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某边坡岩土工程勘察方案及防治措施

   根据某边坡场地工程地质条件和边坡稳定性的分析,确定了坡体各岩土层的力学指标,为下一步工作提供了依据;并提出了相应的防治措施和建议。
   关键词勘察;方案及成果;边坡;稳定性;措施
  
   1工程简介
   某边坡较高,且人员活动频率较大,因此该边坡的稳定性直接关系着该厂的正常使用和厂内员工的生命安全;必须对其进行岩土勘察,为下步稳定性评价提供依据;并根据勘察结果提出合理的边坡处置措施。
   2勘察方案及成果
   本勘察以查明工区工程地质条件、确定滑坡体各土层物理力学参数、破坏形式和滑动面几何位置为主;最终为边坡处置设计提供依据。
   2.1勘察方法及工作量
   根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002),确定边坡安全等级为一级;综合各类勘察手段,共完成地质调查0.15km2,地质钻探281.2m/10孔;探井83.0m/7个;土样98件;岩样6件;标贯、动探25次;剪切30件,抗压强度6组。
   2.2场地工程地质条件
   2.2.1地形地貌
   勘察区次级地貌单元属山谷斜坡地貌;场地地形起伏明显;无滑坡、采空、泥石流等不良地质现象。
   2.2.2气象及水文
   区内气候干燥,昼夜温差较大,蒸发量为降水量的2~3倍;无地表水,地下水不发育。
   2.2.3地层与岩性特性
   根据野外钻探成果,勘探深度范围内揭露地层划分如下
   ①耕土(Q4ml)褐黄色,稍湿,松散,主为粉土,摇震反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性中等,植物根系发育,含少量砂砾,偶见碎石块,碎石以强风化砂岩为主,粒径一般2~3cm;主分布在坡顶。
   ①-1素填土(Q4ml)灰黄色,稍干,松散,主为弃方粉土、粉质黏土及砂砾,含量不均,近坡脚处主为粉土、粉质黏土,稍远处以砂砾为主;整体呈扇状分布在坡脚处。
   ②粉土(Q3al pl)灰黄色,稍湿,稍密—中密,摇震反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低,刀切面粗糙,含少量的砂砾;标贯N63.5=10.5击。
   ③砾砂(Q3al pl)杂色,稍湿,松散,棱角状,粒径不均,级配较好;动探N63.5=14.3击。
   ④粉质黏土(Q3al pl)灰黄色,稍湿,可塑,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,含少量砂砾;标贯N63.5=20.3击。
   ⑤砾砂(Q3al pl)浅黄—灰黄色,稍湿,中密—密实,棱角状,颗粒级配差;动探N63.5=46.0击。
   ⑤-1砾质粉土(Q3al pl)灰黄色,稍湿,中密—密实,摇震反应中等,无光泽反应,干强度低,含较多的中粗砂砾;与第⑤层为相变关系,呈透镜体状,局部分布。
   ⑥泥质砂岩(P1x)灰白—浅灰—灰黑色,强风化—中风化,细粒砂状结构,中厚层状构造,泥质胶结,裂隙局部发育,岩芯较完整,呈碎块—短柱状,RQD=60%~80%;动探N63.5=16.0击。
   ⑥-1泥岩(P1x)浅灰—灰黑色,强风化—中风化,层理构造,局部裂隙发育,中厚层—薄层状,岩芯较破碎,可见植物化石,RQD=30%~35%。各地层厚度埋深及层底标高见表1。
  表 1 场地地层厚度埋深及层底标高统计表
  
   2.3地基土的腐蚀性及湿陷性评价
   本场区地质环境未遭到破坏,无污染源。根据该场区周边已有工程地质资料及土腐蚀性实验,本场区地基土对建筑材料不具腐蚀性。根据探井土样土工试验统计结果,综合判定场地土湿陷类型为非自重湿陷,湿陷等级为Ⅰ级(轻微),湿陷厚度0.8~1.2m;对工程基本无影响。
   2.4地质构造与地震
   该区域的基本构造形式为在北西—南东走向、北东—南西倾向的单斜构造基础上,沿走向和倾向均发育有较平缓的褶皱群和层间小断层,局部发育陡倾挠曲;勘察区为一背斜东南翼,岩层倾角3°~6°,局部倾角变化较大。
   根据《建筑抗震设计规范》(GB500011—2001),勘察区的抗震设防烈度为Ⅶ度;设计基本地震加速度为0.10g,地震动反应频谱特征周期0.35s。依据钻孔揭露地层,结合区域地质资料及场地地形地貌等考虑,根据《建筑抗震设计规范》(GB500011—2001),拟建场地视为对建筑抗震不利地段;场地土类别为Ⅱ类。在勘探过程中未见地下水位,地震作用下可不考虑饱和粉土的液化影响。
   2.5岩土体物理力学指标统计及地基承载力、抗剪强度的选取
   各组实验数据的选取遵循数理统计方法;耕土、素填土分布在坡顶及坡脚,土层较薄,不影响边坡的稳定性,故不作分析。
   2.5.1勘察区土层物理力学指标
   各层岩土物理力学指标统计表见表2。
  表 2 各层岩土物理力学性质统计
  
  2.5.2勘察区岩土层承载力特征值
   勘察区岩土层的承载力确定主依据岩芯野外鉴定及地区经验值,并参考相关土工试验数据,根据有关技术规范、手册给定图表查表等方法;确定承载力特征值如下
   ②粉土fak=130kPa;
   ③砾砂fak=240kPa;
   ④粉质黏土fak=155kPa;
   ⑤-1砾质粉土fak=200kPa;
   ⑤砾砂fak=260kPa;
   ⑥-1泥岩fak=450kPa;
   ⑥泥质砂岩fak=1200kPa。
   2.6边坡计算参数的选取
   岩土层抗剪强度的确定按地区经验值、土工试验数据及有关技术规范和手册给定图表综合确定。剪切试验方法为直剪试验,取值按峰值强度折减,折减系数为0.75。按上述原则确定的计算参数特征值见表3。
  表 3 边坡计算参数表
  
   3 边坡稳定性分析
   该边坡坡体土层为冲洪积成因,粉土、粉质黏土、砾砂相间沉积,地层分界线不明确,结构较松散,其破坏型式按沿圆弧形滑动法计算。
   采用SlideV5.0(边坡稳定性分析)程序,计算方法为简化BISHOP条分法。取纵剖面作为稳定性计算剖面,如图1。
  
  图 1 计算剖面
   经计算该剖面下滑力为695.77kN/m,抗滑力为725.24kN/m,滑动面安全系数Ks为1.042;以坡脚外延20m为原点,建立坐标,则滑面圆心O坐标为(3.587,51.565),半径R为36.450m。
   根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)中求,一级边坡稳定性系数不应小于1.30,因此本边坡属欠稳定坡体;说明在现状地形地质条件下,边坡稳定性存在隐患,须及时对其进行治理。
   4 防治措施建议
   根据现场条件,该边坡防治措施建议遵循“综合治理,杜绝后患;因地制宜,就地取材;安全经济,施工方便”的原则。建议措施如下。
   4.1防排水措施
   坡顶设置截水沟,坡面、坡脚设排水渠,坡体内部按梅花型布设排水管。
   4.2治理措施
   考虑到周边环境,对该边坡的治理措施主是坡脚设重力式挡墙进行支挡,坡面进行锚喷防护,上部坡顶局部卸载,同时结合防排水措施并注意美观,以达到综合治理之。
   4.3监测措施
   在施工及工后一定阶段内,建议对该边坡进行变形和位移监测,内容包括地表位移、深层位移、裂缝发展情况等。
  注文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。