巖土勘察技術(shù)運用及技術(shù)管理
時間:2022-04-24 03:52:00
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1工程概況
勘察區(qū)位于惠州市區(qū),交通便利??辈靾龅匚挥诨莩菂^(qū)古塘坳惠州市實驗中學內(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)為山坡需進行人工開挖,本次對擬開挖的邊坡進行勘察。
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、力學屬性和組合關系,主要結(jié)構(gòu)面與臨空面關系,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性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度;
(6)劃分場地土類型和場地類別,分析預測地震效應,判定飽和砂土或飽和粉土的地震液化,并應計算液化指數(shù)。
1.2勘察工作量布置及完成情況本次勘察設計勘探鉆孔7個,取樣及標準貫入試驗孔7個。根據(jù)上述要求于本次勘察共完成以下實物工作量:
(1)鉆探孔7個,編號為ZK1~ZK7,鉆探總進尺為184.50m。
(2)采取原狀土樣2件,水樣1組,巖石樣9組;
(3)現(xiàn)場標準貫入試驗6次、重型動力觸探試驗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??辈靾龅匚挥谏狡律?,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。,邊坡鉆孔孔口標高約在27.80~45.60m之間。各鉆孑L坐標系統(tǒng)采用委托方提供的坐標系統(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)?,F(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,層項標高27.80~43.00m。本層采取上樣2件,測得部分物理力學性質(zhì)指標平均值為:IL=0.49,a卜。=0.42MPa~,Es=4.15MPa,屬中壓縮性土。進行標貫試驗1次,實測出數(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)風化程度可分為全風化泥質(zhì)砂巖②、強風化泥質(zhì)砂巖②、中風化泥質(zhì)砂巖②,:全風化泥質(zhì)砂巖②:呈淺黃色夾紫紅色,原巖結(jié)構(gòu)清晰,風化強烈,巖芯呈堅硬土狀。本層僅ZK7號孔有揭露。層厚2.10Il,層頂標高27.30m。進行標貫試驗1次,實測擊數(shù)49擊,校正擊數(shù)46.40擊。強風化泥質(zhì)砂巖②:呈紫紅色、黃色,巖石風化強烈,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,層項標高為21.00~45.60m。進行重型動力觸探試驗3次,實測平均擊數(shù)53擊。本層取3組強風化巖塊做點荷載強度,測得I螂標準值為0.103MPa,換算得單軸抗壓強度為R。:4.15MPa,采取巖石樣2組2件,測得其單軸抗壓強度標準值為3-30MPa。中風化泥質(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度標準值為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),冬夏季風影響明顯,氣候特征表現(xiàn)為風害較多,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%。影響惠州的熱帶風暴(含臺風)平均每年有4.1次,臺風過境時破壞力強,最大風力達12級以上。災害性天氣有熱帶氣旋、暴雨、強對流、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??辈炱陂g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)有關標準綜合判定: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)造復雜,經(jīng)歷了加里東、海西~印支、燕山、喜馬拉雅構(gòu)造運動。加里東、海西~印支、燕山、構(gòu)造運動形成北東向褶皺為主,伴生深大斷裂為次的造山運動,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。喜馬拉雅運動使博羅、惠州斷裂復活并改變性質(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。
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)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)的相關規(guī)定,本建筑抗震設防烈度為Ⅵ、設計基本地震加速度值為0.05g,特征周期0.35s,屬抗震不利地段,應按有關規(guī)定設防。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,致使風化后的巖石強度差異較大,會風化成順層的軟弱結(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~,南坡設計邊坡傾向約187o,西坡設計傾向約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)計出的層面和節(jié)理面產(chǎn)狀作為邊坡穩(wěn)定性計算的依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性分析采用理正勘察GICAD6.8I版軟件進行赤平投影分析(見附件1),節(jié)理統(tǒng)計見下圖: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,出露為強風化巖為主,局部夾中風化巖,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,強風化巖體多呈碎塊狀為主,少量呈半巖半土狀和短柱狀,強風化巖裂隙發(fā)育,局部基巖風化較為不均,裂隙發(fā)育,不均勻風化引起透鏡體,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措施處理。
4.5.3支護分析邊坡為軟質(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行坡面加固,可采用錨索(桿)支護、噴射混凝土進行護面加固,與現(xiàn)有教學樓北側(cè)山體支護方式一致,當環(huán)境保護和美觀要求較高時,可采用坡面復綠技術(shù)進行坡面處理。
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,應盡量避免在雨季施工,當施工條件不可避免時,建議由上至下逐級放坡及時支護,開挖施工過程中應加強監(jiān)測。該邊坡段地層巖性較簡單,水文地質(zhì)條件簡單,有風化透鏡體分布,對邊坡工程建設具一定影響。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度試驗統(tǒng)計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坡措施,建議采用錨桿或預應力錨索加固等方法護坡,坡面采用噴射混凝土進行支護,同時在坡頂、坡腳設置排水溝、坡面設置排水孔,提高邊坡的整體性和穩(wěn)定性。