建筑结构丨贵州毕节工地山体滑坡事故原因初探

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。

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