小学校舍扩建项目-高边坡方案设计

PAGE1-小学校舍扩建项目1919高边坡方案设计-PAGE13-1、项目背景及概况本项目位于，项目总扩建用地面积21821平方米，约32.7亩。项目扩建用地面积为21821㎡，计容建筑面积约9004.06㎡。项目建筑为1栋6层的教学服务楼。建筑层数最高为6层，建筑高度最高为23.95m（屋面），建筑分类为多层公共建筑，耐火等级为二级，建筑合理使用年限为50年。项目扩建用地面积为21821㎡，计容建筑面积约9004.06㎡。项目建筑为1栋6层的教学服务楼。拟在原有5#教学楼贴临扩建2栋教学用房，并与原有室内活动楼贴临。改善教学条件，新增建筑面积12463.73m2。本次设计边坡范围包含房屋建筑基坑边坡和道路西侧边坡，因为道路非市政道路，道路管网不在本次设计范围内。根据本项目建筑设计方案，结合由重庆长江勘测设计院有限公司提供的《金山小学栖霞路校区校舍扩建工程工程地质勘察报告（直接详细勘察）2022.09》，本项目场地平整过程中存在最大约2m的挖方岩质高边坡工程，按照重庆市城乡建设委员会渝建发〔2010〕166号文件，需对以下情况的高边坡项目进行高边坡支护方案设计：“（一）高切坡：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。（二）深基坑：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。（三）高填方：填方边坡高度≥8米。”根据上述文件精神，本项目道路设计范围内部分路段存在高边坡。经现场踏勘，结合实测和地勘资料，统计整理共有1段高边坡，具体段落见下表1.1。位于本项目西侧，即本次改扩建项目的道路实施产生的边坡挖方土质边坡边坡长约150m；最大坡高约25m坡率法是否注：本项目实施顺序为，先进行西侧高边坡治理，再进行建筑基坑开挖，最后进行道路平整，道路仅开挖至道路路基设计标高，道路配套管网工程不在本项目设计范围之内。2、设计依据及设计规范区域内1:500地形图《金山小学栖霞路校区校舍扩建工程工程地质勘察报告（直接详细勘察）2022.09）》重庆长江勘测设计院有限公司我单位完成《金山小学栖霞路校区校舍扩建项目》方案成果项目周边发件红线片区相关管网物探资料3.工程地质条件勘察区属构造剥蚀浅切割丘陵地貌，场地地形整体较平缓，地形坡角多为0～12°，局部为陡坡、陡坎，高程357.05～378.75m，最大高差21.70m，场地部分区域基岩出露，覆盖层主要为素填土。拟建场地出露地层有第四系全新统人工填土层（Q4ml）的素填土，下伏侏罗系中统沙溪庙组（J2s）的砂岩、泥岩；现将地层从新至老分述如下：（1）第四系全新统（Q4）1、素填土（Q4ml）：杂色，稍湿，由砂岩、泥岩碎、块石土等组成，中间粉质粘土充填，结构松散～稍密，局部架空，由人工堆填而成，场地内局部表层为新近填土，其余堆填时间约8年；粒径大小一般5×25cm，局部可达50cm以上，硬质含量约占20～45%，最大厚度约3.8m（ZK26）。～～～～～～不～～～整～～～合～～～～～～（2）侏罗系中统沙溪庙组（J2s）1、砂岩（J2S-Ss）：灰白色、褐红色,主要矿物成分为石英,长石及云母等暗色矿物。细～中粒结构,钙、泥质胶结，中厚层状构造,强风化岩芯呈碎块状，岩质较软，锤击声哑，风化裂隙发育。中等风化岩芯呈柱状～长柱状，层理清晰，岩石强度较高，岩芯较完整，节长5～48cm，锤击声脆节理裂隙不发育，为整个场地主要岩性，与泥岩呈互层状产出。2、泥岩：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，易风化崩解，以粘土矿物为主，局部含砂质较重；强风化岩芯呈碎块及散粒状，质软，锤击生哑，风化裂隙发育；中等风化岩芯较破碎～较完整，呈片状、短柱状，节长5～30cm，强度较高，节理裂隙较发育，为整个场地主要岩性，与砂岩呈互层状产出。勘察区位于龙王洞背斜西翼（见图2.3构造纲要图），岩层呈单斜状产出，无区域性断层通过，构造条件简单，岩层产状为：282°∠16°，层面平直，无充填，结合程度很差，属软弱结构面。图3.3.1构造纲要图构造裂隙调查如下：裂隙L1:135°∠68°，裂面较平整，张开1～4m，无充填，间距0.6～1.9m，可见延伸长度1.1～3.5m，结合程度很差，属软弱结构面。裂隙L2:66°∠68°，裂面较平直，局部张开1～3mm，无充填，间距0.6～1.8m，可见延伸长度1.5～2.5m，结合程度很差，属软弱结构面。场地覆盖层主要为素填土，素填土其结构呈松散～稍密状，结构孔隙较多，赋水性差，透水能力和含水能力较好，有利于地下水的径流和赋存，该层中地下水较发育,属强含透水层，渗透系数K(m/d)建议值为12m/d，在雨季可能局部赋存上层滞水，其水量较小，滞留时间较短。下伏基岩为砂岩、泥岩，砂岩为弱透水层，渗透系数K(m/d)建议值为0.05m/d，泥岩为隔水层，渗透系数K(m/d)建议值为0.005m/d。地下水类型主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水。但基岩裂隙多呈闭合状，仅在强风化层中裂隙发育，呈微张～张开状，故其间所含基岩裂隙水较贫乏。勘察场地无地表水体存在，地下水主要接受大气降水的渗入补给。勘察期间属枯水季节，根据钻孔水位观测，钻孔在完孔后24小时观测地下水位，整个勘察区并无地下水位，场地及周边地带也未见井、泉出露。旱季大气降水补给少，无地下水滞留，雨季可能在原地形低洼处的回填土层内或基岩裂隙发育处存在丰富的上层滞水，施工应考虑降排水措施，地下水含量较匮乏，场地总体水文地质条件简单。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）附录A，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，本工程抗震设防类别应划为重点设防，属乙类。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016版）并结合地区经验，素填土剪切波速为125m/s，土的类型属软弱土；强风化基岩剪切波速取500m/s，属软质岩石；中等风化基岩剪切波速≥800m/s属于岩石。据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016版）公式4.1.5-1及4.1.5-2计算土层等效剪切波速：式中vse——土层等效剪切波速（m/s）；d0——计算深度（m）；t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di——计算深度第i土层的厚度（m）；vsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）；n——计算深度范围内土层的分层数。按场平标高整平后，各拟建物地震效应评价见表4.2.1、4.2.2，后续填土应在施工现场实测其剪切波速并校核地震效应评价。表3.5.1地震效应评价一览(地下车库与建筑脱离)建筑物名称代表性钻孔/剖面覆盖层厚度（m）素填土等效剪切波速(m/s)场地类别设计特征周期(s)场地类别备注厚度(m)剪切波速(m/s)综合楼ZK65.85.8125125Ⅱ0.35一般地段室外运动场ZK131.61.6125125Ⅰ10.25一般地段车库ZK65.85.8125125Ⅱ0.35一般地段表3.5.2地震效应评价一览(地下车库与建筑未脱离)建筑物名称代表性钻孔/剖面覆盖层厚度（m）素填土等效剪切波速(m/s)场地类别设计特征周期(s)场地类别备注厚度(m)剪切波速(m/s)综合楼ZK65.85.8125125Ⅱ0.35一般地段室外运动场ZK131.61.6125125Ⅰ10.25一般地段据钻探揭示拟建场地存在素填土，经查明场内不存在砂土地层，加之拟建场地抗震设防烈度为6度区，不存在砂土液化问题。边坡主要由后期填土和基岩组成，当未支挡时在地震作用下边坡不稳定易滑塌或滑动，建议及时支挡并考虑水平承载力设计值抗震作用放大。填土较厚地段当未压实处理时，在地震作用下填土易产生震陷变形，建议对填土进行强夯压实处理。场地地质构造简单，岩层连续分布，根据现场地质调查及钻探揭露，场内及邻近未发现危岩崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，场地亦未见有断层。场地现状稳定。据地面调查和工程钻孔揭露，拟建场地范围内无断层、构造破碎带通过；土层之下未见“河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物”。4.岩土物理力学参数本项目岩土力学参数节选自审查通过的地勘报告。根据地勘报告3.7节，本项目地质参数如下：据试验成果统计分析，本次勘察结合野外鉴别及地区经验，本工程场地设计所需的各岩土参数建议取值详见表3.7。表3.7岩土体参数建议取值岩性天然重度岩石单轴极限抗压强度（MPa）地基承载力特征值(kPa)抗剪强度泊松比基底摩擦系数临时边坡率（土质＜5m，岩质＜8m）(天然状态)CΦ(kN/m3)天然饱和(KPa)(°)素填土20.0*5*30*1:1.50强风化砂岩24.3*450*0.35*1:1.00强风化泥岩25.0*300*0.35*1:1.00中风化砂岩24.4*31.7923.818643175730.130.22*0.60*1:0.50中风化泥岩25.2*9.035.87327743329.500.30*0.45*1:0.50裂隙结构面28*12*岩层面22*12*素填土：水平抗力的比例系数取10MN/m4；强风化岩石：水平抗力系数的比例系数取25MN/m3；中等风化泥岩：与M30砂浆的粘结强度标准值取560kPa、水平抗力系数取100MN/m3，破裂角取59.7°，中等风化砂岩：与M30砂浆的粘结强度标准值取1220kPa、水平抗力系数取440MN/m3，破裂角取60.0°；素填土土体负摩阻力系数取0.25；带*的为经验值。5.边坡稳定性评价根据持平投影可知，边坡为反向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，但裂隙①、裂隙②组合交线位于坡内易形成楔形体破坏。建议采用分阶放坡+坡面防护处理，放坡坡率：土层取1:1.50、岩层0-8取1:0.75、大于8m取1:1.00；若不具备放坡条件，建议采用锚杆挡墙进行支挡。本项目的1、2号车库设计高程开挖回填后在地下车库四周形成多段基坑边坡。现在对各段基坑边坡分段评价其稳定性如下。边坡编号（参考剖面）边坡类型及特征极射赤平极射投影图稳定性分析及破坏类型处理措施建议备注bp1(11、14剖面)为土质边坡，位于拟建场地西侧，覆盖层为素填土，坡长约10.2m，坡高1.5m，边坡安全等级为三级。/岩土界面较缓，埋深大，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp2(2剖面)为土质边坡，位于拟建场地西侧，覆盖层为素填土，坡长约22.2m，坡高5.4m，边坡安全等级为二级。/岩土界面较缓，埋深大，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp3(14剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地东南侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约12.7m，坡高5.4m，坡向约234°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取60°，破裂角取59.7°。上部土体厚度大，岩土界面埋深大，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp4(3剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地东南侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约6.0m，坡高5.4m，坡向约54°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。上部土体厚度小，岩土界面倾角小，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。根据持平投影可知，边坡为切向坡,裂隙①与边坡呈小角度相交，边坡稳定性主要受裂隙②影响，经计算可知（计算过程见表4.3-3），边坡处于基本稳定状态，可能发生沿裂隙1滑动的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp5(14剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地东南侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约25.5m，坡高5.4m，坡向约289°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。上部土体厚度小，岩土界面倾角小，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。根据持平投影可知，边坡为顺向坡,裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，边坡稳定性主要受岩层面控制，经计算可知（计算过程见表4.3-3），边坡处于基本稳定状态，可能发生沿裂隙1滑动的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp6为岩土混合边坡，位于拟建场地东侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约11.8m，坡高5.4m，坡向约324°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取60°，破裂角取59.7°。上部土体厚度小，岩土界面倾角小，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。根据持平投影可知，边坡为切向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，边坡稳定性主要受自身强度控制。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50、岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp7(14剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地东侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约20.4m，坡高5.4m，坡向约234°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取60°，破裂角取59.7°。上部土体厚度小，岩土界面倾角小，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。根据持平投影可知，边坡为切向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，边坡稳定性主要受自身强度控制。建议放坡开挖，放坡坡率：岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp8(5、8、9剖面)为岩质边坡，位于拟建场地东侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为砂岩，坡长约38.3m，坡高5.4m，坡向约324°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取60°，破裂角取60°。根据持平投影可知，边坡为切向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，边坡稳定性主要受自身强度控制。该段边坡紧邻已建食堂，边坡开挖后处于食堂基础持力层以下，将影响食堂基础结构的稳定性。建议采用抗滑桩支挡，且应先支挡后开挖，以中风化基岩作为持力层。bp9(11、12、13剖面)为岩质边坡，位于拟建场地东北侧，下覆基岩为泥岩、砂岩，坡长约23.3m，坡高5.4m，坡向约234°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取60°，破裂角取59.7°。根据持平投影可知，边坡为切向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，边坡稳定性主要受自身强度控制。建议放坡开挖，放坡坡率：岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp10(7-9剖面)为岩质边坡，位于拟建场地北侧，下覆基岩为泥岩、砂岩，坡长约31.1m，坡高5.4m，坡向约144°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。根据持平投影可知，边坡为切向坡,裂隙①与边坡呈小角度相交，边坡稳定性主要受裂隙②影响，经计算可知（计算过程见表4.3-3），边坡处于基本稳定状态，可能发生沿裂隙1滑动的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50、岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp11(5-6剖面)为岩质边坡，位于拟建场地西北侧，下覆基岩为泥岩、砂岩，坡长约22.2m，坡高5.4m，坡向约144°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。根据持平投影可知，边坡为切向坡,裂隙①与边坡呈小角度相交，边坡稳定性主要受裂隙②影响，经计算可知（计算过程见表4.3-3），边坡处于基本稳定状态，可能发生沿裂隙1滑动的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50、岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp12(4、12、13剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地西侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约20.4m，坡高5.4m，坡向约54°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。上部土体厚度小，岩土界面倾角小，土体发生沿岩土界面滑动的可能性小，若直立将发生沿土体内部的滑动破坏。根据持平投影可知，边坡为切向坡,裂隙①与边坡呈小角度相交，边坡稳定性主要受裂隙②影响，经计算可知（计算过程见表4.3-3），边坡处于基本稳定状态，可能发生沿裂隙2滑动的滑动破坏。建议放坡开挖，放坡坡率：土层取1:1.50、岩层取1:0.75，待建筑主体形成后再回填；利用地下室侧墙配合建筑主体的柱、樑及楼面体系进行支挡。bp13(2-3剖面)为岩土混合边坡，位于拟建场地西侧，覆盖层为素填土，下覆基岩为泥岩，坡长约20.4m，坡高5.4m，坡向约100°，边坡安全等级为二级，边坡岩体类型为Ⅲ类，岩体等效内摩擦角取56°，破裂角取59.7°。上部土体厚度较大，岩土界面倾角大，经计算可知（计算过程见表4.3-3），上部土体将发生沿岩土界面的滑动破坏；根据持平投影可知，边坡为反向坡,岩层倾向、裂隙①、裂隙②与边坡呈大角度相交，对边坡稳定性影响较小，但裂隙①、裂隙②组合交线位于坡内易形成楔形体破坏。建议采用重力式挡墙进行支挡，以中风化基岩作为持力层。6.边坡方案设计6.3.11号高边坡设计方案（对应本项目的1-8号断面道路外侧边坡）根据地勘报告，本项目的1号高边坡稳定性收到LX1与LX2切割后产生的楔形体稳定性控制，基于安全性考虑，本项目的1号高边坡设计采用坡率法进行支护，边坡坡率如下：对中风化岩层采用1：1坡率放坡，对强风化岩层及土层采用1：1.5的坡率放坡。边坡每8m分级，分级处设置2m宽马道。按照设计坡率放坡后边坡处于整体稳定状态，为保证边坡的坡面岩体稳定性，设计对边坡坡面采用网格护坡进行保护，网格内植草进行防护。6.3.2普通基坑边坡设计（对应本项目的1、2号车库施