方玉樹

（1陸軍勤務學院，重慶 401311；2巖土力學與地質(zhì)環(huán)境保護重慶市重點實驗室，重慶 401311）

0 引言

關于是否和如何進行邊坡變形計算，《建筑與市政地基基礎通用規(guī)范》（GB 55003—2021）（以下稱《地基通用規(guī)范》）的規(guī)定情況是：

第2.2.6條規(guī)定：“邊坡工程設計應包括……支擋結構……變形……計算?！?/p>

第8.2.1條規(guī)定：“邊坡支擋結構設計計算或驗算應包括……對邊坡變形有控制要求的支擋結構變形分析計算?！?/p>

第8.1.2條規(guī)定：“邊坡工程設計應根據(jù)不同的工況進行整體穩(wěn)定性分析與驗算?！?/p>

不難看到：前兩條對支擋結構變形計算的要求是矛盾的（第一條的要求面向所有邊坡支擋結構，第二條的要求針對對邊坡變形有控制要求的邊坡支擋結構，這將給強制性規(guī)定的執(zhí)行和監(jiān)督執(zhí)行造成困擾），但這兩條都只要求對邊坡中的支擋結構進行變形計算（這與《地基通用規(guī)范》第7.1.3條“對于支護結構安全等級為一級、二級的基坑工程，應對支護結構變形及基坑周邊土體的變形進行計算”的規(guī)定不匹配，如果要求計算基坑周邊土體變形，也應要求計算邊坡土體變形）；第三條未涉及邊坡變形計算。

1 分析

對于有高粘聚力的邊坡（主要是巖質(zhì)邊坡），這樣的規(guī)定對于保證房屋建筑與市政設施及其附屬構筑物的安全和正常使用是遠遠不夠的。

（1）未要求控制邊坡巖土體拉裂變形造成一些高陡邊坡既無需支護也無需放坡

巖體完整性較高時，若無外傾結構面及其交線，高度為數(shù)十米的直立巖質(zhì)邊坡，很難發(fā)生剪切破壞因而無需進行抗滑支護，但在進行邊坡治理時，仍然需要將坡率降到一個較小的水平或者進行支護。之所以如此，是因為：完整性較高的巖質(zhì)邊坡較高又較陡時，坡頂還可能會發(fā)生拉裂變形。隨著時間的增長，拉裂變形會逐漸加大加深最后可能會發(fā)生垮塌，也就是說，邊坡可能由拉裂變形演變?yōu)槭Х€(wěn)。當然失穩(wěn)也可能不會發(fā)生，但邊坡拉裂變形本身就會造成經(jīng)濟損失、社會或環(huán)境影響乃至危及人的生命，因而具有危害性。

由于勘察時切坡還未實施或還沒有到位或到位時間還不長，拉裂還未發(fā)展甚至還未發(fā)生因而危巖還未形成，無法通過勘察期間的危巖穩(wěn)定性評價和設計階段的危巖治理設計加以控制?！兜鼗ㄓ靡?guī)范》第2.1.10條、第3.2.2條、第8.1.3條要求進行崩塌防治的規(guī)定對此不適用。因此，對于直立巖質(zhì)邊坡特別是永久直立巖質(zhì)邊坡，無論是否需要進行抗失穩(wěn)治理，一般都需要考慮控制邊坡拉裂變形，要么支護，要么放坡。

筆者估計，重慶地區(qū)對數(shù)量龐大的巖質(zhì)邊坡采取支護或放坡措施進行處理，一半是出于控制邊坡拉裂變形的需要。

如果不要求控制拉裂變形，完整性較高且無外傾結構面及其交線的高陡巖質(zhì)邊坡，是不需要進行放坡或支護的。而無支護結構時，《地基通用規(guī)范》進行支護結構變形計算的規(guī)定便用不上。

對于采取放坡措施控制邊坡拉裂變形，《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB 50330-2013）（以下稱《邊坡規(guī)范》2013版）[1]雖未明文要求，但其提供的一個巖質(zhì)邊坡坡率允許值經(jīng)驗表（表1）事實上主要是用于控制巖質(zhì)邊坡拉裂變形的，因為：在無外傾結構面或其交線的情況下，完整性較高的直立巖質(zhì)邊坡在表中相應高度范圍內(nèi)均可保持抗滑穩(wěn)定。

表1 《邊坡規(guī)范》2013版提供的巖質(zhì)邊坡坡率允許值

需要說明的是，《邊坡規(guī)范》2013版的相關規(guī)定是矛盾和混亂的[1]，諸多矛盾和混亂現(xiàn)象之一是對高度超過表1的巖質(zhì)邊坡要求通過穩(wěn)定性分析確定坡率允許值，這意味著：對高度不超過表1的巖質(zhì)邊坡要求放坡，對高度超過表1的巖質(zhì)邊坡反而允許直立。重慶地區(qū)對穩(wěn)定性滿足要求的巖質(zhì)邊坡采取放坡措施是從《邊坡規(guī)范》2013版矛盾和混亂的規(guī)定中選擇不執(zhí)行那些偏危險之規(guī)定的結果。

（2）對支護結構進行變形計算難以達到控制有支護邊坡拉裂變形的目的

一些邊坡因穩(wěn)定性不滿足要求又不具備放坡條件而需要進行支護，此時雖然具備了執(zhí)行《地基通用規(guī)范》進行支護結構變形計算規(guī)定的條件，但進行支護結構變形計算難以達到控制有支護邊坡拉裂變形的目的。這是因為：邊坡拉裂變形是邊坡巖土體局部破損的發(fā)生和發(fā)展，不像建筑物平地地基變形計算那樣有現(xiàn)成的半經(jīng)驗半理論計算方法，而對所有高粘聚力邊坡進行數(shù)值分析又不現(xiàn)實。

對于采取支護措施控制邊坡拉裂變形，《邊坡規(guī)范》2013版雖未明文要求，但其第6.2.3條的部分規(guī)定（“對無外傾結構面的巖質(zhì)邊坡，應以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法計算側(cè)向巖石壓力”，當有外傾結構面時，側(cè)向巖石壓力應取此結果與沿外傾結構面滑動的主動巖石壓力的較大值）事實上主要是用于控制巖質(zhì)邊坡拉裂變形的，因為：在無外傾結構面及其交線的情況下，完整性較高的直立巖質(zhì)邊坡在30m高度范圍內(nèi)均可保持抗滑穩(wěn)定，更不用說存在主動巖石壓力了（主動巖石壓力在穩(wěn)定系數(shù)小于1時才可能大于0）。

需要說明的是，《邊坡規(guī)范》2013版的相關規(guī)定是矛盾和混亂的[2]，諸多矛盾和混亂現(xiàn)象之一是其第6.3.4條和附錄B要求以巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角計算巖質(zhì)邊坡側(cè)向巖石壓力，這意味著，對巖質(zhì)邊坡中的二階（即坡頂為一級臺階式）直立邊坡和坡面傾斜、坡頂水平且無超載的邊坡，又不考慮采取支護措施控制拉裂變形了；因坡頂無臺階邊坡是坡頂有臺階邊坡的特例，坡面直立是坡面傾斜的特例，所以，其第6.3.4條和附錄B的規(guī)定也意味著，對坡頂水平且無超載的直立巖質(zhì)邊坡不考慮采取支護措施控制拉裂變形。重慶地區(qū)對穩(wěn)定性滿足要求的巖質(zhì)邊坡采取支護措施是從《邊坡規(guī)范》2013版矛盾和混亂的規(guī)定中選擇不執(zhí)行偏危險的規(guī)定之結果。

《地基通用規(guī)范》及其精神不包含《邊坡規(guī)范》2013版第6.2.3條的上述規(guī)定?！兜鼗ㄓ靡?guī)范》第2.2.2條第4款規(guī)定：“在確定……支擋結構截面、……支擋結構內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，……擋土墻土壓力以及滑坡推力，應按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，采用相應的分項系數(shù)……?！币颉兜鼗ㄓ靡?guī)范》中土不包括巖石，該款中的“擋土墻土壓力”是不包括主動巖石壓力的，即使計算主動巖石壓力符合《地基通用規(guī)范》第2.2.2條第4款的精神，也與《邊坡規(guī)范》2013版第6.2.3條的上述規(guī)定無關，原因在于：《邊坡規(guī)范》2013版第6.2.3條的上述規(guī)定是用虛假的“巖體等效內(nèi)摩擦角”計算虛假的“主動巖石壓力”的。當采用計算主動土壓力的做法計算完整性較好且無外傾結構面及其交線的直立巖質(zhì)邊坡主動巖石壓力（即用巖體粘聚力和巖體內(nèi)摩擦角進行計算）時，結果為負值。因此，若無特別說明（例如：明確要求受巖體強度控制的主動巖石壓力按巖體等效內(nèi)摩擦角計算），執(zhí)行《地基通用規(guī)范》及其精神不會導致執(zhí)行《邊坡規(guī)范》2013版第6.2.3條的上述規(guī)定。

也許有人認為，《地基通用規(guī)范》第8.1.4條要求進行邊坡變形監(jiān)測的規(guī)定可以彌補該規(guī)范忽略拉裂變形控制的不足。這種認識是不正確的。變形監(jiān)測不能代替變形控制設計。正因為如此，《地基通用規(guī)范》通過第4.4.7條第1款要求對地基變形有控制要求的工程結構進行沉降變形監(jiān)測的同時，又通過第4.1.1條第2款要求在設計時對地基變形有控制要求的工程結構進行地基變形計算。

2 建議

筆者主張：

（1）將邊坡治理區(qū)分為抗失穩(wěn)治理和抗變形治理（其中，坡頂無建筑物時的抗變形治理為有較高粘聚力邊坡的抗拉裂變形治理，坡頂有建筑物時的抗變形治理為抗地基側(cè)向變形治理），實行抗失穩(wěn)和抗變形雙控；抗失穩(wěn)支護結構巖土荷載計算采用按穩(wěn)定性公式反算法；抗變形（包括抗拉裂變形）支護結構巖土荷載計算采用靜止巖土壓力修正法；抗失穩(wěn)放坡坡率通過穩(wěn)定性計算來決定；抗拉裂放坡坡率采用查抗拉裂坡率允許值經(jīng)驗表的方法確定（高度超過允許值表范圍時通過數(shù)值分析等方法綜合確定）；

（2）對基坑邊坡（指臨時邊坡）的治理也采用上述做法，只是治理強度低于環(huán)境邊坡（指永久邊坡）。

上述主張詳見拙著[2]。

擋墻背后全為低粘聚力土且不視為坡體時，擋墻設計也分為抗失穩(wěn)設計和抗變形設計，只是擋墻土體荷載都采用土壓力法計算，抗失穩(wěn)時采用主動土壓力法，抗變形時采用靜止土壓力修正法、靜止與主動土壓力平均法。