勘察報(bào)告（地基變形治理工程）

華北油田山西煤層氣中央處理中心地基變形治理工程勘察報(bào)告中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）2011年6月項(xiàng)目名稱：華北油田山西煤層氣中央處理中心地基變形治理工程委托單位：中國石油華北油田煤層氣分公司承擔(dān)單位：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資質(zhì)等級：地質(zhì)災(zāi)害防治工程甲級勘查【證號：國土資地災(zāi)勘資字第2005217017號】地質(zhì)災(zāi)害防治工程甲級設(shè)計(jì)【證號：國土資地災(zāi)設(shè)資字第2005317011號】單位法人：王焰新總工：唐輝明項(xiàng)目負(fù)責(zé)：鄧清祿技術(shù)負(fù)責(zé)：萬金明報(bào)告編寫：姚魚躍萬金明鄧清祿徐景田聶良佐余偉龐偉軍熊建

目錄TOC\o"1-3"\h\z0前言 10.1項(xiàng)目背景 10.2目的、任務(wù)與工作依據(jù) 10.2.1目的 10.2.2任務(wù) 20.2.3工作依據(jù) 20.3工作方案與工作實(shí)施情況 21自然地理與區(qū)域地質(zhì)概況 41.1地理與交通 41.2氣象與水文 51.3地形地貌 51.4地層與構(gòu)造 61.3.1地層 61.3.2構(gòu)造 61.3.3地震活動 72勘察區(qū)工程地質(zhì)特征 72.1地形地貌 72.2地基組成與結(jié)構(gòu) 82.3水文地質(zhì)條件 92.4巖土物理力學(xué)性質(zhì) 92.4.1現(xiàn)場試驗(yàn) 102.4.2室內(nèi)試驗(yàn) 113地基沉降變形現(xiàn)狀與最終沉降量預(yù)測 143.1地基沉降變形現(xiàn)狀 143.2地基沉降變形影響因素分析 183.3最終沉降量計(jì)算 203.3.1計(jì)算方法及參數(shù)選擇 203.3.2計(jì)算結(jié)果分析 234邊坡穩(wěn)定性分析 244.1邊坡形態(tài)特征 244.2可能的破壞模式 254.3邊坡穩(wěn)定性分析與評價(jià) 264.3.1邊坡穩(wěn)定性分析 264.3.2計(jì)算工況及荷載組合 294.2.3邊坡穩(wěn)定性綜合評價(jià) 325治理方案建議 335.1防治原則 335.2工程防治方案建議 346主要結(jié)論與建議 34附圖：附圖一、華北油田山西煤層氣中央處理中心綜合工程地質(zhì)圖附圖二、華北油田山西煤層氣中央處理中心地基沉降預(yù)測圖附圖三、華北油田山西煤層氣中央處理中心工程地質(zhì)剖面圖附圖四、華北油田山西煤層氣中央處理中心鉆孔柱狀圖附圖五、華北油田山西煤層氣中央處理中心探井展示圖PAGE10前言0.1項(xiàng)目背景華北油田山西煤層氣中央處理中心位于山西省晉城市沁水縣端氏鎮(zhèn)金峰村西側(cè)，占地93.7畝，是華北油田股份有限公司重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。處理中心工程于2008年3月開始“三通一平”，5月開始土建施工，8月工藝專業(yè)開始建設(shè)，2009年8月25日工程竣工投產(chǎn)。建成當(dāng)年食堂東側(cè)部位即開始出現(xiàn)沉降，造成地面及部分墻體出現(xiàn)變形開裂。隨后變形區(qū)域逐漸擴(kuò)展和加劇，中控區(qū)、職工食堂、變電站以及保衛(wèi)室、進(jìn)廠大門等處地面產(chǎn)生了大面積不均勻沉降，職工食堂外圍地面整體沉降30cm。雖經(jīng)多次整修但沉降的速度無明顯減緩趨勢；場地外側(cè)回填土高邊坡漿砌石格構(gòu)護(hù)坡不同程度鼓出、開裂損壞。地基變形嚴(yán)重影響了場站內(nèi)部分區(qū)域功能的正常使用，若變形進(jìn)一步發(fā)展，可能引發(fā)嚴(yán)重的后果。鑒于以上情況，煤層氣中央處理中心邀請中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）等單位專家到現(xiàn)場進(jìn)行了考察（2011年5月7日至8日）。經(jīng)考察認(rèn)為，場地變形主要是地基沉降引起的，填方區(qū)碾壓不實(shí)、地表水入滲等是主要影響因素，若不及時(shí)進(jìn)行治理，變形將進(jìn)一步發(fā)展，不僅影響一些場地功能的使用，還可能危害房屋（食堂）、管道的安全。山西煤層氣中央處理中心對考察結(jié)論非常重視，及時(shí)向上級進(jìn)行了匯報(bào)和請示，隨后委托中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）進(jìn)行工程治理勘察及設(shè)計(jì)。0.2目的、任務(wù)與工作依據(jù)0.2.1目的1）查明地基變形及邊坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀，分析對工區(qū)設(shè)施的危害性；2）查清變形的影響因素，預(yù)測變形的發(fā)展趨勢；3）通過現(xiàn)場試驗(yàn)及室內(nèi)試驗(yàn)，獲取災(zāi)害治理所需要的巖土參數(shù)，為下一步防治工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)；4）提出工程治理方案建議。0.2.2任務(wù)通過地形測繪、地質(zhì)測繪、鉆探、井探、現(xiàn)場試驗(yàn)及巖土取樣試驗(yàn)等必要的工程地質(zhì)勘察手段，查明地質(zhì)災(zāi)害的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件。具體要求查清覆蓋層厚度、回填土層密實(shí)度、顆粒級配情況、含水量等物理力學(xué)性能，同時(shí)查清回填土與原始地面接觸帶土層性質(zhì)及含水量等參數(shù)。在此基礎(chǔ)上提出地基及邊坡變形的地質(zhì)模型、分析地基變形特征及邊坡穩(wěn)定性，判斷災(zāi)害危害程度，明確地基變形及邊坡是否需要治理，提供治理設(shè)計(jì)必要的巖土物理力學(xué)參數(shù)、強(qiáng)度和變形指標(biāo)。0.2.3工作依據(jù)勘察工作依據(jù)甲方委托書和國家相關(guān)規(guī)范：1）華北油田山西煤層氣中央處理中心地基變形治理工程勘察設(shè)計(jì)委托書；2）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）；3）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）；4）《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218-94）；5）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）；6）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）；7）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2002）；8）《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10025-2001）；9）《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2004）。0.3工作方案與工作實(shí)施情況根據(jù)山西煤層氣中央處理中心工區(qū)地面變形的特點(diǎn)，勘察工作包括：地形測繪、地質(zhì)測繪、變形區(qū)現(xiàn)場調(diào)查、井探、鉆探、場地回填土現(xiàn)場試驗(yàn)以及室內(nèi)試驗(yàn)等?？碧讲贾脠D見圖0-1。實(shí)際完成工作量統(tǒng)計(jì)于表0-1。工作分外業(yè)、內(nèi)業(yè)兩個階段。2011年5月17日至6月1日為外業(yè)，6月2日至15日進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理。內(nèi)業(yè)工作進(jìn)行了資料整理分析、圖件整理與清繪、巖土物理力學(xué)試驗(yàn)、水質(zhì)成分分析、場地沉降、變形的危害性程度以及穩(wěn)定性分析與評價(jià)等工作。圖0-1勘探平面布置示意圖表0-1勘察主要工作量統(tǒng)計(jì)表工作項(xiàng)目單位工作量備注測量地形測量1:500km20.25斷面測量1:500km3.00勘探點(diǎn)測量組日4工程地質(zhì)測繪地質(zhì)測繪1:500km20.35地質(zhì)剖面測繪1:500km3.00現(xiàn)場調(diào)查及資料搜集場地變形現(xiàn)狀及裂縫調(diào)查組日7地質(zhì)、地貌及其他資料收集份5工程地質(zhì)勘探鉆探m/孔175/7覆蓋層厚96.2m基巖78.8m井探m/個15/3每個探井深5m取土樣件19取巖樣件3取水樣件3試驗(yàn)現(xiàn)場大容重試驗(yàn)組5標(biāo)貫試驗(yàn)次5室內(nèi)水質(zhì)分析組3擊實(shí)試驗(yàn)組5土物理力學(xué)試驗(yàn)組19巖塊物理力學(xué)試驗(yàn)組51自然地理與區(qū)域地質(zhì)概況1.1地理與交通華北油田山西煤層氣中央處理中心位于山西省晉城市沁水縣端氏鎮(zhèn)金峰村西側(cè)荒山上，總占地約93.7畝。東距晉城約60公里，有高速公路相通，南東距沁水縣城約20km，南距陽城約30公里，工區(qū)東側(cè)為省道S331，交通比較便利。圖1-1山西煤層氣處理中心交通位置圖1.2氣象與水文沁水縣屬于干旱半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，具冬寒、夏旱、日溫差大等特點(diǎn)。多年平均氣溫10.6°C，季節(jié)變化大，每年一月氣溫最低，8月氣溫最高。降水量中等，年平均降雨量610.0mm。蒸發(fā)量1700mm。降水多集中在5－9月，占全年總降水量的70％左右。該區(qū)日照強(qiáng)烈，平均年日照2610小時(shí)。多年標(biāo)準(zhǔn)凍土深度為0.55m，最大凍深境內(nèi)主要河流為沁河，由北而南貫穿全縣。沁河兩岸地勢平坦，土壤肥沃，為該縣主要農(nóng)業(yè)區(qū)。地下水主要有松散巖（土）孔隙水和基巖裂隙水兩種。1.3地形地貌沁水縣地勢西北高、東南低，四周群山環(huán)繞，西部大山更為險(xiǎn)峻，平均海拔1400米以上，海拔最高處與最低處相差1838米。境內(nèi)山多密林，丘陵平川相間，山巒起伏，溝壑縱橫。地形東西長，南北窄，東西長約150公里。1.4地層與構(gòu)造1.3.1地層場地周邊出露的地層比較單一，主要包括三疊紀(jì)和第四紀(jì)等時(shí)代的砂巖、黃土。三疊系（T）：紅色、磚紅色細(xì)粒長石砂巖，砂質(zhì)泥巖、頁巖及綠色、黃綠色、灰白色長石砂巖等。第四系（Q）：下更新統(tǒng)（午城組Q1）：棕紅、褐紅、灰褐、棕黃色亞粘土，粘土互層夾灰綠色亞粘土，亞粘土中常含有鐵錳質(zhì)結(jié)核和鈣質(zhì)結(jié)核。中更新統(tǒng)（離石組Q2）：上部，黃紅、棕黃色砂質(zhì)粘土，夾有3-5層古棕紅、棕褐色土壤及黃白、灰白色鈣質(zhì)結(jié)核層，下部及底部常見棕紅色粘土和棕黃色含礫礫質(zhì)粘土互層。上更新統(tǒng)（馬蘭組Q3eol）：淺黃、灰黃、土黃色粉砂土，結(jié)構(gòu)松散，具大孔隙，有白色菌絲及少量鐵銹星點(diǎn)，垂直節(jié)理發(fā)育，主要分布于端氏鎮(zhèn)附近。1.3.2構(gòu)造場地周邊構(gòu)造單元屬于華北板塊中生代鄂爾多斯盆地的東北部。其第四系下伏的基巖中褶皺、斷裂、節(jié)理、劈理等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象很不發(fā)育，地層產(chǎn)狀近于水平，未見火成巖活動，地質(zhì)構(gòu)造簡單。以發(fā)育中生代陸相沉積地層、新生代沉積地層為特征。其中，第四系風(fēng)積層廣泛分布于全區(qū)；中生界地層主要分布于梁地上。該區(qū)域地層主要線路所經(jīng)區(qū)域大地構(gòu)造單元屬于華北板塊中生代鄂爾多斯盆地的北部。處理廠處理廠圖1-1場地周邊區(qū)域地質(zhì)背景圖1.3.3地震活動根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局2001-02-02發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（1：400萬）【GB18306—2001】，本區(qū)所在區(qū)域地震動峰值加速度區(qū)劃為0.05g，相當(dāng)?shù)卣鸹玖叶娶龆取?勘察區(qū)工程地質(zhì)特征2.1地形地貌山西煤層氣中央處理中心工區(qū)是在其原有“三山兩溝”地形地貌基礎(chǔ)上，挖山填溝形成的，地貌單元為中低山。場地原始地面起伏變化較大，地勢西北高、東南低，地面標(biāo)高介于724.70m～765.90m之間，場地最大高差為41.20m。場地現(xiàn)狀寬212米，長322米，采用平坡式布置，以西北角為控制點(diǎn)，向其以東、以南兩側(cè)放坡，坡度0.5%。場地內(nèi)部地面標(biāo)高741.07-744.20米。除東、南沉降區(qū)外，基本平整。場地內(nèi)按設(shè)施可分為火炬區(qū)、壓縮機(jī)區(qū)、中控樓及食堂區(qū)、溶劑材料庫區(qū)、外輸及分離計(jì)量區(qū)、脫水裝置及污水處理區(qū)、變電站區(qū)。其中火炬區(qū)和壓縮機(jī)區(qū)位于場地西北側(cè)，在開挖原山梁的基礎(chǔ)上建成，在場地北側(cè)圍墻外形成長約100m，高10~15m的巖質(zhì)邊坡，坡度70~80°；中控樓、食堂、溶劑材料庫區(qū)位于場地東側(cè)，由原沖溝回填形成，回填厚度4~18m，外側(cè)填方形成土質(zhì)邊坡，坡度36°左右，坡長30~50m，分成2~4級臺階，臺階處建有漿砌石截水溝，整個坡面為松散土質(zhì)堆積，建有漿砌石格構(gòu)護(hù)坡及排水溝；外輸、分離計(jì)量區(qū)位于場地中部，為原沖溝回填區(qū)，回填厚度4~24m，外側(cè)填土形成土質(zhì)邊坡，坡度36°左右，坡長30~50m，樊1、樊4、樊9集氣管線及西氣東輸外線從該邊坡西南側(cè)通過；脫水裝置及污水處理區(qū)位于工區(qū)北側(cè)，在開挖原峁間鞍部的基礎(chǔ)上建成，其北側(cè)圍墻外可見小規(guī)模開挖形成的邊坡，長30m左右，高4~5m；變電站區(qū)位于場地東北側(cè)，主要為開挖形成，圍墻外有少部分回填，坡度32°，回填厚度5~8m，坡面建有漿砌石護(hù)坡。此外，附屬設(shè)施中綠化面積接近場地總面積的一半，生活污水主要通過管道從中控樓及食堂區(qū)輸送到污水處理站內(nèi)。2.2地基組成與結(jié)構(gòu)場地以半挖半填形式整平，挖、填方比例約為2:1，大致按“W”形將場地分為南、北兩段。北側(cè)為挖方區(qū)，覆蓋層厚度一般1~2m，下部為風(fēng)化砂巖，局部含一定厚度的黃土；南側(cè)為填方區(qū)，填土主要成分為風(fēng)化砂巖及表層黃土，填土厚度0~24m，由場地中央向兩側(cè)邊坡依次增大。根據(jù)鉆孔及探井資料，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)，將工區(qū)主要回填區(qū)地層分為六層，現(xiàn)從上至下分別描述如下：①素填土（Q4ml）：黃褐色，稍濕-飽和，松散-稍密，層厚10-15m，主要成分為黃土及全（強(qiáng)）風(fēng)化砂巖，分層特征不明顯，巖芯采取率較高，局部含姜石，粒徑一般2-5cm，大者可達(dá)10-15cm。ZK1及ZK2揭露地面以下3.2~4.0m及7.5~8.2m為飽水軟弱層，TJ2揭露1.6~3.5m處為回填大塊石，顯示該層填土成分混雜，含水量差別較大，造成密實(shí)度較差且分布不均；②午城黃土（Q1）：黃褐色，稍濕，稍密-中密，層厚1-5m，土質(zhì)較均勻，個別鉆孔該層頂部含原坡面植物根系（ZK6），普遍含姜石，成層分布，厚度10-20cm，粒徑一般5-8cm，較大者8-10cm；③全風(fēng)化砂巖（T）：全風(fēng)化，褐紅色、紫紅色，成分以石英、長石、云母為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，無層理，呈碎屑狀，泥質(zhì)含量較高，層厚0.8-2.0m，層底埋深④強(qiáng)風(fēng)化砂巖（T）：強(qiáng)風(fēng)化，褐紅色、紫紅色，平均厚度2.0m左右，成分以石英、長石、云母為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu),近水平層理構(gòu)造，鈣質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，傾角70°-80°，多呈碎塊、薄層狀，塊度4-5cm；⑤中風(fēng)化砂巖（T）：中風(fēng)化，褐紅色、紫紅色，厚度2-4m，短柱狀，柱長5-15cm，成分以石英、長石、云母為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，近水平層理構(gòu)造，鈣質(zhì)膠結(jié)，致密，堅(jiān)硬，發(fā)育一組或兩組節(jié)理，傾角50°-60°。⑥微風(fēng)化砂巖（T）：微風(fēng)化，褐紅色、紫紅色，柱狀，柱長15-20cm，成分以石英、長石、云母為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，近水平層理構(gòu)造，鈣質(zhì)膠結(jié)，致密，堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙不發(fā)育。2.3水文地質(zhì)條件工區(qū)及其周邊無明顯地表水系，地下水類型主要為人工填土松散孔隙水和基巖裂隙水。人工填土松散孔隙水主要賦存于松散填土堆積體中，接受大氣降雨及生產(chǎn)、生活用水及綠化用水補(bǔ)給。由于工區(qū)綠化面積較大，降雨及綠化用水易造成水流入滲，加之填土層密實(shí)度不均，造成水體賦存地點(diǎn)差別較大。從現(xiàn)場調(diào)查及鉆孔、探井資料來看，土體一般為稍濕，ZK1、ZK3顯示在食堂周邊深度為3.2-4.0m及7.5-8.2m兩層飽水，1#、2#探井也發(fā)現(xiàn)有水存在，水量較小。據(jù)分析，該地下水屬于上層滯水，主要是由于回填土層上部比較松散，大氣降雨和生活污水在下滲的過程中遇到下部碾壓較密實(shí)的粘土層，通過一定的匯集，形成統(tǒng)一水位。水質(zhì)簡分析結(jié)果顯示，對混凝土及鋼筋有微腐蝕性。2.4巖土物理力學(xué)性質(zhì)為分析評價(jià)沉降變形特征及邊坡穩(wěn)定性，現(xiàn)場及室內(nèi)進(jìn)行了一系列試驗(yàn)?，F(xiàn)場試驗(yàn)主要包括大容重試驗(yàn)和原位測試，室內(nèi)試驗(yàn)主要包括擊實(shí)試驗(yàn)及其他常規(guī)試驗(yàn)。2.4.1現(xiàn)場試驗(yàn)1）大容重試驗(yàn)主要在探井中進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見表2-1。表2-1現(xiàn)場大容重試驗(yàn)成果表編號取樣深度（m）土重（kg）體積（L）容重（kN/m3）1#探井T1-10.58.04.4017.82T1-21.824.813.4018.14T1-33.112.26.5518.25T1-44.011.36.0518.302#探井T2-11.09.54.9518.81T2-22.013.55.2525.20從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，填土層密度不均，顯示出填土介質(zhì)不均一性及碾壓密實(shí)度的差異較大。2）原位測試 為了解土層密實(shí)情況，在每個鉆孔中均進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2-2。表2-2標(biāo)貫試驗(yàn)成果表鉆孔編號試驗(yàn)深度（m）錘擊數(shù)N密實(shí)度ZK11.40~1.855松散4.50~4.955松散8.20~8.657松散16.00~16.4519中密ZK23.00~3.4511稍密6.00~6.4517中密11.00~11.4515稍密16.00~16.4525中密17.10~17.5528中密ZK33.00~3.457松散6.80~7.2512稍密12.00~12.4523中密13.50~13.9525中密ZK42.00~2.456松散4.00~4.459松散8.00~8.4526中密ZK52.00~2.457松散8.00~8.4519中密11.00~11.4522中密15.50~15.9524中密ZK63.00~3.456松散8.00~8.4521中密12.00~12.4527中密ZK73.00~3.454松散8.00~8.4512稍密11.00~11.4517中密 可以看出，回填土表層松散，松散層厚度一般5m左右，為水流的入滲提供了良好的條件。在食堂附近回填土密實(shí)度最差（ZK2、ZK3），松散層厚度達(dá)8m以上，而管道進(jìn)站區(qū)附近（ZK2、ZK6）回填土相對密實(shí)。2.4.2室內(nèi)試驗(yàn)1）擊實(shí)試驗(yàn)為了解工區(qū)回填土密實(shí)情況，取土樣進(jìn)行輕型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2-3。表2-3擊實(shí)試驗(yàn)成果表編號取樣深度最優(yōu)含水率w(%)最大干密度ρd(g/cm3)天然含水率w(%)1#探井T1-10.521.51.6520.0T1-21.822.31.6421.5T1-33.122.31.6419.4T1-44.022.91.6520.32#探井T2-11.0231.6422.4通過比較實(shí)際含水率和最優(yōu)含水率發(fā)現(xiàn)，目前工區(qū)回填土含水率均未達(dá)到最優(yōu)含水率，因此，地表水入滲有利于土層沉降。2）土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)為獲取土的物理力學(xué)性質(zhì)，以便為后期防治工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，對19組土樣進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2-4。表2-4土工試驗(yàn)成果表編號取土深度物理性質(zhì)界限含水率飽和快剪壓縮含水量密度土粒密度孔隙比孔隙度飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)內(nèi)聚力內(nèi)摩擦角壓縮系數(shù)壓縮模量濕干WρρdρsenSrWL17WPIPILс￠a1-2EsM%g/cm3g/cm3g/cm3—%%%%%—kPa度MPa-1MPaT1-10.520.01.931.612.720.69140.978.731.417.414.00.1925.5016.310.1313.00T1-2-11.821.51.901.562.720.73942.579.132.117.914.20.25////T1-2-224.51.931.552.730.76143.287.834.619.315.30.3428.5015.660.228.00T1-2-323.01.841.502.720.81845.076.533.418.215.20.32////T1-3-13.119.41.851.552.730.76243.269.533.117.615.50.12////T1-3-222.31.861.522.730.79544.376.633.418.514.90.2621.0516.590.266.90T1-3-324.51.881.512.730.80844.782.834.119.314.80.35////T1-4-14.021.11.981.642.720.66439.986.431.817.913.90.23////T1-4-220.32.021.682.720.62038.389.132.718.514.20.1320.1516.470.0918.00T1原狀樣4.522.71.981.612.720.68640.790.033.019.014.00.2623.7015.81//T2-1-11.022.41.871.532.720.78043.878.131.417.613.80.35////T2-1-223.91.891.532.730.79044.182.633.418.215.20.3828.0515.030.257.16ZK2-±15.8-6.016.81.911.642.720.66339.868.932.918.814.1-0.1424.0014.540.1411.88ZK2-±215-15.218.21.991.682.720.61638.180.434.219.214.0-0.0722.2514.66//ZK4-±17.1-7.324.41.981.592.730.71541.793.234.418.515.90.3732.8012.890.199.03ZK4-±29.5-9.724.21.921.552.710.75343.087.132.019.212.80.3917.759.33//ZK1-±17.6-7.84.9//////////////ZK6-±111.6-11.723.81.981.602.730.70741.491.934.719.115.60.30//0.1511.38ZK7-±13.5-3.724.71.841.482.730.85045.979.334.418.515.90.3930.8014.690.247.713）巖石的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表2-5巖塊試驗(yàn)成果表野外編號巖性取樣深度密度含水率單軸抗壓強(qiáng)度巖石分類天然干飽和mg/cm3%（MPa)ZK2-巖1細(xì)砂巖18.00-18.142.662.632.661.0267.7較硬巖ZK2-巖2細(xì)砂巖19.00-19.202.682.652.680.90120堅(jiān)硬巖ZK3-巖1粉砂巖16.80-16.952.632.572.632.2237.0較硬巖4）水質(zhì)分析在ZK1、ZK3及TJ1中取得水樣進(jìn)行水質(zhì)簡分析，結(jié)果顯示對鋼筋及混凝土有微腐蝕性。表2-5水質(zhì)簡分析成果表樣號ZK—1樣號ZK—3樣號TJ1取樣深度2.85m取樣深度3.25m取樣深度1.5m測定項(xiàng)目Ca2+41.68mg/LCa2+89.78mg/LCa2+78.56mg/LMg2+9.72mg/LMg2+13.25mg/LMg2+11.67mg/LK++Na+8.75mg/LK++Na+10.25mg/LK++Na+16.00mg/LCl-23.75mg/LCl-15.95mg/LCl-17.02mg/LSO42-31.51mg/LSO42-24.97mg/LSO42-64.17mg/LHCO3-115.94mg/LHCO3-292.90mg/LHCO3-225.77mg/LCO32-—mg/LCO32-—mg/LCO32-—mg/LPH值6.64—PH值7.01—PH值7.31—礦化度231.35mg/L礦化度457.10mg/L礦化度413.19mg/L游離CO27.04mg/L游離CO220.24mg/L游離CO211.44mg/L侵蝕CO20.00mg/L侵蝕CO22.64mg/L侵蝕CO21.30mg/L計(jì)算項(xiàng)目全硬度2.88mmol/L全硬度5.57mmol/L全硬度4.88mmol/L永久硬度0.98mmol/L永久硬度0.77mmol/L永久硬度1.18mmol/L暫時(shí)硬度1.90mmol/L暫時(shí)硬度4.80mmol/L暫時(shí)硬度3.70mmol/L負(fù)硬度—mmol/L負(fù)硬度—mmol/L負(fù)硬度—mmol/L總堿度1.90mmol/L總堿度4.80mmol/L總堿度3.70mmol/L3地基沉降變形現(xiàn)狀與最終沉降量預(yù)測3.1地基沉降變形現(xiàn)狀為分析地基沉降變形的空間分布特征，勘察過程中對變形區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，現(xiàn)將主要變形情況匯總到表3-1。表3-1工區(qū)變形特征表編號變形區(qū)域部位變形特征描述變形量動態(tài)變化備注水平（cm）垂直（cm）1中控樓與地面交界面地面（臺階）下沉，開裂，形成拉張裂縫3.0-6.010.0-17.0照片3-12與食堂連接處開裂，形成拉張裂縫3.0-5.0照片3-23外地面多條裂縫，與中控樓呈大角度相交1.0-2.00.5-1.04內(nèi)地面機(jī)房內(nèi)地面起翹1.0-2.04.0-5.0照片3-35食堂內(nèi)開裂造成地磚錯位0.5-1.00.1-0.2照片3-46外南與地面（臺階）交界面沉降開裂1011照片3-57外東食堂后側(cè)地面下沉嚴(yán)重24-2715-20持續(xù)變形照片3-68圍墻南側(cè)道路形成多條平行路面裂縫，造成地面拉裂、錯位5-102-8照片3-79圍欄東南角下沉嚴(yán)重29照片3-810圍墻東側(cè)護(hù)坡鼓脹變形20照片3-911變電站內(nèi)部照片3-1012外部圍墻向外傾斜27-8照片3-1113邊坡外鼓、開裂5照片3-1214廠區(qū)內(nèi)燈塔偏斜均有不同程度傾斜，最大約0.5°見表3-115設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)不均勻沉降造成設(shè)備懸空5照片3-1316消防水罐基礎(chǔ)下沉、開裂10-2017路面下沉管線進(jìn)站處路面下沉，部分管線與地面接觸部位形成凹陷坑15-20照片3-14照片3-1518工區(qū)外西圍墻及路面形成裂縫1-2照片3-16注：表中變形量為實(shí)地測量相對變形值。照片3-1地面與中控樓接觸部位下沉開裂照片3-2食堂與中控樓連接部位開裂照片3-3中控樓內(nèi)地面沉降造成地板錯位照片3-4食堂地面變形開裂照片3-5食堂前門臺階處沉降開裂照片3-6食堂后側(cè)地面變形開裂照片3-7地面沉降錯位、開裂照片3-8食堂東角鐵藝圍墻下沉29cm照片3-9食堂后側(cè)邊坡鼓脹變形照片3-10變電站內(nèi)部地面開裂照片3-11變電站圍墻向外傾斜照片3-12漿砌石護(hù)坡頂部開裂照片3-13設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降照片3-14管線進(jìn)站區(qū)地面凹陷照片3-15管線出（入）地處凹陷照片3-16工區(qū)西南角圍墻開裂表3-1燈塔偏斜度測量成果表編號偏轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)角度1E28′20″2E03′01″3W07′25″4W05′51″5W19′26″6W21″7W07′36″8E52″從現(xiàn)場詳細(xì)調(diào)查的結(jié)果可以看出，場地東、南側(cè)回填土較厚的地段地面下沉及開裂現(xiàn)象明顯，如中控樓、食堂及安全室內(nèi)、外地面及墻體出現(xiàn)裂縫，食堂后側(cè)邊坡中上部呈水平線狀鼓出，且有進(jìn)一步加劇的趨勢，裂縫延展方向基本沿邊坡縱向分布，在兩邊坡交匯處變形更為嚴(yán)重。目前沉降變形主要為地面沉降，建筑物（主要為中控樓及食堂）由于采用樁基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)明顯沉降。根據(jù)場地的變形現(xiàn)狀和規(guī)模以及危害程度，可以將整個場地沉降變形分為以下3個區(qū)：（1）強(qiáng)烈變形區(qū)：包括職工食堂周圍及管道進(jìn)出工區(qū)附近。食堂周圍地面裂縫發(fā)育，主要裂縫寬度10~15cm，地面整體下沉明顯，沉降量超過15cm，最大沉降量29cm，其中食堂圍墻外邊坡沉降量大于30cm。目前沉降變形已造成食堂及中控樓內(nèi)、外地面下沉、開裂，據(jù)分析下部樁基礎(chǔ)已開始側(cè)向受力，同時(shí)食堂東側(cè)邊坡明顯變形，漿砌石格構(gòu)呈水平線狀鼓出，若邊坡持續(xù)變形，可能沿臨空面剪出，進(jìn)而威脅食堂安全，后果嚴(yán)重，危險(xiǎn)性較高。管道進(jìn)出工區(qū)附近變形主要集中在坡頂至圍墻之間，沿管溝分布，規(guī)模較大的裂縫長約100m，寬5~7cm，應(yīng)為管溝回填不密實(shí)造成。持續(xù)的變形易造成管道受力，特別是管道轉(zhuǎn)彎處，可能由于應(yīng)力集中造成管道破裂，后果嚴(yán)重，危險(xiǎn)性較高。（2）中等變形區(qū)：包括中控樓附近至工區(qū)大門南側(cè)邊坡及變電站外邊坡。中控樓附近沉降變形較明顯，沿工區(qū)圍墻外圍水泥路面伸縮縫形成多條拉張裂縫，縫寬一般2-5cm，局部下沉5-10cm，外側(cè)邊坡尚無明顯變形，其危害性主要體現(xiàn)在對地面的破壞，危險(xiǎn)性中等。變電站北側(cè)邊坡頂局部呈現(xiàn)地面下沉，地面及圍墻出現(xiàn)拉張裂縫，沉降變形幅度相對較小。變電站北側(cè)邊坡變形對設(shè)備基本無影響，危險(xiǎn)性中等。（3）輕微變形區(qū)：設(shè)備及生產(chǎn)工區(qū)。變形多以零散點(diǎn)的形式出現(xiàn)，表現(xiàn)為個別設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降造成與上部結(jié)構(gòu)脫離，或是在管道入地處受水流沖刷形成凹陷坑，地面裂縫數(shù)量少，規(guī)模相對較小，危險(xiǎn)性較低。3.2地基沉降變形影響因素分析通過對工區(qū)沉降變形現(xiàn)狀的調(diào)查，結(jié)合探井及鉆孔揭露資料，以及現(xiàn)場和室內(nèi)巖土采樣的物理力學(xué)分析，導(dǎo)致場地及邊坡沉降變形的主要因素是：（1）填方厚度空間變化大工區(qū)受地形限制，造成填土厚度較大，由土的壓縮特性可知，在其他因素相同的情況下，可壓縮土層厚度越大，最終沉降量越大，由于填土層土的厚度不一，特別是在斜坡地段，填土厚度變化較大，容易造成不均勻沉降，引起地面開裂及建筑物傾斜。（2）碾壓密實(shí)度不夠鉆孔及探井資料顯示，工區(qū)填土主要為風(fēng)化砂巖及黃土，級配較差，特別是大塊石堆積層，易架空造成孔隙度較大，且難以碾壓密實(shí)，為水的入滲提供了有力條件。在沉降最為嚴(yán)重的食堂區(qū)，探井揭露在地表以下1.6~3.5m層位為大塊石回填，塊石最大直徑超過半米，下部即可見滲入的水體（照片3-17）。從探井開挖的情況來看，地表以下5m深度范圍內(nèi)為松散-稍密土層，容易開挖，密實(shí)度較差，中間夾雜部分碾壓相對密實(shí)的土層，厚度一般不超過30cm。鉆孔標(biāo)貫資料也顯示土層碾壓密實(shí)度（3）地表水及生產(chǎn)、生活污水入滲水對土體具有軟化作用，含水量的增加會破壞原土體結(jié)構(gòu)，造成土骨架破壞及土顆?；疲暧^上即表現(xiàn)為沉降變形，因此，水會加速沉降變形的發(fā)生。地表水沿松散表層入滲后遇到相對密實(shí)粘土層開始富集并向四周擴(kuò)展，由于工區(qū)回填土的不均一性，造成了水體的入滲及賦存條件差異性較大，一般只會在小范圍內(nèi)形成軟弱層面，造成局部不均勻沉降。在沉降變形嚴(yán)重的食堂區(qū)，鉆孔資料顯示在3.2~4.0m及7.5~8.2m存在兩層飽水層，土體呈軟塑~流塑狀，具有高壓縮性，在上部土體自重作用下容易發(fā)生沉降，而在其他區(qū)域未發(fā)現(xiàn)飽水層，沉降量相對較小?？辈熘邪l(fā)現(xiàn)，工區(qū)內(nèi)無完善的地表排水系統(tǒng)，而僅靠路面進(jìn)行排水，雨水不能及時(shí)、有效地排出，容易在下沉量較大的區(qū)域聚集，沿裂縫滲入地下。同時(shí)，綠化面積約占工區(qū)總面積的一半，降雨及澆灌的水基本上完全下滲，導(dǎo)致沉降的發(fā)生。特別是澆灌用水，經(jīng)統(tǒng)計(jì)今年4月份一月就用了1000多方水，大量的水滲入地下，勢必造成大面積的沉降。對生產(chǎn)、生活污水，雖建有專門的排水管道，但不均勻沉降容易造成管道斷裂（照片3-18），或出水口高程高于進(jìn)水口，導(dǎo)致水流無法排出，滲入地下，造成沉降。照片3-17TJ2揭露填土層結(jié)構(gòu)照片3-18食堂排污管破裂造成污水下滲3.3最終沉降量計(jì)算從勘察的結(jié)果來看，導(dǎo)致地基沉降的主要原因是回填土碾壓密實(shí)度較低和大量地表水入滲。目前主要沉降區(qū)土層遠(yuǎn)未達(dá)到最密實(shí)情況，存在較大的壓縮空間，且在變形最為嚴(yán)重的食堂區(qū)，存在飽水軟弱層，即使在維持現(xiàn)狀的情況下，今后一段時(shí)間內(nèi)沉降仍將繼續(xù)。同時(shí)由于工區(qū)內(nèi)排水設(shè)施不完善，水流可能繼續(xù)下滲，增加土層含水量，造成更嚴(yán)重的變形。表3-2為工區(qū)內(nèi)幾個裂縫監(jiān)測點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，與食堂外地面在兩年時(shí)間內(nèi)（09~11）累計(jì)變形30~40cm的數(shù)據(jù)相比，呈明顯加快的趨勢。因此，有必要對最終沉降量進(jìn)行計(jì)算，以明確各區(qū)的沉降發(fā)展趨勢，同時(shí)為下一步治理工程提供參考。表3-2裂縫監(jiān)測數(shù)據(jù)位置10天累計(jì)變形量寬（cm）高（cm）門崗南側(cè)0.90.1門崗北側(cè)0.20.1中控樓與食堂連接部位1.8食堂東側(cè)2.52.23.3.1計(jì)算方法及參數(shù)選擇根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算地基變形時(shí)，地基內(nèi)的應(yīng)力分布，可采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論，其最終變形量可按下式計(jì)算：（1）式中：S—地基最終沉降量；--按分總綜合法計(jì)算出的地基沉降量；--沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；--地基變形計(jì)算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；--對應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)基礎(chǔ)底面處的附加壓力；基礎(chǔ)底面下第i層的土的壓縮模量；--基礎(chǔ)底面至第i層土，第i-1層土底面的距離；--基礎(chǔ)底面至第i層土，第i-1層土底面范圍內(nèi)的平均附加應(yīng)力系數(shù)。將上式進(jìn)行簡化，可以得到下面的計(jì)算公式：(2)式中，S--總沉降量；--分層沉降量；--初始孔隙比；第i層最終孔隙比；Hi--分層厚度。根據(jù)鉆孔資料，結(jié)合前期勘察資料，繪制填方厚度等值線圖，見圖3-1。圖3-1填方厚度等值線圖為獲取土層壓縮特性，進(jìn)行了室內(nèi)壓縮試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3-2。（a）素填土（鉆孔2）（b）素填土（鉆孔4）（c）素填土（鉆孔6）（d）午城黃土土（鉆孔7）圖3-2室內(nèi)壓縮曲線采用分層綜合法計(jì)算沉降量時(shí)，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，分層厚度取為2m，路面車載取為，房屋單層荷載，路面混凝土荷載為。根據(jù)鉆孔位置和鉆孔土樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將填土區(qū)分為三個區(qū)域（圖3-3）進(jìn)行計(jì)算，其中，I、II區(qū)不考慮填土厚度范圍內(nèi)含水量的變化，填土沉降計(jì)算參數(shù)分別采用ZK2、ZK7土樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，III區(qū)填土沉降計(jì)算參數(shù)采用ZK1土樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并考慮深度為3.2-4.0和7.5-8.2兩層含水帶的沉降量。因處于流塑狀態(tài)的土體，土質(zhì)軟弱且壓縮性較高，計(jì)算含水層沉降量時(shí)，均取壓縮系數(shù)a為0.5。圖3-3沉降計(jì)算分區(qū)3.3.2計(jì)算結(jié)果分析根據(jù)圖3-1填土層厚度分布，沿相同厚度剖面每隔2m計(jì)算一次。因相同填土厚度區(qū)受荷狀況不同，對整個場地進(jìn)行單邊5m的網(wǎng)格劃分，依此對整個填土區(qū)域進(jìn)行沉降量分布評估劃分，其計(jì)算劃分結(jié)果如下圖所示：圖3-4場地最終沉降量分布從計(jì)算結(jié)果可以看出，場地沉降主要沿原山溝分布，且最終沉降量隨填土厚度的增加而增加。通過計(jì)算場地填土較大范圍最終沉降量為0-30cm，在食堂東南角和管道進(jìn)站區(qū)最終沉降量較大，分別達(dá)到77cm和79cm，而且最終沉降量主要由填土不密實(shí)和地表水下滲引起，地表荷載與午成黃土層對沉降的貢獻(xiàn)較小。（1）食堂區(qū)該區(qū)計(jì)算最終沉降量范圍為0-77cm。在東南角達(dá)到77cm最大沉降，沉降變化幅度在食堂附近明顯增大。據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該區(qū)域孔隙比與含水量相對較大，且因食堂污水下滲含有明顯的兩層含水帶，因此填土不夠密實(shí)和地表水下滲引起是引起該區(qū)沉降的主要原因，且由于水的軟化作用，區(qū)域沉降發(fā)展較快，目前食堂附近大面積內(nèi)平均沉降量已超過20cm。（2）管道進(jìn)站區(qū)該區(qū)計(jì)算最終沉降量范圍為40-79cm，據(jù)現(xiàn)場鉆探資料，該填土厚度范圍內(nèi)含水量相對均一且較小，密實(shí)度較東南角區(qū)域大。但填土厚度分布相對較大，最大厚度超過24m，因此整體最終沉降較大，在附近計(jì)算最終沉降量達(dá)到最大79cm。根據(jù)沉降現(xiàn)狀和含水情況，該區(qū)沉降發(fā)展較為緩慢。（3）其他區(qū)域廠址其他填土區(qū)域填土厚度較小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，最終沉降量基本在0-20cm之內(nèi)，由沉降現(xiàn)狀可知，在變電站所在角落區(qū)域沉降速度較快，地面變形明顯。其他區(qū)域沉降速度均較緩慢。由此可見，目前工區(qū)沉降量距最終沉降值均有一定距離，最大可能沉降發(fā)生在食堂東南角及管道進(jìn)站區(qū)附近。由于水的作用，導(dǎo)致食堂區(qū)沉降速度大于其他區(qū)域，應(yīng)考慮治理措施。在管道進(jìn)站區(qū)附近，雖然最終沉降量較大，但沉降速度緩慢，可以考慮先做好排水措施，減少地表水入滲。4邊坡穩(wěn)定性分析4.1邊坡形態(tài)特征擬治理邊坡處于場區(qū)填方區(qū)域，現(xiàn)坡面標(biāo)高介于704.00~742.20m之間，根據(jù)部位不同具體可分為四處邊坡治理區(qū)，分別為中控樓前邊坡、管線進(jìn)站邊坡、食堂后邊坡、變電站外邊坡。本次勘察中，通過地表調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中控樓前邊坡和清管區(qū)前邊坡中部暫無變形破壞跡象，坡面漿砌石格構(gòu)防護(hù)結(jié)構(gòu)尚完好，僅在清管區(qū)前邊坡后緣出現(xiàn)一條裂縫，裂縫長約27m，初步估計(jì)為坡體填土沉降所致，因此可初步認(rèn)為該兩處邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。食堂后邊坡坡體前后緣尚未發(fā)現(xiàn)變形破壞跡象，但在中部約736.0m高程位置則出現(xiàn)連續(xù)多處漿砌石格構(gòu)破損現(xiàn)象，估計(jì)為邊坡填土沉降或坡體蠕變滑移所致，因此初步認(rèn)為該處邊坡為基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定狀態(tài)。變電站外邊坡頂部出現(xiàn)裂縫，其坡面漿砌石護(hù)坡尚好，初步估計(jì)為坡頂菜地澆水滲入坡體導(dǎo)致，初步認(rèn)為該處邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)地表裂縫發(fā)育規(guī)律、微地貌特征、格構(gòu)破壞特點(diǎn)結(jié)合鉆探資料分析，將四處邊坡形態(tài)、規(guī)模詳述如下：四處坡體整體形態(tài)呈“楔狀”，后緣寬前緣漸窄。中控樓前邊坡橫寬約60.0m，縱長30~50m，坡體總面積約2.45×103m2，坡體平均厚度約8.0m，總體積約1.96×104m3，主滑方向?yàn)?31°；管線進(jìn)站邊坡橫寬約75.0m，縱長30~50m，坡體總面積約2.88×103m2，坡體平均厚度約8.0m，總體積約2.30×104m3，主滑方向?yàn)?35°；食堂后邊坡橫寬約100.0m，縱長約30m，坡體總面積約2.48×103m2，坡體平均厚度約8.0m，總體積約1.98×104m34.2可能的破壞模式場區(qū)邊坡為中層堆積體邊坡。在原坡面筑填填土后，坡體呈現(xiàn)臺階狀，整體坡度約36°，坡度較陡，無明顯緩傾面，這種斜坡形態(tài)為邊坡變形滑移的形成創(chuàng)造了有利的空間條件。滑體物質(zhì)主要由粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾碎塊石組成，遇水后，滲透性降低，其抗剪強(qiáng)度減小，坡體中存在的軟弱夾層加劇了坡體的不穩(wěn)定性，與坡體中易于形成滑面（帶）。邊坡區(qū)一旦遭遇持續(xù)性強(qiáng)降雨，除原排水設(shè)施排出部分地表水外后緣大量地表水則通過坡體排泄，地表水一部分沿坡體表面向坡腳排泄，一部份從地表向斜坡內(nèi)部下滲，地表水的下滲使坡體的重量不斷增大，從而增大了滑體的下滑力。同時(shí)地下水的下滲，使滑帶土充分飽水，軟弱夾層遇水后其抗剪強(qiáng)度降低，從而降低了坡體的抗滑力。在滑面形成地下水滲流面，滑面強(qiáng)度急劇下降，抗滑力也隨之下降，在后緣區(qū)產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象；當(dāng)降雨使坡體的下滑力增大到大于抗滑力的總和時(shí)，即滑動能量蓄積到一定程度時(shí)，坡體就會沿前緣剪出口產(chǎn)生蠕滑形成不穩(wěn)定斜坡。通過勘察，目前坡面格構(gòu)及排水溝整體良好，坡體后緣地面形成多條拉張裂縫，縫寬一般1~2cm。格構(gòu)開裂、鼓脹變形主要集中在食堂后邊坡，邊坡變形嚴(yán)重，有加劇的趨勢。鑒于目前邊坡主要由回填土組成，回填厚度較大，推斷其可能沿填土層內(nèi)部滑動，滑動面為圓弧形。同時(shí)，鉆孔資料顯示在食堂區(qū)附近地面以下存在兩層飽水軟弱層，該區(qū)域邊坡有可能沿這兩層軟弱夾層滑動，進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)應(yīng)著重考慮。4.3邊坡穩(wěn)定性分析與評價(jià)邊坡特征表現(xiàn)為滑體土結(jié)構(gòu)松散，且存在軟弱夾層，飽水后強(qiáng)度較低。坡體坡度較陡無輕緩面則提供了良好的邊界條件；滑體結(jié)構(gòu)松散，抗剪強(qiáng)度低，為滑動面的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在持續(xù)性強(qiáng)降雨條件下，隨著地下水的下滲，坡體內(nèi)地下水位逐漸抬升，增大了滑體的滲透壓力，從而導(dǎo)致滑體的下滑力增大，同時(shí)滑帶土充分飽水，其抗剪強(qiáng)度降低，降低了滑體的抗滑力?；瑒用嬉蜍浕潭鹊牟町惗荒苋控炌?，未貫通地段形成鎖固力，有利于邊坡穩(wěn)定，當(dāng)有利于滑體穩(wěn)定的因素被地下水軟化，其抗剪強(qiáng)度將逐漸降低，同時(shí)滑動面將逐漸貫通，最終導(dǎo)致坡體產(chǎn)生整體滑移破壞。綜上所述，在遭遇強(qiáng)降雨期間該邊坡變形破壞跡象明顯，整體處于基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定狀態(tài)，局部處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)遭遇持續(xù)高強(qiáng)度暴雨作用下，滑動面將可能全部貫通，邊坡穩(wěn)定性將急劇下降，可能產(chǎn)生整體的滑動。4.3.1邊坡穩(wěn)定性分析通過對該邊坡的工程地質(zhì)詳細(xì)勘察綜合分析確認(rèn)，中控樓前邊坡主滑方向?yàn)?31°，放空區(qū)前邊坡主滑方向?yàn)?35°，食堂后邊坡主滑方向?yàn)?9°，變電站外邊坡主滑方向?yàn)?°。根據(jù)詳細(xì)勘察工作結(jié)合邊坡主滑方向綜合確定主剖面，各剖面線位置見圖4-1。四處邊坡的的穩(wěn)定性計(jì)算典型剖面布置如表4-1所示。圖4-1工區(qū)邊坡剖面線位置示意圖表4-1邊坡穩(wěn)定性計(jì)算典型剖面布置邊坡主滑方向穩(wěn)定性計(jì)算典型剖面中控樓前131°1-1、2-2放空區(qū)前135°3-3食堂后49°4-4、5-5變電站外邊坡3°6-6邊坡為堆積層邊坡，堆積層厚度較大，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002中5.2.2節(jié)關(guān)于邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法的規(guī)定，確定采用圓弧滑動法對本邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。其具體計(jì)算模型分別見圖4-2~圖4-7。圖4-2中控樓前邊坡穩(wěn)定性計(jì)算1-1典型剖面模型示意圖圖4-3中控樓前邊坡穩(wěn)定性計(jì)算2-2典型剖面模型示意圖圖4-4放空區(qū)前邊坡穩(wěn)定性計(jì)算3-3典型剖面模型示意圖圖4-5食堂后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算4-4典型剖面模型示意圖圖4-6食堂后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算5-5典型剖面模型示意圖圖4-7變電站邊坡穩(wěn)定性計(jì)算6-6典型剖面模型示意圖4.3.2計(jì)算工況及荷載組合（1）計(jì)算工況根據(jù)區(qū)域地震資料可知，勘查區(qū)抗震設(shè)防烈度小于Ⅵ度，地震加速度小于0.05g，可不考慮地震因素對邊坡穩(wěn)定性的影響。鑒于該邊坡在50年一遇暴雨期間，邊坡整體變形破壞跡象明顯，邊坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。考慮降雨對該邊坡穩(wěn)定性的影響較大，故本次穩(wěn)定性驗(yàn)算考慮以下兩種計(jì)算工況，其中工況2為設(shè)計(jì)的控制工況。對不同降雨工況下的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，主要通過抬升地下水位，增大滑體內(nèi)的靜水壓力（或滲透壓力）來得以體現(xiàn)。工況1：天然狀況（滑體自重）工況2（設(shè)計(jì)工況）：天然狀況+50年一遇暴雨（滑體自重+暴雨）（2）荷載組合①自重：整個坡體上，置于滑體上的建筑物及其它工程措施，主要分布在坡體后緣，且荷載不大，中控樓及食堂等采用樁基礎(chǔ)，并不對邊坡產(chǎn)生附加荷載作用，因此基本荷載主要為滑體的自重。②地下水作用力：工程地質(zhì)勘察表明，邊坡坡體內(nèi)地下水位較低，天然工況下可認(rèn)為坡體內(nèi)無地下水位及滲流場；暴雨時(shí)，鑒于坡體堆積層的滲透性，降雨入滲可能在坡體內(nèi)軟弱層中形成滲流場。因此計(jì)算時(shí)，主要考慮了孔隙水壓力對滑面產(chǎn)生的浮托力外，還應(yīng)考慮暴雨對滑體穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。3）計(jì)算參數(shù)的選取室內(nèi)土工試驗(yàn)采用的是擾動樣，造成所取得的力學(xué)參數(shù)與實(shí)際結(jié)果存在一定的差距。為此，本次邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定采用室內(nèi)土工試驗(yàn)成果與滑帶土參數(shù)反演以及經(jīng)驗(yàn)值三者相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合確定。（1）室內(nèi)土工試驗(yàn)從土工試驗(yàn)結(jié)果可看出，填土堆積體天然含水量ω為20.0%，天然重度r為18.75kN/m3，飽和重度rsat為19.64kN/m3，孔隙比e為0.70；飽和快剪c值為23.0kPa，φ值為14.60°。（2）滑帶土參數(shù)反演邊坡目前整體處于基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定狀態(tài)，本次滑帶土參數(shù)反演分析選用邊坡主滑方向1-1剖面為實(shí)體模型，邊坡在天然狀況下處于整體基本穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)大于1.20；連續(xù)性強(qiáng)降雨期間其穩(wěn)定系數(shù)降低為接近于1.15；由于該邊坡目前處于暫時(shí)穩(wěn)定~變形階段，根據(jù)《邊坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》第5.3.3條，對處于暫時(shí)穩(wěn)定~變形狀態(tài)的邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.00-1.05。反演分析采用不平衡推力法（傳遞系數(shù)法），穩(wěn)定系數(shù)K取值1.05。根據(jù)上述建立的反演計(jì)算模型結(jié)合不平衡推力法得到滑帶土參數(shù)（天然狀態(tài)）的反演成果見表4-2。表4-2滑帶土參數(shù)反演分析成果表穩(wěn)定性系數(shù)內(nèi)摩擦角Φ(°)1314151617181920100.6940.7430.7930.8430.8940.9460.9981.050內(nèi)110.7250.7740.8240.8750.9250.9771.0291.081聚120.7560.8060.8550.9060.9571.0081.0601.113力130.7870.8370.8870.9370.9881.0391.0911.144C140.8190.8680.9180.9681.0191.0701.1231.175（kPa）150.8500.8990.9490.9991.0501.1021.1541.207160.8810.9300.9801.0311.0811.1331.1851.238170.9120.9621.0111.0561.1131.1641.2161.269根據(jù)參數(shù)反演的結(jié)果所作的F.O.S-Φ，F(xiàn).O.S-C，Φ-C相關(guān)曲線見圖4-8~圖4-10。圖4-8參數(shù)反演(F.O.S—Φ關(guān)系曲線)圖4-9參數(shù)反演(F.O.S—C關(guān)系曲線)圖4-10參數(shù)反演(Φ—C關(guān)系曲線)由圖4-8、圖4-9可知，F(xiàn).O.S-C關(guān)系曲線中直線族傾角為1.793°，F(xiàn).O.S-Φ關(guān)系曲線中直線族傾角為2.921°，表明穩(wěn)定性系數(shù)F.O.S對內(nèi)摩擦角Φ的反應(yīng)比對內(nèi)聚力C的反應(yīng)要略靈敏些。反演工況下的穩(wěn)定性系數(shù)取1.05時(shí)，C=10.0kpa，Φ=20.28°；C=11.0kpa，Φ=19.41°；C=12.0kpa，Φ=18.81°；C=13.0kpa，Φ=18.21°；C=14.0kpa，Φ=17.61°；C=15.0kpa，Φ=16.99°；C=16.0kpa，Φ=16.38°；C=17.0kpa，Φ=15.77°（見圖4-10）。根據(jù)參數(shù)反演成果，確定滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)C=