滑坡的影响因素及成因机制研究分析

林国凯

（广东省地质局第四地质大队，广东湛江524018）

滑坡的影响因素及成因机制研究分析

林国凯*

（广东省地质局第四地质大队，广东湛江524018）

某厂区东边发生滑坡地质灾害，造成路面塌陷，地面裂缝，造成较大直接经济损失，所幸没有人员伤亡。现对该滑坡进行勘查，查明该滑坡所处的地质环境，查明该滑坡空间分布范围及形态特征、厚度变化、规模大小及滑带发育情况，研究滑坡的形成机制，预测滑坡的稳定性及其危害程度，对治理工程措施、结构型式、工程施工等提出工程地质方面的要求和建议。

滑坡；地质灾害；地质环境；防治措施

1 自然条件

滑坡区属亚热带季风气候，日照时间长，终年受海洋气候调节，气候特征表现为风害多，雷暴频、雨量集中，旱季长；雨量充沛，秋夏间雷暴雨较多。

2 水文质条件

勘查区域范围没有河流、水库，滑坡坡脚分布水塘、鱼塘，面积大小不等，水位标高一般19m左右，其补给来源是降雨和泉水，排泄途径主要是蒸发。

地下水主要是孔隙潜水和承压水。

孔隙潜水主要赋存于浅层的填土层及湛江组、北海组砂土层中，滑坡体内有分布，水位埋深0.5～3m，受地形控制明显，径流自西向东，其补给来源主要是降雨和侧向地下径流补给；排泄途径主要是蒸发和下降泉水。滑坡区域内发现较多泉水点，其成因主要为地形切割揭露含水层或地形切割达到含水层隔水底板，在滑坡内或土层厚度较大的地段多形成侵蚀下降泉。这些泉水流量一般0.064～0.513L/s，受降雨影响明显。

承压水主要赋存于湛江组砂层中，埋深较大，补给来源侧向径流，对滑坡影响小。

3 工程地质条件

区内的岩土体由人工填土、北海组和湛江组组成。根据地质成因、土层的结构、工程性质及埋藏分布条件等因素划分为滑坡堆积土层、北海组冲洪积层、湛江组海陆交互沉积层等共3个层组。

（1）滑坡堆积土层（Qml4），主要由杂填土、素填土及粘土组成。厚度0.80～16.50m。

（2）第四系中更新统北海组冲洪积层（Qal+pl2b），主要为砂质粉质粘土及中砂组成，厚度0.90～3.90m，分布范围小。

（3）第四系下更新统湛江组海陆交互沉积层（Qmc1Z），上部主要由可塑状灰色，黄色粘土组成，层厚4.90～21.30m，中下部主要由硬塑状粉质粘土及中密—密实状中粗砂组成，呈互层状产出，厚度较大。

4 滑坡基本特征及类型

4.1 滑坡地形地貌

由于人工取土，现形成向前突出的弧形边坡，边坡两面临空，山坡顶高程41.00m左右，坡底高程高20.00m左右，高差约21m。

4.2 滑坡物质组成及结构特征

滑坡是发育于第四系中更新统北海组、第四系下更新统湛江组及人工填土地层中的土质滑坡，以来源于上述地层的碎块石、粘性土及砂土组成滑体，以填土底或软塑状粘土面为滑带，滑床为湛江组可塑状粘土。

4.3 滑坡水文地质

滑坡体组成物质粉质粘土、砂及块石和比例不均一，孔隙率变化较大，导致含水性极不均一，较松散的砂土及碎石土可以形成含水层或透水层，粉质粘土隔水效果较好，勘探期间钻探揭露潜水位埋深0.5～3m，自西向东径流，其补给来源主要是降雨和厂内生产用水等。根据地表调查结果，滑体内空隙、裂隙发育，雨水很易深入，常降雨时，因此滑体浅部赋含上层滞水。滑坡岩土组成结构的复杂性，使水文地质试验结果离散性较大。

5 滑坡稳定性分析评价

5.1 滑坡变形现状特征

根据地质体变形和位移特征，将滑坡变形空间划为2个区，分别为滑坡体区和强变形区。

（1）滑坡体区。滑坡体区内地层沿着滑动面发生较大的滑动位移，滑坡体纵向长约170m，宽约130m，面积约18800m2，根据钻探揭露滑体厚度变化较大自4.00～16.40m不等，平均厚度9.3m，厚度变化趋势表现为：后部薄—中后部较厚—中部较薄—前部薄。

滑坡主滑方向为北东东，滑坡整体地势西高东低，前缘和后缘陡，中部相对较平缓。滑体主体中部坡度约15°，滑坡后缘壁为约70°的土质斜坡，相对高差约8m，前缘为约50°陡坎，高差约5～6m。滑坡体后部水平滑动距离约10m，垂直距离约8m，水泥路面与砖砌挡土墙的距离及砖砌挡土墙与毛石重力挡墙的距离基本没变，重力挡墙、砖砌挡墙逆坡向倾斜。滑坡体中部鼓起，产生张性裂缝、醉汉林，局部产生滑落台阶。张性裂缝走向与滑坡体滑动方向垂直或近于垂直。滑坡体前缘鼓起，纵向裂缝发育。纵向裂缝走向与滑坡体方向平行或近于平行。滑坡体侧壁阶步、擦痕明显，指示滑体斜向滑动。滑坡后缘壁外围没有发现新的裂缝。

（2）强变形区。强变形区位于滑坡体南侧，长约65m，宽约80m，面积约3400m2。该区内土体变形强，但没有形成贯通的滑动面，没有发生整体滑动。土体变形导致墙体断裂、扭曲倾斜。

5.2 滑坡类型及变形破坏模式

滑坡体主滑方向为自西向东滑动，水平最大位移约10m，垂直位移约8m，滑坡体内台坎不发育，主滑体整体性好，挡墙间距基本不变。以上特征说明滑坡体整体运动。

滑坡体内砼挡土墙、毛石重力挡土墙均逆坡向倾斜，树木逆坡向倾斜，中部鼓起，张裂缝发育，裂缝方向垂直滑动方向。变形特征表明深部位移大于浅部，具有逆时针剪切扭动。滑坡前缘鼓起，纵向张裂缝发育，裂缝走向平行滑动方向。

滑动面近圆弧状，后缘滑面形态较陡，其平均坡角为30°～50°，滑面前缘较舒缓，平均坡角为-10°～-14°。

综合以上滑坡体变形特征，可判定边坡土连同支挡结构（砌石重力挡墙，钢筋混凝土挡墙）在重力作用下一起沿某一滑动面滑动，边坡整体破坏，导致地面下陷及坡脚隆起（图1）。属于推移式滑坡。

滑坡滑动强度大，其对侧缘壁产生较大的牵引作用，导致侧缘一定范围发生较大的变形，形成强变形区。

5.3 滑坡影响因素及成因机制分析

图1 滑坡变形示意图

从滑坡产生、发展过程分析，主要是大气降雨入渗作用诱发滑坡发展，其次是人类活动（车载作用、挡土墙及回填土堆载重力作用、坡脚开挖较陡及坡脚土层长期受水浸泡变软）。

（1）2011年已发生滑坡，滑坡已形成滑动面，滑坡暂时稳定后，进行简单的处理。

（2）2012年在滑坡体后缘进行堆载施工，修建2道挡土墙，在墙后回填砂土及砂质粘土夯实后，形成地坪和道路。道路常有载重车通过。挡土墙存在临空面，在土自重及和外动力（主要是汽车重力）作用下，填土边坡具有下滑可能性。

（3）填土层底部为湛江组或北海组粘土层为主，局部为砂层。粘土层以可塑状为主，压缩性高，承载力低。若粘土饱水或扰动承载力明显降低，抗剪强度降低，容重增大。

（4）本地区雨量丰富，特别是近期大雨暴雨较集中。

（5）挡土墙后回填砂土，其渗透性强，地表水（主要是雨水）很易渗入土层中。由于挡土墙泄水孔堵塞，导致挡土墙基本隔水，底部粘土层隔水，致使地下水位增高，一方面对墙体产生静水附加土压力，另一方面是底部的粘土饱水和强度降低，墙后填土摩擦角减小，抗滑力降低。

综上所述，诱发成因可能是由于降雨入渗作用，一方面造成边坡松散土体软化压缩变形；另一方面造成边坡地下水大量富集，土体内孔隙水压力增大，造成下部较软弱土层向坡下推挤蠕动或滑动，由此引发边坡土体失稳发生滑坡。滑坡产生的内因是土层结构松散，透水性大，粘土层饱水软化，存在临空陡边坡和倾斜斜坡，在土层自动和汽车载重力作用下，长期蠕动变形；外因是强降雨，雨水渗入土层内，一方面土体容重增大，一方面土体抗剪强度降低，最终导致滑坡发生。

5.4 滑坡稳定判断

滑坡发生后，进行了应急处理，在坡脚处堆填毛石压脚，滑坡体后缘土推到前缘堆放，坡面覆盖防水布。经监测观察，坡体没有发现新的裂缝或滑动变形，总体处于暂时稳定状态。

采用传递系数法对滑坡进行稳定性计算，计算结果表明，滑坡处于稳定状态。但计算模型的假设条件是滑体内土作为刚性体考虑，但本滑体是由粘土组成，很易变形，特别是土体饱水强度明显降低，因此在暴雨或饱水状态下，滑坡可能不稳定。

6 防治方案建议

滑坡治理，应根据地形地质条件、稳定性影响因素来综合考虑：

（1）支挡工程。根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布,采用减载和支挡进行防治。对次级滑体进行减载处理。对主滑体采用两级支挡。

第一级：用抗滑桩进行支挡,桩位建议设置在地面高程32m左右一线，采用双排抗滑桩。

第二级：滑坡前缘地段采用毛石重力挡墙支护。滑坡后缘壁采用锚杆+挂钢筋网喷射混凝土治理。若滑坡破坏原路要填高修复，基础应采用桩基础，可考虑抗滑桩和基础工程桩并用。

（2）排水工程。水是诱发滑坡的主要因素，治滑的关键之一是治“水”，所以要建立完善地表排水系统。对现有明、暗水沟做修补、防渗处理，对坡脚处水塘应降低水位或疏干。

（3）强变形区。强变形区内裂缝发育，水易渗入，引发滑坡，应采用抗滑桩、锚杆等工程进行治理，同时做好截、排水措施。

7 结论

（1）本地段由北海组粉质粘土、粘土质砂和湛江组粘土、砂土组成，由挖土形成较高边坡，是滑坡等地质灾害易发区。

（2）本次滑坡活动是原滑坡复活，其诱发的主导因素主要是大气降雨入渗作用，其次人类活动。

（3）强变形区发生滑坡地质灾害可能性极大，必须有效治理。

（4）工程建设应与滑坡防治相结合，滑坡防治设计应与滑坡勘查、设计部门取得联系，综合考虑防治工程治理。

（5）如今后须在滑坡体进行建设，须进行加载后的稳定性复核验算，复核的稳定性须满足国家相关规定方可进行建设。

[1]工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出版社，2007.

[2]GB50021-2001岩土工程勘察规范（2009版）[S].

[3]DZ/T0218-2006滑坡防治工程勘查规范[S].

[4]DZ0240-2004滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

P642.22

A

1004-5716（2015）03-0031-03

2014-04-01

林国凯（1982-），男（汉族），广东湛江人，工程师，现从事岩土工程勘察、设计及施工工作。