施工质量缺陷导致地质灾害论文

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1工程概况

某移民安置点建设场地位于关中盆地西北缘黄土丘陵区老滑坡的中部地段，圈椅状地形较明显，坡体上小型冲沟发育，因平整场地在西侧形成了宽约200m、高5－8．0m、坡度约750的人工高陡边坡，边坡开挖后边坡局部多次发生滑塌、坡脚有多处泉水出露。边坡距房屋距离仅5－8m，一旦失稳直接威胁坡下40户163人生命财产安全。根据边坡现状，某院对该边坡进行了勘察和应急治理设计并由该院完成了挡墙施工。根据勘察报告，场地地层由人工填土、粉质粘土、砾岩组成。粉质粘土结构疏松、裂隙发育、土体呈“块体”结构，砾岩为泥质胶结，倾向和坡向相同。勘察期间，多个钻孔中见稳定的地下水位，水位埋深5－10m，人工边坡坡脚分布有多处泉水。根据设计图纸，该段边坡采用重力式挡墙和地表排水综合治理方案，挡墙净高度3．0－7．0m，采用M7．5浆砌片石砌筑，墙趾台阶宽度1．0m，墙趾高度0．5m，基础埋深0．5m，顶宽0．8m，面坡坡率1∶0．2，背坡坡率1:－0．2，基础下设置0．5m厚的3∶7灰土垫层，墙顶和墙底设置排水沟，墙体设按间距2．0m设置泄水孔，墙后设30cm厚的反滤层。挡墙于2009年9月完成，2010年4月雨后墙后2m范围内出现裂缝，之后对裂缝进行了回填;6月6日至10日暴雨后，挡墙在墙高3－5m范围内出现鼓胀变形，坡脚出现冒水现象，顶部平台距墙顶约2－10m范围内，形成多条长约20－50m、宽约5－10mm的弧形裂缝;6月24日裂缝已扩展到距墙顶15m范围，挡墙裂缝和鼓胀变形加剧，笔者提出了“回填裂缝、完善排水系统”等应急处理措施，可惜未引起足够的重视;2010年7月23日强降雨后中部偏北30m长范围内的挡墙倒塌，所幸倒塌前已对人员进行了撤离，未造成人员伤亡事故。

2挡墙变形及倒塌原因分析

2．1施工缺陷

2．1．1擅自移动挡墙位置，回填土质量差原设计挡墙紧靠坡脚，施工时施工单位擅自将墙向前移动2－3m，致使墙后回填土范围和厚度增大，加之回填土质量差，致使墙后主动土压力增大。根据地面变形特征分析结合调查结果认为:填土土体松散、压实系数不满足要求，固结沉降过程中因变形不均匀产生裂缝，大量裂缝为雨水下渗提供了通道，雨水下渗致使土体饱和、强度降低、水土压力增大，致使挡墙产生裂缝、鼓胀、位移现象。

2．1．2墙背反滤层不符合设计规范要求从现场调查结果看，屋后坡脚渗水严重，挡墙墙面潮湿局部渗水，而挡墙泄水孔基本无水，说明挡墙墙后未设置滤水层或不符合设计要求，倒塌后断面揭示根本未做反滤层，致使无法将坡体中的水从泄水孔排出，致使土体饱和，水土压力增加。

2．1．3砌筑砂浆强度低，砂浆不饱满边坡变形前期，笔者会同建设单位检查时发现砂浆强度较低，砂浆中基本无水泥;在变形中期，墙面出现鼓胀，局部出现掉块，脱落的砂浆可轻易扳断，证明砂浆强度很低，不满足设计要求，但施工及监理单位现场技术人员一再坚持整体质量合格，挡墙不可能倒塌，挡墙变形是因为设计缺陷造成的。挡墙倒塌后断面揭露情况可知砌石上基本无砂浆，墙体上分布有大量的空洞，砂浆呈粉末状，砂浆强度很低，砂浆强度和饱满度不满足设计及规范要求。

2．2设计缺陷

2．2．1未充分考虑地下水的作用该场地位于老滑坡的中部地段，圈椅状地形明显，有利于大气降水的汇集;受老滑坡的影响，土体中的裂隙发育程度和发育特征也各不相同，故坡体含水极不均一。总体上地下水主要赋存于粉质粘土中，沿下伏的砾岩(相对隔水层)顶面排泄，当粉质粘土夹砂卵石透镜体或钙板时，局部可形成上层滞水，开挖坡脚破坏了其原有的排泄系统，沿坡脚或局部相对隔水层以下降泉的形式排泄，对边坡稳定极其不利。

2．2．2未完善截排水系统场地总体地形为:倒塌地段挡墙顶部约8－15m范围为一平台，平台后为通村公路，公路边修建有未衬砌的排水沟，边坡变形严重地段距离墙顶15m处有1排水管，该排水管和通村公路的简易排水沟连接，公路后为丘陵地貌，正对边坡变形严重地段为一小型冲沟。从管道口水流冲刷痕迹分析，该场地汇水面积较大，通村公路及平台的修建破坏了原有排水系统，地表水汇流沿通村公路简易排水沟排泄，通过管道全部排放于挡墙后的平台上，而平台因填土下沉地势较低，水流无法进入挡墙后的排水沟，致使水无法顺利排出，全部汇集于平台上，大量雨水沿裂缝下渗，致使土体饱和、强度降低、水土压力增大，最终导致挡墙产生裂缝、鼓胀、倒塌现象。

2．2．3计算模型和计算参数选取不尽合理挡墙倒塌地段原边坡高度为3．5－4m，为保证墙顶高度统一，需进行大面积的人工回填，回填土厚度达3－3．5m，地层具“双层结构”特征，计算模型选取时未考虑地下水的作用及地层“双层结构”的特征，未充分考虑填土和粉质粘土土质结构疏松、强度较低的特征，计算参数数值偏高，得出边坡整体稳定的错误结论，事实上进行《勘察设计报告》专家评审时，部分专家曾提出异议，可惜未引起勘察设计单位的重视。

2．2．4设计人员缺乏经验，未进行动态设计该工程施工过程中已暴露了部分问题，挡墙出现变形后于2010年4月即将“设计和施工均存在缺陷、挡墙随时都会倒塌”的调查结论及时通知了设计单位，可惜设计单位将精力放在了如何推卸责任上，一再坚持设计无过失，挡墙是稳定的，错过了最佳加固或排险时机。

3经验教训

(1)山区地质灾害治理项目的地质环境异常复杂，对其认识也是循序渐进的，勘察设计单位要扩大勘察范围、重视工程地质测绘，查明灾害类型及结构特征，查明灾害区工程地质和水文地质条件。

(2)类视工程设计时，设计单位设计首先应考虑完善截排水措施。

(3)应重视“地质分析”，只有建立了正确的“地质模型”，才可能得到可靠的计算结果，才能确保工程的安全。

(4)施工单位要加强质量管理，配备符合要求的技术人员，加强施工人员的素质教育和知识培训，加强过程控制和工序管理，确保施工质量。

(5)当发现质量事故苗头时，各单位应加强协作，及时采取应急措施确保人民生命财产安全。

作者：朱有禄杨鹏单位：中国有色金属工业西安勘察设计研究院