地质灾害、工程质量事故原因

突发性城市地质灾害及灾害原因分析

（深圳市勘察测绘院，深圳 518028）

摘要：针对深圳市城市地质灾害及触发、诱发灾害的原因进行了综合分析并提出了几项预防措施。

关键词：边坡；城市地质灾害；预防措施

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1 城市地质灾害概述

城市地质灾害是城市地质工作的重要研究领域。在城市人口密集，人类活动(人工地下水库、地下采矿、大规模地表开采、高压流体注入来进行地热开采、采油、地下爆炸等)是引起地质灾害的重要诱发因素，导致城市出现滑坡、坡地不稳定、沟壑侵蚀；海岸侵蚀、洪水地下水污染、建筑物破坏等现象。急需在城市规划中应用地质知识进行城市地质灾害的防治，然而，由于各城市地质背景不同，地质灾害类型不同。例如，墨西哥城西北部地区由于地下石材开采，形成空洞，导致地表房屋开裂，地面下沉，危机居民安全。当前，我国一些城市地下设施事故时有发生，专家认为这与忽视城市地质调查密切相关。目前我国已在北京、上海进行城市地质调查试点，以预防城市地质灾害的发生。

深圳市地处山区，地形地貌变化大，工程地质条件复杂。一方面，随着经济建设的发展，土地资源有限，城市建设和土地资源的使用方向向山地－丘陵－高台地地区发展，不得不劈山填谷，将不适宜的土地资源变为可利用的土地资源。土地使用方向向海滨带发展为主。以围海造地为主，进行海岸带土地开发工作。从而形成大量的高边坡；另一方面，由于边坡支护工程的施工涉及面广，影响施工质量的因素较复杂，边坡支护工程事故发生率也呈上升趋势。下文讨论我省一些边坡工程及基坑支护事故的原因及其预防措施。

2 事故原因分析

2.1忽视地质环境条件作用

我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，其中80%以上的地质灾害是由于人类违背自然规律的各种工程活动造成和诱发的。近几年，随着我国基础设施的大规模建设，人类不合理的工程活动造成或者诱发的地质灾害数量剧增，危害加大。究其原因：一是工程选址时不考虑地质环境条件，将居民点、重要工程选在受地质灾害威胁的地方。最典型的是三峡移民搬迁中湖北省巴东新县城的建设问题。由于新县城选址时未做地质灾害评估，在许多高楼建成之后才发现新县城建在了一个古滑坡群上，致使1995年新县城连续出现严重的滑坡灾害，损失惨重。二是不适当工程活动诱发的地质灾害，如在工程建设中大量开挖坡角、随意堆土弃渣等。比较典型的有2001年5月重庆武隆县县城江北西段，由于规划选

址和高切坡处理不当，造成人为诱发垮塌事故，致使79人死亡、4人受伤。很多事实业已证明，只有在项目建设前期进行地质灾害危险性评估，并在后续勘查、设计中采取针对性措施，或避让或整治，才能收到事半功倍的减灾效果。近3

年来，我市每年发生地质灾害的宗数都在10宗以下，没有发生死亡3人以上的地质灾害，也没有发生经济损失超过500万元的特大型和大型地质灾害，防治工作取得了一定的成效。但是我市工程建设活动频繁，经济损失在500万元以下的中小型地质灾害时有发生,其中由人为活动诱发的达到98%以上；同时，我市是全省政治、经济、文化中心和交通枢纽，基础设施建设方兴未艾，工业化和城市化进程在快速推进，因工程建设诱发的地质灾害还有上升的趋势。为了有效控制和减少地质灾害，最大限度地减少其危害程度，还必须高度重视和严格执行地质灾害危险性评估制度。

2.2 人类活动可加剧地质灾害的危险性

“工程建设和规划实施可能诱发、加剧地质灾害的危险性，主要是指由于工程建设形成高边坡和开挖坡脚、在坡体上部加载、在坡体中开挖水渠、修建水池又不做有效防渗而诱发滑坡的危险性；在沟谷中弃土弃渣造成泥石流等的危险性等等。这里强调的主要是工程建设诱发、加剧滑坡、泥石流等而对其他工程设施、人民生命财产造成的危害。”

对于深圳的岩质边坡，由于多为石山开挖形成，故认为岩石的稳定性比土体的稳定性强得多，对岩石松动或石质较差的（如泥岩等）边坡仅对表层进行简单处理或甚至不采取任何防护措施，边坡经长期日晒雨淋后，一部分石质较差的岩石迅速风化崩解，雨水沿着裂隙渗入坡内，致使土体的重量增大，抗滑力减少。而渗水又导致岩石的进一步崩解和风化。因此滑坡、崩塌事故时有发生。例如，某公路收费站匝道边坡高二十多米，经1∶0.5放坡后，采用浆砌片石护坡，由于护坡前岩石已经破碎严重，边坡稳定性差，片石护坡只能起到防止岩石表面进一步风化而并不能承载。结果工程竣工不到半年，在一场不大的春雨过后，由于C、Φ值降低、滑动力增大等原因，即发生大范围土坡坍塌。此后只得将原有片石护坡改为重力式挡墙，因而增加了该边坡的工程费用。

因对有软弱夹层的岩石边坡（尤其

是软弱夹层对边坡稳定性不利的边坡）重视不够，也会酿成工程事故。某公路一岩石边坡，其中夹层有一层不厚但较明显的软弱夹层。如图1所示，由于地勘部门的疏忽，对其未作任何描述及处理意见。因而设计时对此也未采取任何支护措施。当工程即将完工时发生了大面积垮塌事故。

图1

贵州地区土质多为红粘土，因其粘聚力大、强度高、压缩性小而成为特殊土，其边坡开挖的临时直立高度也较一般粘性土为大。但红粘土的物理力学性质由于基坑长期暴露，气候及周围环境变化而发生较大变化。这是因为红粘土粘粒含量大，而且含有较多的粘土矿物成分，因而极易吸水膨胀失水收缩，地表下2～3

m内土体裂隙发达。地表水从裂隙中渗入土层，使土体重度增大，土质软化，C、Φ值减少，水土压力增大，而抗滑力降低。另外，施工降低地下水位时增加的渗透力，及坡顶上施工堆载或由于施工振动引起的动荷载等，都将使滑动力大大增加，引发滑坡。

不论是建筑物基坑还是公路路堑都同属边坡工程，它主要受侧向土压力的作用。所不同的是路堑的支护是永久性结构，而基坑支护结构却大多是临时性的。就深基坑而言，在设计和施工人员中存在着一种误解，认为其支护是临时性的，因而在考虑土体物理力学指标时，随意性很大，在确定安全系数时，也比永久性结构小得多。如某大厦二层地下室的深基坑，距基坑边仅3 m处有一六层高的居民楼，边坡稳定性验算时，其抗滑稳定安全系数只有0.6左右。但基坑开挖时却未见作任何防护措施，结果导致居民楼基础下沉、墙体开裂。

对基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限及由环境改变所引起的变化也考虑甚少，当外部条件或自然气候发生对支护结构不利的情况时，也常导致一些本不该发生的工程事故。如贵阳市某商厦十多米深的基坑，由于基坑周围管道布置不明，施工导致地下水管破裂，大量水流渗入边坡，因未对边坡采取任何支护措施，造成该面边坡整体滑动，而且危及一相邻居民楼的安全使用，事后不得不用护桩进行加固处理。

2.3 设计及工程质量方面的原因

我省高等级公路设计中，由于线路等级高，线形标准要求较严。为了满足线形要求，只有高填深挖。在某条新建高速路上，最高边坡达100 m高。在这些高边坡地段，由于最初设计采用放坡方式开挖，当开挖进行后，由于破坏了原有山体的平衡，使得出现了好几处大范围滑坡。滑坡出现后，才不得不对滑坡进行处理，既增加了处理难度，也使投资额大幅增加。又如贵阳市某高层建筑深达15 m 的基础，自行设计边坡支护为土钉墙。由于设计中C、Φ的取值远远大于实际的C、Φ值，因此土钉设计长度不够，土钉在土体中未能发挥其应有的作用，从而导致土体整体下滑，如图2所示。根据朗金主动土压力理论，可知C、Φ值越大，主动土压力越小，滑动土体范围也越小。因此C、Φ值的正确选定是使支护结构设计有效的保证。

图2 图3

设计中，支护结构型式的不合理也将导致工程事故。如某15 m高的边坡工程，采用浆砌块石挡墙并加锚定板方案。由于结构型式选择的不合理而造成墙身断裂（如图3所示）。从图中可以看出，挡墙在锚定板的作用下，相当于一简支