2018年注冊巖土工程師巖土工程勘察講義:滑坡的巖土工程勘察要點
第二節(jié) 滑坡的巖土工程勘察要點
斜坡巖土體沿著貫通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移現(xiàn)象,稱為滑坡;碌臋C(jī)制是某一滑移面上剪應(yīng)力超過了該面的抗剪強度所致;碌囊(guī)模有的可以很大,達(dá)數(shù)億至數(shù)十億立方米。
滑坡的特征是:通常是較深層的破壞,滑移面深入到坡體內(nèi)部;質(zhì)點位移矢量水平方向大于鉛直方向;有依附面(即滑移面)存在;滑移速度往往較慢,且具有“整體性”。
滑坡是斜坡破壞型式中分布最廣、危害最為嚴(yán)重的一種。世界上不少國家和地區(qū)深受滑坡災(zāi)害之苦,如歐洲阿爾卑斯山區(qū)、高加索山區(qū)、南美洲安第斯山區(qū)、日本、美國和中國等。
(一)滑坡勘察的任務(wù)和目的
(1)查明滑坡的現(xiàn)狀,包括:滑坡周界范圍、地層結(jié)構(gòu)、主滑方向;平面上的分塊、 分條,縱剖面上的分級;滑動帶的部位、傾角、可能形狀;滑帶巖土特性等滑坡的諸形態(tài)要素。
(2)查明引起滑動的主要原因。在調(diào)查分析滑坡的現(xiàn)狀和滑坡歷史的基礎(chǔ)上,找出引起滑坡的主導(dǎo)因素;判斷是首次滑動的新生滑坡還是再次滑動的古老滑坡的復(fù)活。
(3)獲得合理的計算參數(shù)。通過勘探、原位測試、室內(nèi)試驗、反算和經(jīng)驗比擬等綜合分析,獲得各區(qū)段(牽引段、主滑段和抗滑段)合理的抗剪強度指標(biāo)。
(4)綜合測繪調(diào)查、工程地質(zhì)比擬、勘探及室內(nèi)外測試結(jié)果,對滑坡當(dāng)前和工程使用期內(nèi)的穩(wěn)定性作出合理評價。
(5) 提出整治滑坡的工程措施或整治方案。對規(guī)模較大的滑坡以及滑坡群,宜加以避讓;防治滑坡宜采用排水(地面水和地下水)、減載、支擋、防止沖刷和切割坡腳、改善滑帶巖土性質(zhì)等綜合性措施,且注意每種措施的多功能效果,并以控制和消除引起滑動的主導(dǎo)因素為主,輔以消除次要因素的其他措施。
(6)提出是否要進(jìn)行監(jiān)測和監(jiān)測方案。
(二)工程地質(zhì)測繪
(1)工程地質(zhì)測繪與調(diào)查的范圍應(yīng)包括滑坡區(qū)及其鄰近穩(wěn)定地段,一般包括滑坡后壁外一定距離,滑坡體兩側(cè)自然溝谷和滑坡舌前緣一定距離或江、河、湖水邊;測繪比例尺1∶500~1∶2000,可根據(jù)滑坡規(guī)模選用;用于整治設(shè)計的測繪比例尺為1∶200或1∶500。
(2)注意查明滑坡的發(fā)生與地層結(jié)構(gòu)、巖性、斷裂構(gòu)造(巖體滑坡尤為重要)、地貌及其演變、水文地質(zhì)條件、地震和人為活動因素的關(guān)系,找出引起滑坡復(fù)活的主導(dǎo)因素。
(3)測繪、調(diào)查滑坡體上各種裂縫的分布,發(fā)生的先后順序、切割關(guān)系;分清裂縫的力學(xué)屬性,作為滑坡體平面上的分塊或縱剖面分段的依據(jù)。
(4)通過裂縫的調(diào)查、測繪,藉以分析判斷滑動面的深度和傾角大小,并指導(dǎo)勘探工作。滑坡體上裂縫縱橫,往往是滑動面埋藏不深的反映;裂縫單一或僅見邊界裂縫,則滑動面埋深可能較大;如果基礎(chǔ)埋深不大的擋土墻開裂,則滑動面往往不會很深;如果斜坡已有明顯位移,而擋土墻等依然完好,則滑動面埋深較大;滑坡壁上的平緩擦痕的傾角,與該處滑動面傾角接近一致。
(5)對巖體滑坡應(yīng)注意緩傾角的層理面、層間錯動面、不整合面、斷層面、節(jié)理面和片理面等的調(diào)查,若這些結(jié)構(gòu)面的傾向與坡向一致,且其傾角小于斜坡前緣臨空面傾角,則很可能發(fā)展成為滑動面。對土體滑坡,則首先應(yīng)注意土層與巖層的接觸面,其次應(yīng)注意土體內(nèi)部巖性差異界面。
(6)應(yīng)注意測繪調(diào)查滑動體上或其鄰近的建筑物(包括支擋和排水構(gòu)筑物)的裂縫,但應(yīng)注意區(qū)分滑坡引起裂縫與施工裂縫、不均勻沉降裂縫、自重與非自重黃土濕陷裂縫、膨脹土裂縫、溫度裂縫和凍脹裂縫的差異,避免誤判。
(7)調(diào)查、測繪地下水特征,泉水出露地點及流量,地表水自然排泄溝渠的分布和斷面,濕地的分布和變遷情況等。
(8)圍繞判斷是首次滑動的新生滑坡還是再次滑動的古老滑坡進(jìn)行調(diào)查。
(9)當(dāng)?shù)卣位碌慕?jīng)驗。
(三)勘探工作要點
(1)勘探工作的主要任務(wù)是查明滑坡體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、滑動面的位置、展布形狀、數(shù)目和滑帶巖土性質(zhì),查明地下水情況,采取巖土試樣進(jìn)行試驗等。
(2)勘探線應(yīng)在測繪、調(diào)查基礎(chǔ)上,沿滑動主軸方向布設(shè)。根據(jù)滑坡規(guī)模和分塊、分條情況,在主軸線兩側(cè)亦應(yīng)布設(shè)勘探線或勘探點;在各勘探線上勘探點的間距,一般不宜大于40m。在預(yù)計設(shè)置排水和支擋構(gòu)筑物的地段,應(yīng)有一定數(shù)量的勘探點。
(3)為直接觀察地層結(jié)構(gòu)和滑動面,或為原位大型剪切試驗,宜布設(shè)一定數(shù)量的探井或探槽。為準(zhǔn)確查明滑動面的位置,對于土體滑坡,可布設(shè)適量靜力觸探點;對于巖體滑坡,可采用合適的物探手段。
(4)一般性勘探點的深度,應(yīng)穿過最下一層滑動面;少量控制性勘探點的深度,應(yīng)超過滑坡體前緣最低剪出口標(biāo)高以下的穩(wěn)定地層內(nèi)一定深度。
(5)在滑坡體內(nèi)、滑動面(帶)和穩(wěn)定地層內(nèi),均應(yīng)采取足夠數(shù)量的巖土試樣進(jìn)行試驗。
(6)為查明地下水的類型、各層地下水位、含水層厚度、地下水流向、流速、流量及其承壓性質(zhì),應(yīng)布設(shè)專門性鉆孔,或利用其他鉆孔進(jìn)行上述水文地質(zhì)測試,必要時應(yīng)設(shè)置地下水長期觀測孔。
(7)滑坡勘探宜采用管式鉆頭、全取芯鉆進(jìn),土質(zhì)滑坡宜采用干鉆,鉆進(jìn)過程中應(yīng)細(xì)致地觀察、描述和注意鉆進(jìn)難易的記錄。以下跡象可能是滑動面(帶)位置:
①通過小間距取樣(0.5m或更小),測定和繪制含水量隨深度的變化曲線,含水量最大處,可能是滑動面(帶);
、谒扇r心經(jīng)自然風(fēng)干,巖心自然脫開處可能是滑動面;破碎地層與完整地層的界面也可能是滑動面位置;大型、超大型滑坡可能出現(xiàn)地層重復(fù)現(xiàn)象,結(jié)合測繪調(diào)查分析判斷是否屬滑動面(帶);
、劭妆谔⒖ㄣ@、漏水、涌水、甚至套管變形、民用水井井圈錯位等都可能是滑動面位置,但應(yīng)結(jié)合其他情況進(jìn)行綜合分析判斷。
(四)測試和監(jiān)測工作
1、測試工作
為了驗算滑坡的穩(wěn)定性,必須對滑帶土進(jìn)行抗剪強度試驗,以求取c、φ指標(biāo)。一般滑坡取樣作室內(nèi)試驗即可,根據(jù)需要作原狀土或重塑土試驗,試驗方法應(yīng)與滑帶土受力條件相似,采用快剪、固結(jié)快剪或飽和固結(jié)快剪,獲得的峰值和殘余強度參數(shù)以備用。大型和重要的滑坡,則除采樣進(jìn)行室內(nèi)試驗外,還需作滑帶土的原位測試,試驗要求和方法參見第五章第三節(jié)。
2、監(jiān)測工作
規(guī)模較大以及對工程有重要影響的滑坡,應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測;卤O(jiān)測的內(nèi)容包括:滑帶(面)的孔隙水壓力;滑體內(nèi)外地下水位、水質(zhì)、水溫和流量;支擋結(jié)構(gòu)承受的壓力及位移;滑體上工程設(shè)施的位移等。有關(guān)滑坡地面位移、巖土體內(nèi)部變形及滑動面位置監(jiān)測的內(nèi)容和要求,詳見第六章第三節(jié);卤O(jiān)測資料,結(jié)合降雨、地震活動和人為活動等因素綜合分析,可作為滑坡時間預(yù)報的依據(jù)
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