1、第二章 各類巖土工程勘察基本技術(shù)要求2-3邊坡工程巖土工程勘察基本技術(shù)要求2-3-1概述邊坡是指建（構(gòu)）筑物近旁的天然斜坡或經(jīng)人工開挖后形成的斜坡。邊坡工程與滑坡的主要區(qū)別在于，邊坡工程強調(diào)與工程建設(shè)的關(guān)系，著重于評價邊坡與工程建設(shè)場地、地基的相互作用與影響；滑坡側(cè)重于地質(zhì)環(huán)境，著重研究各種自然斜坡滑動的成因機制，分析評價其穩(wěn)定性。當(dāng)然，兩者并非截然分開，例如，當(dāng)滑坡發(fā)生于建筑場地之內(nèi)或附近、并對建筑場地與地基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響時，則既是滑坡的問題，也是邊坡的問題。邊坡根據(jù)其巖土成分的不同，可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡兩大類。巖質(zhì)邊坡的主要控制因素一般是巖體的結(jié)構(gòu)面，土質(zhì)邊坡的主要控制因素是土的強度。

2、但無論何種邊坡，地下水的活動都是影響其穩(wěn)定性的重要因素。進行邊坡工程勘察時，應(yīng)根據(jù)具體情況有所側(cè)重。邊坡的破壞變形形式主要有崩塌、滑動（平面型、弧面型、楔形體）蠕動（傾倒、潰屈、側(cè)向張裂）與剝落。其特征見教材P.128表2-6-1。影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要有：（1）巖土的性質(zhì)；（2）巖層結(jié)構(gòu)與構(gòu)造；（3）水文地質(zhì)條件；（4）風(fēng)化作用；（5）氣候條件；（6）地震作用；（7）地形地貌；（8）應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)力歷史；（9）人類工程活動等。邊坡巖土工程勘察的目的是：查明對建（構(gòu)）筑物可能有影響的邊坡地段的工程地質(zhì)條件和地下水條件，提出邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)；評價邊坡穩(wěn)定性（即根據(jù)其工程地質(zhì)條件，確定合理的邊坡

3、斷面尺寸或驗算已擬定的斷面尺寸是否穩(wěn)定合理），預(yù)測因工程活動引起邊坡穩(wěn)定性的變化；提出潛在不穩(wěn)定邊坡的整治與加固措施。邊坡巖土工程勘察的方法主要有：工程地質(zhì)測繪，勘探與測試等。邊坡巖土工程勘察應(yīng)查明如下主要內(nèi)容：（1）地形地貌條件與不良地質(zhì)作用（如滑坡、崩塌、危巖、泥石流等）條件；（2）巖土的類型、成因、工程特性，覆蓋層厚度，基巖面的形態(tài)和坡度；（3）巖體主要結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、延展情況、閉合程度、充填狀況、充水狀況、力學(xué)屬性和組合關(guān)系，主要結(jié)構(gòu)面與臨空面的關(guān)系，是否存在外傾結(jié)構(gòu)面；（4）地下水的類型、水位、水壓、水量、補給與動態(tài)變化，巖土的透水性和地下水的出露情況；（5）地區(qū)氣象條件（特別是

4、雨期、暴雨強度），匯水面積、坡面植被，地表水對坡面、坡腳的沖刷情況；（6）巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度。2-3-2邊坡巖土工程勘察基本技術(shù)要求1.大型邊坡勘察宜分階段進行，各階段應(yīng)符合下列要求：（1）初步勘察：應(yīng)搜集地質(zhì)資料，進行工程地質(zhì)測繪和少量的勘探與室內(nèi)試驗，初步評價邊坡的穩(wěn)定性；（2）詳細勘察：應(yīng)對可能失穩(wěn)的邊坡及其相鄰地段進行工程地質(zhì)測繪、勘探、試驗、觀測和分析計算，作出穩(wěn)定性評價，對人工邊坡提出最優(yōu)開挖坡角；對可能失穩(wěn)的邊坡提出防護處理措施的建議；（3）施工勘察：應(yīng)配合施工開挖進行地質(zhì)編錄，核對、補充前階段的勘察資料，必要時進行施工安全預(yù)報，提出修改設(shè)計的建議。2.邊坡

5、工程地質(zhì)測繪：除應(yīng)滿足一般工程地質(zhì)測繪基本技術(shù)要求外，尚應(yīng)著重查明天然邊坡的形態(tài)和坡腳，軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和性質(zhì)。即應(yīng)著重查明如下內(nèi)容：（1）觀測斜坡坡度和微地貌特征，分析微地貌的演變過程和發(fā)育階段。查明有無滑坡體、錯落體、崩塌體和危石存在。（2）對土體邊坡，應(yīng)查明土層結(jié)構(gòu)及下伏硬層的埋藏深度或基巖面的形態(tài)、坡度等；對巖體邊坡，應(yīng)查明巖體的結(jié)構(gòu)類型，軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、組合關(guān)系、延伸情況，并分析其力學(xué)屬性及其與臨空面的關(guān)系。（3）查明泉水和濕地的分布位置、類型及水的補給來源，并分析水對坡體的軟化與潛蝕情況。（4）查明地表水對坡腳的沖刷情況及坡面植被、風(fēng)化情況。（5）對比分析當(dāng)?shù)胤€(wěn)定與不穩(wěn)定邊坡的巖

6、石和土的性質(zhì)、地層結(jié)構(gòu)、坡度、高度和調(diào)查當(dāng)?shù)剡吰绿幚砑胺雷o措施的經(jīng)驗。測繪范圍應(yīng)包括可能對邊坡穩(wěn)定性有影響的地段。3.邊坡工程勘探：（1）勘探線：應(yīng)垂直邊坡走向或平行可能滑動的方向布置，其間距應(yīng)視地質(zhì)條件的復(fù)雜程度而定；（2）勘探點：一般應(yīng)布置在坡頂、坡腰與坡腳處，其間距應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件確定，但每一勘探線不應(yīng)少于3個勘探點，當(dāng)遇有軟弱夾層或不利結(jié)構(gòu)面時，應(yīng)適當(dāng)加密；（3）勘探點的深度：應(yīng)穿過潛在滑動面并深入穩(wěn)定層25m；勘探方法除采用常規(guī)鉆探方法外，還可根據(jù)需要，采用坑探、槽探、井探和斜孔。4.取樣：主要巖土層和軟弱層均應(yīng)采取試樣。每層的試樣對土層不應(yīng)少于6件，對巖層不應(yīng)少于9件，軟弱層宜連續(xù)取

7、樣。5.試驗與測試：（1）在邊坡勘察中，對巖土應(yīng)作一般物理力學(xué)試驗，并著重測求巖土的抗剪強度。試件的剪切方向應(yīng)與邊坡的變形方向一致，并宜采用不排水剪或固結(jié)不排水剪。三軸剪切試驗的最高圍壓和直剪試驗的最大法向壓力的選擇，應(yīng)與試樣在坡體中的實際受力情況相近。抗剪強度指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定，并宜采用反分析方法驗證。對永久性邊坡，尚應(yīng)考慮強度可能隨時間降低的效應(yīng)。（2）對控制邊坡穩(wěn)定的軟弱結(jié)構(gòu)面，宜進行原位剪切試驗。對大型邊坡，必要時可進行巖體應(yīng)力測試、波速測試、動力測試、孔隙水壓力測試和模型試驗。（3）測定地下水的流速、流向、流量和巖、土的滲透性，測定巖、土體中孔隙水壓力的分布情況。（

8、4）大型邊坡應(yīng)進行監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容根據(jù)具體情況可包括邊坡變形、地下水動態(tài)、易風(fēng)化巖體的風(fēng)化速度等。6.邊坡穩(wěn)定性評價：應(yīng)在確定邊坡破壞模式（主要的模式有平面滑動、圓弧滑動、楔形體滑落、傾倒、剝落等）的基礎(chǔ)上進行，可采用工程地質(zhì)類比法（有豐富經(jīng)驗地區(qū)的地質(zhì)條件簡單的中、小型邊坡）、圖解分析法（如赤平投影等）、極限平衡分析法、有限單元法等進行綜合評價。各區(qū)段條件不一致時，應(yīng)分區(qū)段進行分析。邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs的取值，對新設(shè)計的邊坡、重要工程宜取1.301.50；一般工程宜取1.151.30；次要工程宜取1.051.15。采用峰值強度時取大值，采用殘余強度時取小值。驗算已有邊坡的穩(wěn)定性時，F(xiàn)s取1.10

9、1.25。7.邊坡巖土工程勘察報告，除滿足一般巖土工程勘察報告要求外，尚應(yīng)論述下列內(nèi)容：（1）邊坡的工程地質(zhì)條件和巖土工程計算參數(shù)；（2）分析邊坡和建在邊坡坡頂、坡上的建筑物的穩(wěn)定性，對坡下建筑物的影響；（3）提出最優(yōu)坡形和坡角的建議；（4）提出對不穩(wěn)定邊坡的整治措施和監(jiān)測方案的建議。2-3公路與橋梁巖土工程勘察2-3-1公路巖土工程勘察概述本節(jié)所討論的公路巖土工程勘察主要是指一般條件下的公路選線、填方路基和橋涵公路的巖土工程勘察，對于挖方路基、隧洞工程和特殊條件下的巖土工程勘察，則分別按照邊坡工程、地下洞室以及特殊巖土的有關(guān)勘察要求進行。相對于一般場地的巖土工程勘察而言，公路巖土工程勘察具有

10、如下特點：在平面上呈帶狀分布，寬度不大，但延伸很長，可能穿越很多不同的地質(zhì)與地貌單元，遭遇不同的不良地質(zhì)作用；作用于路基上的荷載相對較小，但高等級公路對沉降尤其是不均勻沉降要求相對較高。公路巖土工程勘察一般可分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細勘察三個階段。可行性研究勘察階段應(yīng)對所收集的地質(zhì)資料和有關(guān)路線控制點、走向和大型結(jié)構(gòu)物進行初步研究，并到現(xiàn)場實地核對驗證，適當(dāng)?shù)乩煤喴卓碧椒椒ê臀锾?，必要時可布置鉆探，以了解沿線地質(zhì)概況，為優(yōu)選路線方案提供地質(zhì)依據(jù)。初步勘察階段，應(yīng)配合路線、橋梁、隧道、路基、路面和其他結(jié)構(gòu)物的設(shè)計方案及其比較方案的制定，提供工程地質(zhì)資料，以供技術(shù)經(jīng)濟的論證，達到滿足方案

11、的優(yōu)選和初步設(shè)計的需要。對不良地質(zhì)作用和特殊性巖土地段，應(yīng)作出初步分析和評價，還應(yīng)提出處理方法，為滿足編制初步設(shè)計文件，提供必須的工程地質(zhì)資料。詳細勘察階段，應(yīng)在批準的初步設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，進行詳細的工程地質(zhì)勘察，以保證施工圖設(shè)計的需要。對不良地質(zhì)作用和特殊性巖土地段，應(yīng)作出詳細分析、評價和具體的處理方案，為滿足編制施工圖設(shè)計提供完整的工程地質(zhì)資料。本節(jié)主要討論詳細勘察階段的技術(shù)要求，其它階段可參照執(zhí)行?？辈旆椒☉?yīng)根據(jù)勘察階段要求的內(nèi)容和深度、公路的等級、工程規(guī)模及其工作難易程度的不同而加以選擇?？尚行匝芯靠辈祀A段主要是收集資料和進行現(xiàn)場踏勘。初步勘察階段主要是進行工程地質(zhì)測繪與調(diào)查、物探、鉆

12、探、原位測試和室內(nèi)試驗等。詳細勘察階段則以鉆探、原位測試和室內(nèi)試驗為主，必要時才進行物探和工程地質(zhì)測繪，以詳細查明工程地質(zhì)條件。公路的選線應(yīng)據(jù)確定線路的總方向、公路等級及其在公路網(wǎng)中的作用，結(jié)合線路經(jīng)過地區(qū)的自然經(jīng)濟條件，通過調(diào)查研究，分析比較而確定最佳方案。就巖土工程條件而言，則應(yīng)根據(jù)巖土工程具體條件全面衡量它對路基穩(wěn)定、施工安全、運營養(yǎng)護的長期影響，確保工程穩(wěn)定，運輸暢通。具體來說，主要應(yīng)考慮以下4個方面（見教材P.97）：1.對滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、沙漠、泥沼等嚴重不良地質(zhì)地段，軟土、多年凍土、膨脹巖土等特殊性巖土分布的地區(qū)應(yīng)予避開，如必須通過時，則應(yīng)選擇合理位置，以合理的最短

13、距離通過，并采取切實、可靠的工程處理措施，確保穩(wěn)定安全。2.在河谷地區(qū)，應(yīng)選擇在地形寬闊平坦、有階地可利用的一岸，避開陡峻斜坡、巖層破壞和軟弱結(jié)構(gòu)面傾向線路的長、大挖方地段。3.通過水庫區(qū)時，應(yīng)考慮水庫坍岸、地下水位雍升，路基沉陷等影響。4.穿越山嶺的線路，應(yīng)避免沿大斷層破碎帶、地下水溢出帶通過。2-3-2填方路基巖土工程勘察基本技術(shù)要求1.填方路基巖土工程勘察的主要任務(wù)：就是要查明填方路基基底的巖土工程地質(zhì)問題，分析評價其對路堤的危害程度，并提出針對性的工程處理措施。在高填、陡坡填方地段，尚應(yīng)驗算路基、路堤的穩(wěn)定性。2.現(xiàn)場勘察工作：主要應(yīng)查明如下內(nèi)容（教材P.9798共3個方面）（1）基底

14、一定深度內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)，基巖面的起伏形態(tài)和坡度，不利傾向的軟弱夾層、軟弱結(jié)構(gòu)面的分布、性質(zhì)和特征。（2）不良地質(zhì)作用的類型、性質(zhì)、分布與影響。（3）地下水的類型、潛水位、毛細水飽和帶深度以及地下水等對路堤的可能危害。3.基本技術(shù)要求：（1）填方路基的勘探工作，應(yīng)在充分研究已有資料與工程地質(zhì)測繪資料基礎(chǔ)上進行，多種方法（鉆孔、洛陽鏟、麻花鉆等）綜合利用。（2）勘探點間距：應(yīng)視巖土工程條件而定，一般每公里12個點，孔深1.52.0m或達到地下水位；對于高填路堤和陡坡路堤，為查明基底或斜坡穩(wěn)定性，應(yīng)對代表性橫剖面進行勘探，勘探點不少于2個，其深度以能滿足穩(wěn)定性分析和工程處理要求為準。（3）用

15、于穩(wěn)定性驗算的巖土參數(shù)，應(yīng)重視室內(nèi)試驗與原位測試的驗證對比，再加以選擇。（4）對與路基工程有關(guān)的地表水、地下水，必要時應(yīng)結(jié)合工程措施要求取樣進行分析，或進行簡易水文地質(zhì)試驗，獲取有關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)。2-3-3城市道路巖土工程勘察基本技術(shù)要求1.城市道路巖土工程勘察的主要任務(wù)：應(yīng)查明沿線各路段路基的穩(wěn)定性和巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)，為路基設(shè)計、確定路基回彈模量和適宜的路面結(jié)構(gòu)組合類型、路基壓實加固、路基排水設(shè)計以及為不良地質(zhì)作用防治提供必要的設(shè)計參數(shù)或措施建議。2.基本技術(shù)要求：（1）勘察的范圍、寬度應(yīng)考慮不良地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造對道路工程的影響，以能滿足路基設(shè)計、落實工程措施為原則。（2）勘探點的布置：

16、應(yīng)沿道路中線布置，如條件不允許，孔位的偏移不應(yīng)超出路基范圍；孔深一般應(yīng)達原地面以下23m，挖方地段則應(yīng)達地面設(shè)計高程以下23m；對于高填路堤和陡坡路堤，也應(yīng)在代表性橫斷面上布孔，數(shù)量不少于2個，深度能滿足穩(wěn)定性分析和工程處理的要求。（3）取樣要求：應(yīng)在原地面或路面設(shè)計高程以下1.5m深度范圍內(nèi)進行，取樣間距為0.5m。為正確劃分土的類別和土體路基的干濕程度，全部勘探孔均應(yīng)采取試樣。（4）每個地貌單元和不同地貌單元的交接部位均應(yīng)布置有勘探孔，其間距可按教材表2-2-4（見教材P.99）選用，在微地貌和地層變化較大地段應(yīng)予以加密。如果道路通過含有有機質(zhì)的疏松雜填土、未固結(jié)的近期回填土及軟土等分布地

17、段時，勘探孔間距以查明其分布范圍來布置，一般控制在2040m之內(nèi)。（5）城市中的廣場、停車場多放在平坦地區(qū)，范圍相對較小，地層巖性在水平方向上變化不大，勘探點可采用方格網(wǎng)布置，但應(yīng)注意可能暗埋的河、溝、浜等。2-3-4橋涵巖土工程勘察基本技術(shù)要求橋涵可根據(jù)其多孔跨徑大小的不同分為特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞等5類，（詳見教材P.107表2-4-16）。橋涵多是跨越負地形低洼地帶，多有水流作用，因此，其墩臺基礎(chǔ)對埋深有一定的要求：1）無沖刷作用地段，小橋涵墩臺基礎(chǔ)埋深應(yīng)在地面或河床底面以下1m；有沖刷作用地段，基礎(chǔ)埋深應(yīng)在局部沖刷線以下1m。2）有沖刷的大、中橋基礎(chǔ)埋深則在局部沖刷線以下的一定

18、深度（可按教材P.108表2-4-17采用）；3）在凍土區(qū)，墩臺基礎(chǔ)埋深不應(yīng)小于凍土線以下0.25m；4）建在巖石上的大橋，如河流沖刷較嚴重，墩臺基礎(chǔ)應(yīng)嵌入基巖內(nèi)一定深度，或采用錨固措施，使基礎(chǔ)與基巖連成一體。1.小橋、涵洞地基勘察（1）目的與任務(wù)：主要應(yīng)查明地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)，判明地基不均勻沉降和斜坡不穩(wěn)引起的橋涵變形的可能性，提供土石工程分類及承載力。（2）勘探點的布置：每個橋涵不少于1個勘探點，當(dāng)橋的跨度較大、涵洞較長，或地質(zhì)條件復(fù)雜，或橋涵位于陡峻的溝床上時，應(yīng)適當(dāng)增加勘探點?？碧缴疃葢?yīng)視土層性質(zhì)確定，一般可參考表2-1（教材P.111表）選用。表2-1小橋涵洞勘探點深度（m）類 型碎

19、石土砂土、一般粘性土、粉土流塑狀態(tài)粘性土、粉土、淤泥、流砂等拱涵、板涵3648615小 橋4861212202.大、中橋地基勘察（1）目的與任務(wù)：共5個方面（詳見教材P.111）1）查明河床及兩岸、墩臺、調(diào)治建筑物地段的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性。如有軟弱夾層分布時，應(yīng)注意其對橋基、墩臺穩(wěn)定性影響；2）查明地基巖、土的物理、力學(xué)性質(zhì)；3）查明不良地質(zhì)作用的類型、分布、規(guī)模、發(fā)育程度。在巖溶區(qū)要特別注意隱伏溶洞、土洞對橋基、墩臺穩(wěn)定性的影響；4）查明河床及兩岸的水文地質(zhì)條件，地層的滲透性能，判明地表水、地下水對基礎(chǔ)的腐蝕性，基坑涌水、流砂的可能性；5）查明河流變遷及兩岸沖刷情況，提供河床最大沖刷深度。（2）勘探點布置：一般按橋墩、橋臺布置，對橋臺、調(diào)