廣安某邊坡垮塌事故原因鑒定分析

李勝杰

[摘要]加筋土擋墻因能適應(yīng)較大的變形、占地少、施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用，但也有因各種因素作用，造成邊坡垮塌事故，以四川省廣安市某邊坡為例，根據(jù)鑒定成果，對垮塌段邊坡某個原因進(jìn)行了分析研究，并總結(jié)了研究成果經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞]邊坡； 垮塌； 原因； 研究成果

[中國分類號]U416.1+4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

1事故邊坡工程概況

廣安市某邊坡?lián)鯄ζ矫娲笾鲁省耙蛔中巍?，邊坡走向呈南北向，A14～A17號樓西側(cè)邊坡下方有在建8F建筑，邊坡頂部東側(cè)為小區(qū)道路，道路外為A9～A17樓，該9棟樓采用樁基礎(chǔ)，樁嵌入中風(fēng)化基巖，A13樓東側(cè)有一消防水池，消防水池基礎(chǔ)持力層為填土，設(shè)計(jì)土質(zhì)邊坡高度為18～25 m，邊坡長度約300 m，設(shè)計(jì)采用衡重式擋墻+樁基礎(chǔ)托梁基礎(chǔ)、加筋土擋墻+樁基礎(chǔ)、加筋土擋墻、加筋土擋墻+仰斜式擋土墻，邊坡安全等級為一級。事故邊坡分布概貌見圖1，垮塌區(qū)域?yàn)榕RA10樓～A14樓西側(cè)邊坡（圖1、圖2），垮塌區(qū)支護(hù)型式為加筋土擋墻、加筋土擋墻+樁基礎(chǔ)（圖3），垮塌區(qū)加筋土擋墻高度20～25 m。

2地質(zhì)條件概況

場地地貌屬構(gòu)造剝蝕淺丘與溝谷相間型地貌，微地貌有河谷、階地、坡地、溪溝、凹地、陡坎等，地面高程305.59～355.09 m，相對高差49.50 m。

場地北東有廣安背斜，位處大石場背斜的北西翼，場地為單斜構(gòu)造，巖層傾向270°，傾角3°。

場區(qū)地層由新到老有：

（1）第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）：呈紅雜色，土體由砂質(zhì)黏土、砂巖碎塊、塊石組成。填齡10～12年，結(jié)構(gòu)較松散，孔隙度大，局部有架空現(xiàn)象，厚度0.40～45.00 m，平均厚度為25 m左右，層頂分布高程305.59～353.91 m，相對高差48.32 m，該土體主要分布在場地南部及中部地帶，分布在邊坡整個范圍內(nèi)，未完成自重固結(jié)，承載力特征值50 kPa（經(jīng)驗(yàn)值），不宜選作擬建工程基礎(chǔ)持力層。

（2）粉質(zhì)黏土（Q4dl+el）：褐色，由粉質(zhì)黏土夾少量細(xì)巖屑物組成，層厚0.90～5.80 m，平均2.28 m，層頂分布高程295.72～355.22 m，該土層大部分分布在人工填土的底部，基巖地層的頂部。

（3）侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）：出露基巖地層主要以厚層狀-巨厚層狀砂質(zhì)泥巖為主，局部有砂巖。

場區(qū)內(nèi)地下水的主要類型有：第四系松散土層中的孔隙水及基巖裂隙水?？紫端嬖谟趫龅啬喜康貛Ъ爸胁康貛?，除此之外其余地段孔隙水不甚發(fā)育，是季節(jié)存在的暫時(shí)性地下水。人工填土結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，透水性強(qiáng)，滲透系數(shù)K=0.25 m/d（經(jīng)驗(yàn)值），在場地分布連續(xù)，上部主要為上層滯水，下部有暫時(shí)性孔隙潛水，尤以場地南部比較明顯。

邊坡為填土邊坡，邊坡巖土層自上而下為人工填土、砂質(zhì)泥巖，局部含有粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，土層層厚不等，下伏侏羅紀(jì)中統(tǒng)溪廟組砂質(zhì)泥巖，邊坡坡度為82°～87°。大氣降水由地表向下滲透及浸泡，不利于邊坡的穩(wěn)定，勘察期間局部土體已經(jīng)發(fā)生垮塌。勘察結(jié)論及建議該邊坡安全等級為一級。

3氣象條件

3.1邊坡垮塌臨近一周降雨情況

2018年6月25日08時(shí)—2018年7月2日08時(shí)期間該站總降雨量11.9 mm，較歷史同期值49.1 mm減少37.2 mm，同比偏少75.8%。降雨日分別是6月29日降雨量3.3 mm（量級小雨），最大小時(shí)雨強(qiáng)0.9 mm，降雨歷時(shí)2 h；6月30日降雨量8.5 mm（量級小雨），最大小時(shí)雨強(qiáng)3.8 mm，降雨歷時(shí)6 h；7月1日降雨量0.2 mm（量級小雨），最大小時(shí)雨強(qiáng)0.2 mm，降雨歷時(shí)1 h。

3.2關(guān)于1-6月降雨情況對比分析

經(jīng)查詢廣安30年整編氣候資料，1-6月歷史同期降雨量為478.3 mm。近3年1-6月降雨情況如下：2016年1-6月總降雨量293.2 mm，同比減少185.1 mm，較歷史同期偏少39%；2017年1-6月總降雨量715.5 mm，同比增加237.2 mm，較歷史同期偏多49.5%；2018年1-6月總降雨量431.6 mm，同比減少46.7 mm，較歷史同期偏少10%。

4邊坡事故原因分析

4.1特殊的“口袋形”溝谷地貌

從原始地形［1］來看，在擋土墻位置附近，A10～A11原始地面標(biāo)高自301.34～314.64 m變化，A12～A14原始地面標(biāo)高自314.27～322.81 m變化，且在擋墻位置A12～A14從東往西地勢下降很快，A9～A17建筑范圍地勢總體北高南低、東高西低，A10～A14建筑范圍地勢更低，正處于溝谷地帶，溝谷匯水面積約22 000 m2，溝谷呈“口袋形”（圖4），溝谷縱向長約105 m，溝谷橫向?qū)捈s208 m，“口袋形”溝口處橫向?qū)捈s131 m，溝谷出溝口后呈扇形分布，在擋墻位置溝口寬約162 m；其中A10～A11地勢最低，可以看出呈一個小型發(fā)育的“口袋形”溝谷，溝谷縱向長約105 m，溝谷橫向?qū)捈s118 m，溝口寬約58 m，A12～A13地勢比A10～A11高，呈高一梯級的小型發(fā)育的“口袋形”溝谷，溝谷縱向長約105 m，溝谷橫向?qū)捈s90 m，溝口寬約51 m；從地下水總體滲流方向看，地下水自東向西沿“溝心”流向加筋土擋墻，從局部滲流方向看，地下水自東向西流出溝口至擋墻附近，大部分地下水沿?fù)鯄ψ员毕蚰狭髦罙10樓西側(cè)，另一小部分地下水流至A14樓西側(cè)；綜上所述，加筋土擋墻正處于溝口不利地帶。

邊坡現(xiàn)狀北段高、南段低，A9～A17邊坡坡頂南北端高差達(dá)12.91 m，且A17北側(cè)地形還要高，邊坡東側(cè)地勢也比擋墻高，邊坡現(xiàn)狀總體上形成北高南低、東高西低格局。

通過地形比較發(fā)現(xiàn)，垮塌段擋墻處于山體之間的溝谷地帶，且處于溝口位置，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、檢測，加筋土擋墻為填土，含有大塊石，填土質(zhì)量難以保證。從地勘報(bào)告可知，在加筋土擋墻東側(cè)為大面積人工填土，且填土厚度大，最厚可達(dá)45 m，結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，局部有架空現(xiàn)象，透水性強(qiáng)，在場地連續(xù)分布，上部主要為上層滯水，下部有暫時(shí)性孔隙潛水。從采用人工挖孔改為旋挖樁施工的說明中，人工挖孔至4～5 m之間時(shí)出現(xiàn)滲水及坍塌情況，說明地下水較豐富，填土賦存地下水的能力強(qiáng)。特殊的“口袋形”溝谷溝口小，而溝口上游匯水面積較大，溝口泄水能力卻大幅削弱。

“口袋形”溝谷上方為填土，地表水下滲增大了填土重度［2］，填土賦存地下水的能力較強(qiáng)，填土在得到水源補(bǔ)給后，發(fā)生徑流、排泄，在擋土墻處填土因地下水匯集含水量過大，加大了滑面的孔隙水壓力［3］，加大了下滑力，加筋土擋墻因不能抵擋水土壓力而發(fā)生垮塌。

4.2誘發(fā)因素

從氣象資料來看，近3年1-6月總降雨量為293.2 mm、715.5 mm、431.6 mm，6月29日～7月1日均在斷斷續(xù)續(xù)降雨，雨量為小雨，6月30日降雨量8.5 mm，最大1 h雨強(qiáng)3.8 mm，降雨歷時(shí)6 h，較長時(shí)間降雨，匯水面積較大的地表水一部分通過地表土體下滲，一部分通過排水管道排泄，還有一部分地表水通過道路兩側(cè)及綠化帶的裂縫灌入加筋土擋墻內(nèi)，而降雨是一個激發(fā)因素，地表水通過裂縫、綠化帶等空隙滲入填土邊坡內(nèi)，加筋土擋墻填土在短時(shí)間內(nèi)水土壓力陡增，加大了孔隙水壓力，致使加筋土擋墻穩(wěn)定性原本就處于臨界狀態(tài)下的平衡突然被打破，迅速失穩(wěn)。

5事故原因鑒定分析研究結(jié)論

特殊的“口袋形”地形地貌與現(xiàn)場環(huán)境及地質(zhì)條件疊合在一起在持續(xù)降雨作用下是造成邊坡事故的一個重要原因。

通過四川省廣安市事故邊坡進(jìn)行綜合分析研究得出結(jié)論：

（1）邊坡頂部斜坡如傾向坡下游，則易于匯水，且斜坡越長，則地表匯水面積越大。

（2）處于單斜構(gòu)造巖層傾向方向的下端的邊坡土體易于匯水，且單斜巖層縱橫延伸長度大則匯水面積較大。

（3）填土因松散、孔隙大，在坡體填土平面范圍越大且地表硬化范圍越小，則匯水面積越大，地表水越容易滲入土體內(nèi)，且滲入土體的水量越多；填土厚度越大，賦存地下水的能力越強(qiáng)。

（4）不僅是特殊的“口袋形”地形地貌更容易匯水，凡是“低洼”地帶都是匯水的主要場所。

（5）匯水面積越大的坡體，隨著降雨、地表水或管道滲漏水等滲入地下的水量越多，徑流越明顯，隨著地下水的徑流作用，滲透力加大，坡體土的抗剪強(qiáng)度降低，增大了坡體的下滑力，匯水地帶土體更容易達(dá)到飽和，如果支護(hù)結(jié)構(gòu)泄水［4］不良，則飽和土體范圍會逐漸擴(kuò)大，進(jìn)一步降低土體的力學(xué)指標(biāo)，孔隙水壓力更容易增大，邊坡更容易垮塌。

（6）邊坡治理應(yīng)遵循“治坡先治水” ［5］，“坡水兩治” ［2］的辦法，完善的防排水措施對邊坡治理尤其重要，對填土地段應(yīng)加大地表硬化范圍，減小雨水下滲，避免大面積地表匯水對填土地段邊坡造成的危害。

（7）無論是處于地表或是地下易于匯水地段的土體較松散類的邊坡由于工程地質(zhì)條件更差，在邊坡治理時(shí)應(yīng)采取更安全可靠的支護(hù)型式，并加強(qiáng)對坡體泄排水［6］。

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范： GB/T38509-2020［S］.2020.

［2］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范： GB50330-2013［S］.2013.

［3］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑邊坡工程鑒定與加固技術(shù)規(guī)范： GB50843-2013［S］.2013.

［4］四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，四川省建設(shè)廳. 成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范： DB51/T5026-2001［S］. 2001.

［5］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范： GB50086-2015［S］.2015.

［6］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范： JTG D30-2015［S］.2015.北京：人民交通出版社股份有限公司.2015.