边坡支护.docx
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边坡支护
6.7边坡支护
6.7.1项目概况
个旧大桥西路项目沿线有多处地产建设项目,场地受限,地势陡峭,经技术经济比较,道路沿线采用了重力式挡墙,预应力锚索抗滑桩,预应力锚索(锚杆)框格梁,门式双排桩预应力锚索挡墙及自然放坡等多种边坡支护结构。
6.21规划路周边现状图
6.7.2设计依据
(1)《个旧市大桥西路道路建设项目设计合同》
(2)《个旧市大桥西路道路建设项目岩土工程勘察报告》
(3)1:
500地形图
(4)现场调查资料
(5)业主提供的相关地质资料
(6)《三宇-个旧新视野项目总图(报规)》--云南三宇房地产开发有限公司
《阳山瑞景住宅小区总平面图》--湖北佳境建筑设计有限公司
森林公安局建筑规划资料,景秀文华建筑设计资料等。
(7)参考《个旧市2014年城市棚户改造隆泉明都建设项目边坡项目勘察报告》
(8)其他相关技术资料
6.7.3主要采用规范
1、《城市道路设计规范》(CJJ37-2012);
2、《城市道路路基设计规范》(CJJ194-2013);
3、《公路路基设计规范》(JTGD30—2015);
4、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002);
5、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006);
6、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013);
7、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
8、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
9、《建筑边坡工程监测技术规范》(GB50497-2009);
10、《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:
2005);
11、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012);
12、《边坡与滑坡工程治理(第二版)》人民交通出版社
13、道路横断面图。
6.7.4地质概况
1、勘察结果显示,拟建道路沿线最大控制深度22.30米深度范围内地层自上而下为:
第四系全新统人工堆积(Q4ml)层为素填土;第四系残坡积(Q4el+pl)红粘土和个旧组(T2g)强风化白云质灰岩,现将场地的土层工程地质特征分别描述如下,空间分布特征详见《工程地质剖面图》:
第四系人工填土层(Q4ml)
①素填土:
褐灰、褐红色为主,稍湿,松散状态。
该土层成分主要由粘性土及碎石组成,含植物根系,部分地段顶部含10cm左右砼,层厚0.60~2.50m,平均1.48m,该土层场区内大部分钻孔有揭露,主要是人工活动堆积,堆积年限3-10年左右,特征是孔隙大欠压实,均匀性固结性差,不宜直接作为持力层。
第四系残坡积(Q4el+pl)
②红粘土
褐黄、棕红色,稍湿,可塑状态,标贯试验锤击数修正平均值N=8.8击,切面稍光滑,干强度及韧性中等,中压缩性,无层理,含少许碎石、角砾,砾石成分以灰岩为主,粒径一般为0.2-2.0cm。
层厚1.60m~18.40m,平均6.94m,厚薄不均匀,该土层场区内大部分钻孔有揭露。
物理力学性质一般。
个旧组(T2g)
③强风化白云质灰岩
灰白色为主,隐晶质结构,块状构造,重型动力触探试验锤击数修正平均值N63.5=17.6击。
该土层为个旧组强风化白云质灰岩,岩石风化强烈,原岩结构大多已遭破坏,散体状结构,所取岩芯多呈碎石土状,局部呈短柱状,手捏易碎,属极软岩,极破碎,岩体基本质量等级V级,RQD<25(极差的),该岩层风化不均匀、不连续,无法采取岩样,预估饱和单轴抗压强度为≤7.00MPa。
锤击声哑,可击碎。
干钻可钻进。
层顶埋深1.10~13.40m,层顶标高1726.42~1766.96m,层厚7.60~19.90m,该层全路段钻孔范围内仅zk1、zk2未揭露,其余钻孔均有揭露,未揭穿。
根据设计提供的路基纵断面图显示K0+000~K0+159、K0+192~K0+233、K0+380~K0+473和K0+539~K0+706路段为填方段,填方深度约0.00~11.9m;K0+159~K0+192、K0+233~K0+380、K0+473~K0+539和K0+706~K0+736.423段为挖方段,挖方深度约0.00~12.267m。
道路最大挖方深度达12.267m,最大填方高度11.9m,筑路施工过程中将形成较大边坡,可能引起滑坡、坍塌等不良地质现象,施工过程应采取相应的边坡支护措施,减小引发和加剧地质灾害的可能性。
综上所述拟建场地现状下场地基本稳定,针对本工程,各不利工程地质现象,须经工程措施处理后方适宜本工程建设。
3、设防烈度
根据国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011~2010和《建筑抗震设计规范》GB50011~2010局部修订稿(云建震〔2016〕414号)的划分,个旧市抗震设防烈度为7度第三组。
该勘察场地场地土类别为Ⅱ类,依据《中国地震动参数区划图》GB18306-2015的附表C个旧市城区加速度为0.15g,反应谱特征周期值为0.45s,结构抗震设计按相关规定设防。
4、不良地质现象
勘察期间本线路段10公里内无发震断裂通过,场地南侧有较大的人工陡坎、临空面(度在60°~80°之间,高度约为5.0m~20.0m),场地东侧分布有自然边坡(度在30°~50°之间,高度约为10.0m~20.0m左右),现状下处于稳定状态(或已经进行过人工支护),现状下无滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害发育。
根据勘察资料及结合道路设计标高,拟建道路开挖和回填均较大,道路最大挖方深度达12.267m,最大填方高度11.9m,项目建设将会形成较大人工挖填方边坡。
综合上所述,随着坡顶荷载增加,坡脚开挖破坏等,边坡将会转化为不稳定边坡,随着施工进行、连续降雨或暴雨、地震等条件下将会产生边坡失稳,须经工程措施处理。
2、边坡支护治理建议
场地南侧有较大的人工陡坎、临空面(坡度在60°~80°之间,高度约为
m~20.0m),场地东侧分布有自然边坡(坡度在30°~50°之间,高度约为10.0m~20.0m左右),支护措施建议采用重力式及桩板式挡墙、板肋式或格构式锚杆挡墙、锚喷、坡率法等支护形式,建议根据最终坡高及坡度,参照《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013。
填方路基边坡:
建议按设计坡率进行放坡,分层碾压回填,压实度应满足规范和设计要求,放坡后建议在基底设置挡土墙,保证路基边坡的稳定性。
回填过程中地面横向、纵向坡度缓于1:
5时,可直接填筑,地面横向坡、纵向坡陡于1:
5的填方路基,原地面挖台阶,台阶宽度不小于2m,并设2%~4%反向横坡。
地面横坡陡于1:
2.5时,应作特殊处理,防止路堤沿基底滑动。
挖方路基边坡:
若该路段周边具备放坡条件,建议按1:
1进行放坡开挖,因红粘土经雨水冲刷和阳光暴晒容易开裂失稳,强风化白云质灰岩物理风化作用下抗剪强度降低,建议结合喷浆支护或加设格构梁(现浇筑钢筋混凝土格构梁,格构内配合沙袋)等支护方式,防止风化碎石滚落。
施工工程中应加强边坡变形观测,注意地表雨水的排放,除了做好支护结构地下排水设施外,可加设地表排水设施,坡顶设置截水沟,坡脚设置排水沟,
防止暴雨积水下渗,坡面设置跌水,减小雨水对边坡的冲刷,对边坡变形增大的张开裂隙进行处理等方案和措施,对红粘土应防止失水干缩。
支护设计岩土参数建议值
土层编号
土层名称
重力密度γ
(KN/m³)
直剪快剪
直剪固快
粘聚力
Ck(kpa)
摩擦力
k(kpa)
粘聚力
Cq(kpa)
摩擦力
q(kpa)
①
素填土
20.0*
10.0*
5.0*
②
红粘土
18.0
25.7
8.3
35.5
14.9
③
强风化白云质灰岩
25.0*
18.0*
28.0*
18.0*
28.0*
表中带“*”为经验值
6.7.5设计标准
(1)边坡工程安全等级为一级。
(2)系数选取
边坡支护结构重要性系数=1.1(一级边坡)一级边坡稳定安全系数≥1.35(一般工况)
一级边坡稳定安全系数≥1.15(地震工况)
个旧地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,设计抗震分组为第二组。
(3)设计使用年限
边坡工程设计使用年限与道路工程设计使用年限一致,为50年。
(4)一级边坡工程采用动态设计法和信息施工法。
(5)若边坡坡脚回填标高有变化,建设单位及时通知我公司,我公司将根据调整后的标高对边坡做进一步复核。
6.7.6设计原则
锚索桩板墙属新型支挡结构,由于设置锚索后限制了挡土板后土体位移,土压力大于主动土压力而小于静止土压力,根据以往的经验,按静止与主动土压力平均值(约1.45倍主动土压力)来考虑。
每根桩上预留2个锚索孔位以防不测及加强之用。
桩的配筋考虑了施工过程中填土及施工预应力锚索全过程之受力状态。
6.7.7工程措施
(一)、个旧大桥西路1#路:
1、抗滑桩(上边坡支护):
道路里程桩号线左K0+250~410段,上边坡设置桩板墙支挡,共设32根直径φ2m、长10~40m的预应力锚索抗滑桩(桩长约35m);
道路里程桩号线左K0+540~640段,上边坡设置桩板墙支挡,共设20根直径φ2m、长10~40m的预应力锚索抗滑桩(桩长约35m);
道路里程桩号线右K0+590~715段,上边坡设置桩板墙支挡,共设25根直径φ2m、长10~40m的预应力锚索抗滑桩(桩长约35m);
桩中心间距5m,直径为2m;挡土侧设置桩间墙,厚度300mm;
锚索布一排的时候,距桩顶以下3m设一根6φ15.24mm锚索;锚索布二排的时候,距桩顶以下3m、4m处各设1根6φ15.24mm锚索;锚索布三排的时候,距桩顶以下3m、4m、7m处各设1根6φ15.2mm锚索;锚索布四排的时候,距桩顶以下3m、4m、7m、8m处各设1根6φ15.2mm锚索,为方便施工,倾角统一设置为20°。
经计算,锚索长度预计为28m,详见《边坡支护典型断面图》。
锚索长度详见工程正面布置图。
锚索钻孔直径为φ130mm,孔内注入M30水泥浆。
由于锚固段地层岩层较差,锚索均应采用二次高压劈裂注浆。
每根锚索设计承载力为540KN,但对锚索桩板墙来说,只张拉至320KN锁定,否则由于桩变位而引起锚索超载。
经计算,桩与锚索变形协调时,锚索中将产生500~530KN拉力,在施工过程中可根据情况作适当增加拉力处理。
6.22抗滑桩平面布置图
6.23抗滑桩典型横断面示意图
6.24抗滑桩立面布置示意图
主要工程量预计:
φ2m抗滑桩共计2695m,锚索预计10780m,桩间墙总面积约为5700㎡,冠梁(2000mmx1200mm)约为385m,中部横梁(400mmx400mm)约为1900m。
2、挡墙:
本工程1#路共布设四段挡墙,里程桩号分别为K0+10~K0+160右段;K0+250~K0+275右段;K0+400~K0+550右段;K0+455~K0+525左段。
2#路共布设两段挡墙,里程桩号分别为K0+035~K0+115右段;K0+295~K0+305右段;
挡墙墙身用抗压强度不低于30MPa的片石与10号水泥砂浆砌筑,挡土墙每10m应设置沉降缝,凡地基土质发生变化,基础埋置深度不一,以及基础填挖交界处应设置沉降缝,沉降缝用沥青麻筋填充,缝宽约20mm。
挡土墙墙身每2~3m设置一泄水孔,孔眼尺寸φ≥100mm,采用硬质空心管,孔眼应高出常水位线,凡墙背泄水入口处应以具有反滤作用的粗颗粒材料覆盖,避免淤塞。
6.25挡墙平面布置图
(1)K0+010~K0+160、K0+250~K0+275、K0+455~K0+525段,挡墙最大高度为8m,采用俯斜式路肩墙,挡墙尺寸参照图集04J008设置。
主要参数:
抗震设防烈度7°(0.16g);
荷载等级:
均布荷载qk=10kpa
填料内摩擦角:
参照04J008表C.1,结合现场填料实际情况选取;
挡土墙基底摩擦系数:
参照04J008表D.1,根据现场实际情况选取;
6.26重力式挡墙典型断面
主要工程量预计:
M7.5浆砌片石3150m³
(2)K0+400~K0+550段,挡墙最大高度为12m,采用衡重式路肩墙,挡墙尺寸参照图集04J008设置。
主要参数:
抗震设防烈度7°(0.16g);
荷载等级:
均布荷载qk=10kpa
填料内摩擦角:
参照04J008表C.1,结合现场填料实际情况选取;
挡土墙基底摩擦系数:
参照04J008表D.1,根据现场实际情况选取;
6.27衡重式挡墙典型断面
主要工程量预计:
M7.5浆砌片石3600m³
3、护肩和上挡护面墙:
本工程在挖方段共布设四段浆砌片块石护面墙,里程桩号分别为:
K0+015~K0+035左段;K0+310~K0+415右段;K0+640~K0+715左段;K0+715~K0+770右段,平均墙高5米。
共布设两段浆砌片块石护肩墙,里程桩号分别为:
K0+065~K0+075左段,K0+095~K0+138左段,平均墙高2米。
6.28护肩和上挡护面墙平面布置
6.29上挡护面墙典型断面
6.30护肩墙典型断面
主要工程量预计:
M7.5浆砌片块石1714m³
4、门式双排桩预应力锚索挡墙:
本工程采用门式双排桩预应力锚索挡墙的里程桩号为K0+160~K0+250段,本段道路坡度8.0%。
本段所涉及道路左侧为阳山瑞景项目5层商务楼,最近处仅2m,最大边坡高度为18.54m,右侧为景秀文华项目,最近处仅有3m,最大边坡高度为13.22m。
考虑到邻近建筑和边坡的安全性以及场地现有条件,本段采用门式双排桩预应力锚索挡墙的支护形式,双排桩跨越道路。
双排桩采用截面尺寸为2m的圆桩,桩端嵌入基岩,混凝土强度等级为C30,沿道路坡度设置地梁,截面尺寸800mmx1200mm,中部设置系梁,截面尺寸800mmx1200mm,顶部设置冠梁,截面尺寸2000mmx1200mm。
道路左侧路面以上挡土侧设置桩间墙,厚度300mm,道路右侧路面以下挡土侧设置桩间墙,厚度300mm,并在路面以下设置预应力锚索。
6.31门式双排桩预应力锚索挡墙
K0+160~K0+250
平面布置
6.32结构受力模型假定
(1)、下部结构:
考虑为直径两米的嵌岩桩,桩基嵌入中风化岩层三倍桩径,即六米,桩顶采用800mmx1200mm系梁连系,承受上部结构传递的荷载。
(2)上部结构:
以路面以下结构作为上部结构的嵌固端,验算上部结构受力情况。
6.33门式双排桩预应力锚索挡墙平面布置图
方案一
方案一:
模型显示的是道路路面以上的结构部分,路面以下部分为桩基嵌固端。
双排桩顶端采用冠梁水平连系,根据地形、路面及既有阳山瑞景商务楼的高差,在道路路面标高以上6.5m处设置了一道中系梁,在12#桩之前,鉴于结构高度过高,设置了第二道系梁,保证结构的安全稳定。
6.34两道系梁+冠梁结构示意
6.35两道系梁+冠梁结构示意
方案二
6.36两道系梁+斜撑结构示意
6.37一道系梁+斜撑结构示意
方案二:
双排桩结构顶端采用斜撑联系,在保证安全的前提下,节省投资。
综合比较下,方案一结构更加安全,美观,而且具备后期在结构顶部做绿化设施等优势,本次推荐采用方案一。
6.38道路左侧门式双排桩预应力锚索挡墙立面布置图
6.39道路右侧门式双排桩预应力锚索挡墙立面布置图
6.40上部结构剖面图
6.41锚索布置图
结构主要工程量预计:
(1)、桩基:
线路左侧φ2m的圆桩,24根,平均长度预计为35m,合计为840m(具体实际长度需地勘报告提供后确定);
线路右侧φ2m的圆桩,23根,平均长度预计为20m,合计为460m(具体实际长度需地勘报告提供后确定)。
(2)、柱:
线路右侧φ2m的圆柱,23根,平均高度约为25m,合计为575m。
(3)、梁:
横向
顶部冠梁,截面尺寸2000mmx1200mm,28道,每道12米长,合计336延米;
中部系梁,截面尺寸800mmx1200mm,40道,每道12米长,合计480延米;
底部系梁(路面以下10cm),截面尺寸800mmx1200mm,28道,每道12米长,合计336延米。
纵向
顶部冠梁,截面尺寸2000mmx1200mm,2道,左侧103.5m,右侧99米,合计202.5延米;
中部连梁,截面尺寸800mmx1200mm,4道,左侧153m,右侧130.5米,合计283.5延米;
底部连梁,截面尺寸800mmx1200mm,2道,左侧103.5m,右侧99米,合计202.5延米。
(4)桩间墙
桩间墙为30cm厚C30混凝土墙,总面积约为1500㎡。
(5)预应力锚索
预应力锚索:
D=130,8φ15.2预应力钢绞线,纵向间距为3.0m,锚索入射角20°,注M35水泥砂浆,预计长度35m,预计96根,合计为3360延米。
(二)、个旧大桥西路2#路:
挡墙:
本工程设置了两段重力式浆砌片块石路肩墙,里程桩号分别为K0+035~K0+115右侧,K0+295~K0+305右侧,平均墙高4米,主要工程量预计:
M7.5浆砌片块石1110m³。
上挡护面墙:
本工程设置了三段浆砌片块石护面墙,里程桩号分别为K0+000~K0+005左侧,K0+095~K0+125左侧,K0+130~K0+142左侧,平均墙高5米,主要工程量预计:
M7.5浆砌片块石300m³。
边坡主要工程量汇总
(1)桩板墙上边坡
主要工程量预计:
φ2m抗滑桩共计2695m,锚索预计10780m,桩间墙总面积约为5700㎡,冠梁(2000mmx1200mm)约为385m,中部横梁(400mmx400mm)约为1900m。
(2)重力式挡墙、衡重式挡墙、护肩、上挡护面墙
主要工程量预计:
M7.5浆砌块石9875m³
(3)门式双排桩预应力锚索挡墙
(1)、桩基:
线路左侧φ2m的圆桩,24根,平均长度预计为35m,合计为840m(具体实际长度需地勘报告提供后确定);
线路右侧φ2m的圆桩,23根,平均长度预计为20m,合计为460m(具体实际长度需地勘报告提供后确定)。
(2)、柱:
线路右侧φ2m的圆柱,23根,平均高度约为25m,合计为575m。
(3)、梁:
横向
顶部冠梁,截面尺寸2000mmx1200mm,28道,每道12米长,合计336延米;
中部系梁,截面尺寸800mmx1200mm,40道,每道12米长,合计480延米;
底部系梁(路面以下10cm),截面尺寸800mmx1200mm,28道,每道12米长,合计336延米。
纵向
顶部冠梁,截面尺寸2000mmx1200mm,2道,左侧103.5m,右侧99米,合计202.5延米;
中部连梁,截面尺寸800mmx1200mm,4道,左侧153m,右侧130.5米,合计283.5延米;
底部连梁,截面尺寸800mmx1200mm,2道,左侧103.5m,右侧99米,合计202.5延米。
(4)桩间墙
桩间墙为30cm厚C30混凝土墙,总面积约为1500㎡。
(5)预应力锚索
预应力锚索:
D=130,8φ15.2预应力钢绞线,纵向间距为3.0m,锚索入射角20°,注M35水泥砂浆,预计长度35m,预计96根,合计为3360延米
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