2018年注冊巖土工程師巖土工程勘察講義：斜坡場地巖土工程勘察要點

　　第三節(jié) 斜坡場地巖土工程勘察要點

　　一、勘察的目的和任務(wù)

　　(一)勘察的目的

　　(1)查明斜坡場地的工程地質(zhì)條件，提出斜坡穩(wěn)定性計算參數(shù)。

　　(2)分析斜坡的穩(wěn)定性，預(yù)測因工程活動引起的斜坡穩(wěn)定性的變化。

　　(3)確定人工邊坡的最優(yōu)開挖坡形和坡角。

　　(4)提出潛在不穩(wěn)定斜坡的整治與加固措施和監(jiān)測方案。

　　(5)進行場地建筑適宜性評價。

　　(二)勘察任務(wù)

　　勘察應(yīng)查明下列問題：

　　(1)地貌的形態(tài)、發(fā)育階段和微地貌特征。

　　(2)構(gòu)成斜坡巖土層的種類、成因、性質(zhì)和分布;當(dāng)有軟弱層時，應(yīng)著重查明其性狀和分布;在覆蓋層地區(qū)，應(yīng)查明其厚度及下伏基巖面的形態(tài)與坡度。

　　(3)對巖質(zhì)邊坡需查明結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、間距、延伸性、張開度、充填及膠結(jié)情況，組合關(guān)系和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與坡面的關(guān)系等;對有裂隙的土質(zhì)邊坡需查明裂隙的性狀。

　　(4)地下水的類型、水位、水量、水壓、補給和動態(tài)變化，巖土的透水性及地下水在地表的出露情況。

　　(5)地區(qū)的氣象條件(特別是雨期、暴雨期)，坡面植被，巖石風(fēng)化程度，水對坡面、坡腳的沖刷情況和地震烈度，判明上述因素對斜坡穩(wěn)定性的影響。

　　(6)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度。

　　二、勘察階段的劃分

　　斜坡巖土工程勘察是否需要分階段進行視工程的實際情況而定。通常，斜坡的勘察多與建(構(gòu))筑物的初步勘察一并進行，進行詳細勘察的邊坡多限于有疑問或已發(fā)生變形破壞的邊坡。對于坡長大于300m、坡高大于30m的大型邊坡或地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡，勘察需按以下階段進行：

　　(1)初步勘察包括搜集已有的地質(zhì)資料，進行工程地質(zhì)測繪，必要時可進行少量的勘探和室內(nèi)試驗，初步評價斜坡的穩(wěn)定性。

　　(2)詳細勘察應(yīng)對不穩(wěn)定的斜坡及相鄰地段進行詳細工程地質(zhì)測繪、勘探、試驗和觀測，通過分析計算作出穩(wěn)定性評價。對人工邊坡提出最優(yōu)開挖坡角，對可能失穩(wěn)的斜坡提出防護處理措施。

　　(3)施工勘察應(yīng)配合施工開挖進行地質(zhì)編錄，核對、補充前階段的勘察資料，進行施工安全預(yù)報，必要時修正或重新設(shè)計邊坡并提出處理措施。

　　三、勘察技術(shù)方法

　　(一)工程地質(zhì)測繪

　　測繪是在充分搜集和詳細研究已有資料(包括區(qū)域地質(zhì)資料)的基礎(chǔ)上進行的。除一般的測繪內(nèi)容外，應(yīng)側(cè)重與斜坡穩(wěn)定有關(guān)的內(nèi)容。如斜坡的坡形與坡角、軟弱層產(chǎn)狀與分布，結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢方位與坡面的關(guān)系，不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、性質(zhì)，當(dāng)?shù)刂卫硇逼碌慕?jīng)驗等。測繪范圍應(yīng)包括可能對斜坡場地穩(wěn)定有影響的所有地段。在有大面積巖石露頭的地區(qū)，測繪路線按垂直于主要構(gòu)造線或坡面走向布置，路線間距100～300m，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時應(yīng)縮小路線間距。每個地質(zhì)構(gòu)造不同的區(qū)段均應(yīng)布置測繪路線。觀測點間距視地質(zhì)條件而定。對于斷層破碎帶等重要地質(zhì)界線應(yīng)進行追索。在露頭不好的地區(qū)，應(yīng)采用露頭全面標(biāo)繪法。巖體斜坡節(jié)理調(diào)查是一項重要且繁重的工作。調(diào)查方法通常采用測線法或分塊法。采用前者時每條測線長10～30m，采用后者時每一測區(qū)面積約25m2。詳細記錄與測線相交或測區(qū)內(nèi)的每條節(jié)理性狀(長度小于2m的節(jié)理可略去不計)。每一節(jié)理組均應(yīng)取樣。除平面圖外，工程地質(zhì)剖面圖是斜坡穩(wěn)定分析的重要圖件。剖面的方向多取平行于坡面傾向的方向，其長度一般應(yīng)大于自坡底至坡頂?shù)拈L度，剖面的數(shù)量不宜少于2～3條。同時，按需要可繪制平行坡面走向的剖面。

　　(二)勘探與取樣

　　勘探線應(yīng)垂直于斜坡走向布置，勘探點間距不宜大于50m，當(dāng)遇有軟弱層或不利結(jié)構(gòu)面宜適當(dāng)加密。各構(gòu)造區(qū)段均應(yīng)有勘探點控制。為確定重要結(jié)構(gòu)面的方位、性狀，宜采用與結(jié)構(gòu)面成30°～60°的鉆孔，孔數(shù)不少于3個�？碧近c深度應(yīng)穿越潛在滑面并深入穩(wěn)定層內(nèi)2～3m，坡腳處應(yīng)達到地形剖面的最低點。鉆孔應(yīng)仔細設(shè)計，明確所要探查的主要問題，并盡量考慮一孔多用。為提高重要地質(zhì)界面處的巖心采取率，有條件時宜采用雙層或三層巖心管。重點地段可布置少量的探洞、探井或大口徑鉆孔，以取得直觀地質(zhì)資料和進行原位試驗。探洞宜垂直坡面走向布置并略向坡外傾斜。當(dāng)重要地質(zhì)界線處有薄覆蓋層時，宜布置探槽。物探可用于探查邊坡的覆蓋層厚度，巖石風(fēng)化層，軟弱層性質(zhì)、厚度及地下水位等資料，它常與其他勘探方法配合使用。斜坡的主要巖土層及軟弱層均應(yīng)取樣，每一層的試樣不少于6件(組)。有條件時，軟弱層宜連續(xù)取樣。

　　(三)測試工作

　　巖土試驗是為斜坡的設(shè)計、施工和加固提供數(shù)據(jù)。需要為斜坡的各個區(qū)段擬訂試驗程序，包括試驗項目、重要程度的順序，試驗方法及要求，取樣地點與方法等。試驗程序的擬定應(yīng)符合不同區(qū)段的實際情況。例如，黃土邊坡需進行濕陷試驗，軟巖邊坡需進行抗風(fēng)化試驗等。在初勘階段一般只進行有限數(shù)量的鉆探取樣室內(nèi)試驗，主要試驗工作應(yīng)在詳勘階段進行。試驗工作應(yīng)著重確定巖土的抗剪強度。測定巖土體軟弱面的抗剪強度(峰值強度與殘余強度)，室內(nèi)采用直剪試驗，剪切方向和最大法向荷載的選擇應(yīng)與試樣的坡體中的實際情況相近。有必要時可作三軸試驗。對斜坡穩(wěn)定起控制作用的軟弱面，宜進行適量的大型原位剪切試驗。對大型斜坡必要時可作巖體應(yīng)力測試、波速試驗、動力測試、模型試驗和孔隙水壓力測定。遇有地下水時應(yīng)進行地下水流速、流向、流量和巖土的滲透性試驗等。

　　(四)監(jiān)測工作

　　斜坡監(jiān)測的內(nèi)容包括：

　　(1)對不穩(wěn)定斜坡的范圍、移動方向和速度以及地下水、爆破振動等取得定量數(shù)據(jù)，提供設(shè)計。

　　(2)對防治工程的受力、變形等進行量測，驗證其是否達到預(yù)期的作用，如未達到即應(yīng)采取補救措施。目前的斜坡監(jiān)測系統(tǒng)大多是借助儀器直接測取讀數(shù)，采用自動遙測監(jiān)測系統(tǒng)的仍是少數(shù)。斜坡監(jiān)測的項目及所用儀器如表1所列。

　　表1 斜坡監(jiān)測項目表

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