叙永县林业局棚户区安置房建筑边坡
岩土工程勘察报告
受泸州市惠泽公司叙永分公司的委托,我院对叙永县林业局棚户区安置房建筑边坡工程场地进行了岩土工程详细勘察工作。
一、边坡工程概况
该边坡位于叙永县林业新城区区域,拟建物东侧,场地所处位置为山陵浅丘地貌,所处构造属纳溪背斜南翼。地层倾向360º、倾角16º。
根据该建筑边坡的走向,将林业危房改造建筑边坡建筑边坡分为A段,该建筑边坡的基本情况见建筑边坡工程概况一览表。
建筑边坡工程概况一览表
附表1
该边坡的工程安全等级为一级。
二、勘察要求及勘察依据
(一) 勘察要求
1. 查明边坡的地层结构,岩土层分布情况,地层均匀性,并查明主要岩土层的物理、力学性质,为边坡稳定性评价提供必要的数据与参数;
2. 判明边坡范围内的场地岩土类型;
3. 调查地区气象条件(特别是雨期、暴雨强度)、汇水面积,坡面植被,地表水对坡面、坡脚的冲刷情况。
4. 查明地下水类型、埋藏条件,并判定地下水对建筑材料的腐蚀性和对道路边坡的稳定性影响;
5. 进行边坡稳定性分析,预测、分析边坡对拟建工程的影响;
6. 对边坡坡形与坡角,进行适宜性评述;
7. 根据场地环境和施工条件,提出潜在的不稳定边坡的整治措施和监测方案建议;
(二)勘察应查明的主要内容
1. 地貌形态;
2. 岩土的类型、成因、工程特性,覆盖层厚度,基岩面的形态和坡度;
3. 岩体主要结构面的类型、产状、延展情况、闭合程度、充填状况、组合关系、力学属性,主要结构面与临空面的关系;
4. 气象、水文和水文地质条件;
5. 不良地质作用的范围和性质;
6. 岩土体的物理、力学性质和软弱结构面的抗剪强度。
(三)、勘察依据
1.《建设工程合同》;
2. 甲方提供的平面布置图(1:500);
3.《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002);
4.《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(20##年版);
5.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);
6.《工程岩体分级标准》(GB50218-94);
7.《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-99);
8.《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999);
9.《水电水利工程地质勘察水质分析规程》(DL/T5194-2004);
10.《建筑工程地质钻探技术标准》(GBJ87-92);
11. 《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》(20##年版);
12.《叙永县林业局棚户区安置房岩土工程勘察报告》(泸州地质工程勘察院2011.11.23)。
(四)岩土工程勘察分级
拟建叙永县林业局棚户区安置房建筑边坡工程场地素填土层厚度较小,成分不均匀;粉质粘土层厚度较小,成份不均匀;强风化砂质泥岩层厚度小。拟建场地内无构造断层,滑坡等不良地质作用,基岩地层稳定性较好。
工程重要性等级为二级;抗震设防烈度为6度,不良地质作用一般发育,地质环境已经受到一般破坏,地形地貌较简单,地下水对工程有一定影响,场地等级为二级;地基等级为三级。依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(20##年版)第3.1.4条之规定,该场地综合岩土工程勘察等级属乙级。
三、勘察方法和勘察工作布置及完成工作量
(一) 勘探点的布置原则、勘探方法及完成工作量
本次勘察依据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)4.2条的布孔原则,在垂直边坡走向和平行于边坡走向上布设11条勘探剖面线,共布置30个勘探点(详见“勘探点平面布置图”)。其中控制性钻孔10个,一般性钻孔20个,控制性钻孔所占比例≥1/3,勘探点间距8.73~18.12m,勘探孔深度钻入中等风化基岩层3.04~9.04m,满足规范要求。
勘察工作依照现行勘察规范进行,野外勘察工作自20##年12月01日起,至20##年12月05日结束。在边坡场地范围内进行了详细的野外勘察工作。本次勘察采用XY-1型清水回转钻机进行回转钻进,共完成钻探进尺170.45m,主要完成工作量见附表2。
主要完成工作量一览表
附表 2
(二) 钻探质量评价
本次勘察对素填土、粉质粘土层采用XY-1型清水回转钻机无水干钻,岩芯采取率为100%,对基岩层采用单层岩芯管及硬质合金钻头清水回转钻进连续取芯,钻孔直径91mm,钻探回次进尺一般为1.00~1.50m,最大不超过2.00m,岩芯采取率:基岩强风化带65%~70%,基岩中等风化带80%~95%。基岩中等风化带RQD为75~90。钻进过程中,各项深度数据累计误差≤±0.05m。满足《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92)相关条款的要求。
(三) 采取试样方法及数量
1.岩石试样的采取:采用单层岩芯管硬质合金钻头,清水回转钻进,在采取的岩芯中选取单节长度大于20cm,总长度为0.89~0.98m的岩芯,用较高强度的塑料薄膜和粘胶带密封,共采取9组中等风化砂质泥岩试样进行室内试验。
2.扰动土试样的采取:采用无水干钻,采取长度为0.20m的扰动土试样,用较高强度的塑料薄膜和粘胶带密封。在ZK1、ZK4号钻孔中采取2组素填土试样,两组扰动土试样各500g,土样容器采用6s厚的塑料薄膜袋,用粘胶带密封好。
原状土试样的采取:用薄壁活塞取土器,采用快速、连续的静压方式贯入取土器,贯入速度不小于0.1m/s,贯入取样管的深度控制在总长的90%以内,提升取土器之前,回转2~3转,以切断土样与孔底土的联系,均匀平稳提升取土器。土样容器采用ф100×200白铁皮筒,按土样容器净空间轮廓,除去四周土体,其土样大小比容器内腔尺寸小20mm,再套上容器筒,除去高出容器筒的土体,然后浇入热蜡液,罩上容器筒上盖、下盖,用塑料薄膜及封口胶密封好。共采取6组粉质粘土试样进行室内试验。采取试样情况详见表3
表3 单位:m
(四) 岩石、土室内试验分析完成情况
该工程岩石、土、水室内试验分析由“重庆市渝永岩土检测有限责任公司”完成:依据现行规范《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-99)和《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),对9组岩石试样、6组土试样和2组素填土试样样进行室内分析试验,并出具《岩土物理力学试验报告》。
(三) 测量系统及引测依据
本勘察报告及图件所依据的测量系统及引测依据为:1954年北京坐标系, 1985年国家高程基准,比例尺1:500。钻孔位置确定及高程测量采用拓普康GTS336型全站仪施测。具体经由甲方提供两个现场假设坐标点数据引测:D1(X=3191261.330, Y=538871.750,h=313.212);D2(X=3191197.587 , Y=538894.589,h=310.351)。测量精度:平面位置偏差≤±0.25m,高程偏差≤±0.05m,满足《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87-92)第2.0.1条的要求。(钻孔坐标及高程见岩土工程勘察勘探点主要数据表)
四、场地工程地质条件
(一) 场地地形、地貌、地质构造
1. 场地位置、地形及地貌
拟建场地位于泸州市叙永县新区,场地原始地貌分区属于山陵浅丘地貌,勘察前期原始地貌形态已被破坏。拟建场地上部局部分布有厚度不均匀的素填土层,中部局部分布有厚度较均匀的粉质粘土层,下部为侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)砂质泥岩层。
勘察范围内绝对高程(1985国家高程基准)396.22~408.16m,最大相对高差11.94m。
(二) 地质构造
叙永县林业局棚户区安置房建筑边坡工程场地位于当地背斜北翼。地层倾向360º、倾角16º,在拟建场地范围内为缓倾斜单斜地层,岩石中有风化节理裂隙,对岩层完整性的影响仅限于基岩强风化带至中风化带,勘察中未发现构造断层。
(三) 边坡类型及形态
边坡地处林业危房改造建筑边坡东侧,因修建安置房工程平场形成了挖方岩质边坡。
该建筑边坡倾向为360º,倾角近似直立,边坡长约166.03m,坡高5.74~12.60m。
(四) 边坡场地岩土层构成
经钻探揭露,该场地岩土层自上而下由粉质粘土层和基岩层(侏罗系中统沙上溪庙组砂质泥岩)组成。现依次分述如下:
1. 素填土层
浅紫红色,稍湿,松散~稍密状,以粘性土为主,夹砂泥岩块石,块石含量约30%,块径不大于30cm,为新近人工回填土。广泛分布于拟建场地内。厚度变化较大、性质变化小,不均匀,厚度1.61~2.63m。
2. 粉质粘土层:
褐黄、浅紫红色,湿~稍湿,可塑~硬塑状,以粘土矿物为主,无摇振反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。为第四系冲积层。仅分布于边坡后缘坡顶地段内,厚度1.21~1.86m。
2砂质泥岩层:
砂质泥岩:以粘土矿物为主,含绿泥石团块和少量暗色矿物,局部夹砂质条带,中厚~巨厚层状,块状构造,局部为条带状构造。根据其风化程度可分为二个亚层:
a) 强风化砂质泥岩层:紫红色,岩石被风化呈土状或碎块状,节理及裂隙发育。广泛分布于边坡场地内,厚度为2.53~4.44m;
b) 中等风化砂质泥岩层:紫红色,节理及裂隙较发育,岩芯呈柱状。广泛分布于边坡场地内,钻探揭示最大厚度9.04m。
(五) 对工程不利的埋藏物
经现场勘察和业主提供的基础资料查证,拟建场地内没有溶洞、溶穴、土洞、暗塘、地下人防工程等对工程不利的埋藏物。
五、气象特征及场地水文地质情况
1. 气象特征
本区为丘陵区准南亚热带湿润季风气候。气温暖和,雨量充沛,无霜期长、全年350天左右。年平均气温18ºC,极端最高气温43.20ºC,极端最低气温零下0.40ºC,年平均降雨量1161.00毫m,历年日最大降雨量255.20毫m。雨量集中在4~10月份,占全年降雨量的80%左右。其中5~9月份雨量特别丰富,占全年降雨量的70%左右,尤以7~8月份降雨量最为集中,年平均蒸发量1115.60毫m,平均相对湿度82%,最大风速15.00m/s。
2. 场地水文地质情况
经场地范围内及相邻区域的水文地质调查,场地原始地貌为东高西低的山陵浅丘地貌,所有雨水均沿坡顶斜面向边坡汇流,斜坡地带地表无积水、泉水及井水。地表水排泄条件较好,具迳流快的特点。
由于场地所处位置较高,排泄条件较好。场地地下水主要为上部土层内的局部上层滞水和少量基岩裂隙水,水量较小。上层滞水主要赋存于上部土层中,裂隙水主要赋存于基岩裂隙中。补给水源主要为大气降水,补给水源和面积均有限,大气降水对边坡的冲刷作用较小,水文地质条件较简单。
依据《叙永县林业局棚户区安置房岩土工程勘察报告》(泸州地质工程勘察院2011.11.23)、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(20##年版)II类环境水判定:该建筑边坡地下水对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。水对建筑材料的腐蚀性防护请按《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)的规定执行。
六、场地和地基的地震效应分析评价
(一) 场地的抗震设防烈度、设计基本加速度和设计地震分组
据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”,泸州地区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,请按规范要求对边坡工程进行抗震设防。
(二) 场地土类型及场地类别
根据拟建场地勘探资料,参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表4.1.3,拟建场地粉质粘土层为中软场地土,强风化砂质泥岩层属中硬场地土,中等风化基岩层属坚硬场地土;根据同类场地和工程经验:拟建场地土层等效剪切波速可取140<VS<250m/s,结合拟建场地的覆盖层厚度和土层等效剪切波速经验值及规范附表4.1.6,综合确定拟建场地的场地类别为II类,特征周期为0.35s。。
(三) 对建筑抗震地段的划分
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.1条中表4.1.1“有利、不利和危险地段的划分”原则,结合条文说明中第4.1.1条,拟建边坡场地可能发生滑坡、崩塌、地裂等,为处于对建筑抗震不利地段。
七、不良地质作用
拟建场地内总体地势起伏较大,据踏勘调查,附近及现有建筑没有墙体开裂、地面塌陷等不良地质现象,据区域地质资料,场地及其附近无断裂破碎带、滑坡等不良地质现象;边坡上沿地面无拉裂现象,边坡土体无塌滑现象,边坡暂无不良地质现象发生。
八、岩土工程分析与评价
(一) 粉质粘土层主要物理力学性质指标统计与评价
本次勘察,采取原状粉质粘土试样6组,进行室内试验,土试样由“重庆市渝永岩土检测有限责任公司”进行室内试验研究。根据土物理力学试验报告,将粉质粘土层的物理力学性质指标统计于附表6内。
粉质粘土层的物理力学性质试验成果统计表
附表6
(二) 岩石主要物理力学性质指标统计与评价
根据试验报告,将中等风化砂质泥岩的指标统计于附表7内。
岩石试验成果统计表 附表7
岩石指标统计的计算公式:
frk=ψ·frm ψ=1-(1.704/n1/2+4.678/n2)δ
fa=ψr·frk frk—岩石饱和单轴抗压强度标准值
ψr—折减系数 δ—变异系数 ψ—统计修正系数 fa—地基承载力特征值 n—统计样本数
经统计分析,中等风化砂质泥岩层天然单轴抗压强度为5.00MPa,属软岩。岩土层分布详见钻孔柱状图及工程地质剖面图。
(三) 土的腐蚀性评价
根据拟建场地的粉质粘土层取样分析成果及地区工程经验判定:粉质粘土层对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。土对建筑材料腐蚀的防护,应符合现行国家标准《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)的规定。现将土腐蚀性指标列于附表8内。
土的腐蚀性分析指标一览表
附表8 单位: mg/kg
九、边坡场地的岩土工程分析与评价
(一) 边坡工程安全等级划分
该建筑边坡倾向为360º,倾角近似直立,边坡长约166.03m,坡高5.74~12.60m。
该建筑边坡属于挖方岩质边坡,根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)第3.2.1条,按其损坏后可能造成的破坏后果的严重性、边坡类型和边坡高度等因素划分,该边坡工程场地安全等级为一级。
(二) 岩体的完整性评价
根据边坡工程场地基岩层的风化情况、节理裂隙的发育程度、相邻场地同一基岩层的勘察资料和工程经验:
1.强风化砂质泥岩层:钻探岩芯呈碎块状,节理及裂隙发育,岩体完整性分类属“破碎”类;根据工程经验其天然单轴抗压强度frk≤5.00 MPa,岩石坚硬程度分类属“极软岩”类。岩体基本质量级别分类为V类。
2.中等风化砂质泥岩层::钻探岩芯呈长柱状,节理及裂隙较发育,岩体完整性分类属“较完整~完整”类;天然单轴抗压强度统计标准值frk=5.00MPa(15MPa≥frk>5.00 MPa),岩石坚硬程度分类属“软岩”类;岩体基本质量级别为IV类。
(三) 边坡场地岩土层承载力评价及物理、力学性质指标
边坡坡场地上覆土层为粉质粘土层,下伏基岩层为砂质泥岩层夹砂岩层。
岩土层物理力学性质指标
附表8
注:1 表中数据适用于注浆强度等级为M30;
2 表中数据仅适用于初步设计,施工时应通过试验检验。
1. 素填土层:紫红色,稍湿,松散~稍密状,块径不大于30cm,为新近人工回填土。厚度:1.61-2.63,分布不均,厚度不均,力学强度较低,不能作边坡挡土墙的基础持力层。
2. 粘质粘土层:湿~稍湿,可塑~硬状,为第四系冲积层。厚度1.21~1.86m,分布不均,厚度不均,力学强度较低,不能作边坡挡土墙的基础持力层。
3 基岩:边坡场地内的基岩层主要为砂质泥岩层,中等风化基岩层在拟建场地内广泛分布,是边坡挡土墙基础良好的持力层。
各岩土层的承载力及与边坡工程设计有关的其它主要参数值,建议按附表8采用,这些参数的建议值是根据室内试验成果并结合工程经验的基础上综合确定的。
(四) 地基土均匀性
根据勘探显示,该场地中
素填土厚度1.61-2.63,分布不均匀、厚度不均匀为不均匀地基
粉质粘土层厚度0.50~2.33m,分布不均,厚度不均,为不均匀地基。
强风化砂质泥岩厚度2.53-4.44,分布较均匀、厚度不均匀,为较均匀地基
中等风化砂质泥岩最大揭露厚度9.04,分布较均匀,为均匀地基
(五) 边坡的稳定性分析与评价
1.边坡岩土层情况及地下水概述
(1) 基岩层倾向与边坡倾向的关系:边坡倾向为292º,边坡总长约166.03m,坡高5.74~12.60m;基岩层倾向360º,倾角16º,均为顺向边坡。
(2) 边坡的岩土层情况:边坡坡顶部分上覆0.50~2.33m厚的粉质粘土层,其下为基岩层,基岩层内无软弱结构面,该边坡的工程安全等级为一级。
(3) 边坡的地表水及地下水情况:
地表水及地下水:该边坡地理位置相对较高,其地表水收水面积小;地下水均为地表浅层水(无承压水),多为毛细水,直接受大气降水的影响。
(4)基岩面的形态:根据最不利剖面(1—1/剖面)显示,基岩顶面与地面的倾向一致,坡顶及坡角倾角平缓(10°左右),边坡坡度为近似垂直。根据拟建场地边坡工程地质条件和水文地质条件及节理裂隙和软弱结构面的发育情况,边坡基岩层内无软弱结构面,根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)附录A之规定和工程经验确定边坡场地岩体类型:强风化层为Ⅳ,中等风化层为Ⅲ类。
(5) 边坡的软弱结构面:该边坡工程场地内粉质粘土层与基岩层的接触面为软弱外倾结构面。
2.边坡稳定性分析
(1) 边坡场地基岩层的稳定性评价
边坡岩体类型为Ⅲ~Ⅳ类,边坡倾向与基岩层的关系为顺倾向坡,边坡坡度近似直立,大于中风化岩体等效内摩擦角(50~60°),根据工程地质类比法,该边坡场地基岩层不稳定。
(2)滑动安全系数计算
选择最不利剖面(4-4号剖面),用里正软件,平面滑动,简化毕肖普法计算:安全系数Ks=1.39,破裂角为26°。
通过以上计算判定,叙永县林业局棚户区安置房边坡简直边坡属于稳定边坡。
(六) 边坡支护措施建议
从上述分析可知,该边坡上的粉质粘土层不稳定,强风化砂质泥岩层段不稳定,中等风化砂质泥岩段边坡欠稳定。随时间的推移,坡体将产生较大规模的滑移、崩塌。针对边坡现状和危害,建议对该边坡作永久性支护。根据场地工程地质条件和周边环境情况,建议采取以下边坡治理措施。
1.支档
锚杆支护和挂网喷射混凝土支护结合分级放坡处置。
2.排水
坡面汇水面积较小,建议施工时在边坡顶部设置贯通全长的截水沟,在坡面设置泄水孔防止水对坡面及坡脚的冲蚀。利用场地的自然斜坡条件,因势利导作好排水措施,让地表水体集中、统一排泄,使水对边坡的危害降到最低。
具体采用何种支护措施方式,设计单位应根据本勘察报告结合边坡场地上下拟建物的具体位置,合理选择支护方式,并根据技术经济综合比较后确定。
十、结论与建议
1 通过调查、钻探、测试分析表明,场地内边坡现阶段部分处于欠稳定状态,建议对边坡进行永久性支护;施工后对边坡进行长期观测,以确保使用安全。
2 边坡支护时可采用综合支护措施,既排水、支档等综合措施。
3场地边坡基岩层为软质岩石,遇水易软化,遇阳光暴晒易开裂,因此,建议对边坡进行治理时应切实采取排、隔水措施,使坡面保持干燥,并及时封闭。
4 建议在边坡处理过程中,加强边坡顶部地表水的排放,以免渗入边坡岩体中,降低边坡的稳定性。
5据《建筑抗震设计规范》,泸州地区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,请按规范要求对拟建工程中的建(构)筑物进行抗震设防。
6该建筑边坡场地岩土物理力学性质指标建议:
7本勘察报告中的岩土层厚度等参数只为边坡治理的施工图设计服务的。
8施工时若发现局部地段与本报告不相符合的情况时,建议进行施工勘察或会同相关技术人员进行现场处理。
9本报告详细反映了边坡场地的岩土工程情况,并对场地工程地质条件作了较为客观的分析评价,可作为叙永县林业局棚户区安置房边坡工程治理设计及施工之地质依据。
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