师牛路工程高边坡支护设计 施工图设计结构计算书

师牛路工程高边坡支护设计施工图设计结构计算书2021年01月 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司目录TOC\o"1-2"\h\z\u1工程概况 页共13页 工程概况项目概况项目名称：师牛路工程项目地址：重庆市西永微电子产业园区项目性质：新建项目建设地址：重庆西永组团工程规模：小型项目建设规模及主要内容：本次设计的师牛路南起西永大道，北至学城大道，向北接永青路，向南接永茂路，为城市支路，设计速度为30km/h，双向四车道，道路长731.736m，标准路幅宽度23m，车行道宽15m。建设内容包含工程范围内的道路、排水、电气、交通等。道路高边坡情况根据重庆市建委渝建发[2010]166号文件精神，高边坡界定范围如下：高切坡：岩质边坡高度≥15米，岩土混合边坡高度≥12米且土层厚度≥4米，土质边坡高度≥8米。高填方：填方边坡高度≥8米。同时，超限高边坡范围规定如下：高切坡：岩质边坡高度≥30米，岩土混合边坡高度≥25米且土层厚度≥4米，土质边坡高度≥15米。高填方：填方边坡高度≥12米。本次设计师牛路工程挖方边坡高度大于15m的岩质边坡段落长32m，立面面积645m2，挖方边坡最高为K0+660右侧边坡，边坡高21.333m。本次设计师牛路工程无高填方边坡与超限高边坡段。师牛路工程高边坡详细段落分布见下表：编号桩号位置边坡高度长度岩土立面面积安全等级（m）（m）类型（m2）1#K0+638～K0+670右侧15～21.33332岩质645二级设计依据及采用技术标准、规范设计依据设计合同业主提供的现状管线、地形测量资料师牛路工程初步设计（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2020.09）师牛路工程高边坡支护方案设计（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2020.08）师牛路工程高边坡支护方案设计评估报告（重庆汇中建筑施工图设计审查有限公司2020.09.04）西永大道、西园二路拓宽改造及师牛路工程工程地质勘察报告（一次性勘察）（重庆市勘测院2019.11）西双大道、学城大道交叉口改造工程施工图设计中间成果（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司2020.08）西永大道改造项目方案设计现场踏勘资料业主对改造方案的意见业主提供的其他相关资料采用的技术规范《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《地质灾害防治工程设计标准》DBJ50/T-029-2019《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）《城市道路路基设计规范》（CJJ194-2013）《城市道路工程施工质量验收规范》（DBJ50-078-2008）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）工程地质条件（以下内容摘自工程地勘报告）本节内容均摘自《西永大道、西园二路拓宽改造及师牛路工程地质勘察报告（一次性勘察）》。气象与水文根据重庆市气象局资料，勘察区内的气象特征具有空气湿润、春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点。多年平均气温为18.3℃，极端最高气温43℃，极端最低气温-1.8℃；多年平均降雨量1163.3mm，主要集中在5-9月；年平均风速1.39新建师牛路K0+500～K0+570段有一口鱼塘，鱼塘水面标高298.68，勘察时水深0.4～1.0m，面积约850m2。地形地貌拟建师牛路主要位于原始地貌上，现地面高程292～305m，相对高差约13m，地形坡角一般8～15。地质构造勘察区地处北碚向斜东翼近核部，沿线无区域性断层通过，构造地质条件简单。本次勘察根据现场地质调查测绘分析得出：勘察区位于北碚向斜东翼,岩层倾向为200～240，倾角为6～10，优势产状为220°∠6°；根据区域资料，受应力作用相对微弱，岩体层面结合很差，为软弱结构面。场地内岩层发育两组裂隙如下：J1：135～155∠65~80，优势产状为145°∠70°，裂隙面平直，多闭合，部份张开0.5~2.0mm，基本无充填物，裂隙间距2~3m，延伸约3~8m，结合很差，属软弱结构面。J2：50～70∠50～68，优势产状为60°∠55°，裂隙面平直，多闭合，基本无充填物，裂隙间距2~3m，延伸约3~5m，结合很差，属软弱结构面。地层岩性拟建场地出露的地层由上而下依次可分为第四系全新统填土层(Q4ml)的素填土、坡残积(Q4dl+el)的粉质粘土，下伏基岩为侏罗系下统沙溪庙组(J2s)沉积岩层。各层岩土特征分述如下：（1）第四系全新统填土层第四系全新统素填土(Q4ml)：主要呈杂色，以粘性土夹砂岩、泥岩碎（块）石为主，局部含少量建筑垃圾，骨架含量约20～50％，粒径10～200mm，稍湿，回填方式为人工抛填或机械碾压，填土堆积时间一般5~10年左右，已建道路路基段已压实，结构稍密～中密，主要分布于西永大道、西园二路路基，两侧填土结构松散～稍密。师牛路回填时间较短，范围小，结构松散～稍密，稍湿，回填方式为人工抛填，K0+370～K0+400段表层有房屋拆迁后遗留的少量建筑生活垃圾；钻探揭露厚度约0.5～10.8m。粉质粘土（Q4el+dl）：黄褐色，可塑，切面有光泽，干强度、韧性中等，无摇振反应，含少量硬质物；主要分布在斜坡和槽谷地带，西永大道、西园二路主要分布在填土之下。钻探揭示最大厚度5.2（ZK118）~6.0m（ZK90）。鱼塘内存在淤泥质土。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~角度不整合接触~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~（2）侏罗系中统沙溪庙组(J2s)下伏基岩为一套强氧化环境下的河湖相碎屑岩建造，由砂岩——砂质泥岩不等厚的正向沉积韵律层组成。砂质泥岩(J2s_Ms)紫色、紫褐色，粉砂泥质结构，中厚层状构造。主要矿物成份为粘土矿物。表层强风化带一般厚度1.50～2.50m，强风化岩芯呈碎块状，风化裂隙发育；中风化岩心呈柱状、长柱状岩体主要呈较完整。砂岩(J2s_Ss)灰褐色、灰色，细粒结构，中厚层状构造，钙质胶结。主要矿物成份有：石英、长石。强风化层厚度1.00～1.80m，强风化岩芯多呈碎块状、短柱状；中风化岩心呈柱状、长柱状，岩体的完整性主要呈较完整。场地基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育，岩芯成块状，岩质软，手可捏碎。（3）基岩面起伏情况及基岩风化带特征场地基岩面随斜坡地貌起伏变化较大，倾角总体2°～15°，埋深一般0～10.8m，基岩面标高279.0～306.0m。场地基岩风化带随基岩面起伏变化，其一般厚约1.00～1.80m，局部可达2.50m以上，强风化岩芯呈碎块状，风化裂隙发育。中风化带岩质较新鲜，局部构造裂隙发育，岩体结构呈大块状且较完整，岩石中的砂质泥岩其矿物成份含粘土矿物，开挖暴晒后受雨水浸泡可崩解现象。水文地质条件根据勘察区地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，地下水可分为二种类型：松散层孔隙水、基岩裂隙水。=1\*GB2⑴松散层孔隙水：主要赋存于第四系全新统的中，为局部上层滞水。地下水的水位、水量均呈明显的季节性变化特征，动态幅度大。主要接受大气降水、临近给、排水管网破损渗漏及附近施工用水入渗补给，沿松散土体空隙径流入渗，向临近地势低洼处排泄。根据钻探钻孔水位观测，勘察期间，该场地沿线人工填土中未见地下水存在，但填土层为强透水层，在雨季施工时，由于地表水下渗滞留，在原始沟槽部位，可能会出现地下水情况，应配备相应的抽水设备。=2\*GB2⑵基岩裂隙水：基岩裂隙水主要赋存于侏罗系下统沙溪庙组(J2s)地层的风化裂隙和构造裂隙中，包括风化裂隙水和构造裂隙水等。局部上层滞水，分布极不均匀，受季节影响大，主要受降水及上部松散层孔隙水补给，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存，水量小。本次勘察，全部钻孔按要求用水位观测仪进行了孔内水位的观测工作，钻探结束后抽排循环水并观测水位变化和流量的变化情况，抽干后第二天再观测孔内水位,各孔中未见初见地下水位和稳定地下水位；在场地填土厚度较大区域的孔内见有地下水位恢复，但恢复缓慢，表明场地内填土层较厚地段可能存在上层滞水,雨季在土层较厚地段可能存在上层滞水和基岩裂隙水，旱季和雨后数日水量减少；总体判定该场地地下水贫乏。水土腐蚀性（1）水腐蚀性评价：根据地区经验及临近工程经验，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009版）12.2章节及附录G，该场地地下水对混凝土结构有微腐蚀；按地层透水性:对钢筋混凝土结构有微腐蚀；对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀。（2）土腐蚀性评价：根据地区经验及临近工程经验，依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009版）12.2章节及附录G，该场地填土对混凝土结构有微腐蚀；按地层渗透性，对混凝土结构有微腐蚀；对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀；对钢结构有微腐蚀。特殊性岩土和不良地质作用特殊性岩土根据勘察，沿线的特殊性岩土为人工填土及强风化层。本场地存在的特殊性岩土主要为素填土，主要呈杂色，以粘性土夹砂岩、泥岩碎（块）石为主，局部含少量建筑垃圾，骨架含量约20～50％，粒径10～200mm，结构稍密～中密，稍湿，回填方式为人工抛填或机械碾压，填土堆积时间一般10年左右，属压实填土，钻探揭露厚度约0～10.8m，分布于场区周边地表。其中师牛路回填时间较短，结构松散～稍密，稍湿，回填方式为人工抛填，K0+370～K0+400段表层有房屋拆迁后遗留的少量建筑生活垃圾。场地基岩强风化带岩体破碎，风化裂隙发育，岩芯成块状，岩质软，手可捏碎。不良地质作用通过本次勘察，在拟建师牛路工程场区范围内未发现断层、滑坡、危岩和崩塌等不良地质作用；场地勘探深度范围内未发现"沟壑、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物。土、石工程分级根据《市政工程地质勘察规范》DBJ50-174-2014附录A，全线岩、土可挖性分级为：普通土：沿线的填土、粉质粘土，压实填土、新近回填含有较多的块石土(主要组成物为建筑垃圾)，可挖性分级为II级。硬土：沿线砂质泥岩和砂岩等基岩强风化带。岩石风化强烈，呈碎块状，质软，部分呈土状或土夹石状，可挖性分级为III级。软石：中等风化的砂质泥岩，层状～块状结构，裂隙不发育，可挖性分级为IV级。次坚石：中等风化的砂岩，块状结构，裂隙不发育，可挖性分级为V级。地下管线的影响根据现场调查，在拟建道路有多种管线（电信、电力、排水、给水、燃气等），具体位置详见业主提供的管网分布图，建议对工程有影响的地下管网进行拆迁、改线、保护。岩、土体设计参数及取值原则根据试验成果，结合当地建筑经验，勘察区内岩土设计参数值如表下表。表3-1岩土体设计参数建议值表岩土参数稍密素填土粉质粘土砂质泥岩砂岩结构面强风化中风化强风化中风化岩土界面层面裂隙1、2重度(kN/m3)天然21.0*20.5*24.5*24.9*24.5*25.6*饱和20.0*19.5*内聚力C(kPa)天然5.0*22.0*400*800*2025*45*饱和3.0*16.5*10内摩擦角φ(°)天然30*15.0*32*38*1413*15*饱和23*10.0*7.0地基承载力基本容许值(kPa)150*150*250*800300*1500地基承载力特征值[fak](kPa)18605330抗压强度(MPa)天然8.122.4饱和4.714.7抗拉强度(kPa)90*420*0.38*0.22*(kPa)140*40*200*450*300*950*qsik20*55*150*180*MN/m3)30*90*50*320*MN/m4)13*15*基底摩擦系数0.30*0.25*0.30*0.50*0.35*0.60*0.20注：带﹡号的值为经验值或查表所得。岩体基本质量等级划分根据场内裂隙发育程度、岩体结构类型判定，场内强风化岩体完整性属破碎；中等风化岩体完整性属较完整；按《市政工程地质勘察规范》DBJ50-174-2014表3.1.7判定，强风化岩体破碎，岩体基本质量等级属V级；中等风化段岩体属较完整，其中：中等风化砂质泥岩的天然抗压强度标准值为8.10MPa，属软岩，岩体基本质量等级属Ⅳ级；中等风化砂岩的天然抗压强度标准值为22.40Mpa，属较软岩，岩体基本质量等级属Ⅳ级。工程地质评价道路工程地质评价师牛路长741.929m，地质剖面39～52号。本路为新建，勘察区属原始地貌属，为便于对道路的评价，根据沿线微地貌、地形特征及道路的挖、填情况进行分段地质评价。（1）非高边坡路段师牛路工程非高边坡段落的挖方边坡无外倾结构面，设计边坡坡比不陡于地勘报告建议值，根据地勘报告，非高边坡段落的挖方边坡稳定。（2）高边坡路段根据有地勘报告，师牛路拟建里程K0+638～K0+670右侧段形成最高21.2m的挖方岩质边坡。K0+610.00～K0+705.00（挖方路基段,代表地质剖面50-50’～52-52’及Ⅱ-Ⅱ'号）本段道路长95m，走向0°，设计路面标高303.68～302.70m，地面高程约301～323m。沿线地表覆盖层主要为粉质粘土，土层厚度约0.3～0.6m，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩和砂质泥岩。线路沿线水文地质条件简单，线路所经地段地形总体坡角平缓，场地内岩土体现状整体稳定。左侧边坡：按照设计方案实施，该侧主要为一般路基段，局部将形成高约0～1.0m的填方边坡，边坡安全等级为三级。道路横向上岩土界面和现状地面坡角整体较平缓，放坡回填后路基整体稳定性较好，不易沿岩土界面和现状地面发生整体滑动。建议土质边坡按1:1.75坡率放坡，及时对边坡进行护坡处理，坡顶、坡脚应设置截排水沟。右侧边坡：按照设计方案实施，本段为挖方岩质边坡，将会在道路右侧形成切坡高度为5.80米，放坡后影响最大高度约21.0m，边坡安全等级为二级。岩质边坡坡体主要为强、中风化砂质泥岩，边坡坡向270°，根据赤平投影图6.2.4-4分析，本侧边坡为切向坡，与裂隙J1大角度相交，与裂隙J2大角度相交，无外倾不利结构面及组合交线，边坡稳定性主要受自身岩体强度控制。直立开挖后岩质边坡岩体可能出现局部掉块。根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013表4.1.4岩质边坡的岩体分类，强风化段岩体类型为Ⅳ类，边坡破裂角48°，岩体等效内摩擦角取50；中风化段岩体类型为Ⅲ类，边坡破裂角61°，岩体等效内摩擦角取56。建议分级放坡处理，并及时对坡面进行封闭处理，强风化段按坡率1:1.0进行放坡,中风化段按坡率1:0.75进行放坡;当无放坡条件时可采用锚杆挡墙支挡。地震效应评价根据地震烈度区划图，拟建道路沿线抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。根据按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)（2016版）进行抗震设防。平场后场内岩土由未来填土、素填土、粉质粘土及强风化岩石、中等风化岩石组成，鱼塘内淤泥土清除；根据相邻场地波速测试成果和当地经验，未来填土、素填土剪切波速值145m/s，为软弱土；粉质粘土剪切波速值结合地区经验取160m/s，为中软土；强风化岩石剪切波速值为＞500m/s，为软质岩石；中等风化岩石剪切波速值＞800m/s，为稳定岩石。根据本次勘察成果，场地内无滑坡、崩塌等不良地质现象，场地内主要为素填土、粉质粘土；不存在粉土液化、震陷等岩土地震稳定性问题，岩土地震稳定。地质条件可能造成的工程风险说明根据建办质【2017】39号文《住房城乡建设部办公厅关于进一步加强危险性较大的分部分项工程安全管理的通知》“勘察单位应当针对工程实际，在勘察文件中说明地质条件可能造成的工程风险”的要求，本工程地质条件可能造成的工程风险主要有：师牛路牛路拟建里程K0+610.00～K0+705.00段在道路右两侧形成高约21.0m的挖方岩质边坡，边坡施工可能造成坍塌工程风险的可能，根据渝建发[2010]166号文件，应对该段高边坡进行专项设计，并应对支护方案进行专项安全论证。主要结论与建议(1)根据现场地质调查及钻探揭露，场内及邻近未发现危岩崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象，也未见河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物；场地现状稳定。(2)场地地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，松散岩类孔隙水为上层滞水，在雨季施工时，在地势低洼的填方区类含水丰富。基岩裂隙水分布于地势低洼，汇水条件好的地段可能存在基岩裂隙水。场地内地下水和地基土对钢筋混凝土结构、钢筋混凝土中的钢筋和钢结构有微腐蚀性。(3)拟建场区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值取0.05g，设计地震分为第一组。路基段可采用简易设防。(4)师牛路拟建里程K0+610.00～K0+705.00段在道路右两侧形成高约21.0m的挖方岩质边坡，根据渝建发[2010]166号文件，应对该段高边坡进行专项设计，并应对支护方案进行专项安全论证。(5)拟建道路施工时，在地势低洼和土层厚度较大地段，应做好抽水措施的准备。(6)场地砂质泥岩、砂岩、既有道路范围内的压实素填土均可作为路基基础持力层。在既有道路范围外的填土不宜直接作为路基基础持力层，建议对填土作压实或换填等措施处理，以保证地基承载力满足设计及相关规范要求。施工中杜绝施工对现状压实填土的扰动，加强防、排水工作，防止压实填土因施工扰动和水引起的土体承载力下降。(7)由于该场地处于城市中心区域，场地下部电力、电信、给排水、燃气管道众多，谨慎施工，必要时进行改迁。

设计技术标准和主要参数荷载等级汽车荷载：城-A级；人群荷载：3.5kN/m2。设计基准年限根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），永久性支挡工程设计基准年限为50年。安全等级根据《建筑边坡工程技术规范》，本次设计安全等级取为二级。岩土参数表4-1设计参数建议值一览表岩性天然重度(kN/m3)抗压强度保证率平均值(MPa)天然抗剪强度承载力基本容许值基底摩擦系数天然饱和C(kPa)φ(°)（kPa）填筑土20.0*////120*0.25*低液限粘土19.2//26.8811.96200*0.30*强风化泥岩24.5*////300*0.35*弱风化泥岩24.95.023.0912429.34800*0.45*强风化砂岩22.7*////600*0.40*弱风化砂岩23.216.9911.9821030.651500*0.50*强风化砂质泥岩24.0*////400*0.35*弱风化砂质泥岩24.57.514.84//1000*0.45*强风化泥质砂岩23.5*////350*0.35*弱风化泥质砂岩24.011.347.88//900*0.45*注：1、带*为经验值。2、岩体抗拉强度设计值为岩石抗拉强度的保证率平均值乘以0.3的折减系数而得；岩体抗剪强度指标设计值c、φ分别为岩石试验的保证率平均值乘以0.2和0.8折减系数而得；岩体弹性模量取岩石弹性模量保证率平均值乘以0.7，岩体泊桑比取岩石泊桑比平均值。高边坡支护设计及稳