基于邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)常見的巖土工程勘察問(wèn)題分析

黃植翔

天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院 天津 300051

引言

本文通過(guò)探究邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)中常見的巖土工程勘察問(wèn)題，旨在幫助人們建立對(duì)巖土工程勘察的正確認(rèn)識(shí)，了解其在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)中的重要性。同時(shí)，在深入了解邊坡存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，落實(shí)有效的巖土工程勘察手段，優(yōu)化邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。

1 邊坡勘察對(duì)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)的重要性

邊坡支護(hù)方案是否合理關(guān)系到整個(gè)邊坡工程施工與運(yùn)營(yíng)的安全與否。在以往的一系列邊坡工程事故中，由于地質(zhì)條件不符和邊坡設(shè)計(jì)的不合理導(dǎo)致的事故占絕大多數(shù)。而邊坡支護(hù)方案必須依據(jù)巖土工程勘察。由此可見巖土工程勘察的準(zhǔn)確性，能極大程度影響邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)的合理性，安全性和經(jīng)濟(jì)性。

2 邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)中常見的巖土工程勘察手段

邊坡巖土工程勘察應(yīng)查明：（1）邊坡的地貌形態(tài)；（2）巖土的類型、成因、工程特性、覆蓋厚度、基巖層面的形態(tài)及坡度；（3）巖體主要結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、延展情況、閉合程度、填充程度、充水狀況、力學(xué)屬性和組合關(guān)系，主要結(jié)構(gòu)面與臨空面關(guān)系，是否存在外傾結(jié)構(gòu)面；（4）地下水的類型，水位，水壓，水量，補(bǔ)給和動(dòng)態(tài)變化、巖土的透水性和地下水的出露情況；（5）地區(qū)氣候條件，匯水面積、坡面植被，地表水對(duì)坡面、坡腳的沖刷情況；（6）巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)及軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度。

為查明邊坡的巖土工程條件，工程勘察中應(yīng)采用合理的巖土工程勘察措施。如：工程地質(zhì)調(diào)繪、工程鉆探、坑探、工程物探、原位測(cè)試、取樣及室內(nèi)試驗(yàn)等。通常應(yīng)采用多種勘察措施相配合的勘察方式。

3 邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)中常見的巖土工程勘察問(wèn)題

3.1 勘察工作與設(shè)計(jì)工作脫節(jié)

在進(jìn)行巖土工程勘察的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)勘察工作與設(shè)計(jì)工作未充分結(jié)合的情況。比如說(shuō)勘察人員未能根據(jù)設(shè)計(jì)概況，未能充分理解工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)，導(dǎo)致勘察工作無(wú)針對(duì)性；或設(shè)計(jì)人員未參與到現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，僅憑以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 勘察深度不足

隨著邊坡工程的規(guī)模不斷增加，對(duì)邊坡勘察的深度要求越來(lái)越高，在邊坡勘察中所涉及的巖土工程數(shù)據(jù)量也越大。因此可能出現(xiàn)準(zhǔn)確性不足，精度偏差較大的情況。導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因在于部分勘察人員過(guò)度依賴自身經(jīng)驗(yàn)，只單純采用一種勘察措施完成巖土工程勘察工作。比如在某市政主干道高邊坡勘察過(guò)程中，勘察人員通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)查，將邊坡定性為巖質(zhì)順層邊坡，傾角10°，邊坡巖體為泥盆系高坡場(chǎng)組（D3g）中風(fēng)化灰色厚層泥質(zhì)灰?guī)r，屬透水層，巖體呈較堅(jiān)硬、較完整。但在工程鉆探過(guò)程中，卻未注意到臨近邊坡底部有一薄層泥灰?guī)r，泥灰?guī)r屬軟巖，隔水層。坡頂?shù)孛矠檗r(nóng)田，地表水下滲。在邊坡施工開挖至坡腳時(shí)，泥灰?guī)r受水浸泡軟化，形成了貫通的滑動(dòng)面，導(dǎo)致邊坡發(fā)生整體垮塌。塌方量約8萬(wàn)m3。若在勘察過(guò)程中，認(rèn)真分析鉆探成果，且將鉆探成果與縱波波速測(cè)試相配合，便可發(fā)現(xiàn)此軟弱層，避免此次事故。

3.3 勘察手段單一，未采用多種勘察手段相配合

在邊坡巖土工程勘察中，由于一種勘察手段的局限性，調(diào)查出的結(jié)果可能與實(shí)際情況有偏差。如在某市政主干道斜拉橋主墩基礎(chǔ)勘察中，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，橋梁跨越峽谷，地貌為剝削、侵蝕的中低山，峽谷處地表深切，山體地表可見溶槽、落水洞發(fā)育。通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)繪和鉆探，主墩下基巖為中風(fēng)化石灰?guī)r，產(chǎn)狀水平，基巖整體呈較堅(jiān)硬、較完整，少部分鉆孔局部位置呈破碎狀，局部有小型串珠狀溶洞或裂隙。在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，采用加深樁基，貫穿溶洞的處理方式，將樁基持力層選在溶洞底以下的完整基巖中。但在樁基開挖施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分樁基范圍內(nèi)出現(xiàn)巨型溶蝕裂隙?？辈靻挝涣⒖探M織施工勘察，通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)、鉆探、跨孔電磁波CT、溶腔三維激光掃描、孔內(nèi)電視、挖探漕、高壓水沖洗等多種勘察方式，發(fā)現(xiàn)溶蝕裂隙最大寬度約3.0m、豎向貫通發(fā)育形成溶槽，深度為承臺(tái)底以下至5～30m，溶槽內(nèi)多填充粘土夾塊石，對(duì)工程安全存在重大影響。為確保工程安全，最終對(duì)橋梁主墩進(jìn)行移位，造成約4000萬(wàn)的工程損失。若在勘察過(guò)程中，認(rèn)真分析鉆探成果，并將鉆探成果與縱波波速測(cè)試、垮孔CT測(cè)試相配合，便可發(fā)現(xiàn)此溶蝕裂隙，避免此次事故。

4 解決邊坡巖土工程勘察問(wèn)題的有效措施

4.1 勘察設(shè)計(jì)緊密結(jié)合

為有效解決勘察、設(shè)計(jì)人員之間未充分溝通的問(wèn)題，建設(shè)方應(yīng)督促各方建立有效的溝通管理機(jī)制。在勘察工作未開展之前，設(shè)計(jì)方應(yīng)將勘察要求及重難點(diǎn)交與勘察方，同時(shí)勘察人員根據(jù)設(shè)計(jì)方的意見反饋勘察綱要；在勘察的過(guò)程中，勘察方應(yīng)提交中間成果資料，并階段性的提供地質(zhì)資料和參數(shù)，特別對(duì)于易導(dǎo)致安全事故的地質(zhì)薄弱點(diǎn)作重點(diǎn)說(shuō)明，同時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘；在現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)束后，勘察人員可預(yù)先提交勘察報(bào)告過(guò)程稿，待審核過(guò)后提交勘察報(bào)告成果稿。

4.2 勘察深度應(yīng)滿足規(guī)范要求

對(duì)于大型邊坡工程，巖土工程勘察規(guī)范要求分階段進(jìn)行勘察。工程地質(zhì)調(diào)繪應(yīng)重點(diǎn)查明天然邊坡的形態(tài)和坡角，軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與性質(zhì)。鉆探的勘探線應(yīng)垂直于邊坡走向布置，勘探點(diǎn)間距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件確定。當(dāng)遇軟弱夾層和不利結(jié)構(gòu)面時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加密?？碧缴疃葢?yīng)穿過(guò)潛在滑動(dòng)面并深入穩(wěn)定層2～5m。

4.3 采用多種勘探手段相配合

在邊坡巖土工程勘察中，勘察人員應(yīng)當(dāng)立足工程實(shí)際，有意識(shí)的采用多種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和措施，以此提高巖土工程勘察的整體水平。比如在鉆探中，可配合縱波波速測(cè)試、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)、跨孔電磁波CT、孔內(nèi)電視等多種勘察手段，提高勘察成果的準(zhǔn)確性。除了對(duì)巖土地質(zhì)情況進(jìn)行勘察外，勘察人員也需要高度重視水文地質(zhì)勘察，及時(shí)采集各項(xiàng)水文地質(zhì)信息，為邊坡工程設(shè)計(jì)提供更為有效的依據(jù)。同時(shí)，也可在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)智能監(jiān)控裝置，并將其連接至相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)中，對(duì)邊坡工程進(jìn)行全過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題并對(duì)其進(jìn)行有效處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，巖土工程勘察是邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。針對(duì)目前容易發(fā)生的勘察與設(shè)計(jì)脫節(jié)、勘察深度不足、勘察手段單一的問(wèn)題，還需要勘察與設(shè)計(jì)人員通過(guò)充分結(jié)合實(shí)際，主動(dòng)性的溝通，在滿足規(guī)范的勘察深度條件下，靈活選用適宜的多種勘察手段，提高勘察工作的準(zhǔn)確性，為深化邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。