尹麗軍
(河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì),河北滄州061000)
滑坡是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為斜坡巖土體在重力等因素作用下,依附滑動(dòng)面(帶)產(chǎn)生的向下向外滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)或現(xiàn)象?;驴辈橹校瑴?zhǔn)確確定滑坡范圍、主滑線,合理判斷滑面形式及進(jìn)行滑體受力分析,對(duì)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理方案的選擇布置有著重要的影響。通??辈闀r(shí),滑坡范圍主要通過(guò)地形地貌結(jié)合調(diào)查測(cè)繪等進(jìn)行確定;滑坡主滑線、滑面形式主要通過(guò)調(diào)查測(cè)繪、勘探工作等進(jìn)行分析確定,存在一定的主觀性,精確性差。針對(duì)處于變形階段的滑坡,采用地表位移精密監(jiān)測(cè),可較為準(zhǔn)確、有效地確定滑坡范圍、主滑線,同時(shí)對(duì)準(zhǔn)確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài),也可起到重要的作用。以下結(jié)合工程實(shí)例來(lái)介紹地表位移精密監(jiān)測(cè)在滑坡勘查中的應(yīng)用。
(1)確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)各觀測(cè)樁位移量和位移方向的不同,可確定滑坡的范圍,或區(qū)分老滑坡上的局部移動(dòng),或從一個(gè)滑坡群中區(qū)分出單個(gè)滑坡。一般在滑坡群內(nèi),各滑坡在邊緣位置的觀測(cè)樁,其位移方向是向各自的滑體偏移,且兩滑體間的觀測(cè)樁位移量較?。▓D1)。
根據(jù)繪制的滑坡位移矢量圖可確定滑坡主滑線。即從位移矢量圖中找出每一橫斷面上位移量、下沉量最大的點(diǎn),連接這些點(diǎn)的線即為滑坡主滑線。
圖1 滑坡周界劃分示意圖
(2)滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)沿滑動(dòng)方向斷面上個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的平面位移量,計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)間單位長(zhǎng)度的平均相對(duì)拉伸(或壓縮)值ε(ε為正值時(shí)受壓,負(fù)值則受拉),從而分析出各段受力性質(zhì)(拉、壓)和相對(duì)大小。
(3)判斷滑面形式。當(dāng)滑坡只有一個(gè)滑動(dòng)面時(shí),觀測(cè)樁位移合矢量與水平線的夾角(α),常和其下相應(yīng)部分滑面傾角相近,用這一現(xiàn)象可判斷滑面的形式:
當(dāng)觀測(cè)樁升高時(shí),α角表示滑床向上翹的角度,反之α角表示滑床向下傾的角度。
某新建工程項(xiàng)目由于大面積建設(shè)開挖山坡坡腳及施工震動(dòng),造成坡體變形形成滑坡?;驴v向長(zhǎng)度約460m,橫向?qū)挾燃s350m,滑體厚度10~39m,總面積約15×104m2,總體積200多萬(wàn)立方米,為大型工程滑坡。滑坡平面形態(tài)呈舌形,后緣坡度較陡,中部為平緩的平臺(tái),前緣為人工開挖形成的不規(guī)則高陡邊坡陡坎。在開挖施工前,坡體從未發(fā)現(xiàn)有裂縫等變形跡象。從2015年下半年,項(xiàng)目開始施工開挖坡腳及強(qiáng)夯施工作業(yè),施工期間坡體出現(xiàn)小的地裂縫未引起注意,直到2016年9月突然發(fā)現(xiàn)坡體出現(xiàn)弧形大裂縫,從開挖山體的西側(cè)向上到頂部,然后向下至開挖面東側(cè)小溝谷內(nèi)結(jié)束,裂縫最大寬度0.6m,垂直高差約0.5m,且仍然在不斷擴(kuò)大,嚴(yán)重影響到新建項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)的安全。
滑坡正處于強(qiáng)變形階段,由于其范圍大,不同位置變形速率相差較大,滑坡勘查時(shí)采用了地表位移精密監(jiān)測(cè),對(duì)準(zhǔn)確地確定滑坡范圍、主滑線,以及對(duì)準(zhǔn)確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài),也起到了決定性的作用。
對(duì)于地表整體位移精密監(jiān)測(cè)一般有以下方法:對(duì)范圍不大,主軸位置明顯的窄長(zhǎng)滑坡可設(shè)置十字交叉網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)(圖2-A);對(duì)范圍不大,但地形開闊的滑坡可設(shè)置放射網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)(圖2-B);對(duì)地形復(fù)雜的大型滑坡則設(shè)置任意方格網(wǎng)觀測(cè)(圖2-C)。
圖2 監(jiān)測(cè)布置方法
本滑坡為大型滑坡,勘查選用任意方格網(wǎng)法監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)點(diǎn)、線的布置見圖3。主要布置縱、橫監(jiān)測(cè)線各3條,精密監(jiān)測(cè)點(diǎn)21個(gè)。監(jiān)測(cè)儀器采用瑞士Leica TCA2003全站儀(0.5″,1mm+1ppm)。水平位移采用全站儀導(dǎo)線測(cè)量方法按二級(jí)要求進(jìn)行觀測(cè);垂直位移采用電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量施測(cè)的方法按二級(jí)要求進(jìn)行觀測(cè)。監(jiān)測(cè)周期為每天一次。
(1)確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知,布置于滑坡裂縫以外的1、5、11、17、18、19、20、21號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)及前緣的10、16號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均無(wú)位移,其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)均有不同程度的水平及垂直位移,以此與測(cè)繪結(jié)果相結(jié)合,更加準(zhǔn)確地圈定了滑坡范圍。
圖3 監(jiān)測(cè)平面布置圖
根據(jù)各點(diǎn)水平及垂直位移量和位移方向值,繪制了滑坡位移矢量圖,見圖4。通過(guò)位移矢量圖可知,布置于滑坡體西側(cè)的2、3、4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)及東側(cè)的12、13、14、15號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量明顯大于中部的6、7、8、9號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn),且前緣的4、15號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直向上的變形明顯,而8號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)則無(wú)明顯的水平及垂直變形。以此為線索對(duì)滑坡進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)查測(cè)繪,對(duì)滑坡地形、地層巖性等條件進(jìn)行了進(jìn)一步分析研究,最終將原定的一個(gè)滑坡體劃分為東、西兩部分,分別確定了1-1′、2-2′兩條主滑線,并將原來(lái)確定的滑坡整體滑動(dòng)方向170°修正為162°、165°。確保了滑坡穩(wěn)定性分析更加符合實(shí)際。
圖4 監(jiān)測(cè)位移矢量圖
(2)滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)2條主滑線上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿滑動(dòng)方向的平面位移量,按前述公式計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)間單位長(zhǎng)度的平均相對(duì)拉伸(或壓縮)值ε,分析出各段受力性質(zhì)(拉、壓)和相對(duì)大小。見表1。
表1 滑坡受力性質(zhì)分析
通過(guò)采用上述方法對(duì)滑體各段受力性質(zhì)的分析,與滑體不同部位的變形特征進(jìn)行對(duì)比,分析得出了滑體各段的受力狀態(tài),對(duì)滑坡防治工程的布置起到了重要的指導(dǎo)作用。
(3)判斷滑面形式。根據(jù)主滑線上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿滑動(dòng)方向的水平位移量及垂直變形量,按前述公式計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)下部相應(yīng)位置滑面傾角的近似值。如表2所示。
表2 滑面傾角計(jì)算(近似值)
通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果,結(jié)合鉆探、槽探、測(cè)繪等手段確定的滑面位置,經(jīng)綜合分析,準(zhǔn)確地確定了滑坡滑面的形式。見圖5。
(1)滑坡勘查中采用地表位移精密監(jiān)測(cè),可對(duì)于準(zhǔn)確確定滑坡范圍、主滑線,以及準(zhǔn)確判斷滑面形式,分析滑坡各段受力狀態(tài)起到重要的作用。
(2)滑坡勘查是一項(xiàng)較為重要和復(fù)雜的工作,不同勘查方法都存在一定的局限性,滑坡勘查應(yīng)盡量采用多方法、多手段,綜合分析,相互驗(yàn)證。
圖5 滑坡滑面形式圖(1-1′剖面)