邊坡地質(zhì)勘察勘探點(diǎn)和勘探線(xiàn)布置的分析研究

王玉培 羅士然 趙新博

（1河北雙誠(chéng)建筑工程檢測(cè)有限公司，河北 石家莊 050000；2河北建設(shè)勘察研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

1 勘探點(diǎn)和勘探線(xiàn)的規(guī)范要求

GB 50330-2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于勘察等級(jí)的劃分和不同勘察等級(jí)所對(duì)應(yīng)的勘探點(diǎn)和勘探線(xiàn)間距如表1所示。

表1 規(guī)范對(duì)勘探線(xiàn)和勘探點(diǎn)的相關(guān)規(guī)定

2 現(xiàn)行勘察規(guī)范存在的問(wèn)題

現(xiàn)行建筑勘察規(guī)范依據(jù)邊坡地質(zhì)復(fù)雜程度和項(xiàng)目安全級(jí)別兩個(gè)因素將勘察等級(jí)劃分為三個(gè)等級(jí)。勘探點(diǎn)之間的距離和勘探線(xiàn)之間的距離劃分均按照邊坡勘察等級(jí)確定。這一規(guī)定與GB 50021-2001《巖土工程勘察規(guī)范(2009年版）》中關(guān)于邊坡地質(zhì)勘探點(diǎn)和勘探線(xiàn)間距的劃分原則有較大差距，且不如GB 50021-2001的依據(jù)充足，究其原因是建筑勘察規(guī)范對(duì)勘探點(diǎn)間距的規(guī)定中沒(méi)有考慮邊坡地質(zhì)巖土體類(lèi)別、巖土體的均勻性及其變化性等。

1）勘探點(diǎn)間距未考慮巖土體特征

建筑邊坡勘察規(guī)范規(guī)定，高度超過(guò)5m、坡度超過(guò)45°的邊坡為地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜邊坡，并依此來(lái)確定勘探點(diǎn)和勘探線(xiàn)間距。該規(guī)定如果針對(duì)一般山坡地帶的邊坡地質(zhì)工程勘探，那么沒(méi)有問(wèn)題，但如果針對(duì)土質(zhì)邊坡，則不是很合理，因?yàn)楦叨瘸^(guò)5m、坡度超過(guò)45°的土質(zhì)邊坡一定存在較多的滑動(dòng)面，如果按照滑動(dòng)面數(shù)量來(lái)確定勘察等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，而按照規(guī)范中地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度來(lái)劃分則為二級(jí)。

參考以下案例。擬建工程的土質(zhì)邊坡需要處理，邊坡高度為13m，邊坡長(zhǎng)度為160m，邊坡的坡度為56°，邊坡處理形式采用人工挖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可以判斷，該地質(zhì)邊坡如果被破壞，對(duì)擬建建筑物會(huì)造成嚴(yán)重的后果，所以確定該邊坡的安全等級(jí)為二級(jí)。邊坡的高度和坡度較大，導(dǎo)致該邊坡存在較多潛在滑動(dòng)面，地質(zhì)情況復(fù)雜。按照GB 50330-2013規(guī)定，該邊坡的勘察等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。根據(jù)表1可知，邊坡勘探點(diǎn)的間距應(yīng)小于等于15m；邊坡勘探線(xiàn)的間距應(yīng)小于等于20m。按此要求，該邊坡工程需要布置至少8條勘探線(xiàn)、24個(gè)勘探孔。由于該邊坡坡度達(dá)到56°，且邊坡山體植被繁茂，勘探鉆機(jī)移動(dòng)和成孔作業(yè)難度相當(dāng)大，直接導(dǎo)致勘探成本增加。對(duì)該邊坡項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該邊坡巖土體種類(lèi)少且均勻，具有較小的強(qiáng)度變化，滑動(dòng)面雖然多，但完全可以按照地質(zhì)環(huán)境簡(jiǎn)單進(jìn)行考慮，將邊坡勘察等級(jí)確定為三級(jí)。根據(jù)表1可知，邊坡勘探點(diǎn)的間距應(yīng)大于20m小于等于25m；邊坡勘探線(xiàn)的間距應(yīng)大于30m小于等于40m，這樣只需要布置4條勘探線(xiàn)、12個(gè)勘探孔即可，減少了50%的工作量，大大降低了勘察成本。

以上關(guān)于勘探孔布置的分析針對(duì)的是土質(zhì)邊坡，而巖質(zhì)邊坡的勘探孔布置需要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上輔以工程地質(zhì)測(cè)繪，遇有外傾結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡，需要采用無(wú)人機(jī)航拍三維建模和激光雷達(dá)掃描等先進(jìn)技術(shù)來(lái)統(tǒng)計(jì)巖層裂隙，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。

參考以下案例。擬建工程的巖質(zhì)邊坡需要處理，邊坡高度為26m，邊坡長(zhǎng)度為260m，根據(jù)擬建工程具體情況，邊坡破壞后會(huì)對(duì)建筑物造成影響重大，屬安全等級(jí)為一級(jí)的巖質(zhì)邊坡。該巖質(zhì)邊坡存有較明顯的外傾結(jié)構(gòu)面，地質(zhì)情況復(fù)雜，按照規(guī)范要求該邊坡勘察等級(jí)為一級(jí)，應(yīng)布置13條勘探線(xiàn)和39個(gè)勘探口，但該邊坡高大陡峭，鉆機(jī)施工和移動(dòng)均十分困難，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)，勘察成本高。但是經(jīng)過(guò)前幾個(gè)勘探孔巖心取樣后發(fā)現(xiàn)，巖心基本為微風(fēng)化花崗巖，無(wú)明顯差異。勘察方案調(diào)整為地質(zhì)測(cè)繪為主、無(wú)人機(jī)航拍為輔的巖質(zhì)邊坡三維模型。按照三維模型的調(diào)查結(jié)果，邊坡最終布置了8個(gè)勘探孔，為了更加準(zhǔn)確地確定巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面的分布情況，勘察過(guò)程中首次采用了鉆孔電視。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)易試驗(yàn)為輔、室內(nèi)土工試驗(yàn)為主的巖樣數(shù)據(jù)分析，最終制作了合格的勘察報(bào)告，勘察成本較先前的方案大幅降低。

2）勘探點(diǎn)間距未考慮結(jié)構(gòu)類(lèi)型

邊坡勘察的主要目的是為邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)資料，但GB 50330-2013在制定勘探點(diǎn)間距時(shí)并沒(méi)有將邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型這一因素考慮在內(nèi)，所以，遵循規(guī)范的邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案，要么安全系數(shù)不夠，要么預(yù)算過(guò)高。

參考以下案例。擬建項(xiàng)目的擋土墻工程約125m長(zhǎng)，5m高。邊坡地層情況較復(fù)雜，主要包括雜填土、粉質(zhì)黏土、不飽和淤泥質(zhì)土以及中粗砂層等，且地層均勻性較差。根據(jù)擬建工程的特點(diǎn)，將邊坡安全等級(jí)確定為三級(jí)，按照勘察規(guī)范要求，該邊坡工程勘察等級(jí)確定為二級(jí)。根據(jù)表1可知，該邊坡工程應(yīng)布置12個(gè)勘探孔、6條勘探線(xiàn)。根據(jù)勘察結(jié)論進(jìn)行了邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)采用懸臂擋土墻，但是在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，地基土無(wú)法滿(mǎn)足邊坡設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)行地基換填，而地層均勻性較差，換填深度不一，換填成本增加，因此不得不根據(jù)懸臂擋土墻結(jié)構(gòu)特性重新補(bǔ)勘，補(bǔ)勘將勘探孔間距由原來(lái)的20m調(diào)成為10m，并形成補(bǔ)勘報(bào)告。根據(jù)補(bǔ)勘結(jié)論重新進(jìn)行邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，對(duì)換填較深區(qū)域采用高壓旋噴樁進(jìn)行地基處理，保障了擋土墻的安全。如果勘察初期將邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型考慮在內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生二次補(bǔ)勘現(xiàn)象，勘察成本也會(huì)相應(yīng)降低。

3 對(duì)勘探點(diǎn)間距的建議

1）綜合考慮勘探點(diǎn)間距布置的影響因素

由以上案例分析可知，邊坡勘探孔間距與邊坡巖土體類(lèi)型、巖土體分布均勻性有關(guān)，巖土體類(lèi)型單一的，可以適當(dāng)增加勘探孔間距，巖土體類(lèi)型較多且分布不均勻的，應(yīng)適當(dāng)減小勘探孔間距。勘探點(diǎn)間距不是一個(gè)固定值，而是一個(gè)區(qū)間值，勘探孔間距應(yīng)根據(jù)邊坡安全等級(jí)和邊坡巖土體種類(lèi)、巖土體類(lèi)型來(lái)綜合確定，不應(yīng)僅依據(jù)邊坡安全等級(jí)。

2）對(duì)邊坡勘探點(diǎn)間距進(jìn)行區(qū)域劃分

利用工程地質(zhì)測(cè)繪和實(shí)地調(diào)查可以對(duì)邊坡工程的地質(zhì)規(guī)律進(jìn)行初步判斷，了解邊坡工程的巖石出露區(qū)域、覆蓋層較厚的區(qū)域、回填土區(qū)域等，繼而將整個(gè)邊坡工程劃分為若干區(qū)域，再結(jié)合擬定的支護(hù)結(jié)構(gòu)，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)域的勘探點(diǎn)應(yīng)加密。

3）勘探點(diǎn)間距應(yīng)考慮邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型

通過(guò)以上論述可以明確勘探點(diǎn)間距受支護(hù)類(lèi)型的制約，對(duì)不同類(lèi)型的邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用的勘探方法不同。比如，主-輔勘探線(xiàn)（剖面）勘探法適合分級(jí)開(kāi)挖且采用錨桿支護(hù)的邊坡工程，每個(gè)區(qū)域單元內(nèi)應(yīng)有一條主勘探線(xiàn)，在主勘探線(xiàn)兩側(cè)布置輔勘探線(xiàn)。邊坡勘探點(diǎn)間距和勘探線(xiàn)間距應(yīng)在規(guī)范基礎(chǔ)上，根據(jù)邊坡巖體類(lèi)型和巖體分布均勻程度進(jìn)行調(diào)整，且在邊坡錨桿支護(hù)的區(qū)域范圍內(nèi)都應(yīng)設(shè)置勘探孔。邊坡支護(hù)類(lèi)型為擋土墻時(shí)，勘探線(xiàn)的布置應(yīng)沿?fù)跬翂A(chǔ)底部的中心線(xiàn)，以擋土墻基底寬度為基準(zhǔn)進(jìn)行勘探線(xiàn)間距和勘探點(diǎn)間距的設(shè)置，當(dāng)基底寬度超過(guò)10m時(shí)，應(yīng)增加勘探線(xiàn)。邊坡支護(hù)類(lèi)型為擋土墻的勘探點(diǎn)間距可以參考GB 50021-2001進(jìn)行設(shè)置。邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)為抗滑樁時(shí)，勘探線(xiàn)應(yīng)沿抗滑樁的軸線(xiàn)布置，巖土地層情況復(fù)雜時(shí)應(yīng)減少勘探口間距。以上幾種邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的勘探孔和勘探線(xiàn)間距見(jiàn)表2。

表2 不同支護(hù)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的勘探點(diǎn)、勘探線(xiàn)間距

4 結(jié)語(yǔ)

在GB 50330-2013基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例對(duì)勘探孔和勘探線(xiàn)的布置進(jìn)行了深入的分析研究，并給出了建議。