2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：斜坡场地岩土工程勘察要点

2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：斜坡场地岩土工程勘察要点

　　第三节 斜坡场地岩土工程勘察要点

　　一、勘察的目的和任务

　　(一)勘察的目的

　　(1)查明斜坡场地的工程地质条件，提出斜坡稳定性计算参数。

　　(2)分析斜坡的稳定性，预测因工程活动引起的斜坡稳定性的变化。

　　(3)确定人工边坡的最优开挖坡形和坡角。

　　(4)提出潜在不稳定斜坡的整治与加固措施和监测方案。

　　(5)进行场地建筑适宜性评价。

　　(二)勘察任务

　　勘察应查明下列问题：

　　(1)地貌的形态、发育阶段和微地貌特征。

　　(2)构成斜坡岩土层的种类、成因、性质和分布;当有软弱层时，应着重查明其性状和分布;在覆盖层地区，应查明其厚度及下伏基岩面的形态与坡度。

　　(3)对岩质边坡需查明结构面的类型、产状、间距、延伸性、张开度、充填及胶结情况，组合关系和主要结构面产状与坡面的关系等;对有裂隙的土质边坡需查明裂隙的性状。

　　(4)地下水的类型、水位、水量、水压、补给和动态变化，岩土的透水性及地下水在地表的出露情况。

　　(5)地区的气象条件(特别是雨期、暴雨期)，坡面植被，岩石风化程度，水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度，判明上述因素对斜坡稳定性的影响。

　　(6)岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度。

　　二、勘察阶段的划分

　　斜坡岩土工程勘察是否需要分阶段进行视工程的实际情况而定。通常，斜坡的勘察多与建(构)筑物的初步勘察一并进行，进行详细勘察的边坡多限于有疑问或已发生变形破坏的边坡。对于坡长大于300m、坡高大于30m的大型边坡或地质条件复杂的边坡，勘察需按以下阶段进行：

　　(1)初步勘察包括搜集已有的地质资料，进行工程地质测绘，必要时可进行少量的勘探和室内试验，初步评价斜坡的稳定性。

　　(2)详细勘察应对不稳定的斜坡及相邻地段进行详细工程地质测绘、勘探、试验和观测，通过分析计算作出稳定性评价。对人工边坡提出最优开挖坡角，对可能失稳的斜坡提出防护处理措施。

　　(3)施工勘察应配合施工开挖进行地质编录，核对、补充前阶段的勘察资料，进行施工安全预报，必要时修正或重新设计边坡并提出处理措施。

　　三、勘察技术方法

　　(一)工程地质测绘

　　测绘是在充分搜集和详细研究已有资料(包括区域地质资料)的基础上进行的。除一般的测绘内容外，应侧重与斜坡稳定有关的内容。如斜坡的坡形与坡角、软弱层产状与分布，结构面优势方位与坡面的关系，不良地质现象的成因、性质，当地治理斜坡的经验等。测绘范围应包括可能对斜坡场地稳定有影响的所有地段。在有大面积岩石露头的地区，测绘路线按垂直于主要构造线或坡面走向布置，路线间距100～300m，当地质条件复杂时应缩小路线间距。每个地质构造不同的区段均应布置测绘路线。观测点间距视地质条件而定。对于断层破碎带等重要地质界线应进行追索。在露头不好的地区，应采用露头全面标绘法。岩体斜坡节理调查是一项重要且繁重的工作。调查方法通常采用测线法或分块法。采用前者时每条测线长10～30m，采用后者时每一测区面积约25m2。详细记录与测线相交或测区内的每条节理性状(长度小于2m的节理可略去不计)。每一节理组均应取样。除平面图外，工程地质剖面图是斜坡稳定分析的重要图件。剖面的方向多取平行于坡面倾向的方向，其长度一般应大于自坡底至坡顶的长度，剖面的数量不宜少于2～3条。同时，按需要可绘制平行坡面走向的剖面。

　　(二)勘探与取样

　　勘探线应垂直于斜坡走向布置，勘探点间距不宜大于50m，当遇有软弱层或不利结构面宜适当加密。各构造区段均应有勘探点控制。为确定重要结构面的方位、性状，宜采用与结构面成30°～60°的钻孔，孔数不少于3个。勘探点深度应穿越潜在滑面并深入稳定层内2～3m，坡脚处应达到地形剖面的最低点。钻孔应仔细设计，明确所要探查的主要问题，并尽量考虑一孔多用。为提高重要地质界面处的岩心采取率，有条件时宜采用双层或三层岩心管。重点地段可布置少量的探洞、探井或大口径钻孔，以取得直观地质资料和进行原位试验。探洞宜垂直坡面走向布置并略向坡外倾斜。当重要地质界线处有薄覆盖层时，宜布置探槽。物探可用于探查边坡的覆盖层厚度，岩石风化层，软弱层性质、厚度及地下水位等资料，它常与其他勘探方法配合使用。斜坡的主要岩土层及软弱层均应取样，每一层的试样不少于6件(组)。有条件时，软弱层宜连续取样。

　　(三)测试工作

　　岩土试验是为斜坡的设计、施工和加固提供数据。需要为斜坡的各个区段拟订试验程序，包括试验项目、重要程度的顺序，试验方法及要求，取样地点与方法等。试验程序的拟定应符合不同区段的实际情况。例如，黄土边坡需进行湿陷试验，软岩边坡需进行抗风化试验等。在初勘阶段一般只进行有限数量的钻探取样室内试验，主要试验工作应在详勘阶段进行。试验工作应着重确定岩土的抗剪强度。测定岩土体软弱面的抗剪强度(峰值强度与残余强度)，室内采用直剪试验，剪切方向和最大法向荷载的选择应与试样的坡体中的实际情况相近。有必要时可作三轴试验。对斜坡稳定起控制作用的软弱面，宜进行适量的大型原位剪切试验。对大型斜坡必要时可作岩体应力测试、波速试验、动力测试、模型试验和孔隙水压力测定。遇有地下水时应进行地下水流速、流向、流量和岩土的渗透性试验等。

　　(四)监测工作

　　斜坡监测的内容包括：

　　(1)对不稳定斜坡的范围、移动方向和速度以及地下水、爆破振动等取得定量数据，提供设计。

　　(2)对防治工程的受力、变形等进行量测，验证其是否达到预期的作用，如未达到即应采取补救措施。目前的斜坡监测系统大多是借助仪器直接测取读数，采用自动遥测监测系统的仍是少数。斜坡监测的项目及所用仪器如表1所列。

　　表1 斜坡监测项目表

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