晋城滑坡勘察报告

1、晋城合成油边坡工程岩土工程勘察报告1 前言晋煤集团合成油示范工程于2006年6月开工，预计于2008年底竣工。该工程在施工的过程中，由于北面边坡开挖等多方面因素的影响，北坡西部区段出现斜坡开裂变形、沉陷等现象，对建筑工程安全和质量构成潜在危害，为此需要作进一步调查，采取相应的治理措施。1.1 任务由来鉴于工程建设过程中出现的边坡稳定问题，我公司接受委托，对该工程的北坡进行边坡工程勘察。外业勘察工作于2007年6月6日至28日进行，7月3日完成内业整理工作，并7月5日提交正式勘察报告。1.2 现场工作评述1.2.1 对工作区及周边的地形地貌、岩层出露情况进行了踏勘，对岩层露头进行了调查和描述，进

2、行了产状测量，掌握了沟谷及陡坎的分布、形态特征与斜坡走向的关系。1.2.2 对工作区进行了工程地质测绘。并根据已掌握的场区情况，进行了工程地质钻探和人工开挖探井。1.2.3 对工程开挖出露的边坡面进行了调查及地质素描工作。1.3 本次勘察的目的查明工作区工程地质及水文地质条件；查明工作区岩土结构特征；包括西部滑坡的工程地质特征，东部高边坡的的工程地质特征；查明滑坡区滑动带（面）及东部软弱带岩土的物理力学性质；查明滑坡滑动带（面）及高边坡软弱带的埋深和空间分布情况；查明滑坡形成机理及影响其稳定性的因素；对滑坡及高边坡的稳定性及发展趋势进行分析评价；对滑坡的治理及高边坡可能出现的破坏的防治提出合理

3、化建议、方案。1.4 勘察依据本次现场工作主要依据的规范有：工程测量规范(GB5002693)岩土工程勘察规范(GB500212001)建筑边坡工程技术规范（GB503302002）建筑地基基础设计规范（GB500072002）土工试验方法标准(GB/T501231999)建筑工程地质钻探技术标准(JGJ8792)原状土取样技术标准(JGJ8992)1.5 工作布置及方法根据勘察目的，本次勘察进行了工程地质测量、测绘，共布设勘探点32个，其中钻孔25个，探井7个；布设勘探剖面线5条。1.6 工作量现场工作共计23天，完成的主要工作量见下表： 现场工作量表 表1.2.3项目工作内容单位工作量测量

4、实测km20.9测绘踏勘km20.91：500地质测绘km20.9勘探钻探m357.4探井m 7取样取样及滑带土组62 勘察区工程地质条件2.1 场地位置与地形地貌拟建场地位于晋城市金村镇附近，西距晋长高速公路和207国道1.5 km，北距沁陵公路1.5 km，距离晋城市区14 km，交通便利，详见图1。拟建场地位于晋东南黄土丘陵区，高差很大。从整体上看，场地北高南低，东高西低，高程介于731.0763.9 m之间，高差32.9 m。属剥蚀构造成因的丘陵地貌单元。本次勘察区与拟建场区以现在开挖后形成的边坡为界。勘察区的西部发育滑坡，滑坡后缘的拉张裂隙很明显，最大处宽度有30 cm，裂隙处垂直位

5、移最大可达2.1 m。该滑坡东西长约110 m，南北宽约50余米， 总体上呈圈椅状。 2.2 场地地层结构和岩性描述根据区域地质资料和钻探揭露，场地地层主要由第四系上更新统（Q3）和中更新统（Q2）冲积成因的湿陷性粉质粘土和粉质粘土组成，下伏二叠系的泥岩、砂岩和石灰岩。依据土的分类、土的成因和土的物理力学性质，结合外业勘探记录和土工试验结果综合划分场地地层，自上而下依次分述如下：第层：湿陷性粉质粘土（Q3），褐黄色，稍湿、稍密、虫孔发育、该层土具有湿陷性。压缩系数为a1-2=0.46 MPa-1，压缩模量为Es1-2=4.3 MPa，属高压缩性土层。标贯击数平均值为7.8击。无摇震反应，干强度

6、中等，韧性中等。层底埋深1.1-9.1米，层底标高722.3-757.6 m，层厚1.0-9.1 m，平均层厚3.95 m。该层土的表层为耕土。第层：粉质粘土（Q3），褐红-红褐色，含云母、黑色铁锰氧化物斑点等。压缩系数为 a1-2=0.14 MPa-1,压缩模量为Es1-2=13.6 MPa，属于中等压缩性土层。内聚力为30.4 kPa，内摩擦角为17.7度。标准贯入试验击数平均值为13.2击。无摇震反应，干强度中等，韧性中等。层底埋深4.5-23.0 m，层底标高712.0-755.7 m，层厚2.5-19.4 m，平均层厚10.51 m。第层：粉质粘土（Q2），棕红色，该层含有云母、黑色

7、斑点。压缩系数a1-2=0.12 MPa-1,压缩模量Es1-2=15.1 MPa，属于中低压缩性土层。标准贯入试验击数平均值为23.1击。无摇震反应，干强度中等，韧性中等。层底埋深12.5-35.6 m，层底标高703.8-750.3 m，层厚1.0-15.9 m，平均层厚7.39 m。第层：泥岩（P），呈黄绿、灰绿等杂色，饱和，该层地层以泥岩为主，随场地位置不同，颜色有浅黄至深灰不同。层底埋深10.6-32.5 m，层底标高702.-750.20 m，层厚0.7-12.3 m，平均层厚4.64 m。该层在勘察深度内未被穿透。第层：灰岩（P），灰色，裂隙一般发育，块状构造。2.3 场地地下水

8、条件本次勘察期间在勘探深度内赋存有地下水。勘察期间正处于一年中的丰水期，降水较多，大气降水渗入在相对隔水条件较好的第层土层以上形成上层滞水，在工作区的东部含水较丰富，形成较为稳定的地下水位线；西部局部土层中有地下水存在，但没有形成稳定的地下水。主要受大气降水补给。3 勘察区工程地质特征3.1 勘察区工程地质特征 勘察区东西长550 m，南北宽200 m，西部与东部在不良地质现象上存在差异，我们不妨把场地分成A区和B区两部分。3.1.1 A区（滑坡区）3.l.1.1 滑坡的形成该区主要在勘察区西部，滑坡区全长约120余米。包含了勘察区的所有地层。区内南部在进行开挖时，破坏了区内岩土体原有的应力状

9、态，下部提供了上部应力释放的空间，加之该区的西部有较密集的坟墓，使滑体内土质结构松散，当有大气降水时容易入渗。该区的下部为二叠纪泥岩，为铝土质泥岩，颗粒较细，手感细腻，无层理、无裂隙，是良好的隔水层。当上部水体入渗至该层面时，长期浸润该层上部和上部第四纪上更新统粉质粘土的下部部分，使其软化，形成明显的软弱带，该软弱带就是我们所说的滑动带。滑动带进一步软化，使其强度降低，当降低至某一极限时，滑动带土体发生破坏，上下土体发生明显的相对位移，便在滑动带中产生滑动面。3.1.1.2滑动带（面）特征 根据勘察钻孔、探井揭露知，A区滑动带位于第四纪上更新统粉质粘土的下部、二叠纪铝土质泥岩的上部，呈棕红色浅

10、灰色。第四纪上更新统下部的粉质粘土较为松散，在水体浸泡下变软；铝土质泥岩在水体浸泡下变软、泥化、软化，形成滑动带。滑动带厚度一般在0.301.50 m，滑动带从后部、中部、前缘厚度逐渐增大。滑动带岩土整体含水量较高，强度低。该滑坡要素明显，前缘的滑动位移面与后缘的拉张裂隙相连，形成贯通良好的滑动面。滑动面上部的土体下部，土体颗粒定向排列明显，下部铝土质泥岩则成整体性偏移。上下部结合处形成良好的滑动面，呈光亮镜面状，擦痕明显。滑动面厚度一般在0.52.0 m，滑动面从后部、中部、前缘湿度（含水量）逐渐增大。3.1.1.3 滑坡区结构面赤平极射投影图3.1.1.3 滑坡区结构面赤平极射投影图3.1

11、.2 B区（高边坡区）3.1.2.1 高边坡的控制因素 勘察区东部为高边坡区，该段全长约200余米。该区包含了勘察区除二叠纪铝土质泥岩的所有地层。区内南部当进行开挖时，破坏了区内原有的应力状态，下部提供了上部应力释放的空间。该区的上部为第四纪中更新统的粉土及粉质粘土（第层），其垂直裂隙及大孔隙发育，下部为棕红色的上更新统的粉质粘土层（第层）。下部棕红色的上更新统的粉质粘土层颗粒细腻，是相对较好的隔水层。大气降水通过第层孔隙通道至第层粉质粘土的表层，对两层接触面附近土体软化，使其强度降低，强度降低部分的土体形成一个较为明显的软弱带，该软弱带是控制、影响该边坡区稳定的主要部分。3.1.2.2 软弱

12、带特征软弱带上部为浅红色第四纪中更新统的粉土及粉质粘土（第层），其具有垂直裂隙及大孔隙存在，下部为棕红色的上更新统的粉质粘土层（第层），其强度低，富含地下水，一般厚度在0.300.50 m，是该区地层中强度最低的软弱面，也是该区潜在的滑动带。该软弱带仅是边坡地层中强度最低的土体带，在开挖坡面处出现蠕动变形，边坡后缘变形很小，贯通性差。由于坡面倾向与开挖坡面一致，软弱面也与开挖坡面一致，地下水延软弱面下部在开挖坡面上出露，但渗出流量较小。3.1.2.3 边坡区结构面赤平极射投影 图3.1.2.3 边坡区结构面赤平极射投影图3.2 勘察区边坡失稳原因3.2.1 内部因素勘察区地质土层的结构及性质，

13、是形成滑动带、软弱带的主要因素，具备隔水、可软化的土体；勘察区构造剥蚀的各土层层面与自然坡面、开挖坡面一致；具有一定的地下水补给；具有相对隔水层，易形成软化带。3.2.2外部因素人工开挖边坡，引起原来坡体应力发生变化，致使原坡体土体发生蠕动、变形，进而出现边坡失稳、发生滑坡。内部及外部因素的共同作用，是该边坡失稳的主要原因。4 边坡稳定性分析4.1 边坡稳定性指标的选取通过对边坡勘察中采取的滑动面土样进行残余强度试验结果分析知，残余强度中的内摩擦角在3.5°5.5º之间，平均1 4.7º ，而粘聚力则离散性较大；根据晋城合成油示范工程岩土工程勘察报告中对原状土进行

14、直剪试验强度指标进行最小平均值统计，再进行0.35的折减，其值为25.2º ，结合工程经验计算时5º。滑动带（面）土残余抗剪强度试验成果表 表4.1井(孔)编号取样深度（m）天然含水量(%)(°)C(kPa)T1-64.7534.22.41.9T28.0026.04.91.6T3-79.0014.95.11.1T4-13.5012.65.50.7T5-11.0025.25.02.8T6-13.0026.05.30.2计算时采用55剖面，根据该段滑坡仍在继续发展，取该段滑坡的安全系数为0.95（仍在缓慢变形）,采用岩土工程勘察规范(GB500212001)推荐的综C

15、法，根据公式 Fs稳定系数； 第i块段滑动面与水平面的夹角,； 作用与第i块段的抗滑力,kN/m ； 第i块段滑动面的法向分力,kN/m ； 第i块段土的内摩擦角,； Ci第i块段土的粘聚力,kPa；Li第i块段滑动面长度,m；ti作用于第i块段滑动面上的滑动分力,kN/m；第i块段的剩余下滑动力传递至i+1 块段时的传递系数（j=i）。 经计算，得C=0.50 t/m24.2 稳定性分析 根据4.1计算结果，采用5º，C=0.50 t/m2，分别对各计算剖面进行安全系数验算时各剖面采用计算参数分别为：11剖面计算表 表4.2-1项目Wi(t)(º)Li(m)Ni(t)ii

16、48.46629.322.750.5000.500169.759510.1169.101.0011.002251.81615.1250.430.9991.001417.20523.5415.611.0021.002136.06(41.8)820.8(4.5)134.7422剖面计算表 表4.2-2项目Wi(t)i(º)Li(m)Ni(t)ii27.35387.721.650.8200.820353.76726.1351.121.0000.980286.51720.2284.3770.9970.999517.40521.6515.431.0021.002139.62(16.81)101

17、6.5(4.1)177.5033剖面计算表 表4.2-3项目Wi(t)i(º)Li(m)Ni(t)ii27.16599.513.990.6200.490278.511120.4273.461.0000.790261.511420.5253.740.7900.790135.67(28.5)-2012.8(3.2)127.4944剖面计算表 表4.2-4 项目Wi(t)i(º)Li(m)Ni(t)ii50.766610.720.640.4330.255170.53710.1169.250.9530.56181.48(0)78.3(0)80.8755剖面计算表 表4.2-5项目W

18、i(t)i(º)Li(m)Ni(t)ii7.12756.27.070.2940.29231.9373.631.690.9920.99252.5039.152.431.0001.00045.59(1.94)135.1(2.0）44.42注：括号内数字为计算下滑推力时采用的计算数字。安全系数验算结果表 表4.2-6剖面线1122224455安全系数K0.8970.9500.9740.9530.950 从计算结果看，当5º，C=0.50 t/m2时，各计算面安全系数在0.8970.530之间，基本符合人工开挖边坡安全现状，故该取值基本合理。 4.3 滑坡推力计算根据建筑地基基础设

19、计规范（GB500072002）中，下滑推力计算时安全系数取K1.051.25。本次勘察区的边坡属于高边坡，对下部厂房及设备会造成较大破坏，为一级建筑边坡，因此安全系数取较大值1.25。根据规范中的公式Fn= Fn-1+t Gnt- Gnntann-cnln=cos（n-1-n）-sin（n-1-n）tann式中 Fn、Fn-1第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力；传递系数；t滑坡推力安全系数；Gnt、Gnn第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力；n第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值；cn第n块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；ln第n块滑体沿滑动面的长度。上式中n5º Cn0.5，对

20、11、22、33、44、55剖面进行计算，推力分别计算至开挖边坡上部坎肩后2.0 m，其下滑推力为：各剖面线滑坡推力计算结果表 表4.3 剖面线1122334455剩余下滑力（t/m）43.6152.7565.4723.671.78综合分析，勘察区西部A区（滑坡区）推力宜采用23.6 t/m，勘察区东部B区推力应采用53.9 t/m。5 工程治理5.1 工程治理原则贯彻早期发现，预防为主，对症下药，综合治理，主次分明；及时治早治小，一次根治，不留后患。因地制宜，安全经济，正确施工。5.2 工程治理方案5.2.1抗滑桩抗滑桩采用钢筋混凝土桩，A、B两区均可采用，桩身截面可采用1m×2 m，桩长可根据滑动面埋藏深度确定。抗滑桩设在人工边坡坡肩后2 m处。在采用抗滑桩的同时，在B区人工边坡面上设立排水孔，使可能出现的滑体内地下水及时排除，并在坡体表面设立明排水沟，以便提高土体的强度。方案点评优点：可抗较大的下滑力；避免大填大挖，有利于现滑坡、边坡的稳定。缺点：工程量较大，造价较高。排水孔施工技术要求较高。5.2.2综合治理勘察区滑坡的形成及边坡失稳，主要是人工边坡内赋存的地下