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2018年岩土工程师专业知识:滑坡的岩土工程勘察要点

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  2018年岩土工程师专业知识:滑坡的岩土工程勘察要点

  斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象,称为滑坡。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。滑坡的规模有的可以很大,达数亿至数十亿立方米。

  滑坡的特征是:通常是较深层的破坏,滑移面深入到坡体内部;质点位移矢量水平方向大于铅直方向;有依附面(即滑移面)存在;滑移速度往往较慢,且具有“整体性”。

  滑坡是斜坡破坏型式中分布最广、危害最为严重的一种。世界上不少国家和地区深受滑坡灾害之苦,如欧洲阿尔卑斯山区、高加索山区、南美洲安第斯山区、日本、美国和中国等。

  (一)滑坡勘察的任务和目的

  (1)查明滑坡的现状,包括:滑坡周界范围、地层结构、主滑方向;平面上的分块、 分条,纵剖面上的分级;滑动带的部位、倾角、可能形状;滑带岩土特性等滑坡的诸形态要素。

  (2)查明引起滑动的主要原因。在调查分析滑坡的现状和滑坡历史的基础上,找出引起滑坡的主导因素;判断是首次滑动的新生滑坡还是再次滑动的古老滑坡的复活。

  (3)获得合理的计算参数。通过勘探、原位测试、室内试验、反算和经验比拟等综合分析,获得各区段(牵引段、主滑段和抗滑段)合理的抗剪强度指标。

  (4)综合测绘调查、工程地质比拟、勘探及室内外测试结果,对滑坡当前和工程使用期内的稳定性作出合理评价。

  (5) 提出整治滑坡的工程措施或整治方案。对规模较大的滑坡以及滑坡群,宜加以避让;防治滑坡宜采用排水(地面水和地下水)、减载、支挡、防止冲刷和切割坡脚、改善滑带岩土性质等综合性措施,且注意每种措施的多功能效果,并以控制和消除引起滑动的主导因素为主,辅以消除次要因素的其他措施。

  (6)提出是否要进行监测和监测方案。

  (二)工程地质测绘

  (1)工程地质测绘与调查的范围应包括滑坡区及其邻近稳定地段,一般包括滑坡后壁外一定距离,滑坡体两侧自然沟谷和滑坡舌前缘一定距离或江、河、湖水边;测绘比例尺1∶500~1∶2000,可根据滑坡规模选用;用于整治设计的测绘比例尺为1∶200或1∶500。

  (2)注意查明滑坡的发生与地层结构、岩性、断裂构造(岩体滑坡尤为重要)、地貌及其演变、水文地质条件、地震和人为活动因素的关系,找出引起滑坡复活的主导因素。

  (3)测绘、调查滑坡体上各种裂缝的分布,发生的先后顺序、切割关系;分清裂缝的力学属性,作为滑坡体平面上的分块或纵剖面分段的依据。

  (4)通过裂缝的调查、测绘,藉以分析判断滑动面的深度和倾角大小,并指导勘探工作。滑坡体上裂缝纵横,往往是滑动面埋藏不深的反映;裂缝单一或仅见边界裂缝,则滑动面埋深可能较大;如果基础埋深不大的挡土墙开裂,则滑动面往往不会很深;如果斜坡已有明显位移,而挡土墙等依然完好,则滑动面埋深较大;滑坡壁上的平缓擦痕的倾角,与该处滑动面倾角接近一致。

  (5)对岩体滑坡应注意缓倾角的层理面、层间错动面、不整合面、断层面、节理面和片理面等的调查,若这些结构面的倾向与坡向一致,且其倾角小于斜坡前缘临空面倾角,则很可能发展成为滑动面。对土体滑坡,则首先应注意土层与岩层的接触面,其次应注意土体内部岩性差异界面。

  (6)应注意测绘调查滑动体上或其邻近的建筑物(包括支挡和排水构筑物)的裂缝,但应注意区分滑坡引起裂缝与施工裂缝、不均匀沉降裂缝、自重与非自重黄土湿陷裂缝、膨胀土裂缝、温度裂缝和冻胀裂缝的差异,避免误判。

  (7)调查、测绘地下水特征,泉水出露地点及流量,地表水自然排泄沟渠的分布和断面,湿地的分布和变迁情况等。

  (8)围绕判断是首次滑动的新生滑坡还是再次滑动的古老滑坡进行调查。

  (9)当地整治滑坡的经验。

  (三)勘探工作要点

  (1)勘探工作的主要任务是查明滑坡体的地质结构、滑动面的位置、展布形状、数目和滑带岩土性质,查明地下水情况,采取岩土试样进行试验等。

  (2)勘探线应在测绘、调查基础上,沿滑动主轴方向布设。根据滑坡规模和分块、分条情况,在主轴线两侧亦应布设勘探线或勘探点;在各勘探线上勘探点的间距,一般不宜大于40m。在预计设置排水和支挡构筑物的地段,应有一定数量的勘探点。

  (3)为直接观察地层结构和滑动面,或为原位大型剪切试验,宜布设一定数量的探井或探槽。为准确查明滑动面的位置,对于土体滑坡,可布设适量静力触探点;对于岩体滑坡,可采用合适的物探手段。

  (4)一般性勘探点的深度,应穿过最下一层滑动面;少量控制性勘探点的深度,应超过滑坡体前缘最低剪出口标高以下的稳定地层内一定深度。

  (5)在滑坡体内、滑动面(带)和稳定地层内,均应采取足够数量的岩土试样进行试验。

  (6)为查明地下水的类型、各层地下水位、含水层厚度、地下水流向、流速、流量及其承压性质,应布设专门性钻孔,或利用其他钻孔进行上述水文地质测试,必要时应设置地下水长期观测孔。

  (7)滑坡勘探宜采用管式钻头、全取芯钻进,土质滑坡宜采用干钻,钻进过程中应细致地观察、描述和注意钻进难易的记录。以下迹象可能是滑动面(带)位置:

  ①通过小间距取样(0.5m或更小),测定和绘制含水量随深度的变化曲线,含水量最大处,可能是滑动面(带);

  ②所采取岩心经自然风干,岩心自然脱开处可能是滑动面;破碎地层与完整地层的界面也可能是滑动面位置;大型、超大型滑坡可能出现地层重复现象,结合测绘调查分析判断是否属滑动面(带);

  ③孔壁坍塌、卡钻、漏水、涌水、甚至套管变形、民用水井井圈错位等都可能是滑动面位置,但应结合其他情况进行综合分析判断。

  (四)测试和监测工作

  1、测试工作

  为了验算滑坡的稳定性,必须对滑带土进行抗剪强度试验,以求取c、φ指标。一般滑坡取样作室内试验即可,根据需要作原状土或重塑土试验,试验方法应与滑带土受力条件相似,采用快剪、固结快剪或饱和固结快剪,获得的峰值和残余强度参数以备用。大型和重要的滑坡,则除采样进行室内试验外,还需作滑带土的原位测试。

  2、监测工作

  规模较大以及对工程有重要影响的滑坡,应进行监测。滑坡监测的内容包括:滑带(面)的孔隙水压力;滑体内外地下水位、水质、水温和流量;支挡结构承受的压力及位移;滑体上工程设施的位移等。有关滑坡地面位移、岩土体内部变形及滑动面位置监测的内容和要求,详见第六章第三节。滑坡监测资料,结合降雨、地震活动和人为活动等因素综合分析,可作为滑坡时间预报的依据。

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