浅谈边坡工程勘察

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　　摘要：从建筑边坡分类分级入手，本着边坡勘察与设计承接性，阐述边坡地层勘察方法、参数采集分析及选取，初步分类边坡稳定性计算方法，列举边坡治理措施。为边坡勘察服务于设计各层次作较全面的定位诠释。
　　关键词：边坡工程；勘察
　　
　　 前言
　　 在我国城市建设及城市间高速干道建设大规模开展环境下，边坡工程治理的重要性日益显现，为更好做好边坡工程岩土工程勘察工作，为设计与施工提供客观、可靠的工程与水文地质条件、合理的设计参数及经济、有效、实用的治理措施，撰写此文对边坡工程勘察中的常见问题进行探讨。
　　 在边坡岩土工程勘察中，查明边坡工程地质条件，即边坡各岩土层的空间分布及其边界条件等因素为工程勘察最基本的要求，同时，边坡的水文地质条件，包括地下水及地表水储存条件、补给、径流及排泄特征，以及各地层水理性质，即持水性、保水性、透水性、软化性等特征。在地区经验、原位测试及室内试验、行业规范要求的基础上，推荐各地层的岩土工程参数。最后根据边坡的水文地质与工程地质条件、岩土特性及不良地质发育情况，评价和预测边坡的稳定性，提出边坡治理措施建议。
　　 实际工程勘察中，工程技术人员的对边坡认识不尽相同、涉及边坡类型差异大等因素，以至于技术报告种类繁多、 顾此失彼而水平参差不齐。因此，工作中统一认识是很有必要的。
　　 1 边坡分类
　　 为统一国内边坡勘察、设计与施工标准，2002年我国颁布了《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），以下简称边坡规范。建筑工程开挖的边坡统称建筑边坡，根据边坡规范规定，其安全性等级与边坡地层类型、坡高及破坏后果挂钩，关系见下表：
　　
　　
　　 由上表得，边坡类型按有岩质、土质两类，土岩混合型边坡须灵活综合两类边坡特征进行判定。岩质坡按三个量级划分坡高，土质坡按两个两级划分坡高。按边坡破坏对周边建构筑物、车辆、设备及人员危害程度划分为很严重、严重和不严重三个破坏等级并映射三个安全等级。另外，对同一长大边坡的不同地段，可分别评级。存在外倾软弱结构面或存在危岩和滑坡地段或边坡破坏影响区内有重要建构筑物的破坏后果很严重、严重的边坡可化为一级边坡。勘察中按边坡勘察等级对应的间距原则布置边坡勘探线及勘探点，并根据勘察阶段及工程地质复杂情况，适当调整间距。
　　 2 边坡工程地质条件的勘察
　　 边坡工程地质条件在边坡工程勘察中主要为岩土的空间分布，为边坡的稳定检算提供地层特性及边界条件，为设计专业提供地层依据，因此岩土分类是勘察工作中的重要环节。岩土分类是工程勘察中最基本的工作，也是岩土工程技术人员的一项基本技能。按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）【2009版】、《土的分类标准》（GBJ145-90）要求，在野外调绘、钻探及挖探等工作中，对下更新统及以上地层首先通过野外简易物理方法及原位测试进行鉴别，野外鉴别简易物理方法为目测、触摸或敲击、嗅感等。在野外初步定名基础上，并经过室内土工试验数据进行进一步校对，最终确认土的名称。对下更新统与全风化岩界线划分以及全风化岩与强风化岩的划分，《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）【2009版】中规定。残积层、全风化和强风化之间的分界应用标准贯入击数来划分的原则是：标准贯入击数小于30为残积层，30～50击为全风化岩，而大于50击划定的强风化岩。有标准贯入试验的钻孔以标准贯入试验为主，简易物理方法为辅，两者结合得出判定标准，对常规鉴别孔地层进行判断。强风化岩、中风化岩、微风化岩及未风化的分界较易判定，可以通过简易物理方式鉴别（岩性可参考区域地质资料），也可通过岩矿分析、抗压试验、软化试验来鉴别分析岩石名称及风化程度。对岩质边坡，在地质调绘中还应调查其不连续结构面，评价其发育程度、结合程度及充填情况。应用野外调绘、钻探、原位测试及室内试验对地层进行判定的基础上，还可结合物理勘探（如浅层地震、电法等）对比完善钻孔见地层分布，甚至对上钻探困难小型边坡以物理勘探结合野外调绘资料作分层依据。
　　 边坡工程勘察中进行工程岩土的分类后，通过工程地质柱状图、工程地质剖面、地层等高线反映岩土的空间分布，便使岩土的边界条件清晰明了。
　　 3 边坡水文地质条件勘察
　　 水文地质条件对边坡的稳定影响较大，边坡的稳定性计算中常规的两种计算工况为：一般工况和暴雨工况。在工程勘察中常要求查明边坡及其周边地表水及地下水赋存、补给、径流及排泄条件。主要的工作方法有收集相关水文及气象资料、调绘、勘探、原位和室内水文地质试验、室内水质分析。收集水文气象资料一般可以提供地区降雨量、地层渗透系数参考值等，现场调查填绘地表水体位置图、估测地表水流量、标识地下水露头及流量等；量测勘探孔地下水初见及稳定水位，并进行长期水位观测；水文地质原位试验常用抽水、压水及注水试验等，目的是获取地层的渗透系数，以自作为设计依据；室内渗透试验可获取强风化及以上地层的渗透系数；天然孔隙比对计算给出土的容水度、给水度及持水度有较大作用；室内水质分析用作判定地下水和地表水腐蚀性。通过采集水文地质数据，综合分析边坡工程水文地质条件，评价水文地质条件对边坡稳定的影响，合理建议工程水文治理措施。
　　 4 岩土工程参数采集、分析与选取
　　 在边坡工程稳定性计算中，地层容重、凝聚力、内摩擦角为最基本的参数，边坡勘察中通过室内试验、原位测试方法采集以上参数。其中，同一地层土试样数量不宜少于6个，岩石试样不宜少于9个。容重要求提供天然容重和饱和容重，凝聚力和内摩擦角的试验条件要求为天然快剪、三轴不固结不排水剪、残余快剪、便携式十字板剪切或大面积原位剪切。《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）【2009版】要求对地层指标进行统计得出平均值、标准差及变异系数，并对统计中离散性较大的数据做出合理解释，利于结合地区经验选取岩土工程参数。临界状态的边坡可用反分析法确定抗剪强度参数。岩质边坡软弱结构面抗剪强度可根据调绘所取结构面发育程度、结合程度及填充情况查表取等效内摩擦角值。在边坡工程治理设计中，支挡结构持力层选取尤为重要，因此持力层参数如地基承载力、基底摩擦系数、地基反力系数等参数可经过原位载荷试验、室内试验结合查表，类比地区经验后综合得出。
　　 5 边坡的稳定性分析
　　 边坡的稳定性分析是边坡选取治理方案必须的前期工作。根据边坡的地层条件、破坏或可能出现的破坏模式，选择最不利组合进行稳定性验算，从而确定支护形式。土质边坡破坏模式以圆弧形滑动破坏为主，少量折线滑动破坏。其稳定性计算常采用以极限平衡理论为基础的分析方法：圆弧法、条分法及传递系数法，也有以弹塑性理论为基础的数值分析方法：有限元法、流形元法等。岩质边坡破坏常沿着不利结构面崩塌、滑移，运用传递系数法和有限元法进行稳定性分析比较多些。在不同工况下，可选用国内外基于以上理论开发的软件如理正、SLOPE等对边坡稳定性进行计算，比较分析计算结果，得出结论。在稳定性分析中始终遵循初步定性→定量（半定量）→定性原则，方使定量不偏离实际情况。
　　 6 边坡治理工程措施建议
　　 边坡工程的治理措施主要有：削方减载或堆载反压、抗滑支挡、锚固、加筋注浆、坡面防护与绿化、水工设计、监测。根据大量的边坡治理经验，边坡治理建议措施可遵循以下原则：未发生破坏的边坡首先用坡率法进行经验性判断，偏陡边坡首先应进行削方减载，再上支护措施。若无放坡条件，应设置强有力的支挡措施。已发生破坏的边坡，首先判断其破坏形式，据其力学特征确认减载还是加载合适，然后进行支挡。各边坡支挡结构主体工程完工后，疏理坡体及坡面排水体系，确保地下及地表排水畅通。坡面采用植被绿化，即美观也防雨水冲刷。埋设边坡及支挡构筑物变形检测点并定期收集及整理数据，便于后期边坡维护。此外，进行边坡治理措施可行性分析时应详细分析周边建构筑物有效边界，防止侵入现象。
　　 7 结论
　　 (1)从建筑边坡分类分级入手，本着边坡勘察与设计承接性，阐述边坡地层勘察方法、参数采集分析及选取，初步分类边坡稳定性计算方法，列举边坡治理措施。为边坡勘察服务于设计各层次作较全面的定位诠释。
　　 (2)本文有目的地分析边坡工程的勘察各工作环节，有助于初步接触边坡工程勘察和设计的技术人员工作。
　　 (3)在边坡工程勘察过程中，运用好现行规程规范，可使得勘察方案布置有理有据、岩土参数采集与分析合理、边坡稳定性分析透彻以及边坡工程治理措施建议可行、经济、合理。
　　参考文献
　　 [1]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）重庆市建设委员会[M]中国建筑工业出版社 2002.5
　　 [2]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）【2009版】 中华人民共和国建设部[M]中国建筑工业出版社2009.10
　　 [3]《边坡工程处治技术》赵明阶 何光春 王多垠[M]人民交通出版社 2004.7
　　 [4]《工程地质手册》（第四版）工程地质手册编委[M]中国建筑工业出版社 2007.2
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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