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建筑结构丨贵州毕节工地山体滑坡事故原因初探

发布于:2022-01-13 09:56:13 来自:建筑结构/结构新鲜事 3 1104

来源:建筑结构

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作者:Maxim Li

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滑 落

2022年1月3日傍晚,一名开车经过的市民亲眼目击了一场突然发生的滑坡。
 
当时他正开车经过贵州毕节市的双山北路,附近是一处正在施工作业的工地。“突然有泥土和石头从路对面滚到自己的车道,一开始下意识以为是土方车洒落。后来我透过车窗,亲眼看到旁边的山垮了下来。”
 
3.5万方的岩土体从工地的山坡上滑落,17名人员受困于泥土之下。最终,滑坡共导致14人死亡,3人受伤。
 
 
贵州毕节市双山北路的滑坡事故  

 
贵州作为云贵高原的一部分,其多山的地质特征,使其成为我国滑坡灾害发生较为频繁的省份之一。
 
这次发生的滑坡事故,是属于贵州日常典型的滑坡灾害,还是另有原因?

 

 

位 置

滑坡发生于双山北路附近的工地,这从航拍照片中可以证实。滑坡点的右侧紧挨着几栋多高层建筑物,仔细观察的话,建筑物并未完全建成。
 
滑坡点右侧的多高层建筑物  
(底图来源:张新宇全景)  

 
从网上信息可以得知,这整块地都属于毕节市第一人民医院分院。分院于2014年开始动工建设。
 
 
分院2014年开始动工  

 
对比效果图,滑坡点位于图中左下角高层建筑的位置。根据从网上查到的招标公告,这栋高层建筑应该是分院的培训综合楼,于今年4月份开始施工招标。
 
 
滑坡点位于培训综合楼区域  

 
因此,事故地点的施工动工时间距今最长不超过半年。
 
另外,我们也许能留意到,在效果图中,滑坡点位置在场地整体建成后为绿化带,并不存在任何山坡。也就是说,滑坡点处的山坡只是临时边坡,最终是要被整体挖除的。在新闻报道中,附近居民的说词也侧面证实了此事。据该居民的记忆,本次工地的施工已挖除了部分山体。
 
那么在2021年4月前,该边坡的情况是如何的?
 
根据今年1月份的卫星图像,滑坡事故地点左侧是一段比较平缓的边坡,一直过渡至地面,从马路侧长长的边坡坡顶线也可以看出来。
 
2021年1月卫星图像  

 
把时间后退至2017年,则可以看得更清晰。值得注意的是,整个山坡右侧的坡顶线比2021年的卫星照片更长,说明在2017年~2021年之间右侧也进行过边坡开挖,但却没有像这次一样发生滑坡。
 
2017年7月卫星图像  

 
继续往回退至2013年,即第一医院分院施工之前。此时整个场地仍是原生态的山丘丘陵,甚至连马路都还没修建。这说明,马路侧的边坡是2013年之后,2017年之前出现的,距今已保持稳定了多年时间。
 
2013年3月卫星图像  

 

 

特 征

根据新闻报道,山体滑坡量约为3.5万方左右,其中土方约3万方,石方约0.5万方。因此,   本次是以土质为主的滑坡 。这与事故现场看到的大量泥土是一致的。
 
其次,如果从俯视的角度观察滑坡体,会发现下方的部分滑坡体与坡顶是可以像拼图一样拼合在一起的,意味着这块滑坡体在滑下前的位置很可能就在坡顶。
 
下方滑坡体与坡顶的拼合关系  
(底图来源:张新宇全景)  

 
这种坡顶土体长距离移动至坡底的行为,有理由怀疑滑坡   滑裂面的底部位于边坡中部而不是坡脚 。如果滑出点位于坡脚,先行滑落至地面的土体很快就会阻碍滑坡体的进一步移动,不至于坡顶的土体移动如此长的距离。
 
最后,从马路的方向观察滑坡点,滑坡发生位置的底部显露出了岩石的痕迹,暗示   滑裂面发生于土体与岩层的分界面处
 
岩石的痕迹(底图来源:张新宇全景)  

 
在照片中,还可以观察到马路侧的陡峭边坡上下两部分坡度的差异。上半部分的坡度似乎比下半部分(几乎直立)要平缓,有可能这部分正是上覆于岩石的土层厚度。在工程实践中,由于岩石的自稳能力要远优于土层,只要不是太破碎,岩石往往在直立条件下也能保持稳定。
 
推测土岩分界面(底图来源:张新宇全景)  

 

 

分 析

在推测滑坡原因之前,有两个信息值得思考:
 
1. 马路侧的边坡是2013年之后开挖出来的,坡度几乎直立,至今能保持稳定;
2. 临时山坡的右侧区域2017年之后也进行了开挖,也保持在稳定状态;
 
为什么偏偏左侧的区域,在施工数月后,就出现了大规模滑坡?
 
综合以上信息,解决问题的关键点,就在下图的边坡凹槽区域。
 
边坡的凹槽区域  
 

 
对于边坡而言,能否保持稳定状态,除了与岩土体的性质有关之外,也与岩土层分界面的倾角有很大关系。最不利的情况是岩层的倾斜方向与边坡一致,此时岩层面会起到类似滑梯的作用,使上覆的土层容易失稳落下,这种边坡称为“顺层边坡”;当岩层呈水平或与边坡倾斜方向相反时,岩层甚至会对土层的稳定性甚至会起到有利作用。
 
岩层倾斜方向与边坡稳定性的关系  

 
回到本次滑坡事故。
 
2013年之前,场地整体边坡并没被开发,从当时的卫星图像来看,凹槽区域附近边坡的剖面可能是下图这样的:
 
2013年滑坡点边坡剖面  

 
在2013年~2021年1月之间,马路侧边坡和右侧区域边坡先后开挖并施工。这两者形成的剖面中,土层与岩层交界面基本呈水平分布。因此,即使边坡进行了人工削坡,对稳定性也没有产生太大影响。
 
2013年~2021年1月形成的边坡剖面  

 
在2021年下半年,临时边坡左侧区域也开始施工。很不幸,这里刚好有个凹槽位置,从航拍照片中可以看到这里的岩层呈向下倾斜分布。在人工削坡后,产生了前文所述的“顺层边坡”。倾向的岩面可能就此成为了滑坡的助推器,诱使土层沿着岩面滑下。
 
滑坡事发前的边坡剖面  

 

 

思 考

虽然上述仅为对事故原因的初步推测,但藉此机会却可以引起对顺层边坡稳定性的一些思考。
 
在贵州,由于地质构造的特殊性,已经发生过多起顺层边坡失稳的滑坡事故。
 
顺层滑坡  

 
在工程当中,各类发生的岩土事故都是在给我们提醒:
岩土工程作为一门强实践性的学科,对现场岩土特性的充分了解不可或缺。

全部回复(3)

只看楼主 我来说两句
  • ysden333
    ysden333 LV8 沙发

    楼主的分析有理。

    2022-01-19 10:04:19

    回复 举报
    赞同1
  • liaodong3
    liaodong3 LV11 板凳

    学习了,贵州山区地质构造复杂多变,在施工前和施工过程中不能用常规经验去推测。施工现场的工作是越做越小心,越做越没有底。谢谢楼主提供的宝贵资料。

    2022-01-14 20:36:14

    回复 举报
    赞同1
  • dwl1234
    dwl1234 LV11 地板

    感谢分享,提供了如此详细的前期资料和分析,好

    2022-01-21 10:30:21

    回复 举报
    赞同0

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