百色至罗村口高速公路滑坡工程地质勘察报告

目 录1前言12地形地貌23地层岩性34地质构造及地震动参数35水文地质条件46岩土物理力学性质指标47 滑坡形成机理78 滑坡形态特征与规模79 滑坡稳定性分析810 滑坡综合整治建议1011 结论及建议10附图、附表:1 K176+400K176+700左上滑坡计算模型图.共1页2 K176+400K176+700左上滑坡计算表.表9.2-29.2-33 百色至罗村口高速公路K176+400K176+700左上滑坡钻孔平面位置图图S-14 百色至罗村口高速公路K176+400K176+700左上滑坡工程地质剖面图图S-2S-35 钻孔柱状剖面图.共15张6 岩石试验报告.附表17 土工试验报告.附表238土工试验成果表.共1页9 反复直剪试验成果图表.共6页10照片共16张百色至罗村口高速公路K176+400K176+700左上滑坡工程地质勘察报告1 前言1.1 项目概况百色至罗村口高速公路K176+400K176+700左上滑坡位于百色市右江区阳圩镇百康村附近，小二隧道的北侧，高速公路桩号K176+400K176+700的左侧。已建成公路以挖方路基的形式从山体斜坡下部通过，当路基边坡开挖时，山体斜坡上出现了张拉裂缝，施工期间已作了相应的处理。但通车后，在连续暴雨的袭击下，张拉裂缝进一步加剧，斜坡向路基滑移，部分路基边侧挡墙已被剪断。勘察期间滑坡仍然在进一步加剧，对道路运营安全影响较大，如不及时处治滑坡体，将严重危及路基造成交通中断。1.2 任务依据、目的根据我院生产经营处任务单项目归档号4.4.1-74SD-1安排，该滑坡施工阶段的勘察（详勘）任务由我院工程地质勘察所承担。共布置钻孔15个。本次勘察主要目的是:1)查明滑坡的范围、规模、形态、地质背景、水文地质条件及滑坡体岩土的物理力学性质。2)综合分析滑坡的形成条件、机制及变形特征，评价其稳定性。3)在综合评价滑坡稳定性的基础上，根据形成滑坡的地质条件、形成机理以及治理滑坡的经验，提出工程防治的治理方案和建议。1.3 技术标准按公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)、公路路基设计规范（JTG D30-2004）、建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)、土工试验方法标准(GB/T50123-1999)和工程地质钻探规程(DZ/T0017-91)等规定执行。1.4 勘察方法及完成的工作量本次勘察采用工程地质测绘、钻探、标准贯入试验、重型动力触探试验、现场大重度试验、室内土工试验等勘察方法进行。勘察外业工作自2006年8月15日始，至9月19日止，历时36天。主要完成的工作量见表1.4。完成外业工作量表 表1.4项 目数 量附 注钻 孔15个进 尺346.95m覆盖层51.75m，基岩295.20m 取 样原状土样26件其中18件加做颗分试验，反复剪21组扰动土样1件岩石试样14件试验15组原位测试标准贯入44次重型动探14段/7.1m钻孔放样、测量15次北京坐标系，黄海高程地质剖面测量710m工程地质测绘0.01 km21：750（采用现场独立坐标系和假设高程）岩土试样常规试验由我院土工试验室进行试验并提交试验报告，反复剪试验委托广西建筑综合设计研究院进行试验并提交试验报告。2 地形地貌勘察区属丘陵地貌，山体经长期剥蚀切割作用，地形连绵起伏。滑坡位于山体西南面，北侧为稳定的岩质边坡，两边坡错落明显，错距约10m。路基边坡开挖后形成四级平台。第一、二级边坡较陡，已全部分破坏；第二级平台宽1023m，高程为347.37438.29m，一条宽3050cm的张拉裂缝垂直坡面延伸，长约90m，经人工处理过，平台两侧均有塌陷，下陷0.51m不等；第三级坡面有隆起现象；第三级平台宽910m，高程为355.49356.43m，未发现破坏现象；第四级坡面有多条张拉裂缝发育，后缘下陷1.52.5m；第四级平台宽1722m，高程为362.55363.30m，已全部分破坏，下陷0.51.5m，后缘旧沥青路面下沉2.83.5m。滑坡形似座椅状，坡长约115m，滑坡走向约260。3 地层岩性3.1 覆盖层-第四系残积层（Q el）粘土，红褐、灰褐、黄灰色，硬塑软塑状，土质不均匀，局部夹强风化泥岩碎块，锤击钻进进尺较快。该层于ZK1、ZK2、ZK9ZK15钻孔有分布，揭示厚度2.2511.10m。3.2 基岩三迭系（T）据地质调查及钻探揭示，场地处基岩主要为泥岩、砂岩，呈互层状产出。泥岩、砂岩均为泥质结构，薄中厚层状构造。根据岩石风化程度不同，分为全风化、强风化及弱风化三层，现将其特征分述如下：3.2.1全风化层：岩性主要为泥岩，黄灰色，岩质极软，多已风化呈土状，碎块手捏易散碎，遇水易软化、崩解，局部夹强风化碎块。干钻较难钻进，送水钻进尺快，岩芯呈土状，采取率低。滑动面处岩体结构较松散，含水量增大。该层整个场地均有分布，揭示厚度3.4016.90m。3.2.2强风化层：岩性主要为泥岩，黄灰、深灰色，岩质软，裂隙发育，岩体破碎，碎块用手可折断，干钻难钻进，送水钻进尺较快，岩芯多呈短柱状、碎块状，采取率低。该层除ZK1ZK5、ZK10、ZK14钻孔外，其余钻孔均有分布，揭示厚度1.458.20m，其中ZK12、ZK13钻孔未钻穿。3.2.3弱风化层：岩性主要为泥岩、砂岩，深灰色，岩质较硬硬，裂隙较发育发育，岩体大多数较完整，局部较破碎，局部夹石英脉，送水回转钻进较慢、平稳，岩芯呈短中柱状、碎块状、砂状。该层除ZK10、ZK12、ZK13钻孔外，其余钻孔均有分布，最大揭示厚度11.15m，未钻穿。4 地质构造及地震动参数据地质调查、钻探及区域地质资料显示，勘察区及附近未发现区域性断层及构造破碎带存在。但在勘察区开挖的边坡上，基岩出露，岩层褶皱、扭曲现象明显，岩石裂隙发育，产状多变。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区地震基本烈度为度，地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。5 水文地质条件勘察区地下水主要为赋存于覆盖层中的上层滞水和基岩中的裂隙水，水量不十分丰富。勘察期间测得钻孔内稳定地下水位在351.05331.12m之间，测得初见水位354.55326.56m之间，以大气降水补给为主，向坡脚排泄。水位随季节变化较大，雨季时地下水位较高，旱季时地下水位较低。截止钻探完工，第三级平台以上未发现地下水存在。覆盖层及全、强风化基岩为透水层，弱风化基岩为弱透水层。6 岩土物理力学性质指标本次勘察对岩土体进行了标准贯入试验、重型动力触探试验、现场大重度试验和室内土工试验，其成果见表6-16-7。 原位测试成果统计表 表6-1地 层有效样本数（个）校正锤击数 N 或N63.5(击)标准差(击)变异系数标准值(击)最小值最大值平均值Qel（粘土）133.022.411.66.150.538.415.5（单个值）T（全风化）273.950.021.79.340.4318.6133.225.711.26.360.577.2T（强风化）438.750.047.2注: 1.标准贯入试验与重型动探试验校正锤击数根据实测锤击数查工程地质手册（第三版）表3-2-31及表3-2-5进行杆长校正。2.带*者为重型动探试验，其余为标贯试验。大于50击按50击统计。 Qel粘土物理力学参数统计表 表6-2统 计 值参 数有效样本数(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值自由膨胀率ef%131026194.320.2321含水量%1315.832.426.35.050.1928.8湿密度og/cm3131.772.181.940.130.071.88饱和密度g/cm391.882.172.020.090.041.96比重Gs-42.692.802.76-2.76孔隙比e-130.4471.0470.7920.180.230.883续表6-2饱和度Sr%1370.1100.091.18.380.0991.1液限L%1344.180.656.39.740.1756.3塑限P%1324.637.229.43.540.1229.4塑性指数IP-1317.043.426.97.370.2726.9液性指数IL-1300.2330.047-0.047压缩模量ES MPa113.1932.4313.008.900.688.10压缩系数0.10.2 MPa-1110.060.640.220.180.790.43凝聚力C kPa46.066.035.3-20.6内摩擦角j 度418.6829.2523.80-21.24注:液性指数IL0者按0进行统计。 T全风化泥岩物理力学参数统计表 表6-3统 计 值参 数有效样本数(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值自由膨胀率ef%131029205.870.2923含水量%1212.838.123.67.710.3327.7湿密度og/cm3121.782.181.950.130.071.88饱和密度g/cm371.822.212.060.130.061.97比重Gs-52.762.822.79-2.79孔隙比e-120.3921.1260.7500.230.310.873饱和度Sr%1265.495.386.88.850.1086.8液限L%1331.555.742.78.070.1942.7塑限P%1320.731.624.33.390.1424.3塑性指数IP-137.926.318.46.560.3618.4液性指数IL-1200.530.14-0.14压缩模量ES MPa92.6220.139.796.950.716.21压缩系数0.10.2 MPa-190.090.730.320.240.750.52凝聚力C kPa55.038.015.8-10.4内摩擦角j 度52.8230.3313.11-7.96注:液性指数IL0者按0进行统计。T弱风化泥岩室内试验成果统计表 表6-4项 目指 标有效样本(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值饱和密度(g/cm3)92.642.722.670.030.012.67干密度(g/cm3)92.612.692.640.030.012.64续表6-4饱和吸水率（%）90.71.51.00.340.331.0饱和单轴极限抗压强度(MPa)93.426.012.27.520.617.8T弱风化砂岩室内试验成果统计表 表6-5项 目指 标有效样本(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值饱和密度(g/cm3)62.152.782.610.230.092.61干密度(g/cm3)62.132.752.580.230.092.58饱和吸水率（%）60.61.41.00.280.281.0饱和单轴极限抗压强度(MPa)630.743.235.54.540.1331.8岩土层反复直剪强度试验成果统计表 表6-6 地层项目指标有效样本(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值Q el（粘土）天然峰值强度凝聚力cd(kPa)279.5121.8100.6-内摩擦角(度)211.012.711.9-残余强度凝聚力cr(kPa)213.224.018.6-内摩擦角(度)29.411.410.4-饱和峰值强度凝聚力cd(kPa)918.968.437.916.420.4327.7内摩擦角(度)95.430.420.28.930.4414.7残余强度凝聚力cr(kPa)94.830.613.4-13.4内摩擦角(度)92.527.116.5-9.5T（全风化岩层）天然峰值强度凝聚力cd(kPa)343.781.865.6-内摩擦角(度)313.726.518.0-残余强度凝聚力cr(kPa)312.560.030.8-内摩擦角(度)38.221.113.0-饱和峰值强度凝聚力cd(kPa)718.957.337.213.090.3527.5内摩擦角(度)710.430.619.27.980.4213.3残余强度凝聚力cr(kPa)76.448.424.215.390.6412.8内摩擦角(度)76.430.516.58.780.539.9 岩土层现场大重度试验成果表6-7地层试验编号质量(g)体积（cm3）重度（kN/m3）平均值(kN/m3)T（全风化岩层5921.7925310215024.20311650623518.31412020645018.2657710322523.4368210322524.957 滑坡形成机理滑坡是多种因素共同作用的结果，主要与地质条件、人类工程活动、降雨等因素有关。分述如下：（1） 地质条件滑坡地段残积层结构较松散，全风化和强风化泥岩岩性极软软。全风化泥岩风化呈角砾、碎石混粘土或粘土混角砾、碎石状，基下为风化程度较弱的强风化层，这些土层具遇水易软化、崩解，失水易开裂的特点，抗剪强度较低。当遇连续降雨或暴雨袭击时，雨水极易沿孔隙或裂隙下渗，浸泡土体，使滑体自重增加，是滑带形成的物质条件。另外残积土、全风化及强风化岩层与坡向基本一致，也为滑坡的形成创造了一定的条件。（2）人类工程活动修建公路时进行路基和边坡开挖，形成了临空面，破坏山体的稳定平衡状态，岩土体失去原有的平衡条件，这是滑坡最主要诱发因素之一。由于岩土体失去平衡从而产生地表裂缝，为地表水的下渗创造了条件，软化岩土体而引起滑坡。（3）降雨因素暴雨或持续降雨形成的地表水沿着残积土的孔隙和全风化岩层的裂隙下渗，滑坡体内岩土体饱和程度增大，而抗剪强度降低，自重力增大，抗滑力减小，加上强风化岩层裂隙发育程度稍弱，地表下渗的水无法正常排出，软化接触面，加速了滑坡的产生。暴雨或持续降雨是本滑坡形成的最主要因素。综合上述，地质条件、岩土结构、人类工程活动、地表水入渗等因素综合作用引发滑坡。8 滑坡形态特征与规模滑坡属大型滑坡，滑坡分布高程325368m，滑坡体宽约145m，长约115m。平均厚度13m，面积约16300m2，体积约2.1105m3，滑坡轴走向约260。根据调查，滑塌体上张拉裂缝发育，宽度、长度大小不一，贯穿性好，地形错落明显，局部地段出现蠕动变形，有明显隆起现象，部分路基边侧挡墙已被剪断。9 滑坡稳定性分析9.1定性分析各种资料及调查分析表明，诱发滑坡主要是边坡开挖后形成了临空面，破坏山体的支撑部分，使岩土体失去平衡，加上连续降雨或暴雨袭击，使雨水入渗导致滑体自重增加，而接触界面排水的不畅使该处土体浸泡软化，使滑带土体抗剪强度急剧降低，加剧了滑坡体的活动进程。目前滑塌现象还在加剧，若不及时治理，雨季来临，雨水沿着裂缝下渗，滑坡稳定性进一步降低，滑坡体有可能整体滑移，对道路运营安全影响较大，将严重危及路基造成交通中断。9.2定量分析9.2.1计算模型根据勘探揭示滑坡体的滑动面为近似折线型，按建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）、公路路基设计规范（JTG D30-2004）推荐的公式对斜坡的稳定性及滑坡剩余下滑力进行计算。斜坡稳定性系数计算公式： 式中：-稳定系数-第计算条块剩余下滑推力向第计算条块的传递系数-第计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）-第计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）-第计算条块滑体在滑动面上的滑动力（kN/m）-第计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）-第计算条块滑体的滑面与水平线夹角（度）-第 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（度） -第 计算条块滑动面上岩土体的粘聚力标准值（kPa） -第计算条块滑动面长度（m）剩余下滑力计算公式： 式中：-第块、第块滑块的剩余下滑力（kN/m） -传递系数 -稳定系数，取1.25-第滑块的自重力（kN/m）-第和第滑块对应滑面的倾角（度）-第滑块滑面内摩擦角（度）-第滑块沿滑面岩土粘聚力（kPa）-第滑块沿滑面的长度（m）9.2.2滑面抗剪强度参数的取值对滑坡选取1-1、2-2、3-3剖面作为滑坡计算剖面，按正常工况及非正常工况(暴雨及久雨)计算各滑面的稳定系数及剩余下滑力。根据室内土工试验及经验综合确定各滑面在天然及饱和条件下的抗剪强度及重度，取值如表9.2-1。 滑坡计算推荐采用参数表9.2-1 地层状态峰值强度残余强度重度(kPa)j (度)(kPa)j (度)kN/m3Qel (粘土)天然1