岩土工程勘测设计.doc

西南石油大学建筑工程学院岩土工程勘测设计 班 级：2007级土木工程五班 姓 名：宋 国 映 指导教师：肖凌平教师第一章 概述一、 目的1查明山体滑坡体的分布位置及范围，滑坡体发生的时间、分布高程、规模及坡度等；2了解滑坡体的根本特征，变形特点以及滑坡体的力学性质，地表物变形，地下水位与裂缝的分布情况，3查明山体滑坡的滑动面带的埋深，滑动面带的平面分布，以及滑体的厚度；4查明渭坡体形成的环境条件与触发因素，地形地貌，地质构造与地层岩性及滑坡活动的触发因素，滑坡体的变形特征及发育的阶段；5查明山体滑坡范围内岩土的类别、构造、厚度、坡度、工程特性。6确定山体滑坡的稳定系数，提出满足滑坡治理工程方案设计所需的岩土参数；二、 勘察意义三、工程概况 国道316线K160840K161020山体滑坡，地处南平市延平区水南办事处罗源村辖区，距南平市区约lO公里，是南平市通往福州的必经之路。该段路基于1995年竣工，在路基施工期间，上边坡出现溜方，原设计采用设莆截水天沟，该段自发工以来，每年雨季都出现不同程度的溜方。该处滑坡产生于去年上半年雨季，开场是下雨溜方，曾发生过屡次阻车，由于屡次溜方造成边坡失稳，于今年雨季产生大面积滑动，该滑坡是由2个滑坡体组成的复合滑坡体，第一处位于K160840930上边坡lO米处开场，坡面斜长愈150米，底宽90米，其坡面有三至四处明显断裂带，第一个断裂层距公路路面高约40米，裂缝最宽处50厘米，断层高150厘米，纵向裂缝宽lO厘米，且有多条。第二断裂后距公路路面高约60米，裂缝宽30厘米，断层高00厘米，多条纵向裂缝宽2030厘米。第三断裂层距公路路面高约85米，裂缝宽80厘米，断层高l8米，纵向裂缝多条，裂缝宽2030厘米，滑坡面积约8500平方米，第二处滑坡位于K160970K160+020公路上边坡l0米处，坡面斜长超过100米，底宽50米，面积约4500平方米。四、勘探施工依据 据山体滑坡勘探要求及场地的地形、地貌等条件，结合现行规程、标准，按地质勘察之要求进展工程地质勘察。为保证勘察施I质量，到达以上的日的，主要依据以下规程、标准：1公路工程地质勘察标准JTJ064982公路勘察标准JTJ061993 工程岩体试验力法标准GBT50266994岩土工程程勘察标准GB5002l94：5建筑地基根底设计标准GBJ789：6建立单位的有关要求及地质技术要求。五、气象、水文条件 南平地区的雨季般在每年的； ohJ份，01年的最大年降雨量集中it 4月份fl16月份，年降水量分别为319 2mm、352 4mm，大于30mlrl的年降水日数07，2001年4、5、6与7月份大于30mm的暴雨日数分别为2、5、4与l次；近20年的最高气温为31°C，最低气温为1°C。2001年的最高气温为29°C，最低气温为4°C，01年的年平均气温38月份分另刂为160、 184 237、 26，2、 290与279°C。 在山体滑坡勘探过程中，在勘探深度内各孔均未见孔内充水，据水义地质条件分析：在第匹系残坡积土层与下伏燕山期侵入型花岗岩之间接触面上有孔隙潜水，下伏基岩花岗岩川I有裂隙水。因此在3 t 6 El道的K160840K161020段之间，在公路路肩出露的花岗岩滑坡体前缘见多处正在向外渗水。六、勘探工作量 根据山体滑坡勘探要求及场地的情况，共布置滑坡勘探线4条，勘探钻孑L 17个，滑坡勘探线与钻孔的具体布置位置详见勘探线与勘探钻孔平面布置图见附图，完成勘探工作量详见下表l。第二章 场地工程地质条件一、地形地貌及沉积史 该山体滑坡体位于闽江上游的尤溪支流下部，316国道K160840K161+020公路1995年在山体的半山坡之上，通过深挖方而修建的路堑型公路，并且由体向公路路面倾伏，倾向闽江上游的尤溪支流，由于降雨等自然因素的作用，造成山体的变形以及形成复合型滑坡体。路面的高程100110m，山体滑坡体最大高程为215m，相对高差最大为I l 5 m。 该山体滑坡是由花岗岩、强风化或全风化花岗岩与亚粘土、粉土与砂i或砂砾土质粘土组成。滑床主要为枣山期侵入岩一花岗岩与混合花岗岩l成，花岗岩顶面是该滑坡体的主要滑动面带。滑坡体主要为强风化或风化花岗岩与亚粘土、粉土与砂质或砂砾土质粘土组成，亚粘土、粉土口砂质或砂砾土质粘土具有典型的残坡积沉积相特征，时代属于第四系早期，同时在强风化或全风化花岗岩与第四系残坡积土滑体内发育多层次一级的滑动面带，因此，沉积构造复杂，增加了山体滑坡治理工程施工的难度。 二、滑坡岩土层特征 经钻探提醒，山体滑坡地层自上而卜可分为：坡积亚粘土 粉土与砂贾粘土一残积砂质粘土与砂砾质粘土一全风化花岗岩强风化花岗岩燕山期侵入型花岗岩。 各个岩土层特征，自上而下分述如卜：l、坡积土：棕黄色、褐黄色或灰褐色砂砾质粘土、粉质砂土、亚粘土，司部含有粉砂质、砂质与小砾。沉积构造为块状构造、水平纹层构造，纹丢由红白相间的颜色显示。局部含有由长石风化的肉红色斑点，由花岗岩衮石经后期风化所致。可塑，较湿。土心的采收率极低为40 80，标贯贯入击数为67。2、残积土：杂色、灰白色砂砾质粘土 砾质粘土组成，杂色主要由红色、灰色与黑色组成，局部有灰色与灰自色相间互层组成，沉积构造不明显，含有大量的云母片，局部为棕灰色。手搓有滑感，微湿，取心破碎呈小块状，母岩为花岗岩或沉积岩，采收率50 90。标准贯入击数为68。3、全风化花岗岩：杂斑色砂质粘土、砾质粘土或粉质粘土组成，杂色复杂，有肉红色、灰色、黑色与黄色等组成，硬塑一不可塑，局部可塑，较湿。以块状构造为主，局部见花斑构造构造，含有大量的云母片，成手风琴状。采收率60 90。标准贯入击数为69。4、强风化花岗岩：浅灰色强风化花岗岩，呈原生花岗岩构造构造，风化为棕黄色与灰白色砂砾质粘土，粉质粘土与粘土等，局部可塑，较干。含有石英、长石与云母等矿物成分。采收率为60100。标准贯入击数为4356。 5、侵入型花岗岩：杂灰白色花岗岩，粒状构造，块状构造，有些钻孔的花岗岩见有构造节理发育，花岗岩新鲜。采收率为100，RQD值为100。勘探钻孔打入花岗岩一般34m。 滑坡各个岩土的成因、分布、厚度及坡度变化情况详见各个钻孔柱状剖面图与勘探线工程地质断面图。三、区域地质构造该滑坡体所处的地质构造极为复杂，在区域上发育有复式背斜与向斜以及深大断裂等，发育区域深大断裂。第三章 山体滑坡工程地质勘察、工程地质勘察的内容及要求本次对该滑坡的勘查采用地表勘盒与钻井勘察两种方法。3 . l1滑坡地表勘查 通过地表勘察，初步查明了滑坡体的根本特征，滑坡体的类型，滑坡文生的主要原因，滑带土的工程地质强度等滑坡稳定分析所需的物理力学参数。同时，通过地表勘查为钻探工作提供了依据，节约了大量的经费。 本次地表勘测的主要内容包括：形态特征勘测；滑面特征勘测。 1形态特征勘测：初步查清了滑坡周界的位置与形状，滑坡壁位置、产状、高度及其滑坡外表的裂缝，台坎数目与高差，各种裂缝的分布、性呒、形状等。滑坡地表发育34条台坎与张裂缝。 2滑面特征勘测：是滑坡进展地表勘查的主要内容之一。通过地表公路边的地质调查，该滑坡下部为花岗岩，上部为残坡积土或全一中风化花岗岩，其与花岗岩基岩的交界面为该滑坡的主滑动面带，也是滑坡体的主剪出带。次滑动面分布于上部的残坡积土与全风化花岗岩中，次滑动面带一般为23个。31. 2滑坡钻井勘探通过钻探，初步查明了滑坡体的厚度、物质组成与滑带面或带的个数、形状及各滑动带的物质组成；查明了滑坡体内地下水位的分布等。滑坡体的最大厚度一股为122724m，发育2个主滑动面带与2个次滑动面带，详见附图所示，17个钻孔的柱状剖面图与4条勘探线的工程地质断面图。二、钻探工程布置与钻孔的深度32l钻探工程布置l 定性阶段：本次钻探在沿滑动面主轴线方向布置勘探线2条，为ll与22勘探线，在滑坡体的横向布置钻孔勘探线2条，为33不口44勘探线。总共布置勘探钻孔7个。（2） 整治阶段：在以支挡或锚固的工程中，那么应满足演算与设计支挡或锚固建筑物所需资料为准。补充演算剖面的数目应视滑动面横向变化的情况而定。322钻探钻孔的深度 本次钻探首先在该滑动的2个轴线上布置了2个控制性钻孔，即ZK1与ZK2，其钻孔深度分别为3200m与2270m，其他钻孔均钻至最大滑动面以下13米。 该滑坡为堆积层滑坡，其滑床为花岗岩基岩，那么钻入基岩的深度应大于堆积层中所见同类型最大孤石的直径。 通过上述分析，该滑坡为一个复合的滑坡休，由两个滑体组成详见附图，因此，至少存在2个滑坡体滑动的主轴线详见附图，勘探线l1、22、JJ与44同时又存在着多级裂缝。因此，从滑坡体的力学特性来分析，该滑坡为牵引式与推移式复合滑坡。三、滑坡试验分析3 . 31试验目的与要求本次试验分析的目的在于测定滑坡体的岩土体理化及力学特性，一般L括岩土体的组成成分，自然属性以及工程力学特性。这些参数为滑坡分斤与治理工程设计提供重要的依据。滑坡岩土实验主要对滑体与滑面的物里力学性质如含水量、容重、液限、塑限、机械组成、滑带土的内磨擦角值与内聚力C值等进展试验测试，为滑坡体稳定性分析计算、工程殳计提供了必要的参数。3 . 32滑坡样品的采集在钻孔中取原状上样较困难，可取扰动土样。假设不能取到原状土，也立取靠近滑动带上，其次是滑体内各层位上。滑坡岩土样品取原状土样与尤动土样两种。采集的样品要装入样品袋或简对于原状样品应特保持天然：伏态。本次试验共采取了l0套样品，洋见阳表所示。3 . 33试验结果 对17个钻孔，采集了10套岩土样，分别进展了天然含水量、湿密度、于密度、比重、天然孔隙比、饱与度、液限、塑限、塑性指数、液性指数、内聚力、内摩擦角、压缩系数、压缩模量、固结系数、粒度分析砾石级、砂粒级、粉粒一粘粒级等试验分析内容，最后进展了土的分类与命名。 岩土样的试验定名为粘土质砂、粉土质砂与高液限粘土等，其试验分昕结果详见附表所列。第四章 滑坡体变形特征与形成机制分析一、滑坡性质及特征4 ll滑坡规模及其性质分析1滑坡物质组成的特点 按物质的组成该滑坡属于土质滑坡，同时具有半岩质与岩质滑坡的性质，其构造松散，均无胶结作用，岩性较并，抗剪强度为20l00kPa，内摩擦角为1035度，亲水性强，在水的浸泡下极易下滑。2滑坡规模大小分析 反映渭坡规模大小的主要指标是滑动体的体积，按自然体积大小可划分为：微型滑坡 体积1×104 m3小型滑坡 体积l10×104m3中型滑坡 体积lO50×104 m3大型滑坡 体积501000×104 m3特大型滑坡 体积1000一10000×104 m3巨型滑坡 体积>10000×104 m3本滑坡体总体积为54万立方米，属于大型滑坡的范畴。为以后工程设计与施工的需要，本次还考虑了按滑坡面的埋藏深度进展分类研究。表层滑坡滑面 埋深3m极易施工浅层滑坡滑面 埋深3 10m容易施工中层滑坡滑面 埋深l 030m可以施工深层滑坡滑面 埋深3050111施工有困难超深层滑坡滑面 埋深50m很难施工 该滑坡的滑移面的埋深一般为lO032米的范围，属于可以施工与施工事困难的滑坡治理工程。3滑坡起动时的力学特征分析该滑坡既具有牵引式性质又具有推动式性质。 a滑坡牵引式性质：该滑坡前部属于深挖路堑式公路，形成陡坎高耸，灵高高程为80100米，由于滑体重力的作用，滑坡体的前缘首先向下滑动，形成牵引式滑坡的性质特点。滑体前部开裂起动滑移，而后中部、中上部、上部依次开裂滑移，具有牵引式的性质。 b推动式滑坡：在滑坡体的最后缘，出现了大型的张裂缝与陡坎，陡坎t沟最大高度为56cm，裂缝的最大宽度为2550cm，位置分布于ZK16与ZK17的上部，滑坡体先从后缘开裂，滑体后部的巨大势能逐渐向滑坡体中前部推进，在滑动体前部滑移面附近ZK8与ZK12孔的附近在产生应力集中，产生第二条大的裂缝与陡坎详见附图裂缝与陡坎分布图。区此，该滑坡具有推动式滑坡性质特色。这为滑坡的防治规划与工程防治带来了趿大的难度。4滑坡的运动学性质分析该滑坡的滑速极小，大大的小于 001 ms，属于蠕动型滑坡阶段。滑坡的这个阶段正是进展滑坡整治工程的最有利时机，应抓紧实施，千万不要贻误滑坡治理的良好时机。4 l2滑坡特征 1滑坡的平面特征 该滑坡体在平面条形呈簸箕状，上小下大的特征。具有两个滑动主线，分别位于勘探线11与22，详见附图所示。 滑坡最后壁特征呈圈椅状弧形后壁，形成4个台坎与4条大型裂缝，裂缝的展布方向呈半圆圈状。详见附图中的裂缝及台坎的分布图；微地貌呈“凸、“凹不平的阶状地形。滑坡台坎呈微反倾现象，滑体横向分块特征明显。2滑坡体构造及剖面特征 滑坡体内部：构造滑坡体起动后，由于滑动体内各块体运动的差异性，造成块体之间的碰撞与挤压，致使滑体内部构造与原生构造有较大差异。所钻l7口钻井的岩土心破碎、岩土纹层紊乱以及发育片麻理等具有滑动的构造特征。详见附图的岩土心系统照片集所示。滑坡纵剖面及滑移面特征： 通过4条工程地质断面图可以看出附图：工呈地质断面图：发自有2条主滑动面， 以条为残坡积土与中一强风化花岗岩与花岗岩之间的交界面，另条为中风化花岗岩与残坡积土之间的界面，滑动面的集合形态为多折线形或曲线形圆弧形，同时发育2条次滑动面，均分布于残破积土内部，多呈曲线状。二、花岗岩滑床顶面分析对花岗岩滑床顶面进展了网络视图分析图1，从图中可见，发育有个台地，因此，造成上部滑体地表形成4条裂缝的陡坎。在进展滑坡治理二程实施的时候，要进一步对花岗岩岩体的分布特征的状态进展更为深入的分析与研究，为工程治理的施工图的设计以及施工做好充分的准备。三、 滑坡发生的环境及形成条件 该滑坡的发育与发生的主要原因是地层条件、水文气候条件与人为的目素等所造成的。首先，在公路选线过程中没有充分考虑边坡的稳定性与性质，通过高挖路堑的形式修筑公路，形成了人为的高边坡，造成了滑坡形成并发生的有利地形有效临空面：其次，高边坡地表的滑坡排水沟多年失修，造成严重的破坏见地表勘察照片集，由于降雨作用，使地表水延地表裂缝渗入地层中，减低了地层内的内聚力与内摩擦角，使滑体处于蠕变状态；再次，地层的垂向序列为花岗岩一中风化花岗岩一强风化花岗岩一全风化花岗岩一残坡积土。一是岩性的差异，花岗岩强度大，上伏的地层揉性高易滑地层，因此，形成了刚体与非刚体之间的涓动，同时在揉性地层易滑地层内部也形成了23条滑移面带。总之，在滑坡治理设计中要充分考虑这些因素。为确保该滑坡体的稳定，保证3l6国道的畅通，必须尽早对滑坡采取整治措施。第五章 滑坡体稳定性分析一、定性分析 从花岗岩滑床形态及滑体物质分析看，花岗岩滑床中下部缓于上部，而滑坡体的物质主要集中于中下部，占整个滑坡体积的60左右，因此有利于滑体的稳定，但是，由于该滑坡是由两个主滑动轴线组成的一个复合滑坡体，因此，由于每个滑动系统的力学场不同，两者的运动系统互相作用，导致该滑坡涌动的复杂性与难预测性。 该滑坡的形成时间是在今上半年的78月份左右，山体上屡次出现溜方，堵塞316国道。同时山体上的裂缝是新近形成的，通过地面调查访问，确认该山体形成了新的滑坡体，今年上半年滑坡范围的山体出现度不同的裂缝，并且裂缝在逐渐开展，说明该滑坡体处于活动状态，或分界稳定或极限稳定状态，如果不及时采取整治措施势必会发生险情，因i，福建省公路管理局在这方面处理的很是及时与必要。 该滑坡属于高边坡，是由于在修筑公路时，高挖路堑公路，是人为造的高角度滑坡，在滑坡范围的山体之上，发育有4条横向裂缝，在垂向具有4个滑动块体，同时见有4套后缘滑壁或陡坎，是由于滑坡体活动造成的，在最后缘的台阶上，发育有大量的“醉汉竹林，指示了滑坡处于活动的不稳定期。 95年修筑公路时在山体的地表曾经修建了4条排水沟，由于滑坡体的滑动这些排水沟全部被毁坏了，有的排水沟被错断很大的距离，形成排水沟的剪切破坏，有的排水沟由于滑坡体的下滑，而形成陡坎，滑坡体后缘山体的上部的2条排水沟浆砌片石完全被破坏，根本起不到排水的作用，而是加剧了地表水向滑坡体内的流入，因此，一旦排水沟出现很小的裂缝，将有利于地表降水的流入，加剧了滑坡体的形成与开展；滑坡前缘山体的下部2条排水沟被完全错断很大的距离，最大距离为50100cm，有的在平面上被错开，有的被在垂直方向被错开形成陡坎，最大距离高达l00cm。从上述分析可知，滑坡体的前部运动速率比滑坡体的后部滑动速率要快，说明该滑坡体以牵引式运动方式为主，以推移式运动方式，辅。该滑坡目前处于临界稳定状态或极限平衡稳定状态，如果稍有外界条件的变化，如遇雨季或周围开挖地下工程等，就会造成滑坡体将脱离花岗岩滑床，势必造成滑坡自然灾害发生。二、检算分析 根据地质勘探所掌握的滑坡的资料，对山体滑坡的自然稳定性进展了检算，分别以l1勘探线与22勘探线为两个滑坡断面检算图示，根据取样试验所确定的内聚力C与内摩擦角值指标为依据。 一个滑坡能否下滑，取决于下滑力与抗力之比，即稳定系数K抗滑力下滑力。当K1时，那么在预测的那个时期滑坡将下滑，反之滑坡将继续保持稳定。对该滑坡的稳定系数进展了反复的检算，进展了滑坡稳定性的综合分析。将计算机计算的斜坡稳定系数与地表调查的诸多现象结合在一起分析滑坡的稳定性。实际计算K值时，因受到假设干边界值的影响，常常要反复调整参数，计算屡次。为了对该滑坡稳定性评价更加完善，综合分析了地表调查的各种现象与计算的数值，同时分析了其开展趋势，最后计算出的稳定系数为K10206761410305777，其平均值为1. 02562692。说明该滑坡体是稳定的，但平安储藏极低。在外界条件的改变的条件下如遇雨季等将会出现下滑，直至造成滑坡自然灾害的发生。第五章 结论及建议 1、该滑坡为个复合滑坡体系统：滑坡存在两个主滑动轴线，分别分布干ll勘探线与22勘探线的位置详见附图所示。因此，该滑坡是禽两个滑坡体组成的一个复合氵骨坡体系统。是一个极其复杂的地应力场系统，由于每个滑坡体的运动速率的差异以及它们的相互作用，使滑坡运动性质复杂。同时，滑坡的前缘的滑动距离要比滑坡体的后缘的滑动距离大。 2、滑坡体的运动性质：从上述分析可知，滑坡体的前部山体下部运动速率比滑坡体的后部山体的上部运动速率要快，说明该滑坡体以牵引式运动方式为主，以推移式运动方式为辅。该滑坡目前处于临界稳定状态或极限平衡稳定状态，如果稍有外界条件的变化，如遇雨季或周围开挖地下工程等，就会造成滑坡体将脱离花岗岩滑床，势必造成滑坡自然灾害发生。 3、裂缝与陡坎的微地貌特征：在滑坡体的地表发育有4条裂缝或滑壁陡坎，在微地貌单元上形成3个台阶详见附图所示。裂缝的分布呈圆弧形态或簸箕边缘状态。反映了滑坡体向下滑移的平面特征。在方案设计与施工图设计过程中应充分考虑这一微地貌单元特色，全面而系统的对防护措施进展全盘考虑。 4、滑坡体地表之上的建筑物的破坏：滑坡体地表之上的原排水沟遭到了严重的破坏，4条排水沟均发生了变形与破坏、在滑坡体后缘山体的上部的2条排水沟破坏程度尤为严重，发生大错距的走行断裂，把排水沟在平面上错开50cm多。还有的排水沟形成滑脱壁陡坎，最高落差为50cm以上。上述现象说明滑坡体的滑动体的前缘滑移速率要比滑坡体的后缘的滑移速率大。在防护工程设计过程中要充分考虑这一力学场的差异特点。 5、钻孔勘探：布置了4条勘探线与17口钻孔，4条勘探线为：l1勘探线、22勘探线、33勘探线与44勘探线见附图。通过钻探，提醒了滑坡体的物质组成，该滑坡的滑床为花岗岩，滑坡体为残坡积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩与中风化花岗岩等。发育有35个滑动面带，其中发育2个主滑动面带与2个次滑动面带见附图所示。在工程设计过程中必须重视滑动面带的分布叶青况。在施工图设计过程中如果有必要要补充与加强地质勘探工作。 6、试验研究：进展了现荡采样与试验分析研究，分别进展了天然含水量、湿密度、干密度、比重、天然孔隙比、饱与度、液限、塑限、塑性指数、液性指数、内聚力、内摩擦角、压缩系数、压缩模量、固结系数、粒度分析砾石级、砂粒级、粉粒一粘粒级等试验分析内容，最后进展了土的分类与命名。这为设计检算等打下了坚实的根底，其中内聚力与内摩擦角与密度等参数是进展稳定分析的根底。 同时，每口井几乎都进展了标准贯入试验，总计37个，为判断砂土的承载力与地层风化程度奠定了根底。 7、涓坡体稳定性分析：对该滑坡体进展了滑坡体稳定性定性分析与滑坡稳定性的检算分析。其在自然状态卜的稳定系数为K0206761410305777，其平均值为102562692。说明该滑坡体是稳定的，但平安储藏极低。在外界条件的改变的条件下如遇雨季等将会出现下渭，直至造成滑坡自然灾害的发生。 8、建议尽快实施该滑坡体的整治工程，抓住滑坡体最有利的治理与整治时期。增加其平安储藏，使其到达期稳定。 说明：现场钻井是由华东勘测设计研究院第一勘察公司完成。样品试验分析由华东勘测设计研究院第一勘察公司完成。第 18 页