边坡工程的风险决策

第３６卷第１５期　２　０　１　０年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ（　ＵＲＥ　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．１５　Ｍａｙ．２０１０　・９９・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１５—００９９—０２　边坡工程的风险决策　聂春龙　摘要：研究了边坡工程风险决策的原理及步骤，在考虑其不确定性的基础上，通过计算边坡的危险性和易损性，对设计　方案和施工过程进行了优化，从而降低不确定性，保证边坡工程的安全。　关键词：边坡，风险决策，危险性，易损性　中图分类号：ＴＵ４１３．６２　文献标识码：Ａ　ｍ，土体容重２　ｔ／ｍ３。分别设计了倾角为３０。和４５。的开挖方案。　边坡失稳作为危害极大的地质灾害，一直是岩土工程研究的　３０　热点。边坡工程是一个因素众多的开放系统，从岩土体各项参　数，到设计方案的优化和施工质量的保证，都具有一定的不确定　性和随机性。边坡工程中的风险，即由于不确定性因素而导致边　坡失稳，是边坡工程先天固有的Ｌ１　Ｊ。关于边坡工程的各项研究，　都是旨在降低不确定性，保证边坡工程的安全。而边坡工程的风　险分析，则是在考虑不确定性的基础上，运用安全与经济相平衡　的原则，对设计方案和施工过程进行优化，是一种不确定性的分　析方法　２＿２。　图１边坡开挖示意图　１）计算破坏概率。　考虑力矩平衡，边坡稳定性功能函数计算公式如下：　Ｍｒ　１原理与步骤　风险决策是风险分析中的一个阶段，它是在风险识别、风险　评价完成，并提出了若干备选方案后，对各种方案进行分析和决　策的过程。边坡工程的风险决策包括以下步骤：　１）边坡的危险性。可采用直接积分法、重现期法、一次二阶　矩法、Ｊｃ法和ＭＣ法等＿４　Ｊ，计算边坡的破坏概率。　２）边坡的易损性。一般采用下式计算边坡的费用：　ＣＴ　ｅ＋　坏造成的损失。　（１）　Ｒ∑（ｔｇ９Ｗｉｃｏｓａ　＋Ｃ／　＋Ｆ）　（２）　ｇ　Ｌ　Ｊ　—ｒＭ—　，ｖ、　Ｒ∑Ｗｉｓｉｎａ　＝１　其中，Ｆ为支护力；Ｒ为滑动半径；　为坡角。　假定粘聚力Ｃ和内摩擦角　正态分布并互相独立，取粘聚力　Ｃ的均值、标准差和变异系数分别为３Ｏ，３．６和０．１２，取内摩擦角　的这三个值分别为８，０．８和０．１，用一次二阶矩法计算得到两　２）计算费用。　考察式（１），其中：　＝ｋ１Ｖ　（３）　其中，ＣＴ为总费用；　为建设费用；Ｐ／为破坏概率；Ｃｆ为破　个方案的破坏概率分别为０．０４２和０．０６。　３）计算各方案期望值，以费用最小或效益最大的方案为优选　方案。　２算例与分析　其中，忌１为土方开挖单价；Ｖ为开挖土方量；ｃ，对于两方案　如图１所示，对某边坡开挖方案进行选择。条件如下：边坡长　来讲是相等的，设定为１００万元。　承载力特征值为３００　ｋＰａ。比较可知螺旋板载荷试验得出的地基　合理设计及安全、经济施工取得保障。　承载力特征值与地质勘察其他土工等方法得出的值基本相同，局　参考文献：　部偏大。分析数据偏大原因，ｈ　＝７．５　ＩＴＩ点处可能夹有全风化岩　［１］林宗元．岩土工程试验监测手册［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术　层，ｈｆ１１．５　ｍ点处可能夹有强风化岩层。　出版社，１９９４．　４　结语　通过具体工程试验，明确了螺旋板载荷试验过程中的安装、　了解译，给工程提供了较具参考价值的地层承载力数值，为后续　［２］孟高头．土体原位测试推理方法及其工程应用［Ｍ］．北京：　地质出版社，１９９７・　版社，１９９５・　［４］ＧＢ　５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［Ｓ］．　操作及注意事项，对试验数据进行分析评价，结合地层特征进行　［３］张喜发・岩土工程勘察与评价［Ｍ］・长春：吉林科学技术出　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｃｒｅｗ　Ｐｌａｔｅ　Ｌｏａｄｉｎｇ　Ｔｅｓｔ　ＸＵ　Ｄｏｎｇ－ｆｅｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎｏｔａｂｌｅ　ｍａｔｔｅｒｓ　ｏｆ　ｓｃｒｅｗ　ｐｌａｔｅ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｔｅｓｔ，ｃｌａｓｓｉｆｉｅｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｄａｔａ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｔｕｍ，ｔｈｕｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎ　ｓｉｔｕ　ｔｓｔｅ　ｉｎｔｏ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｃｒｅｗ　Ｐｌａｔｅ　Ｌｏａｄｉｎｇ　Ｔｅｓｔ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｓｕｂｓｏｉｌ　ｂｅａｒｉｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｎ收稿日期：２０１０．０１—２７　作者简介：聂春龙（１９７５一），男，讲师，南华大学城市建设学院，湖南衡阳４２１００１　・１００・　第３６卷第１５期　２　０　１　０年５月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＦＵＲＥ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．１５　Ｍａｙ．　２０１０　文章编号：１００９—６８２５｛２０１０）１５　０１００—０２　建筑深基坑降水方案研究　江摘科　要：结合具体工程实例，根据建筑深基坑降水方案设计的基本原则以及工程地质、水文地质条件，提出了管井井点降　水的措施，并计算确定了管井数量及管井埋设深度等设计参数，在此基础上具体阐述了降水井的布置情况，对同类工程　具有一定指导意义。　关键词：深基坑，井点降水，涌水量，防渗措施　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　随着目前高层和超高层建筑的兴建以及城市地下空间的开　标高４２．８５　ｍ－－４５．８８　ｉｎ。③粉质黏土：厚度１．００　ｍ～８．２０　１ＴＩ，层　０６　ｍ－－４３．５８　ｉｎ。③１砂质粉土：厚度０．３０　ｍ～０．９０　Ｉｎ，　发，深基坑工程在城市建设中占据着越来越重要的地位。在基坑　底标高４１．施工时，必须采取有效的降水和排水措施，使基坑处于干燥状态　层底标高４３．５８　ｍ～４３．８９　ｍ。③２重粉质黏土：厚度０．６０　ｍ～　下施工。降低地下水的方法很多，管井井点降水可适用于中、强　２．００　ＩＴＩ，层底标高４１．９５　ｍ～４３．８５　ｍｏ④粉质黏土：厚度３．８ｏ　ｍ～　透水含水层，可满足大降深、大面积降水的要求。　７．００　ｍ，层底标高３４．２５　ｍ～３７．７８　ＩＴＩ。⑤重粉质黏土～黏土：厚　度０．３０　ｍ～３．２０　ｒｎ，层底标高３３．７２　ｍ－－３６．１８　ｍ。⑥粉质黏土：　１　工程地质及水文地质条件及场区环境　６０ｍ～５．００ｉｎ，层底标高２９．１８ｍ－－３１．７９ｍ。⑥１粘质粉土：　该工程总建筑面积约１１万ｍ２，地上２６层，地下３层。室内　厚度２．厚度０．４０　ｍ～１．７０　ｒｆｌ，层底Ｌ＝１５．９＋７０／１Ｂ＋０．５＋０．３＝２５．４５　ｒｎ，标　外地坪高差０．１５　ｉｎ，基础埋深一１５．５５　ｍ（垫层以下），要求支护深　ｍ。　度１５．４０　ｒｎ，护坡面内侧距结构底板外皮距离为６００　ｍｍ。拟建建　高３２．４２　ｍ～３４．５９　筑四周均有高层建筑以及地下管道，必须控制地下水下降引起的　１．２工程水文情况　根据本工程岩土工程勘察报告和历年资料，本工程拟建场区　周围沉降。　１．１工程地质条件　根据当地勘察设计研究院提供的岩土勘察报告，拟建场地各　地基土层自上而下的分布情况如下：　位置处１９５９年最高水位标高为４７．５０　ｍ，１９９３年最高水位标高　为４７．１５　ｍ～４７．４０　ｒｆｌ。　２基坑降水方案设计　　基坑降水方案总体技术思路　１）人工堆积层：①杂填土：厚度１．２０　ｍ～２．７０　ｍ，层底标高　２．１场地内对基坑施工有影响的地下水为潜水，其静止水位标高　４７．４７　ｍ－－４９．１０　１ＴＩ。①１粘质粉土素填土：厚度０．４０　ｍ～２．６０　ｉｎ，　层底标高４７．１６ｍ－－４８．５８　ｒｎ。　为４３．６６　ｍ－－４５．９９　ｎｌ，埋深４．３０　ｍ～６．１０　ＩＴＩ。水位降深至垫层　ＩＴＩ，即一１６．０５　ｍ处。　２）一般第四系土层：②砂质粉土：厚度１．８０ｍ～５．１０ｍ，层底　以下０．５　３）根据式（１）和式（３），得到Ａ方案的期望损失为：　案进行优选。风险决策方法对于工程条件比较复杂、不确定性较　＝ｋｌＶ　＋ｐｌｋ２Ｗ＝　ｚ＋ｏ－　川ｏｏｏｏｏｏ　塞　晏　Ｂ方案的期望损失为：　参考文献：　提供了一爪较好盼思路’具有一定的　‘　Ｅ（Ｂ）：ｋ１　Ｖ２＋Ｐ２ｋ２Ｗ＝｛忌１ｌｈ２＋０．０６￣１　０００　０００。　令两式相等，得：ｋ１　１６．４元。　１６・４兀时，应采用Ａ方案。　［１］Ｖａｒｎｅｓ　Ｄ・ＩＡＥＧ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｌ￣ａｎｄｌｉｄｅ［Ａ］・Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ｈａｚ一　Ｒ　ｓ∞．．１９８４．　因此，当开挖土方单价高于１６・４元时，应采用Ｂ方案；低于　［２］王家臣１９９２　边坡工程随机分析［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，　３　结｛吾　风险分析与决策是建立在不确定性的基础上。具体运用到　得到工程的损失概率和损失值，最后通过比较期望值来对备选方　［３］李志刚边坡的破坏成因及防护探讨［Ｊ］．山西建筑，２００９，　．３５（１）：１２４—１２５．　云．边坡风险评估系统及其应用研究［Ｄ］．重庆：重庆大　学硕士论文，２００７．　边坡工程中，通过分析和计算边坡工程的危险性和易损性，分别　［４］陈Ｏｎ　ｒｉｓｋ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｄｅ　ｓｌｏｐｅｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＮＩＥ　Ｃｈｕｎ－ｌｏｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｓｔｅｐｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｓｌｏｐｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｒｓｋｓ　ａｎｄ　ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ＳＯ　ａＳ　ｔＯ　ｒｅｄｕｃｅ　ｉｔｓ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅ—　ｔｙ　０ｆｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｓｌｏｐｅ　ｐｒｏｊｃｔｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｄｅ　ｓｌｏｐｅ，ｒｉｓｋ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ，ｒｉｓｋｓ，ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　收稿日期：２０１０．０１．２０　作者简介：江科（１９５７一），男，工程师，淮南鑫达公司建筑分公司，安徽淮南２３２０５２