聶 磊

(漳州市翔云巖土工程有限公司，福建漳州 363000)

1 概況

擬建建筑邊坡相關(guān)的擬建項(xiàng)目位于怒江西岸的一個(gè)縣鎮(zhèn)附近，一條縣鎮(zhèn)公路從項(xiàng)目區(qū)北東側(cè)通過(guò)；擬建場(chǎng)地位屬于中高山地貌，場(chǎng)地地形高差較大，西南高北東低，整個(gè)陡峻山體實(shí)際相對(duì)高差達(dá)200m以上；根據(jù)地勘報(bào)告鉆孔所揭露地層情況，場(chǎng)地地表為(Q4pd)根植土、下部由坡洪積層(Q4dl+pl)角礫、坡積層(Q4dl)塊石，基巖為石炭系第二段(Cb)變粒巖；擬建項(xiàng)目距離怒江河岸約5m，本河段河水歷史最高水位低于本項(xiàng)目場(chǎng)地15m，受洪水威脅小，①層根植土、②層角礫、③層塊石為透水層，④層中風(fēng)化變粒巖屬于裂隙含水層，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，并向低洼處徑流排泄，本項(xiàng)目勘察范圍內(nèi)未揭露地下水。

本項(xiàng)目邊坡按照建筑總圖要求的最大支擋高度近20m(即抗滑樁部分)，抗滑樁部分根據(jù)建筑總圖設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)地形大致分為3大段，具體見(jiàn)邊坡支擋平面布置圖(圖1西南區(qū)域)。

圖1 邊坡支擋平面布置

2 調(diào)查和資料收集

建設(shè)方與筆者公司簽訂了該建筑邊坡設(shè)計(jì)合同并提供部分設(shè)計(jì)資料(包括地災(zāi)評(píng)估報(bào)告、邊坡勘察報(bào)告、建筑總圖等)，設(shè)計(jì)人員初步研究了相關(guān)設(shè)計(jì)資料，于2018年春節(jié)后組織去該邊坡現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查，獲得部分現(xiàn)場(chǎng)踏勘照片(邊坡典型現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖2所示)，另外收集了部分怒江地區(qū)工程地質(zhì)資料的專業(yè)論文文獻(xiàn)；對(duì)于滇西北怒江地區(qū)這種山高谷深的地區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)踏勘讓人體會(huì)到“只在此山中，云深不知處”，可惜當(dāng)時(shí)沒(méi)有帶上無(wú)人機(jī)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)也不一定適宜于怒江地區(qū)的高山深谷項(xiàng)目。

圖2 邊坡典型現(xiàn)場(chǎng)

3 初步發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

設(shè)計(jì)單位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘照片及建設(shè)方提供的地災(zāi)評(píng)估報(bào)告等資料，初步發(fā)現(xiàn)該邊坡設(shè)計(jì)條件存在若干問(wèn)題。

3.1 項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地選址不合理

地災(zāi)評(píng)估報(bào)告的結(jié)論明確指出擬建邊坡場(chǎng)地“屬于地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)中可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要為挖填方邊坡滑坡、坍塌；整體斜坡失穩(wěn)、遠(yuǎn)程地質(zhì)災(zāi)害等，所需費(fèi)用較高，防治難度較大。評(píng)估區(qū)建設(shè)場(chǎng)地適宜性總體為適宜性差?！?，因此本建筑邊坡的選址存在危及建筑及其場(chǎng)地整體安全性的地質(zhì)災(zāi)害隱患，即項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地選址不合理。

3.2 地勘報(bào)告真實(shí)性存疑

本擬建邊坡原始坡面陡峻但是邊坡場(chǎng)地的紅線之外居然布置了勘察鉆探鉆孔；第4層中風(fēng)化變粒巖一段提到“節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯多層碎塊狀、少量短柱狀”與“巖層產(chǎn)狀75 °∠50 °，發(fā)育二組節(jié)理：L1：255 °∠55 °；L2:172 °∠65 °”明顯自相矛盾(“巖體破碎”怎么會(huì)存在結(jié)構(gòu)面或節(jié)理面呢？)；“第③層：塊石，中密～密實(shí)狀，稍濕。少量黏性土充填，母巖為變粒巖，棱角狀，粒徑多為200～400mm，部分100～200mm，”(但是該第③層塊石粒徑多為20～40cm居然進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探測(cè)試而且還提供了N63.5數(shù)據(jù)！)。

3.3 地勘報(bào)告欠缺完整性

設(shè)計(jì)單位與地勘技術(shù)人員就各問(wèn)題多次溝通要求補(bǔ)充資料。比如補(bǔ)充“各主要地層的各工況下的物理力學(xué)指標(biāo)(含錨索錨固設(shè)計(jì)所需巖土體與錨固體的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及鋼鉸線與砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo))”“邊坡勘察報(bào)告應(yīng)該補(bǔ)充抗滑樁設(shè)計(jì)的m值及K值”等。

鑒于邊坡設(shè)計(jì)合同當(dāng)時(shí)已經(jīng)簽訂，設(shè)計(jì)單位與建設(shè)方通過(guò)多次聯(lián)系函溝通要求建設(shè)方提供經(jīng)施工圖審查合格的邊坡專項(xiàng)勘察報(bào)告。

4 可能的支擋方案

4.1 兩種邊坡設(shè)計(jì)方案

雖然對(duì)地勘報(bào)告真實(shí)性存疑又缺少很多資料，鑒于邊坡設(shè)計(jì)合同的設(shè)計(jì)時(shí)限，設(shè)計(jì)單位仍及時(shí)開(kāi)展邊坡設(shè)計(jì)方案的研究。根據(jù)能夠掌握到的資料及專業(yè)技術(shù)規(guī)范等約束條件和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，考慮了兩種邊坡設(shè)計(jì)方案。

方案一即放坡方案：該場(chǎng)地巖體山體陡峻(原始坡面為60 °或稍大于60 °)與怒江的距離很近(隔一條縣鎮(zhèn)公路)，采用放坡方案需要開(kāi)挖的土石方工程量較大，且放坡施工穩(wěn)定性存在安全隱患。

方案二即支擋方案：預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁+抗滑樁頂部連通冠梁,抗滑樁平面布置上分成三大段，側(cè)翼的兩段抗滑樁通過(guò)抗滑樁頂部的冠梁對(duì)中部主要段的抗滑樁能夠提供一定的支撐作用，滿足建筑總圖的實(shí)際抗滑樁支擋高度為20m高左右，中部主要段的抗滑樁平面長(zhǎng)度65.5m，側(cè)翼的兩段抗滑樁平面長(zhǎng)度各為25m，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)逆作法施工且可對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施變形控制。

方案二的安全性比方案一高，工程量也比方案一小，且施工可行。綜合比較以上兩種方案后采用帶壓頂冠梁的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁作為可能的支擋方案，對(duì)應(yīng)原邊坡勘察報(bào)告典型剖面如圖3所示，具體的理正巖土抗滑樁模型見(jiàn)圖4。

圖3 邊坡勘察報(bào)告典型剖面

圖4 理正巖土計(jì)算模型1

4.2 選用邊坡支擋方案

專家咨詢會(huì)的專家意見(jiàn)：預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁+抗滑樁頂部連通冠梁的邊坡支擋方案思路基本合理；本擬建邊坡需完善和明確地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)，排除危及建筑及其場(chǎng)地整體安全性的地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)建筑場(chǎng)地整體穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)并宜考慮建筑使用功能，建議優(yōu)化建筑場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)，盡量減少邊坡治理的難度 (建筑總圖設(shè)計(jì)的場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)造成項(xiàng)目場(chǎng)地需要大挖大填，總圖場(chǎng)地設(shè)計(jì)明顯不合理造成本邊坡支擋高度接近20m)。

施工圖審查公司反饋的意見(jiàn)：沒(méi)有收到審查合格的邊坡專項(xiàng)勘察報(bào)告。

5 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

5.1 發(fā)現(xiàn)鄰近曾有“大滑坡”但未查明

在將要提供最終施工圖之前，設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)偶然搜索到的谷歌地球圖片進(jìn)行圖片判讀后發(fā)現(xiàn)擬建場(chǎng)地西側(cè)不到200m存在一個(gè)20年左右歷史的大滑坡，這個(gè)鄰近擬建邊坡現(xiàn)場(chǎng)20年左右歷史的大滑坡(以下簡(jiǎn)稱“大滑坡”)的圖片判讀信息：滑動(dòng)模式為平行與原始山體坡面的平面滑裂面斜坡滑動(dòng)(這與地形陡峻,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體結(jié)構(gòu)破碎的地質(zhì)情況是相吻合的)，滑坡主滑方向平面投影長(zhǎng)度1km左右，滑坡寬度400m左右，滑坡整體下塌深度60m～70m(該“大滑坡”實(shí)際相當(dāng)于一次現(xiàn)場(chǎng)足尺原型試驗(yàn))，這也印證了怒江流域是地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū),峽谷深切、山坡高陡、氣候復(fù)雜,自然條件下就屬于山坡地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū),崩塌、滑坡和泥石流災(zāi)害十分發(fā)育，怒江河谷,地形陡峻，受深大活動(dòng)斷裂影響,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體結(jié)構(gòu)破碎,不利的結(jié)構(gòu)面組合常常導(dǎo)致岸坡變形失穩(wěn)，云南怒江河谷岸坡陡峻,巖體結(jié)構(gòu)破碎,地質(zhì)環(huán)境脆弱,河谷岸坡穩(wěn)定性差,工程建設(shè)活動(dòng)將對(duì)地形地貌產(chǎn)生較大擾動(dòng),必將導(dǎo)致大量的岸坡失穩(wěn),引發(fā)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害[2]?！按蠡隆迸c擬建邊坡緊鄰，同位于怒江沿岸，因此地層很相近且地質(zhì)歷史成因相同(即：地形陡峻，受深大活動(dòng)斷裂影響,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體結(jié)構(gòu)破碎, 地質(zhì)環(huán)境脆弱,河谷岸坡穩(wěn)定性差)，工程地質(zhì)類比表明擬建邊坡也可能存在產(chǎn)生類似滑坡的可能，特別是大開(kāi)挖施工情況下，該“大滑坡”本應(yīng)該在擬建邊坡場(chǎng)地的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估報(bào)告及邊坡專項(xiàng)勘察報(bào)告中明確提供相關(guān)查明的情況，施工圖審查人員及咨詢專家也不一定能夠僅僅通過(guò)手頭的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估報(bào)告及邊坡勘察報(bào)告獲悉項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)是否存在這“大滑坡”，該“大滑坡”提醒設(shè)計(jì)人員注意緊鄰擬建邊坡存在工程風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 GB 50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》的局限性

在將出施工圖之前，設(shè)計(jì)人員自我復(fù)核該邊坡所有設(shè)計(jì)成果時(shí)發(fā)現(xiàn)按照GB50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《建筑邊坡規(guī)范》)手算巖土側(cè)壓力的局限性：《建筑邊坡規(guī)范》關(guān)于巖土側(cè)向壓力的規(guī)定即該規(guī)范第6章及附錄B的內(nèi)容實(shí)際上是有其適用條件的(即適用于一般情況下山地的建筑邊坡)，對(duì)于怒江沿岸本項(xiàng)目的陡峻巖體邊坡(邊坡坡面的坡度甚至大于庫(kù)倫土壓力平面滑裂面的傾角)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑邊坡規(guī)范》第6.2.3條即圖6.2.3，當(dāng)取β=θ時(shí)巖土側(cè)壓力的手算結(jié)果理論上可能無(wú)限大，而《建筑邊坡規(guī)范》第6.2.3條即圖6.2.3的計(jì)算結(jié)果明顯總是有限值，該規(guī)范的內(nèi)容只是滿足一定邊界條件下庫(kù)倫巖土壓力的結(jié)果，因此針對(duì)本陡峻巖體邊坡(β≥θ)應(yīng)該按照庫(kù)倫巖土壓力的基本原理進(jìn)行計(jì)算；理正巖土軟件的庫(kù)倫巖土壓力是按照庫(kù)倫巖土壓力的基本原理進(jìn)行計(jì)算的(這樣可以提高計(jì)算效率)。

5.3 理正巖土計(jì)算成果

根據(jù)原邊坡勘察報(bào)告的典型剖面(即地勘報(bào)告計(jì)算剖面如圖3，該勘察剖面明顯沒(méi)有如實(shí)反映擬建邊坡近200m高的相對(duì)高差)用理正巖土抗滑樁建模與按照《建筑邊坡規(guī)范》手算的計(jì)算結(jié)果基本一致：庫(kù)倫巖土側(cè)壓力的大小及抗滑樁的截面尺寸和配筋是常規(guī)正常范圍；按照150m高接近陡峻巖體邊坡的實(shí)際邊坡高度用理正巖土抗滑樁建模(圖5)得出的庫(kù)倫巖土壓力是前者的20倍(該巨大滑坡推力也與鄰近擬建邊坡的谷歌地球圖片中大滑坡巖土體的巨量體量吻合)，這樣抗滑樁的橫截面尺寸將很大(據(jù)悉該地區(qū)有用到3m×5m尺寸的抗滑樁)且明顯配筋無(wú)法實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是可能的巖土側(cè)壓力遠(yuǎn)超出正常范圍(實(shí)際上也可能根本擋不住這樣巨大的巖土側(cè)壓力)。

圖5 理正巖土計(jì)算模型2

5.4 確認(rèn)該邊坡設(shè)計(jì)存在較大工程風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)擬建邊坡的地質(zhì)情況結(jié)合鄰近“大滑坡”的谷歌地球圖片進(jìn)行工程地質(zhì)類比及擬建邊坡按照接近實(shí)際邊坡高度采用理正巖土抗滑樁軟件(基于庫(kù)倫巖土壓力基本原理)計(jì)算得出20倍于常規(guī)巖土側(cè)向壓力的巖土側(cè)壓力進(jìn)行綜合判斷認(rèn)為該怒江沿岸陡峻巖體邊坡設(shè)計(jì)存在較大的工程風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)將進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題反饋給該邊坡設(shè)計(jì)的審圖公司及相關(guān)咨詢專家，審圖公司和相關(guān)咨詢專家也較快地確認(rèn)該邊坡設(shè)計(jì)確實(shí)存在較大工程風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)與該邊坡設(shè)計(jì)各方責(zé)任主體多次溝通，設(shè)計(jì)公司僅向建設(shè)方提供該邊坡的方案設(shè)計(jì)成果。

6 反思

6.1 重視建設(shè)項(xiàng)目邊坡選址

建設(shè)項(xiàng)目(邊坡)的選址非常重要，項(xiàng)目選址場(chǎng)地如果存在嚴(yán)重的工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)則相關(guān)的巖土工程設(shè)計(jì)既不安全也不經(jīng)濟(jì)。

6.2 山地建設(shè)應(yīng)避免勘察結(jié)論失誤

山區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜、多變，受多種因素制約，地質(zhì)勘察資料準(zhǔn)確性的保證率低，勘察主要結(jié)論失誤造成邊坡工程失敗的現(xiàn)象不乏其例[3]。除了專家咨詢論證及施工圖審查外，建議設(shè)計(jì)人員將巖土工程設(shè)計(jì)的工作前置，即設(shè)計(jì)人員要親自通過(guò)資料收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及采用可能的高科技技術(shù)手段(比如無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星地圖軟件、遙感技術(shù)等)復(fù)核相關(guān)巖土工程勘察報(bào)告甚至發(fā)現(xiàn)原地勘報(bào)告沒(méi)有反映的項(xiàng)目場(chǎng)地工程地質(zhì)實(shí)際情況。專家咨詢論證及施工圖審查確有積極作用，但客觀上也存在局限性，即很可能由于不了解項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況而使項(xiàng)目存在一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，有些國(guó)家的巖土工程設(shè)計(jì)就包含了項(xiàng)目的工程地質(zhì)勘察內(nèi)容。

6.3 嚴(yán)格遵守法律法規(guī)

巖土工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目一定要事先按照GB/T50379-2018《工程建設(shè)勘察企業(yè)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行項(xiàng)目合同的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和項(xiàng)目的合規(guī)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的建設(shè)行業(yè)法律法規(guī)執(zhí)業(yè)，嚴(yán)格遵守先勘察再設(shè)計(jì)最后施工的基本建設(shè)程序，工程設(shè)計(jì)應(yīng)該以施工圖審查合格的地勘報(bào)告為依據(jù)，施工圖設(shè)計(jì)文件未經(jīng)審查批準(zhǔn)，不得使用該圖紙進(jìn)行施工。

6.4 掌握規(guī)范，不盲從規(guī)范

工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是已有成熟經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，有其適用條件，或多或少存在一定的局限性；有些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)均有免責(zé)聲明，比如所有英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前言均載明一句“CompliancewithaBritishStandardcannotconferimmunityfromlegalobligations(遵守英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)并不意味著可以免除法律義務(wù))”，國(guó)內(nèi)外的土木工程分析設(shè)計(jì)軟件的用戶手冊(cè)中也有明確的免責(zé)聲明，GB50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》的條文說(shuō)明 強(qiáng)調(diào)“但是條文說(shuō)明不具備與規(guī)范正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握規(guī)范規(guī)定的參考”(我國(guó)建設(shè)工程規(guī)范的條文說(shuō)明都有這句話)；實(shí)際工程中很可能遇到超越現(xiàn)有規(guī)范的工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)人員應(yīng)能夠從本專業(yè)基本原理基本概念的角度思考和綜合判斷和處理工程技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該牢記林同炎先生的名言,做不盲從規(guī)范而尋求利用自然規(guī)律的工程師[1]。

7 結(jié)束語(yǔ)

借鑒巖土工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目一定要事先進(jìn)行項(xiàng)目合同的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和項(xiàng)目的合規(guī)性及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，盡可能規(guī)避工程風(fēng)險(xiǎn)；山地建設(shè)的勘察結(jié)論失誤概率大，工程師應(yīng)通過(guò)各種途徑復(fù)核巖土工程勘察報(bào)告的真實(shí)性和完整性；要做不盲從規(guī)范而尋求利用自然規(guī)律的工程師。