地面调查是正确认识和合理分析滑坡的重要一环,它可以初步的对滑坡的地质环境,成因机理,滑坡的“区级层”划分,滑面的位置与形态,滑坡的稳定性,处治方案等进行有效的分析,是滑坡处治中非常而关键的步骤。而在地面调查的各个分项中,滑坡裂缝的形态、成因等的调查,在正确认识滑坡以上的特征中具有至关重要的作用。

滑坡裂缝的调查内容包括细部与宏观的两部分内容。细部与宏面的裂缝有效调查,可对裂缝的受力特点、产生原因、分布位置等进行分析,从而初步掌握滑坡的基本特征。细部与宏面裂缝在调查时应相互验证、相互辅助的,缺少其中任何一个分项,都会对滑坡特征的认识造成不利或误判。

细部裂缝的调查包括裂缝的位置、长度、宽度,以及与地面形态、地层岩性、坡体结构之间的关系等基本要素调查;宏面裂缝的调查包括通过将裂缝全部绘于工程地质平面图与工程地质断面图,从而对滑坡在全局上进行认识分析。

某突出山脊呈多级台阶状,地表为含卵砾粉质粘土,下伏强~中风化千枚岩,且风化界限相当分明。所依附的山体汇水面积巨大,山脊中后部地表多有湿地分布,地下水位在雨季时近于地表,山脊两侧多有向沟谷发育的不同规模滑坡、滑塌。在山脊中部与后部多有民居分布。

多年前工程建设期间,由于山脊前部场坪扩展需要,对山脊前部约30m的部位进行切割,并造成距坡脚水平距离约180m部位的坡体出现环状开裂。但在后期观测发现,该裂缝后期没有发展。

近期由于坡脚公路改造,对山脊坡脚向内开挖8m,形成了高约22m的边坡,并采用锚杆框架和脚墙等防护。但观察发现在距坡脚水平距离约80m、65m的民居平台部位和坡口线处出现三条贯通状裂缝,但后部约200m部位的老裂缝位置并没有发生变形。

由此,在滑坡后部坡口线一线设置了两排桩径为1.8m,长18m,间距为4m的圆形抗滑桩,对坡体依附的土岩界面形成的滑面进行支挡,并在坡口线部位设置高约5m挡墙对浅层变形坡体进行支挡。

图1 山脊俯瞰图

图2 坡脚显示的强~中风化界面明显

图3 滑坡变形工程地质断面图
工程处治完成后该年雨季,由于区内普降持续性特大暴雨,地下水位快速升高,造成坡体发生了较大范围和较大规模的变形。主要表现为抗滑桩在不到一个月的时间里出现了15cm的位移,坡脚路面出现上拱现象,坡面框架出现开裂。距坡脚水平距离约180m的原裂缝出现了长约100m以上的开裂,后缘下沉约1m左右。则距坡脚水平距离约80m、65m的民居平台部位和坡口线处出现三条裂缝也出现了开裂,但发育程度明显不及水平距离约180m裂缝

图4 坡脚路面鼓胀

图5 坡脚180m处老裂缝下沉约1m

5 距坡脚80m裂缝开裂

滑坡病害发生后,相关单位快速通过仰斜排水孔对地下水进行了疏排,每天排水量可达2000方以上,使坡体发展变形有效得到了扼制。

图7 坡脚应急仰斜排水孔

在现场调查时发现,在水平距离约80m部位的民居后部2m高护面墙出现鼓胀开裂,墙前民居散水砼一处出现“爆皮”,显示该部位出现挤压变形。

图7 坡脚80m处民居后部护面墙鼓胀开裂

图8 坡脚80m处民居散水砼挤压破坏

从裂缝形态判断滑坡的性质

根据以上变形,相关技术人员认为滑坡在距坡脚80m处民居后部出现了浅层剪出,其后缘为坡脚180m处的贯通性裂缝,而坡脚路面的鼓胀极可能是双排桩前边坡失稳所致,主张对失稳边坡进行支挡处治即可。

现场调查后,笔者认为坡体变形出现了向深层发展变化,导致滑坡范围扩大,从而导致在滑坡作用下路面出现鼓胀。主要理由如下:

1、坡体上部为含卵砾石粉质粘土和强风化千枚岩,地层的水敏性强。在持续性特大暴雨导致的地下水快速上升作用下,造成强风化千枚岩软化、泥化现象明显。从而造成滑坡的控制性滑面由原抗滑桩所支挡的土岩界面向深层的强~中风化界面过渡,导致抗滑桩锚固力不足而发生倾斜。

2、在坡脚80m~180m的坡面处调查时,没有发现坡面裂缝,而在坡脚180m处地面下沉幅度达1m,裂缝长达百米以上,这就显示该部位的滑面深度较大。而这样深度的滑面,不会在坡脚80m处民居后部高约5m的陡坎下部剪出的。否则由于滑面较浅必然造成坡脚80m~180m的坡面出现多条裂缝,而这在现场是没有发现的。

3、坡脚80m处民居高约5m的陡坎后部坡体富水,且有湿地分布。这说明该民居护面墙的鼓胀和散水的一处“爆皮”是其后部坡体的土压力所致,而非深层滑面所致。

4、坡脚路面出现鼓胀如果为既有桩前边坡所致,这就与坡面的锚杆框架变形有较小变形但整体保持完好的形态不符。这说明框架变形系既有抗滑桩发生变形后坡体沿上层的土岩界面滑面对边坡发生了挤压,而坡脚鼓胀裂缝系深层滑面所致,这也与既有抗滑桩发生倾斜是一致的。

5、目前坡脚鼓胀虽然较小而与坡脚180m处的长大裂缝相差较大,这并不能说明两者没有关系,而后滑坡整体处于挤压状态导致滑面还没有贯通所致。而坡脚65~80m处民居的裂缝发生较小的开裂,这也恰恰说明了既有抗滑桩“坐船”,以及坡脚鼓胀裂缝与坡脚180m贯通性裂缝的相关性。

由此,从强~中风化岩体的露头形态和地表裂缝形态看,可有效推测滑坡目前主要表现为两层滑面,即依附于原处治的土岩界面浅层滑面和深层主要依附于强~中风化界面的深层滑面。因此,主要工程处治方案如下:

1、尽快对既有抗滑桩设置腰梁后采用锚索进行补强,以弥补滑面加深后其锚固力不足的弊端,继而对浅层的土岩界面滑面进行支挡。

2、在坡脚设置大型锚索抗滑桩,对深层滑面控制的滑坡进行支挡加固,并在坡脚设置长度较大的永久性长30m的仰斜排水孔对坡体地下水进行有效疏排,提高坡体的自身稳定性。

3、考虑到千枚岩的水敏性,为确保安全锚索锚固段进入强~中化界面以下不小于3m,坡脚抗滑桩进入中风化的深度不小于3m,且桩的锚固段长度应依据桩前承载力计算确定,不宜按常规的锚索桩的锚固段约占桩长1/3考虑设置。

图9 初步确定的滑坡处治断面图

综上,通过对结合坡体岩土体性质、坡体结构、地下水等与裂缝特征的调查,可初步确定滑面的位置和滑坡特征,并可在应急工程实施的过程中,结合深孔位移监测与勘察对初判的滑面进行验证。