長汀縣河田雞保種場填土邊坡巖土工程勘察分析

蘇俞曉

（福建省第二地質勘探大隊，福建 永安 366000）

0 引言

山區工程建設，為滿足擬建場地空間布置需要，開挖多會在場地外側形成高度不等的填方邊坡，極易誘發滑坡。為確保坡頂擬建工程的安全，切實維護人民生命財產，必須慎重解決邊坡的穩定和治理問題。因此，在前期勘察設計工作中，就應該有針對性的勘察方案，分析預測滑坡可能失穩破壞的形式、規模與危害性，結合防治工程布署，提出詳細的巖土工程地質資料及防護工程設計、施工所需的巖土技術參數，并提出滑坡防護措施建議。

1 場地概況

2006年，國家質檢總局批準對長汀河田雞實施地理標志產品保護，在長汀縣河田鎮新建河田雞保種場。場地按規劃平整后，東側場地堆填形成人工填方高邊坡。邊坡長約172.11m，走向近南-北，坡高約39m，分三級堆填，分級高約10m，坡度約45°，中間馬道寬約2.6m，無支護措施。人工邊坡坡頂為河田雞保種場場區，距離坡頂線約1～6m為擬建孵化房；坡腳為鄉間道路。工程區局部地貌見圖1所示。

圖1 工程區局部地貌

整個填方邊坡以土質邊坡為主，局部坡段為已發生滑坡地質災害。在野外調查及收集到的場地鉆探資料的基礎上，結合新形成邊坡的規模形態、工程地質條件、巖土體結構等情況，對邊坡進行治理，在確保邊坡基本穩定的前提下考慮經濟、施工便利性的要求。

2 勘察技術原則與方法

勘查工作在收集場地原始地形地質資料，綜合分析已收集資料的基礎上，根據場地地形和任務要求，依據《巖土工程勘察規范》[1]及《建筑邊坡工程技術規范》[2]，勘查勘探線布置主要沿現狀邊坡的縱向布設，共布置10個主勘探斷面，4個次勘探斷面，共35個鉆探孔。采用工程測繪、地質調繪、鉆探、重型圓錐動力觸探試驗、標準貫入試驗、室內常規土工試驗、飽和剪切試驗、滲透試驗、水質簡分析、巖石抗壓試驗等相結合的方法進行。針對填土邊坡的特點，勘察中采用了單動三重管取土器以回轉非行原狀土樣采取，取樣質量達I-I級，有效保證了測試數據的可靠。勘探點布設平面圖見圖2所示。

圖2 勘探點布設平面圖

3 工程地質條件

3.1 地形

擬建工程區屬丘陵地貌，場地地形西高東低，山體自然地形坡度15°～25°，植被發育，以灌木、雜草為主。

3.2 氣象水文

河田鎮地處中亞熱帶季風氣候區，氣候溫和適中，日照充足，一年四季分明，雨量充沛，降雨量受地理位置、地形和氣候影響，年降雨分布不均勻，多幾種在梅雨和臺風季節，3～9月降雨量達全年的80%，多年平均降雨量約1700mm，多年平均蒸發量1400mm，常年相對濕度80%以上。根據長汀縣關氣象站資料統計，多年平均日照數1852.5h，多年平均氣溫18.3℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫-6.5℃，無霜期260d左右，多年平均風速1.4m/s，最大風速17.3m/s，多年平均最大風速12.4m/s，最大風速在臺風期。

工程區無地表水系分布，雨季時，山體表部匯水從人工邊坡滲流而下，邊坡表部存在水流沖刷的痕跡。

3.3 水文地質條件

根據地下水賦存條件、水理性質及水動力特征，工程區及附近地下水類型可劃分為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水兩類。

（1）松散巖類孔隙潛水。含水層主要分布在山體緩坡地帶及山前平地，含水層巖性為回填土，透水性一般。主要接受大氣降水補給，大部分沿基巖面向下排泄，少部分下滲補給基巖裂隙水。水量受季節影響較大，因含水層厚度較小，水量一般較小，總體上松散巖類孔隙水水量一般。

（2）基巖裂隙水。基巖裂隙水主要賦存于基巖的層面、風化裂隙、構造裂隙之中，層內無統一的地下水位。基巖裂隙水主要受大氣降水補給和部分第四系孔隙水補給，地下水沿裂隙從地形高處向地形低洼處徑流，流向與地形坡向基本一致，水量較為貧乏。

3.4 地質構造

根據《福建省區域地質志》[3]，長汀大地構造位于閩西南坳陷的西側、明溪-武平坳陷Ⅱ1帶內、泉上-長汀復向斜Ⅱ1A南端。地區構造格局定型于燕山晚期，屬閩西新構造活動帶中的相對穩定地塊。地層巖性為侏羅系漳平組粉砂巖，層狀結構，層狀層理，層面逆坡，泥質黏結，產狀為SW205°∠65°。整體上呈自上而下漸弱趨勢，據區域地質構造資料表明擬建場地無大斷裂通過，本次勘察也未發現滑坡、崩塌等不良地質構造現象。場地周邊未發現不良埋藏物存在。

3.5 各巖土層特征及分布情況

根據鉆探揭露，將場地勘探深度內巖土體按其成因、時代、埋藏分布規律、巖性特征及其物理力學性質，劃分為3個工程地質層，現自上而下分述如下：

①素填土（Qhml）：棕紅色，褐紅色，濕，松散-稍密，成分以黏性土為主，夾雜少量砂粒和砂巖風化碎屑，堆填年限約5年。由于堆填過程未嚴格按規范要求進行分層壓密處理，土質均勻性較差，力學強度低，工程地質性能較差，厚度3～13.8m。

②砂巖殘積黏性土：褐黃色，很濕，可塑～硬塑狀態，泡水后易軟化。

③強風化砂巖：黃灰黑色、黃褐色，巖芯呈碎塊狀-短柱狀。

4 邊坡穩定性分析

根據場地工程地質、水文地質、邊坡特征等，對邊坡穩定性狀態進行定性評價[4，5]，對邊坡潛在變形破壞及趨勢進行判斷。

4.1 定性分析

（1）人工開挖形成的陡坎，前部無支撐，填方邊坡大部分坡度達40°～55°。地形上的陡變使巖土體內部剪應力增大，降低了坡體的穩定性。局部坡段為已發生滑坡地質災害。

（2）素填土，巖土體抗剪強度較低，物理力學性質較差，且尚未完成自重固結，上下部分固結情況不同，滲透性不同，易使下滲地表水在坡體內富集，逐漸形成軟弱滑裂面。

（3）當遭受持續降雨或短時暴雨時，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強度降低，TK點人工填方邊坡坡內可能形成穩定的地下水通道，有可能發展成沿基巖覆蓋面或土層內部原始地面形成的潛在滑移面，且巖層傾向與斜坡坡向基本一致，易形成良好的順坡滑動面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩。故斜坡未來的發展趨勢為滑坡（蠕滑后拉裂，而后整體滑坡）。

平整場地大面積堆填，形成高陡填方邊坡，破壞了原始地質環境條件和自然斜坡應力平衡條件；人工邊坡表層填土固結不均，結構較松散，有利于地表降水等下滲、富集及順坡向徑流、排泄，軟化土體形成順坡向軟弱滑動面；雨季長時間降雨滲入填方區，素填土上部土體飽和、重度加大，外加坡頂廠房及生產活動外加荷載作用，連續強降雨成為潛在滑坡體形成的主要誘發因素，潛在滑坡模式為先推移后牽引。

4.2 定量分析

場地內主要土層均進行了原位測試或室內試驗，取得測試數據。本次勘察所取得的測試數據客觀真實，符合場區地層的實際情況。在此基礎上結合相關規范及地區經驗，提供各巖土層參數，具體參數見表1。

表1 邊坡巖土體穩定性計算參數

邊坡采用北京理正研制的《邊坡穩定分析》軟件的松散層穩定性計算方法進行分析。選用瑞典圓弧滑動法，對代表性剖面進行建模（如圖3所示），計算機自動搜索最危險滑動面。從計算結果可知天然狀態下邊坡穩定性系數為1.001，處于欠穩定-不穩定狀態。飽和狀態下邊坡穩定性系數為0.558，處于不穩定狀態。

圖3 邊坡穩定分析模型

當遭受持續降雨或短時暴雨時，降雨通過第四系松散層迅速下滲至土體中，致使土體強度降低，坡內可能形成穩定的地下水通道，有可能發展成沿基巖覆蓋面或土層內部沿地下水連線面形成的潛在滑移面，而隨著坡腳滑移面的貫穿，從而造成斜坡的整體失穩，存在發生整體滑坡或局部崩塌地質災害的可能，須及時采取有效的措施對該潛在滑坡進行綜合治理。

4.3 防治工程方案建議

依據對潛在滑坡的穩定性及其影響因素的分析，結合其工程地質概況：巖中下部埋深在3～13.8m之間，基巖巖面在縱向方向上的坡度26°～45°之間，坡度較陡，錨桿施工較為便利（長度不大）。設計采用錨桿+抗滑擋墻支護。及時做好相應的反濾層、泄水孔、坡頂底外側設置截水溝及地表防滲截排水溝或坡面急流槽等疏通、排水措施。為減少坡面流水沖刷，減少邊坡裸露視覺污染，對新邊坡坡面采用噴混植生綠化護坡。本次治理，設計期限內邊坡穩定，消除安全隱患。遵循了技術可行性、經濟合理性、施工便利性的原則。

5 結束語

邊坡治理是一項風險性較大的工作，在整個治理過程中進行全過程監測，實行信息化管理，對指導開挖施工確保安全是很有必要的，而且是非常重要的。在治理過程中及治理工程實施完畢后，應密切（特別是雨季）關注邊坡范圍內的地形變化情況，若發現裂縫等地質異常情況，應及時通知相關人員，采取相應的緊急避險措施，同時向當地政府和主管部門報告。