邊坡工程安全等級劃分有關問題的探討

吳占廷

(貴州凱里眾業(yè)地質工程勘測有限公司，貴州 凱里 556000)

1 引言

邊坡工程安全等級直接關系著邊坡工程的安全性、經(jīng)濟性、合理性，目前國內(nèi)對邊坡(包含滑坡防治工程)的勘察、設計、施工尚無統(tǒng)一的規(guī)范和標準可循(張發(fā)明等，2009)。近年來隨著《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330-2013的發(fā)布使用(付文光等，2012；方玉樹，2015)，邊坡安全等級的劃分方案得到廣泛應用，但《建筑邊坡工程技術規(guī)范》關于邊坡安全等級的劃分存在一些認識的分歧(付文光等，2012；方玉樹，2015，方玉樹，2020)，同時《建筑邊坡工程技術規(guī)范》與行業(yè)其它相關規(guī)范存在形式及依據(jù)的不一致。

筆者從通過對前人關于邊坡工程安全等級的劃分的觀點學習(付文光等，2012，方玉樹，2015，方玉樹，2020)，結合其他行業(yè)規(guī)范的基礎上對邊坡工程安全級劃分提出新的方案，期盼有拋磚引玉之效。

2 邊坡工程安全等級劃分存在的問題

2.1 邊坡工程安全等級劃分表的形式問題

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》表3.2.1邊坡工程安全等級(見表1)，邊坡工程安全等級由破壞后果嚴重性、坡高和邊坡類型共同決定。使得《建筑邊坡工程技術規(guī)范》關于邊坡工程安全等級的定義與《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008的形式(見表1)存在不完全一致的現(xiàn)象(方玉樹，2015，方玉樹，2020)。

表1 《建筑邊坡工程技術規(guī)范》邊坡工程安全等級

2.2 邊坡類別和坡高在邊坡工程破壞后果嚴重性劃分中的作用問題

方玉樹(2015、2020)注意到邊坡類別和坡高與邊坡工程破壞后果嚴重性無對應關系。從《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.1條文說明解釋到邊坡安全等級主要是基于邊坡失穩(wěn)影響考慮，目前僅考慮到邊坡巖土體類型和坡高影響，邊坡的區(qū)域地質背景、地形地貌條件、地質構造、工程地質條件、水文地質條件及人類工程活動影響等因素暫時還沒有考慮到其中。故僅將邊坡的巖土類別和坡高作為安全等級劃分的考慮不健全。

2.3 《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條相關問題

2.3.1 外傾軟弱結構面在邊坡工程安全等級劃分中的作用問題

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：由外傾結構面控制的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級。方玉樹(2015、2020)研究認為：(1)外傾軟弱結構面與外傾硬性結構面相比，只是強度低一些 ，邊坡破壞范圍有可能大一些，工程安全等級本來就是由工程破壞后果嚴重性決定的，在破壞后果嚴重性已經(jīng)明確定為嚴重而未提高到很嚴重時，將邊坡工程安全等級要提升一級是很不合理的；(2)對由外傾軟弱結構面控制的邊坡，當破壞后果不嚴重時， 工程安全等級仍定為三級而未提高到二級?？梢?，上述規(guī)則還造成由外傾軟弱結構面控制的邊坡工程，其安全等級不是一級就是三級而缺二級的謬誤。

2.3.2 工程滑坡地段邊坡工程安全等級劃分問題

國標《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：工程滑坡地段的邊坡工程的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級理由不夠充分(方玉樹，2015，方玉，2020)：(1)處于工程滑坡地段的邊坡，在破壞后果嚴重性已明確定為嚴重，將邊坡工程安全等級要提升一級是不恰當；(2)處于工程滑坡地段的邊坡，當破壞后果不嚴重時，工程安全等級未提高到二級，不存在統(tǒng)一的規(guī)律，亦屬于不恰當現(xiàn)象。

2.3.3 坡頂建(構)筑物重要性在邊坡工程安全等級劃分中問題

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物時邊坡工程的邊坡工程的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級。方玉樹教授認為坡頂破壞后果很嚴重和嚴重的建(構)筑物均列為坡頂重要建(構)筑物，這意味著坡頂破壞后果嚴重(而非很嚴重)的建(構)筑物也是坡頂重要建(構)筑物，相應邊坡工程安全等級定為一級。

3 其他標準對安全等級劃分

3.1 從GB50153看邊坡工程安全等級劃分的形式及判定因素

從工程結構荷載與可靠度設計原理基和《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008關于工程結構的安全等級的形式看，工程安全等級僅與破壞后果有關，工程結構安全等級根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、對社會或環(huán)境產(chǎn)生影響等)的嚴重性采用不同的安全等級，《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008表3.2.1工程結構安全的安全等級見表2(付文光等，2012，方玉樹，2015，方玉樹，2020)。從表2看工程結構的安全等級宜與結構的安全等級相同，工程結構安全等級與破壞后果有單一的對應關系?；诖朔接駱浣淌诮ㄗh將《建筑邊坡工程技術規(guī)范》中邊坡類型和邊坡高度兩列進行刪除，使得《建筑邊坡工程技術規(guī)范》關于邊坡工程安全等級的定義與《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》的定義一致(方玉樹，2015，方玉樹，2020)。

表2 工程結構的安全等級

3.2 從T00/CAGHP027看工程安全等級劃分表的形式及判定因素

地質災害防治工程行業(yè)協(xié)會團體標準《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2017)根據(jù)其破壞后可能造成的人類生命財產(chǎn)損失的程度，將坡工程安全等級劃分為三級(見表3)，但該規(guī)范是主要參考《建筑邊坡工程技術規(guī)范》編制而成，在其坡面防護工程安全等級劃分表(見表3)的備注中說明對地質環(huán)境條件復雜的坡面防護工程，其安全等級應根據(jù)工程情況適當提高。同時《坡面防護工程設計規(guī)范》4.2.3條條文說明，安全等級是支護工程設計根據(jù)不同的地質環(huán)境條件及工程具體情況加以區(qū)別對待的重要標準，提出坡面防護安全等級分類，主要根據(jù)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》按破壞后果嚴重性分為很嚴重、嚴重、不嚴重。根據(jù)可能造成的安全后果，將威脅人數(shù)大于100人定為一級，只造成財產(chǎn)損失，定為三級，其余定為二級。對危害性極嚴重、環(huán)境和地質條件復雜的邊坡工程，當安全等級已為一級時，主要通過組織專家進行專項論證的方式來保證坡面防護工程的安全性和合理性。

表3 坡面防護工程安全等級

從《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2017)看工程安全等級的定義與《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》的定義及表達是極為一致，但備注中仍然留有調整空間，使得工程安全等級可以根據(jù)特殊情況進行調整。

3.3 水利水電邊坡工程安全等級劃分表的形式及判定因素

《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》DL/T5353-2006按其所屬樞紐工程等級、建筑物級別、邊坡所處位置、邊坡重要性和失事后的危害程度，對邊坡類別和安全等級劃分(見表4)(中國水利水電科學研究院，2009)。 樞紐工程區(qū)邊坡失事僅對建筑物正常運行有影響而不危害建筑物安全和人身安全的經(jīng)論證，邊坡級別可降低一級，經(jīng)研究確認水庫滑坡或潛在不穩(wěn)定岸坡屬于蠕變破壞類型，通過安全監(jiān)測可以預測、預報其穩(wěn)定性變化，并能夠采用措施對其失穩(wěn)進行防范的，邊坡或滑坡的級別可以降低一級或二級。

表4 水利水電工程邊坡類別和級別劃分

從《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》DL/T5353-2006對于安全等級的規(guī)定看，水利水電工程邊坡的安全等級基本是符合《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008工程結構的安全等級形式的，工程安全等級主要根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重性采用不同的安全等級。

4 討論

4.1 工程安全等級劃分表的形式及判定因素的討論

4.1.1 其他標準工程安全等級劃分表的形式及判定因素的分析

(1)從基礎性的標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008關于工程結構的安全等級的形式看，工程安全等級僅與破壞后果有關；(2)邊坡工程從廣義上說屬于地質災害防治工程范疇，從地質災害防治工程行業(yè)協(xié)會團體標準《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)安全等級的劃分根據(jù)其破壞后果直接對應，但對地質環(huán)境條件復雜的工程安全等級應根據(jù)工程情況作適當提高，表明在其地質災害防治中工程安全等級考慮了一定的地質環(huán)境條件的影響；(3)從相近行業(yè)《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》DL/T5353-2006中可以看出，邊坡工程安全等級除考慮失事后的危害程度外，還考慮到按其所屬工程等級、建筑物級別、邊坡所處位置、邊坡重要性等因素。

4.1.2 《建筑邊坡工程技術規(guī)范》邊坡工程安全等級劃的形式及判定因素分析

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.1條條文說明：邊坡安全等級分類的原則除根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》 GB50153按破壞后果嚴重性分為很嚴重、嚴重、不嚴重外，尚考慮了邊坡穩(wěn)定性因素(巖土類別和坡高)。從邊坡工程事故分析看，高度大、穩(wěn)定性差的邊坡(土質較軟弱、滑坡區(qū)、外傾軟弱結構面發(fā)育的邊坡等)發(fā)生事故的概率高，破壞后果也較嚴重，因此將穩(wěn)定性差、坡高較大的邊坡劃入一級邊坡。從國標邊坡規(guī)范條文說明可以看出，存在一定的缺陷，因為邊坡的穩(wěn)定性除了邊坡巖土體類型和坡高外，更多的取決于邊坡的所在位置區(qū)域地質背景、地形地貌條件、地質構造、工程地質條件、水文地質條件及人類工程活動影響等因素有關。故將邊坡的巖土類別和坡高作為安全等級劃分的考慮是可行的，但是僅考慮邊坡巖土類別和坡高是不健全，同時過多的強調外傾軟弱結構面、工程滑坡地段及邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物的分布是不合理，正視因為過多的強調單一因素的控制，忽略了主要矛盾，造成方玉樹、付文光等認為的諸多不合適宜的現(xiàn)象。

4.2 《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條相關問題的討論

4.2.1 外傾軟弱結構面在邊坡工程安全等級劃分中的作用的討論

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：由外傾結構面控制的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級是不合理的，不符合《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008關于工程結構的安全的規(guī)定。但在現(xiàn)在的技術條件下外傾軟弱結構面發(fā)育的邊坡發(fā)生事故的概率高的認識也是有一定道理的，筆者認為參照地質災害防治工程行業(yè)協(xié)會團體標準《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)的規(guī)定，將破壞后果很嚴重的一級邊坡，如果軟弱結構面控制做邊坡的穩(wěn)定，那么對其支護設計應進行論證。

4.2.2 工程滑坡地段的邊坡工程安全等級劃分的討論

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：工程滑坡地段的邊坡工程的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級，不符合《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008關于工程結構的安全的規(guī)定。但在現(xiàn)在的技術條件下工程滑坡地段的邊坡發(fā)生事故的概率高，筆者認為參照地質災害防治工程行業(yè)協(xié)會團體標準《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)的規(guī)定，將破壞后果很嚴重的一級邊坡，如果邊坡工程位于滑坡地段應對滑坡體進行專項勘察，當滑坡防治工程等級為一級其地質復雜程度復雜時支護設計應進行論證。

4.2.3 邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物的邊坡工程安全等級劃分的討論

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》3.2.2條：邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物時邊坡工程的邊坡工程的破壞后果很嚴重、嚴重的邊坡安全等級定位一級，不符合《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008關于工程結構的安全的規(guī)定。但《建筑邊坡工程技術規(guī)范》認為邊坡滑塌區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物的邊坡工程，破壞后直接危及到重要建構造物的安全，后果極其嚴重，因此對上述邊坡工程安全等級定為一級，這樣的認識是不合理的，破壞后果極其嚴重了，邊坡安全等級自然是一級，這里應該表現(xiàn)出了邊坡規(guī)范對建筑物自身的重要等級或邊坡安全等級理解上是混亂的，邊坡影響范圍內(nèi)的建筑物的重要等級和邊坡失事的后果存在聯(lián)系，但不等同。

4.3 邊坡工程安全等級劃分表的思考

從《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008和《坡面防護工程設計規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)的形式看，工程安全等級主要取決于破壞后果的嚴重性，但從其他規(guī)范看工程安全等級普遍有考慮工程自身特征或重要性及地質環(huán)境對工程等級的影響，但《建筑邊坡工程技術規(guī)范》2013版將邊坡高度、巖土類型、外傾軟弱結構面、工程滑坡地段、邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構)筑物等因素引入邊坡安全時間已久，形成工程習慣，同時在地質條件復雜時適當提高安全等級的做法是為了保證邊坡工程安全，是普遍采用且合理的方式。

綜上所述：邊坡工程安全等級應該以破壞后果的嚴重性為決定因素，必要時可以根據(jù)地質環(huán)境條件適當調整安全等級，故筆者提出一個根據(jù)工程破壞后果的嚴重性為主，以地質環(huán)境(包含坡高、巖土類型)復雜程度為輔(邊坡工程地質環(huán)境復雜程度劃分另文討論)的安全等級劃分方案(見表5)。其中破壞后果的嚴重性主要參照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864-2016)滑坡防治工程分級表(見表6)，破壞影響的建(構)筑物的重要等級按《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153-2008表3.2.1工程結構安全的安全等級(表2)進行確定。

表5 邊坡安全等級劃分表

表6 危害對象分級

5 結論

(1)通過對《建筑邊坡工程技術規(guī)范》邊坡工程安全等級的分析，建立新的邊坡安全等級劃分表，新建的邊坡工程安全等級劃分表突出邊坡工程破壞后果的重要性，考慮地質環(huán)境復雜程度對邊坡工程安全等級的影響。

(2)新建的邊坡安全等級劃分表避免了方玉樹、付文光所發(fā)現(xiàn)的原《建筑邊坡工程技術規(guī)范》邊坡工程安全等級中的系列矛盾，但新建的邊坡安全等級劃分表對破壞后果嚴重的地質環(huán)境復雜或破壞影響的建構筑物等級為一級的邊坡工程提高一個安全等級。

(3)新建的邊坡安全等級劃分表對：①土質邊坡高度大于15m或嚴重邊坡高度大于30m的一級邊坡；②受外傾結構面控制的一級邊坡；③工程滑坡地段，滑坡防治工程等級為一級且地質復雜程度復雜；④邊坡工程安全等級為一級、破壞影響的建(構)筑物的重要等級為一級的邊坡需進行論證。

(4)使得邊坡工程安全等級的劃分有一個統(tǒng)一的表達形式，不在根據(jù)邊坡巖土類型、巖體類別及坡高等因素進行確定，將邊坡破壞后果以外的其他因素統(tǒng)一用地質環(huán)境復雜程度進行表達。