嘉陵试验学校环境景观项目边坡工程人工挖孔抗滑桩可行性论证报告

重庆市沙坪坝区嘉陵试验学校环境景观项目边坡工程人工挖孔抗滑桩可行性论证报告重庆市沙坪坝区嘉陵试验学校环境景观项目边坡工程人工挖孔抗滑桩可行性论证报告项目负责人：专业负责人：设计人员：目录项目概况设计依据场地分析和地质勘察报告分析地形描述地质构造场地岩性基岩面及基岩风化带特征水文地质条件场地土的腐蚀性评价不良地质作用岩土体参数建议值总平面图，相应地质剖面图及抗滑桩平面及剖面布置图人工挖孔灌注桩的必要性人工挖孔灌注桩的可行性结论附：桩护壁计算书及锁口大样项目情况重庆市沙坪坝区教育委员会（甲方）拟在重庆市沙坪坝区双碑街道修建嘉陵试验学校做景观。根据景观要求，场地将形成环境永久性边坡，永久性边坡最大高度分别为岩土混合边坡17米，岩质边坡15米，土质边坡6米。我院承担此边坡工程的方案图和施工图设计，要求在确保安全的前提下做到经济合理。环境边坡安全等级为一级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度。支挡形式局部采用桩板挡墙及桩锚挡墙进行支护，抗滑桩截面分别为1.6m×1.2m；桩心间距为3~5米，抗滑桩总共26根，桩长8~16米。编制依据《岩土工程勘察规范》（2009版）GB50021-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008《地质灾害防治工程设计规范》DB50/5029-2004《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013《重庆市城乡建设委员会关于进一步加强人工挖孔灌注桩管理的通知》渝建发（2012）162号由重庆川东南工程勘察设计院有限公司2019年11月所作的《重庆市沙坪坝区嘉陵试验学校环境景观挡墙边坡工程地质勘察报告(直接详勘)》。中冶建工集团有限公司2018年9月所作的《首创嘉陵学校项目（暂定名）工程地质勘察报告（直接详细勘察）》。以及国家和地方其它的相关设计规范和规定。场地分析和地勘报告分析4.1地形地貌拟建场区属构造剥蚀丘陵地貌，其原始地貌为沟谷及斜坡。现场区为原三十二中校区，地表为人工铺装的塑胶跑道和局部混凝土层，地面大部分较平坦，东侧为原始的斜坡，表层为混凝土封闭。场区整体上呈西侧、东侧高、中部和南侧低，其场区地面标高界于195.03～207.17m，最大高差约12.14m。南侧红线附近为已建条石挡墙，高约5~6.8m；南侧詹家溪河河岸为已建的桩板挡墙。以上两处已建挡墙的不良地质现象及地质灾害评价见2.9章。场区地质环境复杂程度属：中等复杂场地.4.2水文勘察范围内无地表水溪流。南侧外40m为詹家溪，勘察期间水位为174.14m，水深为0.20~0.50m，根据2007年11月由四川909建设工程有限公司詹家溪段库岸初步设计阶段勘察资料：常年洪水为185.88m，20年一遇洪水位为191.31m，50年一遇洪水位为193.50m。4.3地质构造场区地质构造位于观音峡背斜的东翼，为单斜岩层产出，场地内裂隙及层面为统计结构面，岩层产状为：倾向87度，倾角33度。根据周边地表地质调查，场区基岩内发育两组构造裂隙，其特征具体为：①.LX1裂隙：倾向约2700，倾角640，裂面较平直，裂隙宽度约1~4mm，裂隙间距约2~4m，贯通约3~5m，裂面呈铁锈色，结合程度为结合很差，为软弱结构面。②.LX2裂隙：倾向约1750，倾角780，裂面较平直，裂隙宽度约1~3mm，裂隙间距约2~4m，贯通约4~6m，少量泥质充填，结合程度为结合很差，为软弱结构面。岩层层面：基岩呈中厚状产出，层面结构面明显，层面平直，结合程度很差，为软弱结构面。场区未见断层通过，岩体较完整，构造裂隙不发育，地质构造较简单。4.4地层岩性根据钻探揭示深度和地表地质调查，场区上覆土层为第四系全新统人工素填土（Q4ml）、杂填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4el+dl）；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩和砂岩层。地层简述如下=1\*GB2⑴.素填土（Q4ml）：杂色，主要由人工回填的粘性土夹砂、泥岩碎石组成，粒径约20~50mm，含约40%，结构稍密~中密，回填时间约10年以上。该层主要在场区南侧红线处条石挡墙外侧一带BZY9和BZY10有分布，厚度一般较大，在4~10.0m（BZY10）之间变化。其分布和厚度详见钻孔柱状图和工程地质剖面图。=2\*GB2⑵.杂填土（Q4ml）：杂色，主要由人工回填的粘性土夹混凝土块、水泥渣块、碎砖块以及砂、泥岩碎石等建筑垃圾组成，粒径约20~150mm，含约35~45%，结构中密，回填时间约10年以上。该层主要在中部和西侧原老校区区域有分布，厚度一般较大，在1~18.40m（BZY7）之间变化。其分布和厚度详见钻孔柱状图和工程地质剖面图。⑶.粉质粘土（Q4el+dl）：褐红色，主要由粉粒和粘粒组成，次含少量的风化状泥岩、砂岩角砾，无摇震反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，手可搓条，为可塑状。该层主要在场区冲沟一带和南侧一带有分布，厚度变化较大，在0.30~8.80m（BZY10）之间变化。其分布和厚度详见钻孔柱状图和工程地质剖面图。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~不整合~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~⑷.泥岩(J2s)：紫红色，主要由粘土矿物组成，泥质结构，中厚层状构造。强风化带岩质极软，岩芯较破碎，多呈碎块状；中等风化带岩质软，岩芯较完整，多呈长、短柱状，节长10~50cm。局部含砂重。该层在场区所有钻孔有分布，本次野外钻探揭示厚度未揭穿。其分布和厚度详见钻孔柱状图和工程地质剖面图。⑸.砂岩(J2s)：灰色，主要矿物成分为长石、石英、云母等，钙质胶结，中细粒结构，中厚层状构造。中等风化带岩质较软，岩芯较完整，多呈长、短柱状，节长约10~35cm。该层在场区ZY14、ZY15、ZY17、ZY22、ZY26钻孔有分布，本次勘察野外钻探揭示，在1.40~3.00m（ZY26）之间变化。其分布和厚度详见钻孔柱状图和工程地质剖面图。岩土体参数设计参数根据审查通过的《首创嘉陵学校项目（暂定名）工程地质勘察报告（直接详细勘察）》及《重庆市沙坪坝区嘉陵试验学校环境景观挡墙边坡工程地质勘察报告(直接详勘)》所给参数及有关规范，确定如下：地基土水平抗力系数的比例系数m值请在《工程地质勘察规范》（DBJ50/T-043-2016）规范中查取，建议粉质粘土侧摩阻力标准值为50KPa，强风化基岩侧摩阻力标准值为140KPa；建议人工填土、粉质粘土土水平抗力系数的比例系数m值分别取10MN/m4、20MN/m4，泥岩岩体水平抗力系数取50MN/m3，砂岩岩体水平抗力系数取160MN/m3。岩土边坡设计参数表岩土名称重度KN/m3抗剪强度基底摩擦系数(μ)边坡坡比(高：宽)基坑临时开挖坡比(高：宽)岩体破裂角(0)M30砂浆锚固强度标准值(KPa)C(KPa)Ф0人工填土天然19.50280.301:1.75~1.2.001:1.50饱和20.5225粉质粘土天然19.9020110.251:1.50~1:1.751:1..50饱和20.50157强风化泥岩24.500.401:0.75~1:1.001:0.50中风化泥岩25.00289290.451:0.40~1:0.501:0.4059300强风化砂岩24.500.401:0.75~1:1.001:0.50中风化砂岩25.001500320.501:0.40~1:0.501:0.4061600结构面编号结构面的结合程度内摩擦角φ（度）粘聚力C(KPa)LX1裂面较平直，裂隙宽度约1~4mm，裂隙间距约2~4m，贯通约3~5m，裂面呈铁锈色，结合程度为结合很差，为软弱结构面1640LX2裂面较平直，裂隙宽度约1~3mm，裂隙间距约2~4m，贯通约4~6m，少量泥质充填，结合程度为结合很差，为软弱结构面。1640最差的层面结构面基岩呈中厚状产出，层面结构面明显1220土与基岩接触面715典型地质剖面图、及抗滑桩平面及剖面布置图5.1桩总体布置图5.24-4剖面图5.34’-4’剖面图5.45’-5’剖面图人工挖孔桩的必要性1、拟建场地受限，场地坡度较大，机械开挖设备难以进出场地。2、拟建场地周边有已建成入住的住宅小区及学校，采用机械成孔桩对居民学生有较大影响；且场地采用分阶开挖，不利于挖桩机械的施工组织。3、本工程有桩板式挡土墙，桩板式挡土墙为矩形桩，机械成孔困难。4、人工挖孔桩便于动态信息法施工，施工质量好控制，抗滑桩主要抵抗水平力，嵌岩深度是关键，人工挖孔桩能能直观反映地层情况，确保有效嵌固深度。而钻孔桩则不利于察看桩周岩体的完整性、软弱夹层等情况。若有异常情况，人工挖孔桩能及时反映不利情况，便于设计作动态调整，确保工程的可靠度。人工挖孔灌注桩的可行性1、拟建场地地下水贫乏，不会对岩体的开挖过程产生不利影响。2、当采用钢筋混凝土护壁（见护壁图）时，可以承受桩身周边的岩土压力。斜坡坡体土层采用临时放坡和跳桩开挖后，人工挖孔能减少堆载和扰动，对斜坡稳定影响小。3、根据地勘资料，拟建场地中的岩土体未发现对人体健康有危害性的物质和气体。4、根据承载力要求，桩身直径较大，工人开挖桩孔时有较大的操作空间。5、场地周围建筑已有采用人工挖孔桩进行基础施工的案例，有成功经验，对本工程采用人工挖孔抗滑桩有案例依据。结论：本项目采用人工挖孔桩满足设计承载力的要求，成桩工艺符合现场地质条件现状，综合考虑经济性和可操作性，拟建场地内的桩基采用人工挖孔灌注桩实施可行。人工挖孔灌注桩施工之前，施工单位应按按建质【2009】87号以及渝建发（2012）162号文编写专项施工方案，并由主管部门组织专家对施工方案进行专项论证。我院届时也将委派设计人员参加并参与论证。人工挖孔桩护壁厚度的计算抗滑桩护壁、锁口结构计算:根据实际工况抗滑桩护壁侧土5.0m深度主动土压力作为护壁土压力，本工程悬臂段土体主要为杂填土，因此相关参数取杂填土饱和状态下的相关参数，饱和重度γ=21kN/m3，φ=25°，同时考虑地面人群荷载q’=4.0kN/m2。深度5.0m处护壁主动土压力计算如下：=（21×5.0+4.0）×0.4=43.6kN/m2，其中==0.4计算时取43.6kN/m2，荷载分项系数1.00，弯矩调幅系数为1.00。1.2m×1.6m桩护壁锁口结构计算护壁采用C30钢筋砼浇筑，厚度采用20cm，由于施工时砼养护期较短，护壁混凝土设计要求添加早强剂等措施，计算时砼强度折减，计算软件按C15带入计算，采用理正岩土软件计算，计算结果如下。锁口护壁计算计算项目：抗滑桩综合分析1------------------------------------------------------------------------原始条件:1.尺寸信息孔洞形状矩形内径尺寸L(m)1.200内径尺寸B(m)1.600是否存在护壁√锁口长度L1(m)1.000护壁长度L2(m)4.000锁口厚b1(m)0.200护壁厚b2(m)0.200锁口顶端细部尺寸a1(m)0.200锁口顶端细部尺寸a2(m)0.200锁口顶端细部尺寸h1(m)0.150锁口顶端细部尺寸h2(m)0.2002.荷载信息锁口荷载标准值(kPa)43.600护壁荷载标准值(kPa)43.600锁口作用综合分项系数1.000护壁作用综合分项系数1.0003.配筋信息锁口混凝土强度等级C15锁口钢筋合力点到边缘距离(mm)25锁口钢筋级别HRB400护壁混凝土强度等级C15护壁钢筋合力点到边缘距离(mm)25护壁钢筋级别HRB400锁口外侧弯矩调整系数1.000锁口内侧弯矩调整系数1.000护壁外侧弯矩调整系数1.000护壁内侧弯矩调整系数1.000锁口选筋用钢筋直径10护壁选筋用钢筋直径10------------------------------------------------------------------------内力计算锁口计算锁口最大弯矩=9.737kN·m护壁计算护壁最大弯矩=9.737kN·m------------------------------------------------------------------------混凝土抗剪计算[锁口]锁口厚度：h=0.200(m)剪力最大值：Vmax=39.240(kN)锁口作用综合分项系数：ks=1.000剪力设计值：V=39.240(kN)V<=0.7ftbh0=0.7×0.910×1000.000×175.000=111475.000(N)=111.475(kN)混凝土抗剪满足要求[护壁]护壁厚度：h=0.200(m)剪力最大值：Vmax=39.240(kN)护壁作用综合分项系数：ks=1.000剪力设计值：V=39.240(kN)V<=0.7ftbh0=0.7×0.910×1000.000×175.000=111475.000(N)=111.475(kN)混凝土抗剪满足要求------------------------------------