廣東省水文地質(zhì)大隊(duì) 林華國(guó)
邊坡工程勘察是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作,需要綜合運(yùn)用工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、鉆探及物探等手段進(jìn)行。其中,鉆探工作是直接了解邊坡巖土層情況以及獲取相關(guān)參數(shù)的最有效方式。合理布置邊坡工程的勘探點(diǎn)及勘探線,能夠準(zhǔn)確獲取邊坡巖土層的物理力學(xué)參數(shù),合理縮短工期,降低工程勘察費(fèi)用。我國(guó)現(xiàn)行的《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 (GB50330-2013)規(guī)定,根據(jù)邊坡工程安全等級(jí)和邊坡地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度,將邊坡勘察等級(jí)劃分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí),勘探點(diǎn)間距根據(jù)邊坡勘察等級(jí)來(lái)確定。本文對(duì)現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于勘探線、勘探點(diǎn)的規(guī)定及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討,以供參考。
關(guān)于邊坡工程勘察邊坡勘探線和勘探點(diǎn)間距的布置,在建設(shè)、公路、城市軌道交通、水利等行業(yè)以及部分省的地方標(biāo)準(zhǔn)均有規(guī)定,但差別較大,如表1所示。江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》 (DGJ32/TJ208-2016)、山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑巖土工程勘察設(shè)計(jì)規(guī)范》 (DB37/5052-2015)、福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》 (DBJ13-84-2006)、重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 (DBJ50/T-043-2016)以及廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《廣西壯族自治區(qū)巖土工程勘察規(guī)范》(DBJ/T45-066-2018)等規(guī)范中關(guān)于邊坡勘察勘探點(diǎn)和勘探線的布置要求,與國(guó)標(biāo)邊坡規(guī)范的規(guī)定基本一致。從表1可以看出,現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于邊坡勘察勘探點(diǎn)間距,以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 (GB50330-2013)的規(guī)定最為普遍。
表1 不同的規(guī)范勘探線、勘探點(diǎn)規(guī)定對(duì)照表
《巖土工程勘察規(guī)范 (2009年版)》 (GB50021-2001)關(guān)于勘察等級(jí)的規(guī)定,根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度,劃分為甲級(jí)、乙級(jí)和丙級(jí)??碧近c(diǎn)布置間距依據(jù)地基復(fù)雜程度來(lái)確定,依據(jù)充分。
《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 (GB50330-2013)關(guān)于勘察等級(jí)的規(guī)定,根據(jù)邊坡工程安全等級(jí)和邊坡地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度劃分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)??碧近c(diǎn)間距根據(jù)邊坡勘察等級(jí)確定,而不是根據(jù)巖土體種類、均勻性及變化性來(lái)確定,依據(jù)不夠充分。
邊坡工程一般位于山坡地帶,巖土體種類一般不多,強(qiáng)度變化小,均勻性也較好;但對(duì)于土質(zhì)邊坡,邊坡高度超過(guò)5m,坡度較陡 (超過(guò)45°)的情況下,其潛在的滑動(dòng)面一般都比較多。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 (GB50330-2013)4.1.9 條文規(guī)定,對(duì)于邊坡高度超過(guò)5m 的土質(zhì)邊坡,坡度較陡 (超過(guò)45°)的情況下,一般應(yīng)確定為地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。但僅以此作為確定勘探線和勘探點(diǎn)間距欠合理,而應(yīng)當(dāng)根據(jù)巖土體種類、均勻性及變化等來(lái)確定間距,如果以潛在滑動(dòng)面多少確定間距,高度超過(guò)5m 的土質(zhì)邊坡,坡度較陡(超過(guò)45°)的情況下,勘察等級(jí)均應(yīng)當(dāng)劃分為一級(jí),按一級(jí)勘察。
如某人工開(kāi)挖土質(zhì)邊坡,邊坡長(zhǎng)度150m,高度12m,坡度55°。根據(jù)擬建工程的情況,邊坡破壞后果為嚴(yán)重,其安全等級(jí)為二級(jí)。邊坡坡體均為硬塑狀殘積土,土質(zhì)均勻,但因?yàn)檫吰赂叨却笄移露容^陡,潛在滑動(dòng)面多,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度復(fù)雜。按該規(guī)范規(guī)定,安全等級(jí)二級(jí)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)地,邊坡勘察等級(jí)為一級(jí);勘探線間距應(yīng)為≤20m,勘探點(diǎn)的間距應(yīng)為≤15m。如按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行布置鉆孔,邊坡需要布置勘探線不少于8條,鉆孔24個(gè)。但由于山體植被茂密,山體較陡,鉆機(jī)搬機(jī)非常困難,鉆孔施工難度大、成本高。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),邊坡巖土種類少,巖土體均勻,強(qiáng)度變化小,雖然潛在滑動(dòng)面多,但可按地質(zhì)環(huán)境簡(jiǎn)單考慮,勘察等級(jí)按三級(jí)考慮。勘探線間距應(yīng)為30m ~40m,勘探點(diǎn)的間距應(yīng)為20m ~25m。按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行布置鉆孔,邊坡只需要布置勘探線4條、鉆孔12個(gè),勘察工作量大幅減少,既縮短了勘察工期,也節(jié)約了勘察費(fèi)用。
而對(duì)于受外傾結(jié)構(gòu)面或外傾不同結(jié)構(gòu)面組合控制的巖質(zhì)邊坡,應(yīng)當(dāng)以工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查為主,如果有外傾結(jié)構(gòu)面,宜采用無(wú)人機(jī)航拍三維建模、激光雷達(dá)掃描統(tǒng)計(jì)裂隙,布置適量鉆孔,并輔以鉆孔電視查明裂隙的形態(tài)特征,綜合判定巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。
如某擬建工程位于花崗巖采石場(chǎng),周邊存在巖質(zhì)邊坡,邊坡長(zhǎng)約250m、坡高約25m,根據(jù)擬建工程的情況,邊坡破壞后果很嚴(yán)重,其安全等級(jí)為一級(jí)。巖體類型為I 類,但有明顯外傾結(jié)構(gòu)面,該場(chǎng)地地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。按相關(guān)規(guī)范規(guī)定,邊坡勘察等級(jí)為一級(jí),勘探線間距應(yīng)為≤20m,勘探點(diǎn)的間距應(yīng)為≤15m,根據(jù)規(guī)范應(yīng)布置勘探線13條、鉆孔39個(gè)。該邊坡山體高陡,鉆機(jī)搬機(jī)較為困難,且全部鉆孔鉆探深度要求完整基巖,鉆孔施工難度很大,勘察工期長(zhǎng),勘察成本很高。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,巖質(zhì)邊坡巖體完整、巖土體均勻,鉆孔揭露的巖芯基本為微風(fēng)化花崗巖?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后,勘察單位調(diào)整勘察方案,改為以工程地質(zhì)測(cè)繪為主,采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍形成三維模型,根據(jù)調(diào)查結(jié)果,布置8個(gè)鉆孔,配合鉆孔電視,驗(yàn)證調(diào)查的結(jié)構(gòu)面分布情況,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易試驗(yàn),并采取巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),提交了適合該邊坡的勘察報(bào)告,大幅節(jié)約了邊坡勘察費(fèi)用。
邊坡勘察是為后期邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料,但現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于勘探點(diǎn)間距的規(guī)定,并未考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)類型,常常導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不可行或者增加工程造價(jià)。
如某擬建擋土墻溝谷地帶,擋土墻凈高4m、長(zhǎng)度約120m,地基土為填土、淤泥質(zhì)土、砂層、粉質(zhì)黏土等,巖土體種類多,均勻性差,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。根據(jù)擬建工程情況,邊坡安全等級(jí)為三級(jí),按本規(guī)范規(guī)定,邊坡勘察等級(jí)為二級(jí),勘探線間距應(yīng)為20m ~30m,勘探點(diǎn)的間距應(yīng)為15m ~20m。按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行布置鉆孔,只需要布置勘探線6條,勘探線間距25m,布置鉆孔12個(gè)。根據(jù)勘察成果,設(shè)計(jì)擋土墻采用懸臂擋土墻,地基土不能滿足設(shè)計(jì)要求而采用了換填法進(jìn)行地基處理,但實(shí)際開(kāi)挖發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件變化很大,部分地段開(kāi)挖深度大,換填成本很高。根據(jù)地質(zhì)情況以及支擋結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行補(bǔ)充勘察,并調(diào)整鉆孔間距為10m。根據(jù)補(bǔ)充勘察結(jié)果重新進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)于換填深度大的區(qū)域,改用高壓旋噴樁進(jìn)行地基處理,確保了擋土墻的安全。
如果從制定勘察方案開(kāi)始,就考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型及擬采用的基礎(chǔ)型式,根據(jù)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)條件判定,在勘察過(guò)程中及時(shí)加密鉆孔,獲取準(zhǔn)確資料,就不需要二次進(jìn)場(chǎng)補(bǔ)充勘察,既節(jié)省了時(shí)間,也減少了工程造價(jià)。
勘探孔的作用就是查明邊坡內(nèi)部巖土體的類型、分布形態(tài)特征,對(duì)于整體均勻的,巖土體種類少,可以加大鉆孔間距;對(duì)于巖土體種類多或者不均勻的,應(yīng)當(dāng)加密,才能起到查明邊坡巖土體類型及分布形態(tài)特征的作用。
勘探點(diǎn)間距可以是一個(gè)范圍值,勘察單位可以根據(jù)巖土體均勻性及邊坡安全等級(jí)綜合確定,對(duì)于邊坡安全等級(jí)高的、巖土體均勻性差的,勘探點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密;對(duì)于邊坡安全等級(jí)低的、巖土體均勻性好的,勘探點(diǎn)可以適當(dāng)放寬。
《巖土工程勘察規(guī)范 (2009版)》 (GB50021-2001)規(guī)定,地基復(fù)雜程度為復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為10m ~15m;地基復(fù)雜程度為中等復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為15m ~30m;地基復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單的,勘探點(diǎn)間距為30m ~50m?!妒姓こ炭辈煲?guī)范》 (CJJ56-2012)規(guī)定,地基復(fù)雜程度為復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為30m ~50m;地基復(fù)雜程度為中等復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為50m ~75m;地基復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單的,勘探點(diǎn)間距為75m ~150m。《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》 (GB50307-2012)地基復(fù)雜程度為復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為15m ~30m;地基復(fù)雜程度為中等復(fù)雜的,勘探點(diǎn)間距為30m ~50m;地基復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單的,勘探點(diǎn)間距為50m ~60m。
根據(jù)現(xiàn)行邊坡規(guī)范規(guī)定,勘探線間距小于40m,勘探點(diǎn)間距小于25m。相對(duì)于其他規(guī)范,《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)勘探線和勘探點(diǎn)的密度大,勘探工作量大,勘察費(fèi)用高。邊坡工程由于地形復(fù)雜、植被多、野外作業(yè)難度大,部分鉆孔的布置超出建筑用地紅線,上山道路困難及青苗賠償?shù)葐?wèn)題較多,按現(xiàn)行規(guī)范布置的鉆孔密度,實(shí)施起來(lái)非常困難。建議結(jié)合其他行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)放寬邊坡勘察關(guān)于勘探線和勘探點(diǎn)間距的規(guī)定,以便實(shí)施。
一般情況下,巖質(zhì)邊坡巖土體種類少,均勻性較好,強(qiáng)度差別不大。如現(xiàn)場(chǎng)有基巖裸露,且通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪及地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)巖性及強(qiáng)度變化不大,查清巖體結(jié)構(gòu)面類型、特征,可以布置少量鉆探,布置鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)有外傾結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡,可結(jié)合工程地質(zhì)測(cè)繪輔以鉆孔電視,查明結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征。
表2 邊坡勘探點(diǎn)和勘探線間距
邊坡工程的地質(zhì)條件通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查,能初步發(fā)現(xiàn)該邊坡的工程地質(zhì)規(guī)律。通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查,確定哪些區(qū)域巖石出露、哪些區(qū)域覆蓋層厚度較大、哪些區(qū)域有填土等,再根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),并結(jié)合擬采用的支擋結(jié)構(gòu)有針對(duì)性地進(jìn)行勘探點(diǎn)布置。巖石出露區(qū)域應(yīng)以調(diào)查為主,可布置少量勘探點(diǎn),填土區(qū)域勘探點(diǎn)應(yīng)加密。
不同支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡勘探點(diǎn)間距的要求不一樣。對(duì)于錨桿格構(gòu)、分級(jí)削坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí),可采用主-輔勘探線(剖面)法,縱向勘探線的布置應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)分區(qū)進(jìn)行,不同山體單元均應(yīng)有主勘探線控制,主勘探線應(yīng)以垂直邊坡走向或平行主滑方向布置,在其兩側(cè)可布置輔助勘探線??碧骄€和勘探點(diǎn)間距應(yīng)根據(jù)巖土層差異性和均勻性進(jìn)行調(diào)整,在錨桿分布范圍內(nèi),均應(yīng)有鉆孔控制。
對(duì)于擋土墻,應(yīng)沿?fù)跬翂字行木€布置勘探線,當(dāng)擋土墻基底寬度大于10m 時(shí),宜增加勘探線,勘探點(diǎn)的間距可以參考《巖土工程勘察規(guī)范 (2009年版)》 (GB50021-2001)關(guān)于天然基礎(chǔ)的勘探點(diǎn)間距要求,巖土層差異性大的,勘探點(diǎn)間距為10m ~15m;巖土層差異性中等的,勘探點(diǎn)間距為15m ~30m;巖土層差異性小的,勘探點(diǎn)間距為30m ~50m。
對(duì)于抗滑樁,應(yīng)沿抗滑樁布置的軸線布置勘探線,勘探點(diǎn)的間距可以參考《巖土工程勘察規(guī)范 (2009年版)》(GB50021-2001)關(guān)于樁基礎(chǔ)勘察時(shí)摩擦樁的勘察要求,間距可以控制在20m ~35m,如果地質(zhì)條件復(fù)雜,應(yīng)適當(dāng)加密。建議值見(jiàn)表2。
本文將《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)與建設(shè)、公路、城市軌道交通、水利等行業(yè)以及部分省的地方現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在邊坡工程勘察的勘探線和勘探點(diǎn)間距的規(guī)定進(jìn)行了對(duì)比,對(duì)現(xiàn)行《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)關(guān)于邊坡勘察勘探點(diǎn)布置規(guī)定進(jìn)行了較深入的探討,根據(jù)邊坡工程勘察實(shí)際工作提出了邊坡勘察勘探點(diǎn)間距布置的一些建議。