方玉樹

（1后勤工程學(xué)院，重慶 401311；2巖土力學(xué)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401311）

0 引言

近十余年來，我國建筑邊坡工程采用專門的屬于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分類性質(zhì)的巖體分類方案。它用于確定巖質(zhì)邊坡巖體強(qiáng)度參數(shù)（巖體等效內(nèi)摩擦角）、支護(hù)結(jié)構(gòu)巖石荷載修正系數(shù)、巖體破裂角、錨桿抽檢比例、工程安全等級、錨噴支護(hù)做法、同坡高下的坡率允許值、采用排樁式錨桿擋墻的推薦范圍、預(yù)應(yīng)力錨桿傳力結(jié)構(gòu)類型[1-2]。劃分建筑邊坡巖體類型成了我國建筑邊坡工程中一個基本的要求。

數(shù)年前筆者曾分析過原建筑邊坡巖體分類方案在分類規(guī)律、分類對象、分類因素及工程應(yīng)用等方面存在的問題[3-4]。因現(xiàn)分類方案本身及其應(yīng)用領(lǐng)域和方式有所變化，本文在新老分類方案對比的基礎(chǔ)上對現(xiàn)建筑邊坡巖體分類方案在邊坡巖體覆蓋范圍、邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律和工程應(yīng)用方面存在的新問題進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)建議。為節(jié)省篇幅，以后文中“外傾結(jié)構(gòu)面或外傾不同結(jié)構(gòu)面的組合線”一語均用“外傾結(jié)構(gòu)面”一語代替。

1 新老分類方案的對比

現(xiàn)建筑邊坡巖體分類方案是:有外傾結(jié)構(gòu)面時如表1所示（其中巖體完整程度采用常規(guī)的五分法劃分）。無外傾結(jié)構(gòu)面時，完整、較完整的堅(jiān)硬巖、較硬巖宜劃為Ⅰ類，較破碎的堅(jiān)硬巖、較硬巖宜劃為Ⅱ類；完整、較完整的較軟巖、軟巖宜劃為Ⅱ類，較破碎的較軟巖、軟巖可劃為Ⅲ類。

與老分類方案進(jìn)行比較可知，現(xiàn)分類方案有下列新情況:

（1）除破碎、極破碎巖體外，表1實(shí)際上只是有外傾結(jié)構(gòu)面巖體的分類表。

（2）表1刪除了不包括由外傾軟弱結(jié)構(gòu)面控制的邊坡和傾倒崩塌型破壞的邊坡的注解，表明表1包括了所有有外傾結(jié)構(gòu)面的邊坡巖體。

（3）最不利的外傾結(jié)構(gòu)面傾角下限從35°降低為27°。

（4）巖體完整程度從三分法改為五分法（其中，五分法中“完整”與三分法中“完整”相當(dāng)；五分法中“較完整”和“較破碎”與三分法中“較完整”相當(dāng)，五分法中“破碎”和“極破碎”與三分法中“不完整”相當(dāng)），其中，“完整”巖體類別歸屬與原分類方案的“完整”巖體相當(dāng)，“破碎”、“極破碎”巖體類別歸屬與原分類方案的“不完整”巖體相當(dāng)，“較完整”巖體類別歸屬與原分類方案的“較完整”巖體相當(dāng)，“較破碎”巖體的類別歸屬與原分類方案的“較完整”巖體不同，做了重新安排。

2 現(xiàn)分類方案在邊坡巖體覆蓋范圍方面存在的問題

現(xiàn)分類方案與原方案一樣存在某些邊坡巖體找不到類別歸屬的問題，只是具體情況不同而已。下列邊坡巖體均找不到類別歸屬:（1）外傾結(jié)構(gòu)面傾角大于75°或小于27°、結(jié)構(gòu)面結(jié)合差的較破碎巖體；（2）結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差的完整巖體；（3）結(jié)構(gòu)面結(jié)合極差的巖體；（4）結(jié)構(gòu)面結(jié)合差或很差、外傾結(jié)構(gòu)面傾角27°～75°、外傾結(jié)構(gòu)面不以層面為主但結(jié)構(gòu)面貫通性好的較完整巖體（因其外傾結(jié)構(gòu)面不以層面為主，故不屬于表1中IV類巖體第一種情形；因其外傾結(jié)構(gòu)面貫通性不差，故也不屬于表1注解7所列III類巖體情形）；（5）結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差、外傾結(jié)構(gòu)面傾角27°～75°、外傾結(jié)構(gòu)面不以層面為主且結(jié)構(gòu)面貫通性差的較完整巖體（因其外傾結(jié)構(gòu)面不以層面為主，故不屬于表1中IV類巖體第一種情形；因其結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差，故也不屬于表1注解7所列III類巖體情形）。

表1 現(xiàn)建筑邊坡巖體分類

3 現(xiàn)分類方案在邊坡穩(wěn)定性變化規(guī)律方面存在的問題

根據(jù)現(xiàn)分類方案的相關(guān)說明和分類因素，現(xiàn)分類方案同原分類方案一樣屬于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分類，因此，現(xiàn)分類方案應(yīng)體現(xiàn)坡高坡形相同邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化:巖體類別相同時，邊坡穩(wěn)定性相同或相近；巖體類別不同時，邊坡穩(wěn)定性不同；巖體類別越低，邊坡穩(wěn)定性越高。這是對作為邊坡穩(wěn)定性分類的邊坡巖體分類方案的基本要求。但下列現(xiàn)象表明現(xiàn)分類方案沒有體現(xiàn)坡高坡形相同的邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化。

3.1 同樣的巖體在無外傾結(jié)構(gòu)面時的類別低于有外傾結(jié)構(gòu)面時的類別

（1）按現(xiàn)分類方案，當(dāng)有傾角小于27°、結(jié)合良好或一般的外傾結(jié)構(gòu)面時，較破碎的較軟巖、軟巖巖體劃為Ⅱ類；當(dāng)無外傾結(jié)構(gòu)面時，較破碎的較軟巖、軟巖巖體劃為Ⅲ類。

（2）按現(xiàn)分類方案，對高度不大于15m的邊坡，當(dāng)有傾角小于27°、結(jié)合良好或一般的外傾結(jié)構(gòu)面時，完整的較軟巖巖體劃為I類；當(dāng)無外傾結(jié)構(gòu)面時，完整的較軟巖巖體劃為Ⅱ類。

3.2 與原分類方案相比，有外傾結(jié)構(gòu)面的邊坡巖體類別大范圍大幅度降低

（1）在現(xiàn)分類方案中，完整程度按五分法劃分的“較破碎”巖體屬于原分類方案中完整程度按三分法劃分的“較完整”巖體，但其類別歸屬則與原分類方案不同:結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好或一般、外傾結(jié)構(gòu)面傾角大于75°或小于27°的較破碎巖體由原分類方案中Ⅱ類降為Ⅲ類；結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般、外傾結(jié)構(gòu)面傾角35°～75°的較破碎巖體由原分類方案中Ⅲ類降為IV類?，F(xiàn)邊坡巖體分類方案的相關(guān)說明沒有解釋這兩種巖體穩(wěn)定性為何分別低于Ⅱ類和Ⅲ類而與Ⅲ類和IV類相同或相近。

（2）在現(xiàn)分類方案中，最不利的外傾結(jié)構(gòu)面傾角下限從02版的35°降低為27°。 這一調(diào)整使外傾結(jié)構(gòu)面傾角為27°～34°、在原分類方案中為I類、Ⅱ類、Ⅲ類的巖體分別降為Ⅱ類、Ⅲ類、IV類?，F(xiàn)邊坡巖體分類方案的相關(guān)說明對此解釋說:結(jié)構(gòu)面傾角由35°改為27°，是因?yàn)榉诸惪紤]了后仰邊坡，而緩傾結(jié)構(gòu)面在后仰邊坡中容易發(fā)生破壞。這樣的說法沒有解釋這些巖體穩(wěn)定性為何分別低于I類、Ⅱ類、Ⅲ類而與Ⅱ類、Ⅲ類、IV類相同或相近。同時，這樣的說法也是不正確的:對同樣傾角的外傾結(jié)構(gòu)面，直立邊坡比后仰邊坡有更大的滑體自重。只要這個滑體不是因后緣陡傾裂隙和充當(dāng)滑面的外傾結(jié)構(gòu)面這兩個面上的水壓力而滑動，直立邊坡就比后仰邊坡更易沿充當(dāng)滑面的外傾結(jié)構(gòu)面滑動。

（3）更有甚者，“較破碎”巖體類別歸屬和最不利外傾結(jié)構(gòu)面傾角下限這兩方面的下調(diào)導(dǎo)致下列結(jié)果:結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般、外傾結(jié)構(gòu)面傾角為27°～34°的較破碎巖體由原分類方案中的Ⅱ類降為IV類（即從“較好”降為“最差”）?，F(xiàn)邊坡巖體分類方案的相關(guān)說明沒有解釋這種巖體穩(wěn)定性為何遠(yuǎn)低于Ⅱ類而與IV類相同或相近。

3.3 沒有體現(xiàn)不同破壞方式穩(wěn)定性受控因素的不同

（1）沒有體現(xiàn)傾倒崩塌型破壞和滑移型破壞穩(wěn)定性受控因素的不同。現(xiàn)分類方案包括了傾倒崩塌型邊坡。對傾倒崩塌型破壞，陡傾結(jié)構(gòu)面起控制作用而無論是否外傾，結(jié)構(gòu)面對穩(wěn)定性的影響主要取決于結(jié)構(gòu)面貫通程度而不是結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度；對外傾結(jié)構(gòu)面而言，同等情況下，傾角為85°的外傾結(jié)構(gòu)面比傾角為60°的外傾結(jié)構(gòu)面更易引起傾倒崩塌。因此，將外傾結(jié)構(gòu)面傾角和獨(dú)立于巖體完整程度之外的結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度作為主要分類因素和將外傾結(jié)構(gòu)面傾角為27°～75°作為結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的最不利情況對傾倒崩塌型邊坡而言是不正確的。

（2）沒有體現(xiàn)沿外傾結(jié)構(gòu)面滑移和沿巖體中最不利方向滑移穩(wěn)定性受控因素的不同。巖質(zhì)邊坡滑坡型破壞至少有兩種:一種是沿外傾結(jié)構(gòu)面滑移 （即受外傾結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞），一種是沿巖體中最不利方向滑移（即受巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞）。從實(shí)際邊坡工程中這兩種滑移型破壞形式的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算過程可知，在抗剪強(qiáng)度參數(shù)方面，對受外傾結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞，邊坡穩(wěn)定性僅取決于外傾結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)；對受巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞，邊坡穩(wěn)定性僅取決于巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)，而巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)（巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角）取決于巖石抗剪強(qiáng)度參數(shù)（巖石粘聚力和巖石內(nèi)摩擦角）及巖體完整程度。對受外傾結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞而言，將巖體完整程度作為主要分類因素是不正確的。對受巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞而言，將外傾結(jié)構(gòu)面傾角和獨(dú)立于巖體完整程度之外的結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度作為主要分類因素而不將巖石堅(jiān)硬程度作為主要分類因素是不正確的。比如:對坡高相同、巖石均較硬的直立邊坡，巖體完整、外傾結(jié)構(gòu)面傾角為70°、結(jié)合差、強(qiáng)度參數(shù)為φ=19O，c=60kPa時的抗滑穩(wěn)定性低于巖體較完整、外傾結(jié)構(gòu)面傾角為70°、結(jié)合差、強(qiáng)度參數(shù)為φ=25O，c=80kPa時的抗滑穩(wěn)定性，但按表1劃分巖體類別時，前者為Ⅲ類，后者為IV類，分類規(guī)律與邊坡抗滑穩(wěn)定性規(guī)律相反。對受巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的破壞而言，兩種邊坡巖體均有很高的抗滑穩(wěn)定性，劃為最低的Ⅲ類和IV類均是不合適的。

3.4 沒有體現(xiàn)坡角對外傾結(jié)構(gòu)面傾角和結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度作用的影響

外傾結(jié)構(gòu)面傾角和結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度對邊坡抗滑穩(wěn)定性所起的作用與坡角有關(guān)，考慮外傾結(jié)構(gòu)面傾角和結(jié)合程度對邊坡抗滑穩(wěn)定性所起的作用遠(yuǎn)不是判定其傾角是否在27°～75°范圍內(nèi)、其結(jié)合程度屬哪個檔次這么簡單。比如:坡角同為60°且坡高相同時，傾角為74°且結(jié)合差的外傾層面對邊坡抗滑穩(wěn)定性所起的作用與傾角為46°且結(jié)合差的外傾層面對邊坡抗滑穩(wěn)定性所起的作用大不相同。當(dāng)巖石較硬、巖體完整時，兩者的穩(wěn)定性相差甚遠(yuǎn)（前者抗滑穩(wěn)定，后者在坡高較大時抗滑不穩(wěn)定，兩者穩(wěn)定狀態(tài)處于兩個極端），但按表1劃分的巖體類別均為Ⅲ類。又比如:坡高相同時，傾角為88°且結(jié)合差的外傾層面對坡角為50°的邊坡和直立邊坡抗傾覆穩(wěn)定性所起的作用大不相同。當(dāng)巖石較硬、巖體完整時，兩者的穩(wěn)定性相差甚遠(yuǎn)（前者抗傾穩(wěn)定，后者在坡高較大時抗傾不穩(wěn)定，兩者穩(wěn)定狀態(tài)處于兩個極端），但按表1劃分的巖體類別均為Ⅱ類。

3.5 沒有體現(xiàn)外傾結(jié)構(gòu)面傾角和結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度組合作用的不同

例如:巖石較硬、巖體完整時，外傾結(jié)構(gòu)面傾角為28°、結(jié)合良好、強(qiáng)度參數(shù)為φ=36O，c=140kPa的邊坡巖體和外傾結(jié)構(gòu)面傾角為26°、結(jié)合差、強(qiáng)度參數(shù)為φ=19O，c=60kPa的邊坡巖體均為Ⅱ類，但坡角同為90°且坡高相同時，前者抗滑穩(wěn)定，后者在坡高較大時抗滑不穩(wěn)定，兩者穩(wěn)定狀態(tài)處于兩個極端。

3.6 直立邊坡自穩(wěn)能力表述矛盾

（1）直立邊坡自穩(wěn)能力表述與穩(wěn)定狀態(tài)劃分的規(guī)定矛盾。根據(jù)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)的劃分標(biāo)準(zhǔn)[2]，在“穩(wěn)定”和“欠穩(wěn)定”之間還有“基本穩(wěn)定”一級，在“穩(wěn)定”和“不穩(wěn)定”之間還有“基本穩(wěn)定”和“欠穩(wěn)定”二級，各級穩(wěn)定狀態(tài)對應(yīng)不同的穩(wěn)定系數(shù)。表1“直立邊坡自穩(wěn)能力”一欄中，對Ⅱ類巖體“15m高的邊坡穩(wěn)定，15～30m高的邊坡欠穩(wěn)定”的表述意味著:對Ⅱ類巖體直立邊坡而言，一旦高度超過15m，穩(wěn)定狀態(tài)就從“穩(wěn)定”越過“基本穩(wěn)定”直接進(jìn)入“欠穩(wěn)定”。對I類巖體“30m高的邊坡長期穩(wěn)定，偶有掉塊”的表述和對Ⅱ類巖體“15m高的邊坡穩(wěn)定，15～30m高的邊坡欠穩(wěn)定”的表述意味著:對高度超過15m的直立邊坡而言，一旦巖體類別從Ⅱ類升為I類，穩(wěn)定狀態(tài)就從“欠穩(wěn)定”越過“基本穩(wěn)定”直接進(jìn)入“穩(wěn)定”。對Ⅲ類巖體“8m高的邊坡穩(wěn)定，15m高的邊坡欠穩(wěn)定”的表述和對IV類巖體“8m高的邊坡不穩(wěn)定”的表述意味著:對高度為8m的直立邊坡而言，一旦巖體類別從IV類升為Ⅲ類，穩(wěn)定狀態(tài)就從“不穩(wěn)定”越過“欠穩(wěn)定”和“基本穩(wěn)定”直接進(jìn)入“穩(wěn)定”。

（2）直立邊坡自穩(wěn)能力表述與巖體類別劃分結(jié)果矛盾。表1“直立邊坡自穩(wěn)能力”一欄中，對Ⅱ類巖體中巖體較完整、結(jié)構(gòu)面結(jié)合良好或一般、外傾結(jié)構(gòu)面傾角＞75°或＜27°情形采用“邊坡出現(xiàn)局部落塊”的表述，這與對Ⅱ類巖體中另外兩種情形采用“15m高的邊坡穩(wěn)定，15～30m高的邊坡欠穩(wěn)定”的表述不同，卻與對I類巖體采用“30m高的邊坡長期穩(wěn)定，偶有掉塊”的表述接近，意味著同一巖體類別的直立邊坡不具有相同或相近的自穩(wěn)能力，不同巖體類別的直立邊坡具有相近的自穩(wěn)能力。

實(shí)際上，與原分類方案一樣，現(xiàn)分類方案中直立邊坡自穩(wěn)能力這個分類因素既沒有也無法且不應(yīng)對分類發(fā)揮作用:a.邊坡巖體分類是以巖體完整程度、結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度和結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀三因素為主、兼顧其他因素的影響（其他因素的影響見表1注解）。由此將巖體歸類后并無更改。b.在勘察設(shè)計(jì)中直立邊坡尚未形成，在施工中對一些直立高邊坡常采用逆作法，更有大量邊坡并非直立，直立邊坡自穩(wěn)能力無法考察。c.隨著坡角的變化，外傾結(jié)構(gòu)面對穩(wěn)定性所起的作用大小將發(fā)生變化（具體說明見本部分第4個問題的論述），故直立邊坡自穩(wěn)能力不代表非直立邊坡自穩(wěn)能力，而邊坡巖體分類并不限于直立邊坡，因此，直立邊坡自穩(wěn)能力不應(yīng)對分類發(fā)揮作用。鑒于這些情況，直立邊坡自穩(wěn)能力這個因素應(yīng)該取消。

3.7 某些巖體類別不確定

現(xiàn)分類方案中“完整的極軟巖可劃為III類或IV類”這一注解提供了巖體類別的兩個選擇。

上述分析表明，現(xiàn)分類方案沒有體現(xiàn)坡高坡形相同邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化，也沒有體現(xiàn)坡高坡形相同邊坡在同一破壞方式 （傾倒崩塌破壞或受結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的滑移破壞或受巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)控制的滑移破壞或其他破壞方式）下穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化，說明現(xiàn)分類方案在名義上是邊坡穩(wěn)定性分類，實(shí)際上不是邊坡穩(wěn)定性分類，也不是同一破壞方式下的邊坡穩(wěn)定性分類。根據(jù)其分類因素可知，它也不是巖體完整程度分級、巖石堅(jiān)硬程度分級、巖體基本質(zhì)量分級或者其它分級。因此，它是一個缺乏規(guī)律性和邏輯性的分類。

4 現(xiàn)分類方案在邊坡工程應(yīng)用方面存在的問題

現(xiàn)分類方案在建筑邊坡工程中的應(yīng)用共有九個方面。現(xiàn)對其進(jìn)行一一分析。

4.1 關(guān)于巖體破裂角的確定

巖體破裂角即邊坡巖體破裂面傾角。其公式與巖土壓力公式相伴而生，確定的巖土壓力公式對應(yīng)著確定的破裂角公式。不應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行巖體類別確定破裂角[5]。況且，因巖體破裂角建立在主動土壓力概念基礎(chǔ)上而主動土壓力概念對邊坡抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載計(jì)算不適用，巖體破裂角的概念應(yīng)取消[5-6]。

4.2 關(guān)于同坡高下坡率允許值的確定

因現(xiàn)分類方案不體現(xiàn)坡高坡形相同邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化，故不能用于確定同坡高下的穩(wěn)定坡率。例如:巖體完整時，外傾結(jié)構(gòu)面傾角為28°、結(jié)合良好、強(qiáng)度參數(shù)為φ=36O，c=140kPa的邊坡巖體和外傾結(jié)構(gòu)面傾角為26°、結(jié)合差、強(qiáng)度參數(shù)為φ=19O，c=60kPa的邊坡巖體均為Ⅱ類，但當(dāng)坡高同為24m、巖石同為微風(fēng)化、邊坡工程安全等級同為一級時，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，前者穩(wěn)定率可達(dá)1∶0.00，達(dá)到坡高為8m以下的Ⅰ類巖體坡率允許值上限，后者穩(wěn)定坡率為1∶0.22，僅略高于坡高為15～25m的Ⅱ類巖體坡率允許值上限1∶0.25。

況且，穩(wěn)定坡率如同邊坡穩(wěn)定系數(shù)一樣與許多因素有關(guān)，應(yīng)通過邊坡穩(wěn)定性計(jì)算確定，不應(yīng)根據(jù)巖體類別、風(fēng)化程度及坡高查表確定。正如付文光等人所言[7]:“現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已是日常工具，計(jì)算整體穩(wěn)定性是對設(shè)計(jì)者最基本的要求……查表設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代工程建設(shè)與現(xiàn)代工程管理的需要?！?/p>

此外，坡率允許值不僅包括抗滑穩(wěn)定坡率還包括控制拉裂坡率（為控制拉裂變形而設(shè)定的坡率上限）。一些巖石堅(jiān)硬程度較高和巖體完整程度較高的高陡邊坡抗滑穩(wěn)定性很高，但仍需要放坡或支護(hù)，這是因?yàn)楦叨高吰缕马斂赡軙霈F(xiàn)拉裂變形，最后逐漸演化為崩塌破壞。控制拉裂坡率與邊坡巖體抵抗側(cè)向變形的能力有關(guān)，抵抗側(cè)向變形能力越低，控制拉裂坡率越小，而邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力與巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度和有無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面有關(guān)，巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度越低，邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力越低，而在相同巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度情況下，有與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力低于無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時?，F(xiàn)行邊坡巖體分類方案不是邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力分類，因此，不應(yīng)據(jù)此確定控制拉裂坡率。

4.3 關(guān)于推薦采用排樁式錨桿擋墻范圍的確定

目前，塌滑區(qū)內(nèi)有重要建筑物基礎(chǔ)的Ⅳ類巖質(zhì)邊坡被列入推薦采用排樁式錨桿擋墻的范圍。

排樁式錨桿擋墻的特點(diǎn)是可以先完成樁的施工，然后自上而下交替實(shí)施切坡和錨桿。這樣，既避免切坡施工帶來的安全隱患，又能較好地約束邊坡變形。因此，它特別適用于切坡施工時可能失穩(wěn)、預(yù)估變形可能突破變形控制值的邊坡。故推薦采用排樁式錨桿擋墻的范圍應(yīng)是切坡施工時可能失穩(wěn)或預(yù)估變形可能突破變形控制值的邊坡。

現(xiàn)分類方案不體現(xiàn)坡高坡形相同邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化，故Ⅳ類巖質(zhì)邊坡不一定是穩(wěn)定性相對最差的邊坡。現(xiàn)分類方案不是抵抗側(cè)向變形能力分類，故Ⅳ類巖質(zhì)邊坡不一定是抗變形能力相對最差的邊坡。況且，穩(wěn)定性相對最差的邊坡也不意味著在切坡施工時可能失穩(wěn)，抗變形能力相對最差的邊坡也不意味著在切坡施工時預(yù)估變形可能突破變形控制值，因?yàn)檫吰路€(wěn)定性高低和變形量大小還與坡高、坡形等因素密切相關(guān)。因此，現(xiàn)分類方案不能用于確定采用排樁式錨桿擋墻的推薦范圍。

4.4 關(guān)于巖體等效內(nèi)摩擦角的確定

作為巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角的綜合，巖體等效內(nèi)摩擦角除與坡形、坡高有關(guān)外主要應(yīng)與巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角有關(guān)，而巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角由巖石粘聚力和巖石內(nèi)摩擦角及巖體完整程度決定，因此，巖體等效內(nèi)摩擦角不能用巖體類別來確定。況且，分析表明，工程中所用巖體等效內(nèi)摩擦角作用與巖體內(nèi)摩擦角和巖體粘聚力作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不等效，真正的巖體等效內(nèi)摩擦角無法在邊坡穩(wěn)定性計(jì)算之前獲得，采用巖體等效內(nèi)摩擦角和主動巖石壓力概念計(jì)算邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載導(dǎo)致邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在邊坡工程設(shè)計(jì)中失去閾值的作用，而用于非抗滑目的則不合乎邏輯，巖體等效內(nèi)摩擦角的概念應(yīng)取消[5]。

4.5 關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)巖石壓力修正系數(shù)的確定

巖石壓力修正系數(shù)應(yīng)與邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力有關(guān)，抵抗側(cè)向變形能力越低，修正系數(shù)越大?，F(xiàn)行邊坡巖體分類方案不是邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力分類，因此，不應(yīng)據(jù)此確定巖石壓力修正系數(shù)。

4.6 關(guān)于錨桿抽檢比例的確定

目前，自由段位于Ⅳ類巖體內(nèi)時錨桿抽檢百分?jǐn)?shù)增加為5%。在同等條件下，強(qiáng)度較低的巖體對應(yīng)著更多的錨桿數(shù)量，對相同的抽檢百分?jǐn)?shù)有更多的抽檢數(shù)量，因此對強(qiáng)度較低的巖體采用更大的抽檢百分?jǐn)?shù)是不必要的。況且，現(xiàn)行巖體分類不是巖體強(qiáng)度分類，巖質(zhì)相同、同為較完整且結(jié)構(gòu)面結(jié)合差的Ⅳ類巖體與Ⅲ類巖體的區(qū)別僅僅是外傾結(jié)構(gòu)面傾角不同，二者顯然應(yīng)有相同的抽檢百分?jǐn)?shù)。

4.7 關(guān)于邊坡工程安全等級的確定

無論巖體類別如何，邊坡失穩(wěn)后可能導(dǎo)致一幢超高層住宅破壞的后果都應(yīng)是很嚴(yán)重的，邊坡失穩(wěn)后僅可能導(dǎo)致綠化帶破壞的后果都應(yīng)是不嚴(yán)重的。因此，邊坡工程安全等級應(yīng)由破壞后果嚴(yán)重性決定而不應(yīng)與巖體類別掛鉤。

4.8 關(guān)于錨噴支護(hù)做法的確定

錨噴支護(hù)做法包括錨桿間距、面板類型、面板厚度。顯然，錨噴支護(hù)做法與巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度有關(guān)，巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度越低，錨桿間距越小、面板要求越高?，F(xiàn)行巖體分類不是巖體強(qiáng)度分類，不應(yīng)據(jù)此確定錨噴支護(hù)做法。

4.9 關(guān)于預(yù)應(yīng)力錨桿傳力結(jié)構(gòu)類型的確定

顯然，預(yù)應(yīng)力錨桿傳力結(jié)構(gòu)類型包括鋼筋混凝土框架格構(gòu)和鋼筋混凝土墩座、地梁等。其確定與巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度有關(guān)，巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度低的應(yīng)選擇鋼筋混凝土框架格構(gòu)，巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度高的可選擇鋼筋混凝土墩座、地梁?，F(xiàn)行巖體分類不是巖體強(qiáng)度分類，不應(yīng)據(jù)此確定預(yù)應(yīng)力錨桿傳力結(jié)構(gòu)類型。

建筑邊坡巖體分類的目的是應(yīng)用即在建筑邊坡工程中區(qū)別對待，但現(xiàn)分類方案沒有合適的工程應(yīng)用領(lǐng)域，按現(xiàn)行分類方案區(qū)別對待總是不合適。這表明這種分類的實(shí)際意義是不明顯的。

5 邊坡巖體分類的建議

最近，一些學(xué)者比照基于巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ的地下工程巖體分級方法提出基于巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ的巖質(zhì)邊坡工程巖體分級方法[8]。該方法在巖體基本質(zhì)量指標(biāo)基礎(chǔ)上，考慮控制邊坡穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)面類型與延伸性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與坡面間關(guān)系以及邊坡內(nèi)地下水發(fā)育程度等影響因素，對巖體基本質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行修正，由此確定邊坡工程巖體級別，并給出各級別邊坡工程巖體自穩(wěn)能力的評價。顯然，這種分級和基于巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ的地下工程巖體分級方法一樣，是工程巖體穩(wěn)定性分級。

與地下工程巖體不同，受外傾結(jié)構(gòu)面控制或巖體完整程度低或巖石堅(jiān)硬程度低的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算早已有具體的方法[1-2]，抗失穩(wěn)支護(hù)參數(shù)（如:錨桿長度、截面、密度，擋墻截面，樁長度、樁截面、樁間距）不應(yīng)根據(jù)邊坡工程巖體穩(wěn)定性級別確定而應(yīng)根據(jù)將穩(wěn)定系數(shù)提高到安全系數(shù)的需要通過穩(wěn)定性計(jì)算來確定[6]。不受外傾結(jié)構(gòu)面控制且?guī)r體完整程度和巖石堅(jiān)硬程度高的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性很高，可以直接判斷為穩(wěn)定。因此，進(jìn)行邊坡巖體穩(wěn)定性分類是不必要的。在邊坡穩(wěn)定性分析方面，既有的通用分類（分級）（如巖石堅(jiān)硬程度分級、巖體完整程度分級）[9-10]或?qū)Ｓ糜谶吰碌膯我蛩胤诸悾ㄈ绺鶕?jù)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與坡面產(chǎn)狀的關(guān)系進(jìn)行的結(jié)構(gòu)面分類、根據(jù)層面傾向與坡向的關(guān)系進(jìn)行的邊坡分類）已經(jīng)夠用。

但是，邊坡處理不僅要抗失穩(wěn)還要抗側(cè)向拉裂變形。根據(jù)本文第4部分的分析可知，目前缺乏的是邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力分類，無論是控制拉裂坡率取值還是側(cè)向自重壓力修正系數(shù)取值均與邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力有關(guān)。本文第4部分已經(jīng)指出，邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力與巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度和有無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面有關(guān)，巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度越低，邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力越低，而在相同巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度情況下，有與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力低于無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時。因此，應(yīng)進(jìn)行屬于邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力分類的邊坡巖體分類，這種分類可以在巖體基本質(zhì)量等級的基礎(chǔ)上根據(jù)有無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)有與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時下降一級。據(jù)此給出如表2所示的邊坡巖體分類方案。

6 結(jié)論

（1）現(xiàn)建筑邊坡巖體分類方案存在下列問題:①沒有提供全部邊坡巖體的類別歸屬；②沒有體現(xiàn)坡高坡形相同的邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化，也沒有體現(xiàn)坡高坡形相同時某一破壞方式（如受巖體強(qiáng)度控制的滑移破壞方式）下邊坡穩(wěn)定性隨巖體類別的有序變化；③沒有合適的工程應(yīng)用領(lǐng)域。因而這個分類方案的意義是不明顯的。

（2）邊坡處理不僅要抗失穩(wěn)還要抗側(cè)向拉裂變形。無論是控制拉裂坡率取值還是側(cè)向自重壓力修正系數(shù)取值均與邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力有關(guān)，因此需要進(jìn)行屬于邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力分類的邊坡巖體分類。這種分類可以在巖體基本質(zhì)量等級的基礎(chǔ)上根據(jù)有無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)有與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面時下降一級。筆者曾根據(jù)巖體基本質(zhì)量等級給出控制拉裂坡率值表[11]和側(cè)向自重壓力修正系數(shù)取值表[12]，這兩個取值表忽略了有無與邊坡走向平行的陡傾結(jié)構(gòu)面對邊坡巖體抵抗側(cè)向變形能力的影響，以本文表2的巖體類別替代這兩個取值表中的巖體基本質(zhì)量等級相對更合理些。

表2 邊坡巖體分類

[1]重慶市設(shè)計(jì)院.GB50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]重慶市設(shè)計(jì)院.GB50330-2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[3]曹佑裕.建筑工程勘察技術(shù)措施[M].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[4]方玉樹.建筑邊坡巖體分類及其應(yīng)用合理性研究 [J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2008，16（2）:190-195.

[5]方玉樹.邊坡工程中破裂角和巖體等效內(nèi)摩擦角取值及應(yīng)用若干問題探討 [J].重慶建筑，2014（8）.

[6]方玉樹.邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載取值問題研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2008（2）.

[7]付文光，羅小滿，孫春陽.淺議建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范中的若干規(guī)定[J].巖土力學(xué)，2012，增刊1:190-195.

[8]鄔愛清，汪斌.基于巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ的巖質(zhì)邊坡工程巖體分級方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2014，33 （4）:699-706.

[9]建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院.GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范:2009年版[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[10]水利部長江科學(xué)院.GB50218-94工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國計(jì)劃出版社，1995.

[11]方玉樹.論邊坡坡率允許值表的取舍[J].重慶建筑，2014（3）.

[12]方玉樹.邊坡抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載計(jì)算若干問題探討 [J].重慶建筑，2014（5）.