新书《边坡规范修改建议》简介

2020-01-03 09:50  来源:岩土网  阅读:1221
《<建筑边坡工程技术规范>修改建议》一书日前由重庆出版社出版。文章对出书背景、书的结构和内容、出书的意义做了介绍。

《<建筑边坡工程技术规范>(GB50330—2013)修改建议》简介

原后勤工程学院方玉树教授所著《<建筑边坡工程技术规范>(GB50330—2013)修改建议》一书日前由重庆出版社出版,全书约60万字。以下分别是全国能源总工会“大国工匠”称号获得者、重庆市地质矿产勘查开发局607勘察实业总公司总工程师、注册岩土工程师、教授级高级工程师张天友为该书所做的序和该书作者所写的前言。

1.序

“在当下,工程建设标准对工程建设具有十分重要的作用,它不仅是工程勘察设计施工的技术依据,也是工程项目造价审计的技术依据,没有工程建设标准提供的依据,造价审计方面可能对即使按设计图纸完成的工程量计费也不认可;随着“一带一路”的推进和对外开放的扩大,国家标准不仅仅在国内被国人使用。这就需要工程建设标准本身的质量有基本保障。如果一部标准自相矛盾之处太多、重要缺项太多并给工程带来严重安全隐患,那这部标准的功效就会大大降低。我同意方玉树教授的观点,现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013(以下称国标《边坡规范》2013版)就是这样的一部标准。

原任职于后勤工程学院的方玉树教授出于强烈的责任心,对国标《边坡规范》2013版做了深入研究,通过本书提出大幅修改建议,对为何需要大幅修改、怎样进行修改、为何如此修改进行详细阐释与论述。

在岩土工程界,一些专家学者以边坡计算边界、破坏模式及计算参数具有不确定性,稳定性具有动态特点,数学模型不准确为由,认为岩质边坡稳定性评价依赖定量计算行不通、不靠谱,就是计算了也是数字游戏,排斥甚至抛弃边坡稳定性定量计算而采用下列做法:计算支护结构岩土荷载时,在划分边坡岩体类别的基础上以岩体等效内摩擦角为滑面(破裂面)强度参数按主动土压力公式计算侧向岩石压力(经验算法),当有外倾结构面时另以外倾结构面倾角为破裂面倾角、以其强度参数为滑面强度参数按主动土压力公式计算侧向岩石压力(理论算法),并将理论算法与经验算法做比较取二者的较大值;放坡时,主要采用查坡率允许值表的方法确定坡率,某些复杂情况下采用稳定性计算方法确定坡率。经这样治理的边坡,首先是破坏模式及稳定安全储备说不清楚,其次是支护结构岩土荷载成了一笔糊涂账,再次是事故责任无法追究,必将留下安全隐患。土质边坡治理也有类似的情况。如果边坡工程勘察与设计长期呈现如此两张皮状态,勘察人评价边坡稳定性的积极性会越来越低,岩土人基本概念混乱的情况也会越来越严重。可惜,这些做法早已成为相关标准的规定并延续至今。

众所周知,确保建筑边坡在使用期内稳定是建筑边坡治理的核心目的,边坡稳定性如何是大家最为关心的核心问题。评价边坡是否稳定及是否需要抗失稳治理,唯一标准是业界认可的边坡稳定安全系数,若边坡稳定系数大于或等于边坡稳定安全系数,则该边坡是稳定的,不需进行抗失稳治理,反之则需要进行抗失稳治理。勘察人围绕稳定性评价开展勘察工作,设计人围绕稳定性评价进行抗失稳支护结构岩土荷载计算及相应支护结构设计或进行放坡设计,施工人采用信息化法施工,将施工中发现的影响边坡稳定性的因素及时准确反馈给勘察人和设计人以复核勘察资料及修改设计,这样一条连贯、闭合的技术路线通过按稳定性公式反算法在这本书中得到了清晰展现:要求勘察人判断边坡破坏模式、提供岩土参数、评价边坡稳定状态、作出边坡是否需要治理的勘察结论;要求设计人对需要进行治理的边坡,根据边坡破坏模式、岩土参数、边坡稳定安全系数按对应工况稳定性计算公式反算抗失稳支护结构岩土荷载或设计抗失稳放坡坡率;要求边坡工程均实行动态设计和信息化施工。按此程序治理的边坡,其安全储备是可靠的,量化指标是可逆的。

如书中所言,对可能产生卸荷拉裂的陡立边坡,在按上述要求进行抗失稳治理的同时还需进行抗拉裂变形治理(即实行抗失稳和抗拉裂双控),而抗拉裂支护结构岩土荷载或抗拉裂放坡坡率既不能采用刚体极限平衡法进行定量计算,也不宜普遍应用数值分析法进行定量计算。为此,方玉树教授提出采用根据边坡岩土体抗拉裂能力修正的静止压力修正法这种经验算法计算抗拉裂支护结构岩土荷载,采用查抗拉裂坡率允许值表的方法确定抗拉裂放坡坡率(其中,相同坡高的抗拉裂放坡坡率允许值随边坡岩土体抗拉裂能力而变化)。这种做法使边坡抗拉裂支护设计与抗拉裂放坡设计、边坡抗拉裂治理设计与边坡工程勘察紧密衔接,也使得边坡抗拉裂治理与边坡抗失稳治理两者间不再含混不清,既提高了实用性,更提高了科学性和安全性。

以上所议仅是关于这本书的核心部分,除此之外,这本书在边坡工程安全等级的划分及应用、边坡岩体分类、边坡地基承载力验算、地基水平承载力验算、边坡抗地基失稳支护结构岩土荷载计算、边坡与滑坡抗滑稳定性分析中的水力计算、边坡与滑坡抗滑稳定性分析方法的选择、有支护边坡与滑坡抗滑稳定性计算和抗滑加固结构岩土荷载计算等上百个不同层次的建筑边坡工程技术事项上也都提出了建言,其中不少是新见解、新方法。我以为,这对工程技术人员厘清建筑边坡工程概念、掌握建筑边坡工程原理、理顺建筑边坡工程思路、分析和解决建筑边坡工程问题助益良多。

这本书以约六十万字的篇幅专门针对一部标准详细阐述大幅度修改的建议并按标准条款格式分章列出该标准未来版建议稿要点,据我所知类似的举动这还是第一次;在我看来更加难得的是:书中的国标《边坡规范》未来版建议稿要点比国标《边坡规范》2013版减少了200多个自相矛盾之处和20多个重要缺项,消除了国标《边坡规范》2013版10个条文给工程带来的严重安全隐患,而应用该建议稿要点所需条件、能力和勘察设计成本与国标《边坡规范》2013版相当。我相信,这本书出版后,在仔细读过这本书的人中一定会有不少人和我一样有这样的体会:完成这部高水准、高质量的著作不仅需要深厚的功力,还需要勇气、韧劲和细心。方玉树教授有这个条件,我这样说,不仅仅是因为他长期从事以边坡工程与地质灾害防治工程为主的岩土工程研究和勘察设计工作,有很高的理论水平和丰富的工程经验,更是因为他30多年来专心致志做学问,有创新精神,有严谨思维,更有在社会上浮躁之气盛行之时依然保持着的求真求实、锲而不舍的作风。

我认真拜读这部传奇之作后说出如上一些感想,权当我尽微薄之力的一次点赞,希望越来越多岩土人理解方教授这位资深科技工作者的良苦用心。”

2.前言

建筑边坡与房屋建筑及市政设施相随,数量众多,同时,边坡地质体侧向临空且具有隐蔽、非均质、随时间变化、受环境因素影响等特性,因而建筑边坡变形垮塌造成人民生命财产损失的事例远多于房屋建筑及市政设施。因此,建筑边坡工程事关公共安全,需谨慎对待。出台建筑边坡工程技术标准就是政府层面谨慎对待的一项措施。

按常理推断,有了建筑边坡工程技术的国家标准,建筑边坡工程技术事项(特别是建筑边坡工程设计事项)就有了基本遵循,但实际情况并非如此。国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013(以下称国标《边坡规范》2013版)有200多个自相矛盾之处,有10条规定将给边坡工程带来严重安全隐患,有20多个应做规定的重要事项未做规定。将国标《边坡规范》2013版与国标《边坡规范》2002版进行对比可知,国标《边坡规范》2013版这些问题的主要部分是继承国标《边坡规范》2002版的结果,国标《边坡规范》2013版在减少国标《边坡规范》2002版一些问题的同时又出现了更多的新问题。这种状况使该标准无法有效指导和规范建筑边坡工程技术工作(比如:该标准无法回答或正确回答本书封面上的6个问题)。不仅如此,随着这两个版本的标准在工程上、在大学教科书里、在注册工程师执业资格考试中的长期应用,很多岩土人的思想被搞乱了,一些逻辑十分混乱的概念和做法成了岩土工程常识。

为解决这些问题,十余年来,作者开展了一系列研究,相应成果已陆续在学术刊物上公布(见本书参考文献),其核心思想是:建筑边坡治理(支护和放坡)需区分抗失稳治理(支护和放坡)和抗拉裂变形治理(支护和放坡),实行抗失稳和抗拉裂双控;抗失稳支护结构岩土荷载计算应采用按稳定性公式反算法;抗拉裂支护结构岩土荷载计算可采用根据边坡岩土体抗拉裂能力修正的静止压力修正法;抗失稳放坡坡率应通过稳定性计算来决定;抗拉裂放坡坡率可采用查抗拉裂坡率允许值表的方法确定;相同坡高的抗拉裂放坡坡率允许值应随边坡岩土体抗拉裂能力而变化。

基于这些研究成果,从2011年开始,根据重庆市工程建设标准制(修)订项目计划,作者领着一帮岩土人开展了重庆建筑边坡工程技术规范(以下称重庆边坡规范)的制订工作。从讨论稿、征求意见稿到送审稿、报批稿,重庆边坡规范编制工作历经数年,时间跨越国标《边坡规范》2013版三稿(征求意见稿、送审稿、报批稿)构建和国标《边坡规范》2013版实施几个阶段。重庆边坡规范报批稿比国标《边坡规范》2013版减少了200多个自相矛盾之处和20多个重要缺项,并消除了国标《边坡规范》2013版10个条文给工程带来的严重安全隐患。但因遭到国标《边坡规范》2013版主编等部分在渝起草人及副主审等部分在渝审查人的反对,重庆边坡规范报批稿最终未能作为工程建设标准发布实施。

基于这些研究成果,作者也曾在2009年上半年国标《边坡规范》2002版修订组(即国标《边坡规范》2013版编制组)首次全体会议上,提出对国标《边坡规范》2002版进行大幅度修改的建议(与此同时将作者撰写的相关论文复印件分发给与会人员),但建议未被采纳。此后,作者又因主持重庆边坡规范编制工作而于2011年下半年被国标《边坡规范》2013版编制组除名。至此,作者以国标《边坡规范》2013版编制组成员身份促成一部能较有效地指导和规范建筑边坡工程技术工作之国家标准的愿望也宣告破灭。

为使五年前就可达成的目标不至遥遥无期,作者通过本书提出以重庆边坡规范报批稿为基础对国标《边坡规范》2013版尽快进行近乎重编的大幅度修改的建议,请专家学者和工程师们批评指正。

虽然素材大部分是现成的,但整理书稿还是用了两年多时间,所以本书时至今日才与读者见面。

本书分五个部分。

第一部分分析国标《边坡规范》2013版存在的问题(国标《边坡规范》2013版自相矛盾之处,国标《边坡规范》2013版给工程带来严重安全隐患的规定,国标《边坡规范》2013版未做规定的常见事项,国标《边坡规范》2013版问题的分析和对策四章);第二部分以标准条款格式分章提出国标《边坡规范》未来版建议稿要点(包括总则,术语,基本规定,边坡工程勘察,边坡稳定性评价,边坡支护结构岩土荷载计算,支护结构中单根锚杆设计,系统锚杆设计,锚杆挡墙设计,排桩挡墙设计,重力式挡墙、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙设计,放坡设计,边坡工程施工,滑坡治理,边坡工程加固十五章);第三部分对国标《边坡规范》未来版建议稿要点进行解释。本书通过这三个部分诠释了为何需要对国标《边坡规范》2013版进行大幅修改、怎样对其进行修改和为何对其如此修改这三个问题。

因本书第二部分与重庆边坡规范报批稿内容基本一致,所以,本书也是重庆边坡规范报批稿简介:第一部分阐述重庆边坡规范报批稿编制背景;第二部分介绍重庆边坡规范报批稿要点;第三部分对重庆边坡规范报批稿要点进行说明。

本书第二部分重在边坡工程设计计算和边坡评价及与之密切相关的事项(基本概念、边坡分类、岩土参数、基本规定等),除列出新增条文或对国标《边坡规范》2013版有明显修改的条文,还列出在国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)中被取消的国标《边坡规范》2013版条文序号及所涉事项,因而称之为国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)要点。

本书第四部分跳出标准条款格式,对国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)涉及的边坡工程安全等级的划分及应用、边坡岩体分类、边坡放坡坡率的确定、边坡抗变形支护结构岩土荷载计算、边坡与滑坡抗失稳支护结构岩土荷载计算、有支护边坡与滑坡抗滑稳定性计算和抗滑加固结构岩土荷载计算、边坡地基承载力验算与边坡地基抗滑支护结构岩土荷载计算、边坡与滑坡抗滑稳定性分析中的水力计算、边坡与滑坡抗滑稳定性计算方法的选择共九个议题进行专门研究。因在国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)中,边坡与滑坡抗滑稳定性计算方法的选择,不仅涉及无支护和有支护边坡与滑坡抗滑稳定性评价,还涉及无支护和有支护边坡与滑坡抗滑支护结构岩土荷载计算、边坡地基竖向承载力和水平承载力验算、边坡抗地基滑动支护结构岩土荷载计算;不仅涉及通常所用的刚体极限平衡条分法这一类方法,还涉及复杂情况下所用的数值分析法这一类方法,对这个专题分抗滑稳定系数定义的选择、条分法条间力假定合理性的检验、传递系数法的取舍、瑞典法的取舍四个小专题进行研究。

本书第五部分对国标《边坡规范》2013版主编等部分在渝起草人和副主审等部分在渝审查人反对编制和发布重庆边坡规范的意见进行答复(包括关于国标《边坡规范》2013版在渝副主审反对意见的答复,关于国标《边坡规范》2013版编制组2015年反对意见的答复,关于国标《边坡规范》2013版编制组2016年反对意见的答复,关于担任重庆边坡规范审查人的国标《边坡规范》2013版在渝起草人和在渝审查人反对意见的答复,关于国标《边坡规范》2013版主编等部分在渝起草人2012年反对意见的答复,关于国标《边坡规范》2013版在渝主编单位反对意见的答复六章)——作者仍然认为,在国标《边坡规范》2013版大幅修改之前发布重庆边坡规范是十分必要的。

因国标《边坡规范》未来版建议稿要点与重庆边坡规范报批稿基本一致,本书第四部分和第五部分分别以专题研究和辩论或答反方问方式再次就为何需要对国标《边坡规范》2013版进行大幅修改、怎样对其进行修改和为何对其如此修改这三个问题进行解答。

全书的中心——国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)要点,采用的边坡稳定性分析方法和支护结构岩土荷载计算方法仍然以单块刚体极限平衡法和二维非严格刚体极限平衡条分法为主;采用的抗变形支护结构岩土荷载计算方法还是经验性的估算方法;采用的边坡岩体分类方案依然是岩石坚硬程度、岩体完整程度和结构面产状等因素的组合。因此,一方面,只要具备执行国标《边坡规范》2013版的条件和能力,就具备应用国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)的条件和能力,应用国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)所需勘察设计成本也与执行国标《边坡规范》2013版相当;另一方面,国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)不排除有与国标《边坡规范》2013版相同(但不在本书第一部分前三章之列)或不同的缺陷,不是建筑边坡工程技术规范的完美版或终极版。但是,国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)比国标《边坡规范》2013版减少了200多个自相矛盾之处和20多个重要缺项,并消除了国标《边坡规范》2013版10个条文给工程带来的严重安全隐患。由此可知,国标《边坡规范》未来版建议稿(或重庆边坡规范报批稿)显著区别于国标《边坡规范》2013版的特征,不是理论的高深、技术的尖端和方法的精密,而是逻辑性、实用性和工程安全性的大幅提升。

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方玉树

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