废弃矿山挡土墙岩土勘察与整治

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1工程概况

镇枫桥废弃矿山地质环境治理项目位于江西省上栗县，因赤山镇枫桥村周边赋存煤炭资源，上世纪八、九十年代多个小煤矿开采地下煤炭资源，目前除大源冲煤矿尚在生产，其余均已闭坑。由于历史原因，在煤矿开采过程中衍生出的多处矸石山易造成崩滑流隐患，破坏矿山地质环境，威胁下游居民生命财产安全，故对治理区内I区金马煤矿西侧、Ⅱ区坑口7东侧、Ⅳ区建兴煤矿南侧矸石山采取挡土墙进行边坡防护，V区大源冲煤矿西侧矸石山采取拦挡坝进行边坡防护。本次勘察勘探孔数及孔位均按设计要求布置。依据建设方提出的地质勘探要求，设计钻孔l6个。具体要求如下：

(1)查明拟建工程范围内地下岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析评价地基的稳定性、均匀性和承载力；

(2)实测拟建工程范围内地下水位，说明各段地下水补给来源，并论证地下水、地表水对挡土墙基础稳定性的影响，以及地下水活动情况与软弱地层的关系；

(3)查明拟建工程范围内地下不良地质现象的成因、类型及空间分布，并提供计算参数及整治措施建议；

(4)测试拟建工程范围内地下各土层的物理一力学指标，同时应提供各土层的基本承载力数据及相应的土工实验数据；

(5)若遇有软土应提供孔隙比与荷载关系图、固结系数与荷载关系图、无侧限抗压应力与应变图；

(6)勘探深度应满足：当路线通过含有有机质的垃圾、杂填土、未经沉实近期回填土、软土或有其它不良地质条件的地段时，勘探孔应钻透该层；钻孔宜进入中等风化岩层。

2勘察方法及施工稳定性分析

2.1工程勘察方法

(1)本次勘察第四系松散层采用冲击跟管钻进，回次进尺控制在1m以内，终孔口径不小于110mm，以满足取样及原位测试的需要。

(2)在粘性土层中采取原状土样进行室内土工试验及标准贯入试验。

(3)钻孔位置采用全站仪按设计孔位坐标放至实地，终孔后复测孔位坐标。其平面坐标为五四坐标系统，高程为黄海高程。样品的采取、现场原位测试及室内试验工作等均按勘探要求及相关规程规范进行，所有勘探工作均符合质量要求。

2.2稳定-陛分析墙体

稳定性验算包括抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算及地基土承载力验算。基本参数如下：

(1)堆积体粘聚力：0000kPa；

(2)堆积体内摩擦角：击：35~；(3)堆积体重度：=18t／m3；

(4)堆积体与墙体间摩擦角：8=155o；

(5)墙底摩擦系数：f=05。根据库仑土压力理论计算其抗滑移及倾覆稳定性：滑移验算结果：K=138；倾覆验算结果：Ko=223。各种运行状态下均能满足要求，并且各截面应力亦能满足规范要求。

3岩土工程分析与评价

3.1地基岩土层承载力的确定根据土工测试资料及原位测试成果，结合地区经验，确定地基土容许承载力特征值见表1。

3.2拟建场地的稳定•陛与适宜性评价勘察深度及场地范围内，未发现明显的地质构造及不良地质现象，场地位于地震基本烈度为小于Ⅵ度区内，场地稳定性与适宜性较好。

3.3场地天然地基适宜性评价场地范围内共揭露：①杂填士；②淤泥质土；③粉质粘土；④强风化粉砂岩、泥岩；⑤中风化粉砂岩、泥岩岩土层。现将各段拟建挡土墙及拦挡坝场地工程地质条件分述如下：

3.3.1综合治理I区金马煤矿西侧GS1挡土墙

(1)杂填土：杂色，结构疏松，高压缩性，承载力低，不能作为挡墙天然地基。

(2)粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑状，中等压缩性，承载力较高，建议承载力特征值为170kPa。该土层分布较稳定，厚度12～16m，埋深0～O7m，埋藏浅，是拟建挡墙浅基础良好的持力层。

(3)强风化粉砂岩、泥岩：埋藏较深，性质较好，建议承载力特征值为300kPa。对拟建挡墙浅部无影响，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(4)中风化粉砂岩、泥岩：埋藏深，性质好，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。(5)勘察场地地下水水位埋深06～130m(以孔口为基准)，上层滞水水量不大，对基坑开挖基本无影响，基坑开挖时需少量排水。

3.3.2综合治理Ⅱ区坑口7东侧GS9挡土墙

(1)杂填土：杂色，结构疏松，高压缩性，承载力低，不能作为挡墙天然地基。

(2)粉质粘土：黄褐色，可塑硬塑状，中等压缩性，承载力较高，建议承载力特征值为170kPa。该土层分布较稳定，厚度11～16m，埋深O～095m，埋藏浅，是拟建挡墙浅基础良好的持力层。

(3)强风化粉砂岩、泥岩：埋藏较深，性质较好，建议承载力特征值为300kPa。对拟建挡墙浅部无影响，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(4)中风化粉砂岩、泥岩：埋藏深，性质好，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(5)勘察场地地下水水位埋深O25～110m(以孔口为基准)，上层滞水水量不大，对基坑开挖基本无影响，基坑开挖时需少量排水。

3.3.3综合治理Ⅳ区建兴煤矿南侧GSl1挡土墙

(1)粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑状，中等压缩性，承载力较高，建议承载力特征值为170kPa。该土层分布较稳定，厚度14～19m，出露地表，是拟建挡墙浅基础良好的持力层。

(2)强风化粉砂岩、泥岩：埋藏较深，性质较好，建议承载力特征值为300kPa。对拟建挡墙浅部无影响，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(3)中风化粉砂岩、泥岩：埋藏深，性质好，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(4)勘察场地地下水水位埋深058～124m(以孔口为基准)，上层滞水水量不大，对基坑开挖基本无影响，基坑开挖时需少量排水。

3.3.4综合治理V区大源冲煤矿西侧GS12拦挡坝

(1)杂填土：杂色，结构疏松，高压缩性，承载力低，不能作为挡墙天然地基。

(2)耕植土：灰黑一灰色，呈软塑一可塑状，承载力低，不能作为挡墙天然地基。

(3)粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑状，中等压缩性，承载力较高，建议承载力特征值为170kPa。该土层分布较稳定，厚度16~23m，埋深O～14m，埋藏浅，是拟建拦挡坝浅基础良好的持力层。

(4)强风化粉砂岩、泥岩：埋藏较深，性质较好，建议承载力特征值为300kPa。对拟建挡墙浅部无影响，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(5)中风化粉砂岩、泥岩：埋藏深，性质好，是拟建挡墙浅基础持力层良好下卧层。

(6)勘察场地地下水水位埋深048～115m(以孔口为基准)，上层滞水水量不大，对基坑开挖影响较小，基坑开挖时基坑内会有一定集水，应采取有效的截水明排。

3.3.5结论与建议

(1)据本次勘察钻孔揭露，场地范围内地层结构自上而下分别为：①杂填士：②耕植土；③粉质粘土；④强风化粉砂岩；泥岩；⑤中风化粉砂岩、泥岩。(2)本区地震设防烈度为小于Ⅵ度区，区域稳定性好，可不考虑抗震设防。

(3)场地地下水主要为第四系上层滞水。水位及富水性随气候变化大，无连续的水位面，呈局部分布，主要受大气降水补给，排泄于场地周边沟渠。地下水对混凝土结构腐蚀性无、对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性无，对钢结构腐蚀性弱。

(4)拟建场区③粉质粘土性质较好，为拟建挡墙浅基础良好的持力层，建议容许承载力为170kPa。

(5)拟建场区④强风化粉砂岩、泥岩建议承载力特征值为300kPa，为拟建挡墙及拦挡坝浅基础持力层良好下卧层。

(6)基础施工中应加强验槽工作。