邊坡工程地質勘察

單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,3,邊坡工程,地質,勘察,3.1,邊坡,工程勘察的基本技術要求,,3.2 邊坡工程勘察方法,,3.3 勘察資料的分析與整理,,本章主要內容,,在掌握,巖土工程勘察,分級以及勘察階段劃分基礎之上,，,了解邊坡勘察的特點，熟悉邊坡工程勘察工作方法以及適用環(huán)境，掌握各類邊坡勘察的要點,要求,看懂勘察報告,，會,從報告中獲取巖土體的主要物理力學參數(shù),本章重點,,（1）,各種,邊坡工程,地質勘察,要點,,（2）邊坡工程,勘察的,基本技術要求,,,,,難點,,,邊坡勘察資料的分析與整理,,3,.1.1概述,,1、邊坡工程的地質勘察,主要目的,,（1）查明邊坡的工程地質條件、確定邊坡的類型和破壞模式,,（2）為邊坡穩(wěn)定性分析和設計計算提供必備的參數(shù)，同時給出不穩(wěn)定邊坡的整治建議措施§,3,.1 邊坡工程地質勘察,的基本技術要求,,,“勘察”（investigation）涵義:,,就是調查研究《巖土工程勘察規(guī)范》(50021-2001),中指出，巖土工程勘察應對各類土木工程中有關場地、地基基礎的穩(wěn)定性、巖土體或巖土材料的工程性狀等問題進行技術方案論證、技術決策和技術監(jiān)督工作。

邊坡,巖土工程勘察:,它是一項包括工程地質測繪與調查、勘探、室內測試、現(xiàn)場觀測、成果分析與計算、技術經濟分析與論證，并且針對工程要求和地質條件、提出基礎工程、整治工程和土石方工程的設計方案、施工措施、以及工程檢測的建議和有關設計基準巖土工程勘察是一項以多學科理論為指導、采用多種勞動形式進行的技術性工作.,,,邊坡,工程地質勘察的目的和任務,查明條件,,分析問題,,作出評價,,選擇場地,,提出建議,,制定措施,,預測新問題,,工程地質條件,與工程建筑物有關的各種地質因素的綜合包括：,巖土類型及性質,,地質結構與構造,,地形地貌,,水文地質,,物理地質現(xiàn)象,,天然建筑材料,,,,,2、邊坡工程的地質勘察,主要內容,,其具體內容包括,地形地貌特征,、,地層結構特征,、,地質構造,、,地下水,、,地震,、,邊坡巖土體的物理力學參數(shù),、,邊坡的穩(wěn)定性現(xiàn)狀,及,邊坡鄰近的建筑物情況,3,、《建筑邊坡工程技術》GB50330-2002規(guī)范相關規(guī)定,,,邊坡工程勘察,隸屬于巖土工程勘察,，其地質勘察也應遵循巖土工程地質勘察的規(guī)范進行巖土工程勘察等級,根據(jù),工程重要性等級,、,場地復雜程度,等級,和,地基復雜程度,等級,，可按表2.1.4條件劃分。

3.1.2 邊坡,工程地質勘察,等級的劃分,,,,工程重要性,的等級,，應根據(jù)工程的規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可按表,3,.1.1分為,三個工程重要性等級,表,3,.1.1 工程重要性等級,,,,,,,,,,,,,,表,3,.1.2 場地等級,,巖土工程場地等級,根據(jù)場地的復雜程度，可按表,3,.1.2規(guī)定劃分為,三個場地等級,表,3,.1.3 地基等級,,,,,,,,,,,地基等級,根據(jù)地基的復雜程度，可按表,3,.1.3規(guī)定劃分為,三個地基等級,根據(jù),工程重要性等級,、,場地復雜程度等級,和,地基復雜程度等級,，可按下列條件劃分,巖土工程勘察等級,注：建筑在巖質地基上的一級工程，當場地復雜程度等級和地基復雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級3.1.3 邊坡,工程地質勘察階段的劃分,可行性研究階段(選址勘察),,初步設計階段（初步勘察）,,施工圖設計階段（詳細勘察）,,,施工勘察階段,,勘察方法:,,搜集資料,,踏勘,,物探,選址勘察階段,主要任務是,選定建筑場址(或線路方案)通過勘察對其,穩(wěn)定性和適宜性作出評價，經過技術經濟論證選擇最優(yōu)方案。

初步勘察階段,勘察方法:,,鉆探,,試驗,,補充測繪和物探,,長期觀測,,,主要任務是,確定建筑物的具體位置、選擇建筑物地基基礎方案、對不良地質現(xiàn)象的防治措施進行論證需詳細查明建筑場地工程地質條件詳細勘察階段,勘察方法:,,試驗,,補充勘探,,配合技術設計或施工圖設計,按不同建筑物提出詳細的工程地質資料和設計所需的巖土技術參數(shù)對工程地質條件復雜或有特殊要求的重要工程，還需進行,施工勘察,它包括施工地質編錄、地基驗槽與監(jiān)測和施工超前預報，以校核已有的勘察成果資料3.2 邊坡工程勘察方法,,,通過對地質現(xiàn)象的詳細觀察和描述，并將其反映到一定比例尺的地形圖上據(jù)測繪成果可以分析各種地質現(xiàn)象的成因、分布、發(fā)展變化規(guī)律以及對工程建筑的影響，還可為勘探、試驗等其他工作的布置奠定基礎工程地質測繪可分為綜合性測繪和專門性測繪3.2.1,工程地質測繪(survey),,1,、工程地質測繪的研究內容,,,包括工程地質條件的全部要素2,、工程地質測繪的范圍、比例尺和精度,,,取決于擬建建筑物的類型和規(guī)模、設計階段以及工程地質條件的復雜程度一般房屋建筑局限于有限范圍內道路測繪主要采取沿線調查的方法比例尺一般規(guī)定為：,,規(guī)劃階段的踏勘及路線測繪采用1:20萬,,,,~1:50萬,,可行性階段采用1:5000~1:50000,,初步勘察階段采用1:2000~1:,10,000,,詳細勘察階段采用1:,2,00~1:,2,000,,3,、工程地質測繪的方法,像片成圖法,,利用地面攝影、航空(衛(wèi)星)攝影等像片，在室內進行判釋。

實地測繪法,,路線法(穿越法和追索法),,布點法,,,布點法：,測繪的基本方法一般預先在地形圖布置一定數(shù)量的線路與觀測點適用于中大比例尺測繪追索法：,沿,地層走向,、,地質構造線的延伸方向,、,不良地質作用的邊界線,布點追索，查明某一局部的巖土工程問題該法為前面兩種方法的補充勘探工作的主要任務是：,,查明建筑場地地下有關的地質情況提取巖土樣及水樣，供室內試驗分析之用利用勘探坑孔進行現(xiàn)場原位試驗和布設長期觀測點3.2.2,工程地質勘探(exploration),,1,、鉆探(drilling),,利用鉆探機械和工具在巖土層中鉆孔的勘探方法可直接探明地層巖性、地質構造、地下水埋深、含水層類型和厚度、滑坡位置及巖溶情況，還可取巖芯，在鉆孔中試驗應用：,,劃分地層,,確定地下水,,取樣,,可以進行觸探及原位試驗,,,(,1,)鉆探方法和設備,鉆桿,套管,驅動器,回轉式鉆機,,鉆探的鉆進方式可以分為,,回轉式,、,沖擊式,、,振動,,式,、,沖洗式,四種在地質勘察中，對巖土,,層的鉆探有具,,體要求小麻花鉆鉆孔示意圖,,鉆探過程包括三個基本程序：,,1,）,破碎巖土,：采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯。

2,）,采取巖土芯或排除破碎巖土,：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面3,）,加固孔壁,：為了順利地進行鉆探工作，必須保護好孔壁，不使其坍塌，一般采用套管或泥漿來護壁鉆探,工作現(xiàn)場,,鉆探,成果：,巖芯描述,,鉆孔水文地質描述,,鉆進記錄,,鉆孔柱狀圖,,,2,、坑探(subsurface excavation),,,是用人工或機械掘進的方式來探明地表淺部的工程地質條件,，包括：,探坑,、,探槽,、,斜井,、,淺井,、,豎井,、,平洞,等坑探工程的編錄,主要是繪制展示圖探井,在探井中取樣,取得原狀土樣,,,,探槽,四壁展示圖,,3,、物探(geophysical exploration)：,,,以專門儀器探測地質體的物理場來進行地層劃分，判定地質構造、水文地質條件及各種物理地質現(xiàn)象的,勘探方法,物探分為：,電法、磁法、震法、重力法及放射性勘探，但應用最廣泛的是電法和震法電法勘探,是對地質體形成人工電場，通過測定地質體視電阻率的大小及變化，從而推斷地下一定范圍地質體的情況可,劃分地層巖性,、,地質構造,、,覆蓋層或風化層的厚度,、,含水層的分布和深度,、,古河道及天然建筑材料分布范圍和儲量,。

在,尋找地下水,時廣泛應用地震勘探,是以人工激發(fā)的彈性波，在地殼內的傳播規(guī)律來探測地質結構的方法，是石油勘探中的一種重要方法工程地質勘察中應用較多方法為折射波法、反射波法、波速測試、面波測試等方法通過試驗，測定,邊坡,巖土的各項物理力學特性,，提供相應的指標，作為,邊坡,計算分析和工程處理的依據(jù)優(yōu)點：簡便，試驗條件明確，能夠預先控制缺點：試樣體積小，受到不同程度的擾動優(yōu)點：試樣體積大，受擾動小，測得的指標可靠,室內試驗：,,,原位試驗：,,,保持土原位的應力條件、天然結構和含水量,實驗室內測定現(xiàn)場取來土樣的物理力學性質,3.2.3 室內試驗與原位測試,,邊坡,工程要求的,室內土工試驗,項目,,土的分類,：,,顆粒分析試驗，液限試驗，塑限試驗,,土的狀態(tài)：,,,比重試驗，含水量試驗、密度試驗,,地基沉降量有關的試驗：,,,固結試驗，壓縮試驗,,土的強度有關的試驗：,,直剪試驗、三軸剪切試驗,,基坑降水排水有關的試驗,：,滲透試驗,,填土質量有關的試驗：,,擊實試驗,為需進行原狀土樣的試驗項目,注：有,室內,試驗,,野外試驗(field test),優(yōu)點：,,可測定難以取樣的巖土體的性質影響范圍大，因而更具代表性。

可連續(xù)進行，因而可得到完整的地層剖面快速、經濟，能大大縮短勘察周期缺點：,,難以控制邊界條件,,費工費時，成本高,,所測參數(shù)和巖土工程性質之間關系建立在大量統(tǒng)計的經驗關系之上野外試驗分為三類：,,巖土力學性質試驗,,水文地質試驗,,地基處理試驗,,,野外試驗,,1、,勘察的目的和任務,1),查明滑坡的現(xiàn)狀,，包括：滑坡周界范圍、地層結構、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,在調查分析滑坡的現(xiàn)狀和滑坡歷史的基礎上，找出引起滑坡的主導因素；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活3.2.4,滑坡巖土工程勘察要點,,3),獲得合理的計算參數(shù),通過勘探、原位測試、室內試驗、反算和經驗比擬等綜合分析，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4),綜合測繪調查、工程地質比擬、勘探及室內外測試結果，對滑坡當前和工程使用期內的,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因素為主，輔以消除次要因素的其他措施。

6),提出是否要進行監(jiān)測和監(jiān)測方案1）,工程地質測繪與調查的,范圍,應包括滑坡區(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∶2 000，可根據(jù)滑坡規(guī)模選用；用于整治設計的測繪比例尺為1∶200或1∶5002）,注意查明滑坡的發(fā)生與地層結構、巖性、斷裂構造(巖體滑坡尤為重要)、地貌?及其演變、水文地質條件、地震和人為活動因素的關系，找出引起滑坡復活的,主導因素,2、,工程地質測繪,,,下滑25－30m,青干河,青干河,滑坡形成攔河壩,149m,178m,堆石壩,鼓丘,縱向裂縫,老公路,450m,135m,長1200m,寬850m,體積2000余萬立方米,后壁滑面,,3）,測繪、調查滑坡體上,各種裂縫,的分布，發(fā)生的先后順序、切割關系；分清裂縫的力學屬,性，作為滑坡體平面上的分塊或縱剖面分段的依據(jù)滑坡體上裂縫極為發(fā)育，主要是中張裂縫，平行于滑坡滑動方向，該特征說明滑坡滑動的動力源主要是滑坡體后部推壓滑動方向,初步判斷：,,后緣推移式滑坡,,4）,通過裂縫的調查、測繪，藉以分析判斷,滑動面,的深度和傾角大小，并指導勘探工作。

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?等的調查，若這些結構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，則首先應注意土層與巖層的接觸面，其次應注意土體內部巖?性差異界面6）,調查、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7）,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行調查8）,當?shù)卣位碌慕涷?、,勘 探,勘探工作的主要任務是查明滑坡體的地質結構、滑動面的位置、展布形狀、數(shù)目和滑帶巖土性質，查明地下水情況，采取巖土試樣進行試驗等勘探線應在測繪、調查基礎上，沿滑動主軸方向布設根據(jù)滑坡規(guī)模和分塊、分條情況，在主軸線兩側亦應布設勘探線或勘探點；在各勘探線上勘探點的間距，一般不宜大于40m。

在預計設置排水和支擋構筑物的地段，應有一定數(shù)量的勘探點為直接觀察地層結構和滑動面，或為原位大型剪切試驗，宜布設一定數(shù)量的探井或探槽為準確查明滑動面的位置，對于土體滑坡，可布設適量靜力觸探點；對于巖體滑坡，可采用合適的物探手段一般性勘探點的深度，應穿過最下一層滑動面；少量控制性勘探點的深度，應超過滑坡體前緣最低剪出口標高以下的穩(wěn)定地層內一定深度在滑坡體內、滑動面(帶)和穩(wěn)定地層內，均應采取足夠數(shù)量的巖土試樣進行試驗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，應布設專門性鉆孔，或利用其他鉆孔進行上述水文地質測試，必要時應設置地下水長期觀測孔滑坡勘探宜采用管式鉆頭、全取芯鉆進，土質滑坡宜采用干鉆，鉆進過程中應細致地觀察、描述和注意鉆進難易的記錄為了驗算滑坡的穩(wěn)定性，必須對滑帶土進行抗剪強度試驗，以求取c、指標一般滑坡取樣作室內試驗即可，根據(jù)需要作原狀土或重塑土試驗，試驗方法應與滑帶土受力條件相?似，采用快剪、固結快剪或飽和固結快剪，獲得的峰值和殘余強度參數(shù)以備用大型和重要的滑坡，則除采樣進行室內試驗外，還需作滑帶土的原位測試 5、,監(jiān) 測,規(guī)模較大以及對工程有重要影響的滑坡，應進行監(jiān)測。

滑坡監(jiān)測的內容包括：滑帶(面)的孔隙水壓力；滑體內外地下水位、水質、水溫和流量；支擋結構承受的壓力及位移；滑體上工程設施的位移等滑坡監(jiān)測資料，結合降雨、地震活動和人為活動等因素綜合分析，可作為滑坡時間預報的依據(jù)滑坡區(qū)遠景,中學,復混費廠,,五、滑坡勘察工程布置圖,,,滑坡剖面草圖,,民房,,勘察成果整理是,在搜集已有資料后，在工程地質測繪、勘探、測試、檢驗與監(jiān)測所得各項原始資料和數(shù)據(jù)的基礎上進行的，其主要工作內容是：巖土參數(shù)的分析與選定、巖土工程分析評價、反分析和勘察報告的編寫,1、巖土參數(shù)的可靠性和適用性,,巖土參數(shù)的分析與選定是巖土工程分析評價和巖土工程設計的基礎評價是否符合客觀實際 ，設計計算是否可靠，很大程度上取決于巖土參數(shù)選定的合理性,3.3,勘察資料的,分析與,整理,3.3.1 邊坡工程,巖土參數(shù),分析與,選取,,巖土參數(shù)可分為兩類：一類是,評價指標,，用以評價巖土的性狀，作為劃分地層鑒定類別的主要依據(jù)；另一類是,計算指標,，用以設計巖土工程，預測巖土體在荷載和自然因素作用下的力學行為和變化趨勢，并指導施工和監(jiān)測工程上對這兩類巖土參數(shù)的基本要求是,可靠性,和,適用性,可靠性,是指參數(shù)能正確反映巖土體在規(guī)定條件下的性狀，能比較有把握地估計參數(shù)真值所在的區(qū)間。

適用性,,是指參數(shù)能滿足巖土工程設計計算的假定條件和計算精度要求巖土工程勘察報告應對主要參數(shù)的可靠性和適用性進行分析，并在分析的基礎上選定參數(shù)巖土參數(shù)的可靠性和適用性在很大程度上取決于巖土體受到擾動的程度和試驗標準它涉及到兩個問題：,,（1）取樣器和取樣方法問題；,,（2）試驗方法和取值標準問題通過不同取樣器和取樣方法的對比試驗可知，對不同的土體，凡是由于結構擾動強度降低得多的土，數(shù)據(jù)的離散性也顯著增大對同一土層的同一指標，采用不同的試驗方法和標準發(fā)現(xiàn)，所獲數(shù)據(jù)差異很大1）,工程地質單元體的劃分,,2,）,各工程地質單元巖土參數(shù)的統(tǒng)計分析,,各工程地質單元的,平均值,，,標準差,和,變異系數(shù),的計算式為：,2、巖,土參數(shù)的統(tǒng)計分析,：,平均值,標準差,變異系數(shù),,式中：,,Φ,i,——巖土的物理力學指標數(shù)據(jù)；,,n,——區(qū)段及層位范圍內數(shù)據(jù)的個數(shù)；,,Φ,m,——巖土參數(shù)平均值；,,σ,f,——巖土參數(shù)的標準差；,,δ,——巖土參數(shù)的變異系數(shù)巖土參數(shù)在垂向,(,深度,),上的變異，可劃分為,相關型,與,非相關型,兩類①,相關型,：巖土參數(shù)隨深度呈有規(guī)律的變化正相關表示參數(shù)隨深度的增加而增大，負相關表示參數(shù)隨深度的增加而減小。

相關型參數(shù)宜結合巖土參數(shù)與深度的經驗關系，按下式確定剩余標準差，并用剩余標準差計算變異系數(shù),,,式中：,σ,r,——剩余標準差；,r,——相關系數(shù)②非相關型：巖土參數(shù)隨深度呈無規(guī)律的隨機變化此時式中的,r,＝03、巖土參數(shù)的標準值和設計值,,,,巖土參數(shù)的,標準值,是巖土工程設計最基本的代表值，是巖土參數(shù)的可靠性估值，是在統(tǒng)計學區(qū)間估計理論基礎上得到的關于巖土參數(shù)母體平均值置信區(qū)間的單側置信界限值母體平均值,μ,可靠性估值（即標準值）可按下式求得：,P,,（,μ,＜,Φ,k,）＝,α,,,α,是一可以接受的小概率，稱風險率,按區(qū)間估值理論，估計總體平均值的單側置信界限值由下式算得,,當采用風險率α＝0.05 時，得以下簡化形式 ：,Φ,k,,＝,Ψ,Φ,m,,式中：,Ψ,——,統(tǒng)計修正系數(shù)式中的正負號按不利組合考慮，如、值的修正系數(shù)應取負號，,Es,、,a,取正號,.,σ,對于巖土的抗剪強度指標、,C.,Φ,標準值，按上列公式計算其平均值、標準差、變異系數(shù)再按下式計算內摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計修正系數(shù) ：,,內摩擦角標準值,粘聚力標準值,,在巖土工程勘察成果報告中，一般情況下應提供巖土參數(shù)的平均值,Φ,m、,變異系數(shù)（,δ,）、數(shù)值范圍和資料個數(shù)（,n,）。

案例1 ：,某一粘性土層，根據(jù) 6 件試樣的抗剪強度試驗結果，經統(tǒng)計后得出土的抗剪強度指標的平均值,Φ,m,=18.3°，,c,m,=14.7,kPa ，并得到相應的變異系數(shù),δ,Φ,,=0.24,，,δ,c,,=0.29,，試計算土的抗剪強度標準值,Φ,k,、,c,k,解答：,①求,c,、,Φ,值的平均值,②求標準差,,解答：,③求統(tǒng)計修正系數(shù),④粉土的黏聚力和內摩擦角標準值,,1、,勘察報告的基本內容,,① 勘察的任務（采用的勘察方法、工作量、及其成果、勘察工程布置圖）；,,② 區(qū)域自然地理概述（地貌、地質、不良物理地質現(xiàn)象及地震基本烈度、場地巖土類型等；,,③ 場地巖土層分布、巖性、地層結構、巖土的工程性質（物理力學性質、地基承載力）；,,④ 地下水的埋藏、分布規(guī)律，含水層的性質，其水文地質參數(shù)，地下水的水質、侵蝕性；,,⑤ 結論與建議,3.3.2 邊坡工程地質,勘察報告,,,2、,報告應附的圖表：,,（1）場地工程地質圖（附勘察工程布置）2）工程地質柱狀圖、剖面圖3）室內試驗和原位測試成果圖表4）巖土利用、整治、改造方案的有關圖表5）巖土工程計算簡圖及計算成果圖表3、,試驗報告應按以下方面審查：,,①檢查試驗項目是否齊全；,,②檢查試驗項目是否按照《土工試驗方法標準》進行；,,③綜合分析檢查各指標間的關系是否合理；,,④對需要進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的試驗報告應檢查選用的方法是否合理，結果是否正確；,,檢查土的定義是否與相關規(guī)范標準相符。

思考題：,,（1）,邊坡,工程主要的勘察方法,包括哪些？,,（2）,邊坡工程勘察有哪些階段,3）,邊坡巖土,參數(shù)評價指標和計算指標有何異同,？,,,某一粘性土層，根據(jù) 6 件試樣的抗剪強度試驗結果，經統(tǒng)計后得出土的抗剪強度指標的平均值,,,，并得到相應的變異系數(shù),,，,,試計算土的抗剪強度標準值,,案例,題,:,,。