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篇1

【關(guān)鍵詞】巖土工程 勘察 技術(shù)

1 理論與經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系

巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學(xué)的理論、工程地質(zhì)理論、工程力學(xué)理論等，這些工程理論都是一種半科學(xué)半經(jīng)驗(yàn)的理論，很多理論是建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，如很多公式都是經(jīng)驗(yàn)公式。巖土工程問題的解決過程實(shí)際上是在理論的指導(dǎo)下，巖土工程技術(shù)人員利用自己的工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，建立相應(yīng)本構(gòu)模型，運(yùn)用合理適宜參數(shù)，加上良好的判斷力，解決問題的過程。對巖土工程技術(shù)人員來說，扎實(shí)的基礎(chǔ)理論同豐富的經(jīng)驗(yàn)、良好的工程判斷力是同等重要的。在學(xué)習(xí)和運(yùn)用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識和真正實(shí)際內(nèi)涵及其假定邊界條件。而積累經(jīng)驗(yàn)的過程可分為分析與預(yù)測現(xiàn)場觀測對分析、預(yù)測和現(xiàn)場觀測結(jié)果進(jìn)行比較、分析、評估和總結(jié)3 個過程，可見積累經(jīng)驗(yàn)的過程也離不開理論的支持。

2 巖土勘測的有效方式

（1）設(shè)計溝通的必要性。當(dāng)前，由于部分經(jīng)營人員與技術(shù)人員對此都缺乏認(rèn)識，影響到勘察項(xiàng)目的順利實(shí)施。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），具體的要求是：執(zhí)行房屋建筑工程的詳勘之前，應(yīng)廣泛收集附有坐標(biāo)與地形的建筑總平面圖，場區(qū)的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置的深度、地基允許變形等準(zhǔn)確的資料。在勘察前期必須要設(shè)計溝通的主要意義與影響，由于設(shè)計者是勘察成果的直接實(shí)踐對象。工程的前期時，勘察者必須要把握好設(shè)計意圖，明確擬建物的工程特性。這就可以有利于放矢和經(jīng)濟(jì)合理，這樣也能提供最直接、最有用的勘察成果。

（2）等級劃分的重要性及經(jīng)濟(jì)性。由于相應(yīng)的分級與標(biāo)準(zhǔn)，在開始進(jìn)行巖土工程勘察工作。比如，勘察等級、地基復(fù)雜程度等級、擬建物的安全等級、重要性等級，等等。這些都是會直接決定了勘察工作量的布置，只有在充分的熟悉掌握各等級，才可以實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的局面。檢驗(yàn)與監(jiān)測所獲取的資料，可以反求出其它工程技術(shù)參數(shù)，并以此為依據(jù)及時修正設(shè)計，使之在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面可得到優(yōu)化。在符合規(guī)范的前提下，可采用較為經(jīng)濟(jì)的勘察手段與工作量，實(shí)現(xiàn)巖土工程的勘察目標(biāo)與任務(wù)。在一定的程度上來說，成本量就反映了技術(shù)水平的優(yōu)劣。鑒于巖土工程勘察的現(xiàn)狀，節(jié)約了成本在一定范圍內(nèi)是可行的。

（3）不斷吸納新知識。工作主要來源就是規(guī)范、規(guī)程，及對勘察工作主要目的、任務(wù)與評價，等等，全方面的提出了可操作性的極強(qiáng)要求與規(guī)范。技術(shù)人員必須要重視規(guī)范、規(guī)程的學(xué)習(xí)，充分的了解需求，就可避免工作量的不足、原狀土樣或原位的測試數(shù)據(jù)不足、未劃分抗震地段等問題。此外，技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真研讀規(guī)范規(guī)程的理論知識，有利于提高理論水平及正確理解規(guī)范規(guī)程。

3 巖土勘察有效提升的方式

應(yīng)把握好勘察范圍中的場地原始地形、地貌，巖土中的成因、類型、深度、范圍、工程各種特性與變化的規(guī)律，研究認(rèn)知地基的穩(wěn)定性以及均勻性。在此基礎(chǔ)上要明確的對工程不利埋藏物及其分布的狀況。比如，埋藏的河道、墓穴、溝浜、一些防空洞、舊的基礎(chǔ)、孤石等各種；對干擾場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)影響（包含了巖溶、滑坡、危巖與崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面的沉降、場地與地基的地震效應(yīng)、活動斷裂等）和特殊的土壤（包含軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）類型、成因、范圍、趨勢和危害程度，并提出有效的防治措施。要注意確定地下的水詳情、類型、補(bǔ)給以及排放的狀況，地下水位，水位變化幅度以及規(guī)律；評定地下水（土）對建筑材料的腐蝕性。對于基坑工程而言，明確各土層的滲透性質(zhì)，分析地下水的靜水壓力、動水壓力以及浮托力的作用與影響；預(yù)測基坑突涌、流沙（土）或者管涌等地下水不良作用的可能性及危害，并有針對性的提出防治措施；確定好基坑施工降水的對應(yīng)技術(shù)參數(shù)以及施工降水的提議；限定用于計算地下水浮力的設(shè)計水位；查明基坑工程中的周邊環(huán)境，提供設(shè)計單位所有需要的巖土參數(shù)，分析研究放坡開挖的可行性和基坑邊坡的穩(wěn)定性，適合選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其穩(wěn)定性，基坑開挖與降水對地基變形、周邊建筑物和地下設(shè)施的影響作用。

4 房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程詳勘的目的、任務(wù)

（1）查明勘察范圍內(nèi)場地原始地形、地貌，巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規(guī)律，分析評價地基的穩(wěn)定性和均勻性。（2）查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎(chǔ)、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。（3）查明影響建筑場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用（包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、場地和地基的地震效應(yīng)、活動斷裂等）和特殊土（包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，并提出相應(yīng)防治措施的建議。（4）查明地下水埋藏情況、類型、補(bǔ)給及排泄條件，地下水位，水位變化幅度及規(guī)律；評價地下水（土）對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應(yīng)查明各土層的滲透性質(zhì)，分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響；預(yù)估產(chǎn)生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相應(yīng)的防治措施建議；提供基坑施工降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的建議；提供用于計算地下水浮力的設(shè)計水位。（5）基坑工程還應(yīng)查明基坑周邊環(huán)境，提供基坑設(shè)計所需的巖土參數(shù)，分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性，適宜選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其穩(wěn)定性，基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設(shè)施的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙成剛，白冰，王運(yùn)霞.土力學(xué)原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] 王振東.淺層地質(zhì)勘探應(yīng)用技術(shù)[S].地質(zhì)出版社，2004.

[3] 顧寶和.巖土工程勘察技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展問題述評[D].工程勘察，2008.

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【關(guān)鍵詞】：巖土工程；工程建設(shè)；建筑

1. 前言

巖土工程勘察作為工程建設(shè)的最基礎(chǔ)工作之一，其質(zhì)量的好壞，對工程建設(shè)的各項(xiàng)預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有決定性的影響。此外，巖土工程勘察也是工程設(shè)計與施工的基本依據(jù)，良好的巖土工程勘察質(zhì)量是工程順利開展的基礎(chǔ)。所以，一定要將巖土工程勘察放在重要地位，對技術(shù)分析中的各項(xiàng)工程必須按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘察。鑒于目前巖土工程勘察所依據(jù)的規(guī)范、規(guī)程較多，既有國標(biāo)、部標(biāo)，又有行標(biāo)、地標(biāo)，且各種規(guī)范、規(guī)程的要求也有不一致之處；又鑒于目前巖土工程勘察市場格局中，占主導(dǎo)地位的勘察行為主體在技術(shù)方面的大的方向和原則上基本達(dá)成共識，各單位要進(jìn)一步提高市場競爭力，就要多從細(xì)節(jié)上下工夫，使自己提供的勘察成果更直接、方便地滿足設(shè)計的需要。通過對土力學(xué)原理、土力學(xué)地基基礎(chǔ)、工程地質(zhì)手冊及房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程勘察所依據(jù)的主要規(guī)范進(jìn)行了系統(tǒng)的研讀，對一些問題的認(rèn)識和學(xué)習(xí)體會，同廣大巖土工程勘察技術(shù)人員交流。

2. 房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程詳勘的目的、任務(wù)

2.1 查明勘察范圍內(nèi)場地原始地形、地貌，巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規(guī)律，分析評價地基的穩(wěn)定性和均勻性。

2.2 查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎(chǔ)、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。

2.3 查明影響建筑場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用（包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、場地和地基的地震效應(yīng)、活動斷裂等）和特殊土（包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，并提出相應(yīng)防治措施的建議。

2.4 查明地下水埋藏情況、類型、補(bǔ)給及排泄條件，地下水位，水位變化幅度及規(guī)律；評價地下水（土）對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應(yīng)查明各土層的滲透性質(zhì)，分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響；預(yù)估產(chǎn)生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相應(yīng)的防治措施建議；提供基坑施工降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的建議；提供用于計算地下水浮力的設(shè)計水位。坑工程還應(yīng)查明基坑周邊環(huán)境，提供基坑設(shè)計所需的巖土參數(shù)，分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性，適宜選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其穩(wěn)定性，基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設(shè)施的影響。

3. 勘察依據(jù)不充分、目的不明確造成難以滿足設(shè)計要求

設(shè)計意圖明確，才能有的放矢地合理布置工作量，解決工程設(shè)計和施工中的巖土工程問題?！稁r土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）2009版明確規(guī)定詳勘時應(yīng)“搜集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置深度和地基允許變形等資料”。但目前市場存在一些不規(guī)范行為導(dǎo)致有些工程在無設(shè)計要求和建筑物荷載等狀況下，勘察單位僅憑業(yè)主的陳述，按其要求勘察，導(dǎo)致勘察報告深度和廣度不符合要求。如某啤酒廠的廠房，設(shè)備荷載很大，天然地基承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需用樁基，但造成勘探孔深度不夠，樁基設(shè)計參數(shù)無從談起，最終導(dǎo)致補(bǔ)勘。所以施工前一定要弄清勘察設(shè)計要求和目的，尤其是一些特殊要求，如電阻率測量、基坑支護(hù)、地下水滲透性等，才能在廣度和深度上滿足設(shè)計要求。

4. 注意各種等級的劃分

在進(jìn)行巖土工程勘察工作量布置時，應(yīng)按相應(yīng)的分級標(biāo)準(zhǔn)，確定項(xiàng)目的相關(guān)等級。如勘察等級、地基復(fù)雜程度等級、擬建物安全等級、重要性等級等。因?yàn)檫@些等級的劃分直接決定了勘察工作量的布置，只有充分了解了各種等級，布置工作量時才能作到安全、經(jīng)濟(jì)、合理。

5. 土工試驗(yàn)及巖土工程參數(shù)的選擇

（1）土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的一項(xiàng)重要內(nèi)容，自《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007 - 2002）實(shí)施以后，土工試驗(yàn)的重要性被推向新的高度。由于巖土的不均勻性和各向異性，試樣采取、運(yùn)輸、加工擾動等因素的不確定性、試驗(yàn)儀器和操作方法的差異性及試驗(yàn)人員自身的素質(zhì)問題，測試失真難以避免。所以加強(qiáng)土工試驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果的綜合分析必不可少，這樣才能避免相關(guān)指標(biāo)間的矛盾，更好地了解巖土的差異性，客觀地評價地基土的強(qiáng)度變形特性。首先，對于土樣的級別要明確。土樣的質(zhì)量等級根據(jù)擾動程度不同可分為驗(yàn)，不可做哪些試驗(yàn)，以避免出現(xiàn)一些不能反映地基土真實(shí)性質(zhì)的數(shù)據(jù)，合理評定地基土的性質(zhì)，給出準(zhǔn)確、合理的巖土工程性質(zhì)指標(biāo)。

（2）其次，土工試驗(yàn)的一些項(xiàng)目要有的放矢地去做，如壓縮試驗(yàn)中荷載壓力大小、粉土的顆分等。

（3）壓縮模量是地基土的主要變形參數(shù)，在估算地基沉降中非常重要，所以工程上都要求土工試驗(yàn)中做壓縮試驗(yàn)來測定計算地基土的壓縮系數(shù)和壓縮模量，但對同類地基土而言其壓縮系數(shù)和壓縮模量也不是定值，它們因荷載壓力的大小而異，通常的壓縮試驗(yàn)給出的是荷載壓力從100 KPa至200 KPa時的壓縮系數(shù)α1-2和壓縮模量Es1-2；在進(jìn)行地基土沉降估算中，壓縮模量一定要選用與實(shí)際應(yīng)力環(huán)境相對應(yīng)荷載壓力級別下的壓縮模量，如果工程荷載較大，或采用樁基礎(chǔ)的工程壓縮層計算較深，則壓縮層下部土層的荷載壓力較大，在壓縮試驗(yàn)時就需要測定計算相對應(yīng)荷載壓力下的壓縮系數(shù)α和壓縮模量Es，以便進(jìn)行沉降估算。所以，試驗(yàn)前應(yīng)明確工程竣工后地基土不同土層的應(yīng)力環(huán)境或荷載壓力大小，做到有的放矢。粉土是塑性指數(shù)IP ≤10，且粒徑> 0.075 mm的顆粒含量不超過總重50%的土，是從兩個方面來定義的，這就要求根據(jù)土的界限含水量液限、塑限在計算土的塑性指數(shù)的同時，還要進(jìn)行顆粒分析，如果試驗(yàn)?zāi)康闹粸榉弁恋亩?，顆分試驗(yàn)只區(qū)分> 0.075 mm的顆粒含量和< 0.075 mm的顆粒含量的比例就可以了。 6. 采取土試樣和原位測試中存在的問題

6. 結(jié)語

以上是對巖土工程勘察中幾個常見問題的剖析，希望給同行以重視，在實(shí)施注冊巖土工程師制的進(jìn)程中，努力提高工程勘察業(yè)務(wù)人員的技術(shù)能力和道德素質(zhì)，遵循“先勘察、后設(shè)計、再施工”的科學(xué)建設(shè)程序，更好地發(fā)揮巖土工程勘察是設(shè)計的先行與依據(jù)的作用，為基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計提供準(zhǔn)確、詳實(shí)的巖土工程資料，盡量避免產(chǎn)生設(shè)計冒險或保守浪費(fèi)兩種后果的發(fā)生，為社會生產(chǎn)做出積極貢獻(xiàn)。使巖土工程技術(shù)人員理論與經(jīng)驗(yàn)、細(xì)節(jié)決定成敗、重視規(guī)范學(xué)習(xí)等方面能有所啟示。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】巖土工程；勘察

1. 理論與經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系

巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學(xué)的理論、工程地質(zhì)理論、工程力學(xué)理論等，這些工程理論都是一種半科學(xué)半經(jīng)驗(yàn)的理論，很多理論是建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，如很多公式都是經(jīng)驗(yàn)公式。巖土工程問題的解決過程實(shí)際上是在理論的指導(dǎo)下，巖土工程技術(shù)人員利用自己的工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，建立相應(yīng)本構(gòu)模型，運(yùn)用合理適宜參數(shù)，加上良好的判斷力，解決問題的過程。對巖土工程技術(shù)人員來說，扎實(shí)的基礎(chǔ)理論同豐富的經(jīng)驗(yàn)、良好的工程判斷力是同等重要的。在學(xué)習(xí)和運(yùn)用理論的過程中，一定要注意隱藏在公式和規(guī)律背后的背景知識和真正實(shí)際內(nèi)涵及其假定邊界條件。而積累經(jīng)驗(yàn)的過程可分為分析與預(yù)測現(xiàn)場觀測對分析、預(yù)測和現(xiàn)場觀測結(jié)果進(jìn)行比較、分析、評估和總結(jié)3 個過程，可見積累經(jīng)驗(yàn)的過程也離不開理論的支持。理論與經(jīng)驗(yàn)在巖土工程勘察中具有同等的地位，過分強(qiáng)調(diào)哪一點(diǎn)都是不合適的。目前很多巖土工程技術(shù)人員過分強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，而對理論的學(xué)習(xí)和運(yùn)用不足，這種現(xiàn)象對巖土勘察技術(shù)的發(fā)展不利；不利于技術(shù)人員的成長。

2. 與設(shè)計溝通的重要性

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）要求：房屋建筑工程在進(jìn)行詳勘之前，應(yīng)收集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖，場區(qū)的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等資料。在此筆者要強(qiáng)調(diào)勘察前與設(shè)計溝通的重要性，因?yàn)榭辈斐晒闹苯邮褂谜呔褪窃O(shè)計人，在進(jìn)行勘察前，勘察人應(yīng)充分了解設(shè)計意圖，弄清楚擬建物工程特性，這樣勘察工作就能作到有的放矢、經(jīng)濟(jì)合理，提供給設(shè)計人最直接、最有用的勘察成果。如：現(xiàn)在很多高層建筑都帶有裙房，這種項(xiàng)目在勘察前，必須要弄清楚設(shè)計擬采用的基礎(chǔ)形式及聯(lián)接方式；還有一些主體不高但跨度很大的建筑，采用柱基布置的勘探孔深度就與采用筏基布置的勘探孔深度有很大差別。所以必須要重視勘察前與設(shè)計的溝通。目前有的經(jīng)營人員和技術(shù)人員對此認(rèn)識不足，造成勘察項(xiàng)目的返工。筆者討論此問題，目的在于提醒經(jīng)營與技術(shù)人員重視承攬項(xiàng)目和實(shí)施項(xiàng)目時與設(shè)計的溝通。

3. 注意各種等級的劃分

在進(jìn)行巖土工程勘察工作量布置時，應(yīng)按相應(yīng)的分級標(biāo)準(zhǔn)，確定項(xiàng)目的相關(guān)等級。如勘察等級、地基復(fù)雜程度等級、擬建物安全等級、重要性等級等。因?yàn)檫@些等級的劃分直接決定了勘察工作量的布置，只有充分了解了各種等級，布置工作量時才能作到安全、經(jīng)濟(jì)、合理。

4. 注意經(jīng)濟(jì)性

巖土工程勘察，應(yīng)在滿足規(guī)范、規(guī)程要求的前提下，用最經(jīng)濟(jì)的勘察手段和工作量實(shí)現(xiàn)勘察目的和任務(wù)。同時達(dá)到相同的勘察目的和任務(wù)，所用成本的多少，可從一定程度上說明技術(shù)水平的高低。針對當(dāng)前巖土工程勘察現(xiàn)狀，目前的勘察成本在一定條件下還是可以節(jié)約的。如：對“樁基礎(chǔ)一般性孔深入到樁端以下3～5 倍樁徑，且不小于3m，對大直徑樁不小于5m”這一要求，如勘察方案布置的一般性孔為50m，根據(jù)控制性孔資料，40m處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設(shè)計要求，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人現(xiàn)場可將50m的一般性勘探孔調(diào)整為45m（當(dāng)然按權(quán)限該上報審批的進(jìn)行上報審批），這樣就可節(jié)約不少工作量，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果。再有土工試驗(yàn)項(xiàng)目的選取，也是一條實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)勘察的重要途徑，希望巖土工程技術(shù)人員予以重視。

5. 重視規(guī)范、規(guī)程的學(xué)習(xí)

規(guī)范、規(guī)程是進(jìn)行巖土工程勘察工作的依據(jù)，對勘察工作的目的、任務(wù)、評價等均提出了詳細(xì)的、可操作的要求，巖土工程技術(shù)人員要重視對規(guī)范、規(guī)程的學(xué)習(xí)，充分了解其要求，這樣在巖土工程勘察的過程中，就不至于出現(xiàn)諸如工作量布置不足、原狀土樣或原位測試數(shù)據(jù)不足、未劃分抗震地段等問題了。另外規(guī)范、規(guī)程中的條文說明，技術(shù)人員也要認(rèn)真研讀，條文說明中有豐富的信息，對于提高我們的理論水平及正確理解規(guī)范、規(guī)程具有重要作用。

6. 房屋建筑和構(gòu)筑物巖土工程詳勘的目的、任務(wù)

(1)查明勘察范圍內(nèi)場地原始地形、地貌，巖土層的成因、類型、深度、分布、工程特性和變化規(guī)律，分析評價地基的穩(wěn)定性和均勻性。

(2)查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、舊基礎(chǔ)、孤石等對工程不利的埋藏物及其分布范圍。

(3)查明影響建筑場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用（包括：巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、場地和地基的地震效應(yīng)、活動斷裂等）和特殊土（包括軟土、填土、污染土、濕陷性土、膨脹土、紅粘土、多年凍土等）的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，并提出相應(yīng)防治措施的建議。

(4)查明地下水埋藏情況、類型、補(bǔ)給及排泄條件，地下水位，水位變化幅度及規(guī)律；評價地下水（土）對建筑材料的腐蝕性。對基坑工程還應(yīng)查明各土層的滲透性質(zhì)，分析評價地下水的靜水壓力、動水壓力及浮托力的作用和影響；預(yù)估產(chǎn)生基坑突涌、流沙（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相應(yīng)的防治措施建議；提供基坑施工降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的建議；提供用于計算地下水浮力的設(shè)計水位。

(5)基坑工程還應(yīng)查明基坑周邊環(huán)境，提供基坑設(shè)計所需的巖土參數(shù)，分析評價放坡開挖的可能性和基坑邊坡穩(wěn)定性，適宜選用的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其穩(wěn)定性，基坑開挖與降水對地基變形、周圍建筑物和地下設(shè)施的影響。

篇4

關(guān)鍵詞 水庫工程;巖溶地質(zhì);勘察;論證

中圖分類號TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2010)22-0058-02

0 引言

巖溶地區(qū)的工程建設(shè)經(jīng)常面臨巖溶工程地質(zhì)問題,特別是碳酸鹽巖地區(qū)的水庫地下匯水面積更加需要分析巖溶水文地質(zhì)條件,其重要性甚至決定水利項(xiàng)目的成立與否。舊院水庫工程地質(zhì)工作中關(guān)鍵的部分也正是巖溶工程地質(zhì)問題。地質(zhì)工作的實(shí)踐性強(qiáng),需要理論聯(lián)系實(shí)際,地勘工作中主要采用綜合的巖溶水文工程地質(zhì)工作方法。本文宗旨通過簡單介紹舊院水庫工程匯水面積內(nèi)主要的巖溶工程地質(zhì)問題及其判斷分析方法以達(dá)到同行一起探討、推動巖溶水文地質(zhì)學(xué)科不斷進(jìn)步。

1 工程地質(zhì)概況

舊院水庫位于貴州省六枝特區(qū)三岔河二級支流舊院小河上,壩址以上控制流域面積57km2,總庫容為1 458萬m3,是一座具有灌溉和城鎮(zhèn)供水的綜合性水庫工程。工程區(qū)碳酸鹽巖與碎屑巖相間呈條帶狀分布,碳酸鹽巖巖溶地形約占80%,多發(fā)育于三盆期,主要以巖溶峰叢洼地、谷地及少量殘丘坡地巖溶地貌類型為主。在碎屑巖分布地帶,以侵(剝)蝕中山地貌為主。受地形地貌及水文網(wǎng)控制,測區(qū)范圍廣、面積大,出露地層較全,與工程有關(guān)的地層主要為石炭系黃龍群、馬平群;二迭系長興大隆組、龍?zhí)督M、峨眉山玄武巖組、茅口組、棲霞組、梁山組地層。主要巖性為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)白云巖等碳酸鹽間夾條帶狀砂巖、頁巖、泥頁巖及少量煤等碎屑巖。

2 巖溶水文地質(zhì)條件

2.1巖溶地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖廣泛分布,由于構(gòu)造裂隙切割,地殼間隙抬升以及濕潤多雨的氣候條件,區(qū)域巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。據(jù)庫盆周邊巖溶洼地統(tǒng)計,巖溶發(fā)育率1~5個/km2,最大可達(dá)10個/ km2以上,各種巖溶形態(tài)眾多,其中以洼地最甚,溶洞、暗河、落水洞、溶隙均有發(fā)育,主要特點(diǎn)是:

1)所處地貌部位不同,巖溶發(fā)育的形態(tài)及強(qiáng)度也不同。分水嶺地帶地下水垂直運(yùn)動為主,以垂直巖溶形態(tài)多見,主要有落水洞、巖溶洼地及盲谷等,如田壩頭、馬場、落幫、解板塘等地。分水嶺至河谷斜坡地帶地形切割強(qiáng)烈,沖溝發(fā)育,以干的水平溶洞或傾斜溶洞為主,間以少量落水洞。河谷地帶以水平巖溶形態(tài)為主,有暗河、巖溶管道、水平溶洞及巖溶泉等,如壩址S1、S2巖溶泉。

2)巖性對巖溶發(fā)育強(qiáng)度的控制作用極為明顯,縱觀全區(qū),幾乎所有的巖溶洼地、落水洞、暗河系統(tǒng)均發(fā)育為質(zhì)純層厚的C2hn、C3mp和P2m+q強(qiáng)巖溶地層,特別是在可溶鹽巖與非可溶鹽巖的接觸帶上,常發(fā)育有大型的巖溶管道,如壩址S1、S2巖溶泉水、S17、火燒寨S7巖溶泉水。

3)地質(zhì)構(gòu)造對巖溶發(fā)育方向控制明顯,區(qū)內(nèi)主要褶皺和斷層呈NW向展布,根據(jù)應(yīng)力分析,NW向?yàn)槔瓚?yīng)力,NE向?yàn)閴簯?yīng)力,這樣NW向構(gòu)造彰顯壓性特征,而NE向則為橫張裂隙,區(qū)內(nèi)河流、暗河系統(tǒng)發(fā)育方向有兩組,一組為N30~50°W,另一組為N20~40°E,分析其原因?yàn)樽粉橬E向壓應(yīng)力產(chǎn)生的橫張裂隙和縱張裂隙所致。

4)巖溶發(fā)育具不均勻性和向深部減弱的規(guī)律。巖相的不均一變化,特別是構(gòu)造破壞在不同的構(gòu)造部位不一致,近代地質(zhì)作用的選擇性,使巖溶的發(fā)育在不同地段、同一地段的不同深度均不相同。

2.2 水文地質(zhì)條件

場區(qū)位于北盤江水系與烏江水系三岔河支流的分水嶺地帶,為墮卻背斜組成的脊?fàn)畹匦?受墮卻背斜控制,向斜兩翼依次展布C2hn、C3mp、P1L、P2m+q、P3β、T1yn、T2g地層,其中P1L、P3l、P3β地層隔水性能良好,為相對隔水層;C2hn、C3mp、P2m+q、T1yn、T2g為強(qiáng)～中等巖溶透水層。在墮卻背斜核部,一套沉積了近千米的C2hn、C3mp碳酸鹽巖地層所組成了峰叢洼地為場區(qū)地表水的入滲,地下水的補(bǔ)給、富集提供了充分條件,而背斜兩翼P1L、P3l、P3β相對隔水層限制了場區(qū)地下水北東及南西方向的徑流,使背斜核部成為相對富水地塊。此外,在地殼運(yùn)動的多期多次作用下,各種斷裂、裂隙的產(chǎn)生,增加了巖層的異水性及含水巖組之間的水力聯(lián)系,為地下水的運(yùn)移、聚集提供了良好的條件,而緊密的墮卻背斜廣泛發(fā)育的N20~40°E橫張裂隙和縱張N30~50°W裂隙,成為場區(qū)巖溶系統(tǒng)巖溶作用的主要通道和地下暗河系統(tǒng)的基本格架(圖2)。

晚更新世以來,地殼強(qiáng)烈抬升,墮卻背斜組成的脊?fàn)畹匦纬蔀槲鞑勘北P江水系務(wù)農(nóng)河和東部烏江水系三岔河支流的強(qiáng)烈溯源溶蝕、侵蝕的目的地,但溯源溶蝕受阻于P1L、P3l、P3β非巖溶地層,使向斜核部C3mp灰?guī)r巖溶發(fā)育向深部受限。

區(qū)內(nèi)地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給。區(qū)內(nèi)雨量豐富,根據(jù)1/20萬區(qū)域水文地質(zhì)志,區(qū)內(nèi)多年平均降水量為1484.7mm,降雨多集中在5~10月,地下水動態(tài)隨季節(jié)特征變化較大。由于碳酸鹽巖廣泛分布,巖溶發(fā)育,可溶巖與非可溶巖相間組合,形成多層次的巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。受挽近期構(gòu)造運(yùn)動的影響,地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄多受巖性及地質(zhì)構(gòu)造的控制。

3 主要巖溶管道發(fā)育情況

測區(qū)內(nèi)巖溶管道發(fā)育受控于地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造,以SE和NE向?yàn)橹?現(xiàn)將主要發(fā)育的巖溶管道分述如下:

1)二甲暗河:分布于測區(qū)西南角,源頭為野龍隆小河入伏段KW17落水洞處,高程1 735m,出口為平基S9泉點(diǎn),途經(jīng)白楊林、二甲、大寨,呈SE向展布,控制流域面積64km2,枯季平均流量多在389~420L/s之間,出口高程950m。該暗河主管道長約14km,平均比降5.6%,主要發(fā)育于F2斷層下盤二迭系棲霞組地層中。2009年8月15日下午2:30,在野龍隆小河入伏處投放10kg螢光素示蹤劑作連通試驗(yàn),觀測點(diǎn)為庫內(nèi)河水、庫內(nèi)S8泉水、庫內(nèi)S1巖溶大泉、雙龍S5巖溶大泉、火燒寨S7、平基S9巖溶大泉水,經(jīng)觀測,除平基S9泉水有微弱顯示,其余觀測點(diǎn)均無任何跡象。2009年10月18日下午3:00,再次于野龍隆小河入伏處投放2 000kg食用工業(yè)鹽作連通試驗(yàn),取樣試驗(yàn)點(diǎn)為庫內(nèi)河水、庫內(nèi)S1巖溶大泉水。經(jīng)過8天時間每間隔1小時連續(xù)取樣測定其電阻率及Cl-含量均無任何變化,說明野龍隆小河未向S1巖溶泉水排泄,結(jié)合巖溶水文地質(zhì)圖分析,野龍隆小河入伏后只能是流向平基S9巖溶管道。

2)馬場-花苗沖-吳家寨-S1巖溶管道:位于水庫左岸,呈SE向展布,長約7km,控制流域面積38.4km2,枯季平均流量多在230~260L/s之間,出口標(biāo)高1 421.5m,平均比降2.1%,發(fā)育于石炭系馬平群地層中。為水庫左岸及北面地下水匯集、徑流排泄的主要通道,是本水庫來水主要補(bǔ)給源。該巖溶管道系統(tǒng)上游補(bǔ)給源有兩支,左支為KW33-馬場-KW40巖溶管道,據(jù)調(diào)查,管道穿過F3(墮卻斷層)斷層,總體呈NEE向展布,長度大于2.2km,發(fā)育于石炭系馬平群地層中;右支為落幫-K89解板塘巖溶管道,呈NE向展布,發(fā)育于石炭系馬平群地層中。NE流向的落幫小河,在K1落水洞入伏后進(jìn)入巖溶管道。2009年8月4日下午2:50分,在解板塘K89投放10kg螢光素示蹤劑作連通試驗(yàn),觀測點(diǎn)為庫內(nèi)河水、庫內(nèi)S1泉、火燒寨S7泉、平基S9泉,其中S1巖溶大泉因水渾濁,螢光素示蹤劑微弱,不明顯,而其余觀測點(diǎn)無任何跡象。2009年10月21日早上11:30分,再次于解板塘K89投放10kg食用紅色素作連通試驗(yàn),觀測點(diǎn)為庫內(nèi)河水及庫內(nèi)S1泉,在2009年10月23日早上8:20分S1泉水初見微弱淡紅色水流,至下午1:30~5:00弱淡紅色水流達(dá)到峰值,歷時50多小時。說明解板塘、馬場一帶地下水經(jīng)花苗沖-吳家寨-S1巖溶泉匯入庫內(nèi)。

3)KW166-S2巖溶管道:位于水庫右岸,呈NW向展布,長約2.5km,出口標(biāo)高1 422m,控制流域面積1.8km2,枯季平均流量多在10~20L/s之間,發(fā)育于石炭系馬平群地層中,補(bǔ)給區(qū)為右岸荒壩一帶地下水沿管道匯集、徑流排泄于S2泉水 。

4)熊井小寨-火燒寨S7暗河系統(tǒng):位于水庫北部,呈NE向展布,長約2.4km,出口標(biāo)高1 517m,匯水面積主要為熊井小寨一帶,控制流域面積8.0km2,枯季平均流量多在40~55L/s之間,平均比降3.5%。2009年7月26日10:30分,在暴雨后熊井小寨kw60處投放10kg瓶螢光素示蹤劑作通試驗(yàn),觀測點(diǎn)為庫內(nèi)河水、庫內(nèi)S1泉、火燒寨S7泉、雙龍S5泉水,因水量大,水質(zhì)渾濁,觀測點(diǎn)均未發(fā)現(xiàn)螢光素。

5)雙龍右岸S5暗河系統(tǒng):位于水庫北部雙龍?zhí)?沿墮卻背斜核部發(fā)育,匯水面積主要為田壩頭、茅拜田一帶,長約6.0km,出口標(biāo)高1 568m,面積約36.0km2,平均比降2.1%。2009年6月至9月對該暗河系統(tǒng)S5泉水進(jìn)行為期3個月的測流觀測,根據(jù)測流資料并結(jié)合調(diào)查了解,雙龍S5泉水枯季平均流量多在210~240L/s之間。

4 水庫匯水面積的確定

舊院水庫地下匯水面積主要為庫內(nèi)S1、S2和S8泉水的地下匯水面積,對此,對庫內(nèi)S1、S2和S8進(jìn)行全面的測流工作,結(jié)合庫區(qū)1:1萬水文地質(zhì)調(diào)查資料及各泉點(diǎn)測流資料,用枯季地下水徑流模數(shù)對各泉域匯水面積進(jìn)行復(fù)核,并在1:2萬巖溶水文地質(zhì)圖上圈定各泉域匯水面積。

為進(jìn)一步確定水庫匯水面積,為水庫設(shè)計提供可靠的依據(jù),本階段主要采用了泉水長觀分析、連通試驗(yàn)、地表地質(zhì)測繪、洼地等值線法、趨勢面分析法等多種方法相互佐證,查明舊院水庫閉流區(qū)匯水面積43.7 km2,明流區(qū)匯水面積13.3km2,水庫匯水總面積57.0km2。

篇5

關(guān)鍵詞:深基坑開挖；基坑支護(hù)；方案；應(yīng)急預(yù)案；

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，和土地資源合理利用，高層地下室更為普及，在深基坑開挖支護(hù)方面施工技術(shù)日漸成熟，為解決在復(fù)雜的地形、水文、地質(zhì)及相鄰建筑、開挖范圍、地下敷設(shè)限等多種限制條件下，如何選擇最優(yōu)的建筑物深基坑支護(hù)施工技術(shù)方案，科學(xué)組織和安全有效地進(jìn)行地下工程施工，是決定地下室施工成敗的關(guān)鍵，本人結(jié)合多年經(jīng)驗(yàn)對沿海溫州、寧波等地區(qū)多個項(xiàng)目進(jìn)行比較后，粗淺地談?wù)勅绾芜M(jìn)行方案優(yōu)選。

1 基坑支護(hù)工程勘察

為正確進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理制定施工方案，需要對工程地址和水文地質(zhì)、場地周圍環(huán)境及地下敷設(shè)物、地下結(jié)構(gòu)設(shè)計等三方面資料進(jìn)行全面收集。

1.1 地質(zhì)勘察

基坑工程地勘應(yīng)與主體工程同時進(jìn)行，同時滿足主體建筑物基礎(chǔ)設(shè)計與基坑工程設(shè)計與施工的要求，否則宜再進(jìn)行補(bǔ)充勘察，勘察包括兩個方面：地質(zhì)勘察和周邊環(huán)境勘察。

基坑工程地勘一般應(yīng)提供以下資料：①土體類別、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、土層性質(zhì)；②基坑及圍護(hù)墻邊界附近、回填土、暗濱、古河道及地下障礙物分布；③ 淺層滯水、潛水和基坑底部承壓水埋藏情況，各土層水的補(bǔ)給、動態(tài)變化、水力聯(lián)系；土層的滲流特性及產(chǎn)生管涌、流沙的可能性；④ 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工所需的物理力學(xué)指標(biāo)。

1.2 周圍環(huán)境勘察

深基坑開挖往往會對周圍鄰近建筑物、道路和地下敷設(shè)設(shè)施產(chǎn)生一定影響，一但超過一定限度，則會影響正常使用或造成嚴(yán)重后果，因此必須對周邊設(shè)施和重要性確定基坑設(shè)計安全等級，使影響控制允許范圍以內(nèi)。

調(diào)查內(nèi)容包括：

(1)基坑周圍鄰近建筑物狀況調(diào)查，如周圍建筑物分布于基坑邊線的距離；周圍建筑物上部結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)狀、層數(shù)和高度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型及埋深、有無樁基和存在傾斜、裂縫、使用不正常情況，需通過拍片、繪圖等手段搜集相關(guān)資料，必要時可通過權(quán)威部門鑒定。

(2)基坑周圍地下敷設(shè)狀況調(diào)查，如上下水、燃?xì)?、熱力、電纜及其相關(guān)詳細(xì)數(shù)據(jù)參數(shù)及其對基坑開挖的影響程度。

(3)基坑周圍鄰近地下構(gòu)筑物、設(shè)施及道路狀況調(diào)查，如基坑周圍鄰近的地下各類隧道、車庫、商場、通道、人防工程及其它構(gòu)筑物工程等，也應(yīng)調(diào)查其與基坑的相對位置、埋置深度、結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)形式、對變形與沉降的敏感程度；對基坑周圍鄰近的道路應(yīng)調(diào)查其性質(zhì)、類型、與基坑的相對位置；交通狀況與重要程度；道路的路基與路面

結(jié)構(gòu)等。

(4)周圍施工條件調(diào)查，如施工現(xiàn)場的交通運(yùn)輸條件；施工現(xiàn)場附近對施工產(chǎn)生的噪聲和振動的限制；施工場地條件有無足夠的場地供運(yùn)輸車輛運(yùn)行、堆放材料、停放施工機(jī)械、鋼筋、模板加工，以便確定全面施工還是分段施工。

1.3 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料調(diào)查

主體工程地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料是基坑工程設(shè)計和施工的重要依據(jù)。進(jìn)行基坑設(shè)計和施工前，應(yīng)對地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料詳盡了解和掌握。

調(diào)查內(nèi)容包括：

(1)主體工程地下室的平面布置和形式，以及紅線的相對位置，以作為選用支護(hù)方案的主要參考資料。

(2)主體工程樁的位置圖，以作為圍護(hù)墻和確立位置時的重要技術(shù)資料。

(3)主體結(jié)構(gòu)地下各層的布置與標(biāo)高，地面標(biāo)高，以便據(jù)此確定基礎(chǔ)開挖深度，以作為選擇支護(hù)方案、選擇降水和開挖方案的重要依據(jù)。

2 深基坑支護(hù)方案的選擇

2.1 深基坑支護(hù)的基本要求

(1)確?；訃o(hù)體系起到擋土作用，基坑四周邊坡保持穩(wěn)定。

(2)確?；酉噜徑ㄖ?、地下設(shè)施、道路等在施工期和此后運(yùn)行的安全。

常用基坑支護(hù)方式 表1

類型 支護(hù)型式及特點(diǎn) 適用條件

擋土灌注排樁或地下連續(xù)墻 擋土灌注排樁系以現(xiàn)場灌注樁按隊(duì)列式布置組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)；地下連續(xù)墻系用機(jī)械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的地下墻體。

特點(diǎn)：剛度大，抗彎強(qiáng)度高，變形小，適應(yīng)性強(qiáng)，需工作場地不大，振動小，噪聲低，但排樁不能截水，連續(xù)墻施工需較多機(jī)具設(shè)備。 1.適用于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級；

2.懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場地中≤5m;

3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水、排樁；與水泥土樁組合截水帷幕或采用地下連續(xù)墻；

4.適用于逆作法施工；

5.變形較大的基坑邊可選用雙排樁。

排樁土層錨桿支護(hù) 系在穩(wěn)定土層鉆孔，用水泥漿或水泥砂漿將鋼筋與土體粘結(jié)在一起拉結(jié)排樁擋土。

特點(diǎn)：能與土體結(jié)合承受很大壓力，變形小，適用性強(qiáng)，不用大型機(jī)械，所需工作場地小，省鋼村，費(fèi)用低。 1.適用于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級；

2.適用于各種不易設(shè)置錨桿的較松軟土層及軟土地基；

3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水措施或采用截水措施

水泥土墻支護(hù) 系由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的連續(xù)重力式擋土截水墻體。

特點(diǎn)：具有擋土截水雙重功能；施工機(jī)具設(shè)備相對較簡單；成墻速度快，使用材料單一，造價較低。 1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級；

2.水泥土墻施工范圍內(nèi)地基土承載力≤150kPa；

3.基坑深度≤6m；

4.基坑周圍具備水泥墻的施工寬度。

土丁墻或噴錨支護(hù) 系用土釘或預(yù)應(yīng)力錨桿加固的基坑側(cè)壁土體，與噴射鋼筋混凝土組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，承載力較高；可阻水，變形小，安全可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，施工機(jī)具簡單，施工靈活，污染小，噪聲低，對周邊環(huán)境影響小，支護(hù)費(fèi)用低。 1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地；

2.土丁墻基坑深度≤12m；噴錨支護(hù)適用于無流沙、含水量不高、不是淤泥等塑土層基坑，開挖深度≤18m；

3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應(yīng)采取降水或截水措施。

鋼板樁 采用特制的型鋼板樁，機(jī)械打入地下，構(gòu)成一道連續(xù)的板墻作為擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：承載力高、剛度大、整體性好、鎖口緊密，能適用各種平面內(nèi)形狀和土質(zhì)。打設(shè)方便、施工快速、可回收使用，但需大量鋼材，一次性投入高。 1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級；

2.基坑深度≤10m；

3.當(dāng)?shù)厣纤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水措施或采用截水措施。

(3)有地下水的地區(qū)，通過排水、降水、截水等措施，確?；庸こ淌┕ぴ诘叵滤灰陨线M(jìn)行。

2．2 基坑支護(hù)的設(shè)置原則

(1)技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，因地制宜，就地取材。

(2)盡可能與工程永久性擋土做到因工程、因地、因時制宜，合理優(yōu)選方案。國內(nèi)常用的幾種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及適用條件見表1，可供方案選擇參考墻相結(jié)合，作為結(jié)構(gòu)的組成部分或部分材料能夠部分回收重復(fù)使用。

(3)受力可靠，能確?；舆吰路€(wěn)定，不給臨近建筑物／道路及地下設(shè)施帶來危害。

(4)保護(hù)環(huán)境，保證施工安全。

(5)經(jīng)濟(jì)上合理。

2.3 支護(hù)方案選擇

支護(hù)體系與支護(hù)結(jié)構(gòu)種類繁多，具體支護(hù)方案應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、作業(yè)設(shè)備、安全等級、工期、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果等因素優(yōu)選，合理設(shè)計，精心施工．嚴(yán)格監(jiān)控。

表1所列支護(hù)方案的選擇，可選擇其中1種，亦可2～3種結(jié)合使用。特別應(yīng)注意的是：選擇透水性支護(hù)還是截水性支護(hù)。對于因降水可能導(dǎo)致固結(jié)沉降地軟土地基、細(xì)沙層或粘土層組成的軟弱地基以及含水層豐富的沙礫石地層，宜優(yōu)先選用截水式支護(hù)，其它可采用透水性支護(hù)。

3、深基坑安全應(yīng)急預(yù)案

對于深度大于3米深基坑，方案須進(jìn)行專家論證。為了確保周邊建筑的安全及對周邊設(shè)施影響減少到最小影響程度，在施工前應(yīng)編制詳細(xì)的、操作性強(qiáng)的安全應(yīng)急預(yù)案。同時應(yīng)急搶險物資到位。

根據(jù)土層破壞機(jī)理，常用的方案有回土反壓法，增加錨桿法、對于角部還可用大直徑鋼管對撐法或周邊無其它需保護(hù)設(shè)施場地允許時可對頂部土方開挖成階梯狀（也就是卸荷載）。其方案運(yùn)用視不同情況靈活運(yùn)用。

對于在土方開挖前直到地下室施工完畢，應(yīng)由專業(yè)隊(duì)伍負(fù)責(zé)深層位移和基坑頂水平位移監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時處理；

4、其它注意事項(xiàng)

4.1樁基類型：本建筑物樁基如為擠土型樁時（如沉管混凝土灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁等），因場地土質(zhì)發(fā)生破壞，力學(xué)性能受到很大改變；應(yīng)力釋放需要一個過程，一般施工后15天或更長時間方可固結(jié)到原有程度。

4.2土方開挖：對于不同支護(hù)式應(yīng)注意開挖速度和退土方向；應(yīng)預(yù)先設(shè)計好出土口，出土口支護(hù)應(yīng)用加強(qiáng)措施，土方運(yùn)輸車輛盡可能遠(yuǎn)離基坑，一般為基坑深度的1.5~2倍，設(shè)計時應(yīng)充分考慮土方車輛對基坑支護(hù)的影響；

4.3 重物堆放：在基坑設(shè)計時應(yīng)根據(jù)施工組織考慮周邊臨時材料堆放荷載；

4.4 臨時設(shè)施：對于工人宿舍和生活區(qū)盡可能遠(yuǎn)離基坑；

4.5陽角處理：對于不規(guī)則的基坑，盡可能避免直角轉(zhuǎn)折，陽角是應(yīng)力最為集中部位，如不可避免時對轉(zhuǎn)角進(jìn)行局部加強(qiáng)。

4.6基坑排水組織：由于土方開挖后，支護(hù)周邊周邊土方應(yīng)力平衡受到破壞，出現(xiàn)不同程度的張裂縫，應(yīng)防止雨水及周邊管道及其它水滲入，進(jìn)一步對土體破壞，故對于發(fā)現(xiàn)的裂紋及時修補(bǔ)，為防止雨天坑面水灌入基坑和地表水對裂縫影響，故應(yīng)對基坑上部進(jìn)行有組織排水。

4.7 加快基礎(chǔ)施工進(jìn)度：土方開挖后，基坑周邊土體由于應(yīng)力釋放，在長期一段時間內(nèi)還是處于一個不穩(wěn)定狀態(tài)，土體的徐變會導(dǎo)致基坑支護(hù)的失穩(wěn)，基礎(chǔ)施工完畢后相當(dāng)于減少了基坑支護(hù)深度，同時利用基礎(chǔ)的重量，減少管涌現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

篇6

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；降水；環(huán)境；問題；對策

1.前言

近些年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程速度的加快，城市當(dāng)中的人口越來越密集。城市人口數(shù)量的增加勢必會給城市交通帶來巨大的壓力。城市軌道交通以具有方便、快捷、準(zhǔn)時，大部分在地下運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)被人們所親睞。因此，為了最大程度的緩解城市交通壓力，國內(nèi)現(xiàn)有30余個城市已修建、在修建或準(zhǔn)備修建城市軌道交通，將城市軌道交通作為一種最為有效的途徑來緩解城市交通擁堵。但是，城市軌道交通施工中的地下水采取何種方式進(jìn)行處理，將直接或間接影響著城市軌道交通工程的安全、質(zhì)量及周邊環(huán)境。因此，我們對城市軌道交通工程地下水的處理措施，可能所引發(fā)的環(huán)境問題以及針對問題所采用的解決對策等進(jìn)行分析研究是具有重大意義的。

2.地下水處理

2.1施工降水的必要性

大多數(shù)城市軌道交通工程建設(shè)面對地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水位高、周邊管線繁多、緊鄰建（構(gòu)）筑物、交通疏解難度大的現(xiàn)狀，根據(jù)地質(zhì)、水文及周邊環(huán)境條件，一般采用明挖法、蓋挖法、礦山法、盾構(gòu)法等施工方法。礦山法一般不采取降水，但有時也輔助采用降水，盾構(gòu)法一般不需要采取降水施工措施，而車站大多數(shù)采用了明挖法或蓋挖法施工，由于工程一般處在城市鬧市區(qū)，就對基坑本身和周邊環(huán)境的安全性提出了較高的要求，基坑的安全性直接關(guān)系到工程安全質(zhì)量、工程建設(shè)的工期及社會影響?；邮┕ぶ?，為避免產(chǎn)生流砂、管涌、坑底防止坑壁土體的坍塌，保證施工安全和減少基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，當(dāng)基坑開挖深度內(nèi)存在飽和軟土層和含水層及坑底存在承壓含水層時，需要選擇合適的方法進(jìn)行基坑的降排水。降排水的作用主要有：

①防止基坑底面與坡面滲水，保證坑底干燥，便于施工；

②增加坑底的穩(wěn)定性，防止坑底的土層顆粒流水，防止流砂產(chǎn)生；

③有效減少被開挖土體的含水量，便于機(jī)械挖土、土方外運(yùn)、坑內(nèi)施工作業(yè)；

④有效提高土體的抗剪強(qiáng)度與基坑穩(wěn)定性；

⑤減少承壓水水頭對基坑底板的頂托力，防止坑底突涌。

從以上分析可以看出，降水是較為經(jīng)濟(jì)、直接的必不可少的設(shè)計施工措施之一。

2.2降水的主要類型

城市軌道交通工程明挖法（或蓋挖）車站或區(qū)間基坑設(shè)計施工時，根據(jù)工程環(huán)境條件，地下水處理按地下水有無承壓性及其與坑底的關(guān)系分為潛水疏干降水和承壓水降水。

潛水疏干降水有以下幾種類型：

（1）敞開型疏干降水（無隔水帷幕的疏干降水）

當(dāng)工程周邊環(huán)境條件簡單，譬如無重要建構(gòu)筑物，且降水引起的沉降小，可采取無隔水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，直接進(jìn)行地下水降水施工。降水后，對放坡開挖而言，可提高邊坡的穩(wěn)定性；對有支護(hù)開挖，可以增加被動區(qū)土抗力，減少坑外主動土側(cè)壓力，從而提高支護(hù)體系的穩(wěn)定性和強(qiáng)度保證，減少支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，同時可減少工程造價。

（2）封閉型疏干降水（隔水帷幕隔斷含水層疏干降水）

當(dāng)工程周邊環(huán)境復(fù)雜，譬如工程比鄰建筑物，基礎(chǔ)形式簡單，地層軟弱，地下水水位降低地層沉降大，建構(gòu)筑物對沉降敏感，必須采取有隔水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)且隔水帷幕全部隔斷潛水含水層，并進(jìn)入隔水層一定深度，基坑開挖前對坑內(nèi)滯留水進(jìn)行降水，可提高坑內(nèi)土的抗剪強(qiáng)度，被動區(qū)土抗力，并通過其它綜合措施以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，減少地表沉降。

（3）半封閉型疏干降水（隔水帷幕進(jìn)入含水層但未安全隔斷的疏干降水）

介于以上兩種型式之間的地下水處理型式，主要是含水層厚度大，隔水帷幕隔斷含水層的代價大的情況。

承壓水降水主要有以下幾種類型：

（1）隔水帷幕未進(jìn)入承壓水含水層承壓水降水

隔水帷幕距離承壓水含水層頂板有一定距離，為避免坑底承壓水突涌時采用的承壓水降水型式。該種處理方式在寧波市軌道交通2號線進(jìn)行了大量應(yīng)用。

（2）封閉型隔水帷幕承壓水降水

將隔水帷幕伸入減壓降水含水層，并進(jìn)入承壓含水層底板以下的半隔水層或弱透水層中，隔水帷幕阻斷了基坑內(nèi)外承壓水含水層之間的水力聯(lián)系，基坑開挖過程中對封閉的承壓水進(jìn)行減壓降水，一般情況下，在增加工程造價較少時，設(shè)計盡可能采用該種承壓水處理方式，隔斷水力聯(lián)系后，坑內(nèi)減壓降水對環(huán)境基本不產(chǎn)生影響。

（3）懸掛式（半封閉式）隔水帷幕承壓水降水

隔水帷幕部分伸入承壓水含水層中，承壓水含水層厚度大，采用隔水帷幕全部封閉承壓水含水層時工程造價增加多，設(shè)計考慮隔水帷幕進(jìn)入承壓水含水層一定深度，隔水帷幕對坑內(nèi)外承壓水滲流具有明顯的隔阻效應(yīng)。

在疏干降水設(shè)計方面，對場地空曠地段、且降低地下水位對土層沉降小的地區(qū)可優(yōu)先選用敞開型疏干降水，對城市鬧市區(qū)，環(huán)境條件復(fù)雜，優(yōu)先選用封閉型隔水帷幕承壓水降水。

承壓水一般具有深度大，連通性強(qiáng)的特點(diǎn)，大多新建軌道交通工程城市在承壓水降水方面經(jīng)驗(yàn)較欠缺?！案羲∧晃催M(jìn)入承壓水含水層的承壓水降水"在天津地鐵某站實(shí)施時造成周邊地表沉降嚴(yán)重，與筆者原設(shè)計的某站所降含水層類似，設(shè)計后來修改為"封閉型隔水帷幕承壓水降水"。而筆者在寧波市軌道交通車站基坑承壓水處理采用"隔水帷幕未進(jìn)入承壓水含水層的承壓水降水"，按照“按需降水”、“抽水量最小化”的原則，現(xiàn)均施工完成，監(jiān)測結(jié)果表明，承壓水水頭降低對地表的沉降可控，對周邊管線、建筑物影響相對較小，取得了成功。而杭州地鐵2號線人民廣場站通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和現(xiàn)場試驗(yàn)后采用了“懸掛式（半封閉式）隔水帷幕承壓水降水”進(jìn)行設(shè)計施工，同樣取得了成功。

城市軌道交通工程中降排水的主要方法有：集水明排、輕型井點(diǎn)、噴設(shè)井點(diǎn)、砂（礫）滲井、管井、真空管井降水，在實(shí)際工程中，需要根據(jù)工程地質(zhì)、水文條件及周邊環(huán)境條件，選取合理的降水方法。

3.施工降水引發(fā)的環(huán)境問題

城市軌道交通工程施工降水的過程當(dāng)中，需要抽取大量的地下水，才能夠滿足自身的施工要求。地下水能夠?qū)Φ孛嫫鸬骄薮蟮闹巫饔?，降水后將?dǎo)致四周水位降低、土中孔隙水壓力轉(zhuǎn)移、消散，不僅打破了土體的原有的應(yīng)力平衡，且有效應(yīng)力增加，相當(dāng)于給地基土增加了一個附加應(yīng)力，導(dǎo)致土層壓縮變形，勢必會造成地面發(fā)生沉降。而地下水位降低后水位一般成漏斗形，地下水位的不均等下降，會造成土層的不均勻壓縮沉降，導(dǎo)致周邊建筑物以及埋設(shè)于地下的管道同樣伴隨土層發(fā)生不均勻沉降，若建筑物以及管道的差異沉降超過其最大承受能力，那么將會出現(xiàn)建筑物開裂、倒塌以及管道斷裂等現(xiàn)象。

4.城市軌道交通工程施工降水引發(fā)環(huán)境問題的解決對策

城市軌道交通工程在進(jìn)行降水施工的過程當(dāng)中，勢必會對周圍的地質(zhì)環(huán)境、周邊建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生一定程度的影響。近些年來，也出現(xiàn)了一些問題，從業(yè)人員已經(jīng)意識到了這類問題的重要性以及緊迫性。筆者認(rèn)為城市軌道交通工程對施工降水引發(fā)的環(huán)境問題擬從以下幾個方面采取對策。

4.1認(rèn)真勘察當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、水文環(huán)境

由于城市軌道交通工程主要是在地面以下進(jìn)行施工建設(shè)，那么我們在對城市軌道交通工程降水施工之前，很有必要對當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、水文環(huán)境條件勘察清楚，分析透徹。工程地質(zhì)勘察資料對城市軌道交通工程建設(shè)尤其是對降水施工具有非常重要的指導(dǎo)意義，并且也從很大的程度上可以杜絕了自然災(zāi)害的發(fā)生。因此，在城市軌道交通工程降水施工之前，建設(shè)單位一定要委托勘察單位對當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、水文條件進(jìn)行認(rèn)真的勘察，得到最可靠最真實(shí)的勘察數(shù)據(jù)，以能夠?yàn)樵O(shè)計、施工提供非常可靠的參數(shù)，為設(shè)計、施工方案提供依據(jù)。

4.2認(rèn)真調(diào)查工程周邊管線、建筑物基礎(chǔ)資料

工程設(shè)計施工前，必須查明工程周邊管線的分布狀況，敷設(shè)年代，材質(zhì)；查明周邊建筑物的基礎(chǔ)形式，上部結(jié)構(gòu)形式，建設(shè)年代，建筑完好程度，必要時需要對建筑物本身的抗變形能力、安全性進(jìn)行鑒定評估。

4.3注重新技術(shù)新方法的運(yùn)用

隨著城市軌道交通工程的研究力度不斷的加大，更多的先進(jìn)設(shè)備、工藝將會誕生。為了最大限度的降低降水施工所引發(fā)的環(huán)境問題，我們必須盡可能多的采取先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備以及工藝，例如寧波市軌道交通建設(shè)中進(jìn)行了超真空管井降水的研究、試驗(yàn)、應(yīng)用，并取得了一定的效果。

4.3注重降水設(shè)計、施工的科學(xué)性

在城市軌道交通工程施工降水之前，首先需要設(shè)計人員根據(jù)工程所處的工程地質(zhì)、水文條件及周邊環(huán)境進(jìn)行降水設(shè)計，設(shè)計中除了要嚴(yán)格的按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展相關(guān)設(shè)計，同時應(yīng)將類似工程或當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)吸收應(yīng)用到設(shè)計方案中。例如對施工風(fēng)險較大的承壓水降水方案的選定需要持科學(xué)、謹(jǐn)慎的態(tài)度。一般承壓水含水層具有埋深大、厚度大、連通性強(qiáng)等特點(diǎn)，采用全部隔斷的措施代價大，一般采用按需降水方式。但對新涉及的承壓水，一般無相應(yīng)設(shè)計、施工經(jīng)驗(yàn)，冒然進(jìn)行承壓水降水施工風(fēng)險較大，必須進(jìn)行降水專項(xiàng)設(shè)計、現(xiàn)場論證后方可大范圍應(yīng)用。

例如寧波市軌道交通工程建設(shè)過程中，對承壓水的處理就建立一套科學(xué)的降水設(shè)計、施工管理體系。主要做法是：（1）要求勘察單位對地下水的參數(shù)、水力聯(lián)系、承壓性、水頭進(jìn)行認(rèn)真勘察，并對地下水處理提出合理化建議；（2）設(shè)計單位根據(jù)地勘報告，進(jìn)行初步降水方案設(shè)計，并采用數(shù)值計算，評估對周邊環(huán)境的影響。（3）施工現(xiàn)場進(jìn)行試抽水驗(yàn)證，并對土層深層位移、地表沉降、建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測，將抽水試驗(yàn)成果報告提供給設(shè)計單位；（4）設(shè)計單位根據(jù)抽水試驗(yàn)成果報告進(jìn)行反分析，調(diào)整優(yōu)化降水設(shè)計參數(shù)，提出較為完善的降水設(shè)計方案，供施工現(xiàn)場實(shí)施。

整個降水設(shè)計、施工過程始終遵循 “按需抽水”、“抽水量最小化”的原則，以保證在滿足工程建設(shè)基本需求的前提下，盡可能降低施工降水對周邊環(huán)境的影響。

從寧波市軌道交通工程現(xiàn)階段的建設(shè)情況看，對承壓水采取的處理措施是恰當(dāng)?shù)?，發(fā)揮了降水經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，同時對環(huán)境的影響較小，可控。

另外，筆者所設(shè)計的寧波市軌道交通某段工點(diǎn)存在10m左右微承壓水含水層、地層條件差，圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的成槽安全及質(zhì)量存在一定風(fēng)險，在施工圖設(shè)計階段由于寧波本地工程對在該層中的地下連續(xù)墻成槽穩(wěn)定性無相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計中對槽壁采取了較為保守的攪拌樁預(yù)加固措施，以保證成槽質(zhì)量和安全。在施工單位進(jìn)場后，由業(yè)主牽頭，組織進(jìn)行了“減壓降水輔助成槽技術(shù)研究”。通過對微承壓水含水層進(jìn)行適量減壓降水，相較普通成槽質(zhì)量有較好的提高，同時周邊環(huán)境要求相對較低，降水的影響能保障周邊環(huán)境安全。設(shè)計、施工根據(jù)該研究成果，采用了減壓降水輔助成槽技術(shù)，較大的節(jié)省了工程投資。同時，并將成果推廣應(yīng)用到類似的工程中。

5.結(jié)束語

綜上所述，本文主要對城市軌道交通工程降水施工的形式，施工降水所引發(fā)的環(huán)境問題以及應(yīng)對所引發(fā)的環(huán)境問題的解決措施等內(nèi)容進(jìn)行了分析研究。對新建城市軌道交通的城市，對地下水的處理不可盲目搬照其它城市的經(jīng)驗(yàn)，必須秉持科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，根據(jù)本地的工程地質(zhì)、水文特征和周邊環(huán)境條件，對擬采取的處理措施經(jīng)充分論證后方可使用和推廣應(yīng)用。希望為新建城市軌道交通工程的建設(shè)、設(shè)計、施工提供參考。

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篇7

關(guān)鍵詞：公路路基、路基翻漿、路基翻漿預(yù)防

中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

路基的穩(wěn)定性是公路施工中保證質(zhì)量的先決條件,它對公路的正常使用影響很大,考慮經(jīng)濟(jì)原因?qū)Σ煌穆范畏瓭{要具體分析,采用適宜的材料和工程措施。處理翻漿關(guān)鍵在改善路面面層結(jié)構(gòu),減少地面水的入滲和地下水的遷移,做好排水隔水設(shè)施最重要。

一、翻漿的概念及影響路基發(fā)生翻漿的主要因素：

1、翻漿的概念：

所謂翻漿, 就是潮濕地段的路基在冰凍過程中,土中的水分不斷向上移動, 使路基上部的水分含量大大增加, 春融期間, 由于土基含水量過多, 強(qiáng)度急劇降低, 再加上行車的作用, 路面發(fā)生彈簧、裂縫、鼓包、冒泥等的現(xiàn)象。

2、翻漿發(fā)生的影響因素

影響公路翻漿的主要因素, 有土質(zhì)、溫度、水、路面與行車荷載等, 其中土質(zhì)、溫度、水是形成翻漿的三個自然因素, 三者同時作用, 才能形成翻漿。

土質(zhì)因素：

狀況土質(zhì)狀況是路基產(chǎn)生翻漿的前提條件。粉性土的毛細(xì)水上升較高且快, 在負(fù)溫度作用下水分聚流嚴(yán)重, 而且土中水分增多時強(qiáng)度降低很快, 容易喪失穩(wěn)定, 因此, 這種土是最容易翻漿的。黏性土毛細(xì)水上升雖高, 但上升速度慢?？梢? 只有在水源供給充足, 并且在土基凍積速度緩慢的情況下, 才能形成比較嚴(yán)重的翻漿。粉性土和黏性土含有大量腐殖質(zhì)和易溶鹽時, 更容易形成翻漿, 砂土在一般情況下都不會發(fā)生翻漿, 這種土毛細(xì)水上升高度小, 在凍積過程中水分聚流現(xiàn)象很輕, 同時, 這種土即使含有大量水分, 也能保持一定的強(qiáng)度。

水和溫度因素：

水和溫度是造成翻漿的必要條件。路基附近的地表積水及淺層地下水, 能提供充足的水源, 水在路基土中轉(zhuǎn)移、變化形成翻漿。另外, 凍結(jié)深度和冷量也對翻漿有一定的影響, 在同樣的凍積深度和冷量條件下, 冬季負(fù)氣溫作用的特點(diǎn)和凍積速度的大小對形成翻漿的影響也是很大的。除此而外, 春天氣溫的特點(diǎn)和化凍速度對翻漿也是有影響的, 如春季化凍時, 天氣變暖, 土基急速融化, 會加重翻漿的程度。

（3）行車動載方面的因素

公路翻漿是通過行車荷載的作用, 最后形成和暴露出來的。動載對路基基床產(chǎn)生的直接影響有: 加大了基床承受的動載能力, 使基床加大變形; 增大了對基床的振動和沖擊; 增強(qiáng)了對基床含水的抽吸作用。這些因素都加劇了翻漿的產(chǎn)生。當(dāng)其他條件相同時,在翻漿季節(jié), 交通量愈大, 車輛愈重, 則翻漿也會愈多、愈嚴(yán)重。

（4）路面因素

公路翻漿是通過路面的變形破壞而表現(xiàn)出來并按路面的變形破壞程度來劃分等級的, 翻漿和路面是密切相關(guān)的。路面結(jié)構(gòu)對翻漿也有一定的影響, 例如,在比較潮濕的土基上鋪筑黑色路面后, 由于黑色面層透氣性較差, 路基中的水分不能通暢地從表面蒸發(fā),導(dǎo)致翻漿發(fā)生, 這就是為什么有些砂石路面原來不翻漿, 鋪筑黑色路面后, 反而出現(xiàn)翻漿的常見原因。

（5）公路施工和交通量等是影響路基翻漿的外在因素

公路施工時遇到降雨,路基土層的含水量由于雨水的滲透而增高。盡管會有蒸發(fā),但其含水量應(yīng)會高于路基施工時的含水量指標(biāo),引起路基翻漿。此外,交通量增大和超載超限車的增多也是產(chǎn)生公路翻漿不可忽視的因素。一般是交通量越大,公路產(chǎn)生翻漿的可能性就越高。翻漿的產(chǎn)生是一個復(fù)雜的過程,是路基含水量、公路交通量、公路建筑材料和公路施工等諸多因素共同影響的結(jié)果。

二、翻漿發(fā)生的原因

翻漿大多是由于排水不暢造成, 水滲入路基, 加上行車的動載作用, 使公路翻漿。道路產(chǎn)生翻漿的主要原因可歸結(jié)為:

( 1) 地下水位高。在冬季水分聚集, 引起路基凍脹, 春融時, 路基濕軟, 形成彈簧狀態(tài), 在行車荷載的作用下, 泥漿被擠壓到路面, 發(fā)生道路翻漿現(xiàn)象。

( 2) 地表排水不良。在冬季時, 積雪堆積在路肩上, 引起不均衡凍脹, 春季雪融化成積水不能及時排出, 侵泡路肩腐蝕路面, 引起路面脫皮, 進(jìn)而引發(fā)翻漿。

( 3) 道路設(shè)計時, 對當(dāng)?shù)貧夂蚩紤]不充分, 對通車量及載重量估計不足, 另外, 部分路段原建公路等級較低也是導(dǎo)致公路路面破壞、形成翻漿的原因之一。三、翻漿路基的防治措施

1、設(shè)計方面：

( 1) 翻漿地區(qū)的路基設(shè)計, 要貫徹“以防為主,防治結(jié)合”的原則。路線應(yīng)盡量設(shè)置在干燥地段, 當(dāng)路線必須通過水文及地質(zhì)條件不良地段時, 就要采取在路基中設(shè)置隔離層、做好路基排水、提高路基等措施, 預(yù)防翻漿。

( 2) 根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)、翻漿類型和程度, 按照因地制宜、就地取材和路基路面綜合設(shè)計的原則, 提出合理防治方案。

( 3) 翻漿地區(qū)的路基設(shè)計, 在一般情況下, 應(yīng)注意對地下水及地面水的處理, 并注意滿足路基最小填土高度的要求, 以及合適的填筑材料。如采用凈砂或砂礫石做路基填料的措施改善排水。

2、工程措施方面

（1）一旦發(fā)現(xiàn)翻漿露頭, 要采取以下措施

①每隔3～5m, 兩邊交錯開挖溝寬為30～40cm的路肩橫溝, 深度按土壤及解凍范圍情況, 逐漸加深, 直至路面底層以下, 溝的外口, 應(yīng)高于邊溝溝底?；蛟诜瓭{路段的中心線上, 順路向每隔4～6m挖一個直徑為30～40cm的圓坑, 坑深要挖到凍土層以下10cm左右, 以便把融化的凍水引聚到坑內(nèi), 再加以導(dǎo)出。這種方法適用于土路及粒料路面路段, 但要設(shè)立交通標(biāo)志。

② 路面坑洼嚴(yán)重的地段, 除橫溝外, 還應(yīng)順路面邊緣加修縱向小盲溝 ( 溝深應(yīng)至路面底層以下) ,將影響路基穩(wěn)定的地下水, 予以截斷、降低、疏干或引導(dǎo)到路基以外。如交通量不大, 也可挖成明溝。

③如條件許可, 應(yīng)盡量繞道行車或限制重車通過, 避免因碾壓加劇破壞。

④ 用木料、樹枝等做成柴排, 鋪在翻漿路段,上面再鋪碎石或沙土, 臨時維持翻漿期間的通車。

⑤換填土。把翻漿路段上的土層挖出來, 挖至穩(wěn)定土層, 然后把挖出來的土攤到路肩上晾干, 再回填或換填一層水穩(wěn)性較佳的土壤。

⑥摻石灰。在翻漿路段上, 撒鋪石灰, 搗夯,使石灰進(jìn)入路基里面, 此法可用于已經(jīng)翻漿破壞的土路段。

（2）翻漿停止后的處治措施當(dāng)翻漿停止, 路基漸趨穩(wěn)定時, 對維持通車的臨時設(shè)施和明溝, 應(yīng)立即拆除, 填平恢復(fù)原狀。處治翻漿, 首先是找準(zhǔn)翻漿原因, 分析并針對不同情況選定治理措施, 進(jìn)行加固, 治理后應(yīng)注意初期觀察, 作出記錄, 以供根治時參考。

1) 提高路基高度。路基偏低時應(yīng)在原路基上,用透水性好的土壤提高路基, 減少底層含水量, 使路基上部土層遠(yuǎn)離地下水和地表水面而保持干燥, 在冰凍過程中, 不致因聚水而失去穩(wěn)定。路基須加高的高度, 應(yīng)根據(jù)沿線凍土深度、路基土質(zhì)和水文情況按路基最小填土高度及臨界高度確定法而定。

2) 采取排水措施, 降低地下水位。良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基, 使路基土體保持干燥, 這是預(yù)防和根治翻漿的首要措施。在地勢許可的路段可采用開挖邊溝 ( 或滲溝) 的措施降低地下水, 滲溝可以為有管滲溝及盲溝。

3) 在路基中設(shè)置透水隔離層, 防止水分進(jìn)入上部路基。在路面以下45～55cm外, 用碎石、礫石、粗砂等粗粒料在路基全寬上鋪厚度10～20cm, 作為透水隔離層。隔離層底面應(yīng)有3%～4%的橫坡度, 它的上下兩面均應(yīng)用苔蘚或草皮鋪一層1～2cm的防淤層。與邊坡接頭時, 要用大塊碎石或礫石鋪進(jìn)50cm寬, 同時, 要使隔離層表面高出邊溝至少25cm。

4) 為防止水的凍結(jié)和土壤膨脹, 在路中設(shè)置隔溫層, 借以減少冰凍深度, 其厚度一般不小于15cm,隔溫材料可用泥炭、爐渣、碎磚或大空隙的混凝土碎塊等, 直接鋪在路面下, 其寬度每邊寬出路面30～50cm。

5) 低洼地段的路基, 如出現(xiàn)軟化或翻漿冒泥,在做隔離層的同時, 在路基兩側(cè)修建漿砌塊石擋土墻, 用以隔斷水的來源, 維護(hù)路基穩(wěn)定。

6) 改善路面結(jié)構(gòu)層。①鋪設(shè)砂礫墊層來隔斷毛細(xì)水上升。在融期, 砂礫墊層具有蓄水、排水作用,在凍結(jié)和融化時, 其體積變化不大, 因而可以減輕路面凍脹和融沉。②鋪設(shè)石灰土結(jié)構(gòu)。石灰土具有一定扳體性, 可使行車荷載傳至土基上的應(yīng)力分布均勻,并逐漸擴(kuò)散減小, 且水穩(wěn)性和冰凍穩(wěn)定性均較好, 力學(xué)強(qiáng)度也較高。

四、結(jié)語

隨著近幾年大型運(yùn)輸車輛的不斷增加, 同時受路段原建材料和地質(zhì)地理?xiàng)l件的影響, 各類路基病害發(fā)生頻繁, 特別表現(xiàn)在季節(jié)性冰凍地區(qū)的路基翻漿, 對公路和交通安全危害極大。一旦發(fā)現(xiàn)路面潮濕斑點(diǎn)、龜裂、行車顛簸、路基發(fā)軟等現(xiàn)象時, 就表明翻漿已經(jīng)開始露頭。此時應(yīng)對其長度、起訖時間氣溫變化、表面特征等進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查分析, 找出原因, 以確定處理方法和措施。只有加強(qiáng)施工的科學(xué)性及合理性注重因地制宜的重要性把危害消滅在初始階段。

參考文獻(xiàn):

[1]劉思鋒,吳永付.高速公路路基翻漿成因及預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施[J].遼寧交通科技2004 (8).

[2]郭長喜,陳郁.淺談瀝青路面翻漿產(chǎn)生的原因及防治[J].黑龍江交通科技, 2004。(1): 119.

篇8

【關(guān)鍵詞】水利工程；安全生產(chǎn)；要素；管理措施

1 引言

如果說水是生命之源，那么水利工程就是通向和引導(dǎo)源頭的媒介。水利工程是滿足人類生產(chǎn)和生活的紐帶，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起著重要作用。近年來，施工中和運(yùn)營中的水利工程安全事故現(xiàn)象屢見不鮮，如：2012年5月26日下午3點(diǎn)多，湖南長沙湘江航電樞紐壩頂橋引橋在澆灌過程中發(fā)生坍塌，事故造成四人受傷，等，究其原因，在于水利工程施工的復(fù)雜性和管理措施的不到位，因此，系統(tǒng)綜合分析水利工程安全生產(chǎn)中的要素，并制定相應(yīng)的管理措施很有意義。

本文從水利工程的重要性和特點(diǎn)切入，基于AHP層次分析法和PDCA管理法，對水利工程安全生產(chǎn)的要素和管理措施進(jìn)行了研究，望對類似工程安全生產(chǎn)提供參考。

2 水利工程的重要性及特點(diǎn)

2.1 水利工程的重要性

水利工程是為了控制、調(diào)整、開發(fā)和清潔地表水和地下水，滿足生產(chǎn)生活需要的工程，它是獲取水資源的媒介。一般說來，水利工程的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）控制地表水和地下水，興利除害；（2）預(yù)防洪水災(zāi)害；（3）開發(fā)水資源；（4）防止旱、澇、漬災(zāi)；（5）改善和創(chuàng)建航運(yùn)條件，為工業(yè)用水服務(wù)；（6）防止水土流失和水體污染，維護(hù)生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)；（7）處理污水和雨水；（8）保護(hù)和增進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)；（9）圍海造田，滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸需要，等，水利工程的這些用處充分體現(xiàn)了其對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要意義，這也從側(cè)面說明了研究水利工程安全生產(chǎn)是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

2.2 水利工程的特點(diǎn)

水往低處流，越流越寬廣，說明了水流的長度長，覆蓋面大，也就決定了水利工程的流域性和大面積性，且水利工程往往在自然環(huán)境相對惡劣的野外，自然條件的復(fù)雜性也就決定了水利工程生產(chǎn)的艱巨性。一般來說，水利工程主要具有以下特點(diǎn)；（1）覆蓋面廣，系統(tǒng)性強(qiáng)；（2）施工環(huán)境復(fù)雜；（3）工期長；（4）成本高；（5）技術(shù)難度大；（6）對環(huán)境有很大影響；（7）不可抗力因素多；（8）效益具有隨機(jī)性，等，水利工程的這些特點(diǎn)決定了水利工程的復(fù)雜性，且影響因素呈多元化趨勢，給安全生產(chǎn)和管理帶來了挑戰(zhàn)，因此，怎樣綜合系統(tǒng)的考慮水利工程安全生產(chǎn)的要素是很有必要的。

3 基于AHP的要素分析

3.1 AHP的內(nèi)涵與應(yīng)用

AHP是Analytic Hierarchy Process 的縮寫，意思即為層次分析法，它是一種綜合系統(tǒng)分級的對某種問題進(jìn)行直觀清晰的展現(xiàn)的方法，更多地運(yùn)用在因素分析、指標(biāo)體系的構(gòu)建等方面。在水利工程安全生產(chǎn)的要素分析中運(yùn)用此方法尚屬首次，上面提到，很多相關(guān)研究內(nèi)容較零碎，系統(tǒng)性不強(qiáng)，且水利工程安全生產(chǎn)受很多因素的影響，因此，運(yùn)用AHP層次分析法必將綜合系統(tǒng)的對水利工程安全生產(chǎn)的要素進(jìn)行體現(xiàn)。

3.2 安全生產(chǎn)的要素分析

上面分析了水利工程的重要性和特點(diǎn)，那么水利工程安全生產(chǎn)的要素有哪些，影響水利工程安全生產(chǎn)的因素是什么，顯然，這是一個系統(tǒng)工程，不僅有橫向的影響要素，也有縱向的影響要素，更有斜向的某些偶然要素，下面根據(jù)AHP層次分析法的原理對水利工程安全生產(chǎn)的要素進(jìn)行二級層次分析，見表1。

由表1可以看出，安全生產(chǎn)的要素是呈多元化的，但都有它的歸屬。縱向要素、橫向要素和斜向要素組合起來就構(gòu)成了水利工程安全生產(chǎn)的“面式要素”，也可以稱作“面式體系”，因此，水利工程安全生產(chǎn)的要素是一個面式的，具有系統(tǒng)性綜合性，在工程實(shí)踐中，我們要充分認(rèn)識和理解安全生產(chǎn)的各要素，分析其對安全生產(chǎn)的影響作用。

4 PDCA視角下的管理措施

4.1 PDCA的內(nèi)涵與應(yīng)用

PDCA是Plan， Do， Check， Action的縮寫，即計劃、實(shí)施、檢查改進(jìn)和再實(shí)施，是一種常用的管理學(xué)方法，它的循環(huán)性和完善再完善的優(yōu)點(diǎn)使其在公司企業(yè)內(nèi)部具有重要的地位。上面提到，水利工程投資大、工期長、不可預(yù)知因素多，因此，把PDCA循環(huán)管理法運(yùn)用到水利工程安全生產(chǎn)中具有可行性。

4.2 安全生產(chǎn)的管理措施

水利工程的安全生產(chǎn)受多種因素的影響，上面已對安全生產(chǎn)的要素進(jìn)行了分析，那么，運(yùn)用什么樣的措施和方法對這些要素進(jìn)行管理是一個重要的問題，下面根據(jù)多年來的工作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合安全生產(chǎn)各有關(guān)主體把水利工程安全生產(chǎn)的管理措施進(jìn)行總結(jié)，見表2。

由表2可以看出，針對安全生產(chǎn)各個主體所對應(yīng)的管理措施是多方面的，要根據(jù)具體工程實(shí)際進(jìn)行。

上面提到，把PDCA循環(huán)管理法運(yùn)用到水利工程安全生產(chǎn)中具有可行性，那么，怎么運(yùn)用是一個值得考慮的問題。PDCA管理法可針對每個管理環(huán)節(jié)或整個管理系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)運(yùn)用和改進(jìn)優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

篇9

Abstract： Landslide does great harm to engineering construction and sliding zone is the key component of Landslide. Due to its contain rich information of growth and evolution and even control the occurrence of landslide hazard， sliding zone soil become an important research content in the field of Engineering Geology both at home and abroad. Current research on sliding zone soil mainly focus on the physical and mechanical properties of sliding zone soil of a specific landslide. This article， firstly from the starting of distinguish of sliding zone soil， introduced the sliding zone soil formation and evolution research status， afterward， mainly introduced the effect of grain composition， mineral composition （especially the composition of clay mineral）， chemical water-rock（soil） interaction， the physical and mechanical effect of water， microstructure on the strength of sliding zone soil， finally discussed the problems existing in the research of sliding zone soil and its development trend.

關(guān)鍵詞： 滑帶土；顆粒組成；礦物組成；微結(jié)構(gòu)；水―巖（土）化學(xué)作用

Key words： sliding zone soil；grain composition；mineral composition；microstructure；chemical water-rock（soil） interaction

中圖分類號：TU411.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）15-0296-06

0 引言

多數(shù)滑坡在滑床與滑體之間存在一個結(jié)構(gòu)破碎、厚度不等的滑帶土。它是斜坡物理力學(xué)作用（溫度、壓力、剪應(yīng)力）和水―巖（土）化學(xué)作用的產(chǎn)物，由于滑帶受力的特殊性和形成過程的復(fù)雜性，使得其組構(gòu)特征和物理力學(xué)、地球化學(xué)等性質(zhì)與滑坡體中其他部位的巖土體存在較大的差異[1-3]，并且成為滑坡中力學(xué)強(qiáng)度最低的軟弱帶，其應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度的變化很大程度上控制著滑坡的產(chǎn)生，同時它還記錄了滑坡的形成演化歷史。因此滑帶土已成為滑坡形成演化、穩(wěn)定性評價及滑坡治理工程中必須研究的關(guān)鍵性單元。

較早關(guān)于滑帶土的研究有上世紀(jì)伏斯列夫[4]（1960）對粘土進(jìn)行了剪切試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)試樣變形不均勻且與主剪切面斜交部位出現(xiàn)破裂面，今井秀喜等[5]研究了粘土裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，把先出現(xiàn)的羽狀裂縫稱為雁行排列的張裂縫，把羽狀裂縫強(qiáng)烈切割的部分稱為破碎帶，這成為滑帶土研究的雛形。隨后各國學(xué)者開展了大量關(guān)于滑帶土抗剪強(qiáng)度和變形特性等力學(xué)行為的研究，研究方法主要為：試驗(yàn)與理論研究相結(jié)合、微觀與宏觀研究相結(jié)合的方法[6]， 隨著研究的深入，國內(nèi)外學(xué)者對滑帶土形成機(jī)理和滑帶土強(qiáng)度影響因素的研究越來越感興趣且成為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，同時新的技術(shù)設(shè)備、試驗(yàn)方法、數(shù)學(xué)理論的出現(xiàn)以及大量工程實(shí)踐，為這方面的研究提供了可能，并取得了大量有意義的研究成果。

1 滑帶土的辨別

滑動帶的確定是滑坡研究、治理的首要工作和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但又是一件十分困難的工作，因?yàn)閷?shí)際工程中遇到的大部分滑坡滑帶的特征并不明顯[7]，目前對于滑動面的確定主要有簡易力學(xué)分析、野外地質(zhì)識別、現(xiàn)場勘探、位移監(jiān)測和地球物理探測等[8]，朱寶龍等[9]運(yùn)用位移監(jiān)測方法查明了京珠高速粵南段K108路塹類軟土滑坡具有五層滑動帶且滑面成近于圓弧形的勺形，為該滑坡治理提供了依據(jù)?；瑤僚c滑床、滑體間的物理性質(zhì)差異也是確定滑帶土的重要方法?；瑤炼酁楦羲畬樱话闱闆r下滑帶土天然含水率、液性指數(shù)、液限、塑性指數(shù)均比滑體要高，而粒徑d50和塑限均比滑體要低[10]。此外一些新的技術(shù)和方法如高密度地電阻率觀測方法、核磁共振技術(shù)等的運(yùn)用為滑帶土的確定起到了重要的促進(jìn)作用[11，12]，運(yùn)用GDT高分辨地質(zhì)探測儀和GDS高分辨率測深法能較為準(zhǔn)確的確定厚度較薄的滑帶土位置[13]，同時在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)意識到研究對象的復(fù)雜性和使用方法技術(shù)的適用性，重視地質(zhì)成因分析，并采用多種綜合的研究方法[14]。

2 滑帶土的形成演化

滑帶的元素地球化學(xué)組成、礦物成分、結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)性質(zhì)都是在滑帶演化過程中形成的，因此加強(qiáng)對滑帶形成演化的研究成為滑坡深入研究中的重要內(nèi)容之一。不同類型滑帶土形成演化各有其特點(diǎn)，根據(jù)大量滑坡資料證實(shí)，均質(zhì)或類均質(zhì)斜坡（如土坡、土壩、堆積物等）滑坡中滑帶的形成受斜坡最大剪應(yīng)力分布特征控制，通常數(shù)量稀少、規(guī)模較小。其余各類滑坡的主滑帶均受斜坡內(nèi)各種成因的軟弱結(jié)構(gòu)帶（面）的控制，如巖層層面、節(jié)理面、斷層帶、巖層差異風(fēng)化界面、巖土界面、構(gòu)造破碎帶等[15]。對滑帶形成特別是大型基巖順層滑坡滑帶形成演化過程及模式的研究已成為滑坡研究中的重要課題，李守定等[16]運(yùn)用地質(zhì)成因演化論方法對三峽庫區(qū)干流庫岸283處崩塌滑坡滑帶形成過程中的物理性質(zhì)、巖石礦物組成和含量、微結(jié)構(gòu)特征、物理化學(xué)性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì)的演化過程進(jìn)行研究，最后得出了該滑帶形成演化模式。徐則民等[17]通過研究云南昭通頭寨滑坡工程地質(zhì)特征得出主滑帶雛形是以杏仁狀玄武巖薄層為基礎(chǔ)發(fā)育的破劈理化層間錯動帶， 而以側(cè)向卸荷為基礎(chǔ)的物理―化學(xué)耦合風(fēng)化最終使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐谆橘|(zhì)。李曉等[18]通過對大型基巖滑坡滑帶發(fā)育演化過程的研究，提出內(nèi)外動力耦合作用機(jī)制及滑帶形成演化的典型四階段模式：層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶。而傾倒滑移滑帶發(fā)生傾倒滑移破壞作為常見的山區(qū)高速公路邊坡破壞模式與順層滑坡和均質(zhì)滑坡在工程地質(zhì)成因和力學(xué)作用過程等方面都存在差異，項(xiàng)后軍等[19]研究了傾倒滑移滑帶形成具備的條件，并把傾倒滑移滑帶演化過程劃分為3個階段即卸荷回彈階段、反傾巖體彎曲和根部折裂階段、折裂面和節(jié)理面貫通階段。此外，根據(jù)滑帶內(nèi)礦物學(xué)、地下水化學(xué)、微觀結(jié)構(gòu)特征研究滑帶的形成演化過程或方式已有了大量研究，鄭國東等[20]通過研究日本富山縣中田浦滑坡滑帶內(nèi)的黃鐵礦，指出滑帶土中的次生黃鐵礦對于滑帶土的形成具有特別的指相意義，可作為備選指標(biāo)用來判斷滑帶的產(chǎn)生歷史和發(fā)展進(jìn)程，從而估計滑坡的發(fā)展演化。日本學(xué)者H.Shuzui等[21]對日本5 個火山巖區(qū)的滑坡滑帶土粘土礦物和地下水化學(xué)的分布特征研究得出地下水的活動使蒙脫石的含量在滑帶中提高是軟弱帶發(fā)育成滑帶的最主要原因。李曉[22]根據(jù)滑帶土不同的微觀結(jié)構(gòu)來判斷滑帶土的演化階段如：當(dāng)滑帶處于穩(wěn)定階段時以化學(xué)風(fēng)化和地下水作用為主，此時的微觀結(jié)構(gòu)則常為樹枝狀、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，粘土礦物常呈現(xiàn)無定向排列，而當(dāng)滑帶土處于滑動階段時滑帶土因剪切作用原有結(jié)構(gòu)破壞，粘土顆粒變細(xì)，并沿滑動面呈定向排列，甚至被拉長。

綜上所述，滑帶的形成受各種內(nèi)外動力作用的協(xié)同控制并經(jīng)歷了漫長的時間演化且產(chǎn)出形態(tài)各異、類型多樣、不斷變化，內(nèi)動力作用主要指構(gòu)造運(yùn)動，其對滑帶的影響主要表現(xiàn)在4個方面：①水平產(chǎn)狀的巖層變成傾斜產(chǎn)狀；②層間軟巖變成結(jié)構(gòu)破碎的層間軟弱帶；③對區(qū)域應(yīng)力場的影響；④各巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育為雨水運(yùn)移提供了通道。外動力地質(zhì)作用主要包括重力作用和地下水作用，據(jù)已有研究表明軟硬相間巖層在重力作用下，由于彈性參數(shù)的差異在層間剪切帶接觸面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力集中，從而使層間剪切帶結(jié)構(gòu)再次遭受破壞[17]，然而以膨脹類土為主的滑帶，當(dāng)上伏巖土體的重力大于滑帶膨脹土的膨脹力時，重力又會抑制膨脹土的膨脹，因此關(guān)于重力作用的影響應(yīng)根據(jù)滑帶土性質(zhì)具體問題具體分析。地下水在滑帶的形成演化主要有物理和化學(xué)兩種效應(yīng)：①使滑帶含水量增高，結(jié)構(gòu)疏松，甚至形成泥化夾層；②靜水壓力和動水壓力效應(yīng)；③通過水―巖（土）反應(yīng)與滑帶發(fā)生物質(zhì)交換，提高次生粘土礦物的含量。總之，滑帶形成演化是一個復(fù)雜的多變邊界的動態(tài)系統(tǒng)，對其進(jìn)行研究有利于深入了解滑坡的形成機(jī)制，同時也是滑坡預(yù)警的重要途徑之一。

3 滑帶土強(qiáng)度的影響因素

3.1 滑帶土的粒度組成 粒度組成是研究滑帶土工程地質(zhì)性質(zhì)的重要內(nèi)容之一，滑帶土中當(dāng)粒徑小于2mm的顆粒重量百分比大于80%稱為細(xì)粒類滑帶土（如粉土、粘土），當(dāng)粒徑小于2mm的顆粒重量百分比小于80%稱為粗粒類滑帶土（如碎石土、砂土）。不同滑坡的滑帶土顆粒成份不盡相同，其工程地質(zhì)性質(zhì)也不同，但卻有一定的規(guī)律性[23]。Li等[24]對三峽庫區(qū)三個大型滑坡重塑土進(jìn)行排水剪切試驗(yàn)得出粒度組成較小的變化都會對剪切結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，曲率系數(shù)、砂粒含量、碎石百分含量、粗粒與細(xì)粒比等顆粒組成指標(biāo)與土體的殘余強(qiáng)度關(guān)系密切。周永昆等[6]對重慶地區(qū)第四系殘坡積層碎石夾粘性土滑坡的滑帶土（重塑土）進(jìn)行室內(nèi)三軸剪切試驗(yàn)試驗(yàn)得出在含水率相同的情況下，內(nèi)聚力與碎石粒徑呈正相關(guān)，內(nèi)摩察角則相反，其抗剪強(qiáng)度隨著礫石粒徑的變大出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象。同時在滑帶土研究中一些新的技術(shù)和分析手段不斷出現(xiàn)，如江洎洧等[23]采用試驗(yàn)及數(shù)值模擬仿真方法并結(jié)合CT無損傷掃描技術(shù)對巴東黃土坡滑坡滑帶土研究發(fā)現(xiàn)：土石混合體系較純土抗剪強(qiáng)度有所提高，但內(nèi)摩擦角上升不明顯，主要由于含石量少，骨架作用不明顯，而且黏聚力較純土提高顯著，原因可能是土石相互作用的外摩擦角的體現(xiàn)。

滑帶土中的粘粒組分對滑帶土抗剪強(qiáng)度影響顯著[25]，目前對于粘粒含量對滑帶土抗剪強(qiáng)度的研究較多，且主要是基于不同含水率條件下粘粒含量對滑帶土體強(qiáng)度參數(shù)c、φ的變化規(guī)律影響。粘粒對滑帶土強(qiáng)度影響途徑主要表現(xiàn)為：①粘粒主要礦質(zhì)組分為粘土礦物，其吸收水分易膨脹從而降低了滑帶土體強(qiáng)度；②不同粘粒含量土的結(jié)構(gòu)不同，其對土體強(qiáng)度影響也不相同。帥常娥等[26]對卡拉水電站田三滑坡體滑帶重塑土在粘粒含量為15%、25%、35%、45%、55%、65%，含水量分別為10%、12%、15%、20%、25%下進(jìn)行直剪試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)含水率Ip時，c隨粘粒含量先增加后減小，在粘粒含量為35%時最低，φ隨粘粒的增加減小的速度加快，但在粘粒含量大于25%時減小的速度減緩。茍富民等[27]通過研究了李家峽滑帶52個原狀土和重塑土樣的粘粒含量、含水量與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系，當(dāng)粘粒

結(jié)合上述已有的研究成果可看出粒度組成對滑帶土強(qiáng)度影響是明顯的，粗粒組分在滑帶土中起作骨架作用、咬合作用，但必須要達(dá)到一定含量及粗顆粒間相互接觸，一般粗粒土類滑帶土的摩擦強(qiáng)度相比細(xì)粒土類滑帶土較優(yōu)。細(xì)粒組分特別是粘粒在滑帶土中的力學(xué)特性受滑帶含水率的影響較大，不同含水率段內(nèi)其對滑帶土的強(qiáng)度c、φ值的影響不同，這主要是源于粘粒特殊的水理特性，但總體而言在含水率增加的情況下粘粒的膠結(jié)作用降低，作用增強(qiáng)，甚至發(fā)生泥化現(xiàn)象，從而加速了滑帶土的質(zhì)量劣化過程。因此粗粒土類滑帶土比細(xì)粒土類滑帶土更有利于滑坡的穩(wěn)定。

3.2 滑帶土的礦物組成 礦物成分是滑帶土的物質(zhì)基礎(chǔ)，它一般包括碎屑礦物、粘土礦物和非晶質(zhì)物質(zhì)，不同礦物組成或者是同一礦物組成的滑帶土，在不同地質(zhì)環(huán)境中其物理力學(xué)性質(zhì)差異明顯[7]。一般碎屑礦物含量與滑帶土的強(qiáng)度呈正相關(guān)，而粘土礦物含量卻呈負(fù)相關(guān)，因此滑帶中的粘土礦物成為滑帶土穩(wěn)定性研究中的重要內(nèi)容。滑帶中的粘土礦物主要來源于造巖礦物的次生變化、泥屑巖的泥化、崩解以及搬運(yùn)沉積。粘土礦物作為滑帶中的重要的固相組成單元，其集合體―粘土具有低滲透性、分散-凝絮性及粘滯性等重要工程特性[29，30]，當(dāng)滑帶中粘土含量越多時在剪切過程別是在有水參與時其效應(yīng)越顯著[31]。陳松等[32]報道了三峽庫區(qū)黃土坡滑坡滑帶中粘粒及粉粒含量較高，粘土礦物的親水性和定向結(jié)構(gòu)使滑帶土在回水作用下易飽水軟化。肖榮久[33]報道了橫山滑坡滑帶土中粘粒含量較高，且粘土礦物成分以高嶺石為主，次為伊利石綠泥石混層礦物及石英等。成國文等[34]報道了重慶涪陵五中滑坡中泥化夾層主要含蒙脫石和伊利石等粘土礦物，是泥化夾層的力學(xué)強(qiáng)度降低的重要原因?？梢娬惩恋V物對滑帶土抗剪強(qiáng)度的降低起作重要的作用。同時不同的粘土礦物成分類型其抗剪強(qiáng)度也不相同，嚴(yán)福章等[35]通過對礦物成份與抗剪強(qiáng)度的相關(guān)分析得出：蒙脫石對滑帶強(qiáng)度的影響最大，以蒙脫石或蛭石為主的滑帶土的c、φ值都低且隨蒙脫石含量的增加呈指數(shù)減小，而以高嶺石為主的滑帶土，c、φ值相對較高。同時由于粘土礦物種類不同其水敏性也不相同，韓志勇等[36]通過實(shí)驗(yàn)研究得出：蒙脫石和伊利石可同時導(dǎo)致導(dǎo)水介質(zhì)靜態(tài)和動態(tài)的滲透性下降，且靜態(tài)滲透性下降值蒙脫石比伊利石要高的多，而高嶺土只引起動態(tài)的滲透性下降，這是它們水敏性不同的機(jī)制所在。這種水敏性的差異表現(xiàn)在滑帶土上即為不同粘土礦物組成類型的滑帶土其滲透性和膨脹性也不同。

粘土礦物對滑帶土質(zhì)量劣化效應(yīng)源于粘土礦物特殊的晶體特性，如片架結(jié)構(gòu)、表面帶電性等。不同的粘土礦物，由于晶格構(gòu)造的特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)等差異，對滑帶土的影響也不同，有必要對其進(jìn)一步深入研究。

3.3 水對滑帶土的影響 眾所周知，水是一種重要的地質(zhì)營力，水對滑坡孕育、激發(fā)、滑體運(yùn)移有做重要影響，周平根博士[37]對此作過較系統(tǒng)的定義“流動著的地下水與周圍巖土體不斷進(jìn)行做化學(xué)、物理、力學(xué)方面的作用，從而影響地下水流的性質(zhì)和化學(xué)組成，也對巖土介質(zhì)狀態(tài)產(chǎn)生影響”，因此水對滑帶土強(qiáng)度的降低也可概括為化學(xué)、物理及力學(xué)三個方面。

3.3.1 水-巖（土）化學(xué)作用 水-巖（土）化學(xué)作用在自然界廣泛存在，水一巖（土）反應(yīng)在絕大多數(shù)地質(zhì)環(huán)境的惡化及地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生過程中都起著決定性作用[38，39]，滑動帶（面）一般具有含水量較高、結(jié)構(gòu)破碎、孔隙率高、礦物成分及類型復(fù)雜等特點(diǎn)，所以滑帶中的水-巖土反應(yīng)一般比斜坡其它部位更劇烈?；瑤е械乃?巖（土）化學(xué)作用類型主要有溶解與溶蝕作用、離子交換作用、水解作用、氧化還原作用、水化作用等。

溶解作用：水是一種溶解力很強(qiáng)且很普遍的溶劑，它與巖（土）接觸時必定會發(fā)生溶解-沉淀反應(yīng)[40]，大氣降水一般呈中性，礦化度較低，但當(dāng)其通過地表土壤層吸收腐殖酸和CO2時溶解能力明顯增強(qiáng)，在運(yùn)移過程中與周圍的巖土體發(fā)生（不對稱）反應(yīng)，使其化學(xué)成分和性質(zhì)變得更加復(fù)雜，幾乎可以與滑帶內(nèi)所有礦物（除方解石等易溶鹽類之外）發(fā)生溶解-沉淀反應(yīng)[41，42]，同時溶解作用也要受到滑帶內(nèi)水溫、壓力、CO2、pH值等影響，其結(jié)果將使易溶礦物隨水流失，而難溶礦物（粘土礦物）殘留在滑帶內(nèi)。

離子交換作用：滑帶土與地下水之間的離子交換作用是由物理力和化學(xué)力吸附到土體顆粒上的離子和分子與地下水的一種交換過程。粘土礦物因具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)而具有良好的吸附和離子交換性能[43]，成為滑帶內(nèi)離子交換的主要物質(zhì)，如高嶺土、蒙脫土、伊利石、綠泥石、蛙石、沸石等，當(dāng)滑帶中的水化學(xué)環(huán)境變化時，粘土礦物會和地下水之間發(fā)生不同規(guī)模的陽離子交換，引起晶體結(jié)構(gòu)、地下水成分和侵蝕能力的變化[44]。Shuzui等[21]通過系統(tǒng)研究日本第三紀(jì)火山巖地層中各類滑坡滑帶土次生粘土礦物和水化學(xué)特征研究指出：滑帶中的地下水對蒙脫石的形成存在強(qiáng)烈的影響，地下水與滑帶內(nèi)礦物間的離子交換作用使地下水中Ca++濃度提高，同時伴隨HCQ■■含量的增加，蒙脫石開始形成，當(dāng)蒙脫石增多到一定程度時，軟弱夾層轉(zhuǎn)化為滑帶。

水解作用：由于水中有一部分水分子離解成H+和OH-使水成為活潑離子且化學(xué)活動性很強(qiáng)的溶液，當(dāng)弱酸強(qiáng)堿或強(qiáng)酸弱堿的鹽類溶于水也會出現(xiàn)溶解，其離解物中可與H+和OH-反應(yīng)使原礦物被分解破壞[45]，如：

4K[AlSi08]（鉀長石）+6H2O4KOH+Al4[Si4O10][0H]8（高嶺石）+8SiO2（硅膠）

4NaAlSi3O8（鈉長石）+6H2OAl（Si4O10）（OH）8（高嶺石）+8SiO2（膠體）+4NaOH

滑帶中的各種硅酸鹽類和其他巖類都可在水解作用下發(fā)生分解和產(chǎn)生新礦物。同時水解作用還會使礦物中化學(xué)鍵出現(xiàn)弱化現(xiàn)象， 在低應(yīng)力條件下弱化鍵更容易發(fā)生破壞， 如二氧化硅玻璃和石英[46]，水解作用一方面改變著滑帶內(nèi)地下水的pH值，另一方面也使滑帶土土體物質(zhì)發(fā)生改變，從而影響滑帶土的力學(xué)性質(zhì)。

氧化還原作用：滑帶內(nèi)的氧化還原作用取決于滑帶內(nèi)的飽水情況和與外界聯(lián)通情況等，文寶萍等[15]研究了三峽庫區(qū)黃土坡滑坡臨江1#崩滑體和泄灘滑坡滑帶得出：兩個滑坡滑帶發(fā)育部位地下水的循環(huán)條件和水-土物理、化學(xué)作用的形式不相同。前者大氣降水補(bǔ)給滑帶內(nèi)地下水，使其氧化作用強(qiáng)烈，水-土相互作用以方解石溶解、泥灰?guī)r碎屑水解泥化和伊利石結(jié)構(gòu)退化向伊-蒙混層礦物的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。后者地下水與外界水力聯(lián)系較差，地下水的還原作用活躍，水-土相互作用以長石水解、次生粘土礦物形成和伊利石結(jié)構(gòu)退化向伊-蒙混層礦物的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。滑帶?nèi)的氧化還原作用既能改變滑帶土的礦物組成，而且能改變著地下水的化學(xué)組分及侵蝕性。

水化作用：水化作用是水滲透到巖土體的礦物結(jié)晶格架中或水分子附著到可溶性巖石的離子上，使巖土體發(fā)生微觀、細(xì)觀及宏觀的結(jié)構(gòu)變化，從而使巖土體的內(nèi)聚力降低[47]?；瑤?nèi)的水化作用在膨脹類滑帶土中表現(xiàn)得較為明顯，能使滑帶土產(chǎn)生較大的體應(yīng)變。簡文星等[48]對安樂寺滑坡滑帶特征進(jìn)行詳細(xì)的研究，滑坡滑帶主要礦物成分為蒙脫石、伊利石、長石、石英等，蒙脫石含量高（85%），當(dāng)吸水后滑帶膨脹，抗剪強(qiáng)度大大降低。

滑帶中的水-巖土化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)方面能導(dǎo)致化學(xué)元素在滑帶土與水之間重新分配；在礦物學(xué)方面能夠引起滑帶原生礦物成分的變化和次生粘土礦物的形成；在物理方面水-巖土化學(xué)反應(yīng)能削弱礦物顆粒之間的連接，導(dǎo)致土的孔隙率、土粒排列方式、微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使滑帶土變得松散軟弱。同時滑帶土的水―巖（土）化學(xué)作用的過程、產(chǎn)物還受控于滑帶中原巖（土）類型、原生礦物、土體結(jié)構(gòu)、水化學(xué)成分和水的流動性、反應(yīng)系統(tǒng)的開放性及動態(tài)性等條件。加強(qiáng)此方面研究有利于尋找水―巖（土）相互作用下滑帶土力學(xué)特性變化的根本原因。

3.3.2 水的物理及力學(xué)效應(yīng) 滑帶土的水-巖（土）物理作用機(jī)制及效應(yīng)在國內(nèi)外已有較長的研究歷史，并取得了大量的研究成果[46，49-52]，概括起來主要集中在3個方面：①降雨引起滑帶內(nèi)地下水短時間增加而導(dǎo)致的滑帶土軟化、泥化和滑帶強(qiáng)度變化[53-56，33]研究；②基于對滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)（重塑土）或現(xiàn)場試驗(yàn)得出的滑帶土物理性質(zhì)和含水率的關(guān)系[57，58]研究；③隨著大型水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)，水庫水位周期性漲落使滑帶處于干濕循環(huán)狀態(tài)而誘發(fā)的滑坡引起了人們注意和廣泛深入的研究[32，54]。

總結(jié)關(guān)于滑帶土的水-巖（土）物理作用研究成果可得如下認(rèn)識：水對滑帶土的物理作用機(jī)制表現(xiàn)為對滑帶土的作用、軟化和泥化作用等。作用是地下水在滑帶土顆粒表面產(chǎn)生效應(yīng)，削弱了土顆粒間的相互嵌接與相互咬合，使滑帶土的摩阻力減小和剪應(yīng)力效應(yīng)增強(qiáng)，地下水對滑帶產(chǎn)生的作用反映在力學(xué)上就是使滑帶土的摩擦角減小。軟化和泥化作用是地下水使滑帶土中親水性充填物（粘土礦物）的物理性狀改變，水會在粘土礦物間形成極化的水分層并能吸收溶液中自由的水分子不斷的擴(kuò)層，同時水分子能夠進(jìn)入一些粘土礦物晶胞層間形成結(jié)構(gòu)水，這兩種水層能導(dǎo)致粘土礦物外部和內(nèi)部膨脹，并且隨含水量的變化發(fā)生由固態(tài)向塑態(tài)甚至液態(tài)的弱化效應(yīng)，軟化和泥化作用能使滑帶土內(nèi)聚力和摩擦角值減小，當(dāng)滑帶土蒙脫石含量高時尤其顯著。同時也應(yīng)注意不同類型的滑帶土，由于其粒度組成、礦物成分和結(jié)構(gòu)的不同，在不同含水率情況下水對其軟化作用也不相同。

水對滑帶土的力學(xué)作用有靜水壓力效應(yīng)、飽水效應(yīng)和動水壓力（滲透壓力）效應(yīng)，靜水壓力等于滑帶土飽水時的孔隙水壓力，水對土顆粒骨架產(chǎn)生一種正應(yīng)力，其矢量指向空隙壁面，此時靜水壓力值是由水頭所決定的，因此滑帶傾角較大時靜水壓力一般也較大，滑帶內(nèi)某點(diǎn)靜水壓力pw值為：pw=ρwgh或γwh

式中：ρw為水的密度，g為重力加速度，h為水頭高度，γw為水的重度。靜水壓力能夠使滑帶土擴(kuò)容變形。另一方面滑帶土飽水侵泡時，當(dāng)總應(yīng)力一致時，靜水壓力的增加能減小有效應(yīng)力，即為滑帶土的飽水軟化效應(yīng)，這可用莫爾一庫侖破壞準(zhǔn)則來描述：τf=（σn-pw）tanφ+c

式中：τf為抗剪強(qiáng)度，σn為正應(yīng)力，pw為孔隙靜水壓力。由式可以看出當(dāng)pw增大時會導(dǎo)致滑帶土有效正應(yīng)力減小，使滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)c、φ值降低?；瑤恋膭铀畨毫榈叵滤诨瑤е辛鲃訒r的滲透壓力，當(dāng)?shù)叵滤诳紫吨袧B流時，水會對其周圍骨架產(chǎn)生滲透壓力，其為水滲透所遇阻力的反作用力，作用方向與滲流方向一致，滑帶內(nèi)單位土體所受滲透壓力（或動水壓力）為：

f=-fL=-ρwg■=ρwgI

式中：■=I為水力坡度。由于ρw=1g/cm3，因此滲透壓力的大小取決于水力梯度，水力梯度越大，則滲透壓力（或動水壓力）越大[59]?；瑤羶?nèi)的動水壓力效應(yīng)作用有2個方面：①對滑帶土產(chǎn)生切向的推力以降低滑帶土的抗剪強(qiáng)度；②滑帶土細(xì)粒組分含量高，在動水作用下能順?biāo)苿?，?dǎo)致滑帶土結(jié)構(gòu)破壞，一般滑帶中下部細(xì)粒組分含量相對上部較高。

滑帶內(nèi)水的物理機(jī)力學(xué)效應(yīng)是一個動態(tài)隨機(jī)且影響因素眾多的復(fù)雜過程，應(yīng)加強(qiáng)不同類型滑帶土在不同時段和不同空間部位靜水壓力、飽水軟化、動水壓力等地下水作用下滲透性、微觀結(jié)構(gòu)的變化研究，從而深入認(rèn)識滑帶土的變形過程。

3.4 滑帶土的微觀結(jié)構(gòu) 早在上世紀(jì)土力學(xué)之父―Terzaghi就指出：粘土在自然沉積過程中的“蜂窩狀結(jié)構(gòu)”是很常見的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)并提出評價粘性土的變形與強(qiáng)度特性時應(yīng)當(dāng)注意其結(jié)構(gòu)的重要性。之后Goldschmidt又提出片架排列結(jié)構(gòu)，Casagrade發(fā)展了Terzaghi的蜂窩結(jié)構(gòu)提出了“基質(zhì)粘土”和“鍵合粘土”的概念，隨著SEM（掃描電子顯微鏡）、XRD（X射線衍射分析）、CT無損傷掃描技術(shù)、計算機(jī)圖像處理技術(shù)、分形幾何理論、平均方向角、定向分布函數(shù)以及微結(jié)構(gòu)因子等電子技術(shù)的引入和新的數(shù)學(xué)方法的出現(xiàn)，為滑帶土的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)研究提供了技術(shù)平臺和理論支持?；瑤恋奈⒂^結(jié)構(gòu)特征及其在外部動力作用下的結(jié)構(gòu)變形行為便成為近年來巖土工程界和工程地質(zhì)界最感興趣的問題，因?yàn)樗岁P(guān)于滑帶土的豐富信息，如：滑帶土的形成演化、滑帶土的發(fā)展變形階段、滑帶土的力學(xué)特性等。因此土的微觀結(jié)構(gòu)及微結(jié)構(gòu)力學(xué)研究以成為21世紀(jì)工程地質(zhì)學(xué)生長點(diǎn)[36]，目前關(guān)于滑帶土的微結(jié)構(gòu)研究已取得了很多有意義的成果，嚴(yán)春杰等[60]對三峽工程庫區(qū)滑坡滑帶土的微結(jié)構(gòu)研究得出：微裂隙和由淋溶孔隙、粒間孔隙、礦物溶蝕孔組成的微孔隙較發(fā)育，使滑帶孔隙率增高，在剪切引起的結(jié)構(gòu)破壞時能激發(fā)很高的孔隙水壓力，從而成為高速滑坡的重要形成機(jī)制，并將擦痕分為線形擦痕、紊亂型擦痕、弧型擦痕分別對應(yīng)不同的滑帶運(yùn)動方式。王洪興等[61]論述了粘土礦物顆粒定向排列測定的基本原理并提出粘土礦物定向性定量評價方法。宋丙輝等[57]通過室內(nèi)試驗(yàn)并基于分形理論，結(jié)合圖像分析處理軟件對舟曲鎖兒頭滑坡滑帶土微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量化研究，得出了孔隙形態(tài)分維數(shù)與孔隙比和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。同時滑帶土的微結(jié)構(gòu)特征對滑帶土的發(fā)展演化階段也有著重要的指示作用，嚴(yán)春杰等[62]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑帶土處于滑動階段時粘土礦物呈定向排列且微孔隙和微裂隙發(fā)育；當(dāng)滑帶處于穩(wěn)定階段時粘土礦物無定向排列并無擦痕，常見樹枝狀、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。這也是滑坡災(zāi)害預(yù)警的重要參考指標(biāo)。

滑帶土的力學(xué)性質(zhì)歸其原因都是其內(nèi)在微觀結(jié)構(gòu)在外部條件（上伏巖土體重力、剪應(yīng)力、孔隙水壓、微生物等）作用下發(fā)生變化的外在反映。開展滑帶土微結(jié)構(gòu)研究與傳統(tǒng)土力學(xué)研究方法有很大的不同，首先它是通過對微觀機(jī)制的研究來解釋和模擬滑帶土的宏觀行為，其次它將土體視為各向異性的含孔隙介質(zhì)，并十分強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的重要性。這種獨(dú)特的角度和方法對于我們深刻認(rèn)識滑帶土有著極其重要的意義，但現(xiàn)階段的研究基本還處于起步定性階段，資料也很缺乏，有必要進(jìn)一步研究。

4 存在問題及展望

4.1 顆粒組成是滑帶土強(qiáng)度研究的重要內(nèi)容之一，以往的研究主要側(cè)重于細(xì)粒土顆粒組成與滑帶土強(qiáng)度參數(shù)C、φ相關(guān)性，第一，忽略了剪切過程中滑帶土強(qiáng)度變化的內(nèi)在機(jī)制；第二，不能夠解釋碎石類滑帶土的力學(xué)特性。因此以后應(yīng)加強(qiáng)對碎石類滑帶土研究，尤其是土石混合體系中不同粒徑顆粒在不同應(yīng)力條件下的力學(xué)行為和運(yùn)動特征以及不同形狀顆粒對滑帶土抗剪強(qiáng)度的影響等的研究。

4.2 滑帶中的元素地球化學(xué)和礦物成分（特別是粘土礦物）特征及變化和滑帶力學(xué)性質(zhì)改變存在深層次的聯(lián)系，它有利于反映滑帶形成過程中水-巖（土）相互作用機(jī)制、程度；揭示滑帶形成的地質(zhì)地球化學(xué)條件；解釋滑帶土抗剪強(qiáng)度降低的內(nèi)在機(jī)理，是滑帶土研究中亟待開拓的研究領(lǐng)域。應(yīng)加強(qiáng)對滑帶中粘土礦物結(jié)構(gòu)和組合特征、不同粘土礦物的含量比、粘土礦物形成轉(zhuǎn)化機(jī)制及粘土礦物在水作用下的物理-力學(xué)性質(zhì)等研究。同時注意對K、Na、Ca等活動性元素和具有變化價態(tài)的Fe元素研究，尋找他們與滑帶土強(qiáng)度的關(guān)系，預(yù)測滑坡活動特征。

4.3 滑帶土的微觀結(jié)構(gòu)是滑帶土深入研究中有望產(chǎn)生重大突破的研究領(lǐng)域，但目前對微結(jié)構(gòu)的研究還處于定性描述階段，針對目前的研究現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為應(yīng)主要從以下4個方面對滑帶微結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究：①加強(qiáng)對不同類型滑帶土微觀結(jié)構(gòu)形成機(jī)制及影響因素研究，并預(yù)測滑帶微結(jié)構(gòu)在環(huán)境改變后（如飽水軟化、地震等）可能的變化特征；②通過計算機(jī)圖形處理技術(shù)和CT技術(shù)等加強(qiáng)對滑帶土微觀結(jié)構(gòu)定量研究，找出影響滑帶土力學(xué)性質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)因子；③建立滑帶土在剪應(yīng)力作用下的微觀力學(xué)模型，從而提高滑帶土強(qiáng)度計算精度；④研究滑帶土微觀結(jié)構(gòu)變化與宏觀滑帶土力學(xué)物理量間的關(guān)系，尋找滑帶土微結(jié)構(gòu)與工程特性的直接制約關(guān)系。

4.4 水對滑帶土的影響在某些方面已取得了大量的研究成果，但由于其內(nèi)容的復(fù)雜性目前對它的認(rèn)識程度還是較低的，需要進(jìn)一步研究的問題有量化滑帶土中水化學(xué)反應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)及其與滑帶土宏觀力學(xué)行為的關(guān)系；水溶液成分及性質(zhì)的變化對滑帶土內(nèi)水土化學(xué)反應(yīng)的影響；滑帶土中的滲透場與變形場和應(yīng)力場的耦合作用；水對滑帶土物理作用的力學(xué)效應(yīng)；滑帶土的水文地質(zhì)效應(yīng)等。

4.5 微生物等微小生命體在地球表層廣泛存在，滑帶中的微生物研究已有相關(guān)報道[5，60]，應(yīng)從其生命活動過程導(dǎo)致的滑帶土機(jī)械破壞、新陳代謝分泌物對滑帶土微觀結(jié)構(gòu)、滑帶內(nèi)水土化學(xué)反應(yīng)作用影響方面進(jìn)一步研究。

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篇10

關(guān)鍵詞：公路；邊坡；治理；措施

中圖分類號：X734文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

引言：

公路工程作為一種線性工程，對地形地質(zhì)體的依附。利用和改造格外強(qiáng)烈，由于受到地形地貌、地質(zhì)條件的限制，路線起伏高差大，在路線設(shè)計中出現(xiàn)了高路堤和深路塹的現(xiàn)象，邊坡的治理已成為影響工程造價，制約路基工程穩(wěn)定和安全的關(guān)鍵性因素，因此，公路的邊坡問題就顯得更為重要。

1.公路邊坡治理的重要性及其特點(diǎn)

近年來公路滑坡事故時有發(fā)生，嚴(yán)重影響公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展及人身安全，威脅了公路的正常運(yùn)行，加劇了地質(zhì)環(huán)境的惡化。同時，公路建設(shè)中的邊坡災(zāi)害也制約了公路建設(shè)的順利進(jìn)行。為了更好對公路邊坡治理技術(shù)進(jìn)行論述，首先要對公路滑坡的特點(diǎn)進(jìn)行分析。公路邊坡滑坡主要在平面形態(tài)上，都有一定的幾何形狀，如橢圓形、三角形簸箕形及其他幾何形態(tài)或不規(guī)則形態(tài)。其滑出方向大多數(shù)與路線方向垂直或近于垂直，少數(shù)滑體滑動方向與公路線路方向斜交，公路規(guī)模的大小也也直接影響滑坡的規(guī)模。成因上講，大多數(shù)滑坡都是在開挖過程中復(fù)活，而且公路滑坡有一個共性，就是超過 90%的滑坡都是由于公路開挖造成的。

2.公路邊坡治理原則

2.1整治滑坡之前，一般應(yīng)先做好臨時排水系統(tǒng)，以減緩滑坡的發(fā)展，然后針對引起滑坡滑動的主要因素，采取相應(yīng)的措施。

2.2實(shí)施的可能性：充分考慮施工過程和順序，以保證滑體逐步趨于穩(wěn)定，確保施工人員安全。

2.3對于性質(zhì)復(fù)雜的大型滑坡，可以繞避對應(yīng)盡量繞避。當(dāng)繞避有困難或在經(jīng)濟(jì)上顯著不合理時，應(yīng)視滑坡規(guī)模、公路與滑坡的相互影響程度、防治與治理費(fèi)用等條件，設(shè)計幾種方案比選。

2.4對于可能突然發(fā)生急劇變形的滑坡，應(yīng)采取迅速有效的工程措施；對于滑坡緩慢的大型滑坡，易全面規(guī)劃整治，仔細(xì)觀察每期工程的效果，以采取相應(yīng)的治理措施。

2.5對于性質(zhì)簡單的中小型滑坡，一般情況下可進(jìn)行整治，路線不必繞避。但應(yīng)注意調(diào)整路線平、縱面位置，以求整治簡單、工程量小、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理。

3.邊坡治理措施

3.1植物防護(hù)治理

近年來，經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的矛盾也越來越突出。為盡快恢復(fù)原有植被，防止水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，工程界積極響應(yīng)國家環(huán)境保護(hù)的號召，大力開展綠色通道建設(shè)，邊坡生物防治工作也逐步受到了有關(guān)方面的重視。植物具有很好的防水土流失的功能，對土壤起到很好的防護(hù)作用。植物防護(hù)治理是采用鋪草皮，種草形式，利用植被對邊坡的覆蓋作用，植物根系對邊坡的加固作用，保護(hù)路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷來對邊坡進(jìn)行防護(hù)。常用的邊坡植被物種有花草，藤本植物、矮生的木本植物。植物的選用應(yīng)適合當(dāng)?shù)氐牡乩須夂颦h(huán)境。在公路路基的防護(hù)中，一般都會在網(wǎng)狀的水泥防護(hù)墻內(nèi)，種上植物，以此，來加固對邊坡的保護(hù)。其中一種新型的噴播植草工藝(即 TBS和 SG 防護(hù)方案)正在被逐步推廣應(yīng)用到高速公路的上邊坡防護(hù)中。噴播植草技術(shù)是將土、水泥、混凝士綠化添加劑、肥料、腐植質(zhì)等與植綠種子均勻混合噴射到開挖的坡面，形成一層人工基質(zhì)，有一定強(qiáng)度且穩(wěn)定，不龜裂，抗沖刷，植物能在此基質(zhì)上正常生長，以此來達(dá)到恢復(fù)生態(tài)環(huán)境、綠化邊坡的目的。在采用噴播植草技術(shù)時要注意:a.根據(jù)氣候環(huán)境選擇選用易于成活，便于養(yǎng)護(hù)，經(jīng)濟(jì)合適的物種，要求能迅速繁殖覆蓋邊坡表面，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)很好的水土保持；b.合理噴植混凝土配合比。噴播植草技術(shù)主要適用于穩(wěn)定且沖刷輕微的的巖石邊坡。坡面要盡可能平整，無倒坡現(xiàn)象．坡面一般要大于 75 度且未風(fēng)化，并且要保證坡面地質(zhì)狀況良好穩(wěn)定。

3.2邊坡的框格防護(hù)

框格防護(hù)是用塊石、混凝土等材料，在邊坡上形成骨架，提高邊坡表面粗糙度系數(shù)，從而減緩水流速度?？蚋裥螤钣泻芏喾N：六角形混凝土塊、漿切片石或預(yù)制塊做成的麥穗形、菱形、窗孔型等等。由此也衍生出六角形空心磚護(hù)坡、片（塊）石護(hù)坡、菱形網(wǎng)格護(hù)坡、窗孔肋式護(hù)坡等等一些邊坡防護(hù)方法。六角空心磚護(hù)坡、菱形網(wǎng)格護(hù)坡、窗孔肋式護(hù)坡是用水泥混凝土預(yù)制安裝的邊坡防護(hù)形式，空白地方可進(jìn)行綠化，具有比較強(qiáng)的觀賞價值，但是六角空心磚護(hù)坡不利于排水和邊坡的穩(wěn)定且費(fèi)用過高，所以要慎用。而菱形網(wǎng)格護(hù)坡只適用于填方邊坡和土質(zhì)挖方邊坡。窗孔肋式護(hù)坡目前是一種較為理想的防護(hù)形式，但肋厚容易被偷工減料，應(yīng)加強(qiáng)施工管理和質(zhì)量監(jiān)理。漿砌片石護(hù)坡主要用拱型骨架支撐坡面易產(chǎn)生溜塌土體及增強(qiáng)巖層極嚴(yán)重風(fēng)化帶邊坡的穩(wěn)定。對長大坡面，用多層骨架，將坡面分割成若干骨架支撐的小塊土體，進(jìn)行分而治之，單孔或多孔均起到支撐作用。漿砌片石骨架護(hù)坡適用于一般土質(zhì)、膨脹土邊坡加固，不適用于細(xì)砂、粉砂邊坡加固。這些防護(hù)方法不但對路基邊坡有一定的防護(hù)作用外，而且還對路容有一定的美化效果。

3.3錨桿加固防護(hù)

錨固技術(shù)按是否施加預(yù)應(yīng)力分為預(yù)應(yīng)力錨桿(索)和非預(yù)應(yīng)力錨桿(索)。預(yù)應(yīng)力錨桿(索)由錨頭、桿體和錨固體三部分組成。預(yù)應(yīng)力錨桿(索)在邊坡工程中的應(yīng)用主要包括：邊坡加固、斜坡?lián)跬痢㈠^固擋墻及滑坡防治。預(yù)應(yīng)力錨桿(索)在邊坡工程中的基本施工程序如下：

3.3.1鉆孔

鉆孔是關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，若鉆孔質(zhì)量差，將會影響錨桿的安裝與水泥砂漿的灌注質(zhì)量，進(jìn)而影響錨桿與砂漿及砂漿與孔壁間的粘接力，致使錨桿達(dá)不到設(shè)計要求，故需確保錨固成孔質(zhì)量。通常用荷載較小的短錨桿鉆孔，鉆機(jī)可采用YQ型潛孔鉆機(jī)。

3.3.2注漿

注漿材料的性能，控制質(zhì)量及施工工藝會直接影響錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度和防腐效果。

注漿設(shè)備包括注入水泥凈漿和砂漿的灌注泵，攪拌設(shè)備，高壓輸送漿液管路選用HB6-3型，其工作壓力P=0-1.5MPa，排漿量Q=50L/min，適用于普通灌注水泥砂漿。漿液攪拌應(yīng)使用普通攪拌機(jī)，其一次攪拌水泥漿量不得小0.3m/s，攪拌時間不應(yīng)小于2min，輸送管路宜使用耐壓不小于50MPa的高壓膠管，管口連接采用快速接頭以保證注漿速度。注漿原材料主要有：水泥、水、砂等。至于注漿漿液的配置，按規(guī)定當(dāng)漿材為水泥砂漿時，一般宜選用水灰比1：l～1：2，水泥比0.38～0.48，且砂子粒徑不得大于2mm。注漿時，先對錨孔用風(fēng)、水沖洗，排盡殘?jiān)臀鬯?，然后將組裝好的桿體平順，緩緩?fù)扑椭量椎?，再從注漿管注入拌合好的水泥砂漿或水泥漿。

3.4擋土墻與抗滑樁

擋土墻是一種能夠抵抗側(cè)向土壓力，防止墻后土體坍塌和增加其穩(wěn)定性的建筑物。在公路工程中，可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、防止水流沖刷路基，同時也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。公路上常用的擋土墻按其設(shè)置位置可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻。其它常用的擋土墻有：錨桿

(索)式擋土墻、懸臂時擋土墻和扶壁式擋土墻和加筋土擋土墻。選擇擋土墻設(shè)計方案時，應(yīng)與其他方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較?？够瑯妒浅惺軅?cè)向荷載、整治滑坡的支撐建筑物，其穿過滑體在滑床的定深度處錨固，抵抗滑坡推力的作用。工程實(shí)踐表明，抗滑樁能迅速、安全、經(jīng)濟(jì)地解決一些比較困難的工程，因此發(fā)展較快。

3.5邊坡治水措施

水是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的主要原因之一，包括地表水和地下水。因此治坡必須先治水，邊坡治水包括坡面截排水及坡體排水。

3.5.1坡面排水

坡面排水主要是通過設(shè)置坡頂截水溝、平臺截水溝、邊溝、排水溝及跌水與急流槽以防止地表水入滲邊坡巖土體。

3.5.2坡體排水(排地下水)

坡體排水設(shè)施主要有滲溝!盲溝及斜孔等。滲溝又分支撐滲溝，邊坡滲溝和截水滲溝三種，主要截排地表以其下幾米范圍內(nèi)的地下水盲溝(即滲水隧道)主要用于截排或引排埋藏較深的地下水，斜孔主要用于引排深層地下水，土層和巖層均可采用，一般用水平鉆機(jī)鉆孔埋置PvC排水管。

4.結(jié)語

加強(qiáng)公路邊坡的防護(hù)和加固工作是極為重要，筆者認(rèn)為，公路的路基設(shè)計應(yīng)在保證邊坡穩(wěn)定的前提下，盡量減少高挖深填。同時考慮填挖平衡減少廢方和借方量，這樣既可以減少對自然環(huán)境的破壞，也可消除或減輕為搞好邊坡防護(hù)與加固帶來的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳慧清 淺談高速公路滑坡治理[J]．山西建筑，2009．