边坡支护工程设计的岩土工程勘察探究

陈龙明

［关键词］边坡工程；支护设计；岩土勘察；勘探线、勘探点布置；策略

近年来，边坡支护工程安全事故频发问题引起社会广泛关注。之所以边坡支护工程出现系列问题，与设计工作缺少岩土工程勘察有着密切联系。以往相关研究中，针对边坡支护工程设计，大多忽略了岩土工程勘察的重要性，因此使得工程质量无法得到全面保障，影响施工安全和边坡的稳定。基于此，本文从实际工程案例出发，研究了工程地质条件，分析了岩土工程勘察对边坡支护工程的影响，并进一步探究了岩土工程勘察要点。

1 工程概况

维拉庄园五期边坡支护设计工程项目位于惠州市惠东县平山街道陈塘村苏岭村，场地整体起伏相对较大，呈东高西低的趋势。根据相关要求及规划内容，维拉庄园五期北侧原斜坡区堆积了厚度不等的开挖弃土，部分地段又经人工开挖形成了人工边坡，最终地形存在约3.5～9.8 m高差，坡面倾角约60°～70°，边坡长约170 m，坡面形状不规则，局部经开挖后坡面达90°。坡脚距离小区内道路约2 m，距离建筑3～5 m，如防治不当，将可能产生崩塌或滑坡，给人民的生命财产造成危害，因此需有针对性对该人工边坡进行专门的支护设计。

2 工程地质条件

场区原始地貌单元属剥蚀残丘与山间谷地交会处，通过钻探揭露，场地地基岩土层自上到下依次为第四系人工填土层、第四系坡积硬可塑状粉质黏土及燕山侵入旋回第三侵入期的全风化―中风化花岗岩。其中人工填土成分较复杂且未进行任何形式的夯压实处理，其结构松散且层厚变化大；在雨季地表水冲刷、下渗等作用下，坡体地表已多处出现有明显的蠕滑破裂缝隙、蠕滑台阶，表明边坡土体结构已明显产生蠕滑破坏，土体已开始变形向下推移，该段边坡土体还在缓慢变形蠕动中。下伏基岩顶面高程在各地段均不同、起伏较剧烈、高差较大，土岩界线呈波状凹凸明显。勘察区未见有基岩出露，边坡区地表植被已破坏，也没有任何排洪、排水设施，对地表水直接下渗创造了条件，在雨季地表水下渗，增加了土层的孔隙含水量，改变了土的物理力学性质，降低了土的强度。特别是人工填土在雨季时地表水下渗后的作用下，加重了斜坡区的荷载，产生了蠕滑变形。

惠东县地处中国东南沿海边缘，有较为复杂的构造背景。本区地质构造以断裂构造为主，北东向的莲花山断裂带的五花―深圳断裂斜跨本区，是区内的主导构造，它是一条多期次、多组分的复合构造带，发育有动热变质带、韧性剪切带、脆性断裂。在钻孔揭露深度范围内根据区域地质构造特征、地震活动性规律，场区内无明显的断裂构造迹象，工程区内所处地震基本烈度为Ⅵ度区，发生的地震震级一般较低，综合评价本工程场地的区域地壳稳定性为基本稳定。

场区的地下水类型主要为赋存于第四系松散堆积层内的孔隙水以及下伏风化岩内的基岩裂隙水；地下水主要通过大气降水的垂直渗透和地下岩土层间的侧向径流补给，以大气蒸发、岩土层间侧向渗流排泄完成地下水的循环交替。场区地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，场地土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，当场地需填离至设计标高时，需进一步对填筑土进行取样，开展土腐蚀性测试，以判断其腐蚀性等级。根据勘察资料该区域稳定水位埋深18.00～22.00 m，地下水线埋深较大对该边坡稳定性影响小。

3 边坡支护工程设计

因场地平整开挖和回填后形成3.5～9.8 m 的人工边坡，按坡体的地层岩性划分属土质边坡，边坡地质环境中等复杂；该工程边坡安全等级为二级，设计使用年限为50年，支护结构重要性系数取1.0，边坡稳定性与工程地质条件、坡高、坡度等因素密切相关，该边坡支护采用“削坡+挡土墙+截排水”方案。

考虑场地地质条件、环境条件、边坡高度及边坡侧压力的大小和特点，采用分级放坡，坡率按照人工填土取1∶1.25、粉质黏土层取1∶1、基岩强风化带取1∶0.75进行，支护结构采用扶壁式挡土墙或直立式重力式挡土墙，挡土墙按抗震设防烈度6度设计，挡土墙基础的埋置深度根据地基稳定性、地基承载力、水流冲刷情况等因素确定，综合考虑挡土墙持力层为粉质黏土层且埋设深度在0.8 m以上。其中，某段支护剖面图如下图1 所示。粉质黏土层基底摩擦系数取0.35，挡土墙基底为填土层时采用级配砂石分层回填碾压到挡土墙底标高且其压实系数不小于0.95。

坡顶坡脚设置截水沟，排水为中心距项开挖线以外1000 mm，矩形剖面，沟深320 mm、宽500 mm，截水沟可结合场区排水系统布置。截水沟需进行防渗处理；现浇混凝土或预制混凝土强度等级不应低于C20。挡土墙与水沟之间应做300 mm厚的夯实黏土封层。墙身（坡面）排水措施：挡土墙墙身设置泄水孔，泄水孔间距在水平及竖向为2～3 m，梅花或矩形布置，并应优先设于边坡渗水及岩土界面处，最下排泄水孔口应高出地面（或排水为顶面）300 mm。

在边坡支护设计施工过程中，依照“动态设计，信息法施工”的原则，强化信息监测和动态反馈，保持数据动态调整完善。

4 边坡支护工程的岩土工程勘察要点

影响边坡工程稳定的因素众多，因此边坡岩土工程勘察工作是一项较为复杂、艰巨的工作，它需要采用工程地质测绘和调查、钻探、物探等多种手段互相配合进行，从而解决单一勘探手段产生的缺陷，充分发挥各自优势，在保证勘察成果质量的同时，具有高效率、低损耗，更加经济的优点。其中地质钻探手段是直观了解边坡岩土层以及获取相关参数的最有效方式。本文研究了边坡支护工程的岩土工程勘察要点，重点阐述边坡工程勘探线、勘探点间距的布置方法，研究表明合理的布置勘探线、勘探点能够准确获取边坡岩土层的物理力学参数，可以缩短工期，降低工程勘察费用。

4.1 勘探线、勘探点间距布置

边坡岩土工程勘察勘探线、勘探点间距布置精度受坡体的岩土分布情况、地质岩性、岩体风化界线及其完整程度等地质环境条件控制；因此边坡工程勘察应先收集勘查区地质资料，并进行工程地质测绘。重点为调查边坡的形态、坡角、结构面产状和性质等，调查范围包含对边坡稳定有影响及受边坡影响的所有地段[1]。如场区岩土种类比较单一，勘探线、勘探点间距可取规范要求中的较大值，可降低勘察工作量及成本。相反岩土种类复杂时，则加密勘探线、勘探点间距。另外还应根据边坡安全等级进行相应调整。本次维拉庄园五期项目边坡工程勘探点在以上分析要点基础上进行勘探线、勘探点的间距布置，沿坡顶、坡体中部、坡脚和坡脚外侧布置3～4排勘探点，勘察点间距15～20 m；勘探线则总体依山坡倾向合理设置6条，勘探线间距25～30 m，该方案降低了勘察点工作量以及勘探成本，勘探点的布置亦满足勘探精度、相关规范要求。

4.2 边坡勘探点间距区域划分

当组成边坡岩土层均匀性差时，如土岩、基岩风化界线变化大或下伏基岩存在球状风化体（俗称“孤石”）、软弱夹层等，“纸上谈兵”的勘察点布置将导致勘察成果不能完整、准确、全面地反应地质情况。在岩土勘察工作时需综合岩土地质分布状况，首先应根据现场调查资料，如边坡基岩有无出露区域、回填土分布范围以及第四系覆盖层厚度较大区域等进行科学判断并合理划分勘察区域[2]。再根据划分的勘探区进行有针对性的勘探点的布设。本次维拉庄园五期项目考虑到有小部分地段为填方区，在该区域勘探点间距布置时重点关注，适当减小勘探点间距，以便提高精度查明填方区空间展布特征。

4.3 根据支护结构类型布设勘探线、勘探点间距

边坡支护工程的岩土勘察布设勘探线、勘探点时需要充分考虑支护结构类型对其间距的影响，并针对不同支护结构类型，选择不同的布设方案。比如，针对锚杆支护边坡工程，应当采用主—辅勘探线勘察方案；边坡划分区域单元后，首先设置主勘探线，然后在主勘探线的两侧布置辅勘探线，勘察线、点的间距可根据边坡岩土条件适当调整，但要满足锚杆支护范围内布设有勘察点。又比如，针对抗滑桩支护结构，应沿着抗滑桩轴线布置勘探线、勘探点[3]。

维拉庄园五期项目边坡工程采用挡土墙支护结构；布置时则沿挡土墙基础底部中心线布设有勘探线，挡土墙基底宽度为布设范围，在此设置合理的勘探线、勘探点；同时也考虑了岩土体差异程度，在钻探时根据揭露的地质情况进行勘探线、勘探点的动态调整。

5 提高边坡支护设计岩土工程勘察质量的有效策略

5.1 做好准备工作

边坡工程的岩土工程勘察工作中受到多种因素的影响，所以为了确保岩土勘察顺利有效开展及其结果的准确性和可靠性，在勘察前期必须做好准备工作。一方面，选派专业能力强、经验丰富、综合素质高的勘察技术人员，其很大程度上决定了边坡工程勘察工作的质量。另一方面，现场要严格执行岩土工程勘察工作的各项规范要求，确保勘探工作的操作规范，对各班台机组进行勘探技术交底。另外，还需结合工程项目特点、重难点等进行有针对性分析，制定出科学合理的勘察纲要；对存在的风险隐患要制订相应的对策，提高岩土工程勘察质量和效率，确保相关工作有序推进。比如选择与之相适用的勘察方法、仪器和设备等。

5.2 强化技术工作规范性

规范、合理、科学的地质勘察工作不但能确保工程建设的安全性和稳定性，而且也能够有效维护工程项目的经济效益，促进项目建设社会效益的良好提升[4]。

为保证边坡支护工程岩土勘察施工的质量和安全，必须对全过程进行规范性管理。首先，制定明确的勘察流程，严格控制勘察工作有序推进，加强注重相关资料的收集并进行全面的分析，以提高勘察工作精准性。如：重视工程地质调绘工作，其好比“兵马未动，粮草先行”，边坡支护工程勘察前期应进行工程地质调绘，通过实地调查场区地形地貌、分布地层、岩性和岩石的风化程度、不良地质的类型的分布范围、规模、形成条件、发生与发展的规律等。工程勘察过程中，严格执行国家强制性条文标准，事先对本勘察项目进行质量策划，对全过程进行严格的质量控制；在编制勘察报告时根据项目工程地质、水文地质、环境地质、邻近的建（构）筑物、设计资料、相关规范标准等精心分析，勘察成果进行严格的一校二审[5]。勘察报告内容要全面，资料翔实，保证报告编制的规范性，做到参数取值合理、治理措施可行。

5.3 勘察设计紧密结合

勘察成果是设计、施工的依据，勘察人应熟悉项目背景（地理位置、规模、用途、时间表等），充分了解项目的设计意图；在勘察任务书下达时，设计、勘察单位项目技术负责及相关专业技术人员应进行会面沟通交流，设计方将本项目的勘察要求、项目的重难点等告知，勘察人员在此对有疑问的、不清楚的应及时反馈，确保对项目的设计深度理解到位[6]。总之整个勘察阶段应重视与设计的联系，勘察方不能单方面蛮干、强干，避免勘察工作的返工，造成不必要的经济损失和工期损失。

6 结论

综上所述，通过对惠州市维拉庄园五期边坡支护设计工程项目案例的研究，体现了岩土工程勘察工作的重要意义。为提高边坡支护工程稳定性和安全性，必须提前做好岩土工程勘察工作，严格控制勘察质量和全面性。在岩土工程勘察过程中，应牢牢把握合理布置勘察线、点间距方法等要点，控制岩土勘察质量，为边坡支护工程提供有力支撑。未来，还需进一步研究尝试有效的岩土工程勘察方法，以提高边坡支护工程的有效性。