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摘要:近年来,由于各种自然原因和人为原因,导致的滑坡现象越来越严重,而滑坡的治理也是一件极为复杂的事情,在滑坡勘察设计过程中,勘察占用了约80%的时间,可见,滑坡勘查在滑坡治理中占据很重要的地位。本文通过分析岩土工程勘查在滑坡治理中的应用,为更好地治理滑坡危害提供一个借鉴。
关键词:岩土工程勘查;滑坡治理;方法
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
近些年来,常有因滑坡地质灾害而严重影响高速公路正常使用的情况,因此对滑坡的勘察十分重要。经过多年的实践与研究发现,滑坡的几何条件、水文条件及其运动特征是影响滑坡的最重要条件。利用岩土工程勘探技术可让我们了解滑坡的基本地质条件,从而为治理滑坡提供依据。
一、影响岩土工程勘察在滑坡中的应用因素
我国处于亚欧大陆板块,复杂的板块结构在世界居第一位。复杂的地质因素一直是滑坡产生的一个重要原因。比如黄土高原、青藏高原的滑坡情况,都对岩土工程勘察技术带来了巨大的挑战和技术的考验。影响岩土工程勘察应用的地质因素主要有:
(一)地质结构
地质结构可以说是岩土工程勘察工作的最根本的对象,其中的褶皱、断层等都对高铁建设施工的质量和建筑物的抗压力有着重要的影响。
(二)地层的岩石性质
地层的岩石性质是影响岩土工程勘察应用的最重要因素之一。地层的岩石年龄、岩石性质、变质情况都滑坡的产生有关键的作用。
(三)地形地貌
地表的起伏、沟壑的深度和坡地的陡度都是地形的主要表现形式;我国比较典型的地貌有岩溶、平原、丘陵和高原等等。在一些盆地和高原交错的地区,无疑对岩土工程勘察工作提出了新的要求。
(四)地表地质情况
现在的地表已经与几千年甚至几十年以前的地表情况大不相同,因为人为因素和自然灾害的影响,地表地质出现滑坡现象与其他灾害并存,这些情况的改进方案和处理措施都要被纳入岩土工程勘察工作之中。
二、滑坡场地勘察方法
(一)工程地质测绘与调查
工程地质测绘在滑坡勘察中的主要工作内容有以下几点:
1.对滑坡所在区的地形地貌,包括斜坡形态、堆积物、沟谷发育、地表水汇集、微地貌等情况进行调查,以确定滑坡产生的原因、后续发展以及稳定状态。
2.查明滑坡体及周边地层结构、性质、成因和分布等。
3.查明地下水类型、排泄条件,补给来源、井泉位置,含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况及其与地表水体的关系。
4.调查人类活动对场地稳定性的影响,包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水等。
5.查明滑坡体形态特征:一是滑坡后壁位置、产状、高度以及壁面上擦痕、擦痕方向、滑坡两侧界线位置与性状;二是滑坡前缘出露位置等情况;三是滑坡体的裂缝发育,确定拉张裂缝、剪切羽状裂缝、放射状扇形裂缝等存在与否。
(二)钻探
在滑坡的勘探过程中,常常需要用到钻探技术,根据滑坡地方的土质性质,比如黄土地滑坡地方,可采用冲击跟管钻进法(干钻法),就能取得预期的效果。
(三)井探、槽探
钻探工艺、工人操作水平等诸多因素都会影响钻探工程,使得勘察成果、滑带土指标参数、地下水参数受人为因素影响响较大,其真实可靠性受到折减,易混淆甚至误导滑坡下一步治理措施的设计及施工监测。通过探井工程,并增加其覆盖范围,以确保主滑剖面有控制性的探井深度达至滑面(带)处。以准确划分地层、确定滑面位置、量测滑面产状和滑移方向、获得地下水信息等。
三、岩土工程勘察在滑坡治理中的实际运用的分析
(一)滑坡概况
因为周围水道在开挖过程中,当开挖深至标高71.5m左右时,A地发生了山体滑坡,开挖的下水道基坑隆起和被滑坡体推填,滑坡体宽约160m,滑坡脚就处在下水道的基坑内,基坑内的滑动面经当时观测,预估在71.5~72.0m标高处。本山体滑坡属于古滑坡的复活,该滑坡以前曾滑動过,处于暂时稳定状态,现由于在古滑坡的坡脚开挖卸载,以及其它因素的影响,从而引起了古滑坡的全面复活。
(二)滑坡勘察
1.勘探工作的主要任务是查明滑坡体的地质结构、滑动面的位置、展布形状、数目和滑带岩土性质,查明地下水情况,采取岩土试样进行试验等。
2.勘探线应在测绘、调查基础上,沿滑动主轴方向布设。在主轴线两侧亦应布设勘探线或勘探点;在各勘探线上勘探点的间距,一般不宜大于40m。在预计设置支挡构筑物的地段,布设勘探点。
3.为直接观察地层结构和滑动面,布设3个探井。为准确查明滑动面的位置,对于土体滑坡,所有钻孔进行连续动力触控试验。
4.一般性勘探点的深度,应穿过最下一层滑动面;控制性勘探点的深度,应超过滑坡体前缘最低剪出口标高以下的稳定地层内一定深度。
5.在滑坡体内、滑动面(带)和稳定地层内,均应采取足够数量的岩土试样进行试验。
6.查明地下水的类型、各层地下水位、含水层厚度。
7.滑坡勘探采用管式钻头、全取芯钻进,土质滑坡宜采用干钻,钻进过程中应细致地观察、描述和注意钻进难易的记录。以下迹象可能是滑动面(带)位置:①通过小间距取样(0.5m或更小),测定和绘制含水量随深度的变化曲线,含水量最大处,可能是滑动面(带);所有钻孔进行连续动力触控试验,击数突然剧降处可能是滑动面(带)。同时指导取样的位置,保证采取的样品为滑动面位置的土样。②所采取岩心经自然风干,岩心自然脱开处可能是滑动面;破碎地层与完整地层的界面也可能是滑动面位置。③孔壁坍塌、卡钻、漏水、涌水等都可能是滑动面位置,但应结合其他情况进行综合分析判断。
8.勘查结果分析。地质三维数字化也是一个具有非常高技术含量的工程勘察技术。利用电脑技术对滑坡的各项内容进行三维数字化处理,将各项内容的性质状态和特征等分别呈现于三维空间中以并三维数字化对其进行统一描述。三维岩土工程勘察信息系统总体架构如图所示。
三维岩土工程勘查信息系统构架
9.结果总结
(1)从滑坡所处地形地貌看,滑坡体所处山体经人工改造修建公路,形成陡坡路堤,坡度约60°,同时造成坡体破碎形成临空条件,为滑坡的形成提供了相对有利的地形地貌条件。
(2)从坡体堆积的物质看,其主要物质黏性土(局部含碎石),土体结构相对较疏松,裂隙较发育,特别是坡体上部的人工填土,回填块石、碎石及砂性土,渗透性强,有利于降雨和地表水下渗至土体,其强度降低,而坡体下部的强风化泥岩,具弱膨胀性,遇水易软化,强度极低,在适当的外(重)力作用下发生蠕动变形,易形成滑动带,产生滑动。
(3)山体坡面呈略微凹形,便于汇水,且坡体排水不畅,受到连续降雨或暴雨时地表水下渗使土体含水量增高,重量增大,土体甚至达饱和,土体强度降低,使土体发生挤压变形形成软弱带,土体抗滑力减弱,产生变形蠕动,在坡体重力作用下土体沿软弱带产生滑动,形成滑坡。
结束语
随着各种工程建设的发展,造成的滑坡危害越来越严重,对人们的生命财产安全的威胁也越来越大。岩土工程勘查技术在滑坡的地质勘探中扮演了重要的角色,充分运用岩土勘察技术,以更好的治理滑坡危害。
参考文献:
[1]汪迎红. 浅谈滑坡勘查工作应注意的几点问题[J]. 门窗,2013,01:269+272.
[2]刘斌,刘加文. 黄土滑坡勘探技术的研究与应用[J]. 施工技术,2013,S1:43-45.
[3]王刚,张建军,张博,焦宇洋. 岩质滑坡勘查中的一些认识和心得[J]. 山西建筑,2013,26:57-59.
关键词:岩土工程勘查;滑坡治理;方法
中图分类号:E271文献标识码: A
引言
近些年来,常有因滑坡地质灾害而严重影响高速公路正常使用的情况,因此对滑坡的勘察十分重要。经过多年的实践与研究发现,滑坡的几何条件、水文条件及其运动特征是影响滑坡的最重要条件。利用岩土工程勘探技术可让我们了解滑坡的基本地质条件,从而为治理滑坡提供依据。
一、影响岩土工程勘察在滑坡中的应用因素
我国处于亚欧大陆板块,复杂的板块结构在世界居第一位。复杂的地质因素一直是滑坡产生的一个重要原因。比如黄土高原、青藏高原的滑坡情况,都对岩土工程勘察技术带来了巨大的挑战和技术的考验。影响岩土工程勘察应用的地质因素主要有:
(一)地质结构
地质结构可以说是岩土工程勘察工作的最根本的对象,其中的褶皱、断层等都对高铁建设施工的质量和建筑物的抗压力有着重要的影响。
(二)地层的岩石性质
地层的岩石性质是影响岩土工程勘察应用的最重要因素之一。地层的岩石年龄、岩石性质、变质情况都滑坡的产生有关键的作用。
(三)地形地貌
地表的起伏、沟壑的深度和坡地的陡度都是地形的主要表现形式;我国比较典型的地貌有岩溶、平原、丘陵和高原等等。在一些盆地和高原交错的地区,无疑对岩土工程勘察工作提出了新的要求。
(四)地表地质情况
现在的地表已经与几千年甚至几十年以前的地表情况大不相同,因为人为因素和自然灾害的影响,地表地质出现滑坡现象与其他灾害并存,这些情况的改进方案和处理措施都要被纳入岩土工程勘察工作之中。
二、滑坡场地勘察方法
(一)工程地质测绘与调查
工程地质测绘在滑坡勘察中的主要工作内容有以下几点:
1.对滑坡所在区的地形地貌,包括斜坡形态、堆积物、沟谷发育、地表水汇集、微地貌等情况进行调查,以确定滑坡产生的原因、后续发展以及稳定状态。
2.查明滑坡体及周边地层结构、性质、成因和分布等。
3.查明地下水类型、排泄条件,补给来源、井泉位置,含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况及其与地表水体的关系。
4.调查人类活动对场地稳定性的影响,包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水等。
5.查明滑坡体形态特征:一是滑坡后壁位置、产状、高度以及壁面上擦痕、擦痕方向、滑坡两侧界线位置与性状;二是滑坡前缘出露位置等情况;三是滑坡体的裂缝发育,确定拉张裂缝、剪切羽状裂缝、放射状扇形裂缝等存在与否。
(二)钻探
在滑坡的勘探过程中,常常需要用到钻探技术,根据滑坡地方的土质性质,比如黄土地滑坡地方,可采用冲击跟管钻进法(干钻法),就能取得预期的效果。
(三)井探、槽探
钻探工艺、工人操作水平等诸多因素都会影响钻探工程,使得勘察成果、滑带土指标参数、地下水参数受人为因素影响响较大,其真实可靠性受到折减,易混淆甚至误导滑坡下一步治理措施的设计及施工监测。通过探井工程,并增加其覆盖范围,以确保主滑剖面有控制性的探井深度达至滑面(带)处。以准确划分地层、确定滑面位置、量测滑面产状和滑移方向、获得地下水信息等。
三、岩土工程勘察在滑坡治理中的实际运用的分析
(一)滑坡概况
因为周围水道在开挖过程中,当开挖深至标高71.5m左右时,A地发生了山体滑坡,开挖的下水道基坑隆起和被滑坡体推填,滑坡体宽约160m,滑坡脚就处在下水道的基坑内,基坑内的滑动面经当时观测,预估在71.5~72.0m标高处。本山体滑坡属于古滑坡的复活,该滑坡以前曾滑動过,处于暂时稳定状态,现由于在古滑坡的坡脚开挖卸载,以及其它因素的影响,从而引起了古滑坡的全面复活。
(二)滑坡勘察
1.勘探工作的主要任务是查明滑坡体的地质结构、滑动面的位置、展布形状、数目和滑带岩土性质,查明地下水情况,采取岩土试样进行试验等。
2.勘探线应在测绘、调查基础上,沿滑动主轴方向布设。在主轴线两侧亦应布设勘探线或勘探点;在各勘探线上勘探点的间距,一般不宜大于40m。在预计设置支挡构筑物的地段,布设勘探点。
3.为直接观察地层结构和滑动面,布设3个探井。为准确查明滑动面的位置,对于土体滑坡,所有钻孔进行连续动力触控试验。
4.一般性勘探点的深度,应穿过最下一层滑动面;控制性勘探点的深度,应超过滑坡体前缘最低剪出口标高以下的稳定地层内一定深度。
5.在滑坡体内、滑动面(带)和稳定地层内,均应采取足够数量的岩土试样进行试验。
6.查明地下水的类型、各层地下水位、含水层厚度。
7.滑坡勘探采用管式钻头、全取芯钻进,土质滑坡宜采用干钻,钻进过程中应细致地观察、描述和注意钻进难易的记录。以下迹象可能是滑动面(带)位置:①通过小间距取样(0.5m或更小),测定和绘制含水量随深度的变化曲线,含水量最大处,可能是滑动面(带);所有钻孔进行连续动力触控试验,击数突然剧降处可能是滑动面(带)。同时指导取样的位置,保证采取的样品为滑动面位置的土样。②所采取岩心经自然风干,岩心自然脱开处可能是滑动面;破碎地层与完整地层的界面也可能是滑动面位置。③孔壁坍塌、卡钻、漏水、涌水等都可能是滑动面位置,但应结合其他情况进行综合分析判断。
8.勘查结果分析。地质三维数字化也是一个具有非常高技术含量的工程勘察技术。利用电脑技术对滑坡的各项内容进行三维数字化处理,将各项内容的性质状态和特征等分别呈现于三维空间中以并三维数字化对其进行统一描述。三维岩土工程勘察信息系统总体架构如图所示。
三维岩土工程勘查信息系统构架
9.结果总结
(1)从滑坡所处地形地貌看,滑坡体所处山体经人工改造修建公路,形成陡坡路堤,坡度约60°,同时造成坡体破碎形成临空条件,为滑坡的形成提供了相对有利的地形地貌条件。
(2)从坡体堆积的物质看,其主要物质黏性土(局部含碎石),土体结构相对较疏松,裂隙较发育,特别是坡体上部的人工填土,回填块石、碎石及砂性土,渗透性强,有利于降雨和地表水下渗至土体,其强度降低,而坡体下部的强风化泥岩,具弱膨胀性,遇水易软化,强度极低,在适当的外(重)力作用下发生蠕动变形,易形成滑动带,产生滑动。
(3)山体坡面呈略微凹形,便于汇水,且坡体排水不畅,受到连续降雨或暴雨时地表水下渗使土体含水量增高,重量增大,土体甚至达饱和,土体强度降低,使土体发生挤压变形形成软弱带,土体抗滑力减弱,产生变形蠕动,在坡体重力作用下土体沿软弱带产生滑动,形成滑坡。
结束语
随着各种工程建设的发展,造成的滑坡危害越来越严重,对人们的生命财产安全的威胁也越来越大。岩土工程勘查技术在滑坡的地质勘探中扮演了重要的角色,充分运用岩土勘察技术,以更好的治理滑坡危害。
参考文献:
[1]汪迎红. 浅谈滑坡勘查工作应注意的几点问题[J]. 门窗,2013,01:269+272.
[2]刘斌,刘加文. 黄土滑坡勘探技术的研究与应用[J]. 施工技术,2013,S1:43-45.
[3]王刚,张建军,张博,焦宇洋. 岩质滑坡勘查中的一些认识和心得[J]. 山西建筑,2013,26:57-59.