滑坡地質災害預防與處理措施

柴立計 趙 翔 李永學

地質災害指包括自然因素或者人為活動引發的危害人民生命和財產安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地質塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質作用有關的災害。本文針對由于城市建設的快速發展,由此產生的愈發突出的邊坡地質環境問題進行探討。自1999年至今,南京市連續多次發生了工程邊坡失穩滑坡地質災害事故,如燕子磯太平小區山體崩塌滑坡、古平崗滑坡、水西門市民廣場防洪墻段滑坡、廣州路與寧海路交界位置高層建筑工地深基坑坍塌、江浦區某邊坡下滑導致上部建筑破壞等等。

鑒于上述原因,在工程建設中應高度重視邊坡的防治工作,保證城市建設與環境保護二者的和諧發展。

1 工程邊坡特征

1.1 邊坡分布特征

南京市在城市開發建設過程中,由削坡、崗地開挖等方式形成的路坡、河坡、深基坑等永久性或非永久性工程邊坡,具有分布較廣,數量眾多且規模不大等特征。

1.2 工程邊坡特點

天然邊坡在長期的剝蝕、搬運后一般都處于平衡狀態。而在目前城市化建設進程中,為了擴大建設用地,會采取高位削坡的措施來達到目的。這就勢必會打破天然邊坡的原有平衡體系,使得坡體坡度變得更加陡直,臨空面進一步增大,穩定性大大降低,如果不加處理或處理措施不當,容易發生坍塌事故,特別是遭遇雨水沖蝕和浸潤時,危險性更大。

1.3 邊坡結構特點

南京地區工程邊坡多數是單一結構的土質邊坡,僅少數為土質和巖石組成的二元結構混合邊坡。土質邊坡由下蜀土組成,近水平產出,厚度數米到數十米不等。而下蜀土主要礦物組分是蒙脫石、高嶺石等親水礦物和石英、長石、云母等輕礦物。

受自然因素的影響,土體的物理性能發生很大變化。夏季炎熱干燥,使土體層龜裂,形成柱狀節理,遇暴雨沿裂隙滲入,邊坡土體濕化、膨脹,粘聚力、抗剪強度降低,重量增大,邊坡的穩定性差。混合邊坡上部為亞黏土、下部為巖石的二元結構和頂部土層厚度小、底部巖石層厚度大的特點,邊坡的穩定性較高。

2 滑坡特征及類型

在南京市的工程邊坡失穩事故中,所涉及的滑坡多數是土質邊坡,且雨季是易發、多發時期。邊坡失穩一般都是以勢能釋放為主。

在邊坡事故中,很多影響是連鎖反應所致,即遷移式影響。原來穩定的邊坡在開挖一部分后,由于開挖部分未進行加固或未及時加固,開挖部分產生變形或破壞,產生的變形或破壞逐步轉移,對臨近邊坡造成穩定性降低并產生變形甚至發生破壞的現象。邊坡開挖造成的遷移式影響是由開挖部分影響的變形、破壞逐漸發展,并逐步對臨近邊坡造成影響。由于開挖坡體呈現局域性的應力應變集中,當應力超過材料的強度時,其狀態不能穩定,必然造成局部破壞使坡體發生應力釋放、應力轉移和應力調整,在臨近區域所受到的影響最大,該臨近區域超過強度值又發生破壞,破壞面不斷延伸,這種過程繼續進行,最后將有兩種可能性:1)破壞面完全貫通,直接造成臨近邊坡也形成貫通面,坡體發生大規模破壞;2)破壞面沒有完全貫通,在伸展到臨近邊坡某一區域后就停止擴展,其前方區域的應力應變均未超過強度值。考慮遷移式影響,對于滑坡特征及類型的分析是很有必要的。

3 影響工程邊坡失穩滑坡的因素

3.1 自然因素

降雨是影響工程邊坡失穩滑坡的主要自然因素。雨季是滑坡地質災害易發和多發季節。大量降雨滲入土體裂隙,使土體軟化膨脹,抗剪強度降低。土體自重和土體上建筑物荷載對邊坡產生很大的側應力,對滑坡可起到誘發和促進作用。

3.2 人為因素

不良工程作用是導致發生滑坡地質災害的重要因素。

1)高位切削坡腳,形成陡立的工程邊坡,邊坡的臨空面增大,邊坡失去平衡后失穩。

2)在陡立的邊坡上或附近大量興建構筑物,給邊坡增加荷載。

3)邊坡崗地上生活區沒有合理的排水系統,使生活用水、降雨不能及時排出,長期浸泡土體,強度降低。

4)防范措施不合理,工程建設開挖斜坡時,沒有按有關技術要求放坡,護坡墻位于滑移面之上,防滑作用不明顯。

4 工程實例

4.1 實例一:南京市棲霞區燕子磯中學斜坡地質災害治理

燕子磯中學處在丘崗凹谷地中,南、北、西為崗地,地層主要由上更新統下蜀土粉質黏土組成,植被發育,崗面起伏不平,校區崗前段已進行了不同程度的切坡,局部地段切坡后坡面陡直,特殊的地形地貌和地質條件,致使學校周圍部分崗地斜坡在雨季常有小型滑坡發生,對坡下建筑物的安全構成了較大的威脅,為了保障學校及師生的生命和財產安全,有色華東局華建總公司于2005年,通過針對性采取排水、毛石擋土墻及混凝土擋土墻、人工挖孔灌注混凝土樁和錨桿等方法對斜坡進行了加固處理。圖1為現場擋土墻照片。

4.2 實例二:江蘇科學宮一期工程A擋墻工程

江蘇科學宮A擋墻工程位于石頭城路江蘇電視塔西側,西臨秦淮河,地處古林公園西側的山坡上。該段邊坡治理工程地質條件十分復雜,南段15 m為原塌方段。該區護坡工程由預應力錨桿、混凝土擋墻、人工挖孔樁及樹根樁等組成。華東局于1999年9月對此護坡進行施工,于2003年3月結束。圖2為施工現場照片。

5 工程邊坡防治措施及對策

首先是經濟效益方面。在工程邊坡防治中,對防治方案的選擇,一般以最低價中標的方式作為擇優標準。為了追求利益最大化,工程邊坡不放坡,采取高位切削坡腳,留下陡立的工程邊坡。由此引發的事故而造成的損失遠遠超過合理方案的費用,此類教訓已經不勝枚舉。其次是重工程地質勘察,輕地質環境評價誤區;重地質災害治理,輕地質災害防治。各有關管理部門對已發生的地質災害治理工作非常重視,抓得及時,監管力度大。而對防治地質災害的監管力度不夠,在工程邊坡防治方案的審批、施工質量的管理和工程驗收等重要環節上管理不嚴,出現了由建設單位、施工單位對防治方案說了算的被動局面,缺乏嚴格的管理程序和措施。第三是管理誤區。完善的地質災害防治法律法規;完善組織架構,構建專業骨干網絡;信息化管理,動態監測,這是加強管理必須要加強的方面。最后是技術方面,技術措施一定要科學合理、系統規范、針對性強。既要重視對邊坡現狀的分析研究,又要重視研究對邊坡可能產生潛在影響的各種因素。工程邊坡防治工程要納入整個工程建設項目之中,統籌安排。建設布局要充分考慮建設項目對邊坡的影響,邊坡的防治措施也一定要滿足工程布局對邊坡的要求。

6 結語

工程邊坡是不可避免的,由此產生的滑坡地質災害后果也是嚴重的,甚至是長久的,但它是可以防治的。隨著市場運作的規范化,行政管理部門重視程度的提高,法律、法規的逐步健全,技術手段的進一步發展,地質災害將被有效地防治,城市建設與環境保護之間將能和諧、可持續地發展。

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