边坡设计518.docx

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边坡设计518

xxx

边坡设计方案

设计单位：

xxx研究院

二零一二年四月

xxx边坡支护设计方案

院长：

总工程师：

审定：

审核：

项目负责：

设计：

设计单位：

xxx研究院

二零一二年四月

目录

1.前言4

1.1任务概况4

1.2工程概况4

1.3设计技术标准及依据

1.4勘察工作描述5

2场地地质环境条件5

2.1气象、水文5

2.2地形地貌6

2.3地层岩性6

2.4地质构造及地震7

2.5水文地质条件7

2.6不良地质作用7

2.7特殊性岩土8

2.8岩土物理力学性质8

3.边坡工程地质特征及稳定性评价8

3.1边坡工程特征8

3.2边坡岩土参数9

3.3边坡稳定性评价与计算9

3.4侧向岩土压力与滑坡推力计算11

4.勘察成果的主要结论与建议12

4.1结论12

4.2建议13

5防治工程技术方案及方案比选13

5.1防治目标与原则13

5.2防治等级、参数13

5.3防治技术方案的设计14

5.4分项工程设计14

5.5工程量汇总18

5.6工程费用预算18

6.施工组织设计19

6.1施工条件19

6.2施工工序19

6.3施工总体布置19

6.4施工方法及技术措施19

6.5施工安全21

6.6施工进度横道图21

7环境保护22

8.其它22

8.1边坡监测22

8.2边坡工程验收22

附图

⑴施工总平面布置图

⑵立面布置图

⑶标准剖面布置图、代表性剖面布置图

⑷锚杆结构大样图

⑸护脚墙大样图

⑹排水边沟设计大样图

⑺截水沟设计大样图

⑻地基梁结构图

附件

⑴计算书

⑵工程造价预算

设计方案总说明

1.前言

1.1任务概况

xxx拟在a处目建设。

该项目由B规划建筑勘察设计院设计，设计总建筑面积79841.45m2，主要建筑有C。

本项目建设用地北西侧原为丘陵，经场地整平后形成了人工边坡，社会救助站、社会福利院等建筑群均处于坡体下方，建筑物西侧边缘距边坡脚距离3.0-10.0m。

目前人工边坡局部段有崩落、滑塌现象，作为永久性边坡，如果任由其发展，将会严重影响边坡下方建筑群的正常使用。

为了确保边坡下方拟建建筑群和未来居民的生命财产安全，根据建设工程相关规范的规定及防治工程设计需要，A甲方）委托xxx研究院在岩土工程勘察的基础上，对该建筑边坡进行防治工程设计。

1.2工程概况

本建筑边坡为近期开挖而成，总长度为321m，我院接受委托后对场地及边坡进行了实地测量、勘察，边坡各段主要特征见表1-1。

表1-1边坡各段主要特征表

位置

长度（m）

坡底高程（m）

坡顶高程（m）

高度（m）

边坡类型

A-B段

0-110

207.0-209.5

212.5-220.0

5.3-13.0

岩土混合边坡，为反向边坡。

B-C段

110-220

206.0-209.5

220.0

10.5-13.5

岩土混合边坡，为反向边坡。

C-D段

220-275

205.5-206.0

215.0-220.0

9.0-13.5

岩土混合边坡，为反向边坡。

D-E段

275-321

205.5-206.0

212.0-215.0

3.5-9.0

岩土混合边坡，为反向边坡。

注：

上表中边坡长度起点处于本建设场地南西角征地红线上，为里程0，向北东里程增大，终点位于场地正北征地红线上，里程为321m，详见附图《平面布置图》中的《建筑边坡界点坐标表》。

从上表可知，本边坡为岩土混合边坡，其高度范围为3.5-13.5m，根据《建筑边坡工程技术规范》表3.2.1，边坡高度属于H≤15m；边坡下方未来将有建筑物及居民，建筑高度1-5层；按上述规范3.2.3公式塌滑距离L=H/tgθ，式中H为边坡最大高度，此处为13.5m，θ为边坡破裂角，对于土质边坡，取45°+φ/2，φ为土体内摩擦角标准值，本区为8-20°，可得L=9.5-11.7m，即在坡下的社会救助站、社会福利院等建筑均可能受到塌滑作用的影响。

预计边坡破坏后可能造成的后果严重，综合确定本边坡的工程安全等级为二级；根据工程投资，其防治工程等级为Ⅲ级。

1.3设计技术标准及依据

1、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）。

2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）。

3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）。

4、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）。

5、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）。

6、《公路路基设计规范》JTGD30-2004。

7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。

8、《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008。

9、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）。

10、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）。

11、《滑坡、崩塌、泥石流监测规范》（DZ/T0221-2006）。

12、《水利工程设计概（估）算编制规定》（水利部水总[2002]116号文）。

13、《F建筑管理》、当地材料市场询价。

14、《xxx边坡岩土工程详细勘察报告》（2012年2月）；

15、理正结构工具箱TBS5.62版。

16、理正岩土计算5.5版。

1.4勘察工作描述

1.4.1工作过程

接受委托后，我院技术组拟定了本次勘察方法：

以工程地质调绘、钻探为主，原位测试与室内岩土试验为辅，参照同一场地近期的勘察成果相结合进行综合勘察、分析。

本边坡勘项目于2012年1月1日～1月10日完成外业勘察工作。

外业结束后即进行内业资料整理，提供了本次正式勘察成果资料，完成的工作量详见下表：

表1-1勘察工作量一览表

工作项目

单位

数量

备注

工程地质测绘

km2

0.20

工程地质钻探

m/孔

576.40/51

勘探点测量

点

51

地下水位观测

孔次

51

稳定水位

采取岩石试样

组/件

9/27

饱和单轴抗压强度试验

采取原状土试样

件

6

常规+抗剪

采取土壤侵蚀性样

件

2

利用环境水分析结果

件

2

标准贯入试验

孔/次

19/24

重型圆锥动力触探试验

孔/m

15/4.5

勘探点平面布置图

张

1

1:

1000

编制钻孔柱状图

张/孔

51/51

编制工程地质剖面图

张

20

1:

200-500

编制岩土工程勘察报告

份/式

5/1

1.4.2测量控制基点

本次勘察、设计工作以甲方提供的《总平面布置图》进行场地控制，采用相对坐标系（与地形图坐标系统一致）、1985国家高程基准，测量基准点坐标与高程见表1-2。

表1-2测量基点坐标和高程表

点号

坐标

标高（m）

备注

X

Y

F1

3124325.994

441134.298

207.00

埋石点

F2

3124298.346

441111.728

208.00

埋石点

1.4.3勘察质量评述

本次勘察严格按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）等国家现行规范以及勘察任务书要求实施，取得的资料数据、相关分析与处治建议科学合理，所有勘探线、勘探点有坐标控制、可追索性强，提供的资料满足设计及勘察任务书要求，并经专家审核通过，可供设计使用。

2场地地质环境条件

2.1气象、水文

B属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，四季分明，春温多变，盛夏酷热，雨水集中（4-7月份），秋季常旱，无霜期长，严寒短等季风气候特点。

春夏季主风向为东南风，秋冬季主风向为西北风。

据B气象局1960-2010年的气象资料，主要气象参数如下：

年平均气温16℃，最高气温40.2℃（1991年7月24日），最低气温-7.5℃（1996年1月26日）；年均降雨量1440.5mm，年均蒸发量1112-1288mm；年最大降水量2136.7mm（1954年），日最大降水量300.34mm（1998年6月28日），时最大降水量80.3mm（2007年7月22日），多年平均相对湿度为81%；年平均风速1.1m/s，最大风速可达20m/s（8-9月）。

场地周边地表水主要为万溶江，南侧最近部位距本场约50.0m；万溶江在场地附近为非游荡性河流，两岸多出露泥质灰岩，河道与岸坡稳定。

该河从场地南西侧经南、东侧流向北东侧，大致将场地半包围成半岛状。

据了解当地村民，20余年来最高洪水位约190.0m，发生于1998年，该最高洪水位标高较本边坡最低坡脚低15m。

万溶江河床底标高为184.62-185.80，与场地高差20-50m，整体而言，地表水对本场地影响较小。

2.2地形地貌

D隔河相望。

场地所在区域为F低山丘陵区，原地貌为丘陵斜坡地貌、河流阶地地貌，原地形标高多在200-260m之间，地形坡度一般在5-35°内。

因E建设的开始实施，场地范围内进行了建设场地的整平活动，目前场地沿万溶江侧大致为同一地坪，其标高为204-209.5m,在西侧则形成了人工边坡。

坡下建筑区设计地坪标高为205.5m～209.5m，出露的坡面高程在209.0-220.0m之间，边坡高度3.5-13.5m。

据实测，坡率为1：

0.2-1：

0.5，即坡度70°-85°。

边坡所在丘陵高程一般在210-260m之间，坡度15-35°。

目前边坡范围内长有小乔木、灌木林，植被发育，坡顶现状无建（构）筑物。

整体而言，本勘察场地分布有人工边坡陡坎，地形起伏较剧烈，地形地貌条件中等复杂

2.3地层岩性

根据收集的区域地质资料、本次工程地质调绘与钻探成果，边坡及邻近地段主要有第四系残积红粘土与寒武系上统比条组泥质灰岩，各层主要特征如下。

⑴第四系残积层—红粘土①1（Q1-3el）

褐黄色，勘探范围内主要呈可塑状，夹少量强风化泥质灰岩残蚀块，少量铁锰质氧化物呈浸染状分布，土体结构为巨块状，裂隙不发育。

土质较均匀，切面具土状光泽，干强度和韧性中等，无摇振反应，压缩性中高，局部较高。

厚度0.80-7.00m左右。

⑵泥质灰岩（∈3b）

该岩层为寒武系上统比条组薄-中厚层泥质灰岩层，根据其风化程度，可分为强风化带和中风化带。

强风化带（②1）：

呈灰黄色，局部为全风化状态，岩石成分与结构构造大部分被破坏，风化节理裂隙发育，岩体破碎。

重型圆锥动力触探击数为16-35击/10cm。

该层主要分布于坡顶部位，共有34孔，分布标高为207.22-237.60m，厚度0.60-4.40m,平均1.64m。

中风化带（②2）：

浅灰色，泥粉晶结构，薄-中厚层状构造，岩石矿物成分主要为方解石，结构致密，岩石质量指标较好。

锤击声较清脆,较难击碎，有轻微回弹。

根据岩芯样品饱和抗压强度试验结果进行统计，fr=42.59-57.95MPa,平均值为48.8MPa，标准值为47.68MPa，属较硬岩。

岩体节理裂隙较发育,见方解石脉沿裂隙充填，结构面多呈闭合状，岩体较破碎，岩体结构类型为层状结构-碎裂状结构。

岩体基本质量等级为Ⅳ级，溶蚀不良地质一般发育。

基岩面起伏大，边坡体下部大部已被揭露，坡顶无基岩出露，基岩顶面埋深0.00-11.00m，标高194.50-235.90m，相对高差11.0m。

岩层产状316°∠39°，为较陡单斜岩层，岩层整体从场地东南倾向西北。

2.4地质构造及地震

本地区大地构造属扬子准地台新华夏系第三隆起带，近期新构造活动不明显，以相对抬升为主。

工程场地西侧距凤凰-吉首-古丈区域性大断裂2.5km，场址北东角距钟家寨平推断层最近距离为0.3km,两条断裂构造带均为非活性断层，场地范围内受构造影响程度为一般。

场址内无活动性断裂构造通过，地质构造简单，区域地质构造稳定。

钻孔揭露及地表调查表明，场地内未遇断裂，也无新构造活动迹象。

其地质构造以单斜构造为主，岩层产状为316∠39°，基本与边坡倾向反向，即岩层产状不控制边坡的稳定性。

岩体节理裂隙较发育，共发育有三组。

节理组产状分别为J1：

87°∠63°、J2：

210°∠89°及J3：

317°∠86°，无优势节理结构面。

节理延伸长度0.5-3.0m，密度2-5条/m，宽度0.001-0.01m，基本由方解石脉胶结；坡面部位，节理裂隙将岩体切割成10-40cm的不规则碎裂块状，但未形成大范围内的贯通性不利结构面，即节理裂隙结构面不控制边坡的整体稳定性，仅在局部地段产生小规模塌滑。

根据《中国地震动峰值加速度区划分》（GB18306-2001）及根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），建场所在区域地震动峰值加速度小于0.05g，地震反应谱特征周期为0.35s，抗震设防烈度小于6度，属弱震区，构造物按相关规范进行抗震设防。

2.5水文地质条件

场址区地下水类型主要为松散岩类孔隙裂隙水、岩溶裂隙水，接受大气降水渗透补给为主。

边坡勘察场地所处位置地势较高，且整体处于地下水的排泄区，该场地南侧-北东侧的万溶江为其初步侵蚀基准面，高差较大。

勘察时钻孔控制深度内未见地下水位，场地水文地质条件较简单；场地内各岩土层按透水性强弱划分如下：

红粘土属微透水地层，泥质灰岩属微透水-不透水地层。

场地环境类型为Ⅱ类,边坡位于地下水位之上，场地也无地表水流，环境水对基础施工基本无影响。

根据收集的本场地其它建筑的详细勘察报告，场地地下水、环境土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2.6不良地质作用

本边坡勘察场地位于河谷阶地向丘陵过渡部位，微地貌类型主要为丘陵斜坡与人工建筑边坡，发育的主要不良地质作用为岩溶及未来人工边坡的塌滑，此外未发现其它不良地质作用。

⑴岩溶：

场地内的岩层为寒武系上统比条组薄-中厚层泥质灰岩，属可溶岩，区域上该岩组岩溶中等发育，单个岩溶形态规模相对较小。

据地质调绘成果，本场地及周边范围内，岩溶形态主要有溶蚀沟槽、石芽、溶蚀裂隙、溶蚀孔洞与溶蚀裂隙，溶蚀沟槽与洞隙分布于岩层的表面，多由可塑红黏土充填，造成了基岩面的起伏、地基不均匀，但对场地稳定性无影响。

根据钻探成果，本次勘察的钻孔揭露有溶蚀裂隙6孔/6层，线岩溶率3.61-53.57%。

溶蚀裂隙埋深3.3-6.2m，厚度0.7-7.5m，平均4.5m，顶底板均为泥质灰岩，由可塑红黏土充填。

⑵人工边坡塌滑：

近期开挖而成，总长度为321m，临空面高度为3.5-13.5m，目前未采取防护措施，边角部位分布有不连续的小规模塌滑现象。

根据前述区域性经验值计算塌滑距离得L=9.5-11.7m。

采用本次勘察土工试验成果，土体内摩擦角标准值为16°，可得具体数据L=10.2m，即在距边坡10m范围内均可能受到工程滑坡的影响，严重影响建筑物的正常使用及人员、财产的安全。

2.7特殊性岩土

本场地的特殊性岩土种类有红黏土和强风化岩。

⑴红黏土：

其主要特征是孔隙比大、亲水性强，开挖暴露反复浸水后能膨胀，物理力学性质不稳定，暴雨期间强度较低；局部裂隙发育，压缩性不均匀，厚度随所处不同地貌单元而变化，易产生小规模塌滑。

该土在场地内分布较广，但厚度不均匀，在边坡西段形成石芽、沟槽交错的不均匀地基，采用天然地基时，边坡支挡构造物基础易产生不均匀沉降。

⑵强风化泥质灰岩：

其主要特征是岩体破碎，黏聚力较低，整体强度较低，遇水易软化崩解，差异风化强烈，风化程度、分布高程与厚度不一，造成坡体岩土结构与工程性质均匀性较差，局部坡面厚度较大部位易产生塌滑。

2.8岩土物理力学性质

本边坡范围内主要岩土层有可塑红黏土、强风化泥质灰岩、中风化泥质灰岩，其物理力学性质指标如下：

⑴可塑红黏土

主要物理力学性质详见土工试验结果统计表,其fak＝135kPa。

表2-1可塑红黏土物理力学性质统计成果表

项目

符号

单位

个数

最大值

最小值

平均值μ

推荐值

标准差S

天然含水量

ω

%

6

48.95

39.85

42.85

42.85

3.728

土密度

ρ

g/cm3

6

1.84

1.80

1.82

1.82

0.019

比重

Gs

6

2.75

2.75

2.75

2.75

0.000

饱和度

Sr

％

6

100.00

99.07

99.76

99.76

0.397

孔隙比

e

6

1.28

1.10

1.16

1.16

0.076

液限10mm

ωL

%

6

58.90

50.40

54.68

54.68

3.632

塑限

ωp

%

6

29.60

22.30

26.23

26.23

2.507

塑性指数

Ip

%

6

33.20

25.60

28.45

28.45

3.397

液性指数

IL

6

0.70

0.40

0.58

0.58

0.116

压缩系数

a1-2

MPa-1

6

0.48

0.34

0.40

0.40

0.053

压缩模量

Es

MPa

6

6.18

4.74

5.42

5.42

0.599

含水比

aw

6

0.83

0.72

0.78

0.78

0.043

液塑比

Ir

6

2.29

1.87

2.10

2.10

0.183

内摩擦角

φ

°

6

17.20

15.90

16.38

16.01

0.449

粘聚力

c

MPa

6

0.02

0.02

0.02

0.02

0.002

⑵强风化泥质灰岩

岩体破碎，风化节理裂隙很发育，fa=500kPa。

⑶中风化泥质灰岩

薄-中厚层状，岩体较破碎，节理裂隙较发育，fa=4000kPa。

3.边坡工程地质特征及稳定性评价

3.1边坡工程特征

⑴边坡形态特征

本边坡由人工切坡而成，根据规划红线图及测量结果，该边坡出露线由41个界点（详见附图-平面布置图）组成，平面上大致为南西-北东走向，边坡线基本与原丘陵体轮廓一致，呈宽缓的“M”形分布，总长度为321m，坡脚线、坡顶线的分布标高为205.5-222.5m。

切坡时未采用统一的坡率，现状坡率为1：

0.2-1：

0.5，坡面不平整；放坡时也未分级放坡，即采用一坡到顶的形式，坡面高度为3.5-13.5m。

人工边坡所在的坡体坡角为25-35°，植被发育；边坡下方为建筑场地，目前坡顶与坡体下方均无建筑物。

⑵边坡岩性特征

组成本边坡坡体的主要岩土类别自上而下有红黏土、强风化泥质灰岩、中风化泥质灰岩，基本呈倾斜岩土层的形式分布。

其中红黏土、强风化岩分布于坡顶与坡面浅表层，其工程性质较差，易受外界因素影响而降低强度发生浅表层塌滑,对坡面稳定不利。

中风化泥质灰岩性质相对较好，属较硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

⑶岩体结构特征

区内岩层产状为：

316∠39°。

岩层倾向与坡向相反，为反向坡。

岩体节理裂隙较发育，共发育有三组，产状分别为J1：

87°∠63°、J2：

210°∠89°及J3：

317°∠86°，无优势节理结构面。

节理延伸长度0.5-3.0m，密度2-5条/m，宽度0.001-0.01m，节理较平直，多由方解石脉胶结充填。

局部节理裂隙无充填、胶结，呈碎裂块状结构。

3.2边坡岩土参数

⑴可塑红黏土

抗剪强度指标采用试验数据标准值，即天然状态：

内摩擦角φ＝16°，黏聚力c=20kPa；饱和状态（按天然状态的0.85进行折减），内摩擦角φ＝13.6°，黏聚力c=17kPa；其它指标根据相关规范及地区勘察经验取值，土体与锚固体粘结强度特征值frb=20kPa，岩土对挡墙基底摩擦系数μ＝0.25。

⑵强风化泥质灰岩

根据相关规范及边坡稳定状态，给定边坡安全系数为1.05，利用理正岩土分析软件，反演验算c、φ的形式给出，反演结果见表3-1。

表3-1强风化泥质灰岩抗剪强度反演计算结果一览表

项目

粘聚力

内摩擦角

粘聚力

内摩擦角

粘聚力

内摩擦角

平均值

推荐值

计算剖面/目标

P5

P11

P15

黏聚力（kPa）

23.6

24.5

33.1

27.0

22.7

24.5

27.4

27.5

内摩擦角（°）

27.5

22.0

30.0

27.9

27.5

19.5

24.2

24.5

注：

上表中阴影部分数字为代入公式中进行验算而指定的经验值。

参数建议取值，天然状态：

内摩擦角φ＝24.5°，黏聚力c=27.5kPa。

饱和状态内摩擦角按碎裂结构（0.75）进行折减φ＝

2°，黏聚力取c=

kPa；天然重度21kN/m3,饱和重度22.5kN/m3,岩土体与锚固体粘结强度特征值frb=110kPa，岩土对挡墙基底摩擦系数μ＝0.40。

⑶中风化泥质灰岩

根据饱和单轴强度试验统计结果及本区经验综合取值，fa=4000kPa。

天然重度26.5kN/m3,饱和重度27kN/m3。

Ⅳ类岩体等效内摩擦角φ＝45°，黏聚力c=120kPa，岩土体与锚固体粘结强度特征值frb=550kPa，岩土对挡墙基底摩擦系数μ＝0.65，泊松比为0.25。

3.3边坡稳定性评价与计算

3.3.1边坡稳定性及破坏形式定性分析

根据场地岩土体结构特征，工程地质、水文地质条件，结合本地区类似场地的经验以及边坡可能失稳的模式对本边坡进行稳定性综合分析。

本边坡坡面岩土结构、层次清晰，浅表层为可塑状红粘土，其下为碎裂状夹土状的强风化泥质灰岩，该两层的总厚度一般占边坡体高度的1/2-1/3，工程性质较差，根据原地貌形态、坡角进行工程地质类比，判定本边坡临空面在降雨、工程活动等综合因素下，易产生重力失稳破坏，即坡面稳定性较差。

目前在局部地段已发生了数处小规模塌滑，破坏类型为切坡引起的牵引滑坡与小块崩落。

基岩为较破碎的薄-中厚层泥质灰岩，为岩层反向坡，未发育大范围的贯穿性结构面，发生坡体整体滑移失稳的可能性小。

综上所述，边坡所在坡体现状条件下整体稳定，建筑边坡局部不稳定，失稳破坏模式主要为浅表层土体与强风化岩层的牵引滑坡，次为坡面松动危岩的崩落，其中浅表层滑坡对本建筑边坡的影响较大。

目前状态下未发生较大规模的破坏，但若任由其发展，将会演变为由边坡临空面诱发的丘陵体浅表层松散岩类的牵引滑坡，随时间的推移有不断扩大的破坏趋势，具时效性。

本边坡潜在的失稳有以下二种：

①土体内部的失稳破坏，滑动面为土体内部的随机面，滑面大致呈圆弧形，主要发生于土体厚度较大部位；②土体与强风化岩层滑移失稳，因强风化层抗继续风化能力差，亲水性强，性质与土的性质接近，稳定性分析时可按土进行考虑，滑面大致呈圆弧形-拆线形。

故进行定量分析计算时，均可采用瑞典条分法进行计算。

3.3.2稳定性计算与稳定状态划分

根据边坡的长度、形态与定性分析结果，本边坡稳定性计算采用代表性剖面计算稳定性系数的方法。

具体方法与骤为：

①分区段选取P5、P11、P15三条剖面作为计算模型（代表性剖面的计算模型详见附图-计算简图），以理正岩土分析软件，采用圆弧滑动面瑞典条分法进行危险滑动面搜索