长沙市雨花区滑坡工程地质勘察报告(详勘)

'长沙市雨花区滑坡工程地质勘察报告(详勘)长沙市雨花区蔡家冲路K1+540～K1+660段滑坡工程地质勘察报告（详细勘察）湖南化工地质工程勘察院二○○五年四月工程地质勘察报告（详细勘察）勘察证书等级：综合甲级勘察证书编号：180018-kj院长：总工程师：审定：审核：项目负责：技术负责：湖南化工地质工程勘察院二○○五年四月２３一、前言受长沙市雨花区蔡家冲路建设工程指挥部的委托，我院承担了长沙市 雨花区蔡家冲路K1+540～K1+660段滑坡的工程地质勘察工作。蔡家冲路为长沙市城市主干道，为长沙市重点项目.其西接湖南省人民政府及天心区人民政府，东接长沙南北大动脉万家丽路，路幅宽86米，滑坡前已基本建成。蔡家冲路K1+520～K1+720段现路面标高在55.00-56.25m,其右侧为湖南省森林植物公园天际岭国家森林植物公园，右侧全为挖方区，边坡坡度为1:1.5，切深14.00～26.00m。2005年3月上旬雨后，K1+580～K1+660段出现山体滑坡，大量土体及树木随雨水冲刷至道路上，严重影响交通。且滑坡体上方为植物公园内机动车道且有二个电力铁塔，勘察时，一个电力铁塔已受滑坡影响正准备搬迁。而时正值雨季，山体滑坡仍在继续发育，已严重威胁植物公园内机动车道及电力铁塔的安全，情况十分紧急，破坏后果将很严重，边坡安全等级为一级。本次勘察技术要求详见《蔡家冲路边坡塌方处地质勘察技术要求》。我院于2005年3月20日组织设备进场勘察,于2005年3月31日结束全部外业工作。本次勘察我院采用了现场调查、位移测量监测、综合工程地质测绘，钻探、标准贯入试验、常规的岩、土、水试样的室内试验，特别对滑动带取原状土样进行重复剪切试验，以求得滑动带土的峰值强度和残余强度。钻探时，对第四系地层采用冲击钻探，套管护壁，对基岩采用回转钻进。采用薄壁敞口取土器重锤少击法进行原状土样采取，土样质量达到Ⅰ级。本次共完成工作量如下表（表一）。勘探工作量一览表表一 本次勘察原由设计单位布置钻孔11个，后由于勘察时滑坡范围扩大，长已为K1+540～K1+660段，纵深已接近植物公园内机动车道。根据滑坡处理需要经建设方同意增加钻孔11个，本次勘察实际施工钻孔22个，勘察范围也调整为K1+540～K1+660。钻孔定位由我院测量技术人员采用全站仪测定。坐标采用长沙市直角坐标系，高程采用1956年黄海高程系，各钻孔坐标及孔口高程详见《勘探点平面位置图》和《勘探点一览表》。本次勘察依据为：1、设计单位提出的《蔡家冲路边坡塌方处地质勘察技术要求》；2、《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；4、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；5、《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）6、《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）；7、《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；48、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）二、场地岩土工程条件（一）地形地貌该滑坡场地位于长沙市蔡家冲路K1+540～K1+660段东南侧，湖南省森林植物公园西北侧，原始地貌为低山剥蚀丘陵。地形上呈东南高，西北低，东南侧山顶标高为102.70米，该段蔡家冲路标高为55.00-56.00米左右。山坡植被发育，山坡上部较陡；下部较缓，地形坡度15°～25°（原地形见《道路平面图》）。在下部由于蔡家冲路修建，形成一个高 达14～26米的高边坡，边坡坡度为1：1.50。勘察期间，由于山体已出现滑动，K1+540～K1+660段护坡已破坏，护坡上部出现一个长约120多米，宽100多米的滑坡体，详见《边坡治理勘察场地平面图》和附照。（二）地层岩性根据钻孔揭露，场地内地层从上往下依次为（其地层序号为①~⑦）:①素填土（Ｑml４）:褐黄色、灰黄色、灰黑色、松散，很湿，主要由粘性土混少量砂砾组成，回填年限一年左右。该层主要分布于电力铁塔附近，即ZK4、ZK20、ZK22，厚度:0.40-4.10m，平均1.83m；层底标高:71.95-85.97m，平均78.61m；层底埋深:0.40-4.10m，平均1.83m。②耕土（Ｑpd４）:褐灰色、灰色，可塑，湿，内含植物根茎，稍有光滑，中等～低干强度，中等～低韧性。该层广泛分布于场地内，厚度:0.20-0.50m，平均0.38m；层底标高:70.14-85.57m，平均78.94m；层底埋深:0.20-1.40m，平均0.49m。③含砾粉质粘土（Ｑdl）：灰黄色、黄褐色，滑坡体内为松散状态，滑坡周界外为稍密～松散，湿，内含15～30%的砂砾石。无摇震反应，稍有光滑，中等干强度，中等韧性。场区普遍分布，厚度:0.50-3.60m，平均1.45m；层底标高:68.31-83.87m，平均75.37m；层底埋深:0.70-4.10m，平均1.67m。④残积粘土（Ｑel ）：深红色，可塑～软塑，很湿～饱和，无摇震反应，光滑，高干强度，高韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。该层主要分布于滑坡体内，为滑动面，厚度:0.40-0.80m，平均0.59m；层底标高:67.71-80.05m，平均72.78m；层底埋深:1.40-2.60m,平均1.81m。⑤残积粘土（Ｑel）：褐红色，硬塑～可塑，很湿，无摇震反应，无摇震反应，光滑，高干强度，高韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。为潜在滑动面，场区普遍分布，厚度:0.30-2.10m，平均0.78m；层底标高:68.30-80.76m，平均74.62m；层底埋深:2.00-4.60m，平均2.72m。⑥残积粉质粘土（Ｑel）：褐红色，硬塑，湿，无摇震反应，稍有光滑，中等干强度，中等韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。场区普遍分布，厚度:0.70-4.30m，平均2.15m；层底标高:65.91-79.57m，平均72.34m；层底埋深:1.10-8.30m，平均4.71m。⑦强风化泥质粉砂岩（E）：紫红色，粉砂质结构，块状构造，泥质胶结，风化强烈，节理裂隙不甚发育，节理面见铁锰质氧化物，岩芯破碎呈坚硬土状、块状，柱状，手拆易断，遇水易崩解，暴露在空气中易进一步风化，采取率70～85%，RQD为65～75%，岩体较完整，岩石为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层分布于整个场地下部，已控制厚度3.10-5.00m。⑧中风化泥质粉砂岩（E）：紫红色，浅红色，粉砂质结构，块状构造，泥质胶5结，风化较强烈，节理裂隙不发育，节裂面较光滑，岩芯呈长柱状、短柱状、少量碎块状，锤击声较脆，不易碎，回转进尺稍慢，采取率为 85～95%，残积粘土④要物理力学性质指标统计表表三RQD为80～90%，岩石为极软岩,岩体完整，岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层分布于整个场地下部，已控制厚度3.60-4.70m。根据探井揭露和场地现场调查，场地内岩层走向275°，倾向95°，倾角15°，为单斜结构，与滑坡呈斜交，对边坡稳定有利。以上各岩土层的分布埋藏状况详见《钻孔地质柱状图》和《工程地质剖面图》。（三）各岩土层的主要物理力学性质1、土壤的主要物理力学性质和原位测试成果本次勘察共采取含砾粉质粘土③原状土样9组、残积粘土④原状土样7组、残积粘土⑤原状土样9组、残积粉质粘土⑥原状土样10组、进行室内试验，其结果见《土壤物理力学性质试验成果汇总表》。含砾粉质粘土③、残积粘土④、残积粘土⑤、残积粉质粘土⑥主要物理力学性质统计见下表二、表三、表四、表五。含砾粉质粘土③要物理力学性质指标统计表表二6残积粘土⑤要物理力学性质指标统计表表四2、数据异常者未参与数理统计。粘土⑥要物理力学性质指标统计表表五积粉质7本次勘察对场地内各主要岩土层进行了标准贯入试验，其统计结果见表《分层标准贯入试验成果统计表》（附件4）。修正后统计结果见下表六。 原位测试成果统计表表六2、岩石的的主要物理力学性质残本次勘察在强风化泥质粉砂岩⑦中取岩样7组、中风化泥质粉砂岩⑧中取岩样6组进行试验，结果见《岩石室内试验成果报告》，统计结果见下表七。岩石抗压强度统计表表七本(四)区域地质构造根据《长沙地区区域地质调查报告》（湖南省地质矿产局1989年）及野外勘察结果分析：本线路位于长沙洼陷中。长沙洼陷属永安地洼的南西端，在不断的拱断作用下，由地洼沉积层组成褶皱平缓的红色盆地，以及多期活动直至挽近时期仍在活动的三条主干断裂组成的活动断裂带为期特色。但在本场地勘察范围内地质构造简单，未发现有大的断裂存在。（五）地震效应本区属长江中下游地震亚区的麻城—岳阳—定远地震带。长沙市区据历史记载共发生过28次地震，无大于5级地震的记录，主要以小震形式释放能量，烈度在六度或六度以下。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）长沙市区抗震设防烈度为六度。（六）场地水文地质条件 1、场区气候水文条件地区属亚热带季风气候，温暖湿润，雨量丰富，年降水量1562mm，年日照1695小时，无霜期272天，春夏之交多暴雨，4~6月占全年降雨量的40%。2、地下水埋藏状态本次勘察对钻孔进行了地下水观测，场地地下水主要为上层滞水。上层滞水埋藏于耕土②和含砾粉质粘土③中，初见水位埋深0.30～3.20m，即标高70.48～76.76m；稳定水位埋深0.10～2.70m，即标高69.24～84.37m。上层滞水受大气降水的补给。3、各岩土层渗透性素填土①因堆积年限仅1年左右，结构松散，透水性较强；耕土②、含砾粉质粘土③、残积粘土④、残积粘土⑤、残积粘土⑥为粘性土或含粘粒较多，故透水性较差，致雨后滑坡体内或其表面低洼处有积水。强风化泥质粉砂岩⑦、中风化泥质粉砂岩⑧为泥质岩，且节理裂隙不发育，为不透水层。4、水的腐蚀性本次勘察经在ZK5、ZK8取上层滞水2件进行简易水质分析，分析结果详 8见《水质分析报告》。根据场地各地层的渗透性和规范GB50021-2001第12.2.1条、第12.2.4条、第12.2.5条关于场地地下水对建筑材料的腐蚀性评价标准，进行地下水对建筑材料的腐蚀性评价，见表八至表十一。评价结果表明：本场地上层滞水水质对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价表八水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价表十备注：该场地环境为干湿交替环境。水对钢结构腐蚀性评价表十一三、滑坡稳定性评价(一)滑坡体划分及滑坡要素的确定1、滑坡体划分按地层渗透性水对混凝土结构的腐蚀性评价表九根据地表调查、钻探、探井等资料，按滑坡发育程度划分为Ⅰ、Ⅱ两个滑坡体。其位置见《滑坡范围平面图》，现将其特征描述如下：Ⅰ滑坡体：位于K1+580侧，根据地表调查结果，该滑坡地面变形强烈，西南侧剪切裂缝发育，滑坡体中下部扇形张裂缝发育，滑坡下部滑动时已破坏了原有边坡，滑坡后缘清楚，拉张裂呈弧形，最大错落高度达2.50米，勘察9### 期间由于3月26日暴雨，滑坡后缘仍在扩展。本滑坡体的滑坡轴为7号剖面，根据现场坡顶原有的截水沟的破坏情况，分析判断，Ⅰ号滑体滑动距离达边坡滑动面位置图可参考剖面7。Ⅱ#滑坡体：位于K1+660侧，由于滑坡后缘已施工有抗滑桩（防护电力铁塔）。滑坡后缘壁近直立，错落高度最大达4.50米。由于滑坡下部已有支护，滑坡体下滑时受到阻力在滑坡体中下部出现鼓张裂缝。本滑坡体的滑坡轴为8号剖面，边坡滑动面位置图可参考剖面8。2、滑坡要素的确定（1）滑动带现场钻探过程中观察到，滑坡体范围内耕土②、含砾粉质粘土③变形较大，裂缝发育，这两层土是滑动体主要组成部分。滑坡体范围内，钻孔均观测到残积粘土④，该层呈现可～软塑状，其下伏土层残积粘土⑤的性状明显好于上覆的残积粘土④，室内试验也证明了残积粘土④强度较差，残积粘土⑤的强度相对较高。滑动体平面范围普遍发育有残积粘土④，而滑动体平面范围外基本未见本层。综上所述，结合场地的地形、地质等条件综合判断，滑动带位于残积粘土④中，滑动面为残积粘土④底面或含砾粉质粘土③与残积粘土⑤的界面。（2）滑动方向根据现场滑动迹象、地形、地质等条件以及3月21日和3月29 日的滑坡边界线的变化，综合判断滑动的大致方向：Ⅰ、Ⅱ滑体的滑动方向基本一致，均垂直于蔡家冲路。（3）滑距十多米以上，Ⅱ号滑体滑动距离也达数米。（二）、滑坡原因（1）边坡上侧为坡残积相土体，由于上部的耕土②和坡积的含砾粉质粘土③土体为松散结构，透水性较好，粘聚力和结合力较低，而下部的残积粘土遇水易软化，特别是降水大量入渗后，残积土上部遇水软化，土体变为可塑、软塑，抗剪强度显著降低，土体比重明显增大，上部饱水的疏松土层与下部为相对隔水层的坚硬的土层的接触界面容易形成饱水软土滑腻面，摩擦力和粘聚力大为降低，上部土体很容易沿此接触面发生滑动。这是典型的土层牵引性滑坡。（2）暴雨是本滑坡发生的主要诱发原因，滑坡产生和扩展均是在暴雨过程中或暴雨之后。暴雨的强烈入渗，导致土体含水饱和，强度降低。（3）边坡开挖后未及时进行有效支护。由于边坡的开挖，边坡坡角大大变陡，产生和扩大了临空面，从而破坏了原天然山坡的稳定性。（三）滑坡稳定性及计算参数根据地表调查，本次滑坡已完成蠕变—滑动—基本恢复稳定的一个过程，但尚处在下一个滑坡的蠕变阶段。滑坡体以外尚有开裂变形迹象，暴雨后滑动仍将可能加剧，滑坡体有向周围扩大的趋势，滑坡稳定性反分析验算如下：根据7-7，剖面资料和地形资料，如《Ⅰ#滑体稳定性反分析计算图》（附件5 ）可知滑坡稳定性反分析计算的各参数如下：Ⅰ#滑体参数表表十二10根残积粉质粘土⑥要物理力学性质指标统计表表五11'