邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)的巖土工程勘察探究

陳龍明

［關(guān)鍵詞］邊坡工程；支護(hù)設(shè)計(jì)；巖土勘察；勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)布置；策略

近年來(lái)，邊坡支護(hù)工程安全事故頻發(fā)問(wèn)題引起社會(huì)廣泛關(guān)注。之所以邊坡支護(hù)工程出現(xiàn)系列問(wèn)題，與設(shè)計(jì)工作缺少巖土工程勘察有著密切聯(lián)系。以往相關(guān)研究中，針對(duì)邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)，大多忽略了巖土工程勘察的重要性，因此使得工程質(zhì)量無(wú)法得到全面保障，影響施工安全和邊坡的穩(wěn)定?；诖?，本文從實(shí)際工程案例出發(fā)，研究了工程地質(zhì)條件，分析了巖土工程勘察對(duì)邊坡支護(hù)工程的影響，并進(jìn)一步探究了巖土工程勘察要點(diǎn)。

1 工程概況

維拉莊園五期邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目位于惠州市惠東縣平山街道陳塘村蘇嶺村，場(chǎng)地整體起伏相對(duì)較大，呈東高西低的趨勢(shì)。根據(jù)相關(guān)要求及規(guī)劃內(nèi)容，維拉莊園五期北側(cè)原斜坡區(qū)堆積了厚度不等的開(kāi)挖棄土，部分地段又經(jīng)人工開(kāi)挖形成了人工邊坡，最終地形存在約3.5～9.8 m高差，坡面傾角約60°～70°，邊坡長(zhǎng)約170 m，坡面形狀不規(guī)則，局部經(jīng)開(kāi)挖后坡面達(dá)90°。坡腳距離小區(qū)內(nèi)道路約2 m，距離建筑3～5 m，如防治不當(dāng)，將可能產(chǎn)生崩塌或滑坡，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成危害，因此需有針對(duì)性對(duì)該人工邊坡進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的支護(hù)設(shè)計(jì)。

2 工程地質(zhì)條件

場(chǎng)區(qū)原始地貌單元屬剝蝕殘丘與山間谷地交會(huì)處，通過(guò)鉆探揭露，場(chǎng)地地基巖土層自上到下依次為第四系人工填土層、第四系坡積硬可塑狀粉質(zhì)黏土及燕山侵入旋回第三侵入期的全風(fēng)化―中風(fēng)化花崗巖。其中人工填土成分較復(fù)雜且未進(jìn)行任何形式的夯壓實(shí)處理，其結(jié)構(gòu)松散且層厚變化大；在雨季地表水沖刷、下滲等作用下，坡體地表已多處出現(xiàn)有明顯的蠕滑破裂縫隙、蠕滑臺(tái)階，表明邊坡土體結(jié)構(gòu)已明顯產(chǎn)生蠕滑破壞，土體已開(kāi)始變形向下推移，該段邊坡土體還在緩慢變形蠕動(dòng)中。下伏基巖頂面高程在各地段均不同、起伏較劇烈、高差較大，土巖界線(xiàn)呈波狀凹凸明顯。勘察區(qū)未見(jiàn)有基巖出露，邊坡區(qū)地表植被已破壞，也沒(méi)有任何排洪、排水設(shè)施，對(duì)地表水直接下滲創(chuàng)造了條件，在雨季地表水下滲，增加了土層的孔隙含水量，改變了土的物理力學(xué)性質(zhì)，降低了土的強(qiáng)度。特別是人工填土在雨季時(shí)地表水下滲后的作用下，加重了斜坡區(qū)的荷載，產(chǎn)生了蠕滑變形。

惠東縣地處中國(guó)東南沿海邊緣，有較為復(fù)雜的構(gòu)造背景。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，北東向的蓮花山斷裂帶的五花―深圳斷裂斜跨本區(qū)，是區(qū)內(nèi)的主導(dǎo)構(gòu)造，它是一條多期次、多組分的復(fù)合構(gòu)造帶，發(fā)育有動(dòng)熱變質(zhì)帶、韌性剪切帶、脆性斷裂。在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、地震活動(dòng)性規(guī)律，場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)明顯的斷裂構(gòu)造跡象，工程區(qū)內(nèi)所處地震基本烈度為Ⅵ度區(qū)，發(fā)生的地震震級(jí)一般較低，綜合評(píng)價(jià)本工程場(chǎng)地的區(qū)域地殼穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定。

場(chǎng)區(qū)的地下水類(lèi)型主要為賦存于第四系松散堆積層內(nèi)的孔隙水以及下伏風(fēng)化巖內(nèi)的基巖裂隙水；地下水主要通過(guò)大氣降水的垂直滲透和地下巖土層間的側(cè)向徑流補(bǔ)給，以大氣蒸發(fā)、巖土層間側(cè)向滲流排泄完成地下水的循環(huán)交替。場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，場(chǎng)地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，當(dāng)場(chǎng)地需填離至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，需進(jìn)一步對(duì)填筑土進(jìn)行取樣，開(kāi)展土腐蝕性測(cè)試，以判斷其腐蝕性等級(jí)。根據(jù)勘察資料該區(qū)域穩(wěn)定水位埋深18.00～22.00 m，地下水線(xiàn)埋深較大對(duì)該邊坡穩(wěn)定性影響小。

3 邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)

因場(chǎng)地平整開(kāi)挖和回填后形成3.5～9.8 m 的人工邊坡，按坡體的地層巖性劃分屬土質(zhì)邊坡，邊坡地質(zhì)環(huán)境中等復(fù)雜；該工程邊坡安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0，邊坡穩(wěn)定性與工程地質(zhì)條件、坡高、坡度等因素密切相關(guān)，該邊坡支護(hù)采用“削坡+擋土墻+截排水”方案。

考慮場(chǎng)地地質(zhì)條件、環(huán)境條件、邊坡高度及邊坡側(cè)壓力的大小和特點(diǎn)，采用分級(jí)放坡，坡率按照人工填土取1∶1.25、粉質(zhì)黏土層取1∶1、基巖強(qiáng)風(fēng)化帶取1∶0.75進(jìn)行，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用扶壁式擋土墻或直立式重力式擋土墻，擋土墻按抗震設(shè)防烈度6度設(shè)計(jì)，擋土墻基礎(chǔ)的埋置深度根據(jù)地基穩(wěn)定性、地基承載力、水流沖刷情況等因素確定，綜合考慮擋土墻持力層為粉質(zhì)黏土層且埋設(shè)深度在0.8 m以上。其中，某段支護(hù)剖面圖如下圖1 所示。粉質(zhì)黏土層基底摩擦系數(shù)取0.35，擋土墻基底為填土層時(shí)采用級(jí)配砂石分層回填碾壓到擋土墻底標(biāo)高且其壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。

坡頂坡腳設(shè)置截水溝，排水為中心距項(xiàng)開(kāi)挖線(xiàn)以外1000 mm，矩形剖面，溝深320 mm、寬500 mm，截水溝可結(jié)合場(chǎng)區(qū)排水系統(tǒng)布置。截水溝需進(jìn)行防滲處理；現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。擋土墻與水溝之間應(yīng)做300 mm厚的夯實(shí)黏土封層。墻身（坡面）排水措施：擋土墻墻身設(shè)置泄水孔，泄水孔間距在水平及豎向?yàn)?～3 m，梅花或矩形布置，并應(yīng)優(yōu)先設(shè)于邊坡滲水及巖土界面處，最下排泄水孔口應(yīng)高出地面（或排水為頂面）300 mm。

在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，依照“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息法施工”的原則，強(qiáng)化信息監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)反饋，保持?jǐn)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整完善。

4 邊坡支護(hù)工程的巖土工程勘察要點(diǎn)

影響邊坡工程穩(wěn)定的因素眾多，因此邊坡巖土工程勘察工作是一項(xiàng)較為復(fù)雜、艱巨的工作，它需要采用工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、鉆探、物探等多種手段互相配合進(jìn)行，從而解決單一勘探手段產(chǎn)生的缺陷，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，在保證勘察成果質(zhì)量的同時(shí)，具有高效率、低損耗，更加經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。其中地質(zhì)鉆探手段是直觀了解邊坡巖土層以及獲取相關(guān)參數(shù)的最有效方式。本文研究了邊坡支護(hù)工程的巖土工程勘察要點(diǎn)，重點(diǎn)闡述邊坡工程勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距的布置方法，研究表明合理的布置勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)能夠準(zhǔn)確獲取邊坡巖土層的物理力學(xué)參數(shù)，可以縮短工期，降低工程勘察費(fèi)用。

4.1 勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距布置

邊坡巖土工程勘察勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距布置精度受坡體的巖土分布情況、地質(zhì)巖性、巖體風(fēng)化界線(xiàn)及其完整程度等地質(zhì)環(huán)境條件控制；因此邊坡工程勘察應(yīng)先收集勘查區(qū)地質(zhì)資料，并進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪。重點(diǎn)為調(diào)查邊坡的形態(tài)、坡角、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀和性質(zhì)等，調(diào)查范圍包含對(duì)邊坡穩(wěn)定有影響及受邊坡影響的所有地段[1]。如場(chǎng)區(qū)巖土種類(lèi)比較單一，勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距可取規(guī)范要求中的較大值，可降低勘察工作量及成本。相反巖土種類(lèi)復(fù)雜時(shí)，則加密勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距。另外還應(yīng)根據(jù)邊坡安全等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本次維拉莊園五期項(xiàng)目邊坡工程勘探點(diǎn)在以上分析要點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)的間距布置，沿坡頂、坡體中部、坡腳和坡腳外側(cè)布置3～4排勘探點(diǎn)，勘察點(diǎn)間距15～20 m；勘探線(xiàn)則總體依山坡傾向合理設(shè)置6條，勘探線(xiàn)間距25～30 m，該方案降低了勘察點(diǎn)工作量以及勘探成本，勘探點(diǎn)的布置亦滿(mǎn)足勘探精度、相關(guān)規(guī)范要求。

4.2 邊坡勘探點(diǎn)間距區(qū)域劃分

當(dāng)組成邊坡巖土層均勻性差時(shí)，如土巖、基巖風(fēng)化界線(xiàn)變化大或下伏基巖存在球狀風(fēng)化體（俗稱(chēng)“孤石”）、軟弱夾層等，“紙上談兵”的勘察點(diǎn)布置將導(dǎo)致勘察成果不能完整、準(zhǔn)確、全面地反應(yīng)地質(zhì)情況。在巖土勘察工作時(shí)需綜合巖土地質(zhì)分布狀況，首先應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料，如邊坡基巖有無(wú)出露區(qū)域、回填土分布范圍以及第四系覆蓋層厚度較大區(qū)域等進(jìn)行科學(xué)判斷并合理劃分勘察區(qū)域[2]。再根據(jù)劃分的勘探區(qū)進(jìn)行有針對(duì)性的勘探點(diǎn)的布設(shè)。本次維拉莊園五期項(xiàng)目考慮到有小部分地段為填方區(qū)，在該區(qū)域勘探點(diǎn)間距布置時(shí)重點(diǎn)關(guān)注，適當(dāng)減小勘探點(diǎn)間距，以便提高精度查明填方區(qū)空間展布特征。

4.3 根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型布設(shè)勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)間距

邊坡支護(hù)工程的巖土勘察布設(shè)勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)時(shí)需要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)其間距的影響，并針對(duì)不同支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，選擇不同的布設(shè)方案。比如，針對(duì)錨桿支護(hù)邊坡工程，應(yīng)當(dāng)采用主—輔勘探線(xiàn)勘察方案；邊坡劃分區(qū)域單元后，首先設(shè)置主勘探線(xiàn)，然后在主勘探線(xiàn)的兩側(cè)布置輔勘探線(xiàn)，勘察線(xiàn)、點(diǎn)的間距可根據(jù)邊坡巖土條件適當(dāng)調(diào)整，但要滿(mǎn)足錨桿支護(hù)范圍內(nèi)布設(shè)有勘察點(diǎn)。又比如，針對(duì)抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)沿著抗滑樁軸線(xiàn)布置勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)[3]。

維拉莊園五期項(xiàng)目邊坡工程采用擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；布置時(shí)則沿?fù)跬翂A(chǔ)底部中心線(xiàn)布設(shè)有勘探線(xiàn)，擋土墻基底寬度為布設(shè)范圍，在此設(shè)置合理的勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)；同時(shí)也考慮了巖土體差異程度，在鉆探時(shí)根據(jù)揭露的地質(zhì)情況進(jìn)行勘探線(xiàn)、勘探點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

5 提高邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)巖土工程勘察質(zhì)量的有效策略

5.1 做好準(zhǔn)備工作

邊坡工程的巖土工程勘察工作中受到多種因素的影響，所以為了確保巖土勘察順利有效開(kāi)展及其結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，在勘察前期必須做好準(zhǔn)備工作。一方面，選派專(zhuān)業(yè)能力強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富、綜合素質(zhì)高的勘察技術(shù)人員，其很大程度上決定了邊坡工程勘察工作的質(zhì)量。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)要嚴(yán)格執(zhí)行巖土工程勘察工作的各項(xiàng)規(guī)范要求，確保勘探工作的操作規(guī)范，對(duì)各班臺(tái)機(jī)組進(jìn)行勘探技術(shù)交底。另外，還需結(jié)合工程項(xiàng)目特點(diǎn)、重難點(diǎn)等進(jìn)行有針對(duì)性分析，制定出科學(xué)合理的勘察綱要；對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患要制訂相應(yīng)的對(duì)策，提高巖土工程勘察質(zhì)量和效率，確保相關(guān)工作有序推進(jìn)。比如選擇與之相適用的勘察方法、儀器和設(shè)備等。

5.2 強(qiáng)化技術(shù)工作規(guī)范性

規(guī)范、合理、科學(xué)的地質(zhì)勘察工作不但能確保工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性，而且也能夠有效維護(hù)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)社會(huì)效益的良好提升[4]。

為保證邊坡支護(hù)工程巖土勘察施工的質(zhì)量和安全，必須對(duì)全過(guò)程進(jìn)行規(guī)范性管理。首先，制定明確的勘察流程，嚴(yán)格控制勘察工作有序推進(jìn)，加強(qiáng)注重相關(guān)資料的收集并進(jìn)行全面的分析，以提高勘察工作精準(zhǔn)性。如：重視工程地質(zhì)調(diào)繪工作，其好比“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，邊坡支護(hù)工程勘察前期應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)繪，通過(guò)實(shí)地調(diào)查場(chǎng)區(qū)地形地貌、分布地層、巖性和巖石的風(fēng)化程度、不良地質(zhì)的類(lèi)型的分布范圍、規(guī)模、形成條件、發(fā)生與發(fā)展的規(guī)律等。工程勘察過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家強(qiáng)制性條文標(biāo)準(zhǔn)，事先對(duì)本勘察項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量策劃，對(duì)全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制；在編制勘察報(bào)告時(shí)根據(jù)項(xiàng)目工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、鄰近的建（構(gòu)）筑物、設(shè)計(jì)資料、相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等精心分析，勘察成果進(jìn)行嚴(yán)格的一校二審[5]?？辈靾?bào)告內(nèi)容要全面，資料翔實(shí)，保證報(bào)告編制的規(guī)范性，做到參數(shù)取值合理、治理措施可行。

5.3 勘察設(shè)計(jì)緊密結(jié)合

勘察成果是設(shè)計(jì)、施工的依據(jù)，勘察人應(yīng)熟悉項(xiàng)目背景（地理位置、規(guī)模、用途、時(shí)間表等），充分了解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)意圖；在勘察任務(wù)書(shū)下達(dá)時(shí)，設(shè)計(jì)、勘察單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行會(huì)面溝通交流，設(shè)計(jì)方將本項(xiàng)目的勘察要求、項(xiàng)目的重難點(diǎn)等告知，勘察人員在此對(duì)有疑問(wèn)的、不清楚的應(yīng)及時(shí)反饋，確保對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)深度理解到位[6]。總之整個(gè)勘察階段應(yīng)重視與設(shè)計(jì)的聯(lián)系，勘察方不能單方面蠻干、強(qiáng)干，避免勘察工作的返工，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失和工期損失。

6 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)惠州市維拉莊園五期邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目案例的研究，體現(xiàn)了巖土工程勘察工作的重要意義。為提高邊坡支護(hù)工程穩(wěn)定性和安全性，必須提前做好巖土工程勘察工作，嚴(yán)格控制勘察質(zhì)量和全面性。在巖土工程勘察過(guò)程中，應(yīng)牢牢把握合理布置勘察線(xiàn)、點(diǎn)間距方法等要點(diǎn)，控制巖土勘察質(zhì)量，為邊坡支護(hù)工程提供有力支撐。未來(lái)，還需進(jìn)一步研究嘗試有效的巖土工程勘察方法，以提高邊坡支護(hù)工程的有效性。