斜坡堆載誘發地質災害的形成機理研究

黃子帥

摘要：針對目前斜坡堆載誘發的地質災害問題，文章以實際工程項目為例，分析了斜坡堆載所處的地質條件與變形開裂現狀，并解讀了形成機理和影響因素，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。結果表明，只有在明確斜坡堆載地質災害形成機理的情況下，才能最大限度的規避可能帶來的安全威脅。

關鍵詞：斜坡堆載;地質災害;房屋開裂;形成機理;影響因素

1.引言

經濟發展水平的不斷提升，使得各行各業的生產建設均加快了步伐。而對周邊人民群眾的生產生活影響也跟上水漲船高，這就降低了行業發展建設的可持續性。為此，相關建設者應以實際工程項目為例，通過分析斜坡堆載所帶來的地質災害影響，即在明確災害問題形成機理的情況下，著手進行科學合理性的控制。這樣一來，基礎設施建設，就不會對所處的環境造成過多影響，繼而實踐現代化經濟建設與生態環境的和諧統一道路。

2.工程概況

據盤州市新民鎮黑石頭村龍拉窩組村民反映，自2017年10月，該村民組部分村民房屋墻體和地面陸續出現開裂變形現象，且斜坡前緣地面出現鼓脹隆起地質災害現象。懷疑是開裂變形房屋北側的棄土場棄土堆填工程活動所致，相關人員根據巖土工程地質性質，對調查區的工程地質巖組進行了分析，發現巖組可劃分為松散巖類工程地質巖組、軟質巖類工程地質巖組兩大類。前者，第四系（ Q4el+dl）殘坡積層，結構松散，孔隙度大，透水性強，所含粘土遇水易軟化，力學強度低，工程地質性質差。而軟質巖類工程地質巖組，其作為二疊系上統峨嵋山玄武巖組（P3β）的玄武巖及龍潭組（P31）的砂巖。具有巖體較破碎、巖體力學強度不高以及抗風化能力弱等特點，這就導致其遇水易發生軟化，降低工程地質性質。為此，研究人員應分析斜坡堆載所帶來的地質變形與房屋開裂現象，以為后續的形成機理研究提供依據。

3.斜坡堆載的地質變形及房屋開裂現狀

3.1斜坡堆載的地質變形情況——坡度

由于開裂變形房屋北側棄土場的棄土堆填，堆載后形成高約25m-32m人工堆載土質邊坡，未進行支護或無支護措施，導致堆載體前緣臨空，臨空面坡度約24°-30°。由于工程活動強烈，原始地形改變較大，如圖1所示，為調查區地質全景照片。從地質環境條件人手進行分析，變形區北側堆載情況所帶來的影響為：北側堆載對斜坡的影響主要表現為：斜坡體上堆載增加了斜坡體的荷載，破壞了土體原有的內力平衡，改變了斜坡體的工程地質條件，致使斜坡巖土體失去平衡。棄土場大量堆載，且未進行有效的工程支護措施，從而改變土體原有的應力平衡關系，破壞了土體的內力平衡，使斜坡土體失穩，從而發生變形開裂現象[1]。

3.2開裂現狀

在房屋開裂地質災害方面，經對現場實地調查，區內的人類工程活動為：開裂變形房屋北側的棄土場棄土堆填工程活動、小煤窯掘進工程活動、村民建房及縣道上的重載車輛過往。人類工程活動對地質環境破壞有一定的影響。據實地調查和走訪，調查區附近的人類工程活動主要為：①開裂變形房屋北側的棄土場進行的大量棄土堆填工程活動。②據參與現場調查的村委人員介紹，堆棄土場北側下部存在小煤窯（TX2），該小煤窯掘進方向為北西向，深度較小，未見煤層后停止掘進，現場調查時已被棄土覆蓋，其他情況不詳。該小煤窯未進入本次委托調查范圍內。③根據現場調查及詢問，張經云房屋后緣山體上存在一小煤窯洞口（TXl），據村民介紹，該小煤窯掘進深度約20m，未見煤。具體隋況，如圖2所示。④根據現場詢查訪問，縣道X251于20世紀90年代修建，期間不斷有重載車輛駛過。由此可以判斷，人類工程活動強烈，是導致斜坡堆載、地質變形與房屋開裂現象出現的原因所在。相關人員應加大斜坡堆載誘發地質災害形成機理的科研力度，以使采取的處理措施起到事半功倍的作用[2]。

4.斜坡堆載誘發地質災害的形成機理

4.1明確斜坡堆載與房屋變形的位置關系

盤州市新民鎮黑石頭村龍拉窩組斜坡體上村民房屋及地面變形開裂首先表現在斜坡后緣村民房屋地帶及中、下部斜坡地帶，在棄土場持續堆載期間，斜坡體后緣房屋及中下部可見地面、房屋開裂變形現象。斜坡變形主要表現為房屋墻體、地面、房屋基礎開裂及地裂縫。經對調查區斜坡北側棄土堆載形成的人工棄土場邊坡進行實地勘查發現，此區域未進行任何工程支護措施，使斜坡受強烈擠壓，從而引發斜坡地面、房屋變形破壞特征，本次斜坡變形區范圍的界定主要以斜坡后緣、兩側、前緣的變形特征，再結合地形地貌特征圈定。因此，斜坡北側棄土堆載使斜坡受強烈擠壓變形造成斜坡上村民房屋受損名單如下：7戶村民（劉成川、劉合川、張金畢、張經云、許福勇、蘇本才、韋光明）房屋和1戶村民（張賢政）房屋基礎。由此，根據變形區范圍可知，無論建筑物的變形還是地表的開裂，變形最為嚴重的區域均位于整個斜坡變形區后緣、前緣地形變緩處。

4.2斜坡堆載的巖土組合影響

由于斜坡體松散堆積層厚度較大，下伏地層為軟質巖地層，土層由風化層組成，為斜坡變形區的形成提供了物質條件。斜坡變形區有大量的殘坡積堆積體，為重力堆積層，這為斜坡的變形提供了物源。斜坡表層為松散的第四系殘坡積層，透水陛好，下伏基巖為二疊系上統峨嵋山玄武巖組（P3β）及龍潭組（P31）的砂巖，透水性弱，地下水在第四系松散堆積層和下伏基巖的接觸面上匯集，容易在此接觸面上形成軟化帶，使第四系松散堆積層在受外力作用的情況下易沿軟化帶發生變形。松散層與基巖的接觸面為斜坡變形提供不利軟弱結構面[3]。

4.3大氣降水

持續性強降雨的滲透水作用，是產生斜坡變形的外因。在強降雨的作用下，地表水下滲，斜坡體重度增加，加大下滑力;地表水下滲到滑帶面使滑帶土飽和軟化，巖土體力學性質降低，使滑體的抗滑能力大大降低;滲透水補給地下水，使地下水位或地下水壓增加，對巖土體產生浮托作用;當無補給時急劇下降，使之動水壓力增大。

4.4人類工程活動

首先，歷史小煤窯：據參與現場調查的村委人員介紹，堆棄土場北側下部存在小煤窯（TXl），該小煤窯掘進方向為北西向，深度較小，未見煤層后停止掘進，現場調查時已被棄土覆蓋，其他情況不詳。該小煤窯未進入本次委托調查范圍內。按照現場調查及詢問，張經云房屋后緣山體上存在一小煤窯洞口（TX2），據村民介紹，該小煤窯掘進深度約20m，未見煤，其他情況不詳。兩處小煤窯均未見誘發的塌陷坑等地質災害。其次，根據現場詢查訪問，縣道X251于20世紀90年代修建，期間不斷有重載車輛駛過。變形區內的房屋修建時間為2002年-2011年，期間均未曾出現變形開裂現象。最后，根據調查，斜坡上大量棄土加載，使原斜坡體受強烈擠壓，從而引發斜坡發生變形破壞。這是引發斜坡發生變形破壞的主要因素。從上述分析斜坡堆載所帶來的地質災害影響機理可以看出，調查區的地質環境條件脆弱，開裂變形房屋北側的棄土場棄土堆填工程活動形成的人工棄土場且未進行任何工程支護措施，使斜坡受強烈擠壓，從而引發斜坡發生變形破壞。為此，相關建設者應將導致斜坡上房屋與地面變形破壞的主要因素，作為重點控制對象，以最大程度的保障人們的生命財產安全[4]。

5.結束語

綜上所述，地質變形與房屋開裂，主要受人類工程活動強烈與所處地質條件復雜等問題影響。對不穩定性進行控制，需在明確地質災害與房屋開裂現象的基礎上，提升災害形成機理分析的質量效果。事實證明，只有這樣，才能將最具效用的措施方法作用于斜坡堆載所處地質環境，進而為人們的生產生活提供安全可靠的環境條件。故而，相關建設者應將上述分析內容與科研結果更多地作用于不同建設條件與建設要求的工程建設，以推動所處行業的健康穩定發展。

參考文獻：

[1]項文江.滑坡地質災害勘查和防治治理探析[J]工程建設與設計，2018（24）：67-68.

[2]黃保榮，羅英.東鄉區地質災害分布特征、影響因素及防治現狀淺析[J]低碳世界，2018（12）：126-127.

[3]李強.地質災害風險調查的方法實踐探索[J/OL].世界有色金屬，2018（21）：199-201.