巖土勘察技術(shù)運(yùn)用及技術(shù)管理

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1工程概況

勘察區(qū)位于惠州市區(qū)，交通便利。勘察場地位于惠城區(qū)古塘坳惠州市實(shí)驗(yàn)中學(xué)內(nèi)，北面山坡為勘察區(qū)域，東面、南面、西面為建筑物。擬建建筑物為宿舍樓，場地現(xiàn)為山坡需進(jìn)行人工開挖，本次對擬開挖的邊坡進(jìn)行勘察。

1．1勘察技術(shù)要求勘察技術(shù)要求具體如下：

(1)查明地貌形態(tài)、巖土的類型、成因、工程特性，覆蓋層厚度，基巖面的形態(tài)和坡度；

(2)查明巖體主要結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、延展情況、閉合程度、充填狀況、充水狀況、力學(xué)屬性和組合關(guān)系，主要結(jié)構(gòu)面與臨空面關(guān)系，是否存在不利結(jié)構(gòu)面；

(3)查明地下水的類型、地下水位動態(tài)變化，巖土的透水性和地下水的出露情況，提供地層的滲透系數(shù)；

(4)調(diào)查地區(qū)氣象條件，匯水面積、坡面植被，地表水對坡面、坡腳的沖刷情況；

(5)測定巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度；

(6)劃分場地土類型和場地類別，分析預(yù)測地震效應(yīng)，判定飽和砂土或飽和粉土的地震液化，并應(yīng)計(jì)算液化指數(shù)。

1．2勘察工作量布置及完成情況本次勘察設(shè)計(jì)勘探鉆孔7個，取樣及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔7個。根據(jù)上述要求于本次勘察共完成以下實(shí)物工作量：

(1)鉆探孔7個，編號為ZK1～ZK7，鉆探總進(jìn)尺為184．50m。

(2)采取原狀土樣2件，水樣1組，巖石樣9組；

(3)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)6次、重型動力觸探試驗(yàn)3次；

(4)鉆孔穩(wěn)定水位觀測7孔次。

2場地工程地質(zhì)條件

2．1地形與地貌場地原始地貌為剝蝕丘陵地貌，地表植被發(fā)育。勘察場地位于山坡上，施工條件較差。該邊坡地形呈北高南低，邊坡走向約210。，自然坡角3265。，根據(jù)巖石出露測得巖層產(chǎn)狀為240。／_40。，邊坡鉆孔孔口標(biāo)高約在27．80～45．60m之間。各鉆孑L坐標(biāo)系統(tǒng)采用委托方提供的坐標(biāo)系統(tǒng)。

2．2地層巖性根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，在鉆孔控制的深度和范圍內(nèi)地層自上而下可分為第四系坡積層(Q)、F伏基巖為侏羅系泥質(zhì)砂巖(J)。現(xiàn)將各地層巖性特征自上而F分述如下：

2．2．1第四系坡積層(Q，①)粉質(zhì)粘土①，：褐黃色，呈可塑狀，主要成分為粉粘粒，含礫石約10％。本層ZK4、ZK6、ZK7號孔有揭露。層厚0．50～2，10m，平均l_08m，層項(xiàng)標(biāo)高27．80～43．00m。本層采取上樣2件，測得部分物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值為：IL=0．49，a卜。=0．42MPa～，Es=4．15MPa，屬中壓縮性土。進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)1次，實(shí)測出數(shù)15．00擊，校正擊數(shù)14．80擊。

2．2．2侏羅系泥質(zhì)砂巖(J，②)根據(jù)風(fēng)化程度可分為全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②、中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②，：全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②：呈淺黃色夾紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)清晰，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈堅(jiān)硬土狀。本層僅ZK7號孔有揭露。層厚2．10Il，層頂標(biāo)高27．30m。進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)1次，實(shí)測擊數(shù)49擊，校正擊數(shù)46．40擊。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②：呈紫紅色、黃色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈半巖半土狀、碎塊狀、短柱狀，巖質(zhì)極軟，手折易斷，局部央巾風(fēng)化巖塊。本層所有鉆孔均有揭露。揭露層厚8．【)028．50m，平均17．41m，層項(xiàng)標(biāo)高為21．00～45．60m。進(jìn)行重型動力觸探試驗(yàn)3次，實(shí)測平均擊數(shù)53擊。本層取3組強(qiáng)風(fēng)化巖塊做點(diǎn)荷載強(qiáng)度，測得I螂標(biāo)準(zhǔn)值為0．103MPa，換算得單軸抗壓強(qiáng)度為R。：4．15MPa，采取巖石樣2組2件，測得其單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3-30MPa。中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖②：呈淺灰色、淺紫色，粉粒結(jié)構(gòu)，厚狀構(gòu)造，巖質(zhì)軟，泥、鐵質(zhì)膠結(jié)，巖芯呈碎塊狀、短柱狀為。本層整個場地除ZK4、ZK7號孔外均揭露。揭露層厚2．00～6．70m，平均4．35m，層頂標(biāo)高為13．05～33．80m。l奉層取巖石樣4組lO件，測得其飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為6．06MPa。

3場地水文地質(zhì)條件

3．1氣象水文

該區(qū)域?qū)倌蟻啛釒駶櫺蜌夂騾^(qū)，受海洋氣候調(diào)節(jié)，冬夏季風(fēng)影響明顯，氣候特征表現(xiàn)為風(fēng)害較多，雷暴較頻，雨量集中，夏季較長，冬季短，溫和濕潤，偶有霜凍。多年平均氣溫為21．8~C，1953年8月12日最高氣溫為38．9℃，1955年1月l2Lj最低氣溫一1．9~C。年平均降雨量為1706．8ram。降雨量…年內(nèi)分配不平均，其中6～10月份降雨量占全年降雨量的47．1％。影響惠州的熱帶風(fēng)暴(含臺風(fēng))平均每年有4．1次，臺風(fēng)過境時破壞力強(qiáng)，最大風(fēng)力達(dá)12級以上。災(zāi)害性天氣有熱帶氣旋、暴雨、強(qiáng)對流、短期寒潮及低溫陰雨。

3．2場地地下水類型

場地地下水類型為裂隙水。主要為賦存巖層基巖風(fēng)化裂隙中，有一定的承壓性，為本場地的主要含水層。場地周圍地表水系不發(fā)育，對坡面、坡腳沖刷影響較小。

3．3場地地下水補(bǔ)給、逕流、排泄及水位變化規(guī)律

場地地下水主要為基巖裂隙水，基巖裂隙水賦存于巖體的裂隙中，具一定富水性，微具承壓，水量貧乏～中等；場地地下水主要接受大氣降水垂直下滲和巖土層問側(cè)向逕流補(bǔ)給。場區(qū)地下水量較貧乏，水文地質(zhì)條件較簡單，受降雨影響較大。勘察期間測得鉆孔穩(wěn)定水位埋深為10．10～24．90m。3．4地下水及土的腐蝕性評價在ZK5號鉆孔采取了1組地下水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，分析結(jié)果詳見“水質(zhì)分析報告”，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)綜合判定：本場地地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

4場地穩(wěn)定性及適宜性

4．1地質(zhì)構(gòu)造及場地穩(wěn)定性區(qū)域上地處華南準(zhǔn)地臺之東南沿海斷褶帶的博羅——紫金北東向構(gòu)造帶西段，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)歷了加里東、海西～印支、燕山、喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動。加里東、海西～印支、燕山、構(gòu)造運(yùn)動形成北東向褶皺為主，伴生深大斷裂為次的造山運(yùn)動，形成了黃洞背斜和陳江斷陷盆地等，產(chǎn)生博羅、潼湖、樟木頭、惠州、馬洞坑等斷裂，還出現(xiàn)淺部的巖漿侵入活動及鄰近的火山噴發(fā)活動。喜馬拉雅運(yùn)動使博羅、惠州斷裂復(fù)活并改變性質(zhì)，同時使不同塊段的地殼產(chǎn)生差異性升降運(yùn)動。就本次勘察結(jié)果來看，鉆探揭露深度范圍內(nèi)，本場地未發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂構(gòu)造，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、地震活動性規(guī)律及鉆探揭露情況，場地內(nèi)未見明顯斷裂構(gòu)造及活動斷裂構(gòu)造通過跡象，場地穩(wěn)定性較好，適宜于本工程建設(shè)。

4．2不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)現(xiàn)象場地內(nèi)未見巖溶、滑坡、軟土等不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)現(xiàn)象。

4．3地震烈度及場地土類別根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)的相關(guān)規(guī)定，本建筑抗震設(shè)防烈度為Ⅵ、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0．05g，特征周期0．35s，屬抗震不利地段，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定設(shè)防。根據(jù)鉆孔剪切波速成果判別，本場地土為中硬土，建筑場地類別為I類。

4．4場地土液化性本場地不存在砂土、粉土層，不考慮砂土液化影響。

4．5邊坡穩(wěn)定性評價

4．5．1邊坡類型邊坡上部分布少量殘坡積粉質(zhì)粘土，主要為強(qiáng)中化巖巖質(zhì)邊坡，控制邊坡穩(wěn)定性的主要因素為軟弱結(jié)構(gòu)面，根據(jù)周邊地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，軟弱結(jié)構(gòu)面主要為節(jié)理面、層理面。巖層的原生層面的粘結(jié)強(qiáng)度較高，整體穩(wěn)定性較好，但巖石中長石含量不一致，致使風(fēng)化后的巖石強(qiáng)度差異較大，會風(fēng)化成順層的軟弱結(jié)構(gòu)面，因此層面也是重要的軟弱結(jié)構(gòu)面。

4．5．2穩(wěn)定性分析邊坡以巖質(zhì)邊坡為主，根據(jù)節(jié)理調(diào)查結(jié)果，生成節(jié)理玫瑰花圖，其節(jié)理分布主要為兩組，代表性產(chǎn)狀30o70o、120o70。，巖層產(chǎn)狀240~／40~，南坡設(shè)計(jì)邊坡傾向約187o，西坡設(shè)計(jì)傾向約270。，巖層產(chǎn)狀對邊坡的不利影響較小。本場地地層較穩(wěn)定，未見明顯斷層和褶皺，場地邊坡穩(wěn)定性分析時可采用節(jié)理玫瑰花圖統(tǒng)計(jì)出的層面和節(jié)理面產(chǎn)狀作為邊坡穩(wěn)定性計(jì)算的依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性分析采用理正勘察GICAD6．8I版軟件進(jìn)行赤平投影分析(見附件1)，節(jié)理統(tǒng)計(jì)見下圖：該邊坡南側(cè)長約72m，西側(cè)長約60m，擬最大挖深約23m，邊坡高度約19．00～28．0rn。根據(jù)鉆探揭示和現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查，該段邊坡開挖后，出露為強(qiáng)風(fēng)化巖為主，局部夾中風(fēng)化巖，該邊坡以巖質(zhì)邊坡為主。邊坡巖層層理結(jié)構(gòu)面交線與邊坡坡面順向，對邊坡穩(wěn)定性較為不利。從鉆探巖芯特征顯示，強(qiáng)風(fēng)化巖體多呈碎塊狀為主，少量呈半巖半土狀和短柱狀，強(qiáng)風(fēng)化巖裂隙發(fā)育，局部基巖風(fēng)化較為不均，裂隙發(fā)育，不均勻風(fēng)化引起透鏡體，這些特征都會給邊坡的開挖帶來不穩(wěn)定的因素，且在大氣降雨的作用下，裂隙水壓力會增大，邊坡自重增加，巖質(zhì)邊坡可能產(chǎn)生坍塌或順裂隙面、軟質(zhì)夾層面滑動變形，造成邊坡失穩(wěn)。綜合判定，該邊坡經(jīng)開挖后，未經(jīng)治理，其整體穩(wěn)定性較差，建議結(jié)合邊坡的開挖深度采取必要的加固或防護(hù)措施處理。

4．5．3支護(hù)分析邊坡為軟質(zhì)巖的巖質(zhì)邊坡山體，坡底建宿舍樓，受場地限制，放坡坡率宜大，建議采用1：0．75放坡，放坡坡率較大時坡面不宜采用框架梁進(jìn)行坡面加固，可采用錨索(桿)支護(hù)、噴射混凝土進(jìn)行護(hù)面加固，與現(xiàn)有教學(xué)樓北側(cè)山體支護(hù)方式一致，當(dāng)環(huán)境保護(hù)和美觀要求較高時，可采用坡面復(fù)綠技術(shù)進(jìn)行坡面處理。

5結(jié)論與建議

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果，按1：0．75放坡時，南面邊坡較穩(wěn)定，西面邊坡可能產(chǎn)生滑動，邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果僅代表常規(guī)條件下的施工條件，暴雨時問滑動的可能性大大增加，應(yīng)盡量避免在雨季施工，當(dāng)施工條件不可避免時，建議由上至下逐級放坡及時支護(hù)，開挖施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。該邊坡段地層巖性較簡單，水文地質(zhì)條件簡單，有風(fēng)化透鏡體分布，對邊坡工程建設(shè)具一定影響。通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和鉆探揭露，邊坡段巖土層基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明邊坡削坡后邊坡的整體穩(wěn)定性較差，坡體部位有裂隙切割的松動巖塊體，軟弱的裂隙面均會發(fā)生掉塊、垮塌的可能，局部可能產(chǎn)生小滑動。邊坡開挖后，需對邊坡及時采取護(hù)坡措施，建議采用錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索加固等方法護(hù)坡，坡面采用噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)，同時在坡頂、坡腳設(shè)置排水溝、坡面設(shè)置排水孔，提高邊坡的整體性和穩(wěn)定性。