水毁项目（第一批）中土7#路基边坡设计说明

沙坪坝区2021年水毁项目（第一批）中土7#路基边坡设计说明1.工程概况1.1概述沙坪坝区2021年水毁项目（第一批）中土路7#路基边坡位于沙坪坝区中土路观音岩附近，桩号范围K20+200.58--K20+249.16。目前该边坡整体较稳定，局部已发生沿裂隙面掉块，如不加以治理，有可能中土路的行车安全。本次勘察分为AB、BC两段，范围由业主代表现场指定，主要针对BC段进行治理。边坡相对高度约6~14.8m，一般9m，长度约75m，为岩质边坡，安全等级为三级。勘察区概况如图1.1-1所示。1.2设计依据1）我院与业主签订的设计合同2）业主提供1/500现状地形图3）由业主方提供的其它的资料。2.场地地质环境条件2.1自然地理条件2.1.1位置与交通条件拟建场地位于重庆市沙坪坝区中土路旁，中土路向东可至中梁镇，向西可至土主，勘察区内道路均完善，交通便利。2.1.2气象与水文（1）气象条件场地属亚热带湿润季风气候，具冬暖春早，雨量充沛，夜雨多，空气湿度大，云雾多，日照偏少等的特点。多年平均气温为17.8~18.6℃，最热月份为每年7～8月，气温为28.0～28.8℃；最冷月出现在1月，气温7.2～7.9℃。极端最高气温42.2℃（1972年8月26日），极端最低气温-1.8（1975年12月15日）。年雾平均为67.8d，最多达148d（1953）年。多年平均相对湿度为79～81％，绝对湿度17.1～18.2mb。多年平均降雨量1082.1～1141.8mm，年最大降雨量1544.8mm，年最小降雨量740.1mm。降水多集中在每年的5～9y，约占全年降雨的70％，雨量大，暴雨时有发生。年无霜期317d，平均日照数1248h，平均雾日32.2d，主导风向东北风，频率7％，次导风向为北风，频率6％，静风频率53％，平均风速1.4m/s，最大风速24m/s。（2）水文条件勘察场地范围内及附近无地表水溪流分布，斜坡段水文条件简单。2.1.3地形、地貌条件勘察区位于沙坪坝区中土路东侧斜坡一带，斜坡呈矩形分布；场地从左至右坡面形态呈漏斗状，北侧高南侧低，该斜坡由西转向西南，坡向270°~310°，属半坡地貌。勘察区地形总体西高东低，区内最低点位于场地前部已建道路上，最高点位于场地后部斜坡顶部，高程在414.85～447.52m之间，相对高差约32.67m。2.2岩土分层拟建场地分布岩土层主要有第四系全新统人工填土层（Q4ml），第四系崩坡积（Q4col+dl），三叠系下统须家河组（T1xj）灰岩。现由新到老分述如下：2.2.1第四系全新统（Q4）第四系崩坡积（Q4col+dl）：呈可塑状态。残坡积成因。摇振反应无，稍有光泽、干强度高，韧性较强。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~不整合接触~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2.2.2三叠系上统须家河组（T1xj）砂岩（T3xj-Ss）：青灰色。矿物成分以长石、石英为主、次为云母及其他暗色矿物。细粒结构，中厚层构造，局部含泥质成分。主要为泥钙质胶结，局部钙质胶结。钻探揭露单层厚度为0.7~28.0m（ZK2）。2.3地质构造勘察区场地的区域地质构造属观音峡冲断背斜西翼，岩层呈单斜产出。西侧顶部基岩露头处测得岩层产状280°∠47°，层面闭合，无充填，结合差，属硬性结构面，项目位置项目位置2.3-1构造纲要图勘察区发育两组裂隙，各组裂隙情况如下：（1）LX1:20°∠60°，裂面较平直，裂面宽1～3mm，一般裂隙间距0.5～1.5m，延伸2-5m，近地表隙间内可见少量泥质充填物，结合差，露头处可见为主控优势裂隙。（2）LX2:300°∠67°，裂面较平直，裂隙宽1～2mm，裂隙间距0.4～0.8m，延伸1-2m，表层可见泥质充填物，结合很差。2.4基岩面及基岩风化特征2.4.1基岩面特征拟建场地范围经钻孔揭露及地面调查，上覆土层厚度较薄，钻探揭露厚度0.48~0.7m（ZK2），位于坡顶，边坡中部为基岩出露，基岩面随地形变化而变化。2.4.2基岩风化特征据钻探获取岩心的实际情况，将场地内基岩划分为强风化带和中等风化带：（1）强风化带强风化带岩体破碎，岩心呈碎块状或散体状，少量呈短柱状，手可捏碎，质软。据钻探资料鉴于岩层倾角大，层间裂隙较发育，强风化带厚度变化较大。（2）中等风化带中等风化岩体较为完整，岩心多呈长柱状，少量呈短柱状，锤击声脆，手难折断，质硬，强度较高。2.5水文地质条件2.5.1地表水场地地表水主要为大气降水，未见其他地表水体。2.5.2地下水勘察区砂岩出露，水文地质条件简单。排危区属构造剥蚀低山地貌场。根据地下水赋存介质及水动力特征，区内地下水可划分为松散岩类孔隙水及基岩孔隙裂隙水两种类型。（1）松散岩类孔隙水分布于地表的第四系松散堆积层中。主要受地表水补给，水量和水位受气候和季节影响明显，动态变化大，雨季较丰，枯季较弱。（2）基岩孔隙裂隙水基岩中的地下水按其储水介质及水动力特征可细分为泥质岩类风化裂隙水及砂岩类基岩裂隙水。砂岩类孔隙水赋存于砂岩裂隙中。该类地下水受裂隙控制，埋藏深，受降雨、上覆土体补给。地下水迳流途径短，常沿临空裂隙或与下伏泥岩接触面以泉水或散体状排泄，富水性差。2.5.3水（地表水、地下水）、土的腐蚀性评价拟建根据现场调查勘察区内未见水库、池塘等地表水体。此外，边坡顶部修建道路时修建的排水槽，勘察区东侧斜坡大面积基岩出露，对地表水体吸收和阻滞较小，勘察区在短时强降雨情况下可能出现成股坡面漫流。场地不受工业废水等其他可能改变地下水性状的污染源影响，亦不受河流影响，场地内地下水和地表水皆接受降雨补给，为自然降雨水体。因此，场地水土腐蚀性参考地区经验及临近工程进行评价，依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）判定场地内为II类，该水样对混凝土结构有微腐蚀。 2.6不良地质现象根据本次勘察和工程地质调查分析，裂隙倾向为北东向，在BC段中部已发生局部掉块，在持续降雨或暴雨冲刷下会有崩塌的可能性，危害到斜坡下方的中土路。应尽快对其进行排危治理。2.7岩土物理力学特征根据《工程地质勘察规范》（DBJ50-043-2016）第10.2.1～10.4.5条，进行数理统计。2.7.1岩体基本质量等级与土、石工程分级基岩风化状态分为强风化和中等风化。其中强风化层岩体破碎-较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。中等风化砂岩的饱和单轴抗压强度标准值为19.4MPa，属较软岩。根据钻探岩心采取率结合《工程地质勘察规范》（DBJ50/T-043-2016）3.1.7判定，场地岩体完整程度为较完整，故场地中等风化砂岩岩体基本质量等级为Ⅳ级。中等风化砂岩饱和单轴抗压强度标准值为13.8MPa，属软岩。根据钻探岩心采取率结合《工程地质勘察规范》（DBJ50/T-043-2016）3.1.7判定，场地岩体完整程度为较完整，故场地中等风化砂岩岩体基本质量等级为Ⅳ级。2．7.2土、石可挖性分类场地土、石工程分类主要参照《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）附录A划分如下：（1）粉质粘土：土石等级为Ⅰ级，土石类别为松土。（2）素填土：含较多碎块石和混凝土块，土石A等级为Ⅲ级，土石类别为硬土。（3）泥岩：天然单轴抗压强度标准值为5.1MPa，属软岩，土石等级为Ⅳ级，土石类别为软石。饱和单轴抗压强度标准值为2.8MPa，属极软岩，土石等级为Ⅲ级，土石类别为硬土。2.8.3岩土体物理力学指标及建议岩体结构面相关力学参数根据《工程地质勘察规范》（DBJ50/T-043-2016）附录G表G.0.1及相关规定进行取值。（1）裂隙结构面抗剪强度参数本工程岩体裂隙结构面为硬性结构面，结合程度为“结合差”，故岩体裂隙结构面抗剪强度指标标准值可取为：c=50KPa，φ=18°。（2）层面抗剪强度参数本工程岩体层面结构面为软弱结构面，结合程度为“结合很差”，故岩体层面抗剪强度指标标准值可取为：c=50kPa，φ=18°。岩体水平抗力系数按《工程地质勘察规范》（DBJ50/T-043-2016）第10.3节有关规定，并结合地区经验取值：中风化砂岩水平抗力系数取350MN/m³。为有利于安全，强风化岩体水平抗力系数按碎石类土考虑，水平抗力系数的比例系数按100MN/m4取值。根据试验结果结合地区经验，岩体的物理力学指标标准值取值如表3.4.2。岩体物理力学参数建议值统计表地层天然重度(kN/m3)抗拉强度标准值(MPa)抗剪强度值天然抗压强度标准值(MPa)饱和抗压强度标准值(MPa)地基承载力特征值(kPa)基底摩擦系数岩土与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）岩体破裂角θ（°）水平抗力系数（MN/m3）桩的极限侧阻力标准值qsik（kPa）C(kPa)Φ(°)强风化砂岩25.9*/////500*0.40*//100*200*中风化砂岩25.0*0.25*18*50*26.219.47042.20.55*760*65*350*/注：带*者为经验值2.8.排危区工程地质评价2.8.1场地整体稳定性评价勘察区位于沙坪坝区中土路东侧斜坡一带，斜坡呈矩形分布；场地从左至右坡面形态呈漏斗状，北侧高南侧低，该斜坡由西转向西南，坡向270°~310°，属构造剥蚀低山地貌场。排危区地形总体西高东低，区内最低点位于场地前部已建道路上，最高点位于场地后部斜坡顶部，高程在414.85～447.52m之间，相对高差约32.67m。目前该边坡整体较稳定，局部已发生沿裂隙面掉块，如不加以治理，有可能中土路的行车安全。2.8.2斜坡稳定性评价1排危区近期变形特征拟治理边坡位于沙坪坝区中土路观音岩附近。高程在414.85～447.52m之间之间，总长约75m，地形相对高差32.67m，斜坡坡角14-58°，坡向270°~310°。经现场调查目前场地BC段中部已出现局部掉块。根据斜坡目前存在的变形特征和地形地质环境条件判定，斜坡有沿裂隙面平面滑动的可能。局部掉块局部掉块图4.3.1-12斜坡稳定性计算通过对场地斜坡特征的综合分析确定：对岩土界面较陡，主要破坏模式可能沿岩层倾角滑移的剖面，本次稳定性计算选择平面破坏法进行计算(1-1′剖面)；图4.3.2-1边坡沿岩层倾角滑动的稳定性计算示意图图4.3.2-2边坡沿岩层倾角滑动的稳定性计算结果.3计算结果及评价根据计算可知，拟治理边坡在自然状况下处于基本稳定状态。随着坡顶开裂加剧和前缘掉块，有沿岩层倾角滑动破坏的可能。3规范及标准3.1.设计技术标准3.1.1技术规范1）国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50030-2013）《中国地震动参数区划图》（GB18306－2015）2）交通部规范《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-1-2017）《公路工程抗震设计规范》（JTG-B02-2013）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG3361-2015）3）建设部规范《市政公用工程设计文件编制深度规定》（2013年）3.1.1技术标准设计基准期：结构为100年。设计安全等级：二级。抗震设防标准：抗震设防烈度为6度，构造设防。钢筋混凝土结构处于Ⅱ类环境，最大裂缝宽度限值Wmax=0.2mm。材料技术指标和标准混凝土桩基础、挡板、冠梁采用C30钢筋混凝土。由于桥涵混凝土结构处于Ⅱ类环境，所以混凝土耐久性的基本要求应满足：类别最大水灰比最小水泥用量（kg/m3）水泥最大氯离子含量（%）最大碱含量（kg/m3）普通混凝土构件0.503000.151.8普通钢筋：应符合GB1499.1-2007和GB1499.2-2007国家标准的相关规定。除特殊注明外，直径≥12mm者采用HRB335热轧带肋钢筋；直径＜12mm者采用R235热轧圆钢筋。钢筋直径≥Ф20时采用等强度滚压直螺纹机械连接。焊条：HPB300，HRB400钢筋采用E5003焊条。4设计原则遵循国家有关环境保护法律、法规，环保措施设计符合场区发展规划和生态建设规划，实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。设计采用动态设计法，施工采用信息法施工。边坡设计以"安全、经济、实用、美观"为原则，施工时设置监测系统，根据施工情况随时反馈信息，根据实际情况对本设计做修改和补充。工程竣工后，监测时间不得少于二年。5.方案设计介绍根据地勘报告，该路段为岩质挖方路基段，岩层向外倾斜，现状土坡已经部分滑移。因此对该路段山外侧将采用桩板挡土墙的结构形式进行防护。桩与桩之间采用冠梁的形式进行连接，桩之间采用挡土板挡土，桩基采用1.5mX2.0m的方桩，冠梁尺寸为1.0mX2.0m，挡土板厚为0.3m。通过计算确定桩间距为5米。根据地质勘测报告，桩均采用嵌岩桩的形式。要求桩基嵌入完整中风化基岩深度不小于6米且不小于桩总长的1/3。挡土桩及冠梁及挡土板混凝土强度等级均为C30。桩嵌岩起算点至稳定中风化岩面水平净距不小于3m，桩底至稳定中风化岩面水平净距不小于9m，桩基嵌岩深度范围内岩石饱和单轴抗压强度标准值不小于5MPa。6施工工序桩板挡墙施工顺序：施工准备→施工放线→人工挖孔→桩基钢筋混凝土浇筑→面板砼浇筑→养护，然后进行下一循环的施工。桩跳槽(跳桩1根)施工，第一批桩浇筑完成并达到设计强度的75%后，再施工下一批桩。1桩身施工注意事项1）在墙顶原地面浇筑防水层及截水沟，整治环境水和雨水的排放，构筑排水沟排向附近下水管网。2）桩基采用人工挖孔，施工挖孔时应做好地质层面记录，如发现地质情况与钻孔资料相差较大时，应及时与地勘及设计单位联系，协调处理。3）应进行桩身结构完整性检测：检测方法应采用预埋管声波透射法，检测方法按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）确定，检测数量取100%。2挡土板施工注意事项1）挡土板从上到下，边开挖边施工。土层及强风化层每层开挖高度不大于1m。待挡土板达到设计强度的80%后，方可开挖下一层。2）板受力钢筋与桩预埋预埋连接。3）挡土板上设直径100mmPVC泄水管，垂直间距2.0m，最下一排泄水孔距地面不小于300mm。4）挡土板的基底采用浆砌片石填平，岩层可取消。5）挡墙每20m左右设缝，缝宽20mm，缝内用沥青麻筋填塞，填塞深度300mm。6）桩应全数采用声波透射法进行成桩质量检测。7）岩石基础采用饱和抗压强度检测地基承载力。7.结构设计中涉及的危大工程7.1危大工程清单危险性较大的分部分项工程表分部分项工程重点部位或环节工程周边环境安全和工程施工安全的意见是否涉及基坑工程开挖深度超过3m（含3m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。应分段跳槽开挖，采用逆作法，加强基坑周边监测。否开挖深度虽未超过3m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建、构筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。否模板工程及支撑体系各类工具式模板工程：包括滑模、爬模、飞模、隧道模等工程。否混凝土模板支撑工程：搭设高度5m及以上，或跨度10m及以上，或施工总荷载（荷载均指效应基本组合设计值）10kN/m2及以上，或集中线荷载15kN/m及以上，或高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程。应编制专项施工方案，对支撑工程的强度、稳定性、变形及地基承载力进行计算。是承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系。否起重吊装及起重机械安装拆卸工程采用非常规起重设备、方法，且单件起吊重量在10kN及以上的起重吊装工程。否采用起重机械进行安装的工程。否起重机械安装和拆卸工程。否脚手架工程搭设高度24m及以上的落地式钢管脚手架工程（包括采光井、电梯井脚手架）。否附着式升降脚手架工程。否悬挑式脚手架工程。否高处作业吊篮。否卸料平台、操作平台工程。否异型脚手架工程。否拆除工程可能影响行人、交通、电力设施、通讯设施或其它建、构筑物安全的拆除工程。否暗挖工程矿山法施工的隧道、洞室工程。否盾构法施工的隧道、洞室工程。否顶管法施工的隧道、洞室工程。否其它建筑幕墙安装工程。否钢结构、网架和索膜结构安装工程。否人工挖孔桩工程。编制专项施工方案是水下作业工程。否装配式建筑混凝土预制构件安装工程。否采用新技术、新工艺、新材料、新设备可能影响工程施工安全，尚无国家、行业及地方技术标准的分部分项工程。否超过一定规模的危险性较大的分部分项工程表分部分项工程重点部位或环节工程周边环境安全和工程施工安全的意见是否涉及深基坑工程开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。应分段跳槽开挖，采用逆作法，加强基坑周边监测。否模板工程及支撑体系各类工具式模板工程：包括滑模、爬模、飞模、隧道模等工程。否混凝土模板支撑工程：搭设高度8m及以上，或搭设跨度18m及以上，或施工总荷载（设计值）15kN/m2及以上，或集中线荷载（设计值）20kN/m及以上。应编制专项施工方案，对支撑工程的强度、稳定性、变形及地基承载力进行计算。是承重支撑体系：用于钢结构安装等满堂支撑体系，承受单点集中荷载7kN及以上。否起重吊装及起重机械安装拆卸工程采用非常规起重设备、方法，且单件起吊重量在100kN及以上的起重吊装工程。否起重量300kN及以上，或搭设总高度200m及以上，或搭设基础标高在200m及以上的起重机械安装和拆卸工程。否脚手架工程搭设高度50m及以上的落地式钢管脚手架工程。否提升高度在150m及以上的附着式升降脚手架工程或附着式升降操作平台工程。否分段架体搭设高度20m及以上的悬挑式脚手架工程。否拆除工程码头、桥梁、高架、烟囱、水塔或拆除中容易引起有毒有害气（液）体或粉尘扩散、易燃易爆事故发生的特殊建、构筑物的拆除工程。否文物保护建筑、优秀历史建筑或历史文化风貌区影响范围内的拆除工程。否暗挖工程矿山法施工的隧道、洞室工程。否盾构法施工的隧道、洞室工程。否顶管法施工的隧道、洞室工程。否其它施工高度50m及以上的建筑幕墙安装工程。否跨度36m及以上的钢结构安装工程，或跨度60m及以上的网架和索膜结构安装工程。否开挖深度16m及以上的人工挖孔桩工程。设计施工阶段均专家论证。是水下作业工程。否重量1000kN及以上的大型结构整体顶升、平移、转体等施工工艺。否采用新技术、新工艺、新材料、新设备可能影响工程施工安全，尚无国家、行业及地方技术标准的分部分项工程。否7.2危大工程施工注意事项该项目的危大工程的管理，应严格执行《危险性较大的分部分项工程安全管理规定（中华人民共和国住房和城乡建设部令第37号）》及《住房城乡建设部办公厅关于实施<危险性较大的分部分项工程安全管理规定>有关问题的通知》。施工单位应当在危大工程施工前组织工程技术人员编制专项施工方案。专项施工方案应当由施工单位技术负责人审核签字、加盖单位公章，并由总监理工程师审查签字、加盖执业印章后方可实施。对于超过一定规模的危大工程，如本项目的环境边坡工程、人工挖孔桩工程等，施工单位应当组织召开专家论证会对专项施工方案进行论证。专家论证前专项施工方案应当通过施工单位审核和总监理工程师审查。专家论证会后，应当形成论证报告，