扶壁式挡土墙支挡技术及其工程应用研究

1、扶壁式挡土墙支挡技术及其工程应用研究以某项目挡土墙工程为例扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，其主要特点是构造简单、 施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能 适应承载力较低的地基，适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段 采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸 较小，踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压 力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力更好，适用612m高的填方边坡，可有效地防止填方边坡的滑动。本设计剖析了挡土墙的作用原理；分析了挡土墙的应用现状、研究现状及 发展趋势；并完成了在一般情况下

2、扶壁式挡土墙的总体设计、荷载及土压力的 计算，内力计算，滑移稳定计算，倾覆稳定计算，地基承载力计算，结构计算， 并以某项目挡土墙工程为例进行岩土工程评价，并设计以对应的挡土墙。随后 对扶壁式挡土墙进行参数改变，并以求达到安全适用的目的，寻求最佳经济效、人益O关键词：扶壁式挡土墙；支挡技术；工程应用第一章 绪论1.1选题依据常用的挡土墙类型有三种：重力式，悬臂式和扶壁式。重力式挡土墙一般 由块石，砖或素混凝土筑成，它是靠挡土墙本身所收到的重力来保持稳定，通 常这类挡土墙的高度不超过5M，属于低挡土墙。1重力式挡土墙的优点在于结 构简单施工方便，施工工期短，能就地取材。但是其缺点和它的特性也是精密

3、 相关，对于地基承载力要求高工程量大，地基沉降量大。综合起来，重力式挡 土墙的应用目前主要在于墙高小于 5M的，并且地基承载力较大的情况下。2悬臂式挡土墙多由钢筋混凝土制成，它的稳定主要是墙踵悬臂以上的土所受重 力维持，它的悬臂部分的拉应力由钢筋承受。它的优点在于截面尺寸小施工方 便以及对地基地基承载力要求不高等。相应的缺点在于对于工作面要求较大。 综上所述地质土质差且墙高大于 5M的时候重要工程。3扶壁式挡土墙类似于 悬臂式挡土墙。当挡土墙的高度大于10M的时候，为了加强悬臂的抗弯刚度沿 墙长纵向0.81.0高度设置一道扶墙，称为扶壁式挡土墙。相比之下，扶壁式挡 土墙工程量较小，对地基承载力

4、要求不高，但是相对于悬臂式挡土墙来说工艺 较复杂。综上所述，扶壁式挡土墙适用于地质条件较差且高度大于10M的重要工程。除了上述的最常用的三种挡土墙外，还有锚杆锚定板式挡土墙，加筋式 挡土墙等等。不同的环境下，需要选择最适合工程现状的挡土墙。总体来说，扶壁式挡土墙与其它形式挡土墙比较的优点有 1.扶壁式挡土墙 挡土高度大，适用范围广 2.经济效果良好3.施工速度快，大大缩短建设工期 4 可靠度较高，质量容易控制随着我国经济持续发展，为了加强各地区的联系，交通环境正在不断改变。 公路铁路建设虽然提升了各个地区的交通能力，但由于受道路旁地质条件的限 制，加上天然环境的作用如雨水冲刷等，使得公路由于边

5、坡稳定性的下降从而 产生许多工程灾害事故，例如边坡侵蚀导致坡面坍塌等，而这些灾害事故的产 生不仅会造成重大的经济损失，而且对人民群众的生命安全也是一种潜在的威 胁。工程中运用边坡加固技术（如挡土墙支护，植被保护技术等）维护边坡稳 定，可以有效的解决这一问题。一般情况下加固工程的形式为建造挡土墙。另外，很多工程项目建设在山地和丘陵地区，这些场地地形起伏较大，为 了满足工业生产的需要，最大限度的减少耕地的占用，更有效的节约和利用有 限的土地资源，往往需要在起伏较大的场地上进行平整工作，有着较高高度的 填方边坡在实际工程中也经常遇到。以前的填方区工程多数采用一般重力式毛 石或素混凝土挡土墙，石料用量

6、惊人，施工质量很难控制，施工速度较慢。经 过实际工程的应用和监测，证明扶壁式挡土墙安全可靠，经济效益和社会效益 显著。由此可见，研究扶壁式挡土墙的支挡技术和工程应用，有助于提高扶壁式 挡土墙的安全系数，对于节省材料，降低施工周期，提高工程质量有着重要的 意义。1.2国内外研究现状国内挡土墙结构的研究和实践近年来也比较活跃，特别是山区公路和铁 路的大量修建再加上城市边坡等建设，使人们不得不关注于挡土墙结构的设计 问题。目前的研究主要集中在以下几个方面：挡土墙的设计方法；土钉墙的应用实 践;预应力单锚多锚体系的分析与设计研究；轻型挡土墙结构的应用研究等。另外 还有一些新型的挡土墙结构在工程中得到广

7、泛的应用。这些研究与实践得出很 多理论和应用的成果。伴随着基础设施建设的加快，在山区道路建设和山区城 市建设中，不可避免的要支护边坡，做挡土墙结构使其稳定。而且挡土墙结构 的形式也越来越多。目前，国内正流行砌石重力式挡土墙、现浇和预制混凝土挡土墙、加筋土 挡土墙等。加筋土挡土墙技术是最近几年提出的新技术。加筋土挡土墙是利用 加筋土技术修建的一种支挡构筑物，加筋土是一种在土中加入拉筋带的复合 土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程 性能，从而达到稳定土体的目的。国内目前对钢筋混凝土扶壁式挡土墙的研究和应用较少，特别高度较大的 填方区建筑边坡工程中的应用较少。在国家现

8、行建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002中，出于经济和实际情况的局限，限定钢筋混凝土扶壁式挡 土墙挡土高度不宜超过10m。在我们国家以前建设工程中，高度较大的挡土墙 主要用在公路和铁路两侧，但挡土高度一般都在10m以下。长沙有色冶金设计院主编的国家建筑标准设计图集挡土墙 04J008中钢筋混凝土挡土墙的高度 限定在6m以内。扶壁式挡土墙超过10m时的工程应用和研究较少，特别是在 软土地基中的应用。1.3本文的主要内容1. 了解扶壁式挡土墙支护技术与概念，挡土墙的应用现状、研究现状及发 展趋势。2. 进行扶壁式挡土墙计算；该扶壁式挡土墙荷载及土压力的计算；内力计算；滑移稳定计算；倾覆稳定

9、计算；地基承载力计算；结构计算等3.以某项目挡土墙工程为例进行工程实例分析4.通过计算软件设定不同挡土墙的参数，在达到安全适用的前提下，寻求 最佳经济效益。第二章扶壁式挡土墙支护技术与概念2.1扶壁式挡土墙的构成扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，在国外已广泛使用，近年 来在国内也开始使用。其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自 身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。适用 于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石 方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸较小，踵板上的土体重力可有 效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压

10、力产生的弯矩和剪力，相对悬 臂式挡土墙受力好。扶壁式挡土墙由墙面板（立壁）、墙趾板、墙踵板及扶肋（扶壁）组成。扶 肋把立壁同墙踵板连接起来，起加劲的作用，以改善立壁和墙踵板的受力条件， 提高结构的刚度和整体性，减小立壁的变形。扶壁式挡土墙是路肩挡土墙的一 种，是将预制的挡墙板焊接在预埋于基础混凝土中的钢板上，然后在其内倒填 土的一种挡墙形式。与其它几种形式的挡墙比较，扶壁式挡土墙具有节省占地 空间、缩短施工工期、美化城市环境、较易施工等优点，是城市公路工程立交 桥引道中常用的一种挡墙形式。扶壁式挡土墙各部分尺寸的一般构造要求如下：墙高H 8m，基础宽度应根据墙后回填土的性质经计算确定，当墙后无

11、地下水时，一般取B= （1/31 H ,扶壁间距一般取Ln =（ 1/31/2） H ,墙趾板外挑厚度不应小于 200 mm， 墙踵板厚度不应小于 250mm。竖壁顶部厚度不宜小于150 mm,竖壁底部厚度 应由计算确定，不宜小于250 mm。如果挡土墙后存在地下水时，应在墙身上设 置排水措施，当后填料是沙砾土时，可以在墙背底部设置一层卵石滤水层，在 墙上间隔2 m3 m设置呈梅花形布置的泄水孔，泄水孔直径宜为100 mm150 mm;当墙后填土为黏性土或其他低压缩性土时，应在墙背后先铺一层 300 mm厚的卵石滤水层，然后在卵石外面回填黏性土。挡土墙基础埋深不应小 于1 m,当处于冻胀土上时

12、，不应小于冻结深度下 0. 25 m。挡土墙每隔15 m 20 m应设置一条20 mm宽的沉降缝，缝内用沥青蔴丝或沥青木丝板填实。2.2扶壁式挡土墙的受力计算方式扶壁式挡圭墙由趾板、踵板、墙面板及肋四部分组成，设计时取两肋跨中到跨中或肋中到肋中为一计算单元；对于趾板和肋分别按矩形或肋形悬壁梁 考虑；对于墙面板和踵板是三向固定板，属超静定结构，按简化假定的近似方 法进行计算。2.2.1垂直墙身计算方式垂直墙身被扶壁划分为一个连续板带，底板对垂直墙身也有镶嵌作用， 当Lx/Ly 3的时候，可以近似当作三边固定，一边自由的双向板进行计算，当 Lx/Ly >3的时候可作为连续单向板计算（LX为两

13、扶壁间宽度，Ly为墙高）。222底板计算方式基础底板同样的被扶壁划分为一个连续板带，垂直墙身对基础底板也有 着镶嵌作用。底板的前趾部分由于比较短，在土壤的反力作用下，可当作上弯 曲的悬臂板计算。后踵板承受地面荷载，挡土墙自重，土体自重，土壤反力的 作用，计算方法和垂直墙身相同。实际的工程当中由于后踵版较长，受荷载较 大，当肋板间距较大时，底板取与垂直墙身相同的厚度是不够安全的，所以通 常都是加厚底板的厚度，但是这样操作，垂直墙身对于底板的镶嵌作用就不明 显，甚至受力模式也会改变。如果不加厚地板厚度，可以在后踵版外边缘加设 一道地基梁，将后踵板调整成为四边固定板，使得挡土墙各部分截面尺寸适中，

14、受力合理。2.2.3扶壁计算方式将垂直墙身和扶壁合起来考虑，如同变截面的悬臂T形梁进行受力分析计算。2.3扶壁式挡土墙的工程计算模版2.3.1计算荷载2.3.1.1水平内力荷载根据墙面板计算模型，水平内力计算各内力分别为：支点负弯矩：M1 =1 2pil(2.1)12支点剪力：Q= pil1/2(2.2)跨中正弯矩：M2 =1 2pil(2.3)20 P边跨自由端弯矩：M3 = 0(2.4)式子中I为扶肋净间距墙面板承受最大水平正弯矩和最大水平负弯矩在垂直方向上分别发生在扶肋跨 中的1/2H处和扶肋固定支点处的第三个1/4H1处。设计采用的弯矩值和实际的 弯矩值相比，设计采用的大于实际的弯矩值

15、，所以是偏安全的。231.2竖直弯矩墙面板在土压力的作用下，除了产生上述的水平弯矩外，将同时产生沿墙高方 向的竖直弯矩。负弯矩出现杂墙背一侧底部 H1/4范围内；正弯矩出现在墙面一 侧，其最大值在第三个H1/4段内。最大值可按下列公式计算： 竖直负弯矩：MD= 00( + )Hil(2.5)垂直正弯矩： M = 0.03( + HI) H1I /4(2.6)沿墙长方向(纵向)，竖直弯矩的呈抛物线形分布。设计时可采用中部2I/3范围内的竖直弯矩不变，两端各I/6范围内的竖直弯矩教跨中减少一半的阶梯形分 布。2.3.2墙踵板设计计算2.3.2.1计算模型与荷载墙踵板可视为支撑于扶肋上的连续板，不计

16、算墙面对其的约束，而视其为铰支。内力计算时，可将墙踵板顺墙长方向划分为若干单位长度的水平板条，根 据作用墙踵板上的荷载，对每一连续板条进行弯矩、剪力计算，并假定竖向荷 载在每一连续板条上的最大值均匀作用于板条上。作用在墙踵板上的力有：计算墙背与实际墙背间的土重及活载 Wi;墙踵板 自重W2；作用在墙踵板顶面上的土压力竖向 分力W3；作用在墙踵板端部的土压 力的竖向分力 W4;由墙趾板固端弯矩 Mi的作用在墙踵板上引起的等代荷载 W5 ；以及地基反力等。为简化计算，假设 W3为中心荷载，W4是悬臂端荷载Ety引起的，实际应 力呈虚线表示的二次抛物线分布， 简化为实线表示的三角形分布；M1引起的等

17、 代荷载的竖直应力近似的假设呈抛物线，其重心位于距固支端5B3/8处，以其对固支端的弯矩与M1平衡，可得墙踵处的应力w5 = 2.4M1B32将上述荷载在墙踵板上引起的竖向应力叠加，即可得到墙踵板的计算荷 载。由于墙面板对墙踵板的支撑约束作用，在墙踵板与墙面板衔接处，墙踵板 沿墙长方向板条的弯曲变形为零，并向墙踵方向变形逐渐增大。故可近似假设 墙踵板的计算荷载为三角形分布，于是得：w = W1 + W2+ W3+ W4 + ¾V5 2I、Eb3sin 2Etsin M1=YH1+B3tg +ho）+ t3 + -B3+ t+2.4-4 - 2（2.7）B3B3B3即：w= YH1+B

18、3tg +h°）+ t3 +響（Eb3+2EJ+2.4-（2.7）B3B3式子中：Eb3为作用在BC面的土压力（KN ）Et为作用在CD面的土压力（KN ）M 1为墙趾板固定端处的计 算弯矩（KN ?m）和Y为墙后填土和钢筋混凝 土的容重（KN ?m）t3为墙踵板厚度（m）为墙踵板端处的地基反 力2.3.2.2纵向内力墙踵板顺墙长方向（纵向）板条的弯矩和剪力计算与墙面板相同，各内力分别为：1支点负弯矩：M1= l（2.8）12V丿支点剪力：Q= l/2（2.9）跨中正弯矩：M2=2（2.10）20边跨自由端弯矩：M3=O（2.11）2.3.2.3横向弯矩墙踵板沿板宽方向（横向）的弯矩

19、由两部分组成：1. 三角形分布荷载作用下产生的横向弯矩，最大值出现在墙踵板的根部。 由于墙踵板的宽度通常只有墙高的 1/3左右，其值一般较小，对墙踵板横向配 筋不起控制作用，故不必计算此横向弯矩。2. 由于在荷载作用下墙面板与墙踵板有相反方向的移动趋势，即在墙踵板 根部产生与墙面板竖直负弯矩相等的横向负弯矩。233扶肋设计计算2.3.3.1计算模型和计算荷载扶肋可视为锚固在墙踵板上的“T”形变截面悬臂梁，墙面板则作为该“T” 形梁的翼缘板。翼缘板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽。为简化计算，只 考虑墙背主动土压力的水平分力，而扶肋和墙面板的自重以及土压力的竖向分 力忽略不计。2.3.3.2剪力

20、和弯矩悬臂梁承受两相邻扶肋的跨中至跨中长度LW与墙面高度Hi范围内的土压力。在土压力Ehi作用在AB面上的土压力的水平分布力作用下产生了剪力和 弯矩:Qhi= YiLW（O5h + g）Ka cos （2.12）1 2Mhi = ;料 LW（h + 3h°）KaC0S（2.13）6式子中：Qhi和Mhi是高度为h （从墙顶算起）截面处的剪力（KN ）和弯矩（KN ?m） LW为跨中至跨中的计算弯 矩（m）当 LW b+12B2LW = I+ b（中跨）LW = O.911 +b（悬臂跨）其中b为扶肋厚度2.3.3.3翼缘宽度扶肋的受压区有效翼缘高度 bi ,墙顶部bi=b,墙底部bi

21、=Lw （或12B2）中 间为直线变化，可知：bi = b +12B2hiH1bi = b +H1(2.14)(2.15)2.3.4配筋设计扶壁式挡土墙的墙面板、墙趾板、墙踵板按矩形截面受弯构件配筋，而扶 肋按变截面“ T”形梁配筋。2.3.4.1墙面板水平受拉刚劲墙面板的水平受拉钢筋分为内、外侧钢筋两种。内侧水平受拉钢筋布置在墙面板靠填土一侧，承受水平负弯矩，以扶肋处支点弯矩设计，全墙可分为34 段。外侧水平受拉钢筋布置在中间跨墙面板临空一侧，承受水平正弯矩，该钢 筋沿墙长方向通长布置。为方便施工，可在扶肋中心切断。沿墙高可分为几个 区段进行配筋，但区段不宜分得过多。2. 竖向受力钢筋墙面板

22、的竖向受力钢筋也分内、外两侧。内侧竖向受力钢筋布置在靠填土 一侧，承受墙面板的竖直负弯矩。该筋向下伸人墙踵板不少于一个钢筋锚固长 度；向上在距墙踵板顶高 H4加上一个钢筋锚固长度处切断。每跨中部2L/3范围内按跨中的最大竖直负弯矩配筋，靠近扶肋两侧各L/6部分按最大负弯矩的一半配筋。外侧竖向受力钢筋从布置在墙面板临空一侧，承受墙面板的竖直正弯矩。 该钢筋通长布置，兼作墙面板的分布钢筋之用。3. 墙面板与扶肋间的U形拉筋连接墙面板与扶肋的U形拉筋，其开口向扶肋的背侧，在扶肋水平方向通长布 置。2.342墙踵板墙踵板顶面布置横向水平钢筋，是为了墙面板承受竖直负弯矩的钢筋得以发 挥作用而设置的。该筋

23、位于墙踵板顶面，垂直于墙面板方向。该筋一端插入墙 面板一个钢筋锚固长度；另一端伸至墙踵端，作为墙踵板纵向钢筋的定位钢筋。 如钢筋的间距很小，可以将其中一半在距墙踵端B3/2减一个钢筋锚固长度处切 断。墙踵板顶面和底面纵向水平受拉筋，承受墙踵板在扶肋两端的负弯矩和跨中 正弯矩。连接墙踵板与扶肋之间的 U形钢筋其开口向上。可在距墙踵板顶面一个钢 筋锚固长度处切断，也可延至扶肋的顶面，作为扶肋两侧的分布钢筋。在垂直 于墙面板方向的钢筋分布与墙踵板顶面纵向水平钢筋相同。2.3.4.3墙趾板同墙面板的配筋设计。2.3.4.4 扶肋扶肋背侧的受拉钢筋，应根据扶肋的弯矩图，选择23个截面，分别计算所 需的拉

24、筋根数。为节省混凝土，钢筋可多层排列，但不得多于3层。其间距应满足规范要求，必要时可采用束筋。各层钢筋上端应按不需此钢筋的截面再延 长一个钢筋锚固长度，必要时，可将钢筋沿横向弯人墙踵板的底面。除受力钢筋外，还需根据截面剪力配置箍筋，并按构造要求布置构造钢筋。第三章以某项目挡土墙工程为例工程实例分析3.1工程绪言3.1.1拟建工程概况按设计单位提出的“工业与民用建筑地质勘察任务书”要求，对长沙恒飞电缆有限公司特种电线电缆项目挡土墙所在场地进行勘察工作，下面为勘察内 容及报告。按拟建特种电线电缆项目设计图要求，场地平整后在场地的东侧、南侧及 西侧将形成高约0.5010.00米的土质边坡，全长约12

25、36.00米。本次勘察将其 划分为四段，其中AB段长398.0米，自然坡角为70°80° ,坡高约0.50 1.50米间；CD段长240.0米,自然坡角为50°70° ,坡高约2.007.00米间QE 段长598.0米,自然坡角为20°80° ,坡高约3.0010.00米间；EA段长533.0 米，目前还在场平，边坡未形成。3.1.2边坡等级依据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002) 3.2.1和3.2.2条的有关 规定，该边坡为土质边坡，边坡高 0.5 011.00米，破坏后果较严重，边坡工程 安全等级为二级。3.2边坡工

26、程地质条件3.2.1地形地貌及气候特征拟建特种电缆项目位于望城区普瑞大道西路与马桥河路交叉处以东，场地 原始地貌为风化剥蚀残丘及冲沟，覆盖层为第四系素填土、冲积粉质粘土、冲 洪积角砾、残积粉质粘土，基岩为元古界泥质板岩。边坡纵向高低起伏不平、横向地势稍有起伏，场地东临湖南金荣（望城）科技产业园、南依普瑞大道、 西面为园区用地、北侧为空地。拟建场地勘察期间尚在整平，大部分场地已较 为平坦，测得场地内钻孔孔口标高变化于52.0067.7Om之间。望城区属中亚热带季风湿润气候， 气候温和，热量丰富，年平均气温17C, 降水量1370毫米，日照1610小时，无霜期274天。1月为一年中气温最低的 一个

27、月，平均气温为4.4度，7月为气温最高，平均30C。望城区水资源丰富， 境内河流为湘江及其支流，以湘江河为界，从河西流入湘江的有柳林江、撇洪 河、沩水河、八曲河、马桥河、大泽湖水系、龙王港、观音港和百泉河，其中 最有名的为沩水河。从湘江东岸流入的有黄龙河、石渚河与霞凝河。3.2.2边坡工程地质条件及岩土物理力学特征1、地层岩性根据本次钻探揭露，场地内埋藏的地层主要为第四系素填土、冲积粉质粘 土、冲洪积角砾、残积粉质粘土，各地层的野外特征自上而下依次描述如下：素填土（ Q4ml）（”为地层编号，下同）：黄褐色，松散，稍湿-湿, 主要以粘性土为主，底部夹有少许植物根茎，含少量碎石，为新近填土，密实

28、 程度不均，工程性状差异较大，未完成自重固结。分布于东侧与西侧边坡，层 厚1.3013.80m,层顶高程54.2066.50m,层底高程45.0064.50m。 淤泥质粉质粘土（ Ql）：褐灰色，湿-饱和，软-可塑，以粘性土为主，含有机 质腐殖质，稍有腥臭味。在钻孔 ZK463、ZK464、ZK465、ZK479、ZK480、ZK481、 ZK482均遇见该层，层厚 1.302.30m,层顶高程 46.9052.300m,层底高程 45.6050.90m。粉质粘土（ Qal）：红褐色、褐黄色，湿-稍湿，以硬塑-坚硬，呈明显的 花斑网纹状结构，含铁锰质氧化物及结核，土质较均匀，光泽反应为稍有光泽

29、，干强度及韧性中等，摇振反应无，底部不均匀含约20%30%砾石，整个场地均有分布，层厚0.5013.50m,层顶高程45.0067.67m,层底高程37.9065.70m。角砾（Qal+pl）：冲洪积成因，褐灰色，褐黄色，稍湿-湿，中密，粒径 大于2mm的颗粒含量为55%-65% ,棱角形为主，成分主要为石英质，粒径一 般2-20mm,不均匀夹有卵石，块径 30-80mm,粘性土含量为15%,其余为中 粗砂充填，颗粒级配一般。整个场地均有分布，层厚0.507.50m,层顶高程41.5065.70m,层底高程 37.1063.40m粉质粘土（ Qel）：褐黄、褐红色，稍湿，可塑-硬塑，由下伏板岩

30、风化 残积而成，不均匀夹有未完全风化板岩碎块及石英脉，遇水易软化，脱水易干裂。光泽反应为稍有光泽，干强度及韧性中等，摇振反应无。在场地大部分钻 孔中均遇见该层，层顶高程为38.8063.40m,该层未钻穿，本次钻探揭露最大厚度 10.70m。2、岩土体物理力学性质及岩土参数选用(1)岩土物理力学性质A.土的物理力学性质此次勘察共采取33件原状试样以及16件扰动土试样，并进行了室内土壤物理 力学性质试验根据室内土工试验结果，场地内各地层的主要物理力学性质指标 统计于表3.1土层物理力学性质指标统计表表3.1岩土名称统计指 标含水量W重度Y比重GS孔隙比e液性 指数IL塑性 指数IP压缩 系数al

31、-2压缩 模量ES内摩 擦角 ()内聚力(C)%kNm3%MPa-1MPaOkPa统计组数19191919191919191919最大值31.219.42.730.9570.5616.10.356.5421.328.0最小值24.918.32.720.7550.4612.50.285.4415.419.0素埴平均值28.018.82.730.8530.5114.40.315.9118.423.0土标准差1.8460.0290.0050.0570.0341.0420.0200.3451.8982.873变异系数0.0660.0150.0020.0670.0660.0720.0650.0580.1

32、030.126修正系 数1.0270.9940.9991.0271.0270.9711.0260.9760.9580.949标准值28.718.72.720.8760.5314.00.325.7717.722.0统计组数6666666666最大值42.318.02.691.1631.2116.50.693.698.812.0淤AV泥最小值37.217.72.681.0491.0814.40.563.107.311.0淤泥平均值39.617.82.681.1031.1415.50.623.398.112.0质粉标准差2.1620.0130.0040.0470.0490.8040.0560.251

33、0.6060.548质粘变异系土数0.0550.0070.0020.0430.0420.0520.0900.0740.0740.048修正系 数1.0450.9940.9991.0361.0350.9571.0740.9390.9390.961标准值41.317.72.681.1421.1814.90.673.187.611.0统计组数23232323232323232323最大值23.620.12.740.7730.1916.60.209.4023.155.0粉质最小值19.219.02.720.6330.0112.60.188.1820.440.0粘土平均值21.919.52.730.70

34、60.0914.30.198.9021.948.0标准差1.3670.0310.0060.0400.0601.1660.0070.2730.8073.128变异系 数0.0630.0160.0020.0570.6460.0810.0370.0310.0370.065修正系 数1.0230.9940.9991.0211.2350.9701.0140.9890.9870.976标准值22.419.42.720.7200.1113.90.198.8021.647.0统计组 数171717/最大值12.222.32.65/最小值7.620.12.64/角砾平均值9.821.12.64/J4 HZJ、标

35、准差1.2420.7220.005/变异系 数0.1270.0340.002/修正系 数1.0550.9850.999/标准值10.320.82.64/统计组 数19191919191919191919最大值27.320.02.740.8260.3016.80.238.4121.344.0最小值21.719.12.720.6560.1712.60.207.5019.135.0粉质平均值23.819.52.730.7310.2214.50.228.0520.241.0标准差1.5090.0260.0060.0470.0361.1470.0090.2770.5942.855粘土变异系 数0.063

36、0.0130.0020.0640.1670.0790.0410.0340.0290.070修正系 数1.0260.9950.9991.0261.0680.9681.0170.9860.9880.972标准值24.419.42.720.7500.2314.00.227.9420.039.0注：表中修正系数系按公式=1±1.7°4+46278 岩土工程勘察规范Jnn(GB50021-2001)2009版计算，式中正负号按不利组合考虑。B 原位测试为查明拟建场地地层工程特性，本次勘察于素填土、淤泥质粉质粘土、粉 质粘土中进行标准贯入试验分别为12次、6次、36次、18次，于角砾中

37、进行重型动力触探试验6.00m20孔。标准贯入试验锤击数为实测击数，重型动 力触探试验锤击数按有关规范规定进行钻杆长度修正。经综合整理统计列于表原位测试结果统计表3.23.2统计个数值 围 范正数修系准击素填土12淤泥质粉a标准贯质粘土6入试验粉质粘土36粉质粘土18重型动力触探角砾60试验3.0-6.04.4170.902.0-3.02.6670.51618.0-2923.9443.33.0514.0-2116.6112.27.0912.2-1915.0151.63.950.2040.8933.940.1940.8402.240.1400.96022.980.1370.94315.660.1

38、090.97614.65注：表中修正系数系按公式Y=±1.704 + ±678 Sn n岩土工程勘察规范(GB50021-2001)2009版计算，式中正负号按不利组合考虑。3.2.3水文地质条件1、地下水稳定水位本次勘察在所有钻孔中均遇见地下水，场地内地下水类型主要为孔隙潜水， 受大气降水及地表水补给，地下水含量较小，稳定水位随季节的变化而异，其 变化幅度不大，对边坡稳定性有一定的影响。勘察期间为枯水季节，部分钻孔测得其初见水位为 0.30 m0.80 m,高程变化范 围为51.7052.50m;孔隙潜水的稳定水位埋深范围为 0.10m6.50m，高程变 化范围为49.5

39、865.50m。根据本次勘察结果及望城地区水文地质资料，该场地地下水稳定水位变化幅度 可按12m考虑。2、地层透水性根据本次勘察结果，综合地区工程经验，场地内地层素填土、粉质粘土、 粉质粘土、粉质粘土为弱透水地层，角砾为中等透水地层。3、水质分析本次勘察在钻孔ZK339、ZK440号中采取2件地下水试样进行了水质分析 试验，根据水质分析结果，参照岩土工程勘察规范(GB50021-2001) (2009 年版)有关标准综合判定：场地环境类型属U类，场地内地下水水质对混凝土 结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。在钻孔ZK61、ZK453中采取了 2件土试样进行腐蚀性分析，其结果详见 “土的腐蚀

40、性分析报告”。根据土试样分析结果，按岩土工程勘察规范(GB50021-2001)( 2009年版)有关规定结合场地情况判定：场地土对混凝土 具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性；对钢结构具有微腐蚀 性。324地震效应1、抗震设防基本参数根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)及建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)有关规定划分，本场地建筑工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组。2、场地土类型和场地类别根据本次勘察结果，依照建筑抗震设计规范(GB50011-2010)的有关规定，结合邻近场地的勘察经验综合判定：AB段边坡场地土

41、类型为中硬场地土； CD段边坡场地土类型为中硬场地土； DE段边坡场地土类型为中软场地土； EA段边坡场地土类型为中软场地土， 场地覆盖层厚度在350米区间内。建筑 场地类别为U类，设计基本地震加速度为0.05go场地为可进行建设的一般地段。3.3岩土工程评价3.3.1场地地基土工程特性评价根据本次勘察结果，将场地内分布各地层的岩土工程特性评价如下：素填土：该层分布于东侧部分边坡体内，厚度为1.3013.80米，系新近堆填而成，结构松散，强度低，具有高压缩性，工程性能差，未经处理不能作 为拟建建筑物的基础持力层。淤泥质粉质粘土：该层边坡坡体内局部分布，范围较小，压缩性较高，强 度低，工程性能差

42、，可不考虑作为拟建建筑物的基础持力层。粉质粘土：呈硬塑-坚硬状态，强度中等偏高，压缩性中等偏低，可作为拟 建建(构)筑物的天然地基持力层。角砾：呈中密状态，强度较高，工程性能较好，场地内均有分布，埋藏深 浅不一，可作为拟建(构)筑物的天然地基持力层。粉质粘土：该层分布于整个边坡坡体，层位稳定，且厚度较大，可塑-硬塑，强度中等，压缩性中等，工程性能较好，可作为拟建建筑物的基础持力层或下卧层。332边坡稳定性分析与评价1、现状边坡的稳定性该边坡由人工开挖、堆填而成，均为土质边坡。其中AB段长398.0米，自然坡角为70°80° ,坡高约0.501.50米间，边坡主要地层为素填土

43、、粉质 粘土、角砾、粉质粘土；CD段长240.0米,自然坡角为50°70° ,坡 高约2.007.00米间，边坡主要地层为素填土、粉质粘土、角砾、粉质 粘土；QE段长598.0米,自然坡角为20°80° ,坡高约3.0010.00米间, 边坡主要地层为素填土、粉质粘土、角砾、粉质粘土，ZK432ZK440 之间有小范围垮塌现象，ZK400处有水渗出；EA段长533.0米，主要地层为素 填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、角砾、粉质粘土目前还在场平， 边坡未形成。勘察区域内，未见新构造运动、活动断裂、溶蚀溶沟等不良地质现象，未发现 有影响边坡稳定性的不良地质作

44、用，该边坡在现状条件下是稳定的。2、边坡稳定性计算 计算方法的确定根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)第5.2.1条及其条文说明， 边坡稳定性分析应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段，进行 综合评价的原则。因此，根据工程地质条件、可能的破坏模式以及已经出现的 变形破坏迹象，可对边坡的稳定性状态作出定性判断。根据场地土体结构特征，工程地质、水文地质条件，结合类似场地的经验以及 边坡可能失稳的模式，其坡体发生滑动破坏的模式呈圆弧状，故本工程边坡按 瑞典圆弧法进行边坡稳定性计算(按等厚土层土坡考虑)。根据建筑边坡工 程技术规范(GB50330-2002第5.2.3条，边坡

45、稳定性系数按下式计算：Ks=Ri TiNi=(Gi+Gbi)cos i+Pwisin( i - i)Ti=(Gi+Gbi) Sin i+Pwicos( i - i)Ri= Nitg i+cili式中KS 边坡稳定性系数；Ci 第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa)； i第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(0)； li 第i计算条块滑动面长度(m ； i, i 第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（0）;Gi第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）；Gbi 第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）；Pwi第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）；Ni 第i计

46、算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）Ti 第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）；Ri 第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）； 边坡稳定性计算参数的选用根据钻探揭露及调查、现场原位测试，结合土工试验结果及长沙地区 经验，经综合分析，对场地内各土层的边坡稳定性计算参数提供如表3.3 O岩土层的边坡稳定性计算参数表3.3地层压缩模量平均 值内摩擦角标准 值粘聚力标准值C（kPa）重度丫3名称(kN/m )ES (MPa) ()素填土/10.08.018.7淤泥质粉质粘土3.17.611.017.7粉质粘土8.821.64519.4角砾20.0#25.02.020.0粉质粘土7.

47、920.035.019.4注：1）表中带“ # ”者为变形模量。 边坡稳定性计算结果本场地地下水主要为孔隙潜水，且水量较小，坡面局部有地下水渗出，抗 震烈度按切度考虑，其边坡稳定性主要受土体的结构影响较大。在计算边坡的 稳定性时采取对边坡的最危险滑动面进行优化搜索，计算结果见表3.4 o边坡稳定性计算结果一览表表3.4边坡位置计算剖面安全系数备注边坡AB段8-8 '1.20工况二边坡CD段51-51 '1.165工况二边坡DE段38-38'1.066工况二以上计算结果表明，边坡的安全系数K= 1.0661.20<1.25。根据建筑边坡工程技术规范（GB50330-

48、2002表5.3.1中的规定，二级边坡稳定系数 K按圆弧滑动法不小于1.25 ,且边坡均为永久性边坡，边坡安全等级为二级， 因此应采取相应措施进行治理。并在坡顶做好排（截）水沟，避免地表迳流冲 刷破坏坡面，确保边坡稳定。3.4边坡支护处理措施根据场地工程地质条件、水文地质条件，结合即将形成边坡的特点，按“技 术先进、经济合理、安全可靠、方便施工、不留后患”的原则，建议采用如下支护治理措施，其治理后的边坡稳定系数建议采用1.25。1）支挡与放坡相结合采用挡土墙进行支护，上部可采用放坡措施。2）截、排水及坡面防护 在坡顶设天沟（截水沟），并将水引至坡体外； 对边坡长、上部汇水面积较大地段可设置吊沟

49、将水引至坡下； 在边坡坡脚设排水沟； 在坡体内设置泄水孔，将坡体内的水排出； 在缓坡地段可种植草皮绿化坡面，并防止坡面土体流失或溜土，在较陡 边坡地段可用水泥砂浆或浆砌片石等封固坡面。3.5施工注意事项1、挡土墙开挖时应分新商盟层分段进行，并分层分段及时支护，开挖过程 中应注意施工顺序，严禁超挖；应尽量保持现有边坡破率；宜对边坡坡面进行 机械修整和人工平整，保证坡面顺滑、美观。2、挡土墙应设计适当的地表排洪体系以避免暴雨季节的坡面洪流的不利影 响。3、挡墙施工时，需在挡墙强度达到70%后方可填土，填土应按规范要求进 行分层碾压夯实。4、在挡土墙的施工期和使用期，应控制不利于边坡稳定的因素产生和

50、发展，不应随意开挖坡脚，防止坡顶超载，应避免地表水及地下水大量渗入坡体，并 应对有利于边坡稳定相关环境进行有效保护。5、拟建挡土墙的设计与施工宜对整个边坡的稳定性进行综合考虑，以保证整个边坡的稳定性。6在坡顶、坡底施工拟建（构）筑物基坑（槽）时，应注意对边坡产生不 利影响，严禁对边坡产生“割脚”作用。7、 支护桩的设计与施工，应严格按照建筑桩基技术规范（JGJ94-2008、 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）的相关规定执行。8、施工时应合理安排建筑材料及建筑垃圾的运输工作，废弃的泥浆、 碴应 按环境保护的有关规定处理，并尽量降低对周边环境的噪音污染。注意对周边 建筑的影响以及周

51、边建筑等荷载的影响。9、工程施工期间内，应按照规范要求对坡顶水平位移及垂直位移、地表裂缝（如果有）、坡顶建（构）筑物变形、降雨与时间的关系等进行监测，监测 点的设置应满足规范要求；工程竣工后，监测时间不得少于2年。3.6结论与建议（一）结论1、据建筑边坡工程技术规范 （GB50330-2002）3.2.1和3.2.2条的有关 规定，该边坡为土质边坡，边坡高 0.5011.00米，破坏后果严重，边坡工程安 全等级为二级。2、 影响拟建边坡稳定性的不良地质作用为滑移。本次勘察选择了三条剖面 进行了稳定性计算，计算结果表明，拟建边坡在形成过程中如不采取支护措施， 坡面将会产生滑移，以及由于应力释放而造成边坡垮塌。3、根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（ 2009年版）和中国 地震动参数区划图（GB18306-2001）,拟建场地抗震设防烈度为 6度，设计基 本地震加速度值为005g,设计地震分组为第一组，场地内无可液化地层分布。 根据本次勘察结果，依照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）的有关