春花支路新建道路工程（二期）高边坡工程计算书

第第页共27页春花支路新建道路工程（二期）高边坡工程计算书项目编号：（共一册）第一册高边坡计算√1.工程背景 21.1.项目概况 21.2.高边坡概况 22.设计依据与技术规范标准 22.1.设计依据 22.2.技术规范及标准 33.高边坡分布情况 34.工程建设条件（以下全部摘自地勘报告） 44.1.地理位置及交通概况 44.2.气象水文 44.3.地形地貌 54.4.地质构造 54.5.地层岩性 54.6.水文地质 64.7.水土腐蚀性评价 64.8.不良地质作用及地质灾害 74.9.道路工程地质分段评价 74.10.岩土参数选用取值 75.设计技术标准和主要参数 105.1.设计基准年限 105.2.抗震设防烈度 105.3.设计荷载 105.4.安全等级 106.道路高边坡稳定性评价 106.1.高填方边坡地质评价与稳定性分析 106.1.1.道路里程K0+038～K0+064段右侧高填方段 106.1.2.道路里程K0+135～K0+248段右侧高填方段 206.1.3.道路里程K0+285～K0+348段左侧高填方段 247.高边坡计算结论 27

工程背景项目概况春花支路二期位于垫江城区，西起拟建盘龙路一期，由西向东延伸，止于现状桂东大道南段，道路设计全长535.330m。春花支路二期为城市次干路，设计时速为40Km/h，标准路幅宽度24m。其中两侧车行道各宽7.5m，人行道各宽4.5m。高边坡概况根据渝建发[2010]166号“关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见”，高切坡是指岩质边坡高度≥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。深基坑是指岩质基坑高度≥12米，岩土混合基坑高度≥8米且土层厚度≥4米，土质基坑高度≥5米。高填方是指填方边坡高度≥8米。本工程填方边坡高度大于8m的段落长202m，立面面积2133m2；其中，填方边坡高度大于12m的超限边坡段落长113m，立面面积1243m2；填方边坡最高为K0+220右侧边坡，边坡高12.7m；本工程无挖方边坡高度大于15m的边坡。设计依据与技术规范标准设计依据⊙设计合同⊙垫江县工业园区盘龙路（一期）等四条道路工程和澄溪组团污水处理及配套基础设施项目工程地质勘察报告（详细勘察）（重庆得武岩土工程有限公司2021.06）⊙垫江工业园区春花支路新建道路工程（二期）方案设计（中铁十一局集团第五工程有限公2021.06）⊙《重庆市垫江县城总体规划（2003-2020）》（2014年修改）⊙垫江县控制性详细规划道路交通规划（2018.11）⊙垫江县春花大道连接段道路工程竣工图（重庆川九建设有限责任公司2020.03）⊙垫江县春花大道建设工程（重庆浩龙建设集团有限公司2019.05）⊙业主提供的1：500矢量地形图⊙垫江县规委会办公室2021年第三次会议纪要（垫江规委办纪要议纪要【2021】4号）技术规范及标准⊙《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）（2015年版）⊙《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）（2016年版）⊙《城市道路路基设计规范》（CJJ194-2013）⊙《重庆市城市道路工程施工质量验收规范》（DBJ50/T-078-2016）⊙《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）⊙《公路路基施工技术规范》（JTG/T3610-2019）⊙《公路路线设计规范》（JTGD20-2017）⊙《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）高边坡分布情况根据渝建发[2010]166号“关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见”，高切坡是指岩质边坡高度≥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。深基坑是指岩质基坑高度≥12米，岩土混合基坑高度≥8米且土层厚度≥4米，土质基坑高度≥5米。高填方是指填方边坡高度≥8米。其中岩质边坡高度≥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米的高切坡；岩质基坑高度≥15米；岩土混合基坑高度≥12米且土层厚度≥4米；土质基坑高度≥8米的深基坑；填方边坡高度≥12米的高填方；曾发生过安全事故的高边坡项目等超限边坡应进行专家论证。本工程具体高填方边坡情况如下表所示：项目桩号位置边坡高度（m）长度（m）岩土类型立面面积（m2）安全等级高填方K0+038～K0+065右侧8～13.427土质249二级K0+120～K0+249右侧8～13.4129土质1410二级K0+280～K0+348左侧8～1068土质630二级填方合计2072289本工程无高切坡边坡。工程建设条件（以下全部摘自地勘报告）地理位置及交通概况拟建春花支路二期位于垫江县城区，呈东西走向，南起拟建的盘龙路一期，北止于现状桂东大道南段。本道路工程场地交通便利。气象水文(1)气象垫江县属中亚热带季风气候，主要特点是冬暧夏热，降雨充沛，分配不均。多年平均气温为17.8℃，月平均气温最高32.8℃（8月），最低6.3℃（12月）。日极端最高气温为43.5℃（2006年8月15日），最低～1.8℃（1975年12月15日）。夏季地表平均温度为29.6℃，日变幅23.7℃；最高为61.7℃，最低20.2℃。多年平均相对湿度为79%。区内以降雨为主，雪、冰雹少见，多年平均降雨量为1141.8mm，降雨多集中在4～9月，其降雨量最高达866.2mm，占年降雨量的76%。近20年（70～89年）暴雨、大暴雨主要集中在6～8月，日降雨量达50.9～195.3mm。暴雨出现的次数多，大暴雨出现的次数少，大暴雨出现的概率只占15～20%。每年出现暴雨或大暴雨一般只有一次，出现两次的概率10～15%，出现3次的概率为5%。2005年以来年平均降雨量1094.60mm，最大年平均降雨量1378.30mm（2007年），最小年平均降雨量783.20mm（2009年），降雨量分配不均，一般集中在5～9月，占全年降雨量的2/3。一年内风向最多者为北风，1、4月份有东风，6、7、8、9月份有西南风，12月份有东北风。据历年观测统计，年平均风速为1.2m/s，最高为4月份达1.5m/s，最低为11月份仅0.9～1m/s，全年平均风速仅属一级风，但某年7月份亦曾发生过风速达26.6m/s的十级大风。（2）水文场区内除了低洼水塘与水田外，无其余大型水体和河流。水文条件简单。地形地貌勘察区属构造属丘陵剥蚀地貌，多为起伏的丘陵，场地中间有田土。春花支路二期沿线现状基本为原始地形地貌，局部地段已进行施工开挖工作，总体场地平缓，局部穿越山脊、沟谷段地形起伏较大，红线范围内线路穿越水田。地质构造龙凤路距离向斜轴部较近，岩层呈单斜产出，产状145°∠15°，层平直光滑，结构面张开度≤3mm，岩屑填充，岩层结合程度差，属硬性结构面，泥岩层面和泥砂岩层面，张开1-3cm，局部泥质充填，结合程度极差，为软弱结构面。经调查主要发育2组裂隙，经地质调查，发育有构造裂隙二组，二组构造裂隙如下：J1产状241°∠68°，结构面分离无胶结、平直光滑，结构面张开度≤3mm，岩屑填充，岩层结合程度差，属硬性结构面。J2产状321°∠71°，结构面分离无胶结、平直光滑，结构面张开度≤3mm，岩屑填充，岩层结合程度差，属硬性结构面。经过地质调查，地表地层层序正常，无地层缺失和重复现象，未见断层破碎带出露；钻探深度范围内基岩地层层序正常，岩芯中所见岩层倾角与区域地层产状基本协调一致，无突变现象。岩心采取率一般较高，无断层破碎带显示，总之，无论地表和钻探深度控制范围内，均无断层破碎带显示。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），工程区地震动峰值加速度，对应的地震基本烈度度，抗震设计建议按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）执行。地层岩性道路区内分布地层为第四系全新统素填土（Q4ml）、残坡积粉质粘土（Q4el+dl），基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩组成，现由新到老分述如下：① 第四系全新统（Q4）素填土（Q4el+dl）：灰色、杂色，松散，稍湿，主要有砂、泥岩碎石及少量粉质粘土组成，碎石含量约62-78%。粉质粘土(Q4el+dl)：黄褐色，多为可塑状，水田及堰塘底部存在软塑状粉质粘土，局部含有砂岩、泥岩碎块石等，含量不均，一般在5～10%之间。稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，土质均匀性一般。②侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩(J2s-Ms)：紫红色，主要由粘土矿物等组成，局部砂质含量较高。泥质结构，薄～中厚层状构造，强风化带岩石破碎，裂隙较发育，岩芯多呈碎屑、碎块状，质软。中等风化带岩体较完整，岩芯呈短～长柱状，节长为5～35cm，强度稍高，广泛分布于场地区域。砂岩(J2s-Ss)：灰色，主要以石英矿物为主，长石次之，含少量暗色矿物。细粒结构，中-厚层状构造，泥钙质胶结。强风化带岩石破碎，裂隙较发育，岩芯多呈块状或短柱状，手捏易破碎，质较软。中等风化带岩体较完整，多以夹层分布于场地区域。水文地质场地水文地质条件较为简单，根据地下水的赋存介质，场地地下水可分为第四系覆盖层松散介质孔隙水和基岩裂隙水两类。松散介质孔隙水，赋存于人工填土及残坡积粉质粘土中，接受大气降雨补给，向地势较低处排泄。人工填土孔隙率较大，透水性好，含水性差，水量微弱，仅在雨季局部地势低洼处存在少量上层滞水。残坡积粉质粘土孔隙率小，粘性较强，透水性弱，起相对隔水作用。基岩裂隙水：场地基岩裂隙不发育，地下水赋存条件差，基岩内地下水贫乏。基岩裂隙水主要分布于基岩裂隙中，受大气降水补给，向地势低洼处排泄。其富水性受岩性条件及风化带深度所控制。浅部强风化带的网状风化裂隙中，透水性强，向深部含水性及透水性变弱，具相对隔水性。本次勘察过程中无降雨过程，在钻孔施工结束后提干孔内积水，隔一天进行水位观测，未见地下水，形成“干孔”，说明场区勘探范围内地下水贫乏，水文地质条件简单。但在雨季在土层较厚和原始地形低洼地带中可能赋存少量上层滞水及基岩裂隙水。水土腐蚀性评价根据现场调查，场地周边和拟建场内无污染的工厂、矿山或污染排放点等污染源，场内土层为未污染土，据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009版））附录G判定场地环境类型为Ⅲ类，并结合当地经验判定，环境水和土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，土对钢结构具微腐蚀性。不良地质作用及地质灾害经地面调查，拟建道路区域范围未发现滑坡、危岩崩塌、泥石流、地面塌陷、溶洞等不良地质作用，区内未发现滑坡、危岩、崩塌、泥石流，地面沉降及地质灾害等不良地质现象，无地下洞穴，场地区自然环境稳定。道路工程地质分段评价春花支路二期道路为城市支路。起点桩号为K0+000.000，与拟建道路盘龙路K0+574.097相交，起点设计高程427.210m，终点桩号K0+535.330，设计高程427.866，全长535.33m。标准路幅宽24.00m,纵坡比-0.30%～1.10%。春花支路二期工程轴线地面高程介于412.16～432.96m之间，相对高差为20.80m，整体地形起伏较小，局部地段较陡。按道路场平设计标高挖填处理后，其最大挖方边坡高度约7.10m，最大填方高度约13.50m。岩土参数选用取值根据地勘报告，岩土物理力学参数建议值如下表：表4-1岩土物理力学参数建议值岩土名称道路名称重度(KN/m3)天然直剪饱和直剪岩石单轴抗压强度标准值（Mpa）承载力特征值（kPa）岩土与锚固体极限粘结强度标准值抗拉强度水平抗力系数K水平抗力系数的比例系数m岩土与挡墙基底摩擦系数桩基极限侧阻力标准值岩体破裂角等效内摩擦角天然饱和内聚力(Kpa)内摩擦角(°)内聚力(Kpa)内摩擦角(°)天然饱和（Kpa）（Kpa）（Mpa）(MN/m3)m(MN/m4)uKpa现状填土19.0*19.5*5*22*3*16*5*0.25*压实填土20*20.5*5*25.0*3*18*//200*///6*0.25*粉质粘土（可塑）盘龙路19.520.031.612.020.88.8//150*40*//8*0.25*50*石岭一路19.720.130.510.520.78.7//150*40*//8*0.25*50*春花支路二期19.720.131.612.020.18.7//150*40*//8*0.25*50*强风化泥岩24.5*/////250*200*/30*0.35*100*中等风化泥岩盘龙路25.426.050826.47.034.65450300*8860*/0.40*/5852龙凤路25.426.0300*26*6.503.91450300*66*60*/0.40*/5852石岭一路25.326.050626.36.544.00450300*8560*/0.40*/5852春花支路二期25.426.051326.56.704.07450300*8260*/0.40*/5852强风化砂岩23.5/////350*220*/50*0.40*200*中等风化砂岩24.024.5*148837.918.413.31000800*244180*/0.50*/6355说明：1、带“*”为经验值，括号内为饱和值；本次粉质黏土取一般可塑状粉质黏土，不包含软土，软土应处理，此处不单列参数建议值。2、表中岩体抗剪强度C为岩石试验值的0.25的折减值，ф为岩石试验值的0.85的折减值，抗拉强度为岩石试验值的0.25的折减值，弹性模量及变形模量为岩石试验值的0.85的折减值；3、表中岩石承载力特征值为根据岩石坚硬程度及裂隙发育程度按《市政工程地质勘察规范》（DBJ50-174-2014）取值。4、土质边坡坡率按1:1.50～1:2.00坡率分及放坡，每阶高8m，阶宽2m，岩质边坡按1:1.00～1.1.25坡率分及放坡，每阶高8m，阶宽2m。设计技术标准和主要参数设计基准年限根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）及《地质灾害防治工程设计标准》（DBJ50/T-029-2019），支挡工程设计基准年限为50年。抗震设防烈度6度，基本设防。设计荷载汽车荷载：城-A级；人群荷载：3.5KN/m2。安全等级根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）边坡安全等级划分，本工程高边坡安全等级划分为二级。边坡稳定安全系数取值如下表：道路高边坡稳定性评价高填方边坡地质评价与稳定性分析道路里程K0+038～K0+065段右侧高填方段（1）分段地质评价（以下摘自地勘报告）根据地勘报告，该段为填方路堤段，主要与盘龙路相接，最大填方高度约13.4m，边坡安全等级为二级。路基范围内地形高程412.16~425.12m，坡角一般5-20°。岩土界面和地面线平缓，按设计放坡发生上覆土体沿岩土界面滑动可能性小。地形覆盖最厚约0.5-3.0m的第四系土层，下伏基岩为泥岩及砂岩，强风化带厚1.3~1.5m。地下水贫乏，钻探深度范围内未见地下水位。建议对填基面上软塑粉质黏土进行换填处理，换填后土层压实系数不小于0.93，换填材料应满足《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）以及设计要求。换填后，填方路堤边坡采用1:2.0分阶放坡处理，中间马道宽2米，坡面采用绿化护坡措施，视实际情况堤脚宜修矮脚挡墙支护,路基采用压实填土和基岩做持力层。（2）道路边坡设计根据《建筑边坡工程技术规范》及施工图设计图纸，本次设计安全等级取为二级。道路右侧将形成最大高度13.3m（按设计坡率放坡后）的填方边坡，道路横断面如下：图6-1K0+060道路左侧高填方断面示意图道路右侧具备放坡条件，且道路区经勘察未发现不良地质现象，故道路边坡优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短。高填方边坡采用坡率法分级放坡，每级高8m，每级坡率1:2.0相邻两级边坡之间设置2m宽马道。根据横断面图及地质剖面可知，本段边坡的主要破坏模式为沿土体内部的圆弧滑动破坏和沿岩土界面的折线滑动破坏两种，故对两种破坏模式分别进行分析计算。（3）边坡稳定性分析——圆弧滑动右侧高填方段：取最不利横断面K0+060进行验算，边坡最大高度13.3m，车行道附加荷载取城-A级，人行道附加荷载取3.5KPa，破坏模式为由土体强度控制的圆弧滑动破坏，根据横断面设计图纸，由于该断面岩土界面倾角较大，故考虑在清除坡面覆土后对下部基岩采用开挖大台阶的方式进行处理，台阶宽度大于等于5m，高宽比不大于1:2，台阶向内倾斜2%，路基回填时采用合格的路基填料，至下而上进行分层碾压密实，最终形成路基。圆弧滑动计算方法为简化Bishop法，采用GEO5软件进行计算分析如下：根据《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）》，计算的安全系数K=1.63>1.35，路基整体稳定。（4）边坡稳定性分析——折线滑动右侧高填方段：取最不利横断面K0+060进行验算，边坡最大高度13.3m，车行道附加荷载取城-A级，人行道附加荷载取3.5KPa，破坏模式为由岩土界面控制的折线滑动破坏，计算方法为折线滑动隐式解法，根据设计图纸，该段路基须先进行开挖台阶再进行回填，开挖台阶之后的岩土界面参数取粘聚力标准值c＝0kPa，内摩擦角φ＝28°。该段边坡的折线稳定性计算如下：工况条块号滑体土饱和重度条块面积附加荷载Gb土体总重量ΣG滑面长度L滑面倾角θ滑面黏聚力聚力C滑面内摩擦角Φ传递系数ψ稳定系数(Ks)安全系数(Fst)剩余下滑力P单位KN/m3㎡KNKNm°KN°KN饱和工况（开挖台阶后）E120.0011.21163.34224.2010.1213.200.0028.001.0672.2671.350.00E220.0030.0649.20601.209.3227.900.0028.000.9701.3031.3577.95E320.0045.710.00914.2013.5123.900.0028.000.9241.2531.35116.81E420.0015.380.00307.604.2614.700.0028.000.8551.3301.3568.82E520.0010.130.00202.606.24-1.100.0028.001.5011.350.00可见，开挖台阶后，按设计要求进行回填后，边坡折线滑动安全稳定系数为1.501＞1.35，边坡安全、稳定。（5）路基处理及填料要求路基建议选用级配较好的粗粒土作为填料，选用不易风化的片石、块石或砂、砾等透水性较好的材料作为路基底部；路基施工时建议对路基地面进行分级处理，分层铺筑，分层夯实碾压，满足路基规范要求。路基坡脚位置应设置排水沟。道路里程K0+120～K0+249段右侧高填方段（1）分段地质评价（以下摘自地勘报告）根据地勘报告，该段为填方路堤段，最大填方高度约8.30m，原始地形横向坡角5°左右。据剖面3可知该段岩土界面和地面线平缓，按设计放坡发生上覆土体沿岩土界面滑动可能性小。建议对软塑粉质黏土进行换填处理，换填后土层压实系数不小于0.93，换填材料应满足《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）以及设计要求。换填后，填方路堤边坡按1:2.0放坡处理，坡面采用绿化护坡措施，路基采用压实填土和基岩做持力层。由于本里程段临近冲沟，易于降雨及地表水的汇集，建议应做好坡面的防渗措施，在路基两侧修筑截排水沟，避免降水浸泡路基土体，地表流水掏蚀坡脚，造成路基沉降及边坡稳定性变差,出现圆弧滑动破坏；视实际情况堤脚修矮脚挡墙支护。（2）道路边坡设计根据《建筑边坡工程技术规范》及施工图设计图纸，本次设计安全等级取为二级。道路右侧将形成最大高度12.7m（按设计坡率放坡后）的填方边坡，道路横断面如下：图6-2K0+160道路左侧高填方断面示意图图6-3K0+220道路左侧高填方断面示意图道路右侧具备放坡条件，且道路区经勘察未发现不良地质现象，故道路边坡优先选用坡率法放坡，坡率法施工简单，工程造价低，工期短。高填方边坡采用坡率法分级放坡，每级高8m，坡率1:2.0，相邻两级边坡之间设置2m宽马道。根据横断面图及地质剖面可知，本段边坡的主要破坏模式为沿土体内部的圆弧滑动破坏和沿岩土界面的折线滑动破坏两种，故对两种破坏模式分别进行分析计算。（3）边坡稳定性分析——圆弧滑动右侧高填方段：取最不利横断面K0+220进行验算，边坡最大高度12.8m，车行道附加荷载取城-A级，人行道附加荷载取3.5KPa，破坏模式为由土体强度控制的圆弧滑动破坏，根据横断面设计图纸，由于该断面岩土界面倾角较大，故考虑在清除坡面覆土后对下部基岩采用开挖大台阶的方式进行处理，台阶宽度大于等于5m，高宽比不大于1:2，台阶向内倾斜2%，路基回填时采用合格的路基填料，至下而上进行分层碾压密实，最终形成路基。圆弧滑动计算方法为简化Bishop法，采用GEO5软件进行计算分析如下：根据《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）》，计算的安全系数K=1.80>1.35，路基整体稳定。（4）边坡稳定性分析——折线滑动右侧高填方段：取最不利横断面K0+220进行验算，边坡最大高度12.7m，车行道附加荷载取城-A级，人行道附加荷载取3.5KPa，破坏模式为由岩土界面控制的折线滑动破坏，计算方法为自动搜素最不利滑面的折线滑动隐式解法，其中原始岩土界面的参数根据地勘报告，取粘聚力标准值c＝3kPa，内摩擦角φ＝15°。开挖台阶之后的岩土界面参数取粘聚力标准值c＝0kPa，内摩擦角φ＝28°。若不开挖台阶，该段边坡的下滑力计算如下：工况条块号滑体土饱和重度条块面积附加荷载Gb土体总重量ΣG滑面长度L滑面倾角θ滑面黏聚力聚力C滑面内摩擦角Φ传递系数ψ稳定系数(Ks)安全系数(Fst)剩余下滑力P单位KN/m3㎡KNKNm°KN°KN饱和工况（开挖台阶后）E111.61162.03232.208.7519.400.0028.001.0101.5101.350.0011.61E229.9986.40599.807.7220.900.0028.001.0511.4341.350.0029.99E331.120.00622.407.7030.300.0028.000.9261.2021.35102.3731.12E441.030.00820.609.5321.300.0028.000.7571.2521.3591.7641.03E522.490.00449.809.11-2.400.0028.001.6251.350.0022.49可见，开挖台阶后，按设计要求进行回填后，边坡折线滑动安全稳定系数为1.625＞1.35，边坡安全、稳