柴立計 趙 翔 李永學

地質(zhì)災害指包括自然因素或者人為活動引發(fā)的危害人民生命和財產(chǎn)安全的山體崩塌、滑坡、泥石流、地質(zhì)塌陷、地裂縫、地面沉降等與地質(zhì)作用有關(guān)的災害。本文針對由于城市建設的快速發(fā)展,由此產(chǎn)生的愈發(fā)突出的邊坡地質(zhì)環(huán)境問題進行探討。自1999年至今,南京市連續(xù)多次發(fā)生了工程邊坡失穩(wěn)滑坡地質(zhì)災害事故,如燕子磯太平小區(qū)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(qū)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(huán)境保護二者的和諧發(fā)展。

1 工程邊坡特征

1.1 邊坡分布特征

南京市在城市開發(fā)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(shù)量眾多且規(guī)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(tài)。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(wěn)定性大大降低,如果不加處理或處理措施不當,容易發(fā)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(jié)構(gòu)特點

南京地區(qū)工程邊坡多數(shù)是單一結(jié)構(gòu)的土質(zhì)邊坡,僅少數(shù)為土質(zhì)和巖石組成的二元結(jié)構(gòu)混合邊坡。土質(zhì)邊坡由下蜀土組成,近水平產(chǎn)出,厚度數(shù)米到數(shù)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(fā)生很大變化。夏季炎熱干燥,使土體層龜裂,形成柱狀節(jié)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(wěn)定性差?；旌线吰律喜繛閬嗮ね痢⑾虏繛閹r石的二元結(jié)構(gòu)和頂部土層厚度小、底部巖石層厚度大的特點,邊坡的穩(wěn)定性較高。

2 滑坡特征及類型

在南京市的工程邊坡失穩(wěn)事故中,所涉及的滑坡多數(shù)是土質(zhì)邊坡,且雨季是易發(fā)、多發(fā)時期。邊坡失穩(wěn)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(wěn)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(chǎn)生變形或破壞,產(chǎn)生的變形或破壞逐步轉(zhuǎn)移,對臨近邊坡造成穩(wěn)定性降低并產(chǎn)生變形甚至發(fā)生破壞的現(xiàn)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(fā)展,并逐步對臨近邊坡造成影響。由于開挖坡體呈現(xiàn)局域性的應力應變集中,當應力超過材料的強度時,其狀態(tài)不能穩(wěn)定,必然造成局部破壞使坡體發(fā)生應力釋放、應力轉(zhuǎn)移和應力調(diào)整,在臨近區(qū)域所受到的影響最大,該臨近區(qū)域超過強度值又發(fā)生破壞,破壞面不斷延伸,這種過程繼續(xù)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(fā)生大規(guī)模破壞;2)破壞面沒有完全貫通,在伸展到臨近邊坡某一區(qū)域后就停止擴展,其前方區(qū)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(wěn)滑坡的因素

3.1 自然因素

降雨是影響工程邊坡失穩(wěn)滑坡的主要自然因素。雨季是滑坡地質(zhì)災害易發(fā)和多發(fā)季節(jié)。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(chǎn)生很大的側(cè)應力,對滑坡可起到誘發(fā)和促進作用。

3.2 人為因素

不良工程作用是導致發(fā)生滑坡地質(zhì)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(wěn)。

2)在陡立的邊坡上或附近大量興建構(gòu)筑物,給邊坡增加荷載。

3)邊坡崗地上生活區(qū)沒有合理的排水系統(tǒng),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(guān)技術(shù)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(qū)燕子磯中學斜坡地質(zhì)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(tǒng)下蜀土粉質(zhì)黏土組成,植被發(fā)育,崗面起伏不平,校區(qū)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(zhì)條件,致使學校周圍部分崗地斜坡在雨季常有小型滑坡發(fā)生,對坡下建筑物的安全構(gòu)成了較大的威脅,為了保障學校及師生的生命和財產(chǎn)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(xiàn)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(cè),西臨秦淮河,地處古林公園西側(cè)的山坡上。該段邊坡治理工程地質(zhì)條件十分復雜,南段15 m為原塌方段。該區(qū)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(jié)束。圖2為施工現(xiàn)場照片。

5 工程邊坡防治措施及對策

首先是經(jīng)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(yōu)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(fā)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(jīng)不勝枚舉。其次是重工程地質(zhì)勘察,輕地質(zhì)環(huán)境評價誤區(qū);重地質(zhì)災害治理,輕地質(zhì)災害防治。各有關(guān)管理部門對已發(fā)生的地質(zhì)災害治理工作非常重視,抓得及時,監(jiān)管力度大。而對防治地質(zhì)災害的監(jiān)管力度不夠,在工程邊坡防治方案的審批、施工質(zhì)量的管理和工程驗收等重要環(huán)節(jié)上管理不嚴,出現(xiàn)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(qū)。完善的地質(zhì)災害防治法律法規(guī);完善組織架構(gòu),構(gòu)建專業(yè)骨干網(wǎng)絡;信息化管理,動態(tài)監(jiān)測,這是加強管理必須要加強的方面。最后是技術(shù)方面,技術(shù)措施一定要科學合理、系統(tǒng)規(guī)范、針對性強。既要重視對邊坡現(xiàn)狀的分析研究,又要重視研究對邊坡可能產(chǎn)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(tǒng)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(jié)語

工程邊坡是不可避免的,由此產(chǎn)生的滑坡地質(zhì)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(guī)范化,行政管理部門重視程度的提高,法律、法規(guī)的逐步健全,技術(shù)手段的進一步發(fā)展,地質(zhì)災害將被有效地防治,城市建設與環(huán)境保護之間將能和諧、可持續(xù)地發(fā)展。

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