重庆高边坡工程方案设计说明

一、工程概况

1.任务由来

受重庆千山万水置业有限公司委托，我院承担了千山.半岛国际项目E地块基坑边坡治理工程设计任务。该工程位于重庆市綦江区通惠大道北侧，交通较为方便。受甲方委托，深圳市勘察研究院有限公司完成的《千山·半岛国际E地块工程岩土工程勘察报告（直接详勘）》已于2014年1月通过相关部门审查，此外，深圳市勘察研究院有限公司于2014年6月提交了《千山·半岛国际E地块工程岩土工程勘察报告（补充勘察阶段）》。现委托我院进行该项目基坑边坡治理工程设计工作。

该工程的建筑由中煤科工集团重庆设计研究院有限公司设计，拟建建筑概况见表1。

表1    拟建工程概况表

拟建物编号

2.工程地质概况

拟建场地属构造剥蚀丘陵地貌；原始地形为斜坡及丘间谷地等组成，拟建场地现状地势总体北高南低，勘察期间正在按设计高程进行开挖，南侧地段较平坦，南侧与北侧车库边开挖形成陡坡。

拟建场地位于明月峡背斜南西翼，岩层单斜产出；在拟建场地东侧基岩出露地段量取岩层产状：236°∠27°。对裸露基岩边坡进行调查，主要有二组裂隙，裂隙：351°∠68°，裂面较平直，偶见泥质充填，裂面张开1～3mm，裂隙间距0.5～1.0m，一般延伸1～1.5m，可见最大延伸3m，结构面结合程度差，为硬性结构面；裂隙：83°∠75°，裂面较平直，偶见泥质充填，裂面张开1～3mm，裂隙间距0.5～1.0m，延伸约1～2m，结构面结合程度差，为硬性结构面。层面张开约1～3mm，表面平直，无胶结，为硬性结构面，结合程度差。

拟建场区未见崩塌、滑坡、泥石流、断层、岩溶、地面沉降等不良地质作用。未见地质灾害分布。

据地面调查及钻探揭示，场地内地层有第四系全新统素填土（Q4ml）、残坡积层粉质粘土（Q4el+dl）和侏罗系中统沙溪庙组的砂岩、泥岩（J2s），现将其岩性由上至下分述如下：

1）第四系全新统（Q4）

素填土（Q4ml）：红褐色、褐色。由粘性土夹砂岩块石组成，粒径10mm～380mm，最大粒径460mm，土石比为9:1～7:3，结构呈松散~稍密状，稍湿。为平场时机械倾倒回填所致，未经过压实处理，填土在竖向分布无规律，块石含量、粒径不均，访问堆填时间半年以上，该层主要分布在拟建场地部分地段；该层厚度一般0.3m(BK9)～24.70m（BK147），分布不均匀。

粉质粘土：灰黄色、灰褐色，可塑状，刀切面较光滑，韧性、干强度中等，摇震无反应。局部表层0～0.50m夹有植物根系及腐殖质，有腥臭味；部分粉质粘土夹有砾石，切面较粗糙。该层主要分布在拟建场地北部的斜坡地段，该层最大厚3.00(LZY112)。

2）侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）基岩

砂岩（Ss）：灰褐色、灰白色、灰，主要由长石、石英、云母组成，细中粒结构，中厚层状构造，泥钙质胶结，质软。强风化带岩芯破碎，呈碎块状、厚片状、散砂状，岩质软，锤击声沙哑；中风化带岩芯较完整，多呈柱状，少量块状，节长4-35cm，锤击声清脆，质软~较软，分布于场地部分地段，与泥岩呈互层产出。单层最大厚度4.10m（BK50）,为拟建场地的次要岩性。

泥岩（Ms）：红褐色、紫褐色、灰褐色，主要由粘土矿物组成，泥质结构为主，局部泥质粉砂质结构，中厚层状构造。夹砂质泥岩、泥质砂岩薄层、透镜体，岩质极软～软。强风化带岩芯破碎，呈碎块状、厚片状，岩质极软，中风化带岩芯较完整，呈短柱状，少量碎块状。分布于场地大部分地段，与砂岩呈互层产出为场地的主要岩性，未揭穿该层。局部节理裂隙较发育，裂隙面平直，微张，无充填。

二、设计依据

2.1 《设计委托书》

2.2 《设计合同》

2.3 深圳市勘察研究院有限公司完成的《千山·半岛国际E地块工程岩土工程勘察报告（直接详勘）》及《千山·半岛国际E地块工程岩土工程勘察报告（补充勘察阶段）》

2.4 有关规范

《建筑边坡工程技术规范》        （GB50330-2013）；

《地质灾害防治工程设计规范》    （DB50/5029-2006）；

《混凝土结构设计规范》           (GB50010-2010)；

《建筑地基基础设计规范》        （DB50007-2011）；

《建筑抗震设计规范》            （GB50011-2010）；

《地质灾害防治工程勘察规范》    （DB50/143-2003）；

《建筑结构荷载规范》            （GB 50009-2012）；

《砌体结构设计规范》            （GB 50003-2011）；

《建筑边坡工程施工质量验收规范》（DBJ/T50-100-2010）。

三、设计参数

（1）边坡安全等级为一级，永久边坡安全系数K取1.35，临时边坡安全系数K取1.25，永久锚杆抗拉安全系数取2.2，临时锚杆抗拉安全系数取1.8，永久锚固体抗拔安全系数2.6，临时锚固体抗拔安全系数2.0，结构重要性系数：γ0=1.1。

（2）荷载分项系数取：γQ=1.35；

（3）人工填土天然重度平均值19.0kN/m3 ，饱和重度平均值19.8kN/m3 ；粉质粘土天然重度平均值19.90kN/m3 ，饱和重度平均值20.20kN/m3 ；中等风化带泥岩天然重度平均值25.0kN/m3；中风化带砂岩天然重度小值平均值24.8kN/m3。

（4）人工填土天然抗剪强度参数：粘聚力C=0KPa，内摩察角 =30°；饱和抗剪强度参数：粘聚力C=0KPa，内摩察角 =22°；粉质粘土天然抗剪强度参数：粘聚力C=28.0KPa，内摩察角 =15.2°；粉质粘土饱和抗剪强度参数：粘聚力C=19.0KPa，内摩察角 =12.0°。

（5）粉质粘土水平抗力系数的比例系数取20MN/m4, 强风化泥岩取20MN/m4 ，中等风化泥岩取60MN/m4 ，强风化砂岩取40MN/m4 ，中等风化砂岩取240MN/m4。

（6）基底摩擦系数：粉质粘土取0.25，强风化泥岩取0.35，中等风化泥岩取0.40，强风化砂岩取0.45，中等风化砂岩取0.50。

（7）中等风化泥岩理论破裂角取60.6°，中等风化砂岩理论破裂角取.7°。

（8）泥岩岩体等效内摩擦角取55°，砂岩岩体等效内摩擦角取60°。

（9）外倾结构面裂隙①、裂隙②的抗剪强度指标标准值取值：C=50kPa，φ=18°。层面抗剪强度指标标准值取值：C=30kPa，φ=12°。

（10）岩石与锚固体粘结强度特征值：泥岩取200KPa，砂岩取350 KPa。

四、设计方案 

4.1  总体设计

本次边坡设计根据实际地质情况及场地现有放坡条件等，从可行性、经济合理性、安全适用性等方面等进行综合考虑，配合建设方建筑、景观等各部门选取最佳方案进行设计。

根据勘察、场地周边环境及建筑设计提供的相关资料，并结合现场进行综合分析，土质边坡变形破坏模式主要为边坡土体沿圆弧形滑面或基覆界面产生滑移破坏，局部可能出现浅表层土体溜滑。针对这一破坏模式，提出治理方案为：临时放坡+喷射C15素砼护面+截排水工程综合治理方案。岩质边坡变形破坏模式主要为边坡岩体顺岩层层面或沿岩体理论破裂角形成的破裂面产生滑移破坏。针对岩质边坡的破坏模式，提出治理方案为：抗滑桩+挂网喷浆+放坡+截排水工程综合治理方案。

4.2治理工程设计及分项设计

一、挂网喷浆工程

19-19’剖面、20-20’剖面控制范围段边坡采用挂网喷浆支护工程，锚杆采用^3螺纹5.30m~14.5m长钢筋锚杆，单根锚杆采用2根^325螺纹钢筋，锚杆横向间距2.0m，纵向间距2.0m,采用M30砂浆注浆。面板钢筋采用^112、^18钢筋交叉布置，喷射C20混凝土面板厚100mm。泄水孔采用孔径100mmPVC管进行排水，采取2000mm×2000mmm方形布置，每隔20.0m设计伸缩缝。

二、抗滑桩工程

（1）50-50’剖面控制范围采用Ⅰ型抗滑桩工程支护。该型抗滑桩的截面尺寸为1.2m×1.8m，受荷段7.6m，嵌固段10.1m，其中嵌入基岩深度7.9m，桩长一般为17.7m，桩间距为3.3m，选取土压力527.4KN/m作为设计推力进行抗滑桩结构设计。推力及抗力均呈矩形分布作用在受荷段桩身，抗滑桩计算土层采用“M”法计算，中等风化基岩采用“K”法计算，填土水平抗力系数的比例系数取5MN/m4, 强风化泥岩取30MN/m4 ，中等风化泥岩取60MN/m4 ，强风化砂岩取40MN/m4 ，中等风化砂岩取240MN/m4。桩底支承条件为铰支端。该型桩既作为抗滑桩又作为地下车库桩基础，本次设计抗滑桩只满足抗滑桩要求，还应进行作为车库基础的验算。

（2）52-52’剖面控制范围采用Ⅱ型抗滑桩工程支护。该型抗滑桩的截面尺寸为1.2m×1.8m，受荷段8.8m，嵌固段9.6m，其中嵌入基岩深度7.5m，桩长一般为18.4m，桩间距为3.3m，选取土压力516.6KN/m作为设计推力进行抗滑桩结构设计。其它计算条件与Ⅰ型抗滑桩一致。该型桩既作为抗滑桩又作为地下车库桩基础，本次设计抗滑桩只满足抗滑桩要求，还应进行作为车库基础的验算。

三、放坡工程

场地内临时边坡土坡部分放坡坡率1:1.50，每级坡高5.0m-7.0m，马道宽1.0-2.0m，放坡后喷射50mm厚C15混凝土封闭坡面。岩坡部分按岩体潜在破裂面（60.6°）放坡，每级坡高6.0m-10.0m，马道宽1.0-2.0m，放坡后喷射50mm厚C15混凝土封闭坡面。所有临时边坡处建筑地下室应考虑侧向岩土压力。

四、截排水工程

1、设计依据

根据已有气象及水文资料，结合该地区降雨特征，本次设计降雨标准为：设计暴雨（50年一遇暴雨）强度为80mm/h。

2、地表排水系统工程布置

为对锚杆挡墙及桩板墙泄水孔中流出的地下水及边坡上形成的地表水进行排泄，在挡墙墙趾处设计一条排水沟，并将排水沟与城市地表水排泄系统相连。排水沟截面尺寸宽×高为300mm×300mm，沟底和沟侧壁衬砌厚度为200mm，采用C20毛石混凝土砌筑，该排水沟两侧出口处设计为喇叭口。

3、截水沟水力设计

流量公式为：

式中：p——设计频率地表水汇流量，( m3/s)；

      SP ——设计降雨强度，(mm/h)， 取80mm/h；

      φ——径流系数；

      F——汇水面积，(Km2)，为0.03 km2。

计算得设计频率地表汇水流量为0.24 m3/s。

4、截水沟结构设计

为防止温差裂缝和沟渠基础不均匀沉陷造成的沟渠裂缝，所有衬砌进行分缝，采用的间距为20m，缝宽为2cm，缝内填塞沥青麻丝。为保障沟渠稳定，所有新建沟渠均座落于挖方之上，开挖深度应大于沟底厚度与侧墙高度之和。衬砌两侧进行回填和夯实、削坡处理。

五、技术要求

（一）整体工程说明

1、钢筋：图中符号^1、^3分别表示热轧HPB300、HRB400钢筋。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。

2、钢筋接长：钢筋直径大于20mm时，应采用机械连接，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《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2011的规定。

3、混凝土：本工程混凝土强度等级，桩身采用C30混凝土，面板及压顶梁采用C20混凝土，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实验，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。混凝土保护层厚度:不低于25mm。

4、灌浆材料：

本工程锚孔一次常压灌浆，灌浆压力不小于0.4MPa，采用M30水泥砂浆。

1）水泥：宜用普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于42.5MPa。

2）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%。

3）水：宜用饮用水，不得使用污水。

4）浆体配制的灰砂比宜为0.8～1.5，水灰比宜为0.38～0.5。

5）浆体材料28d的无侧限抗压强度不应低于25MPa。

（二）抗滑桩工程

（1）为了避免大断面开挖造成坡体前缘产生局部塌滑，抗滑桩应采用“逆作法”施工，即先按照抗滑桩施工规程施工抗滑桩，抗滑桩施工完成并达到设计强度的75％后，再进行桩前土体的开挖和进行挡土板的施工，以保证了施工的安全性。如果按照设计，桩后坡体需要削坡，也应在桩板墙施工完毕后进行。另外，桩板墙外施工完毕后应保证形整齐美观，耐久性强。

（2）抗滑桩应分段跳槽开挖，应严格执行“跳二挖一”，及间隔2根开挖1根，待上一批桩身砼强度达到设计强度75％以上后，方可进行下一批桩身开挖。

（3）抗滑桩钻至设计标高时，沉渣厚度应小于100mm，并通知地勘设计和监理单位验槽，合格后才能进行下一步工作。

（4）绑扎钢筋：抗滑桩钢筋可先分段制作钢筋笼骨架，吊车吊入孔内，人工桩可在孔内绑扎成形。受力钢筋采用机械连接，接头数量符合规范要求。

（5）浇筑混凝土：采用串筒将拌制好的混凝土送入桩孔内，串筒离孔内混凝土面不大于1.0m。每浇筑混凝土1.0~1.5m，采用振动棒振捣一次。抗滑桩采用水下混凝土浇筑技术，应超灌注，除去桩顶浮浆，混凝土施工完成后桩顶应及时养护。

（6）支护结构上应设泄水孔，桩板挡墙中面板上泄水孔呈梅花形布置，孔径Φ=50mm，外倾5%。有裂隙处宜优先布置，孔后侧设置双层透水土工布包裹D=500mm的级配碎石的倒滤包，对中安设。

（7）伸缩缝缝宽30mm，缝中嵌沥青马蹄脂，伸缩缝约20m设置一道。

（8）桩与面板连接采用植筋连接，植筋工程应满足相关规范要求。

（9）桩身应预埋声波测试管，进行桩身质量检测。。

（三）截排水工程

地表排水工程施工，首先按设计要求，选定位置，确定轴线。然后按设计图纸尺寸、高程，量定开挖基础范围，准确放出基脚大样尺寸，进行建筑物施工，开挖地基，进行修建。

开挖土方基坑必须留够稳定边坡，以防滑塌。淤泥质土、软粘土、淤泥等松软土层，应尽量挖除。重要的大落差跌水、陡坡地基，还可用夯压加固处理。

填方基础必须按规定尺寸分层夯实，达到设计要求，并作必要的土样测试检验。

排水沟底板和边墙砌筑为人工操作，质量不易均匀。砌筑工艺总的要求为：平（砌筑层面大体平整）、稳（块石大面向下，安放稳实）、紧（石块间必须靠紧）、满（石缝要以砂浆填满捣实，不留空隙）。

六、监测工程

结合该边坡的特点，布置主要监测工程如下：

1、施工期监测

为保证施工期的施工安全，在施工期内，由施工方派专职人员对边坡的稳定性进行监测，监测区域为边坡全部区域，重点为工程布置线以上区域，重点观察施工开挖点附近岩土体有无明显变形，方法以巡视为主，可由施工方设置简易的标识标志，也可采用全站仪设固定点监测。监测对象主要为岩土体、主要建筑物等。

2、工程运行监测

（1）控制点

开展监测工作前，首先应在该边坡范围外稳定区域布置3个控制点，分别位于边坡东西两侧和北侧。

（2）位移监测

在边坡体体上布置8-15个位移监测点，分别位于边坡后缘顶部。

（3）防治工程效果监测

在实施的边坡治理主体工程顶部布置3-5个位移监测点，以监测工程的运行效果。

3、监测周期及年限

（1）施工安全监测原则每7天监测一次，24小时不间断人工巡视。对于施工扰动变形明显的应施行24小时不间断监测；

（2）防治效果监测雨季每10天监测一次,旱季每1个月监测一次， 变形明显的应加密监测；监测时间为二个水文年。

（3）每次监测均要对裂缝点进行全面量测；

在雨季及动态变化较大时应适当加密观测次数。

七、其它

1.边坡坡脚设截排水沟，及时排走地表水，截排水沟的设置应根据现场实际情况确定。坡顶设置高度不小于1200mm的护栏。

2.边坡正式施工前，应核实设计的坡顶坡脚标高与现场是否一致，核实支档结构位置是否与现场实际情况一致，确保坡顶和坡脚建筑能正常施工后方可施工。支挡位置和高度参数与现场不一致的，以现场为准，差异较大时，应通知地勘及设计人员进行现场处理。

 3.本工程遵循"动态设计、逆作法、信息法施工"原则。校核结构面抗剪强度参数，在施工过程中若发现设计与实际情况存在差异时，应及时反馈信息，以利尽快修改设计，保证安全和工期。所有边坡挡土板均采用逆做法施工，分层分段开挖。建议跳槽长度10m，分层高度1.5-2.0m，最终跳槽长度、分层高度应根据施工安全专项论证专家组意见确定。

4.建议甲方委托具有相关资质和有丰富抗滑桩施工经验的单位施工。

5.施工过程和施工结束后，委托有资质的单位对边坡进行监测，做好对边坡的变形和位移监测，避免工程事故的发生，竣工后监测年限不少于2年。

6.本工程施工应严格执行工程监理制度，边坡禁止爆破。

7.如今后在边坡坡顶和坡脚发生其它工程活动，应不对边坡稳定性产生不利影响。

8.使用期间坡顶荷载应不超过车辆荷载，即不应大于35KN/m2，施工及使用期间，坡顶范围内严禁停车，加载。坡体开挖时，清土应及时运出，且不应堆放于坡顶。

9.锚杆施工前,应查明是否存在地下管网，以便采取措施保护。

10.施工过程和施工结束后，委托有资质的单位对边坡及坡顶既有建筑进行监测，并做好应急预案，避免工程事故的发生。

11.各型锚杆的轴向拉力设计值详见计算书，锚杆施工前，应进行性能试验，锚杆完工后，应进行验收试验。

12.按建质[2009]87号文的规定，本工程施工前应进行施工组织方案（设计）的专家审查。

13.其他未尽事宜应严格按照现行国家和地方有关规范和标准执行，施工中如出现有关问题请及时与建设方、监理单位及勘察人员、设计人员联系，共同协商处理。