8 不良地质作用和地质灾害
8.1 滑 坡
8.1.1 滑坡勘察应在工程地质测绘的基础上以钻探为主,宜分阶段进行初步勘察和详细勘察,并应查明下列工程内容:
1 地形地貌特征及水文气象条件;
2 岩土类型、成因、基岩面形态与坡度、岩石风化及岩体完整程度;
3 岩、土体的物理力学性质;
4 滑坡类型、规模、范围、发育规律、滑坡成因及诱发因素;
5 滑坡体、滑坡周界、滑坡轴(主滑线)、滑坡壁、滑坡洼地、滑坡台阶、滑坡舌、滑坡鼓丘、滑坡裂缝、滑坡擦痕等滑坡要素的分布位置和发育程度;
6 滑坡床的位置分布、形态特征及物质组成;
7 滑动面(带)位置、厚度、层数、充水状态、物质组成及物理力学性质;
8 含水层的层数,地下水类型、流向、流速及水压等水文地质条件;
9 滑坡体的稳定性,滑坡发展趋势及危害程度。
8.1.2 详细勘察应根据工程地质条件、滑坡形态和地下水等因素布置勘探工作量,并应符合下列规定:
1 主滑方向及其两侧滑体上应布置勘探线,勘探线间距宜为40m,且不应少于3条;
2 勘探点宜布置在勘探线上,间距宜为20m~40m;在滑坡床转折处及预计设置的支挡地段应布置勘探点;
3 勘探点深度应穿透最深滑动面(带),进入下伏稳定地层;控制性勘探点进入下伏稳定地层的深度,应满足滑坡治理的要求;
4 在滑坡体、滑动面(带)及下伏稳定地层中应采取岩土试样,遇地下水时应采取水试样;
5 在滑动面(带)及地下水位附近,钻探工艺和方法应根据地层情况采用干钻、无泵反循环或双层岩芯管钻进,岩芯采取率应大于90%;
6 勘探方法除钻探、触探外,还应布置探槽、探井或竖井;
7 对规模大的滑坡,宜进行工程物探;
8 对滑坡的重点部位宜拍照或录像。
8.1.3 滑坡勘察时抗剪强度试验应符合下列规定:
1 剪切试验方法应根据滑坡现状及滑动面(带)的性质,选择与滑动受力条件相近似的试验方法;
2 采用室内或野外滑动面(带)重合剪时,滑动面(带)宜做重塑土或原状土多次重复剪切试验,并应求出多次剪和残余剪的抗剪强度;
3 采用反分析方法检验滑动面(带)的抗剪强度指标时,应采用滑动后实测的主滑断面进行计算;对正在滑动的滑坡,滑坡稳定系数Fs可取0.95~1.00;对处于暂时稳定的滑坡,滑坡稳定系数Fs可取1.00~1.05;计算时宜根据抗剪强度的试验结果及经验数据,给定黏聚力c或内摩擦角φ二者中的一个值,反求另一个值。
8.1.4 滑坡稳定性计算应符合下列规定:
1 选择的分析断面应有代表性,并应划分牵引段、主滑段和抗滑段;
2 应判断滑动面(带)的形态,并应按本规范附录D计算滑坡稳定系数与滑坡推力;
3 滑坡体存在局部滑动可能时,除应验算整体稳定性外,还应验算局部稳定性;
4 应计及地震、冲刷、人类活动等因素对稳定性的影响。
8.1.5 滑坡稳定安全系数不应小于表8.1.5的规定。
表8.1.5 滑坡稳定安全系数
注:对滑坡现状研究程度低及资料可靠性差或规模及危害程度特别大的滑坡,宜在表中数值基础上增加0.05的安全系数。
8.1.6 滑坡勘察应提出监测的建议,并应包括下列内容:
1 滑动带的孔隙水压力;
2 滑坡及其各区段的移动方向、速度及裂缝的发生与发展;
3 滑动体内外地下水位、水温、水质、流向以及地下水露头的流量;
4 支挡结构承受的压力及位移,相关建设工程的位移、变形、裂缝的发生与发展。
8.2 岩 溶
8.2.1 岩溶勘察应在工程地质测绘的基础上以物探、钻探为主,宜分阶段进行可研勘察、初步勘察和详细勘察,必要时还应进行施工勘察。
8.2.2 岩溶勘察应符合下列规定:
1 地面建筑工程应查明基岩面起伏变化及上覆土层性质;各种岩溶洞隙和土洞的位置、形态、规模及埋深;溶洞顶板的厚度及破碎情况,洞壁岩体的结构及强度;洞隙内堆填物的性状及地下水的埋藏特征;
2 隧道等地下建设工程应查明溶洞及地下河的发育与分布;溶洞或地下河与上覆土层的关系;上部岩溶裂隙或土洞与地下水的补给、排泄关系;岩溶水量的大小与突水的可能性。
8.2.3 岩溶勘察除应符合本规范第8.2.2 条外,还应重点探查下列地段土洞的发育情况,并应分析其形成原因及土洞顶板坍塌的可能性:
1 场地上覆土层的厚度较小,土中裂隙及其下伏岩体洞隙发育的地段;
2 无充填的溶隙或裂隙发育的岩体与土体相交接的部位;
3 在构造带或宽大裂隙带上,以及两组构造裂隙带交汇处;
4 隐伏浅埋的溶沟、溶槽及漏斗上有软弱土体分布的地段;
5 抽排地下水时,地下水位升降剧烈的变动范围,尤其在地下水频繁活动的岩、土交界处;
6 地势低洼的碟形地及靠近地表水体的地段,或地表水经常积聚下渗的活动地带。
8.2.4 岩溶场地的地面建筑工程详细勘察,勘探孔布置应符合下列规定:
1 重要性等级为一级或二级时,应按其柱列线、基础轴线或基础周边线布置勘探孔,重要性等级为三级时,可按其轮廓线布置勘探孔;
2 重要性等级为一级或二级且为框、排架柱独立基础或大直径桩基础,当岩溶微发育时,可隔基或隔柱钻探;当岩溶为中等或强发育时,应逐基或逐柱钻探;重要性等级为一级或二级且为筏板基础时,应在筏板基础内及其周边布置勘探孔;对大型环形基础,应沿环基内、外边线布置勘探孔;
3 岩溶中等或强发育区段,勘探点间距不应大于12m;对于条基或岩溶微发育区段,勘探孔间距不应大于24m;
4 岩溶强发育区应进行工程物探,其勘探范围应大于地面建筑工程的周边线;
5 当基础底面以下或其近旁发现有岩溶洞穴或物探异常时,应加密勘探点,必要时还可采用综合物探进行探查。
8.2.5 岩溶场地的地面建筑工程详细勘察,勘探孔深度应符合下列规定:
1 重要性等级为一级或二级且基础位于硬质岩石表面时,勘探孔进入基础底面(或洞底)以下完整岩体不应小于5m,重要性等级为三级时不应小于3m;
2 采用大直径嵌岩桩或一柱一桩时,勘探孔应进入桩端以下完整岩体不小于3倍桩径的深度,且不应小于5m;
3 当基础位于土层上,且不存在洞穴塌陷可能时,对重要性等级为二级或三级的地面建筑工程,其勘探孔深度不应小于基础底面以下3倍独立基础或6倍条形基础宽度,控制性勘探孔宜进入下伏稳定基岩;对重要性等级为一级的地面建筑工程,其所有勘探孔均宜进入到稳定的基岩。
8.2.6 岩溶发育程度可按表8.2.6确定。
表8.2.6 岩溶发育程度划分
注:符合表中所列岩溶发育条件之一,可认定为对应的发育程度。
8.2.7 岩溶勘察可根据地质条件和工程需要,选择下列测试与观测工作:
1 为查明浅埋的岩溶洞隙顶板及洞内堆填物的岩土性质,应采取岩土试样进行试验,对洞内堆填物可进行原位测试;
2 为判断土洞发生塌陷的可能性,可采取土试样做湿化、胀缩性与可溶盐含量、剪切等试验;
3 当需查明洞内充填物或上覆土的性质时,可采取土试样做物理力学性质试验及进行原位测试;
4 当需研究地下水的变化和潜蚀作用时,应进行不少于一个水文年的地下水位、流速、流向和水质的长期观测;
5 当需确定地下各岩溶洞穴的连通性时,宜进行抽水、注水或荧光素、盐类等示踪连通性试验;
6 当溶洞顶板为易风化岩石或软弱岩石时,可进行抗风化观测与测试;
7 当需评价浅埋洞穴的稳定性时,可采取洞体项板和侧壁岩样,做力学试验,必要时还可做顶板岩体的载荷试验。
8.3 地裂缝
8.3.1 地裂缝勘察宜在可研或初步设计阶段进行,并应查明下列工程内容:
1 了解地震历史,查明地裂缝与地震或全新活动断裂的关系;
2 了解地裂缝发育地段的地形地貌特征,区域地质构造及活动性;
3 了解特殊性岩土与工程活动对地裂缝的影响;
4 了解地下水的赋存状态,查明地下水抽采与地裂缝的关系及其周期变化情况;
5 查明地裂缝的类型、延展方向、长度、深度、倾向、倾角,水平及竖向位移,分析其发展趋势和危害程度;
6 查明地裂缝两侧岩土层的性质、成因。
8.3.2 地裂缝的工程分类可按本规范附录E确定,地裂缝勘察应符合下列规定:
1 应以搜集资料及工程地质测绘为主,物探及钻探为辅的勘察方法,并宜布置探槽、探井和触探;
2 勘探线宜平行于地裂缝走向,勘探点间距应能查明地裂缝的产状,探槽应垂直于地裂缝布置;
3 勘探孔的深度宜查明地裂缝的下界,但不宜超过50m;
4 应查明地下含水层的层数、性质、水位变化幅度及升降规律,并应查明地下水的流向、流速及地下水的补给来源、径流方向;
5 对影响重要工程的地裂缝应进行变形监测。
8.3.3 不稳定型和相对稳定型的地裂缝的划分,应符合下列规定:
1 受全新活动断裂控制,地面活动速率大于1mm/a,历史地震震级大于或等于7级,地表破裂与活动断裂关联性较强的构造式地裂缝及受地下水过量抽采而处于活动期的重力式地裂缝,应为不稳定型地裂缝;
2 除本条第1款之外的地裂缝,应为相对稳定型地裂缝。
8.3.4 不稳定型地裂缝建设场地,不宜建设重要性等级为一级的地面建筑工程。当地面建筑工程重要性等级为二级、三级时,其最小避让距离不宜小于地裂缝深度的2倍,且不宜小于25m;当构造式地裂缝与发震断裂相关联时,其最小避让距离不宜小于100m。
8.4 采空区
8.4.1 采空区的勘探孔布置应在搜集已有采空区资料及现场调查与工程地质测绘的基础上,采用地质钻探、物探或孔内成像等技术,并应符合下列规定:
1 应取得附有坐标和地形的总平面图,并应掌握建设工程的类型、荷载分布、结构特点、基础形式与埋深、地基允许变形资料及地基处理方案;
2 应搜集煤层采区设计与开采资料,并应核实实际采掘区的范围与深度;
3 应核实拟建建设工程与采空区的平面位置关系;
4 应了解拟采取的采空区治理措施,并应搜集已有建设工程的变形资料及治理经验;
5 应查明采空区的覆岩性质及垮塌类型、“三带”发育情况、空洞分布、岩性组合及地基岩土的扰动情况;
6 应查明地下水的赋存状态及补给、排泄条件,并应评价地下水对采空区稳定性的影响;
7 应查明有害气体的分布及危害程度。
8.4.2 采空区勘察范围除应包括地面建筑工程外,还应在工程地质调查与测绘的基础上,按采空区加固处理的设计要求及其影响范围确定。
8.4.3 采空区勘察应进行稳定性评价。当有矿区经验且地质条件简单时,可按下列规定进行评价:
1 当采深采厚比小于30时,可根据地面建筑工程基底压力、采空区的埋深、范围、上覆岩层的性质、顶板管理方式及矿区经验等评价场地和地基的稳定性,必要时应提出处理建议;
2 对采深采厚比大于30时或已稳定的老采空区,当抗震设防烈度为7度及以上时,宜根据采深采厚比、停采时间长短、顶板管理方式及地面建筑工程重要性等级评价场地和地基的稳定性;当抗震设防烈度大于9度时,其采空区的稳定性应进行专门研究。
8.5 场地和地基的地震效应
8.5.1 对抗震设防烈度大于或等于7度的场地,应进行地震效应的分析与评价;当本规范第8.5.3条所列地面建筑工程处于6度区时,应提高至7度进行液化判别。
8.5.2 对建设场地抗震有利、一般、不利或危险地段的划分,应符合下列规定:
1 稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土区段,应划分为有利地段;
2 不属于本条第1、3、4款的地段,应划分为一般地段;
3 软弱土、液化土、条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(含古河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜或沟谷和半填半挖的地基),软塑黄土及高含水量的可塑黄土,对建设工程安全有较大影响的岩溶中等发育区段,存在不稳定型地裂缝的区段,采空塌陷边缘及地表移动尚未稳定的采空塌陷中间区段,应划分为不利地段;
4 地震时可能发生滑坡、崩塌、泥石流、地陷、地裂等,全新活动断裂和发震断裂带及其临近区段,严重影响建设工程安全的岩溶强发育区段,处于地表移动活跃期的采空塌陷区,地下储水或储毒气的掩覆老采空区等应划分为危险地段。
8.5.3 符合下列条件的煤矿矿井与选煤厂地面建筑工程所在场地,勘察时宜实测覆盖层厚度:
1 高度大于或等于30m的井架,高度大于或等于60m的井塔;
2 高度大于或等于100m的烟囱;
3 直径大于或等于25m的筒仓或容量大于或等于0.1Mt的半地下储仓;
4 直径大于或等于120m或跨度大于或等于90m的大型储煤场;
5 高度大于或等于30m的选煤厂主厂房,跨度大于或等于30m且起重机吨位大于或等于50t的单层厂房。
8.5.4 覆盖层厚度可根据孔内剪切波速测试确定,并宜符合下列规定:
1 覆盖层厚度应以岩土层剪切波速大于500m/s的深度确定;当场地覆盖层厚度大难以实测时,也可按本规范表8.5.5规定的覆盖层厚度指标确定波速测试孔的深度;
2 坚硬或较坚硬岩石、新鲜的软质岩石及厚层密实的碎石土,可认定为剪切波速大于500m/s;
3 同一地貌单元内,波速测试孔不应少于2个;
4 本规范第8.5.3条所列单体地面建筑工程不宜少于2个波速测试孔,群体时测试孔数量可减少,但每个单体地面建筑工程的波速测试孔不宜少于1个。
8.5.5 建设工程的场地类别,应根据岩土层的剪切波速或等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表8.5.5确定。
表8.5.5 建设场地类别划分
注:表中vs为岩石的剪切波速,vse为土层等效剪切波速。
8.5.6 详细勘察阶段液化判别的方法及勘探点数量,应符合下列规定:
1 本规范重要性等级为一级的煤矿矿井与选煤厂地面建筑工程和安全等级为一级的边坡工程,应采用标准贯入试验及其他有效的方法进行综合评价;
2 液化判别的勘探点数量应符合本规范第4.2.14条第9款的规定;
3 同一土层中同一种测试方法的测试数量,非连续的测试数据不应少于6个,连续的测试数据不应少于3个。
8.5.7 送电线路、管道线路工程初步勘察与详细勘察合并进行时,应对可能的液化区段进行地震效应的勘察,并应判别至地面下15m深度内的可液化土层。每个可能液化区段不应少于2个液化判别勘探点;架空送电线路工程的重要塔基不宜少于1个液化判别勘探点。
8.5.8 地质时代为第四纪晚更新世(Q3)及其以后时,且符合表8.5.8 所列条件的饱和黄土,可初步判别为具有液化潜势的土层。
表8.5.8 饱和黄土液化初判条件
注
:表中粉粒为d=0.05mm~0.005mm。
8.5.9 进一步判别饱和黄土液化可采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 5.0.1 中的标准贯入试验法,对其计算出的液化指数应先增大20%,之后再按增大后的液化指数评价地基的液化等级。当采用其他液化判别方法时,亦应结合具体公式来源对计算出的液化指数或液化等级进行相应提高。
8.5.10 当黄土的自重湿陷系数大于0.07或干密度小于1.25g/cm3时,可判别为具有震陷的土层,必要时应估算其震陷量。