魏世賢WEI Shi-xian

（西南有色昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)（院）股份有限公司，昆明650217）

0 引言

建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析是在上個(gè)世紀(jì)60年代末提出的，它是評(píng)價(jià)邊坡工程狀態(tài)的一種新方式。能如實(shí)反映邊坡巖體的性質(zhì)、地下水、計(jì)算機(jī)模型等的不確定性，它和傳統(tǒng)的確定性理論相比，能對(duì)邊坡工程的實(shí)際狀況，解釋確定性理論無(wú)法解決的工程問(wèn)題，邊坡工程可靠性分析之所以取得長(zhǎng)足發(fā)展，是由于工程設(shè)計(jì)和分析中不可避免會(huì)涉及到大量的不確定因素，不管是巖體的性質(zhì)，還是破壞機(jī)理等等都會(huì)引發(fā)建筑物失穩(wěn)。尤其是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，邊坡工程逐步的復(fù)雜化和大型化，人們可能會(huì)遇到各種裸露的巖土、鐵路邊坡、壩體邊坡等等，綜合考慮到巖土工程的不確定因素以及評(píng)價(jià)邊坡工程的安全程度，需要使用可靠度分析的方式，重點(diǎn)探討建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性的影響因素。

1 建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析的必要性

建筑物的切坡、水庫(kù)的暗坡、隧洞進(jìn)出口邊坡等等都和邊坡穩(wěn)定性有關(guān)。邊坡失穩(wěn)不僅會(huì)影響工程進(jìn)度和施工質(zhì)量，而且也會(huì)造成人員傷亡。因此，不管是在土木工程建設(shè)還是水利水電施工，都應(yīng)該將邊坡穩(wěn)定性放在首要位置。雖然在一定范圍內(nèi)，我國(guó)科學(xué)信息技術(shù)取得了一定的進(jìn)步，但是對(duì)邊坡工程穩(wěn)定性分析和處理技術(shù)的研究仍是較為薄弱的，實(shí)踐遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)理論。因此，在進(jìn)行邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析時(shí)，應(yīng)該采取有效方式，研究不同類(lèi)型的邊坡穩(wěn)定性，才能采取有針對(duì)性的防范方式?，F(xiàn)階段建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到自身的承載能力，使用現(xiàn)有的資源，然而強(qiáng)度不高，巖體由于結(jié)構(gòu)面切割會(huì)出現(xiàn)不勻質(zhì)和各項(xiàng)異性。伴隨著現(xiàn)代施工技術(shù)的發(fā)展，電子信息技術(shù)廣泛使用，先進(jìn)的施工機(jī)具檢測(cè)儀器日趨完善。在進(jìn)行復(fù)雜巖土工程問(wèn)題探究時(shí)，可以借助信息化技術(shù)建立完善的系統(tǒng)研究工作，融入力學(xué)、地質(zhì)學(xué)等等，將工程研究問(wèn)題落實(shí)到實(shí)處，邊坡工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)非常廣泛，在進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)不可能面面俱到，此時(shí)，必須要重點(diǎn)掌握研究的重點(diǎn)內(nèi)容，不能雜亂無(wú)章，有機(jī)結(jié)合邊坡工程的相關(guān)內(nèi)容，這也是巖土工程的靈魂。由于邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析，它是多學(xué)科知識(shí)以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，要考慮到巖土條件差異，掌握各類(lèi)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，加大人員的技術(shù)探究。因此，對(duì)建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義，也為從事工程研究的技術(shù)人員提供必需的基礎(chǔ)支撐。

2 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析的現(xiàn)狀

我國(guó)幅員遼闊，山體眾多，山區(qū)自然災(zāi)害的發(fā)生和邊坡有著密切聯(lián)系。例如：崩塌、滑坡、泥石流等等，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。常見(jiàn)的邊坡工程有自然邊坡、人工邊坡、以及土質(zhì)邊坡等等，它是根據(jù)不同的性質(zhì)進(jìn)行劃分的。而建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性起源于上個(gè)世紀(jì)60年代，它對(duì)巖土性質(zhì)不確定性進(jìn)行分析。原則上，在進(jìn)行工程可靠性方法探究時(shí)，能夠解決常見(jiàn)的巖土工程問(wèn)題，主要包括對(duì)巖土工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，巖土結(jié)構(gòu)物的性狀預(yù)測(cè)需要分析建筑物地基的孔隙、水壓、固結(jié)特點(diǎn)、水平位移等等。在進(jìn)行地質(zhì)勘探資料統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，還可以使用概率地質(zhì)剖面模擬以及各種參數(shù)概率，分析表達(dá)的方式，建立數(shù)學(xué)模型，及時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行檢驗(yàn)修正和更新。尤其是在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)之下，我國(guó)高層超高層建筑拔地而起，在有關(guān)建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性研究時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)迅速發(fā)展。不管是山體邊坡，還是鐵路礦山邊坡等等，都以邊坡可靠性分析與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)作為主要內(nèi)容。在研究初期，多采用正態(tài)分布的方式?？陀^(guān)來(lái)講，邊坡工程可靠性分析仍處于理論研究階段，需要建立完善的設(shè)計(jì)和分析規(guī)范，評(píng)價(jià)可靠性分析的確定性元素。然而，絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員對(duì)巖土不確定性的認(rèn)識(shí)不足。再加上分析方法較為復(fù)雜，嚴(yán)重影響了建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性的推廣，大大地降低該方式的經(jīng)濟(jì)性。然而，邊坡工程可靠性分析了方向卻是正確的，能真實(shí)地反映出客觀(guān)和人為的不確定因素，逐步用于工程實(shí)踐。

3 邊坡支護(hù)可靠性的影響因素分析

現(xiàn)階段，在進(jìn)行建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析時(shí)，要重點(diǎn)分析以下幾個(gè)方面的影響因素：第一，地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造，它和邊坡地段的巖層、斷層、裂縫發(fā)育程度以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有著密切聯(lián)系，在區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜、褶皺較為強(qiáng)烈的區(qū)域，會(huì)發(fā)生大面積的滑坡崩塌等。第二，巖石類(lèi)型，由于巖石類(lèi)型不同，這就導(dǎo)致物質(zhì)它的力學(xué)性質(zhì)存在著較大的差異。堅(jiān)硬的巖石可以形成高邊坡，不會(huì)發(fā)生大面積的滑坡災(zāi)害，而軟弱巖石不會(huì)形成高邊坡，即使能夠形成高邊坡，它的穩(wěn)定性較差，會(huì)發(fā)生順層滑動(dòng)。第三，風(fēng)化程度。風(fēng)化程度也是影響邊坡變形和穩(wěn)定性的又一因素，需要根據(jù)野外觀(guān)察以及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。通常情況下，影響風(fēng)化的速度的原因，有以下兩個(gè)層面：一方面，會(huì)受到邊坡坡向和地層向的影響，絕大部分的建筑物，它的邊坡坡向和地層的傾向是不同的，如果發(fā)生大量的降雨，雨水下滲量少，導(dǎo)致邊坡整體分化程度較低。另一方面，也會(huì)受到巖性的影響，不同巖石的風(fēng)化速度是不同的，也就意味著，他們分化的程度也不相同，加上各種因素的相互影響，和相互作用，邊坡發(fā)生嚴(yán)重的變形破壞。尤其是軟質(zhì)巖類(lèi)的巖石，邊坡和硬之類(lèi)的巖石相比，邊坡變形破壞的可能性較大，速度較快，容易發(fā)生失穩(wěn)。第四，巖層產(chǎn)狀。巖層產(chǎn)狀對(duì)邊坡空間幾何關(guān)系的影響也是十分顯著的，巖層傾向和邊坡坡向相反時(shí)，邊坡較為穩(wěn)定，如果發(fā)生偏差則邊坡的安全性大大削弱。邊坡不穩(wěn)定破壞的方式主要有大塊崩落和崩塌，如果巖石的巖性較為松軟，邊坡不穩(wěn)定，破壞方式則是小塊散落。如果巖石力學(xué)性質(zhì)較弱，這時(shí)邊坡容易發(fā)生整體滑坡，給工程治理造成極大的困難。第五，植被。植被，它的類(lèi)型和覆蓋率對(duì)建筑物邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)也有著一定的影響，也就意味著，植被覆蓋率越高，尤其是根系較為發(fā)達(dá)的喬木，越有利于表層風(fēng)化層土壤固定，有效抑制泥石流的發(fā)生，全面提高邊坡工程的安全性能。反之，如果破滅植被，它的覆蓋率越低，這時(shí)會(huì)發(fā)生破滅泥石流，導(dǎo)致邊坡安全性下降。除此之外，也會(huì)受到周邊環(huán)境的影響、支護(hù)措施的選取、地下水的影響等因素，如果過(guò)量的水流沖刷巖坡，會(huì)出現(xiàn)臨空面，導(dǎo)致巖體失去支撐，誘發(fā)邊坡失穩(wěn)。同時(shí)，也會(huì)受到邊坡形態(tài)的影響，邊坡形態(tài)通常是指高度、平面形狀、周?chē)呐R空條件等等，如果坡高越大，坡度越陡，穩(wěn)定性越是不足[1]。

4 建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

4.1 設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備工作不充足

在城市建筑工程不斷擴(kuò)大的今天，邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)逐漸受到越來(lái)越多的重視，巖土工程支護(hù)技術(shù)存在著或多或少的問(wèn)題。為了保證支護(hù)工程的穩(wěn)定性和安全性，需要對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。在具體的建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，人員準(zhǔn)備不夠充分。沒(méi)有熟悉施工圖紙，也沒(méi)有進(jìn)行施工圖紙會(huì)審工作，忽視圖紙信息的完整性、不符合國(guó)家相關(guān)工程的規(guī)范、可能忽視施工圖紙以及各部分之間的坐標(biāo)、標(biāo)高等等，也沒(méi)有做好工程的技術(shù)交底和安全交底工作，忽視了圍擋周邊管網(wǎng)建筑基礎(chǔ)情況的摸排[2]。

4.2 施工和設(shè)計(jì)差異較大

在實(shí)際的支護(hù)工程建設(shè)之前，一般需要對(duì)支護(hù)工程進(jìn)行全方位的規(guī)劃設(shè)計(jì)，然而在實(shí)際操作過(guò)程中實(shí)際施工和設(shè)計(jì)相脫離，導(dǎo)致水泥土支護(hù)強(qiáng)度不夠出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響工程建設(shè)質(zhì)量。此外，絕大部分的施工建設(shè)企業(yè)過(guò)度追求利潤(rùn)最大化，會(huì)在施工建設(shè)中偷工減料，強(qiáng)制施工，頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。絕大部分的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中方案受到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的影響，沒(méi)有對(duì)空間問(wèn)題進(jìn)行有效處理，沿用傳統(tǒng)平面應(yīng)變問(wèn)題的模型，導(dǎo)致施工難以進(jìn)行[3]。

4.3 缺乏有效的邊坡工程災(zāi)害預(yù)防設(shè)計(jì)

邊坡工程災(zāi)害預(yù)防設(shè)計(jì)貫穿在整個(gè)工程建設(shè)的生命周期邊坡工程，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，再加上外界因素的干擾，例如：暴雨、洪水、地震等等，也可能是由于人為的施工爆破、新的邊坡工程建設(shè)、地基降水作用等等，會(huì)威脅到工程的使用年限[4]。

5 建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)的具體途徑

5.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念

在今后建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)可靠性分析時(shí)，需要以工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)管安全建設(shè)為主，逐漸的形成施工監(jiān)測(cè)，要以施工監(jiān)測(cè)為導(dǎo)向，建立完善的信息反饋體系，改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。在進(jìn)行建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)信息采集系統(tǒng)，將其設(shè)置在加固結(jié)構(gòu)體系和相互作用的巖土體中，能有效地獲得加固結(jié)構(gòu)變形、加固結(jié)構(gòu)內(nèi)力、巖土體變形等相關(guān)重要信息。

5.2 使用新型的設(shè)計(jì)方法

目前，在高層建筑結(jié)構(gòu)的推動(dòng)之下，新的支護(hù)方式不斷出現(xiàn)，它可以有效使用到實(shí)際的工程建設(shè)中，不管是鋼板樁，還是連續(xù)墻等等，都需要和新型的機(jī)構(gòu)計(jì)算方法進(jìn)行聯(lián)系。由于邊坡工程復(fù)雜性較高，在進(jìn)行建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，可靠性分析時(shí)，應(yīng)該使用多元化方式融入計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，建立完善的集成式智能評(píng)價(jià)體系。

5.3 加大建筑邊坡支護(hù)的技術(shù)研究

當(dāng)下，加大支護(hù)技術(shù)科研研究工作，這對(duì)提高建筑邊坡支護(hù)技術(shù)有著重要的推動(dòng)作用，需要考慮到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性對(duì)科研質(zhì)量產(chǎn)生的影響，加大基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力檢測(cè)等等，還要總結(jié)不同地質(zhì)條件、水文條件下的施工工藝，全面提高基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

建筑邊坡支護(hù)涉及到的專(zhuān)業(yè)眾多，如地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)等等，需要深入探究它們彼此之間的內(nèi)在聯(lián)系，這樣才能更好地了解邊坡工程問(wèn)題，使得邊坡治理技術(shù)更加的完善。