銳

摘 ?要：隨著近幾年陜北地區經濟的飛速發展，高速公路施工項目也如約而至，但在公路施工過程中常會出現邊坡開挖過程中土體下溜，邊坡面隨即垮塌的現象，伴隨而來的是邊坡上部裂隙出現并擴大，植被傾斜，經調查發現該邊坡為一處老滑坡。針對老滑坡的勘察通常采取鉆探、地質調繪、室內試驗相結合的綜合性勘察方法，滑帶土的確定，對老滑坡的穩定性計算，滑坡參數的選取是勘察過程中的重點，滑坡設計的治理工作，應充分利用陜北地區淤地壩的反壓作用，同時還能兼顧耕地的作用。

關鍵詞：滑坡;下滑力;參數選取;抗滑樁

一、工程概況

陜北地區煤油氣資源豐富，為了方便滿足國家的經濟發展對資源的需要，近幾年該區域高速公路、鐵路等交通運輸工程和城市建設得到了飛速的發展。但陜北地區地處黃土高原和沙漠的接觸帶，水資源枯竭，氣候條件干旱，植被稀少，但在雨季洪水較為泛濫，黃土受侵蝕水土流失嚴重，造成地表支離破碎，溝壑縱橫，因此滑坡、滑塌、泥石流等地質災害較為發育，因此該區域工程活動稍微不注意就會造成環境條件惡化，在很大程度上影響和困擾著當地的可持續發展。

二、自然狀況

陜北地區地處黃土高原與內蒙古高原接壤，海拔高程750-1000m附近，地貌主要以黃土梁峁為主，溝谷較為發育，通常該區域發育一些水流量規模相對較大的河流，河流兩側岸壁上會出露基巖，比如砂泥巖等，上覆緩坡狀的風積黃土和近新統紅黏土。兩岸巖層基本對稱，覆蓋層厚度稍有差異。

該陜北區域多屬半干旱大陸性季風氣候，由于身居內陸，該區域受東南沿海季風影響較小，故降水量小，但是在雨季暴雨強度大，多集中于7-9月份。

該區域地下水較為匱乏，地下水類型主要為上層滯水和基巖裂隙水，其中上層滯水水源補給主要受大氣降水影響，水量較小，埋深較淺，基巖裂隙水水量較為充足，但埋深較大。

三、滑坡成因類型及現狀

陜北地區滑坡多沿河流沖溝兩側對稱發育，滑體土主要為風積黃土和新近系紅黏土，滑床多為風化砂泥巖。該區域在7-9月份暴雨較多，從而造成沖溝處水位線抬升，進而沖刷兩側邊坡坡腳，造成上部邊坡小規?；?，邊坡中上部裂隙擴大，植被傾斜，加之上覆黃土孔隙發育，土質疏松，雨水順著新生成的裂隙、孔隙下滲，從而潤滑滑面，加劇了滑體的進一步滑移，因此該區域滑坡大部分屬于此類牽引式滑坡，且數量較多。

目前該區域大部分老滑坡已滑動勢能殆盡，如無外界干擾，新的滑動跡象不明顯，因此該區域村民經常把房屋蓋建到滑坡前緣處。但該類型滑坡如被人為擾動，滑體有從新的剪出口剪出的可能，從而形成新的滑動，所以該滑坡對該區域交通事業的發展有很大的阻礙作用。

四、滑坡勘察

4.1勘察手段

目前全國范圍內針對滑坡的勘察仍沿用老一輩的手段，主要以鉆探、地質調繪為主，室內試驗為輔的綜合性勘察方法。其中地質調繪主要為了查清滑坡的范圍，周界，找出滑坡的要素（滑坡后緣、滑坡裂隙、滑坡床、滑坡鼓秋、滑坡舌、滑坡臺階等），從而在定性角度分析出該滑坡的形態、類型、滑坡方向、穩定程度等情況。因此采用地質調繪手段的定性分析是滑坡勘察的基礎。

工程調繪內容如下：1、調查滑坡所在區的地形地貌，以確定滑坡產生的原因、發展和穩定形態;2、查明滑坡體及其周圍地層結構、成因、性質;3、查明地下水類型、補給來源、排泄條件，含水層的巖性特征;4、搜集氣象水文、植被、土的標準凍深等資料;5、調查人類活動對滑坡體的影響，包括人工洞穴、地下采空、大填大挖;6、查明滑坡體形態特征，主要為滑坡體后壁的位置、產狀、高度等，滑坡前緣出露情況，滑坡體的裂縫發育，確定拉張裂縫、剪切羽狀裂縫等存在與否。

下一階段主要是在定性分析的基礎上采取鉆探、室內試驗等勘察手段，其中鉆探過程中需采用雙管鉆進，全程無水作業，鉆進回次保持在2m左右，當鉆進到下部巖土含水量較高時應降低鉆進速度，增加采取率。以期查找出滑帶土的精準深度。相對于鉆探工程而言，必要的井探、槽探更能準確的找出滑帶土的位置、產狀，以及滑帶地下水信息等，探槽工作對追蹤滑坡體上的裂縫發育情況、分布位置、延伸程度等起到直接揭示和展示的目的，因此對于滑坡體的勘察手段主要以鉆探、探槽為主，并輔以物探、原位測試、室內試驗、現場檢驗與檢測等。本黃土高原處滑帶土主要特征為潮濕，土體混雜，擦痕不太明顯，具有揉皺的跡象，但老滑坡滑帶土土體濕度不大，擦痕和揉皺跡象均不太明顯，因此對于老滑坡的勘察，滑帶土的鑒定是重點，取出的滑帶土試樣要立刻送到現場試驗室，進行殘余剪和直剪試驗。但對于本區域的黃土滑坡而言，由于該類滑體主要以牽引式為主，所以要采取滑坡中的滑體土試樣進行剪切實驗。

4.2 滑帶土參數的選取

在滑坡穩定性計算中滑坡參數的選取是重中之重，而參數的選擇又是大家公認的難題，因此在很多滑坡勘察中滑坡的穩定狀態主要依靠現場滑坡地調中的定性評價，進而反推滑坡參數，這樣一來滑坡的穩定性計算就盡成了一種數字游戲而已。

通過在該地區十幾年的滑坡勘察經驗我得出如下判斷和經驗（滑坡參數的選?。横槍υ擖S土高原區滑坡主要以牽引式為主，且大部分為老滑坡，在滑體的前緣坡腳處受水流沖刷從而最先滑動的，現大部分已穩定，因此該滑坡前緣處滑帶土是經歷了開始蠕動慢慢形成到滑坡體滑動逐步加快達到高峰，再到滑帶土逐漸減速到停止滑動，從而趨于穩定，因此該段滑帶土應采用重塑殘余剪參數（峰殘抗剪強度），而對于滑坡中部的滑帶土是被下部滑體牽引滑動的，在滑動過程中水是不可或缺的潤滑劑，因此水源大部分聚集在該滑體中部，該處滑帶土含水量較大，但該滑坡中部滑帶土未達到剪切峰值，因此該處滑帶土參數應取飽和反復剪的參數，滑坡后緣處滑體是由其下部滑體拉裂而成，水流易沿后緣滑體裂縫處灌入，因此該后緣處滑帶土特征更不明顯，且含水量不大，但擦痕和鏡面較為明顯，因此該后緣處滑帶土建議采用滑體土天然抗剪參數。

4.3 滑坡反算

滑坡反演分析是確定滑帶土抗剪強度參數的有效手段，根據現場地調資料得出滑坡的現階段穩定系數，該參數選取可參照下表1，再反算滑帶土抗剪參數，反演是滑坡穩定性計算的逆過程，得到的參數更符合滑坡現階段的變形情況，參數可以和試驗結果綜合考慮給出一個合理值。

目前滑帶土抗剪強度的反演分析方法可分為單參數反演和雙參數反演兩種，前者是假定一個參數（粘聚力）來反算另一個參數，而后者在反演中有兩個未知的參數，通常選擇兩個距離主滑面等距的剖面建立極限平衡方程求解。

五、滑坡設計

陜北地區黃土滑坡處置條件較為成熟，一般的處置思路為，滑坡后緣處刷坡，前緣處支擋的處理建議，目前陜北地區滑坡災害防治技術措施包括卸荷、壓坡腳、坡面防護、抗滑樁、預應力錨索等方法。其中滑坡剩余下滑力小于400kPa時，可以采用滑坡后緣刷坡，周界處排水，坡腳處剪出口較深時，可采取淤積壩反壓的措施，壩上可以恢復植被種植，這也符合生態環境的要求，當坡腳處剪出口較淺時可采取擋墻支護措施，當滑體土質疏松、裂隙較多時可在擋墻處增設錨桿或預應力錨索。

當滑坡剩余下滑力大于400kPa以上時，可在坡腳處建議采取抗滑樁的處理措施，抗滑樁的配筋計算需參照滑坡剩余下滑力的計算確定。

隨著社會的發展和文明的進步，當今國家重點抓緊了對環保意識的培養和檢察，因此對于陜北滑坡的治理以前直接大規模挖除，但現在對于滑坡后緣的消方需要每天對開挖面澆水，覆蓋綠網等，因此當前對滑坡的治理重點以支擋為主，比如抗滑樁、重力式擋墻、錨索+擋墻等，對于抗滑樁的尺寸主要為4X4、2X3為主，抗滑樁的樁距主要以2或3倍樁徑為主，配筋的設計主要以找出滑坡推力的中心點為主，對于中心點以上區域需加密箍筋，主筋也應加粗，中心點以下抗滑樁受力變形較小，配筋需相對疏松。

六、結論

在陜北環境地質條件脆弱區，受單斜地層和黃土侵蝕堆積等影響，老滑坡較為發育，該滑坡均處于穩定狀態，但若對其進行擾動會造成滑坡的復活，滑坡下滑力參數的計算主要采取反演和試驗兩種方法進行綜合分析給出一個合理的參數。對于陜北老滑坡的勘察主要以鉆探、探槽為主，并輔以原位測試、物探、室內試驗等工作，滑坡參數的選取主要采用實驗法和反演法綜合考慮得出，滑坡的處置措施主要采用擋墻、抗滑樁等支護措施，并減少對滑坡的大規模開挖。

參考文獻

[1] ?郭永斌 綏延高速公路勘察報告.西安;中國建材地勘中心陜西總隊，2016。

[2] ?中華人民共和國國家標準.滑坡防治工程設計與施工技術規范（DZ/T0219-2016）[s].北京;中華人民共和國國土資源部。2006