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基坑和边坡的区别和联系

已有 20805 次阅读 2018-11-12 21:32 |个人分类:岩土设计|系统分类:科研笔记| 边坡, 基坑, 斜坡, 滑坡

 

谈及基坑和边坡,外行人很容易把这个两个概念混为一谈,特别有时我们会情不自禁的说出基坑边坡这么亲密的话语,更容易把大家搞糊涂。

这两个概念是什么关系呢?是中国传统父子般的从属关系?还是朋友之交淡如水的伙伴关系?亦或是相濡以沫,不如相忘于江湖的各自发展的洒脱关系?

前文《谈谈几个基坑的术语》中,我详细讲解了基坑的定义:为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。强调了基坑是指地面以下由开挖形成的空间。

那么什么是边坡呢?其实除了边坡之外,我们还经常听见诸如土坡、斜坡、滑坡等跟坡有关的术语,它们之间又是什么关系呢?

在建筑边坡规范(GB 50330-2013)中,边坡是建筑边坡的简称,其定义为:在建筑场地及其周边,由于建筑工程和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有不利影响的自然斜坡[1]

斜坡是工程地质学里的一个概念,它是一种地貌形态,指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体[2]。从斜坡的定义可以看出,自然界不同斜坡的规模是不一样的,有高有底,所以对于边坡而言,我们为了强调复杂性和难度,我们常常指在前面会加上修饰:高边坡,若更加强调,还会说:高陡边坡,不过不同行业对高和陡的认识和界定是不同的,这里要特别注意。

这个定义中需要注意的是(1)限制了规范的适用范围,即建筑工程和市政工程,为什么会这样呢?因为这两类工程主要是住建委管的,其余诸如铁路、公路、机场、水利、电力、矿山等行业各有各的主管部门,各有各的妈,各自管各家,所以不同行业都有自己相应的规程和规范。

不过这有一定的合理性,因为不同行业面对的边坡工程地质条件千差万别,所要处理的高度也差别很大,所以处理手法也不尽相同,一本规范实难将所有边坡囊括进来。

2)建筑边坡规范中强调适用场地为:建筑场地及其周边,所谓建筑场地及周边,隐含有人长期在边坡的坡顶或坡底所在区域的建筑物内、外从事生产和生活活动,这对安全提出了更高的要求。临近工业区或生活区的边坡、滑坡一旦失稳,造成的灾害将是毁灭性的。

深圳光明新区“12·20 特别重大滑坡事故,造成73人死亡,4人下落不明,17人受伤(重伤3人,轻伤14人),33栋建筑物(厂房24栋、宿舍楼3栋,私宅6栋)被损毁、掩埋,90家企业生产受影响,涉及员工4630人。事故造成直接经济损失为8.81亿元[3],间接损失无法估量。

与公路边坡相比,建筑边坡基本不允许有掉块等现象的出现,因为会危及人、财物等安全,因此,诸如浆砌片石等砌筑形式的骨架护坡一般在建筑边坡要慎用,应尽量采用现浇的钢筋混凝土格构梁等形式。

3)要注意人工边坡和自然斜坡的区别,人工边坡的形成有两种方式,分别是挖方和填方,这与公路、铁路行业中路堑和路堤有一定的区别。建筑工程中,因为用地红线的限制,越来越多的开发商倾向与垂直开挖或尽量小的坡比,这与基坑工程相类似;而填方往往是大面积的堆填;与公路、铁路路堤分层填筑不同的是,建筑工程中,很多场地是无序的堆填,为后期边坡处理造成了极大的隐患。所以对于堆填体边坡,我们处理一般都会头大,处理难度很大。这也充分说明一个道理,相对于自然界而言,人们的烦恼多是咎由自取。老子说:“人法地,地法天,天法道,道法自然。”很有深意,人类大规模的改变地球本身地貌形态,其实也给自己带来了无数的烦恼和隐忧。

自然斜坡也可以叫天然斜坡,这是自然形成的一种地貌形态,本身在自然形成过程中是稳定的,但因为建设过程中,因外部条件改变,趋于不稳定,所以也要治理。

这些外部条件很多,比如地震、坡面植被的砍伐、降雨、地下水渗透路径的改变、坡顶堆载、坡脚切方等等,有不可抗拒的自然伟力,也有人类活动的影响,这是我们在设计中要特别注意的地方。

一般斜坡上的岩土体因为外部条件改变在重力作用下,沿着一定软弱面(带),整体滑动的现象,就变成了滑坡,这是地质灾害的一种,这里就不详细讨论了。

边坡根据岩土的属性,可以分为土坡和岩坡,其破坏方式有不同,分析方法和处理方法也不同。

从以上分析可以看出,基坑和边坡是两个不同的概念,一个是指空间,一个是指地貌形态;两者的联系在哪儿呢?其实就是基坑是由基坑侧壁和坑底所围成的空间,而基坑侧壁实质上是有开挖形成的人工边坡

一般基坑四周侧壁构成了四个边坡,有时因为地形高低起伏,四周边坡的高度会相差很大,所以处理起来的难度也很大。

对于岩质边坡而言,我们一般会关注岩层产状和边坡产状的关系,顺层边坡和反倾边坡的处理手法是不一样的,我们有时庆幸遇到反倾和斜交的边坡,这样安全性会有保障。但是对于基坑而言,就没这么侥幸了,总有一个面是顺层的,所以就一定要打起精神来,好好应对这个挑战。

与基坑和基坑工程的区别类似,边坡和边坡工程也是两个概念,边坡工程也可以叫边坡支护、或边坡支护工程,是指为满足工程需要而对自然边坡和人工边坡进行改造;根据边坡对工程影响的时间差别,可分为永久边坡和临时边坡两类;在设计上的区别主要是考虑防腐蚀的要求不同,时间一般是以两年为界限。

边坡支护和基坑支护在结构形式上有一定类似也有区别,边坡支护包含支挡、加固与防护三种方式,与基坑支护不同的是,边坡支护对地下水以疏排为主,不强调控制;增加了防护这一类的方式,因为边坡的坡比一般可以更大一些,诸如1:1.5或更大,这样岩土体自身稳定性就满足要求,我们采取的工程措施主要是防止坡面流坍或浅表层的滑动,这样我们就可以采用骨架护坡、坡面防护、生态护坡等多种形式;

边坡支护结构形式根据填方和挖方的不同,所选取的方式也不同,对于填方可以选择重力式挡墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、桩板式挡墙等方式;板肋式的锚定板挡墙和加筋土挡墙,在铁路、公路行业使用,在建筑边坡中,要经过专家论证后才能使用。

挖方边坡也可以使用重力式挡墙、桩板式挡墙、板肋式或格构式锚杆挡墙、排桩式锚杆挡墙、岩石锚喷支护、坡率法等。

可以根据现场实际情况来选择相应的支护方法。目前在边坡防护方面,建筑边坡在市政工程领域大量借鉴公路的做法,有很多形式的骨架护坡,比如菱形、拱形、门式等;也有很多中的生态护坡的做法,比如植草、喷草、高次团粒等等。

可以说边坡支护的技术一直是在发展中,这也得益于我们国家基建行业高速发展;何以言此?我觉得可以借用张恨水评价武松的话来概况:“有超人之志,无过人之才,有过人之才,无惊人之事,皆不足以有成,何以言之?无其才则不足以展其志,无其事又不足以应其才用之也。若武松者则于此三点,庶几无遗憾矣。”我觉得正是有了基建业这个平台和工程,才让我们能够锻炼能力和才干,也才让岩土这个行业人尽其才。我觉得岩土人应该要多珍惜时机,抓住机会,充分发展,还要多行业的交流和融合,要借鉴其它行业内的好技术和好方法,能够解决问题,有所成就。一个人要能从个人的小天地走进行业的大天地,尝能若此,亦庶几无遗憾也。



[1] 《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-20132.1.1

[2] 唐辉明 工程地质学基础,化学工业出版社,2011P83

[3] 12·20”特别重大滑坡事故调查报告




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