填土河堤滑坡的形成原因分析

蔡渊蛟 俞俊秋 茆丽霞

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司 江苏扬州 225002）

1 工程概况

三河闸下游岸堤建成多年，经历多次洪水考验，岸堤均有不同程度损毁，其中0+610～0+690段护坡表面有斜向断裂缝，道路下沉，损坏严重，排水沟多处挤压变形，呈现滑坡状态，影响河势稳定。

该段拟采取拆除清理该段范围内的已损坏的干砌块石护坡、抛石；将滑动土体全部挖除、重新回填；对该段范围内堤防迎水坡进行削坡减载处理等措施进行处理。

2 地质条件

2.1 土的物理力学性质

在滑坡体勘察场地内所揭示的土层为4层：

A层为褐黄杂灰色粉质粘土，含植物根茎，软硬不均，为开挖三河时人工堆土。

①层为褐黄、灰黄杂蓝灰色粉质粘土、粘土，软硬不均，为开挖三河时人工堆土，为新近滑坡体。

②1层为褐黄、灰黄夹蓝灰色粉质粘土，含铁锰质结核，硬塑状态。

②2层为灰黄夹蓝灰色粉质粘土、粘土，硬塑状态～坚硬状态，含少量铁锰质结核及小砂礓。土的物理力学指标见表2.1。

从表中可以看出，上部两层堆土力学强度低，下部原状土层力学强度较高，两部分差别较大，分界明显。

2.2 土的膨胀特性

膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊黏土。其黏粒成分主要由黏土矿物（主要是蒙脱石、伊利石等）组成，具有超固结性、多裂隙性、遇水膨胀、失水收缩开裂反复变形的特性。

由于膨胀土具有多裂隙性以及土体中裂隙杂乱分布，膨胀土所产生的变形破坏作用往往伴有长期潜在的危险特点。膨胀土的超强固结性是膨胀土由于含水率变化引起的膨胀压力变化产生的，是膨胀土的特有性质。由于堤防工程与水亲密接触的特点，因此，当堤防工程中遇到膨胀土时常给堤防带来较大的危害。土的膨胀试验结果见表2.2-1。

从表 2.2-1中看出，试验土样的自由膨胀率均大于40%，判定其为膨胀性土，其中两组土样膨胀潜势为中，其余六组土样膨胀潜势为弱。

取一组土样安排土的矿物组成试验。试验结果见表2.2-2。

试验结果表明，该土的矿物组成中：含蒙皂石5～15%、含水云母10～20%，这两种矿物均具有亲水性，且两种矿物合计含量为15～35%，因而使该场地土具有膨胀性。

表2.1 工程地质勘察综合成果及建议值表

表2.2 -1 土样膨胀性试验成果表

表2.2 -2 土样矿物组成试验成果表

3 气候、径流条件

3.1 地表水

三河闸地区气候属暖温带半湿润过渡型季风气候，降水量较大，特别是遇梅雨季节降雨又比较集中，堤坡堆土在短期内可以吸收、聚集大量雨水，下部土层是较好的隔水层，这对于堤防稳定非常不利。

3.2 地下水

本堤段地下水类型为松散岩类孔隙水，潜水位随季节变化。大气降水为地下水主要补给来源，其次为地表水的渗入补给。勘察期间测得部分钻孔地下水位及河水位纵剖面上各钻孔内地下水位相连，得该纵剖面的地下水位线，可以看出，该水位线与滑塌体的滑动面是基本吻合的。

4 滑坡形成原因

滑坡形成的条件主要有：地质条件（包括岩性和地质构造）、地形及地貌、气候和径流条件及其他因素四个方面。根据勘探资料和现场观察分析，该地段滑坡形成的主要原因分析如下：

4.1 地质条件

该段堤坡主要土层均为超固结膨胀土，堤身堆土也是开挖河道时下部膨胀土堆覆而成，上覆堆土和下部原状土层接触面同堤坡斜面倾向一致，且倾角较大。根据膨胀土的特性，上部堆积膨胀土反复的干缩湿胀，使土体中的裂隙发育，不仅破坏土体的连续性和完整性，而且也形成了地表水浸入通道，同时浸入水加速了土体的软化及裂隙的生成，而且这种干缩湿胀随环境变化反复发生，导致土的强度衰减。因此，上部土体强度降低且具有受水、聚水条件，上下部土体接触面易形成软弱面，从而具备滑坡形成的地质条件。

4.2 地形、地貌

该段堤坡顶部高程在 25m左右，坡脚高程在7.5m左右，两者相差约18m，坡顶至水边的平距约70m，堤坡较陡。坡度越大上部堆积土体的下滑力越大，则滑坡发生的可能性越大。

4.3 气候、径流条件

三河闸地区气候属暖温带半湿润过渡型季风气候，降水量较大，特别是遇梅雨季节降雨又比较集中，雨水及地表水的渗入使上部土体强度降低，下滑力加大；地下水浸润线与河水位同步小幅波动，在地下水浸润线附近的膨胀土的含水率反复变化，容易形成软弱滑动面。

4.4 其他因素

该堤坡主要是河水的长期冲刷增大堤坡的坡度，从而影响堤坡的稳定性。

5 结论与建议

综上所述，三河闸下游左岸滑坡上部土体为人工堆填的膨胀土，由于具有多裂隙和显著胀缩、随含水率反复变化导致土的强度衰减等特性，在堤坡较陡、软弱结构面与坡堤倾向一致、地表水及地下水长期作用等因素影响下逐步形成填土浅层滑坡。其中土体的膨胀性是最主要的因素。如果土体不具有膨胀性，上部堆土在自重的作用下，强度会逐步提高，在其他条件不变的情况下，堤坡应该逐步趋于稳定。膨胀土由于其特殊的性质，所产生的变形破坏作用往往伴有长期潜在的危险，而该堤坡因为上部土体具有膨胀性，在建成初期堤坡能够安全稳定，经过反复的干缩湿胀导致强度衰减，堤坡抗滑强度逐步降低，最终形成滑坡，这正是由于膨胀土的特点所决定的。

建议在河道堤防施工中尽量避免使用膨胀土筑堤、回填，尤其是含水率变化大，长期裸露在外的工程。如果确实需要使用膨胀土作为土料，应进行合理的边坡设计，采取有效措施避免由于膨胀土对工程产生危害。并进行边坡稳定分析和验算、抗滑稳定计算和堤岸防护计算等确保设计的合理，可靠。

1 工程地质手册编写委员会. 工程地质手册. 中国建筑工业出版社, 1992, 2.

2 膨胀土的改良技术与工程应用. 科学出版社, 2008, 12.