滑坡地质灾害预防与处理措施

柴立计 赵 翔 李永学

地质灾害指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地质塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。本文针对由于城市建设的快速发展,由此产生的愈发突出的边坡地质环境问题进行探讨。自1999年至今,南京市连续多次发生了工程边坡失稳滑坡地质灾害事故,如燕子矶太平小区山体崩塌滑坡、古平岗滑坡、水西门市民广场防洪墙段滑坡、广州路与宁海路交界位置高层建筑工地深基坑坍塌、江浦区某边坡下滑导致上部建筑破坏等等。

鉴于上述原因,在工程建设中应高度重视边坡的防治工作,保证城市建设与环境保护二者的和谐发展。

1 工程边坡特征

1.1 边坡分布特征

南京市在城市开发建设过程中,由削坡、岗地开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边坡,具有分布较广,数量众多且规模不大等特征。

1.2 工程边坡特点

天然边坡在长期的剥蚀、搬运后一般都处于平衡状态。而在目前城市化建设进程中,为了扩大建设用地,会采取高位削坡的措施来达到目的。这就势必会打破天然边坡的原有平衡体系,使得坡体坡度变得更加陡直,临空面进一步增大,稳定性大大降低,如果不加处理或处理措施不当,容易发生坍塌事故,特别是遭遇雨水冲蚀和浸润时,危险性更大。

1.3 边坡结构特点

南京地区工程边坡多数是单一结构的土质边坡,仅少数为土质和岩石组成的二元结构混合边坡。土质边坡由下蜀土组成,近水平产出,厚度数米到数十米不等。而下蜀土主要矿物组分是蒙脱石、高岭石等亲水矿物和石英、长石、云母等轻矿物。

受自然因素的影响,土体的物理性能发生很大变化。夏季炎热干燥,使土体层龟裂,形成柱状节理,遇暴雨沿裂隙渗入,边坡土体湿化、膨胀,粘聚力、抗剪强度降低,重量增大,边坡的稳定性差。混合边坡上部为亚黏土、下部为岩石的二元结构和顶部土层厚度小、底部岩石层厚度大的特点,边坡的稳定性较高。

2 滑坡特征及类型

在南京市的工程边坡失稳事故中,所涉及的滑坡多数是土质边坡,且雨季是易发、多发时期。边坡失稳一般都是以势能释放为主。

在边坡事故中,很多影响是连锁反应所致,即迁移式影响。原来稳定的边坡在开挖一部分后,由于开挖部分未进行加固或未及时加固,开挖部分产生变形或破坏,产生的变形或破坏逐步转移,对临近边坡造成稳定性降低并产生变形甚至发生破坏的现象。边坡开挖造成的迁移式影响是由开挖部分影响的变形、破坏逐渐发展,并逐步对临近边坡造成影响。由于开挖坡体呈现局域性的应力应变集中,当应力超过材料的强度时,其状态不能稳定,必然造成局部破坏使坡体发生应力释放、应力转移和应力调整,在临近区域所受到的影响最大,该临近区域超过强度值又发生破坏,破坏面不断延伸,这种过程继续进行,最后将有两种可能性:1)破坏面完全贯通,直接造成临近边坡也形成贯通面,坡体发生大规模破坏;2)破坏面没有完全贯通,在伸展到临近边坡某一区域后就停止扩展,其前方区域的应力应变均未超过强度值。考虑迁移式影响,对于滑坡特征及类型的分析是很有必要的。

3 影响工程边坡失稳滑坡的因素

3.1 自然因素

降雨是影响工程边坡失稳滑坡的主要自然因素。雨季是滑坡地质灾害易发和多发季节。大量降雨渗入土体裂隙,使土体软化膨胀,抗剪强度降低。土体自重和土体上建筑物荷载对边坡产生很大的侧应力,对滑坡可起到诱发和促进作用。

3.2 人为因素

不良工程作用是导致发生滑坡地质灾害的重要因素。

1)高位切削坡脚,形成陡立的工程边坡,边坡的临空面增大,边坡失去平衡后失稳。

2)在陡立的边坡上或附近大量兴建构筑物,给边坡增加荷载。

3)边坡岗地上生活区没有合理的排水系统,使生活用水、降雨不能及时排出,长期浸泡土体,强度降低。

4)防范措施不合理,工程建设开挖斜坡时,没有按有关技术要求放坡,护坡墙位于滑移面之上,防滑作用不明显。

4 工程实例

4.1 实例一:南京市栖霞区燕子矶中学斜坡地质灾害治理

燕子矶中学处在丘岗凹谷地中,南、北、西为岗地,地层主要由上更新统下蜀土粉质黏土组成,植被发育,岗面起伏不平,校区岗前段已进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质条件,致使学校周围部分岗地斜坡在雨季常有小型滑坡发生,对坡下建筑物的安全构成了较大的威胁,为了保障学校及师生的生命和财产安全,有色华东局华建总公司于2005年,通过针对性采取排水、毛石挡土墙及混凝土挡土墙、人工挖孔灌注混凝土桩和锚杆等方法对斜坡进行了加固处理。图1为现场挡土墙照片。

4.2 实例二:江苏科学宫一期工程A挡墙工程

江苏科学宫A挡墙工程位于石头城路江苏电视塔西侧,西临秦淮河,地处古林公园西侧的山坡上。该段边坡治理工程地质条件十分复杂,南段15 m为原塌方段。该区护坡工程由预应力锚杆、混凝土挡墙、人工挖孔桩及树根桩等组成。华东局于1999年9月对此护坡进行施工,于2003年3月结束。图2为施工现场照片。

5 工程边坡防治措施及对策

首先是经济效益方面。在工程边坡防治中,对防治方案的选择,一般以最低价中标的方式作为择优标准。为了追求利益最大化,工程边坡不放坡,采取高位切削坡脚,留下陡立的工程边坡。由此引发的事故而造成的损失远远超过合理方案的费用,此类教训已经不胜枚举。其次是重工程地质勘察,轻地质环境评价误区;重地质灾害治理,轻地质灾害防治。各有关管理部门对已发生的地质灾害治理工作非常重视,抓得及时,监管力度大。而对防治地质灾害的监管力度不够,在工程边坡防治方案的审批、施工质量的管理和工程验收等重要环节上管理不严,出现了由建设单位、施工单位对防治方案说了算的被动局面,缺乏严格的管理程序和措施。第三是管理误区。完善的地质灾害防治法律法规;完善组织架构,构建专业骨干网络;信息化管理,动态监测,这是加强管理必须要加强的方面。最后是技术方面,技术措施一定要科学合理、系统规范、针对性强。既要重视对边坡现状的分析研究,又要重视研究对边坡可能产生潜在影响的各种因素。工程边坡防治工程要纳入整个工程建设项目之中,统筹安排。建设布局要充分考虑建设项目对边坡的影响,边坡的防治措施也一定要满足工程布局对边坡的要求。

6 结语

工程边坡是不可避免的,由此产生的滑坡地质灾害后果也是严重的,甚至是长久的,但它是可以防治的。随着市场运作的规范化,行政管理部门重视程度的提高,法律、法规的逐步健全,技术手段的进一步发展,地质灾害将被有效地防治,城市建设与环境保护之间将能和谐、可持续地发展。

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