边坡防护设计说明
边坡防护设计说明
1概述
梧州高中新校区位于红岭新区,东临玫瑰湖,西靠自然山体,北对三龙大道,新址现状地形起伏较大,标高在15m~70m之间,新址校园规划地面标高在22~34.5m之间。梧州高中新址校园地块土方于2010年8月份进行施工招标,目前新址土方已基本施工完毕。由于新址校园的土方施工,在新址校园周边形成了6个人工边坡。
梧州高中新址西侧A、B、C、D、E及F号边坡,属人工高切边坡,坡脚为规划建设的梧州高中新址;其中A、B号边坡坡脚为400米标准球场及看台,C号边坡坡脚为规划道路、排球场,D号边坡坡脚为运动区、规划道路及食堂,E及F号边坡坡脚为规划道路和学生宿舍区。目前,坡脚规划建设的场地经开山、回填平整后,地面平坦、开阔,拟建建(构)筑物尚未进场施工;经开山而形成的人工边坡(A、
B、C、D、E及F 号边坡),坡脚设计标高24.34~33.17m,坡比为1:
1.2~1:1.7,坡高约6~33m,坡面岩土层裸露,由于坡面岩土层裂隙发育、遇水易软化的特性,边坡可能发生滑坡、崩塌、坡面泥石流等地质灾害,对工程建设有不利影响。根据本边坡地质报告结论,A、
B、C、D、E及F号边坡属边坡自身稳定的边坡(除10-10,剖面饱和状态处于不稳定状态),为防止坡面受雨水冲刷造成水土流失,我院受梧州市城市建设投资有限公司委托承担梧州高中新址边坡工程防护设计。
2采用的规范和标准
1、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
2、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
4、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
5、《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)
6、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
7、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2009)
8、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006) 3地质概况
3.1气象与水文
3.1.1气象
梧州市属亚热带季凤气候区,北回归线从该市通过,气候温湿多雨,区内多年平均气温21.1℃,极端高温39.7℃,极端低温- 3.O℃;多年平均降雨量1503 .6mm,年均蒸发量l430mm;主导风向为东北和东风,年均风速为1.6m/s。
降雨量在年内分配不均,降雨量多集中在每年4~9月,占全年降雨量的77.4%,特大暴雨多发生在5~8月,期间也是本区地质灾害多发时段。其余月份降雨量只占全年降雨量22. 6%,雨季期间对工程施工有一定影响。最大年降雨量1925. 9mm,最小年降雨量1002. 9mm;日降雨量50mm的暴雨天数多年平均在4.1~5.6天之间,最多年份为8~12天:降雨量≥lOOmm的大暴雨天数多年平均为0.5~1.1天,最多年份2~3天;最大日降雨量可达334. 5mm,20年一遇暴雨强度达
到80mm/小时,2006年6月8日的最大雨强度达lOOmm/小时,统计见表3.1.1。
梧州市暴雨日数、特大暴雨口数统计表 表3.1.1
3.1.2水文
梧州市地表河流发育,地处桂江、浔江、西江三江交汇处,地表水资源丰富,流经梧州市的河流属珠江流域西江水系,西江主干流有浔江、桂江。区内还发育有浔江支流上小河、下小河、安平河;桂江支流龙江河、思良江等。历史上,梧州市是广西洪水灾害最严重的地区,每年都要遭受洪水的危害,近年,由于梧州市防洪堤的建成,按设计要求,可抵御五十年、百年一遇的特大洪水。但是在2005年6月,由于上游普降特大暴雨,洪水还是漫过了河东防洪堤。
勘查区相邻河流属珠江流域西江水系,市区内有浔江、桂江等河流,汇流后形成西江。河水水位受雨汛影响显著,平水期和洪、枯水期水文要素差值较大。据梧州水文站多年资料统计,多年平均径流量为2198×108m3,多年平均流量6633m3/s,最大流量54500m3/S,最小流量720m3/S。是本区地表水、地下水主要排泄通道,迳流充沛,
年水位变化大,水流急。
梧州历年最高水位27.80m(1915年7月10日),最低水位2.63m(1902年4月1日)。根据近二十年的资料,年最高水位在16.73~27.48m之间,年最低水位3.03~4.33m之间。
勘查区内无溪沟等其他常年性水流,只有在下大雨时才在冲沟内形成短时的水流,无泉水出露。
勘查区坡脚地面高程22.85~34.85m,地势较高,一般不受河流洪水的影响。
3.2地质环境
3.2.1地形地貌
l、地形特点
梧州属桂东粤西丘陵峡谷山区,四面环山,桂江、浔江在梧州汇合称西江,故有山城水市之称,山多水宽平地少,四面环山中间洼为其地形特点。
2、微地形地貌状况
梧州高中新址边坡位于丘陵边缘地带,边坡岩土层主要为燕山早期花岗岩残积土及其风化带,局部地段(B号边坡东侧坡脚及D号边坡坡脚)揭露砂岩捕虏体,地貌类型主要为丘陵,场地西侧紧邻6个人工高切边坡(A、B,C、D、E及F号边坡),坡脚为规划建设的梧州高中新址,拟建场地地面平坦、开阔,目前尚未进场进行建筑物基础施工。
至进场勘查时,拟建场地西侧边坡开挖已基本完成。其中,A号
边坡坡项标高38.75~53.02m,坡底标高为33.56~34.85m,相对高差
3.90~19.46m,坡度约31。~34。,倾向78。-90。;B号边坡坡项标高33.47~61.04m,坡底标高为31。84~32.22m,相对高差1.25~25.80m.坡度约31。~34。,倾向155。~165。;C号边坡坡顶标高31.45~42.62m,坡底标高为25.92~29.03m,相对高差2.42~16.70m,坡度约32。~35。,倾向82。~93。;D号边坡坡顶标高29.27~59.63m,坡底标高为23.07~24.73m,相对高差4.54~36.56m,坡度约35。~40。,倾向60。~70。;E号边坡坡顶标高29.34~42.75m,坡底标高为23.37~25.09m,相对高差4.25~19.3 8m,坡度约350~40。,倾向2。~IO。:F号边坡坡顶标高29.56~40.67m,坡底标高为22.85~25.OOm,相对高差
4.56~17.82m,坡度约24。~35。,倾向142。~150。。边坡坡面岩土层裸露,为新开挖的人工高切边坡,目前边坡未见滑坡、崩塌等不良现象。
3.2.2区域地质构造
梧州市地处桂中~桂东台陷,大瑶山凸起之东南部,夏郢~料口复式向斜南翼。 本地区经加里东后期褶皱运动,寒武系地层受南北压应力的作用,褶皱强烈,产生一系列北东东及近东西向倒转背、向斜,后又经燕山早期断裂构造与花岗岩侵入的影响,并造成寒武系岩层的轻变质作用。主要褶皱有:新利倒转向斜、塘尾倒转背斜、下水背斜、社冲倒转向斜。
勘查区基底为燕山早期花岗岩( Y52),自后一龙圩断裂从场区东侧附近经过,三山顶深断裂从场区西侧附近经过,这两条断裂活动始
于广西运动,断续延伸至中生代,自第三系以来已趋于稳定。
3.2.3地震
据历史记载,从1510年~1859年349年间,在梧州共发生过3~3.5级地震4次,在梧州受波及的地震共有7次,这些地震有”摇动民房”的记载。根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306-2001),梧州市地震动峰值加速度为o.05g,反应谱特征周期为0.35s。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011 -2010),梧州抗震设防烈度为6度。梧州市属桂东南低震构造区。
3.2.4地层岩性及工程地质特性
本次勘查区范围出露的地层有第四系填土层、坡积及残积土,下伏基岩为燕山早期莅岗岩风化带:
勘察结果表明,场地岩土层自上而下分布如下:
1、素填土①:属人工填土( Q4ml),主要分布于A号坡坡脚及D号坡南侧地段,属新填土,以新开挖弃土为主,钻探揭露层厚
1.50-1.80m:黄褐、灰杂色,主要由花岗岩残积土碎屑物组成,土质均匀性差,结构松散,孔隙度大,稍湿,高压缩性。
2、粘土②:属坡积层( Q4dl)。砖红色,粘性强,手捻稍有滑腻感,约含10-14%甲粗粒石英砂,局部地段较富集强~中风化砂岩块(A号边坡南侧坡顶),土质均匀性一般,无摇振反应,土面光滑,干强度高,韧性高。稍湿,可塑~硬塑状态,中压缩性。场区范围内主要分布于C号、F号边坡及各边坡顶部,厚1.50~8.OOm,场区地面上直接出露该层。
4、砂质粘性土③:属花岗岩经长期物理、化学风化作用后残留原地形成的残积层(Qel),根据其力学性质划分为两个亚层:
A、砂质粘性土③1:场区范围内普遍分布,褐红、褐黄色,原岩结构模糊难辨,原岩矿物除石英外,其余已风化成土状物,矿物成分以石英、高岭土、次生云母及褐黑色Fe、Mn氧化物为主。石英呈中粗粒状,根据筛分结果,粒径大于0.5mm的颗粒含量约为18.9~40.8%,土芯手握易碎散,遇水易软化崩解,稍湿~湿,呈可 塑状,土质均匀,中等压缩性。其强度随深度增加而增大,土性介于砂土与粘性土之间。层面埋深0.00~8.OOm(标高l7.68~60.72m),钻孔揭示厚度3.10~16.20m。
B、砂质粘性土③2:场区范围内普遍分布,褐红色、褐黄色杂黑、白色斑点,原岩组织结构己完全破坏,原岩矿物除石英外,其余已风化成土状物,矿物成分主要以石英、高岭土、次生云母及褐黑色Fe、Mn氧化物为主。石英为中粗粒状,粒径大于2.Ornm的颗粒含量约为0.75%,土芯手捏易碎散,遇水易软化崩解,湿,呈硬塑状态,土质均匀,中低压缩性;强度随深度增加而增大。局部(D号边坡坡脚一带)较富集砂岩块,砂岩属捕虏体,以强~中风亿砂岩为主。层面埋深0.00~18.60rn(标高20.62~48.42m),钻孔揭示厚度1.80~ 13.40m。
3.2.5水文地质条件
勘查区地下水类型为岩石风化带构造裂隙水,赋存于花岗岩风化带的裂隙、孔隙中,孔隙、裂隙连通性较差,岩土层渗透性较差,水
量贫乏,地下水枯水季平均径流模数为3~6L/s·km2。地下水补给来源主要是大气降雨,大气降雨直接从风化带裂隙或经表层松散土层渗入补给,地下水一般作隙流运动,并以分散的形式排泄于低洼处。本区地下水最终排泄基面为西江。
场区范围地下水位较坡脚低,地下水位标高约12.10~ 19.05m,对边坡稳定性影响较小。
3 3边坡稳定性分析评价
3.3.1边坡现状
梧州高中新址边坡位于丘陵边缘地带,边坡岩土层主要为坡积粘土及燕山早期花岗岩残积土,地貌类型主要为丘陵,场区西侧为6个人工高切边坡(A、B、C、D、E及F号边坡),坡脚为规划建设的梧州高中新址。至进场勘查时,场区西侧边坡开挖已基本完成,边坡现状描述如下:
1、A号边坡现状
A弓边坡坡顶标高38.75~53.02m,坡底标高为33.56~34.85m,相对高差3.90~19.46m,坡度约31。 ~34。,倾向78。~90。。A号边坡属人工高切边坡,坡体主要组成成分以砂质粘性土③l、③2层为主,粘土②层次之,坡脚处不规则堆填厚度较小的素填土①层,坡面裸露,坡顶及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不良现象:由于受到雨水冲刷、剥蚀,坡面形成凹凸不平的线状沟槽;边坡南侧分布一道 由于局部开挖而形成近直立陡坎平台(按规划尚需开挖平整),由于陡坎平台具有积水、截流作用,陡坎平台与边坡接壤地带受雨水冲刷、
剥蚀的程度较为严重,沟檀深度较深。坡顶边缘地段零星分布小土坑,为墓地迁移后形成或为白蚁巢穴,雨季期间土坑具有积水之效,对边坡稳定性存在不良影响。
2、B号边坡现状
B号边坡坡顶标高33.47~61.04m,坡底标高为31.84~32.22m,相对高差1.25~25.80m,坡度约31。~34。,倾向155。~165。。B号边坡属人工高切边坡,坡体主要组成成分以砂质粘性土③1、⑧2层为主,粘土②层次之,坡面裸露,坡顶及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不良现象;由于受到雨水冲刷、剥蚀,坡面形成凹凸不平的线状沟槽。
3、C号边坡现状
C号边坡坡顶标高31.45~42.62m,坡底标高为25.92~29.03m,相对高差2.42~16.70m,坡度约32。~35。,倾向82。~93。;D号边坡坡顶标高29.27~59.63m,坡底标高为23.07~24.73m,相对高差
4.54~36.56m,坡度约35。~40。,倾向60。~70。。C号边坡属人工高切边坡,坡体主要组成成分主要为粘土②层和砂质粘性土⑧1层,坡面裸露,坡顶及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不是现象;坡面零星分布有小土坑,为墓地迁移形成或为白蚁巢穴,雨季期间土坑具有积水之效,对边坡稳定性存在不良影响。
4、D号边坡现状
D号边坡坡项标高29.27~59.63m,坡底标高为23 .07~24.73m,相对高差4.54~36.56m,坡度约35。~40。,倾向60。~70。.D号边坡属人
工高切边坡,坡体主要组成成分以砂质粘胜土③1、⑧2层为主,粘土②层次之,坡面南侧一带为填土堆砌平整而成,坡面裸露,坡顶及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不是现象;由于受到雨水冲刷、剥蚀,坡面形成凹凸不平的线状沟槽;边坡南侧地段表部为新近开挖形成的素填土①层,该层结构松散,力学性质差,雨季期间易发生滑塌等不良现象。
5、E号边坡现状
E号边坡坡顶标高29.34~42.75m,坡底标高为23.37~25.09m,相对高差4.25~19.3 8m,坡度约350~400,倾向20~100。E号边坡属人工高切边坡,坡体主要组成成分以砂质粘性土③1、③2层为主,粘土②层次之,坡面裸露,坡项及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不良现象;由于受到雨水冲刷、剥蚀,坡面形成凹凸不平的线状沟槽。
6、F号边坡现状
F号边坡坡顶标高29.56~40.67m,坡底标高为22.85~25.OOm,相对高差4.56~17.82m,坡度约240~350,倾向1420~1500。F号边坡属人工高切边坡,坡体主要组成成分主要为粘土②层和砂质粘性土⑧l层,坡面裸露,坡顶及边缘地段植被发育,未见裂缝、醉汉林等不良现象;边坡东北侧突出部分原山体边坡,为开山过程未完成而形成,该坡体局部坡面近直立状态,自稳性较差,且易对边坡治理工程造成不良影响;坡面及坡顶边缘零星分布有小土坑,为墓地迁移形成或为白蚁巢穴,雨季期间土坑具有积水之效,对边坡稳定性存在不良影响。
梧州高中新址边坡坡脚为规划建设的梧州高中新址场地,已基本平整完成。边坡坡面裸露,边坡圭要由坡积粘土及砂质粘性土组成,目前边坡未见滑坡、崩塌等不良现象,但由于边坡的岩土层裂隙发育、遇水易软化的性质及坡面裸露,场地存在一定的地质灾害隐患。
3.3.2边坡岩土层主要物理力学指标的计算推荐采用参数 边坡岩土层主要物理力学指标的计算推荐采用参数 表3.3.2-1
注:
1、δ为土对挡土墙墙背的内摩擦角(假设墙背根粗糙,排水良好):μ为土对挡土墙基底的摩擦系数。
2、m为地基土水平抗力系数的比倒系数,按长期或经常出现的荷载提供(灌注桩)。
3、frb曲为岩土体与锚固体粘结强度特征位。
3.3.3边坡稳定性综合评价
梧州高中新址边坡为6个人工高切边坡(A、B、C、D、E及F号边坡),坡脚为规划建设的梧州高中新址。至进场勘查时,边坡开挖已基本完成,6个人工边坡(A、B、C、D、E及F号边坡)由新
近开山形成,边坡岩土层主要为坡积粘土及燕山早期花岗岩残积土。边坡坡面岩土层裸露,由于受到雨水冲刷、剥蚀,A、B、D及E号边坡坡面形成凹凸不平的线状沟槽;其中A号边坡南侧分布一道由于局部开挖而形成近直立陡坎平台,由于陡坎平台具有积水、截流作用,陡坎平台与边坡接壤地带受雨水冲刷、剥蚀的程度较为严重,沟槽深度较深,根据规划方案该陡坎平台尚需开挖平整,届时对边坡整体稳定性影响不大。D号边坡南侧地段表部为新近开挖形成的素填土①层,该层结构松散,力学性质差,自稳性差,雨季期间易发生滑塌等不良现象。F号边坡东北侧突出部分原山体边坡,为开山过程未完成而形成,该坡体局部坡面近直立状态,自稳性较差,且易对边坡治理工程造成不良影响。此外,A、C及F号边坡坡面及坡预边缘地段零星分布小土坑,为墓地迁移后形成或为白蚁巢穴,雨季期间土坑具有积水之效,对边坡稳定性存在不良影响。
由于场区边坡开挖己基本完成,且坡脚高程与坡脚规划建(构)筑物设计标高相近,因此,对场区范围内的边坡按现状状态进行稳定性验算。
基本工况(天然状态)下,梧州高中新址边坡I-I’~9-9’及11-11’~ 19-19’剖面整体处于稳定状态, IO-IO’剖面整体处于基本稳定状态。
校核工况(饱和状态)下,梧州高中新址边坡1.1’~9-9’及J1-1J’~19-19’剖面整体处于稳定状态, IO-IO’剖面整体处于不稳定状态。
因此,场地D号边坡段lo-lo'%iJ面稳定性较差,需进行加固治理,而其余地段稳定性较好,但坡面裸露,边坡岩土体具遇水易软化的特性,受地表水冲刷易产生小规模崩塌、坡面泥石流等地质灾害,需进行防护处理。
3.4结论 3.4.1结论
1、为确保坡脚规划建(构)筑物的安全,建议在规划场地建设的同时对以上边坡进行综合治理。
2、基本工况(天然状态)下,梧州高中新址边坡I-l’~9-9’及11-11’~ 19-19’剖面整体处于稳定状态, 10-10’剖面整体处于基本稳定状态。
校核工况(饱和状态)下,梧州高中新址边坡I-I’~9.9’及11-11’~ 19-19’剖面整体处于稳定状态, 10-lo'~[j西整体处于不稳定状态。
4设计依据
1.市建筑设计院勘察的《梧州高中新址边坡工程岩土工程勘察报告> (2011年4月)。
2.梧州市城乡建设规划设计院《梧州高级中学红岭新址土方计算》(2010年7月)。
5设计标准、设计工况
1.按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),边坡的工程安全等级为一级边坡。
2.边坡的稳定分析工况为:
工况一:边坡处于天然状态下,边坡安全系数K≥1.3。 工况二:边坡处于暴雨或连续降雨状态下,边坡安全系数K≥1.15。
3.滑坡推力安全系数取1.3。
6 10-10 ′边坡设计稳定分析
6.1稳定性判别标准
拟建场地滑坡防治工程设计属II级防治工程。
工况一(基本工况):滑动稳定性判别标准是:Ks
工况二(校核工况):滑动稳定性判别标准是:Ksl.15为稳定。
6.2计算结果
根据地质报告结论,基本工况(天然状态)下,梧州高中新址边坡I-I’~9-9’及11-11’~ 19-197剖面整体处于稳定状态, lO-Io'~lj面整体处于基本稳定状态。
校核工况(饱和状态)下,梧州高中新址边坡I-I’~9-9’及11-11’~19-19’剖面整体处于稳定状态, 10-10’剖面整体处于不稳定状态。
lO_lOr剖面现状坡率为1:1.2,在坡面防护施工前要求把10 -10’剖面段削成坡率缓于1:1.5,并与II-II’接顺。10 - 10,剖面段削坡后,设计对本边坡重新进行稳定性分析,分析计算结果如下表
10 -10,边坡整体稳定分析计算成果表
7边坡防护设计方案
7.1 10-10’剖面段边坡设计
梧州高中新址已成边坡仅IO-IO’剖面段(D号边坡)稳定性差,易发生滑坡及崩塌破坏, D号边坡属人工高切边坡,其南侧(10-10’剖面段)局部由填土堆砌而成,边坡防护施工前应将填土部分削除,并将本超挖部分采用浆砌片石填满。
7.2 边坡防护坡率设计
现状己成边坡坡率基本在1:1.5-1:1.6之间,仅10 -101剖为1:1.2,在坡面防护施工前要求把IO-IO’剖面段削成坡率缓于1:1.5,并与11-11’接顺。其它段的边坡坡率按现状直接采用,由于现状已成边坡没有平台,边坡B、边坡D较高,在边坡垂直高度15m处增设一道喷射C20砼平台。
7.3边坡防护设计方案
梧州高中新址西侧6个人工高切边坡(A、B、C、D、E及F号边坡)在现状坡面上经整平后,拟采用喷播植草进行坡面防护。同时在坡脚设置护脚墙与边沟,坡顶设计截水沟,坡面平台设置排水沟把雨水引入两截水沟(边坡B、边坡D),截水沟雨水引入沉砂池后,
就近接入市政排水系统,坡脚边沟雨水直接挠就近原则接入市政排水系统。
现状山脚局部裸露山体在A、B.C、D、E及F号边坡播种时,同时进行播种。
7.4 坡面植物材料设计
1植草护坡一般是由草种、木纤维、保水剂、粘合剂、肥料染色剂等与水级成的混合物。其材料配比一般是每平方用水4000ml,纤维2009,粘合剂(纤维素)6g保水剂、复合肥及草种根据具体情况而定。
2.草种选狗牙根与高羊茅两种草种进行混播。
3.木纤维由天然林木加工后的剩余物再经特殊加工制成,加工纤维的长箴粗细比例达到合适的纤维高度,保证喷播层有较好的交织性能。为此,加工纤维时应搭配选用一定量的针叶树种原料。纸浆和泥炭土也可作为木纤维的代替材料。先用纸浆时注意PH值不能过大,以及纸浆中不能含有对草种萌芽、生长有害的物质。
4.保水~ilj-般常用合成物系列,如丙烯酸、丙烯酰胺共聚物等。 5.粘合剂可选用纤维素或胶液。粘合剂应与保水剂相互匹配而不削弱各自功能,同时也要对草坪和环境无害。
6根据土壤肥力状况,喷播时配以草坪植物种子萌芽和幼苗前期生长所需的营养元素,一般采用氮。磷、钾复合肥。
7 5 植草护坡施工工序
平整坡面(人工蓥平,清除所有岩石、碎泥块、植物、垃圾、填
平坑槽)一排水设计施工一播草施工(按设计比例配合革种、木纤维、保水剂、粘合剂、染色剂及水的混合物料,均匀播种)一盖无纺布一前期养护(洒水养护不少于45天,定期进行病虫害防治、追肥,草种发芽后主时补播)。
8施工组织设计和施工注意事项
1.边坡防护施工应在土方工程验收合格后进行。 2.边坡防护施工应尽量避免在暴雨季节施工。
3.播种施工前必须将坡面整平、拍实,不得有凹凸现象。
9边坡监测设计
(一)在施工期间应进行边坡监测,用于指导施工,同时可将监测成果作为信息化设计的依据。
1.监测项目
本工程的施工阶段安全监测项目主要是地面变形监测(水平位移和垂直位移)和地表裂缝监测(产生的时间、位置、宽度)。
2.监测时间
在施工期间内,原则上要求每周观测一次,雨天及雨后数天每天观测一次。
10 主要工程量
主要工程数量表
注:表中数量仅供参考,最终数量以按图复核为准。