[原创]：柿子路边坡勘察

jim927

1、前  言
1.1勘察任务来源和勘察目的、要求    柿子路边坡位于重庆市丰都县高家镇新镇柿子路南东侧，坡高7.10~18.60m，坡度角50°~75°。距坡脚4~6m有一排移民新房，其基础位于中等风化基岩内约0.5m，采用条形基础，5~8层。在边坡南西端坡顶为过江高压线电杆，采用墩基础及斜拉钢丝索，钢丝索锚固端为钢筋砼墩。为了保证居民的生命与财产安全及过江高压线电杆的正常使用，重庆市煤炭第二安装公司第二分公司特委托我公司对该边坡进行详细工程地质勘察工作，目的查明边坡特征及不良地质现象，评价边坡的稳定性、建议治理措施及边坡设计参数，勘察工作要求按现行有关规范执行。    1.2勘察依据及执行规范       1工程勘察合同       2工程地质勘察委托书       3《工程地质勘察规范》（DB50/5005-1998）       4《建筑抗震设计规范》（GB11-89）       5《重庆市建筑地基基础设计规范》（DB50/5001-1997）       6《建筑边坡支护技术规范》（DB50/5018-2001）
1.3勘察工作概况    1.3.1勘察工作量布置原则    根据《工程地质勘察规范》（DB50/5005-1998）和工程地质委托书要求，结合场地边坡地质条件，垂直边坡走向布置6条勘探线，勘探点间距12.50m，勘探线间距15.50~18.50m，共布置钻孔12个，其中控制性钻孔6个，一般性钻孔6个。控制性钻孔孔深要求进入潜在滑动面以下稳定岩层内4~6m，坡脚处应达至地形剖面的最低点3~5m。一般性钻孔孔深要求进入潜在滑动面以下稳定岩层内3~5m，坡脚处应达至地形剖面的最低点2~3m。     1.3.2勘察工作完成情况     我公司接受任务后，立即组织工程技术人员现场踏勘，收集该地区地质资料，根据地质资料结合技术委托书和现行规范编制了《工程地质勘察纲要》。于2002年4月22日进场施工，采用一台北京100型钻机施钻，历时7天，2002年4月27日结束野外工作，完成主要工作量如下：
1地形图测量0.03Km2 ；  
2实测地质剖面8条/0.60Km；
3施工钻孔12个，钻探总进尺188.80m；
4采岩样21件；
5环境地质调查：2组日；
6简易提水试验孔：5个。 1.4质量评述
本次勘察方法采用了工程地质测绘，钻探和室内岩土测试。勘察工作均严格按国家相关规范、规程执行，采用经纬仪定点；工程地质测绘采用我公司实测1：500现状地形图为底图，采用半仪器定点。钻探采用回转取芯钻进，土层干钻或小水量钻进，见基岩后清水钻进。土层平均采取率大于70%，强风化基岩平均采取率大于65%，中等风化基岩平均采取率大于85%，每回次进尺严格控制于1.5~2.0m内。现场跟班进行地质编录和样品采集，样品及时蜡封，妥善保存。岩样由重庆冶金地质测试所和长江科学院重庆岩基研究中心承做。于2002年5月27日获得全部测试成果。现经室内资料整理，编制本报告供设计和施工使用。   2、场地地质环境条件   2.1地形地貌
场地位于重庆市丰都县高家镇新镇柿子路南东面，独立座标X=1900~2033m；Y=1850~2050m，黄海高程。场地原始地形为北、西、南三面低的梯状斜坡，中部高的丘陵斜坡地势。因兴建移民新居，在北、西两侧近坡顶切坡，形成高7.10~18.60m的岩质边坡。南侧为自然台阶状斜坡，前部缓，坡度约5°,后部较陡,坡度约30~50°。场地高程最高238.61m，高程最低207.70m，相对高差30.90m。边坡东侧为新建居民房及柿子路。场地地貌属构造剥蚀丘陵地貌。
2.2地质构造
场地区域地质构造属涪陵~丰都复向斜之丰都宽缓向斜东翼中段，岩层呈单斜状产出，岩层产状：倾向283，°倾角15°，场地经工程地质调查，钻探揭露无断层、破碎带发育。边坡经调查发育2组裂隙，裂隙量测采用沿边坡走向实测调查，成果如下：
编号        结构面
类型        产状        调查条数        间距（m/条）        延伸性        张开度        粗糙度        充填
情况
Ⅰ组        构造裂隙        38~45°∠60~74°        6        大于2m         2~5m        多闭合，局部微张        较粗糙~粗糙        无充填
Ⅱ组        构造裂隙        340~352°∠54~63°        8        0.5~2.0        大于3m        微张,局部闭合        平直、较粗糙        无充填或局部粘土充填

2.3地层结构及岩土特征
本次勘察在钻探深度范围内揭露地层为第四系粉质粘土（Qel+dl）和下伏侏罗系中统上段沙溪庙组砂岩及泥岩（J2s2）,现将各岩土层工程地质特征和分布规律由上而下分述如下:
1.        粉质粘土（Qel+dl）：褐黄色~褐红色。土质均匀性较差。含植物根基，底部含8~15%砂泥岩岩屑，粒径3~5mm。可塑状。属残坡积土。分布于边坡坡顶及场地南侧自然斜坡地带，钻探揭露厚度0.30~1.40m。
2.        泥岩（J2s2）：紫红色。由粘土矿物组成，泥质结构，厚层状构造。强风化层风化裂隙较发育，岩石破碎，岩芯多呈碎石状~块状，强度差，层厚1.25~2.18m。中等风化层岩石较完整，岩芯多呈柱状，岩质较硬，局部裂隙较发育，裂面呈褐黑色，无充填，岩芯呈碎块状，强度稍差。该层分布于边坡西侧。钻探揭露厚度3.54~8.48m。
3.        砂岩（J2s2）：褐黄色~浅灰色。由长石、石英、云母等矿物组成。中粒结构，厚层状构造，钙泥质胶结。局部含泥质较高。强风化带岩石裂隙发育，破碎，岩芯呈碎块状，强度差，层厚0.52~1.60m。中等风化层岩石较完整，岩芯多呈柱状，少数呈块状，局部垂直裂隙较发育，岩芯呈块状~碎石状，质硬。钻探揭露厚度6.89~17.00m。该层分布于整个场地。
2.4水文地质条件
场地呈中间高，北、西、南三面低的地形，大气降水后，绝大部份地表水沿北、西、南三面顺坡径流。场地地表排水条件较好。
粉质粘土属隔水层，下伏泥岩为相对隔水层。砂岩因埋藏较浅，场地地势较高，地下水补给条件差。边坡南西侧（剖面3-3`及4-4`）地段见在大气降水时风化裂隙水，沿裂隙面形成滴水现象，并向边坡排泄。经对边坡滴水采用容积法量测，滴水量约0.0018L/S，水量随季节变化明显，雨季滴水量较多，旱季干涸，属大气降水渗透形成的风化裂隙水。钻探施工完毕后提干钻孔ZK3、ZK6、ZK8、ZK9、ZK11内循环水观测地下水位，水位恢复微弱，表明在勘察期间钻探深度范围内不存在地下水或水量微弱。场地水文地质条件简单。
2.5地震
根据《中国地震烈度区划图》（1990年版）划分场地地震基本烈度为Ⅵ度。
场地内粉质粘土属软弱（场地）土，基岩为坚硬（场地）土，场地覆盖层厚度0.30~1.40m，按《建筑抗震设计规范》（GB11-89）判定，本场地建筑场地类别为Ⅰ类。场地内无滑坡、崩坍等不良现象，边坡边缘及坡顶属抗震不利地段。
3、岩土参数的分析与选用
本次勘察为了取得岩石定量评价指标，对场地中等风岩石采样，作室内岩石物理力学性质试验，根据试验成果，按《工程地质勘察规范》（DB50/5005-1998）8.2~8.3节的有关规定分析统计，主要成果如下（详见附表2~1-2~3）。岩体强度标准值：C值按0.20折减再按时间效应，φ值按0.80折减，抗拉强度按0.15拆减，变形模量、弹性模量按0.66拆减,泊松比按岩石泊松比取。对于三个试验数据采取最小平均值为标准值。
（1）室内试验
砂岩：
岩石：天然重度：24.01KN/m3；饱和抗压强度标准值：15.54MPa；天然抗压强度标准值：19.93 MPa；变形模量标准值5136MPa；弹性模量标准值5720MPa；泊松比0.17；抗拉强度标准值4.09MPa；内聚力标准值5.91MPa；内摩擦角标准值56°08′
岩体：变形模量标准值3390MPa；弹性模量标准值3775MPa；泊松比0.17；抗拉强度标准值0.61MPa；内聚力标准值1.01MPa；内摩擦角标准值40°35′
泥岩：
岩石：变形模量标准值9236MPa；弹性模量标准值10501MPa；泊松比0.25；抗拉强度标准值1.48MPa；内聚力标准值2.56MPa；内摩擦角标准值37°46′
岩体变形模量标准值6096MPa；弹性模量标准值6931MPa；泊松比0.25；抗拉强度标准值0.22MPa；内聚力标准值0.44MPa；内摩擦角标准值29°00′
（2）地区经验值：
根据《建筑边坡支护技术规范》（DB50/5018-2001）4.3节选取结构面抗剪强度标准值：C=80KPa；Φ=20°，考虑随时间降低的时间效应后结构面抗剪强度：C=68.80kPa；Φ=18°08′（粘聚力的时间系数取0.86，内摩擦角的时间效应系数取0.90）。
4、边坡稳定性评价与治理
4.1边坡形态特征
A段边坡北东端低，坡度角63°~75°，南西端高，整体坡高为7.10~11.50m,坡长37.5m,边坡走向56°~63°，倾向326°~333°。边坡岩性组成以砂岩为主，岩体较完整，裂隙不发育，高7.10~11.50m，坡面相对平整。
B段边坡坡长72m,坡高11.50~18.60m，边坡走向60°~73°，倾向326°~333°。岩性组成为砂岩与泥岩，坡面凹凸不平，局部砂岩凸出，该段边坡岩体裂隙较发育。边坡整体无崩塌、风化剥落掉块现象。
C段边坡坡高约18 .60m,坡长28.0m,边坡走向180°~199°，倾向270°~289°。边坡呈两级台阶状，上台阶岩性为砂岩，坡高6.40~8.30m，坡度角50°~55°，坡面无掉块、剥落现象。下台阶岩性为泥岩，坡高8.30~12.4m，坡度角约70°，坡面泥岩受外部营力（温差、水、风等）作用下表层风化强烈，坡脚见风化剥落、掉块堆积物，经钢钎探厚度约0.25~0.40m。
4.2边坡岩体结构特征及边坡类型
A段边坡(ZK1—ZK5)土层为粉质粘土,厚1.14~1.40m。基岩为厚层状砂岩。砂岩强风化带较薄，厚度1.11~1.66m。Ⅰ组构造裂隙间距大于3m/条，延伸长2~3m，多呈闭合状态，粗糙。Ⅱ组构造裂隙间距2 m/条，延伸长3~5m，较粗糙。风化裂隙及御荷裂隙不发育。Ⅰ、Ⅱ组构造裂隙将岩石切割成立方体状，结构面间距大于0.8m。边坡岩体结构属块状结构。
边坡层面不明显，裂隙不发育。Ⅱ组构造裂隙外倾，倾角54°~63°，裂隙面较粗糙。根据《工程地质勘察规范》（DB50/5005-1998）划分，边坡类型属Ⅱ类。
B段边坡(ZK5—ZK11)土层为粉质粘土，厚0.30~1.25m，基岩为厚层状砂岩及泥岩。砂岩强风化层薄，层厚0.64~0.90m。砂岩与泥岩层面明显，局部地段层面出现滴水现象，层面结合性较差。Ⅰ组构造裂隙间距2~4m/条，延伸长3~5，多呈闭合，较粗糙。Ⅱ组构造裂隙间距0.5~1m/条，延伸长大于5m，较平直，裂面较粗糙，微张，局部呈闭合状。结构面间距约0.5m左右。B段边坡岩体结构属层状结构。
边坡以层面为主，Ⅰ组构造裂隙不发育，Ⅱ组构造裂隙较发育，泥岩风化裂隙较发育，上部砂岩中卸荷裂隙沿边坡走向发育呈弧状，深度约2m。边坡自稳能力较差，根据《工程地质勘察规范》（DB50/5005-1998）划分，边坡类型属ⅢA类。
C段边坡坡顶为粉质粘土覆盖，厚0.3m，下伏基岩为厚层状砂岩及泥岩。砂岩与泥岩层面明显，层面无渗水现象。泥岩中主要以风化裂隙为主，构造裂隙不发育。砂岩层中Ⅰ组构造裂隙不发育，Ⅱ组构造裂隙较发育，结构面间距0.40~0.80m。边坡岩体结构属层状结构。
边坡以层面为主，Ⅰ组构造裂隙不发育，Ⅱ组构造裂隙较发育。泥岩风化裂隙较发育，出现风化剥落现象。边坡类型属ⅢA类。
4.3边坡稳定性分析
    4.3.1  A段边坡与B段边坡
（一）A段边坡（ZK1—ZK5）坡顶粉质粘土层厚1.14~1.40m，岩土界面较平缓，现状稳定。B段边坡（ZK5—ZK11）粉质粘土厚0.30~0.54m，现状稳定。钻探中钻孔均无漏水现象，边坡无软弱夹层、破碎带。根据岩层倾向与坡向的关系及两组构造裂隙的产状作极射赤平投影图可知：Ⅰ、Ⅱ组构造裂隙与边坡斜交，交角70°、15°。岩层走向也与边坡走向斜交，交角47°。  
                                ①Ⅰ组裂隙产状，倾向40°、  倾角72°
②Ⅱ组裂隙产状, 倾向345°  、 倾角60°
③岩层产状，倾向283°，倾角15°
④边坡倾向330°，倾角68°

综上所述 A段边坡与B段边坡属欠稳定型，破坏型式为沿Ⅱ组构造裂隙面发生平面破坏。
4.3.2  C段边坡
边坡顶部粉质粘土厚0.30~0.54m，现状稳定。上部砂岩岩体较完整，裂隙连通性差，不利于地表水的下渗软化砂泥岩层面。边坡无软弱夹层、破碎带。根据岩层倾向与坡向的关系及两组构造裂隙的产状作极射赤平投影图可知：Ⅰ组构造裂隙倾向与边坡倾向相反，Ⅱ组构造裂隙与边坡斜交,交角68°，大于45°。岩层倾向与边坡倾向一致，交角6°，倾角小于坡角，但层面为平缓，层面闭合状，无软弱层。边坡自稳性好 。                                         
①Ⅰ组裂隙产状，倾向40°、  倾角72°
②Ⅱ组裂隙产状, 倾向345°  、 倾角60°
③岩层产状，倾向283°，倾角15°
④边坡倾向277°，倾角55°

4.4边坡稳定性计算
（1）计算剖面的选择
根据定性评价结果知，A段边坡与B段边坡欠稳定，破坏模式为平面破坏，剖面3-3`及剖面7-7`具有代表性，故选作稳定性计算剖面。
（2）稳定性计算参数的选择
  重度：由于场地地下水贫缺，故取天然重度γ=24.01KN/m3；
结构面抗剪强度：根据《建筑边坡支护技术规范》（DB50/5018-2001）4.3节选取C=80KPa；Φ=20°（没考虑时间效应）及C=68.80kPa；Φ=18°08′（考虑时间效应）两种情况；
（3）计算公式的选用
FS=[C*A+(W*COSβ-U-V*SINβ-P*SINβ)*TANφ ]/(W*SINβ+V*COSβ+P*COSβ)
　 A=(H-Z)*CSCβ；
    U=0.5*γW*ZW（H-Z）CSCβ；
V=0.5*γW* ZW2；
W=0.5*γ*H2{[1-（Z/H）2]COTβ- COTα}；
P=K*W。
式中FS——边坡稳定性系数；
    A ——滑动面面积（m2）；
C——结构面内聚力(kPa)；
φ——结构面内摩擦角(°)；
β——结构面倾角(°)；
U ——滑动面静水压力(KN)；
V ——坡顶张裂隙静水压力(KN)；
P——水平地震力(KN)；
W——滑体重度(KN/m3)；
γ——滑体岩石天然重度(KN/m3)；
γW ——水的重度(KN/m3)；
ZW ——坡顶张裂隙充水高度(m)；
Z ——坡顶张裂隙深度（m）；
α——边坡坡度角(°)；
H——边坡高度（m）；
（4）边界条件
剖面编号        边坡高度H
（m）        边坡坡
度角α(°)        结构面倾角β(°)        坡顶张裂隙深度Z（m）        坡顶张裂隙充水高度ZW（m）
3-3`        18.70        73        54        2        2
7-7`        9.13        74        54        0        0
(5)计算工况
      A工况：只计算滑体重度；
B工况：滑体重度+裂隙水静水压力
C工况：滑体重度+裂隙水静水压力+地震力
（6）稳定性计算结果及稳定性评述
具体计算成果见附表1，稳定性计算结果如下
         工况

剖面编号        A        B        C
3-3`（现状）        1.56        1.37        1.35
7-7`（现状）        2.80        2.80        2.76
3-3`（考虑时间效应）        1.35        1.19        1.17
7-7`（考虑时间效应）        2.42        2.42        2.39
  从剖面3-3`及7-7`稳定性计算结果知，A段与B段边坡现状稳定性系数均大于1.25，稳定性好；考虑时间效应后，A段边坡稳定性系数在三种工况下均大于1.25，稳定性好，B段边坡稳定性系数在B、C工况下小于1.25，稳定性较差。
4.5边坡的治理措施
（一）在边坡坡顶设置截水沟，并将坡顶封闭。
（二）A段边坡（ZK1—ZK5）按1：0.6（高宽比）放坡，再用砼封闭。B段边坡（ZK5—ZK11）按1：0.60（高宽比）放坡并采用挂网喷射作防风化处理。
（三）C段边坡上台阶按1：0.60（高宽比），再用砼封闭；下台阶放坡采用挂网喷射作防风化处理。
5、过江高压线电杆的稳定性评价
经调查，电线杆基础位于中风化基岩内，距边坡边缘最近9.0m，无滑移现象。拉索无缩颈，锚固段无拔起等破坏现象，电线杆现状稳定。
边坡按4.5条作治理后，电线杆基础距边坡边缘最近5.0m，位于稳定边坡角内，故边坡治理后对电线杆的稳定性较小。
6、结论与建议
6.1工程勘察结论     通过本次勘察工作，查明了该边坡地貌、地层、岩性、地质构造、工程地质特征和水文条件，A段边坡（ZK1~ZK5）、B段边坡（ZK5~ZK11）属欠稳定型、C段边坡自稳定性好，按4.5条作治理。
6.2工程设计与建议
1.边坡的治理严格按本报告提供的措施综合整治，严禁爆破放坡，野蛮施工。
2.岩土参数设计建议值：
①考虑随时间降低的时间效应后结构面抗剪强度：C=68.80kPa；Φ=18°08′（粘聚力的时间系数取0.86，内摩擦角的时间效应系数取0.90）。
②挂网喷射设计参数:
  砂岩：
岩体：变形模量标准值3390MPa；弹性模量标准值3775MPa；泊松比0.17；抗拉强度标准值0.61MPa；内聚力标准值1.01MPa；内摩擦角标准值40°35′
泥岩：
岩体：变形模量标准值6096MPa；弹性模量标准值6931MPa；泊松比0.25；抗拉强度标准值0.22MPa；内聚力标准值0.44MPa；内摩擦角标准值29°00′
岩体破裂角综合值取60；岩石与M30砂浆粘结强度特征值：300kPa（泥岩），600kPa（砂岩）。
3.场地水文地质条件简单，施工时必须先治水，作好疏排水工作。 4.作好边坡变形监测工作。 5.加强施工验槽，发现异常地质问题，及时通知我公司，以派人解决。