西永組團L分區(qū)C片區(qū)C3道路工程高邊坡支護結(jié)構(gòu)計算書

工程概況建設(shè)背景C3路位于西永組團L標準分區(qū)C片區(qū)，處于L標準分區(qū)東部，規(guī)劃范圍西以快速路一縱線為界，東以襄渝鐵路為界，北以西井大道為界，南以學城大道為界，規(guī)劃用地約160公頃，規(guī)劃以居住用地為主。項目規(guī)模本次設(shè)計C3路全長814.511m，為城市支路，設(shè)計時速為30Km/h，標準路幅寬為16m，雙向兩車道，車行道寬8m，兩側(cè)人行道各4m。為了滿足管線敷設(shè)寬度，道路路基左側(cè)拓寬1m，右側(cè)拓寬2m。本次設(shè)計道路兩側(cè)地塊均為居住用地，目前尚未獲得平場資料，根據(jù)業(yè)主信息反饋，設(shè)計道路與周邊地塊平場標高相差不大，道路可能先于平場施工,為保證結(jié)構(gòu)安全，本次設(shè)計高邊坡仍按永久邊坡考慮。根據(jù)現(xiàn)狀地形及道路路線條件，本次設(shè)計道路沿線共計1段高邊坡，為挖方邊坡，邊坡安全等級為二級。高邊坡概況如下表所示：編號邊坡范圍道路邊坡類型長度最大邊坡高度處理方式邊坡性質(zhì)設(shè)計使用年限立面面積（m）側(cè)向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580兩側(cè)挖方路基24013.63坡率法永久邊坡50年3726編號邊坡范圍道路邊坡類型長度最大邊坡高度處理方式邊坡性質(zhì)設(shè)計使用年限立面面積（m）側(cè)向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580兩側(cè)挖方路基24013.63坡率法永久邊坡50年3726編號邊坡范圍道路邊坡類型長度最大邊坡高度處理方式邊坡性質(zhì)立面面積（m）側(cè)向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580兩側(cè)挖方路基24013.63坡率法永久邊坡3726編號邊坡范圍道路邊坡類型長度最大邊坡高度處理方式邊坡性質(zhì)設(shè)計使用年限立面面積（m）側(cè)向（m）（m）（m2）1#K0+340～K0+580兩側(cè)挖方路基24013.63坡率法永久邊坡50年3726設(shè)計規(guī)范、規(guī)程、標準《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（DBJ50-047-2016）《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011－2010（2016年版）《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2015）《公路工程抗震規(guī)范》（JTGB02-2013）關(guān)于進一步加強全市高切坡、深基坑和高填方項目勘察設(shè)計管理的意見（渝建發(fā)〔2010〕166號）設(shè)計依據(jù)我公司與業(yè)主單位簽訂的設(shè)計合同業(yè)主提供的《重慶西永組團L標準分區(qū)控制性詳細規(guī)劃修編-土地利用規(guī)劃圖(修改)》《重慶市規(guī)劃和自然資源局建設(shè)工程設(shè)計方案預審意見》渝規(guī)沙坪壩市政預審[2019]0011號《關(guān)于西永組團L分區(qū)C分區(qū)C3道路工程項目可行性研究報告的批復》沙發(fā)改[2019]314號《西永組團L分區(qū)C分區(qū)C3道路工程高邊坡支護方案可行性評估報告》重慶匯中建筑施工圖設(shè)計審查有限公司2019.05西永組團L標準分區(qū)C片區(qū)道路工程-C5路施工圖設(shè)計文件中設(shè)工程咨詢（重慶）股份有限公司2019.4《西永組團L標準分區(qū)C片區(qū)道路工程地質(zhì)勘察報告》重慶南江地質(zhì)工程勘察設(shè)計院2014.9實測1：500地形圖業(yè)主提供的其他資料工程地質(zhì)條件建設(shè)區(qū)域的自然條件擬建場區(qū)屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)，具冬暖夏熱、春早夏長、秋雨連綿之特點。多年平均氣溫為18.5℃，極端氣溫-3.7℃（1986.2.1）和43.6℃（2006.8.15），年平均降雨量為1104.5mm，日平均降雨量為3.02mm，降雨主要集中在每年5～9月份，降雨量占全年總降雨量的70%，多年平均相對濕度80%，絕對濕度17.6mb。建設(shè)場地地形地質(zhì)條件擬建場區(qū)屬淺丘剝蝕地貌區(qū)，嶺丘、沖溝發(fā)育。道路沿線為嶺丘、沖溝地貌。斜坡地帶地形坡角一般為5～15°，局部地帶坡角30～40°（基巖斜坡、填土邊坡）。丘頂高程一般為290～311m，沖溝高程一般為281～286。場地高差一般10～15m，最大高差30m。場地整體起伏平緩。擬建道路區(qū)位于北碚向斜東翼，區(qū)內(nèi)無斷層發(fā)育，巖層呈單斜產(chǎn)出。據(jù)地面調(diào)查及鉆探揭露，擬建場區(qū)內(nèi)分布有第四系填土層（Q4me）、殘坡積土層（Q4el+dl）及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）地層。第四系全新統(tǒng)土層（Q4）素填土層（Q4ml）：暗紅色，主要成分為粉質(zhì)粘土和風化砂巖、泥巖碎塊，塊徑6～111cm，土石比3:7～2:8，干燥，人工拋填，堆積松散，年限1～2年。該層總體厚度0.30～16.50m。殘坡積土層（Q4el+dl）：為粉質(zhì)粘土，深褐色，可塑狀，切面較光滑，干強度中等，韌性中等，一般無搖振反應(yīng)。該土層主要在斜坡地帶分布，其余存在于沖溝。一般斜坡地帶厚度為0.20～1.00m，沖溝及溝心、魚塘位置厚度較大，有3.5～5.0m。該層總體揭露厚度0.20～4.5m。侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）砂巖（Ss）：灰色，淺灰色，中細粒結(jié)構(gòu)，厚層～巨厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)。主要礦物成分為長石、石英，暗色礦物次之，含泥質(zhì)重。鉆探揭露厚度1.30～13.90m，未揭穿該層，場地均有分布，為主要基巖巖性。泥巖（Ms）：暗紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，主要由粘土礦物組成，含砂質(zhì)重。巖質(zhì)較軟，易風化崩解，鉆探揭露該層厚度1.20～13.40m。未揭穿該層，場地均有分布，為主要基巖巖性。強風化基巖情況強風化巖層巖芯破碎，呈碎塊狀，層厚1.55～3.39m，底界面高程272.29～292.12m。水文地質(zhì)條件地下水道路沿線主要以斜坡和寬闊的溝谷為主，局部位置地形起伏較大。根據(jù)鉆探資料，擬建道路沿線溝谷位置土層厚度較大，斜坡位置土層厚度小，下部基巖為泥巖和砂巖，呈互層狀。根據(jù)地下水的賦存條件、水力性質(zhì)及水力特征，場區(qū)地下水可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水。土的腐蝕性擬建場區(qū)大多屬原始地貌區(qū)，場區(qū)及周邊人口稀少，工業(yè)不發(fā)達，沒有化工、印染、冶金等污染源，場區(qū)土壤沒有受到污染。結(jié)合重慶地區(qū)經(jīng)驗可以判定該場區(qū)土對混凝土結(jié)構(gòu)微腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)微腐蝕性。不良地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)災害根據(jù)野外調(diào)查及鉆探揭露，由于擬建道路內(nèi)地形起伏較小，地形坡角一般5～15°，斜坡地帶土層厚度薄，地形坡角10～35°。場區(qū)內(nèi)未見滑坡、崩塌、泥石流及地面變形等不良地質(zhì)現(xiàn)象。地震效應(yīng)評價根據(jù)鉆探成果和地區(qū)經(jīng)驗，場區(qū)內(nèi)的人工素填土屬軟弱土，剪切波速建議取130m/s。粉質(zhì)粘土屬于中軟土，剪切波速值建議取160m/s。泥巖、砂巖剪切波速均＞500m/s，屬穩(wěn)定巖石。根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》JTGB02-2013及“中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（1/400萬）GB18306-2001”，擬建場地地震抗震設(shè)防烈度為6度，其場地地震動峰值加速度0.05g。基本烈度為6度地區(qū)的公路工程，除國家特別規(guī)定外，可采用簡易設(shè)防。地質(zhì)分段評價（1）C3路K0+000～K0+340填方路堤段按道路設(shè)計地坪高程修建時，道路兩側(cè)將形成填方邊坡路堤段。地處寬緩沖溝及斜坡地帶，地形坡角5～16°，場地覆蓋層第四系殘坡積粉質(zhì)粘土厚0.1～3.6m，呈可塑狀。下伏基巖為侏羅系沙溪廟組砂巖、泥巖。水文地質(zhì)條件簡單，鉆探深度范圍內(nèi)未見地下水位。整平后所形成的填土邊坡高度最高為6.16m，邊坡安全等級為二級。道路填方段地形坡度總體較緩（坡角5～10°），填土邊坡不會沿原地面產(chǎn)生整體滑動，可能沿填土內(nèi)部產(chǎn)生圓弧滑動破壞（破壞模式）。若不采取合理放坡，填土邊坡易產(chǎn)生垮塌。建議邊坡高度小于8m，放坡坡率取1:1.5，即設(shè)計放坡坡率可行。按設(shè)計路面標高整平后，填方路堤段，路基填筑前應(yīng)清除表層耕植土，填土時對填土分層夯實，路基填料及壓實度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》JTGD30-2004要求。壓實系數(shù)達0.97時，壓實填土[fa0]=160kPa，粉質(zhì)粘土[fa0]=140kPa，局部基巖出露，基巖可直接作路基持力層。（2）C3路K0+340～K0+580挖方路塹段該段道路里程樁號范圍內(nèi)按道路設(shè)計地坪高程修建時，道路兩側(cè)將形成挖方土質(zhì)（局部巖土質(zhì)）邊坡路塹段。地處丘陵及斜坡位置，地形坡角5～19°，場地覆蓋層第四系人工填土厚0.5～14m，殘坡積粉質(zhì)粘土厚0.6～4.0m，呈可塑狀。下伏基巖為侏羅系沙溪廟組砂巖、泥巖。地下水貧乏，鉆探深度范圍內(nèi)未見地下水。道路兩側(cè)挖方邊坡開挖處最大高度為11.8m（剖面23-23’西側(cè)位置），為土質(zhì)邊坡，邊坡安全等級為二級。土層厚度為0.5～14m，土層直立切坡后，難以自穩(wěn)，建議放坡處理，邊坡高度小于8m，放坡坡率取1:1.5，大于8m，放坡坡率取1:1.75，即設(shè)計放坡坡率可行。按設(shè)計路面標高整平后，K0+340～K0+580段為挖方段，現(xiàn)有填土段應(yīng)換填，做路基處理。填土時對填土分層夯實，路基填料及壓實度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》JTGD30-2004要求。壓實系數(shù)達0.97時，壓實填土[fa0]=160kPa，粉質(zhì)粘土[fa0]=140kPa。（3）C3路K0+580～K1+486.924填方路堤段（含一般路基段）按道路設(shè)計地坪高程修建時，道路兩側(cè)將主要形成填方邊坡路堤段，局部為一般路基段（挖填小于3m）。地處寬緩沖溝及斜坡地帶，地形坡角5～16°，場地覆蓋層第四系殘坡積粉質(zhì)粘土厚0.1～4.2m，呈可塑狀。下伏基巖為侏羅系沙溪廟組砂巖、泥巖。水文地質(zhì)條件簡單，鉆探深度范圍內(nèi)未見地下水位。整平后所形成的填土邊坡高度最高為6.67m，邊坡安全等級為二級。道路填方段地形坡度總體較緩（坡角5～10°），填土邊坡不會沿原地面產(chǎn)生整體滑動，可能沿填土內(nèi)部產(chǎn)生圓弧滑動破壞（破壞模式）。若不采取合理放坡，填土邊坡易產(chǎn)生垮塌。建議邊坡放坡坡率取1:1.5，即設(shè)計放坡坡率可行。按設(shè)計路面標高整平后，填方路堤段，路基填筑前應(yīng)清除表層耕植土，填土時對填土分層夯實，路基填料及壓實度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計規(guī)范》JTGD30-2004要求。壓實系數(shù)達0.97時，壓實填土[fa0]=160kPa，粉質(zhì)粘土[fa0]=140kPa，局部基巖出露，基巖可直接作路基持力層。巖土參數(shù)取值（1）人工填土根據(jù)物質(zhì)成分、堆填方式，巖土參數(shù)可取經(jīng)驗值：綜合天然Φ=30°，飽和Φ=28°；天然γ=20kN/m3，飽和γ=21kN/m3。結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗建議路基壓實填土壓實系數(shù)0.97時地基容許承載力取經(jīng)驗值160kPa。填土的負摩阻力系數(shù)取0.30。（2）土體水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)：填土：12MN/m4粉質(zhì)粘土：30MN/m4巖體水平抗力系數(shù)，泥巖：50MN/m3，砂巖：240MN/m3（3）巖質(zhì)邊坡巖體等效內(nèi)摩擦角：邊坡巖體類型為IV類，中風化泥巖：49o，中風化砂巖：52o。III類，中風化泥巖：50o，中風化砂巖：54o。II類，中風化泥巖：62o，中風化砂巖：65o。（4）M30砂漿與巖體粘結(jié)強度中風化泥巖：360Kpa中風化砂巖：760Kpa（僅供初步設(shè)計使用，施工時應(yīng)通過試驗檢驗）（5）巖質(zhì)邊坡巖體破裂角：a.不受外傾結(jié)構(gòu)面控制，坡頂無荷載時，取45o+Φ/2。邊坡巖體類型為IV類，中風化泥巖：50o，中風化砂巖：55o。III類，中風化泥巖：60o，中風化砂巖：62o（經(jīng)驗值）。b.受外傾結(jié)構(gòu)面控制時，取45o+Φ/2與外傾結(jié)構(gòu)面中的較小值。（6）巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強度指標標準值建議取值，詳見下表結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面性質(zhì)粘聚力C（kPa）內(nèi)摩擦角Ф（o）巖層層面（281°∠21°）軟弱結(jié)構(gòu)面，結(jié)合很差5018裂隙1（187°∠46°）軟弱結(jié)構(gòu)面，結(jié)合很差5018裂隙2（68°∠55°）軟弱結(jié)構(gòu)面，結(jié)合很差5018以上參數(shù)為勘察期間無人類工程活動建議取值。在施工階段，應(yīng)避免大開挖、大爆破，破壞巖體完整性，降低巖體抗剪強度指標。高邊坡計算設(shè)計概況根據(jù)現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件及道路設(shè)計方案，選取典型橫斷面。設(shè)計中結(jié)合地勘報告中的參數(shù)及建議，并結(jié)合道路周邊場地建設(shè)范圍及標高，明確道路兩側(cè)有放坡條件，對該段道路中存在較大高差處主要采用坡率法放坡的方式進行處理。設(shè)計標準及選用的計算參數(shù)1）荷載標準汽車：城—A級2）邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fst取1.3；3）巖土物理力學參數(shù)取值如下：挖方路基(K0+540斷面)K0+540斷面填方邊坡示意圖K0+340～K0+580段邊坡分析計算中，K0+540斷面道路邊坡高度達11.9m，為本工程填方邊坡最不利位置之一,考慮換填及管槽開挖等，邊坡高度取13.4m。為保證邊坡穩(wěn)定，按照1:2.5坡率進行放坡，并在坡面進行三維網(wǎng)植草防護。由于下伏基巖較為平緩，挖方區(qū)域內(nèi)均為人工素填土，整體滑移可能性較小。其次，用理正巖土工程計算分析軟件6.5版計算邊坡沿土體內(nèi)部滑動的穩(wěn)定系數(shù)。設(shè)計道路兩側(cè)土質(zhì)均為人工素填土，地質(zhì)情況相近，左側(cè)邊坡坡度高于右側(cè)邊坡，本次設(shè)計選取左側(cè)邊坡進行計算。下伏基巖較為平緩，土層視為等厚土層。計算項目：等厚土層土坡穩(wěn)定計算1[計算簡圖][控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(50330--2013)計算目標: 安全系數(shù)計算滑裂面形狀:圓弧滑動法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數(shù)4坡面線號水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)123.7509.500022.0000.040039.6003.9000420.0000.0001超載1距離2.000(m)寬10.000(m)荷載(50.00--50.00kPa)270.00(度)[土層信息]上部土層數(shù)1層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)115.00021.00012.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)10.00028.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值1================================================================下部土層數(shù)2層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)11.00021.00012.000210.00025.300760.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)10.00028.00020.00050.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值12不考慮水的作用[計算條件]圓弧穩(wěn)定分析方法:Bishop法土條重切向分力與滑動方向反向時:當下滑力對待穩(wěn)定計算目標:自動搜索最危險滑裂面條分法的土條寬度:1.000(m)搜索時的圓心步長:1.000(m)搜索時的半徑步長:0.500(m)計算結(jié)果:[計算結(jié)果圖]最不利滑動面:滑動圓心=(-4.301,26.880)(m)滑動半徑=27.222(m)滑動安全系數(shù)=1.358起始x終止xαliCiΦi條實重總水壓力地震力滲透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力mθi超載豎向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)0.0000.0049.0940.0040.00028.000.000.000.000.000.000.000.000.001.049310.000.000.0040.93010.0880.9410.00028.002.030.000.000.000.000.000.361.031.053120.000.000.9301.85712.0770.9480.00028.005.710.000.000.000.000.001.192.871.059780.000.001.8572.78414.0800.9560.00028.008.740.000.000.000.000.002.134.361.065200.000.002.7843.71116.1000.9650.00028.0011.090.000.000.000.000.003.075.511.069350.000.003.7114.63818.1420.9750.00028.0012.740.000.000.000.000.003.976.321.072190.000.004.6385.56420.2080.9880.00028.0013.680.000.000.000.000.004.736.781.073680.000.005.5646.49122.3011.0020.00028.0013.880.000.000.000.000.005.276.