坡地自然災害

坡地崩塌

在陡峭的斜坡上，巨大的巖體、土體、塊石和碎屑物，在重力作用下，突然發(fā)生急劇的崩落、滾落或翻轉(zhuǎn)，在坡腳形成倒石堆或巖屑堆。崩塌的速度很快，一般為5—200米/秒，或更快，崩塌體積可由幾立方米到上億立方米。在山坡上發(fā)生的巨大崩塌稱為山崩。

1968年川藏公路拉月發(fā)生的600米厚的巖體崩塌，就是山崩。山崩的破壞力極大，可在瞬間毀沒大片森林、堵塞河道、毀壞村鎮(zhèn)建筑物等。河岸、湖岸、海岸的崩塌又稱為坍岸，懸崖陡坡上的大石塊崩落稱為墜石。由于地下溶洞或采礦區(qū)所發(fā)生的崩塌稱為坍陷。

崩塌是在一定的地質(zhì)、地貌和氣候條件下發(fā)生的。從地質(zhì)條件上看，在節(jié)理發(fā)育、斷層破碎帶上，在片理、劈理、巖層傾向與坡向一致的變質(zhì)巖地區(qū)，垂直節(jié)理十分發(fā)育的黃土地區(qū)，以及構(gòu)造運動強烈、地層擠壓破碎和地震頻繁的地區(qū)容易發(fā)生可愛。

崩塌與氣候條件有密切關系，如在氣溫日較差、年較差都很大的干旱、半干旱地區(qū)，物理風化強烈，很容易發(fā)生崩塌。在我國西北、東北和青藏高原地區(qū)，凍融現(xiàn)象非常強烈，在初冬或旱春季節(jié)，只要有陡崖、陡坎、陡坡就很容易發(fā)生崩塌。暴雨、強烈的融冰化雪、爆破和地震等都是崩塌的觸發(fā)因素。暴雨增加了巖體和土體的負荷，破壞了巖體和土體的結(jié)構(gòu)，軟化了粘土層，使其上覆巖體和土體失去支持，所以很多崩塌都發(fā)生在暴雨或暴雨后不久。地震的作用更大，它能使一些暫時還不能崩塌的陡崖發(fā)生山崩。人工爆破和人工開挖，使邊坡迅速失去平衡，也會引起大的崩塌。從懸崖或陡坎上崩塌下來的巖塊堆積在較平緩的坡麓地帶形成倒石堆。倒石堆由大小不等的棱角狀石塊組成，混雜堆積。但較大的石塊往往沿坡滾動得更遠，停積在倒石堆的邊緣，而細小的碎屑則多堆積在頂部。

坡地滑坡

斜坡上的巖體、土體沿一定的滑動面整體下滑的現(xiàn)象稱為滑坡。

1955年8月18日隴海鐵路寶雞附近臥龍寺車站東約2公里處曾發(fā)生過一次規(guī)模巨大的滑坡。當天清晨，傾盆大雨，使滑坡裂縫逐漸擴大，地面移動由慢變快，明顯滑動約持續(xù)半小時，并把鐵路向南推出110米。

滑坡地貌是由滑坡體、滑動面、滑坡壁、滑坡舌、滑坡鼓丘、滑坡洼地和滑坡裂縫等形態(tài)組成。斜坡上向下滑動的那部分巖體稱滑坡體。它以滑動面為界與下伏未滑動的巖層分開?；麦w上的樹木隨其土體滑動而歪斜，稱為醉樹?；麦w的規(guī)模大小不一，可從幾十到幾億立方米不等?；麦w下滑的界面稱為滑動面，滑動面通常是上陡下緩，近似圓弧形?；瑒用嬗袝r只有1個，有時可有幾個，故可分為主滑動面和分支滑動面?；瑒用嫔峡梢郧逦乜吹侥ス饷婧筒梁?。有時滑動面上有明顯的擾動和拖曳褶皺現(xiàn)象，構(gòu)成滑動帶。滑坡體與坡上方未動土石體之間由一半圓形的圍椅狀陡崖分開，這個陡崖稱為滑坡壁。

滑坡壁的坡度一般較陡，可在60°—80°之間，高度可由數(shù)十米到上百米不等。滑坡壁上有時可見擦痕。在滑坡壁上方坡面上有時可有幾條與滑坡壁平行的裂縫，可能為再次滑坡的滑動面?；麦w向下滑動時，因滑坡體各段滑動速度的不均，可產(chǎn)生分支滑動面，并使滑坡體表面形成階梯狀，稱為滑坡階梯。在滑坡體前緣，常形成舌狀突出，稱為滑坡舌。滑坡體在滑動過程中，滑坡舌前端常因原來基巖或其它地貌部位的頂阻，使其滑坡體被擁擠鼓起，稱為滑坡鼓丘。

由于滑坡體順滑坡面向下滑動，在滑動過程中前端受阻，使滑坡體前部抬高，并在短時間內(nèi)停止滑動，形成滑坡壁與滑坡體之間的一段相對洼地稱為滑坡洼地。由于巖層錯動，可能使某些含水層露出地表，使地下水溢出，形成泉，泉水積在滑坡洼地中形成滑坡湖。在滑坡壁的后緣，因受滑坡體的下滑拉力影響產(chǎn)生裂隙，稱滑坡裂縫。此外在滑坡體兩側(cè)、前緣和鼓丘上也會產(chǎn)生性質(zhì)不同的張裂縫、擠壓裂縫和剪切裂縫?；碌钠茐男詷O大。

隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，在開發(fā)建設山區(qū)的過程中，將會遇到很多與滑坡地貌有關的問題。據(jù)調(diào)查我國可能存在滑坡危害的地區(qū)占全國總面積的24.4%。

1991年6月13日位于甘肅省境內(nèi)的長江上游支流白龍江甘舟曲段發(fā)生山體大滑坡，河床被堵，下游全部斷流，江水上溢，兩岸公路被水淹沒，同時淹沒附近村莊，水淹到一個鄉(xiāng)政府的二層樓，1200間房屋被淹倒塌，200戶村民遭災。這次滑坡當天就滑下土石方1270萬立方米，積水473萬立方米。

近年來我國大型滑坡時有發(fā)生，經(jīng)濟損失較大?；略谑澜缭S多國家也經(jīng)常發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計，原蘇聯(lián)每年因滑坡造成的損失達數(shù)億盧布之多，美國因滑坡?lián)p失也達數(shù)億美元之多。意大利北部1963年有一水庫滑坡，滑動體積達3億多立方米，幾乎填滿了由265米高的拱形壩攔成的大水庫，滑坡將水庫的水掀起高出壩頂達百米左右，洪水傾出，沖毀許多村莊，近2000人慘死，成為世界最大的水庫事件。因此對滑坡發(fā)育規(guī)律、預報及防治的研究，已成為生產(chǎn)和科研的重要課題。

影響滑坡的因素很多，巖性、構(gòu)造、地貌、氣候、地下水、地震和人為因素都是影響滑坡的因素。從巖性上看，滑坡現(xiàn)象主要在松散沉積層中，基巖滑坡相對較少，有人統(tǒng)計114個滑坡事例中，發(fā)生在松散沉積層的滑坡占76%，基巖滑坡只占21%，松散層中的滑坡主要與粘土有關，滑動面主要發(fā)生在蒙脫石、伊利石和高嶺石等粘土礦物夾層中。對基巖來說，主要與千枚巖、頁巖、云母片巖、滑石片巖等遇水容易軟化的地層有關。從構(gòu)造上看，與順坡層面、大節(jié)理面、不整合接觸面、斷層面和劈理面等軟弱結(jié)構(gòu)面有關；與上部透水層和下部不透水層的地層結(jié)構(gòu)有關。從氣候上看，90%以上的滑坡和降雨有關，還與凍融作用有關。滑坡與地下水有關，絕大多數(shù)滑坡都是沿著飽含地下水的軟弱面發(fā)生的。地震往往是滑坡的誘導因素。地震直接破壞巖石的結(jié)構(gòu)，減小粘結(jié)力，促使滑坡產(chǎn)生。

1973年四川爐霍地震造成223個滑坡。據(jù)統(tǒng)計，烈度在9—10度的強烈地震都會引起大量滑坡發(fā)生，烈度8度以下的地震也會促使滑坡的發(fā)生。人工開挖坡腳形成高陡邊坡或臨空面，破壞了自然斜坡的穩(wěn)定狀態(tài)，也是引起滑坡的重要因素。

坡地蠕動

斜坡上的土體、巖體在重力作用下，順坡向下發(fā)生緩慢的移動現(xiàn)象。根據(jù)蠕動體的性質(zhì)，分為松散層蠕動和巖體蠕動兩種。移動的速度有的每年只有若干毫米，有的達幾十厘米甚至更多。巖屑或土層蠕動的地面標志是：樹根部向坡下彎曲，而樹桿和樹冠向坡上傾斜，電線桿、籬笆、柵欄或建筑物順坡傾斜，圍墻扭裂。坡地上草皮呈魚鱗狀，坡面巖屑出現(xiàn)微波狀。引起土層和巖屑蠕動的因素主要是粘土含量、凍融交替、干濕和溫差變化及坡向等。在溫濕地帶，土層中粘土含量越多，越容易出現(xiàn)蠕動現(xiàn)象。在寒冷地區(qū)，凍融交替是引起土層蠕動的首要因素。蠕動現(xiàn)象雖然可以出現(xiàn)各種坡度條件下，但主要還是在25°—30°的坡地上。這種蠕動雖然很慢，但長期累積變形也會使森林倒伏、電線桿傾倒、房屋建筑物損壞、地下管道破裂、水壩變形甚至毀堤等。巖體蠕動現(xiàn)象主要發(fā)生在頁巖、片巖、千枚巖和粘土巖等柔性地層組成的山坡上。它既與巖性、巖層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關，也與所處地貌部位和坡向、坡度有關，還受地表水、地下水、氣候條件及地表植被等因素的影響。

坡地泥石流

泥石流的形成，必須同時具備三個基本條件：有利于貯集、運動和停淤的地形地貌條件；有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來源；短時間內(nèi)可提供充足的水源和適當?shù)募ぐl(fā)因素。

（1）地形地貌條件

地形條件制約著泥石流形成、運動、規(guī)模等特征。主要包括泥石流的溝谷形態(tài)、集水面積、溝坡坡度與坡向和溝床縱坡降等。

（2）碎屑固體物源條件

某一山區(qū)能作為泥石流中固體物質(zhì)的松散土層的多少，與地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地震活動強度、山坡高陡程度、滑坡、崩塌等地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育程度以及人類工程活動強度等有直接關系。

地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造越復雜，褶皺斷層變動越強烈，特別是規(guī)模大，現(xiàn)今活動性強的斷層帶，巖體破碎十分發(fā)育，寬度可達數(shù)十條數(shù)百米，常成為泥石流豐富的固體物源。如我國西部的安寧河斷裂帶、小江斷裂帶、波密斷裂帶、白龍江斷裂帶、怒江斷裂帶、瀾滄江斷裂帶、金沙江斷裂帶等，成為我國泥石流分布密度最高、規(guī)模最大的地帶。

在地震力的作用下，不僅使巖體結(jié)構(gòu)疏松，而且直接觸發(fā)大量滑坡、崩塌發(fā)生，特別是在Ⅶ度以上的地震烈度區(qū)。對巖體結(jié)構(gòu)和斜坡的穩(wěn)定性破壞尤為明顯，可為泥石流發(fā)生提供豐富物源，這也是地震→滑坡、崩塌→泥石流災害連環(huán)形成的根本原因。如1973年四川爐霍地震（7.9級）和1976年四川平武—松潘地震（7.2級）破壞山體，產(chǎn)生大量崩塌、滑坡，促使眾多溝谷發(fā)生泥石流。

地層巖性與泥石流固體物源的關系，主要反映在巖石的抗風化和抗侵蝕能力的強弱上。一般軟弱巖性層、膠結(jié)成巖作用差的巖性層和軟硬相間的巖性層比巖性均一和堅硬的巖性層易遭受破壞，提供的松散物質(zhì)也多，反之跡然。如長江三峽地區(qū)的中三迭統(tǒng)巴東組，為泥巖類和灰炭類互層，是巴東組分布區(qū)泥石流相對發(fā)育的重要原因。安寧河谷侏羅紀砂巖、泥巖地層是該流域泥石流中固體物質(zhì)的主要來源。

除上述地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性與泥石流固體物源的豐度有直接關系外，當山高坡陡時，斜坡巖體卸荷裂隙發(fā)育，坡腳多有崩坡積土層分布；地區(qū)滑坡、崩塌、倒石錐、冰川堆積等現(xiàn)象越發(fā)育，松散土層也就越多；人類工程活動越強烈，人工堆積的松散層也就越多，如采礦棄渣、基本建設開挖棄土、砍伐森林造成嚴重水土流失等。這些均可為泥石流發(fā)育提供豐富的固體物源。

坡地類型形形色色、千差萬別，但總體歸納起來在視覺造型上可以分為三大類。對于給定的景觀和設計環(huán)境可選擇其中之一，但在同一個工程中把幾種類型結(jié)合起來也是有可能的，這三種坡地類型分別是地貌形狀的造型、建筑構(gòu)造的造型和自然主義的造型。

坡地地貌形狀造型

擬建的小區(qū)坡地在生態(tài)上和原來的天然景觀特點融合到一起。它通過重復類似的地貌和地形構(gòu)造反映形成景觀的地質(zhì)作用力和天然的造型。一般來說，這種類型的目的是為了保護原有地貌的特點，而使所需的再修整量最小。

坡地建筑構(gòu)造造型

擬建的小區(qū)坡地產(chǎn)生均勻的坡度和造型，通常幾何形狀非常明顯。沿著各個面之間的相交線非常清晰，而不是柔和的邊界。這種修整類型給人的整體印象是人力支配感強。

坡地自然主義造型

這種類型是景觀設計中最普遍的一種造坡方法，它用抽象的手法模仿天然地貌，類似于山坡和山谷的造型，自然起伏的造型與挺拔的建筑形成鮮明的對比。

在山坡上建造多層建筑，將山坡修整為若干連續(xù)臺地，在各臺地上建造房屋。這是緩解用地緊張、塑造良好建筑環(huán)境的有益嘗試。但場地地貌及地質(zhì)條件往往很復雜，其建筑及結(jié)構(gòu)設計具有特殊性，雖有利于設計出獨特風格的建筑作品，但也容易因結(jié)構(gòu)設計不當而造成安全隱患。研究結(jié)合具體的工程實例，對坡地建筑的基礎選型、擋土墻設計及上部結(jié)構(gòu)設計進行探討。

坡地工程地質(zhì)概況

本工程建設場地的特點：①地表崎嶇不平，基巖此起彼伏，高差懸殊，地基持力層厚薄不均；②土層性質(zhì)復雜多變，在場地范圍內(nèi)，從平面分布到豎向空間都可能碰到性質(zhì)不同的土層；③挖方填方都比較大，填土層尚未完全固結(jié)，填土質(zhì)量和邊坡穩(wěn)定問題比較突出；④同一建筑物處于天然（挖方區(qū)巖石）和人工（填土）兩種地基上。場地土層分布自上而下依次為：①素填土，分布于表層，厚度為 0.3～2.1m；②砂質(zhì)粘土 ，分布在場地坡麓處及部分山坡地帶，平均厚度1.5m；③殘積土，硬塑～堅硬為主，分布于場地大部分地段，平均厚度 5m，適合作為天然地基的持力層，f_ak=250kPa；④全風化花崗巖，該層層位分布穩(wěn)定，屬于低壓縮性土層，fak=330kPa；⑤強風化花崗巖，強度較高，場地該層的埋深中等～較淺，適宜作為建筑的淺基或墩基持力層，f_ak=450kPa；⑥中風化花崗巖，巖石強度高，屬于硬質(zhì)巖，是良好的天然地基和墩基持力層。

坡地基礎設計

根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）要求，坡地建筑基礎設計應滿足以下幾點：①滿足上部建筑的承載能力要求；②滿足上部建筑的沉降變形要求 ；③滿足建筑整體穩(wěn)定性要求。當持力層埋藏較淺且分布均勻時，首先考慮的是天然淺基礎，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎的荷載較小時 ，天然淺基礎是一種經(jīng)濟合理的基礎形式，開挖深度小，工程造價低。當持力層埋藏相對較深，分布起伏變化，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎的荷載較大時，淺基礎承載力已不能滿足要求，此時可采用人工挖孔墩基礎，成孔簡單，成墩質(zhì)量好，造價低，即能提供足夠的承載力又有良好的經(jīng)濟性。當基巖埋藏很深時，人工開挖需穿越較厚的巖土層，施工難度較大，建議采用沖孔灌注樁、可適應較深的持力層，但工程造價相對較高。

坡地擋土墻設計

坡地建筑中，設計好擋土墻的意義重大，擋土墻是影響到上部結(jié)構(gòu)設計的關鍵。 擋土墻的設計及施工中都應遵循安全、經(jīng)濟、合理的原則，從實際場地出發(fā)，結(jié)合地形地質(zhì)條件及使用要求，因地制宜，以取得最好的社會效益。山區(qū)地形地質(zhì)條件千變?nèi)f化，每個工程都有其特殊性。工程設計時根據(jù)實際情況，因地制宜，力求達到擋土墻建筑物的組合。通常坡地建筑擋土墻設計做法有兩種：

（1）考慮擋土墻與主體結(jié)構(gòu)分開。該做法受力明確，并有利于室內(nèi)防水及防潮，但擋土墻單獨設置會增加巖石的開挖量，延長工期并增加工程造價，而且擋土墻與主體結(jié)構(gòu)分開施工會使施工周期加長，同時由于擋土墻單獨設置建筑使用空間變小，不符合業(yè)主要求。

（2）結(jié)合主體結(jié)構(gòu)布置擋土墻。該做法將擋土墻與相應部位主體結(jié)構(gòu)聯(lián)合設計，底板、頂板及擋土墻等組成合理的空間結(jié)構(gòu)，可避免方案（1）的缺點。擋土墻要有足夠剛度，使墻身在土壓力作用下不發(fā)生移動或轉(zhuǎn)動。

坡地建筑是原生態(tài)建筑

原生態(tài)，是指自然界在沒有受到人類干擾的情況下而保持的原有的生態(tài)環(huán)境。由于特殊的地貌環(huán)境，使坡地建筑對周圍環(huán)境破壞較低，周圍環(huán)境也可以在最大程度上保持原狀，真正實現(xiàn)“建筑尊重自然，并成為自然的一部分”的理念。

坡地建筑是景觀建筑

坡地建筑以山地為依托，將代表山地特色的“山、水、風、光”四大元素滲入建筑與環(huán)境設計的細節(jié)中，建筑與山地自然景觀相互映襯，相得益彰，令視覺更顯層次，視域更加寬闊。建筑為環(huán)境增色，環(huán)境為建筑添彩。

坡地建筑是人文建筑

儒家與道家都主張“天人合一”的思想，推崇建筑與自然的相互協(xié)調(diào)與融合，崇尚自然，強調(diào)對自然的理解。古代贊美山水詩詞眾多或隱士居室、寺廟建于山澗叢林之中等，都是山水情結(jié)的具體表現(xiàn)，這也就是人們對山水景觀的認識上升到理性與情感高度，為坡地建筑增添了哲學理念和人文情懷。

坡地治理方法是治理丘陵、山區(qū)和高原坡地水土流失的方法。工程措施與農(nóng)業(yè)措施、林草措施結(jié)合是取得坡地治理成功的關鍵。①工程措施。形式多種，但不外是在坡面上沿等高線開溝、筑堤，修成不同形式的水平臺階，用改變小地形的辦法起蓄水保土作用。②農(nóng)業(yè)措施。1)改變地面微小地形，增加地面糙率。如等高耕作(沿等高線橫向開溝)、溝壟耕作(等高開溝起壟)、坑田(種植坑上下交錯，等高成行)、新式則田(耕翻培埂，形成窄小梯田)、水平防沖溝等。2)增加植物覆蓋。如采用疏密不同、生長季節(jié)不同作物或作物與牧草套種等。3)增加地面覆蓋。如保留殘茬、秸桿覆蓋、地膜覆蓋等。4)增加土壤抗蝕力。如推行少耕免耕、深耕噴灑土壤結(jié)構(gòu)劑等。③林草措施。在坡面種草，營造防護林，加強草場和林木管理，用生物措施防止水土流失等。

1)梯田。沿等高線修筑田坎，使相鄰兩田坎間的田面整平(水平梯田)、保持原坡(坡式梯田)或修成反坡(反坡梯田)，也可在相鄰兩梯田間留一斜坡(隔坡梯田)。2)山坡截水溝。在山坡自上而下每隔適當距離，橫坡修筑可攔截、輸導地面徑流的溝槽。3)坡面蓄水工程。如在地面挖成瓶、罐、窯等形式的水窖，或在地面挖掘(洼地則筑堤)修成澇池，以攔蓄徑流。 2100433B

坡地景觀內(nèi)容簡介

1.本書是國內(nèi)第一本關于坡地景觀的畫冊，能針對我國目前坡地景觀設計領域存在的不足，介紹創(chuàng)新的設計思路以及國外設計師的經(jīng)驗與成果。

2.關注景觀設計細節(jié)，本書包括大量國外建筑師獨家提供的設計理念與詳實的細節(jié)圖紙。

3.能兼顧景觀設計與園林兩個領域，對景觀設計師和園林師來說都有一定的參考價值。

坡地景觀作者簡介

天津鳳凰空間文化傳媒有限公司，是鳳凰出版?zhèn)髅郊瘓F在天津成立的一家控股公司，目前在廣州、北京均設有事業(yè)部，企業(yè)規(guī)模正在不斷發(fā)展壯大。公司的前身是一家有著十幾年制作建筑類圖書經(jīng)驗的專業(yè)機構(gòu)，出版過的作品不僅暢銷海內(nèi)外，更受到很多國內(nèi)外知名設計師的喜愛和好評。目前，公司的產(chǎn)品已在美國以及歐洲和東南亞多國中樹立了品牌，同類書籍市場份額占有率排名第一。本書由天津鳳凰空間華南事業(yè)部采編組稿。