边坡支护设计总说明

PAGE4第页设计总说明一、工程概况场地位于广东省广州市番禺区誉山公园南侧、鸿力电缆厂北侧。该边坡为人工开挖岩质边坡，拟治理边坡长约161.4m，高7.0～38.10m，ABC段近东西走向，倾向南，坡高约7.0~10.0m，坡度约45~50°，坡底为鸿力电缆厂房。C~G段高约10.0~38.1m，坡度约20~55°。边坡坡体主要由强~中风化泥质粉砂岩组成。坡面局部植被发育。坡顶植被发育，主要发育乔木、灌木及杂草。二、边坡地质环境条件（一）气象与水文拟建场地位于广州市番禺区，属南亚热带季风气候。受季风环流所控制，冬季处于极地大陆高压的东南缘，常吹偏北风，且恰在冷暖气团交绥地带，气象要素变化大。广州南亚热带季风气候显著，日照充足，热量丰富，长夏无冬，雨量充沛，干湿季明显。但热带气旋、暴雨、洪涝、干旱、寒潮和低温阴雨也常出现。本区地处低纬，终年气温较高，年平均气温为21.4～21.9℃，其分布为南高北低，各地平均气温差别不大。最冷月为1月，月平均气温为12.9～13.5℃，极端最低气温达－2.6℃，出现在从化（1963年1月16日）。最热月为7月，月平均气温为28.4～28.7℃。极端最高气温38.7℃，出现在广州（1953年8月12日）。本区年降水量在1612～1909毫米之间，地区分布为北多南少，丘陵多于平原。降雨量年内分布不均匀，雨量主要集中在4～9月，约占年雨量的80％以上，其中前汛期（4～6月）占年雨量的40％～50％，后汛期（7～9月）占年雨量的30％～40％。每年10月至次年3月是少雨季节，降雨量占全年雨量的20％左右。区内的自然灾害有热带气旋、暴雨、洪涝、寒潮、低温阴雨和强对流天气等。广州市地处珠江三角洲，境内河流纵横，属南方丰水地区。自然水体包括地表水和地下水，大气降水是地表水和地下水的总补给来源。全市河川多年平均径流量为80.47亿立方米；来自上游西、北、东江的过境客水流入市域河网水道共有1245亿立方米／年。本工程南侧为珠江河道，珠江是紧靠项目的大型河流，集雨面积在2000平方公里以上。其上游有流溪河、白坭水、芦苞涌、西南涌4条河流汇入。西航道由北向南流至白鹅潭附近，分前、后两航道穿越市区。根据我司查阅的部分水文资料，珠江径流年内分配不均匀，汛期为4～9月，流量占全年径流量的80%～85%，最大月径流量一般出现在5月份或6月份。珠江广州河道为感潮河流，潮汐类型为不规则半日潮，每日基本上有二涨二落，往复流十分明显，历年最高潮位7.62m(老雅岗站)，百年一遇潮位7.79米，最低潮位3.64米，多年平均潮位7.02米(1950～1990)，年平均潮差1.50米，广州河道除遇较大洪水外，基本受潮流控制，即使在汛期，潮流影响仍很显著。场地位于丘陵地貌中，地势整体较平缓，丘陵地段起伏较大，未见地表沟谷溪流或山塘水库，地表水系不发育，山体汇水面积较小，且坡度较陡，有利于地表排水。根据现场调查，区内未见长期性或临时性的溪流，坡脚也未见明显片状湿地或地下水露头.（二）岩土分层及其特征根据野外工程地质调查与测绘和钻探结果，勘察区内第四系地层主要发育人工填土层和第四系残积层，下伏基岩为下白垩统泥质粉砂岩。1.素填土（Qml）素填土①（①为地层编号，下同）：褐红、褐黄等色，主要由黏性土组成，含10%~20%碎石、建筑垃圾等，稍湿，呈松散~稍密状态，堆填年限1～10年。钻孔ZK6、ZK8、ZK10号揭露该层，厚度介于2.00～2.50m，平均厚度为2.30m。岩芯采取率约70%～85%。2.第四系残积层（Qel）粉质黏土②：褐红、紫红夹灰白色，由泥质粉砂岩风化残积而成，稍湿，呈可塑~硬塑状态。钻孔ZK5、ZK9、ZK11号遇见该层，揭露厚度1.50～3.20m。揭露层顶深度均为0.00m，标高介于40.05～51.17m。岩芯采取率约80%～90%。3.下白垩统泥质粉砂岩（K1）下白垩统泥质粉砂岩：棕红、紫红色，层状构造，泥质胶结。本次勘察揭露强、中风化带：1）强风化泥质粉砂岩③1：棕红、紫红色，大部分矿物已风化变质，风化裂隙极发育，岩块用手易折断，标准贯入试验实测锤击数大于50击，双管钻具可钻进，岩芯呈土柱状、土夹碎块状及碎块状，局部夹中风化碎块。该层属极软岩，岩体极破碎～破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。场地内钻孔除ZK6外，其余所有钻孔均遇见该层，其顶面埋深介于0.00~3.20m，标高介于6.58~47.97m，揭露层厚3.20~20.10m。该层进行标准贯入试验11次，实测击数N’为57~77击，修正后击数为53.9~72.0击。岩芯采取率约70%～80%。2）中风化泥质粉砂岩③2：棕红色，部分矿物已风化变质，风化裂隙较发育，岩块敲击声脆，用手难折断，合金钻具可钻进，岩芯呈短柱状及碎块状。该层属软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类。场地内所有钻孔均遇见该层，其顶面埋深为2.40～23.30m，标高介于2.48～35.04m，揭露厚度9.10～27.10m，层厚不详。该层岩芯采取率约为70～80%。（三）水文地质条件1.地表水根据现场调查，场地地貌属低丘陵，后经人工改造，原始地貌已经改变。场地及周边未发现地表水系分布。场地整体呈北高南低，降雨形成的地表水主要顺地势汇集流入周边市政排水管网内，部分下渗补给地下水。2.地下水1）地下水类型、赋存状态及补给径流排泄根据勘察区内地下水赋存条件及含水特征，地下水类型主要为潜水，主要赋存于基岩风化裂隙中。地下水位埋深总体上也与地形变化一致，地下水主要靠大气降水补给，地下水位变化幅度受降雨量控制。其贮存、渗流、排泄均受节理裂隙的控制和影响。地下水受整体地势控制顺坡向渗流。2）地下水水位及变化幅度本次勘察时，所有钻孔均遇见地下水，水位埋深为1.15～26.73m，标高为7.43～27.15m。根据区域水文地质调查结果及场地的现场地形条件，场地多年地下水稳定水位变化幅度可按0.50～3.00m考虑。场地地层均按弱透水性地层考虑，场地环境类型属Ⅱ类。三、支护结构设计（一）设计原则1、满足支护结构稳定的要求，不产生倾覆、滑移和局部失稳；锚杆不产生抗拔失效；2、支护结构构件受荷后不发生强度破坏；3、在边坡施工和开挖过程中，确保周边建筑物、地下管线、路面等正常使用；4、本设计将工程类比与理论计算相结合，并采用“动态设计、信息化施工”，在既有资料和地质勘查报告的基础上，开展施工前的预设计，根据施工现场监控量测的信息反馈修正设计，指导施工。5、支护结构使用年限应不低于受其影响相邻建筑或道路的使用年限，本边坡按使用期限30年设计。（二）设计依据1、《番禺区南村镇鸿力电缆北侧边坡勘查报告书》（2020.07）；2、本工程地形图等相关资料；3、中华人民共和国国家标准，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010，2015年版）；4、中华人民共和国国家标准，《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；5、中华人民共和国国家标准，《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；6、中华人民共和国国家标准，《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；7、中华人民共和国国家标准，《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）；8、中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）；9、中华人民共和国地质矿产行业标准，《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；10、中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）；11、中华人民共和国行业标准，《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；12、广东省标准，《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）；13、中国建筑标准设计研究院，国家建筑标准图集04J008。（三）边坡防治工程等级本次拟治理边坡长约161.4m。坡脚有已建厂房，潜在经济损失小于5000万元，威胁人数小于500人，按照《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006），边坡地质灾害危害对象等级为三级。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）防治工程分级，边坡地质灾害防治工程分级为二级。按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）分级标准，边坡安全等级为二级。（四）边坡稳定性计算方法1、潜在滑移面的确定根据现场调查和勘查资料，从周边裂缝的调查情况、地质剖面所揭露的边坡岩土构成、边坡基岩面埋藏情况及边坡崩塌机理分析，认为目前边坡并未形成滑移面，但并不排除薄弱带的存在，为此将采用理正岩土工程设计软件（6.5版本）进行对潜在滑移面进行搜索。2、边坡计算方案及荷载组合（1）计算方案①边坡治理后一般工况（极限平衡法）的稳定性计算；②边坡治理后暴雨工况（极限平衡法）的稳定性计算。（2）荷载组合基本荷载：自重+地下水：安全系数不小于1.30（一般工况）。组合荷载：自重+暴雨：安全系数不小于1.10（暴雨工况）。表2-1边坡稳定性安全系数计算剖面治理后边坡稳定性安全系数一般工况暴雨工况1-12.9642.3542-21.4561.1523-31.5361.2164-41.8011.4215-51.3031.108岩土物理力学参数表指标岩土名称天然重度γt（kN/m3）饱和重度γs（kN/m3）内摩擦角φ（度）黏聚力c（kPa）土体与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）88天然状态饱和状态天然状态饱和状态Qml素填土①18.919.9128151015Qel粉质黏土②19.020.02015261850K1强风化泥质粉砂岩③121.022.030254535200K1中风化泥质粉砂岩③224.524.53535500500400（六）截排水系统设计截排水工程主要设计有坡顶截水沟，为梯形断面，净截面尺寸：b1=1.2m，b2=0.6m，h=0.6m，坡底设置排水沟，为矩形断面，净截面尺寸：b=0.4m，h=0.4m。①设计频率地表汇水流量计算地表排水工程应根据防治主体的规模、范围及其重要程度，准确、合理的选定设计标准，即选定某一阵雨频率作为计算流量标准。将大于设计标准或在非常情况下使工程仍能发挥其原有作用的安全标准，作为校核标准。本设计采用中国公路科学研究院提出的经验公式进行地表排水工程的地表汇水流量计算，结果见下表。本边坡汇水面积约0.00,55km2<3km2，流量计算经验公式为：Qp=ΦSpF式中：Qp：设计频率地表汇水流量（m3/s）；Φ：径流系数；Sp：设计降雨强度（mm/h），50年一遇设计，100年一遇校核；F：汇水面积（km2）。经过计算可以得出各沟渠段的设计流量和校核流量如下表所示。地表排水工程流量表设计沟型汇流面积（m2）径流系数降雨强度mm/h(校核强度)设计流量（m3/s）校核流量（m3/s）坡顶截水沟4378.20.2025(27.5)0.0220.024坡脚排水沟5519.40.8525(27.5)0.1170.129②截、排水沟断面设计计算计算公式如下：式中：Q：计算流量（m3/s）；R：水力半径（m）；W：沟道过水断面面积（m2）；X：湿周（m）；C：谢才系数；n：沟床糙率，（混凝土取0.013，浆砌石取0.025）；b：设计渠道底宽（m）；h：设计沟道过水高度（m）；i：水力坡降。根据以上排水沟的水力计算，然后结合最佳水力断面时的各项参数要求得出下表所示的各型沟段水利计算及断面设计结果，其中排水沟的计算流量应大于设计流量，由于降雨量等原因，渠道截面尺寸设计均有所放宽。截、排水沟设计参数计算表设计沟型水利坡降糙率设计流量渠道尺寸计算流量inQP(m3/s)h(m)b(m)Q(m3/s)坡顶截水沟0.0030.0130.0220.50.5/0.60.373坡脚排水沟0.0030.0130.1170.50.50.320根据上述计算可知，所选取坡顶截水沟净断面为梯形断面为梯形断面，净截面尺寸：b1=1.2m，b2=0.6m，h=0.6m，坡底设置排水沟，为矩形断面，净截面尺寸：b=0.4m，h=0.4m，计算流量均大于设计流量及校核流量，满足设计要求，故选用该类截面为排水工程截面形式，由此进行排水沟结构形式的确定。（七）治理方案设计综合考虑现场的周边环境及岩土层组合等条件，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，边坡锚喷支护，以保证边坡整体稳定。（八）边坡支护总体方案（1）边坡清表：按照现状，对坡面进行修整并清除坡面植物。（2）锚杆（m）：采用D28钢筋，间距约2.0m×2.0m，钻孔采用130mm钻孔直径，成孔角度15°，全孔内注水泥砂浆，注浆体强度不小于M30。（3）喷射c20砼120mm厚，内挂φ10钢筋网@150×150mm。（5）在坡顶设截水沟，采用钢筋混凝土浇筑，沟内径1000×800mm，坡脚设置钢筋混凝土排水沟，内径为600×600mm及400×400mm。四、工程材料1、水泥：普通硅酸盐水泥P·O42.5R。2、混凝土：格构混凝土采用C25砼。3、钢筋1）A—HPB300热轧钢筋；D—HRB400热轧带肋钢筋；2）结构构件的受力钢筋应采用焊接或机械连接。3）钢筋保护层最小厚度为50mm，具体厚度以结构大样图为准。4）焊条：焊接HRB400级钢筋采用E50焊条，焊接融敷金属的化学成分和力学性能应满足现行国家、行业有关标准的规定。4、砂石料：砂石料的杂质和有机质的含量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）的有关规定。五、主要施工工艺、技术要求（一）施工顺序边坡施工开挖应自上而下有序进行，并保持两侧边坡的稳定，保证弃土、弃渣不导致边坡附加变形或破坏现象发生。边坡施工工作宜在枯雨季节进行。施工顺序：现场围蔽→坡面平整→锚杆施工→格构梁、护面施工→截排水沟施工。（二）现场围蔽为减小对坡脚居民生活影响，并保证其生命财产安全，按照安全文明施工等相关规范要求，对现场施工区域进行围蔽处理,围蔽参照《广州市建设工程绿色施工围蔽指导图集》A2：装配式H型钢结构围蔽。（三）边坡开挖1、开挖土方前对周围环境要认真检查，及时清除危岩。2、坡面局部植被发育，锚杆施工前应进行清理，其中砍伐乔木，挖树兜胸径约20~30cm，高约3~5m，共计约335棵；砍挖灌木（冠径约1.0~1.5m）共计约622株；杂草高度约30~60cm，面积约4672m2。3、A~D段紧邻厂房，无法进行机械作业，须采用人工挖运。4、挖应严格按要求放坡，操作时应随时注意边坡的稳定情况，发现问题及时加强处理。4、基本保持原有坡面不变，对局部凸出位置进行修整。（四）锚杆1、宜采用干法成孔，成孔孔径130mm。2、锚孔钻孔角度允许偏差为±3°，锚孔水平及垂直方向允许偏差±50mm。3、下杆体前，应进行防腐处理。4、钻孔深度应超过设计长度0.5m。5、钻孔完成后空压机清孔，清除孔底沉渣，清孔后应迅速拔出钻杆，安放锚杆杆体。6、注浆材料纯水泥浆。水泥标号42.5R，普通硅酸盐水泥。每米水泥用量约50kg。水泥浆采用水灰比0.45～0.50。要求7天抗压强度R7≥25MPa。浆液应随拌随用，并应在初凝前用完。浆体材料28天无侧限抗压强度不低于25MPa。7、注浆管宜与锚杆同时放入孔内，出浆口应插入距孔底100mm~300mm处。待水泥浆液溢出孔口后封口，然后用0.5～0.7Mpa压力注浆。8、永久性非预应力锚杆应进行防腐处理：锚固段需除锈。（五）喷砼工程1.网筋：用Ф10编制@150×150mm钢筋网，上下钢筋网绑扎搭接接头长度为200mm，并作半圆弯钩。挂网时应检查钢筋是否平直。2.加强筋：用2根Ф16钢筋横向通长布置于锚杆、土钉头部并用2根Ф16长80mm的顶筋和锚头焊接牢固，具体见施工图。加强钢筋与网筋采用双面焊接。3.喷射砼采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥、干净的中砂、坚硬的碎石（粒径5～10mm）按1:2:2（重量比）的比例现场人工干拌配制，用水量边施喷边调整，以保证喷射砼不流淌为标准。4.喷射砼：初喷砼60mm护面，挂网用打入土层中钢筋头（200mm）垫高钢筋网，使之距离土面70mm左右；喷砼第二层砼面层。应下而上喷射，喷射厚度平均值不小于60mm；控制→用水量，保持砼表面呈湿润光泽，注意尽量使砼表层平整；喷砼的回弹率宜控制<15%。若回弹率大，应降低风压机风压。5.喷锚墙面泄水孔间距2.0×2.0m，泄水孔采用φ50PVC管长400mm，内外口外包两层塑料窗纱，铁丝捆牢。6.喷砼后12小时即浇水进行坡面砼养护，养护时间不少于3天。（六）截排水工程1、填方基础必须按规定尺寸分层夯实，每层20cm，压实系数大于0.94。2、开挖出的沟基，如地基承载力达不到要求时，应进行地基处理加固，如除泥换土、填石砾石料，扰动土夯实，灰土夯实等。3、按照设计及规范要求绑扎钢筋和安装、固定模板。4、沟渠开挖与边坡处理：排水沟开挖深度必须大于沟底厚度与侧边墙高度之和，开挖边坡比1:0.15～1:0.2。浇筑后两侧超挖部分用粘土进行回填夯实，边坡陡坎对沟渠有落石影响的部位应进行衬砌、挡土或削坡处理。尚要填方地段应分层夯实，确保水渠稳定安全。5、截水沟应能保证迅速排除地面水流，沟底纵坡不应小于0.3％，以免水流停滞；截水沟弯曲段的弯曲半径，应保证圆滑顺畅，不应小于沟底宽度的5倍；陡坡和缓坡段沟底应设伸缩缝，缝间距为10～15m。6、消能池根据边坡地形条件设置在跌水槽落差较大区域或跌水槽汇入市政排水系统位置处；为防止泥沙堵塞截水沟，沉砂池应根据边坡地形条件设置在截水沟出水口位置处。六、边坡应急处置措施当边坡变形过大，变形速率过快，周边建筑物、地面出现沉降开裂等险情时应暂停施工，根据险情原因选择下列应急措施：1、在坡顶主动推力区进行削方减载，减少岩土体压力；2、在坡脚被动区采用堆载反压法进行临时抢险处理；3、封闭坡面及坡面裂缝，做好临时防水、排水措施；4、对支护结构进行临时加固；5、对险情段加强监测；6、立即向勘察和设计等单位反馈信息，开展勘察和设计资料复审，按现状进行施工工况验算，并提出合理排险措施；7、危及相关人员安全和财产损失时应撤出边坡工程影响范围内的人员和财产。七、边坡监测工程设计1、为达到信息化施工、动态设计的目的，在施工期间及完工后应进行边坡监测，监测信息用于指导施工，同时可将监测成果作为动态设计的依据。监测数据应及时整理，对数据作周期分析与相关分析，并根据分析结果及时预测预报坡体变形发展动态，及时报送建设单位、设计单位、监理单位和施工单位。2、本工程根据支护情况，监测项目主要包括地表位移监测及人工巡视监测。1）坡顶水平位移和垂直位移监测：布置在支护结构顶部或预估支护结构变形最大处；水平沉降位移监测点水平间距约30m；水平位移速度连续3d不得大于2mm/d。2）人工巡视监测是一项经常性工作，应做到每天有人巡视检查，对地面裂缝变形观测采取在裂缝两侧埋水泥桩，定期用钢尺（千分尺）测量其位移量。3、边坡工程施工过程中及监测期间，遇以下情况要及时报警，并采取相应的应急处置措施：土质边坡支护结构坡顶的最大水平位移已大于边坡开挖深度的1/500或40mm，以及其水平位移速度已连续3d大于2mm/d；土质边坡坡顶临近建筑物的累计沉降、不均匀沉降或整体倾斜已大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）规定允许值的80%。4、监测频率：边坡工程施工初期，监测宜每天一次，且应根据地质环境复杂程度、周边建（构）筑物、管线对边坡变形敏感程度、气候条件和监测数据调整监测时间及频率；当出现险情时应加强监测。监测工作在边坡加固工程完成两年后如无明显位移可结束，否则需视具体情况定。八、质量检查与验收标准（一）一般规定1、支护施工使用的水泥、钢筋、砂和碎石等原材料和成品，应按现行有关施工验收规范和标准进行检验。2、施工单位应在每道工序完成后进行相应的自检和验收，监理工程师必须参加，并做好隐蔽工程记录。不合格时，严禁进入下道施工工序。重要的中间工程和隐蔽工程检查应由建设单位代表、监理工程师和设计代表共同参加检查验收。3、工程完成后，施工单位应对工程质量进行自检和评定，自检合格后，将竣工验收报告和有关资料提交建设单位。由建设单位或承包单位组织当地工程质量监督部门、监理工程师、设计代表进行检查、验收和质量评定。验收文件必须经以上各方签字认可。4、工程验收应检查竣工档案、工程数量和质量，填写工程质量检查评定表，评定工程质量等级。5、工程检查项目由保证项目、基本项目、允许偏差项目和竣工档案资料四部分组成。保证项目必须符合质量评定标准的规定。在该前提下根据其他项目的情况评定质量等级。6、锚杆检测：根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）进行锚杆验收试验；验收试验锚杆的数量取每种类型的锚杆总数的5%，且不得少于5根；锚杆验收试验荷载为锚杆轴向拉力标准值的1.50倍。7、其他未尽事宜执行广东省标准《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）。（二）排水工程1、质量检验（1）排水工程的质量检验内容：包括原材料质量、砌石、混凝土及导（引）水钻孔检验。（2）实测项目①排水明沟：长度、平面位置、断面尺寸、沟底纵坡、跌水、表面平整度、砂浆强度等项目。②排水盲沟：长度、混凝土强度、平面位置、断面尺寸、沟底纵坡、砂浆强度、反滤层等项目。2、质量评定标准（1）保证项目①排水工程的原材