长寿污水处理厂三期扩建边坡设计总说明

设计总说明1、工程概述长寿污水处理厂三期扩建工程项目位于重庆市长寿镇。四周为区级道路，交通方便，交通较便利。根据总平面图得知，拟建工程场地呈矩形，长约245m，宽145m，由15个单体建（构）筑物组成。根据建筑设计标高，场内构筑物修建时，将形成坡高约0.5-11.4m基坑边坡和坡高0.5-7.5m环境边坡。受重庆市水务资产经营有限公司委托，我公司承担了长寿污水处理厂三期扩建工程的边坡治理工程设计任务。本次设计阶段为：施工图设计阶段。2、设计依据2.1参考规范、规程1）《建筑边坡工程技术规范》GB50330-20132）《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）4）《建筑结构荷载规范》GB50009-20125）《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）6）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20127）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）8）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20129）《建筑地基基础设计规范》GB50007-20112.2其他资料1）《设计委托书》2）《设计合同》3）重庆市二零八勘察设计院提供的《重庆市长寿污水处理厂三期扩建工程岩土工程勘察报告（详细勘察）》（2019年10月）4）《重庆市城乡建设委员会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)理正岩土计算软件6.5PB2版；理正结构设计工具箱7.0单机版。3、结构设计标准1）边坡安全等级为二级，结构重要性系数取1.0；2）环境边坡为永久边坡，工程安全等级为二级，1#、3#、4#、5#、6#段边坡为环境边坡，合理使用年限为50年。基坑边坡为临时边坡，工程安全等级为二级，临时边坡设计合理使用年限为2年。3）按抗震设防烈度6度进行设计，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为Ⅰ、Ⅱ类。抗震等级为四级；4）环境类别为二b类。5）地面附加荷载：人行荷载取5kN/m2，挖方边坡坡顶临时施工荷载取10kN/m2。4、工程地质条件4.1气象、水文(1)气象长寿区属亚热带湿润季风气候，具四季分明、夏多伏旱、秋多阴雨、无霜期长、雨量充沛、多夜雨、云雾、湿度大等特点。多年平均气温17.4℃，最高气温41.1℃，最低气温－2.3℃。极端最高气温44℃（1951年8月15日），极端最低气温－6.1℃（1956年1月9日）。长寿区气象站观测多年平均气温17.4℃。历年极端最高温度为41.1℃，出现在2001年8月。历年极端最低温度为-2.3℃，出现在1975年12月，长寿区属于全国日照低值区，平均日照为1245.1h。多年平均降雨量1162.7mm，年最大降雨量1451.7mm，最小降雨量836.5mm，多集中在5～9月，可达全年降雨量的67%，常年平均降水日数149.5天。场地内河流主要为长江，长江横贯长寿区西南部，境内长20.9km，江水从勘察区东侧流过，流向从西南向北东，水位夏升冬降极为明显，江面宽400～1200m，水位一般变化幅度15－25m，最大可达30m，多年平均流量13357m3/s，最大流量64360m3/s，最小流量2940m3/s。场区西侧为小石溪，为长江支流，水位受长江水位影响。调查时期水位152.64m，设计50年一遇最高特征洪水位线180.27m（黄海高程），对用地范围无影响。4.2地形地貌拟建场区地处长江左岸长寿区，属于河流岸坡地貌，场地内大部分地段为施工区，场地内的建筑物已全部拆除，地表覆盖建筑垃圾。整体地形东高西低，最高点位于勘察区东部，高程为203.5m；最低点位于场地西部，高程为191.7m，相对高差11.8m。场地已初步整平，地形相对平缓，地形坡度10～12°。4.3地质构造场地位于梁平向斜东侧末端，岩层呈单斜产出，岩层倾向285°、倾角14°,该区地层岩性为砂、泥岩互层，岩层层面裂隙张开1～4mm，无填充，结合程度较差，为硬性结构面；其中，岩体临空面泥岩岩层主要表现为风化网状裂隙，风化剥落后有进一步发育为凹腔的趋势，结构面为相对软弱结构面；区内未发现断层及次级褶皱，岩层构造简单，岩土层序正常。受区域构造应力及外营力作用影响，岩体风化裂隙发育，据踏勘和区域地质资料，岩体裂隙较发育，以重力、构造和风化作用等产生的裂隙为主。层面裂隙倾向40～50°，倾角10～15°。发育构造裂隙如下：①倾向40°～60°，倾角70～85°，裂宽2～5mm，延伸1.0～10.0m,间距0.5～1.0m，裂面较平整，张开1～3mm，多有粘土填充；为硬性结构面,结合程度差。②倾向150～160°，倾角75～83°，裂宽2～8mm，延伸2～6m，间距1.5～2.0m，裂面较平整，闭合状，无充填物，为硬性结构面,结合程度差。通过钻探揭示，场地基岩泥岩强风化内网状裂隙发育。裂隙发育程度随深度增加而减弱。4.4地层岩性据勘察报告得知，场地内出露地层由新到老分别为：第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）、冲积层（Q4al）和侏罗系中统沙溪庙组（J2s），现分述如下：(1)第四系全新统人工填土层素填土：杂色，结构松散，不均匀，稍湿，主要由粉质粘土、碎块石组成。碎块石成份为强风化～砂岩、泥岩，含量5～20%，粒径1～25mm。分布于整体场地内，回填时间约1～3年。（2）第四系全新统残坡积层粉质粘土：黄褐色，可塑，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。表层多为耕植土，植物根系发育。主要分布于场地西侧。（3）侏罗系中统沙溪庙组泥岩：暗红色，泥质结构，中厚层状构造。主要由粘土矿物组成，砂质含量较重。砂岩:浅灰色，中粒结构，中厚层状构造，主要矿物成份为长石、石英、云母,钙、泥质胶结。4.5.水文地质条件根据地下水的赋存条件，场地内地下水可分为第四系松散土层孔隙水及基岩裂隙水。分述如下：松散土层孔隙水，主要赋存在素填土，素填土渗透性较强，为含水层；孔隙水富水程度受组成物质、分布位置和地形条件等影响。基岩裂隙水，勘察区岩性层为泥岩、砂岩，砂岩为透水层，有利于汇水和渗水；泥岩为相对隔水层。场地地形以斜坡为主，斜坡地形利于地表水排泄，大气降水大部沿坡面汇入沟槽排泄，部分顺裂隙入渗，存在少量的地下水。水文地质条件简单。4.6不良地质现象工程红线范围内及其周边水文地质及工程地质条件较为简单，未发现崩塌(危岩)、滑坡、泥石流、地面塌陷不良地质现象发育。4.7地下水作用评价场地内地表水、地下水对岩土体影响程度大，水文地质条件为复杂。5、破坏模式及边坡支护方案5.1破坏模式环境边坡：主要为土质边坡为主，其破坏模式为土体内部产生圆弧滑动破坏。基坑边坡：主要为土岩混合边坡为主，其破坏模式为上层土体内部产生圆弧滑动破坏，下层岩石受裂隙面切割破坏或自身强度控制掉块破坏。5.2边坡支护方案根据边坡地质条件及周边环境，采用以下支护型式：1）环境边坡：1#、3#、4#、5#、6#段边坡为环境边坡，主要分布在场地四周。其中3#环境边坡为拟建场内道路填方边坡，边坡坡率按照1:1.5分层回填并压实，压实系数不低于0.94；4#、5#、6#段边坡为挖方边坡，边坡坡率按照1:1.5放坡+坡面绿化防护；1#挡墙采用C20片石混凝土挡土墙，墙背采用透水性材料分层回填并压实，压实系数不低于0.94。2）基坑边坡粗格栅提升泵房范围：北侧2#挡墙上阶土质边坡坡率采用1:1.0+土钉墙，下阶岩石采用锚喷支护；东侧上阶土层采用1:1.5放坡，下阶岩石采用1:1.0放坡，坡面喷射；其他段基坑边坡均坡率法放坡，岩石边坡坡率采用1:0.5，土层采用1:1~1:1.5放坡；待拟建构筑物修建完成后，临时基坑边坡采用透水性材料分层回填，压实系数不小于0.94。本工程坡顶、坡脚均应设置截排水沟，基坑内部视情况设置排水沟和集水井。具体详见设计图。6、岩土参数建议值根据勘察成果，结合当地建筑工程实践经验，推荐岩土参数建议值见下表：岩土名称天然重度(KN/m3)抗压强度标准值地基承载力特征值(kpa)地基极限承载力标准值(kpa)天然粘聚力标准值（MPa）饱和粘聚力标准值（MPa）天然内摩擦角标准值（°）饱和内摩擦角标准值（°）基底摩擦系数天然(Mpa)饱和(Mpa)粉质粘土19.2（天然）19.6（饱和）\\150*300*0.0230.0158.7066.7380.25杂填土20.0（天然）20.5（饱和）\\\\0020*18*\强风化泥岩24.2*\\300*\\\\\0.30强风化砂岩24.0*\\300*\\\\\0.30中风化泥岩25.06.994.38253776890.35\31.62\0.40中风化砂岩23.811.567.544031127160.62\34.56\0.50备注：“*”为经验值；岩石与锚固体极限粘结强度标准值：泥岩取360kpa，砂岩取700kpa；裂隙1、2和层面结构面黏聚力c取25kPa，内摩察角取12°；3.岩土界面抗剪强度C取23KPa*（天然）、15KPa*（饱和），Φ取8.71°*(天然)、6.74°*（饱和）；4.土体与锚固体极限粘结强度标准值：粉质黏土取40kpa，杂填土取120kpa；7、工程材料7.1钢筋：图中符号φ、、分别表示热轧HPB300、HRB400、HRB500螺纹钢筋。PSB785表示抗拉强度设计值为650MPa的精轧螺纹钢。钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检，作力学性能试验，满足规范要求后，方可使用。7.2混凝土：本工程所有混凝土均采用商品混凝土，喷射混凝土等级为C25。混凝土浇筑前，应按设计的配合比做混凝土试块进行抗压强度试验，其强度满足规范要求后，方可按设计的配合比拌制混凝土进行浇筑。7.3锚杆（索）灌浆材料：本工程锚杆锚孔分一次常压灌浆和二次灌浆，灌浆压力不小于0.6～0.8MPa，采用M35水泥砂浆。7.4水泥：宜用普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于42.5MPa。7.5砂：应选用中细砂，当采用特细砂时，其细度模数不宜小于0.7。砂的含泥量按重量计不得大于3%；砂中云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量按重量计不得大于1%。7.6水：不得使用污水。7.7浆体配制的灰砂比宜为0.8～1.5，水灰比宜为0.38～0.5。7.8边坡回填料：碎石土回填。8、仰斜式挡墙技术要求1）本工程护脚挡墙C20片石混凝土；土石粒径20～40cm，含量体积比不超过20%。片石为强度等级不小于MU30的抗风化岩石。2）持力层：挡墙基础采用压实填土作为持力层，埋置深度不小于1.0m。3）挡墙10-15m左右设置一道伸缩缝，缝宽20mm，伸缩缝采用沥青麻筋等有弹性的防水物质三面填塞，填塞深度不少于150mm。4）挡土墙基底纵坡坡度超过1:20时，基底应开挖成台阶状，台阶高度原则上不高于1m，高宽比不大于1:1。5）泄水孔：挡墙应按2.0m（水平）×2.0m（竖直）；呈矩阵布置，孔径100mm，外倾5%，挡墙设置厚500mm反滤层，反滤层采用砂卵石回填，泄水孔下部设置300mm厚粘土层作为隔水层。6）墙后填料：采用碎石土，碎石含量不小于60%，粒径不得大于200mm。7）墙后填土应分层夯实，在挡墙净距离1m范围内不得使用机械夯实，分层厚度不超过500mm，密实度达到中密，γ＝20KN/m3，压实系数不低于0.94，填土综合内摩擦角不小于33度。8）挡墙施工应遵循“分段跳槽开挖”施工原则，单元段挡墙施工长度不大于伸缩缝间距。9）挡墙基槽开挖按设计要求开挖到位，验收通过之后应及时浇筑，不应暴露过久或浸水。10）挡墙墙身强度达到设计强度的75%以上时，方能进行墙后填土回填。11）施工过程中，应分层检测填土压实度，每200～400m2范围内应设置1个检测点。9、土钉施工技术要求锚杆施工前，施工队伍应熟悉场地地质勘察报告，了解场地地质条件，掌握施工区建构筑物的基础及地下管线埋设情况，同时应取三根锚杆进行性能试验，以检验考核制作工艺和施工设备的适应性。9.1锚杆水平和竖向间距均为1.5m，如可能对相邻构筑物及地下管线造成不利影响时，可通知设计人员进行适当调整。9.2锚杆为118，孔径D=90~110mm。9.3面板厚80mm，φ6@100单层双向配筋网，喷射C25细石混凝土。9.4泄水孔优先布置于裂隙发育部位，按2.0m×2.0m间距呈矩型布置，孔径Φ=90，外倾5%，采用PVC管材作为泄水管。9.5挡墙每15m左右设一道伸缩缝，缝宽30mm，缝中嵌沥青麻筋。9.6边坡坡面避免长时间裸露，锚杆施工前搭设好脚手架后应清除松动土体，清坡完成后应立即初喷20～30mm后的C25细石混凝土。清坡严禁爆破施工。9.7钻孔 9.7.1锚孔定位偏差不大于20mm；9.7.2钻孔与水平夹角：20°，钻孔偏斜度不应大于锚杆设计长度的3%；9.7.3锚孔深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；9.7.4锚孔宜一次性钻进；9.7.5所有土层锚杆均应采用干钻，不得使用水钻以免影响边坡稳定性；9.7.6钻孔符合要求后应立即组织验收，验收合格后应及时进行锚杆制安灌浆。9.8锚杆组装与安放：9.8.1组装前，锚筋应除油污、去锈，严格按设计尺寸下料，每根钢筋长度误差不应大于50mm。9.8.2锚筋应按规律平直排列，沿杆体轴线方向每隔2.0m设一定位支架，确保锚杆钢筋保护层厚度不小于25mm。9.8.3钢筋接长应采用机械连接，钢筋机械连接接头的等级为B级。其接头应相互错开；钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d（d为受力钢筋的直径），凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段内的纵向钢筋接头面积百分率不宜大于50%。钢筋连接尚应符合《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010的规定。9.8.5应按防腐要求进行锚筋防腐处理。9.8.6安放锚杆体时应防止杆体扭转、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度保持一致。9.8.7杆体插入孔内深度不应小于锚杆设计长度，杆体安放后不能随意敲击、插拔，不得悬挂重物。9.9注浆9.9.1注浆体采用M30水泥砂浆，注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。9.9.2注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时宜用水或释水泥浆润滑注浆管路。9.9.3孔口溢出浆液可停止注浆。9.9.4浆体硬化后，不能充满锚固体时应进行补浆。9.9.5一次常压注浆作业应从孔底开始，直至孔口溢出浆液。9.9.6每30根锚杆应不少于一组砂浆强度检验试块，每在试块应不少于6个。9.10锚杆防腐钢筋除锈后，采用水泥砂浆全长封闭防腐，施工中应使锚杆位于锚孔中部，要求杆体周围水泥砂浆保护层厚度不小于25mm。9.11面板水泥、河砂等细骨料要求同锚杆灌浆材料；9.12面板粗骨料粒径不得大于25mm；9.13面板清坡完成后应立即初喷C25混凝土20～30mm，挂网后应分3～5次分层喷射C25细石混凝土至设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度。10、锚喷支护施工技术要求锚杆施工前，施工队伍应熟悉场地地勘报告，了解场地地质条件，掌握施工区建构筑物的基础及地下管线埋设情况。同时应取三根进行性能试验，以确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺。10.1锚杆间距为2.0m×2.0m局部特殊情况详见施工图。10.2锚筋：125，孔径D=110mm。10.3岩石锚喷喷射混凝土面板厚80mm，8@200单层双向配筋网，喷射C25细石混凝土。10.4泄水孔优先布置于裂隙发育部位，按2.0m×2.0m呈矩型布置，孔径Φ=100，外倾5%，最下一排泄水孔距地面不小于200mm。10.5挡墙每20m左右设一道伸缩缝，缝宽30mm，缝中嵌沥青麻筋。10.6边坡坡面避免长时间裸露，锚杆施工前搭设好脚手架后应清除松动岩块，清坡严禁爆破施工。10.7钻孔10.7.1锚孔定位偏差不大于20mm；10.7.2钻孔与水平夹角：锚杆为20°，钻孔偏斜度不应大于锚杆设计长度的3%；10.7.3锚孔深度超过锚杆设计长度不小于0.5m；10.7.4锚孔宜一次性钻进；10.7.5锚孔深度符合要求后应采用高压水进行清孔，清孔至孔口流出清水为止，符合要求后排放孔内积水；10.7.6钻孔符合要求后应立即组织验收，验收合格后应及时进行锚杆制安灌浆。10.8锚杆组装与安放：10.8.1组装前，锚筋应除油污、去锈，严格按设计尺寸下料，每根钢筋长度误差不应大于50mm。10.8.2锚筋应按规律平直排列，沿杆体轴线方向每隔2.0m设一定位支架，确保锚杆钢筋保护层厚度不小于25mm。10.8.3直径小于22mm可采用双面搭接焊，直径大于或等于22mm钢筋接长采用机械连接，钢筋机械连接接头的等级为B级。其接头应相互错开；钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d（d为受力钢筋的直径），凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段内的纵向钢筋接头面积百分率不宜大于50%。钢筋连接尚应符合《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010的规定。10.8.4应按防腐要求进行锚筋防腐处理。10.8.5安放锚杆体时应防止杆体扭转、弯曲，杆体放入角度与钻孔角度保持一致。10.8.6杆体插入孔内深度不应小于锚杆设计长度，杆体安放后不能随意敲击、插拔，不得悬挂重物。10.9注浆10.9.1注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。10.9.2注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时宜用水或释水泥浆润滑注浆管路。10.9.3孔口溢出浆液可停止注浆。10.9.4浆体硬化后，不能充满锚固体时应进行补浆。10.9.5采用压力注浆，压力以浆体正好能有效注入孔内为宜，注浆作业应从孔底开始，直至孔口溢出浆液。10.9.6每30根锚杆应不少于一组砂浆强度检验试块，每在试块应不少于6个。10.10锚杆防腐锚杆位于中等风化岩层中时，钢筋除锈后采用水泥砂浆封闭防腐；位于土层或强风化岩层中时，钢筋除锈、刷沥青船底漆、沥青玻纤布缠裹二涂二布防腐。施工中应使锚杆位于锚孔中部，要求杆体周围水泥砂浆保护层厚度不得小于25mm。10.11本工程施工应严格按逆做法分层分段跳槽间隔施工，每层垂直切坡高度不宜大于3m，分段长度不大于20m。10.12上排锚杆未达到设计强度75%前不得切坡开挖施工下排锚杆。10.13水泥、河砂等细骨料要求同锚杆灌浆材料；10.14粗骨料粒径不得大于25mm；10.15锚喷支护：清坡完成后应立即初喷C20混凝土20～30mm，挂网后应分3～5次分层喷射C20细石混凝土至设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度。11、土石方开挖基坑开挖均应在干地施工，对开挖施工中的地下水、雨水和施工积水应采取有效、可靠的截、排水措施予以排除。开挖应按逆作法分段跳槽施工，开挖后及时支护。边坡开挖应遵循"从上到下、开挖一级支护一级，待上一级支护完工后方可开挖下一级边坡"的原则，每级开挖高度不超过2米，边坡开挖后应及时支护，避免裸露时间过长。严禁一次大开挖后再进行支护。土方开挖前，应对坡顶及坡脚控制点坐标和高程进行复核。12、锚杆基本试验及验收试验锚杆施工前应按《建筑边坡工程技术规范》GB50330–2013附录C.2要求取三根锚杆进行性能试验，以检验考核地质条件、岩土体与水泥砂浆粘结强度、锚杆材料和施工工艺是否与设计一致。本工程的所有锚杆施工完并达到设计强度后，应随机抽检做锚杆验收试验，以检验施工质量是否达到设计要求。其试验要求及步骤按GB50330–2013附录C.3要求进行，各类型锚杆验收试验数量取各类型锚杆总数的5%，且不得少于5根。13、施工顺序本工程可按下列顺序进行施工组织方案编制：13.1按支护平面图要求确定红线、基坑边线、挡墙线拐点坐标，再按建筑总平面图确定地下室侧墙外轮廓线、基础坐标，校核无误后方可施工。13.2土钉墙、锚喷挡墙：应严格按逆作法从上至下、分层分段跳槽施工，土层每次平场切坡高度不大于3m且不超过锚杆排距，长度不大于20m，不得为赶施工进度而一次性平场开挖至设计标高后才开始锚杆施工。上排锚杆未达到设计强度75%前，不得切坡施工下排锚杆。施工顺序：边坡放线定位→搭设脚手架、设置隔离墙、防护网→土石方开挖→钻孔放线定位→钻孔→清孔→组装、安放锚杆→注浆、养护→面板施工→混凝土养护→工程验收。13.3施工过程中应安排专职安全人员及监测人员对边坡及邻近建筑进行变形监测、巡视告警。14、截、排水沟施工14.1水体是影响本工程边坡稳定性的关键因素之一，因此建设单位应高度重视场地整体截排水的建设，确保地表水体不渗入地下土体当中。14.2施工之前建设单位应及时做好本工程场地及周边环境的整体排水系统工程。14.3本工程坡顶、坡脚均应设置截排水沟，基坑内部视情况设置排水沟和集水井。14.4排水系统可结合建筑总图进行调整，坡顶截水沟采用M7.5水泥砂浆浆砌MU30块石砌筑而成（也可采用相应强度的砖砌筑而成）。水泥宜用普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于32.5MPa、砂应选用中细砂，块石质量应符合《砌体结构设计规范》GB50003-2011和《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2011有关要求。14.5坡顶采用厚100mm、强度不小于C20素混凝土进行封闭，封闭宽度现场定。15、基坑工程监测根据《建筑边坡工程技术规范》中“在每一典型边坡段的支护结构顶部设置不少于三个观测点”的规定，本次监测根据实地情况，监测点不得少于三个监测点。监测项目包括坡顶土体水平（竖向）位移、锚杆应力监测等项目。支护结构顶部的水平位移和竖向位移监测点应沿支护结构顶部布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点间距不宜大于20m，每边监测点数目不应少于3个。建议甲方委托有资质的专业测量单位在施工期间及使用期间进行监测，监测方案应进行专项设计、专家论证，并应将监测方案及时反馈至设计方，进行复核。本工程严格遵循“动态设计、信息法施工”原则，监测及施工单位应及时将监测数据反馈至设计单位。16、危大工程风险控制要点本次设计范围内危