西永组团L分区C片区C4道路工程高边坡计算书

工程概况建设背景C4路位于西永组团L标准分区C片区，处于L标准分区东部，规划范围西以快速路一纵线为界，东以襄渝铁路为界，北以西井大道为界，南以学城大道为界，规划用地约160公顷，规划以居住用地为主。项目规模本次设计C4路全长720.088m，为城市支路，设计时速为30Km/h，标准路幅宽为16m，双向两车道，车行道宽8m，两侧人行道各4m。为了满足管线敷设宽度，道路路基左侧拓宽1m，右侧拓宽2m。本次设计道路两侧地块均为居住用地，目前尚未获得平场资料，根据业主信息反馈，设计道路与周边地块平场平场标高相差不大。由于施工时序，道路可能先于平场施工，为保证结构安全，本次设计高边坡仍按永久边坡考虑。根据现状地形及道路路线条件，本次设计道路沿线共计1段高边坡，为挖方边坡，边坡安全等级为二级。高边坡概况如下表所示：编号边坡范围道路边坡类型长度最大边坡高度处理方式边坡性质设计使用年限立面面积（m）侧向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580两侧挖方路基24013.63坡率法永久边坡50年3726编号边坡范围道路边坡类型长度最大边坡高度处理方式边坡性质设计使用年限立面面积（m）侧向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580两侧挖方路基24013.63坡率法永久边坡50年3726编号边坡范围道路边坡类型长度最大边坡高度处理方式边坡性质边坡岩性立面面积（m）侧向（m）（m）（m2）1#K0+020～K0+280两侧挖方路基26013.6坡率法永久边坡土质39602#K0+320～K0+500两侧挖方路基180126坡率法永久边坡25803#K0+520～K0+700两侧挖方路基(岩质)18019.8坡率法永久边坡岩质4839编号边坡范围道路边坡类型长度最大边坡高度处理方式边坡性质设计使用年限立面面积（m）侧向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580两侧挖方路基24013.63坡率法永久边坡50年3726设计规范、规程、标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）《建筑地基基础设计规范》（DBJ50-047-2016）《建筑抗震设计规范》GB50011－2010（2016年版）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）《公路工程抗震规范》（JTGB02-2013）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（渝建发〔2010〕166号）设计依据我公司与业主单位签订的工程设计合同文件《重庆西永组团L标准分区控制性详细规划修编-土地利用规划图(修改)》《重庆市快速干道一纵线施工图设计图纸》《西永组团L标准分区C片区道路工程地质勘查报告》重庆南江地质工程勘察设计院2014.9实测1:500地形图《西永组团L标准分区C片区C1路施工图设计图纸》中设工程咨询（重庆）股份有限公司2019.04《西永组团L分区C片区C4道路工程高边坡支护方案可行性评估报告》重庆汇中建筑施工图设计审查有限公司2019.05《关于西永组团L分区C分区C4道路工程项目可行性研究报告的批复》沙发改[2019]149号业主提供的其他资料工程地质条件建设区域的自然条件拟建场区属亚热带湿润气候区，具冬暖夏热、春早夏长、秋雨连绵之特点。多年平均气温为18.5℃，极端气温-3.7℃（1986.2.1）和43.6℃（2006.8.15），年平均降雨量为1104.5mm，日平均降雨量为3.02mm，降雨主要集中在每年5～9月份，降雨量占全年总降雨量的70%，多年平均相对湿度80%，绝对湿度17.6mb。建设场地地形地质条件拟建场区属浅丘剥蚀地貌区，岭丘、冲沟发育。道路沿线为岭丘、冲沟地貌。斜坡地带地形坡角一般为5～15°，局部地带坡角30～40°（基岩斜坡、填土边坡）。丘顶高程一般为290～311m，冲沟高程一般为281～286。场地高差一般10～15m，最大高差30m。场地整体起伏平缓。拟建道路区位于北碚向斜东翼，区内无断层发育，岩层呈单斜产出。据地面调查及钻探揭露，拟建场区内分布有第四系填土层（Q4me）、残坡积土层（Q4el+dl）及侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层。第四系全新统土层（Q4）素填土层（Q4ml）：暗红色，主要成分为粉质粘土和风化砂岩、泥岩碎块，块径4～116cm，土石比3:7～2:8，干燥，人工抛填，堆积松散，年限1～2年。该层总体厚度0.30～13.00m，主要分布在勘察场地拟建C4路及其右侧地带。残坡积土层（Q4el+dl）：为粉质粘土，深褐色，可塑状，切面较光滑，干强度中等，韧性中等，一般无摇振反应。该土层主要在斜坡地带分布，其余存在于冲沟。一般斜坡地带厚度为0.20～1.00m，冲沟及沟心、鱼塘位置厚度较大，有3.5～5.3m。该层总体揭露厚度0.20～5.3m。侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩（Ss）：灰色，浅灰色，中细粒结构，厚层～巨厚层状构造，泥钙质胶结。主要矿物成分为长石、石英，暗色矿物次之，含泥质重。钻探揭露厚度0.80～19.60m，未揭穿该层，场地均有分布，为主要基岩岩性。泥岩（Ms）：暗红色，泥质结构，厚层状构造，主要由粘土矿物组成，含砂质重。岩质较软，易风化崩解，钻探揭露该层厚度1.00～24.85m。未揭穿该层，场地均有分布，为主要基岩岩性。强风化基岩情况强风化岩层岩芯破碎，呈碎块状，层厚1.50～3.70m，底界面高程272.41～302.57m。水文地质条件地下水道路沿线主要以斜坡和宽阔的沟谷为主，局部位置地形起伏较大。根据钻探资料，拟建道路沿线沟谷位置土层厚度较大，斜坡位置土层厚度小，下部基岩为泥岩和砂岩，呈互层状。根据地下水的赋存条件、水力性质及水力特征，场区地下水可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。土的腐蚀性拟建场区大多属原始地貌区，场区及周边人口稀少，工业不发达，没有化工、印染、冶金等污染源，场区土壤没有受到污染。结合重庆地区经验可以判定该场区土对混凝土结构微腐蚀性，对混凝土结构中钢筋微腐蚀性，对钢结构微腐蚀性。不良地质现象及地质灾害根据野外调查及钻探揭露，由于拟建道路内地形起伏较小，地形坡角一般5～15°，斜坡地带土层厚度薄，地形坡角10～35°。场区内未见滑坡、崩塌、泥石流及地面变形等不良地质现象。地震效应评价根据钻探成果和地区经验，场区内的人工素填土属软弱土，剪切波速建议取130m/s。粉质粘土属于中软土，剪切波速值建议取160m/s。泥岩、砂岩剪切波速均＞500m/s，属稳定岩石。根据《公路工程抗震规范》JTGB02-2013及“中国地震动峰值加速度区划图（1/400万）GB18306-2001”，拟建场地地震抗震设防烈度为6度，其场地地震动峰值加速度0.05g。基本烈度为6度地区的公路工程，除国家特别规定外，可采用简易设防。道路区工程地质分段评价C4路K0+000～K0+720.088挖方路堑段（全段，仅局部为一般挖填路基段）该段道路里程桩号范围内按道路设计地坪高程修建时，道路两侧将形成挖方土质、岩土质、岩质边坡路堑段。设计道路里程桩号K0+320位置及附近地段为一般挖填路基段。地处丘陵、冲沟及斜坡位置，地形坡角5～30°，场地覆盖层第四系人工填土厚0.5～13.0m，残坡积粉质粘土厚0.5～4.0m，呈可塑状。下伏基岩为侏罗系沙溪庙组砂岩、泥岩。地下水贫乏，钻探深度范围内未见地下水。道路两侧挖方边坡开挖处最大高度为19.5m（剖面11-11’南端位置）。设计道路里程桩号K0+000～K0+540段为土质、岩土质边坡，边坡安全等级为二级。土层厚度为0.5～13.0m，土层直立切坡后，难以自稳，建议放坡处理，边坡高度小于8m，放坡坡率取1:1.5，大于8m，放坡坡率取1:1.75，即设计放坡坡率可行。设计道路里程桩号K0+540～K0+720.088段为岩质边坡，边坡安全等级为二级。上覆土层厚度为0.2～1.5m，强风化基岩厚2.3～2.6m。土层及强风化基岩直立切坡后，难以自稳，建议对土层按1:1.5坡率放坡，强风化基岩边坡按1:1坡率放坡。下伏中风化基岩高度为1.14～16.7m，为砂岩边坡，边坡岩体类型为IV类，等效内摩擦角取52°。结合现场测得岩层、裂隙产状作赤平投影图分析：（左侧、右侧）由赤平投影图分析可知，边坡左侧为切向坡，裂隙1为外倾结构面，主要受裂隙1的切割控制，受裂隙2、3的切割影响，边坡不稳定，边坡可能产生不利组合岩块体滑塌。建议对边坡做放坡处理，并及时做好坡面的防风化措施。边坡右侧为切向坡，受裂隙2与裂隙3交线AO的切割影响，边坡可能产生不利组合岩块体滑塌。建议对边坡做放坡处理，并及时做好坡面的防风化措施。左侧边坡稳定性计算：边坡稳定性计算方法是根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-20135.2.4条，采用平面滑动法。计算公式如下：式中——岩土体的重度（kN/m3）；——结构面的粘聚力（kPa）；——结构面的内摩擦角；——结构面的面积（m2）；——岩体的体积（m3）；——破裂角（º）；边坡稳定性计算表边坡方向剖面重量γ（KN/m3）高度H（m）结构面岩体体积V（m3）稳定性系数倾角θ（°）内聚力C（Kpa）内摩擦角（°）面积A（m2）180°11-11'2.4910.6846501814.8555.070.97参数确定：结构面抗剪强度指标是根据野外调查的结构面特征、性质，并结合地方经验考虑时间效应，施工期间、营运期间影响等综合确定。经计算边坡稳定性系数为0.97，根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-20135.3.2条，边坡工程安全等级为二级，边坡稳定安全系数为1.2（临时边坡）。按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013表5.3.1边坡稳定性状态划分，即左侧边坡为不稳定状态。对C4路K0+540～K0+720.088段岩质边坡，左侧边坡受裂隙切割破坏，建议对边坡做支挡处理，或采取放坡措施，坡率适当小于设计坡率1:0.75（即坡角53.1°），外倾裂隙坡角46°对应坡率约为1:0.966，建议取坡率1:1。右侧边坡稳定性受自身岩体强度控制。建议对边坡做支挡处理，或按设计放坡坡率1:0.75（即坡角53.1°）放坡处理，并对坡面采取喷护等防风化措施。按设计路面标高整平后，C4路K0+000～K0+720.088为挖方路堑段，现有填土段应换填，做路基处理。填土时对填土分层夯实，路基填料及压实度应符合《公路路基设计规范》JTGD30-2004要求。压实系数达0.97时，压实填土[fa0]=160kPa，粉质粘土[fa0]=140kPa。基岩可直接作路基持力层。强风化泥岩[fa0]=300kPa，中风化泥岩[fa0]=600kPa。强风化砂岩[fa0]=450kPa，中风化砂岩[fa0]=1200kPa。岩土参数取值（1）人工填土根据物质成分、堆填方式，岩土参数可取经验值：综合天然Φ=30°，饱和Φ=28°；天然γ=20kN/m3，饱和γ=21kN/m3。结合地区经验建议路基压实填土压实系数0.97时地基容许承载力取经验值160kPa。填土的负摩阻力系数取0.30。（2）土体水平抗力系数的比例系数：填土：12MN/m4粉质粘土：30MN/m4岩体水平抗力系数，泥岩：50MN/m3，砂岩：240MN/m3（3）岩质边坡岩体等效内摩擦角：边坡岩体类型为IV类，中风化泥岩：49º，中风化砂岩：52º。III类，中风化泥岩：54º，中风化砂岩：60º。II类，中风化泥岩：60º，中风化砂岩：65º。（4）M30砂浆与岩体粘结强度中风化泥岩：360kPa，中风化砂岩：760kPa（仅供初步设计使用，施工时应通过试验检验）（5）岩质边坡岩体破裂角：a.不受外倾结构面控制，坡顶无荷载时，取45º+Φ/2。边坡岩体类型为IV类，中风化泥岩：50º，中风化砂岩：55º。III类，中风化泥岩：60º，中风化砂岩：62º（经验值）。b.受外倾结构面控制时，取45º+Φ/2与外倾结构面中的较小值。（6）岩体结构面抗剪强度指标标准值建议取值，详见下表结构面结构面性质粘聚力C（kPa）内摩擦角Ф（º）岩层层面（281°∠21°）软弱结构面，结合很差5018裂隙1（187°∠46°）软弱结构面，结合很差5018裂隙2（68°∠55°）软弱结构面，结合很差5018以上参数为勘察期间无人类工程活动建议取值。在施工阶段，应避免大开挖、大爆破，破坏岩体完整性，降低岩体抗剪强度指标。建设场地地物条件工程所处的西永组团L标准分区C片区内现状道路有快速路一纵线、学城大道、横二路、科技大道北线、国道319、团歇公路，其他为村庄内部道路和机耕道。交通运输条件便利。规划区东侧边缘有现状轨道交通一号线东西向通过，襄渝铁路南北向通过（以上内容摘自地勘报告）高边坡计算设计概况根据现场地形、地质条件及道路设计方案，选取典型横断面。设计中结合地勘报告中的参数及建议，并结合道路周边场地建设范围及标高，明确道路两侧有放坡条件，对该段道路中存在较大高差处主要采用坡率法放坡的方式进行处理。设计标准及选用的计算参数1）荷载标准汽车：城—A级2）边坡稳定安全系数Fst取1.3；3）岩土物理力学参数取值如下：挖方路基(K0+260断面)K0+260断面填方边坡示意图K0+020～K0+280、K0+320～K0+500段边坡分析计算中，两段边坡均为人工填土，左右侧地质情况相近，右侧边坡坡度高于左侧边坡，本次设计选取K0+280右侧边坡进行计算。下伏基岩较为平缓，土层视为等厚土层。K0+260断面道路边坡高度达12m，为本工程填方边坡最不利位置之一。由于坡底为岩层，管槽等临时开挖对边坡影响较小，边坡高度仍取12m。为保证边坡稳定，按照1:2.5坡率进行分级放坡，并在坡面进行三维网植草防护。由于下伏基岩较为平缓，挖方区域内均为人工素填土，整体滑移可能性较小。其次，用理正岩土工程计算分析软件6.5版计算边坡沿土体内部滑动的稳定系数。计算项目：等厚土层土坡稳定计算1[计算简图][控制参数]:采用规范: 建筑边坡工程技术规范(50330--2013)计算目标: 安全系数计算滑裂面形状:圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数120.0008.000022.0000.040039.9004.0000420.0000.0001超载1距离1.000(m)宽20.000(m)荷载(50.00--50.00kPa)270.00(度)[土层信息]上部土层数2层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数12.50025.300760.00029.50021.00012.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)10.00050.00020.00028.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值12================================================================下部土层数1层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数120.00025.300760.000层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)10.00050.000层号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Bishop法土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面条分法的土条宽度:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)计算结果:[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(5.351,25.284)(m)滑动半径=22.624(m)滑动安全系数=1.393起始x终止xαliCiΦi条实重总水压力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力mθi超载竖向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)6.7607.6984.7620.9420.00028.002.930.000.000.000.000.000.241.521.028240.000.007.6988.6377.1540.9460.00028.008.400.000.000.000.000.001.054.301.039750.000.008.6379.5769.5580.9520.00028.0013.090.000.000.000.000.002.176.631.049500.000.009.57610.51511.9790.9600.00028.0016.970.000.000.000.000.003.528.531.057450.000.0010.51511.45414.4220.9690.00028.0020.030.000.000.000.000.004.9910.011.063560.000.0011.45412.39316.8920.9810.00028.0022.240.000.000.000.000.006.4611.081.067770.000.0012.39313.33219.3950.9950.00028.0023.580.000.000.000.000.007.8311.721.070020.000.0013.33214.27121.9371.0120.00028.0024.000.000.000.000.000.008.9611.921.070200.000.0014.27115.20924.5261.0320.00028.0023.450.000.000.000.000.009.7311.671.068230.000.0015.20916.14827.1691.0550.00028.0021.880.000.000.000.000.009.9910.941.063970.000.0016.14817.08729.8771.0830.00028.0019.220.000.000.000.000.009.579.671.057250.00