王丹丹
(貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì),貴州 遵義 563000)
邊坡工程安全等級(jí)直接關(guān)系著邊坡工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性,目前國內(nèi)對(duì)邊坡(包含滑坡防治工程)的勘察、設(shè)計(jì)、施工尚無統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可循[1]。近年來隨著《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013(以下稱:《邊坡規(guī)范》)的發(fā)布使用[2-4],邊坡安全等級(jí)的劃分方案得到廣泛應(yīng)用,但《邊坡規(guī)范》關(guān)于邊坡安全等級(jí)的劃分存在一些問題[3-5]。
筆者從通過對(duì)前人關(guān)于邊坡工程安全等級(jí)的劃分的觀點(diǎn)學(xué)習(xí)融合[3-5],結(jié)合其他行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)邊坡工程安全級(jí)劃分提出新的方案,期盼有拋磚引玉之效。
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》坡工程安全等級(jí)見表1,邊坡工程安全等級(jí)由破壞后果嚴(yán)重性、坡高和邊坡類型共同決定。使得《邊坡規(guī)范》關(guān)于邊坡工程安全等級(jí)的定義與《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008的形式(見表2)不一致[4,5]。
表1 國標(biāo)《邊坡規(guī)范》邊坡工程安全等級(jí)
表2 工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)
方玉樹(2015、2020)注意到邊坡類別和坡高與邊坡工程破壞后果嚴(yán)重性無對(duì)應(yīng)關(guān)系。從《邊坡規(guī)范》3.2.1條文說明解釋到邊坡安全等級(jí)主要是基于邊坡失穩(wěn)影響考慮,目前僅考慮到邊坡巖土體類型和坡高影響,邊坡的區(qū)域地質(zhì)背景、地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及人類工程活動(dòng)影響等因素暫時(shí)還沒有考慮到其中。故僅將邊坡的巖土類別和坡高作為安全等級(jí)劃分的考慮不健全。
1.3.1 外傾軟弱結(jié)構(gòu)面在邊坡工程安全等級(jí)劃分中的作用問題
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:由外傾結(jié)構(gòu)面控制的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí)。方玉樹(2015、2020)研究認(rèn)為:①外傾軟弱結(jié)構(gòu)面與外傾硬性結(jié)構(gòu)面相比,只是強(qiáng)度低一些,邊坡破壞范圍有可能大一些,工程安全等級(jí)本來就是由工程破壞后果嚴(yán)重性決定的,在破壞后果嚴(yán)重性已經(jīng)明確定為嚴(yán)重而未提高到很嚴(yán)重時(shí),將邊坡工程安全等級(jí)要提升一級(jí)是很不合理的;②對(duì)由外傾軟弱結(jié)構(gòu)面控制的邊坡,當(dāng)破壞后果不嚴(yán)重時(shí),工程安全等級(jí)仍定為三級(jí)而未提高到二級(jí)??梢?,上述規(guī)則還造成由外傾軟弱結(jié)構(gòu)面控制的邊坡工程,其安全等級(jí)不是一級(jí)就是三級(jí)而缺二級(jí)的謬誤。
1.3.2 工程滑坡地段邊坡工程安全等級(jí)劃分問題
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:工程滑坡地段的邊坡工程的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí)理由不充分[4,5]:①處于工程滑坡地段的邊坡,在破壞后果嚴(yán)重性已明確定為嚴(yán)重,將邊坡工程安全等級(jí)要提升一級(jí)是不恰當(dāng);②處于工程滑坡地段的邊坡,當(dāng)破壞后果不嚴(yán)重時(shí),工程安全等級(jí)未提高到二級(jí),不存在統(tǒng)一的規(guī)律。
1.3.3 坡頂建(構(gòu))筑物重要性在邊坡工程安全等級(jí)劃分中問題
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物時(shí)邊坡工程的邊坡工程的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí)。方玉樹教授認(rèn)為坡頂破壞后果很嚴(yán)重和嚴(yán)重的建(構(gòu))筑物均列為坡頂重要建(構(gòu))筑物,這意味著坡頂破壞后果嚴(yán)重(而非很嚴(yán)重)的建(構(gòu))筑物也是坡頂重要建(構(gòu))筑物,相應(yīng)邊坡工程安全等級(jí)定為一級(jí)。
從工程結(jié)構(gòu)荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理基和《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008關(guān)于工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)的形式看,工程安全等級(jí)僅與破壞后果有關(guān),工程結(jié)構(gòu)安全等級(jí)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、對(duì)社會(huì)或環(huán)境產(chǎn)生影響等)的嚴(yán)重性采用不同的安全等級(jí),《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008表1工程結(jié)構(gòu)安全的安全等級(jí)見表2[4,6]。從表2看工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)宜與結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同,工程結(jié)構(gòu)安全等級(jí)與破壞后果有單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系?;诖朔接駱浣淌诮ㄗh將國標(biāo)《邊坡規(guī)范》中邊坡類型和邊坡高度兩列進(jìn)行刪除,使得國標(biāo)《邊坡規(guī)范》關(guān)于邊坡工程安全等級(jí)的定義與《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的定義一致[4,5]。
地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2017)根據(jù)其破壞后可能造成的人類生命財(cái)產(chǎn)損失的程度[7],將坡工程安全等級(jí)劃分為三級(jí)(見表3),但該規(guī)范是主要參考國標(biāo)《邊坡規(guī)范》編制而成,在其坡面防護(hù)工程安全等級(jí)劃分表(見表3)的備注中說明對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜的坡面防護(hù)工程,其安全等級(jí)應(yīng)根據(jù)工程情況適當(dāng)提高。
表3 坡面防護(hù)工程安全等級(jí)
同時(shí)《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.3條條文說明,安全等級(jí)是支護(hù)工程設(shè)計(jì)根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境條件及工程具體情況加以區(qū)別對(duì)待的重要標(biāo)準(zhǔn),提出坡面防護(hù)安全等級(jí)分類,主要根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》按破壞后果嚴(yán)重性分為很嚴(yán)重、嚴(yán)重、不嚴(yán)重。根據(jù)可能造成的安全后果,將威脅人數(shù)大于100人定為一級(jí),只造成財(cái)產(chǎn)損失,定為三級(jí),其余定為二級(jí)。對(duì)危害性極嚴(yán)重、環(huán)境和地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡工程,當(dāng)安全等級(jí)已為一級(jí)時(shí),主要通過組織專家進(jìn)行專項(xiàng)論證的方式來保證坡面防護(hù)工程的安全性和合理性。
從《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2017)看工程安全等級(jí)的定義與《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的定義及表達(dá)是極為一致的,但備注中仍然留下了一個(gè)小尾巴,但工程安全等級(jí)根據(jù)特殊情況進(jìn)行調(diào)整也是允許的。
《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5353-2006按其所屬樞紐工程等級(jí)、建筑物級(jí)別、邊坡所處位置、邊坡重要性和失事后的危害程度,對(duì)邊坡類別和安全等級(jí)劃分如表4[8]。
表4 水利水電工程邊坡類別和級(jí)別劃分
樞紐工程區(qū)邊坡失事僅對(duì)建筑物正常運(yùn)行有影響而不危害建筑物安全和人身安全的經(jīng)論證,邊坡級(jí)別可降低一級(jí),經(jīng)研究確認(rèn)水庫滑坡或潛在不穩(wěn)定岸坡屬于蠕變破壞類型,通過安全監(jiān)測可以預(yù)測、預(yù)報(bào)其穩(wěn)定性變化,并能夠采用措施對(duì)其失穩(wěn)進(jìn)行防范的,邊坡或滑坡的級(jí)別可以降低一級(jí)或二級(jí)。
從《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5353-2006對(duì)于安全等級(jí)的規(guī)定看[8],水利水電工程邊坡的安全等級(jí)基本是符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)形式的,工程安全等級(jí)主要根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重性采用不同的安全等級(jí)。
3.1.1 其他標(biāo)準(zhǔn)工程安全等級(jí)劃分表的形式及判定因素的分析
①從基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008關(guān)于工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)的形式看,工程安全等級(jí)僅與破壞后果有關(guān);②邊坡工程從廣義上說屬于地質(zhì)災(zāi)害防治工程范疇,從地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)安全等級(jí)的劃分根據(jù)其破壞后果直接對(duì)應(yīng),但對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜的工程安全等級(jí)應(yīng)根據(jù)工程情況作適當(dāng)提高,表明在其地質(zhì)災(zāi)害防治中工程安全等級(jí)考慮了一定的地質(zhì)環(huán)境條件的影響;③從相近行業(yè)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5353-2006中可以看出,邊坡工程安全等級(jí)除考慮失事后的危害程度外,還考慮到按其所屬工程等級(jí)、建筑物級(jí)別、邊坡所處位置、邊坡重要性等因素。
3.1.2 國標(biāo)《邊坡規(guī)范》邊坡工程安全等級(jí)劃的形式及判定因素分析
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.1條條文說明:邊坡安全等級(jí)分類的原則除根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153按破壞后果嚴(yán)重性分為很嚴(yán)重、嚴(yán)重、不嚴(yán)重外,尚考慮了邊坡穩(wěn)定性因素(巖土類別和坡高)。
從邊坡工程事故分析看,高度大、穩(wěn)定性差的邊坡(土質(zhì)較軟弱、滑坡區(qū)、外傾軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育的邊坡等)發(fā)生事故的概率高,破壞后果也較嚴(yán)重,因此將穩(wěn)定性差、坡高較大的邊坡劃入一級(jí)邊坡。
從國標(biāo)邊坡規(guī)范條文說明可以看出,存在一定的缺陷,因?yàn)檫吰碌姆€(wěn)定性除了邊坡巖土體類型和坡高外,更多的取決于邊坡的所在位置區(qū)域地質(zhì)背景、地形地貌條件、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及人類工程活動(dòng)影響等因素有關(guān)。
故將邊坡的巖土類別和坡高作為安全等級(jí)劃分的考慮是可行的,但是僅考慮邊坡巖土類別和坡高是不健全,同時(shí)過多的強(qiáng)調(diào)外傾軟弱結(jié)構(gòu)面、工程滑坡地段及邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物的分布是不合理,正視因?yàn)檫^多的強(qiáng)調(diào)單一因素的控制,忽略了主要矛盾,造成方玉樹、付文光等認(rèn)為的諸多不合適宜的現(xiàn)象。
3.2.1 外傾軟弱結(jié)構(gòu)面在邊坡工程安全等級(jí)劃分中的作用的討論
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:由外傾結(jié)構(gòu)面控制的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí)是不合理的,不符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008關(guān)于工程結(jié)構(gòu)的安全的規(guī)定。
但在現(xiàn)在的技術(shù)條件下外傾軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育的邊坡發(fā)生事故的概率高的認(rèn)識(shí)也是有一定道理的,筆者認(rèn)為參照地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)的規(guī)定,將破壞后果很嚴(yán)重的一級(jí)邊坡,如果軟弱結(jié)構(gòu)面控制做邊坡的穩(wěn)定,那么對(duì)其支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行論證。
3.2.2 工程滑坡地段的邊坡工程安全等級(jí)劃分的討論
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:工程滑坡地段的邊坡工程的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí),不符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008關(guān)于工程結(jié)構(gòu)的安全的規(guī)定。但在現(xiàn)在的技術(shù)條件下工程滑坡地段的邊坡發(fā)生事故的概率高,筆者認(rèn)為參照地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)的規(guī)定,將破壞后果很嚴(yán)重的一級(jí)邊坡,如果邊坡工程位于滑坡地段應(yīng)對(duì)滑坡體進(jìn)行專項(xiàng)勘察,當(dāng)滑坡防治工程等級(jí)為一級(jí)其地質(zhì)復(fù)雜程度復(fù)雜時(shí)支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行論證。
3.2.3 邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物的邊坡工程安全等級(jí)劃分的討論
國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2條:邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物時(shí)邊坡工程的邊坡工程的破壞后果很嚴(yán)重、嚴(yán)重的邊坡安全等級(jí)定位一級(jí),不符合《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008關(guān)于工程結(jié)構(gòu)的安全的規(guī)定。但國標(biāo)《邊坡規(guī)范》認(rèn)為邊坡滑塌區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物的邊坡工程,破壞后直接危及到重要建構(gòu)造物的安全,后果極其嚴(yán)重,因此對(duì)上述邊坡工程安全等級(jí)定為一級(jí),這樣的認(rèn)識(shí)是不合理的,破壞后果極其嚴(yán)重了,邊坡安全等級(jí)自然是一級(jí),這里應(yīng)該表現(xiàn)出了邊坡規(guī)范對(duì)建筑物自身的重要等級(jí)或邊坡安全等級(jí)理解上是混亂的,邊坡影響范圍內(nèi)的建筑物的重要等級(jí)和邊坡失事的后果存在聯(lián)系,但不等同。
從《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008[6]和《坡面防護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(T00/CAGHP027—2018)[7]的形式看,工程安全等級(jí)主要取決于破壞后果的嚴(yán)重性,但從其他規(guī)范看工程安全等級(jí)普遍有考慮工程自身特征或重要性及地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程等級(jí)的影響,但國標(biāo)《邊坡規(guī)范》2013版[2]將邊坡高度、巖土類型、外傾軟弱結(jié)構(gòu)面、工程滑坡地段、邊坡塌滑區(qū)內(nèi)有重要建(構(gòu))筑物等因素引入邊坡安全時(shí)間已久,形成了一定的工程習(xí)慣,同時(shí)在地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)適當(dāng)提高安全等級(jí)的做法是為了保證邊坡工程的安全,是普遍采用且合理的。
綜上所述:邊坡工程安全等級(jí)應(yīng)該以破壞后果的嚴(yán)重性為決定因素,必要時(shí)可以根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件適當(dāng)調(diào)整安全等級(jí),故筆者提出一個(gè)根據(jù)工程破壞后果的嚴(yán)重性為主,以地質(zhì)環(huán)境(包含坡高、巖土類型)復(fù)雜程度和破壞影響的建(構(gòu))筑物(包含邊坡支擋結(jié)構(gòu)自身)的重要等級(jí)為輔(邊坡工程地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度劃分另文討論)的安全等級(jí)劃分方案(見表5)。其中破壞后果的嚴(yán)重性主要參照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864-2016)滑坡防治工程分級(jí)表(見表6)[9],破壞影響的建(構(gòu))筑物的重要等級(jí)按《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153-2008(表1)工程結(jié)構(gòu)安全的安全等級(jí)(表2)進(jìn)行確定。
表5 邊坡安全等級(jí)劃分表
表6 危害對(duì)象分級(jí)
(1)通過對(duì)國標(biāo)《邊坡規(guī)范》邊坡工程安全等級(jí)的分析,建立新的邊坡安全等級(jí)劃分表,新建的邊坡工程安全等級(jí)劃分表突出邊坡工程破壞后果的重要性,考慮地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度和破壞影響的建(構(gòu))筑物的重要等級(jí)對(duì)邊坡工程安全等級(jí)的影響。
(2)新建的邊坡安全等級(jí)劃分表避免了方玉樹、付文光所發(fā)現(xiàn)的原國標(biāo)《邊坡規(guī)范》邊坡工程安全等級(jí)中的系列矛盾,但新建的邊坡安全等級(jí)劃分表對(duì)破壞后果嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜或破壞影響的建構(gòu)筑物等級(jí)為一級(jí)的邊坡工程提高一個(gè)安全等級(jí)。
(3)新建的邊坡安全等級(jí)劃分表對(duì):①土質(zhì)邊坡高度大于15m或嚴(yán)重邊坡高度大于30m的一級(jí)邊坡;②受外傾結(jié)構(gòu)面控制的一級(jí)邊坡;③工程滑坡地段,滑坡防治工程等級(jí)為一級(jí)且地質(zhì)復(fù)雜程度復(fù)雜;④邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)、破壞影響的建(構(gòu))筑物的重要等級(jí)為一級(jí)的邊坡需進(jìn)行論證,避免國標(biāo)《邊坡規(guī)范》3.2.2對(duì)邊坡工程安全的擔(dān)心和不合理等問題。