赣州鹭江新城护坡工程设计

赣州鹭江新城

边坡支护工程设计

江 西 赣 南 地 质 工 程 院

二 ○ ○ 八 年 六 月

赣 州 鹭 江 新 城

护 坡 工 程 设 计

设计单位：江西赣南地质工程院 院

长：朱祥培

常务副院长：钟 忠 总工程师： 设审审

计：何建钢 陶洪光 核：李平棕 钟 忠 定：

提交单位：江西赣南地质工程院

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提交时间：2008年6月

一、前 言

赣州鹭江新城是赣州汇盛房地产开发公司开发的一处商住小区，位于赣州市城区东南侧的五洲大道北侧，距赣州火车站约1km，原为赣州军分区仓库，西北与瑞景苑和市城管大队相连，南东与返迁居民住宅区相邻，建筑占地面积12518.45m2,拟建楼房48幢，楼高2+1F至18F不等。2007年6月，赣州市水利水电勘测设计研究院对建筑场地进行了详勘阶段的岩土工程勘察，并提交了《赣州鹭江新城岩土工程勘察报告》。目前已正在进行场地的平整开挖工作。根据规划设计，在30#

—34#

北侧、37#

—40#

北侧、36#

东侧、26#

南侧将形成人工边坡。为了保证边坡的稳定和邻近建筑物的安全，赣州汇盛房地产开发公司委托我院对上述建筑边坡进行边坡支护工程设计。

二、边坡地质环境条件

2·1地形地貌及边坡周边建筑情况

赣州鹭江新城及其周边原始地形地貌为低丘岗埠，相对高差10—30m左右。根据规划设计，赣州鹭江新城平整后建筑地面呈台阶状，高低错落有致，平整地面标高114.1—133.0m（见总平面图）。本次边坡支护设计的4处边坡坡高及周边建筑情况见表1。

表1 边坡情况一览表 边坡 坡向 坡坡脚坡顶高坡高坡顶拟建建筑 坡下拟建如有帮助，欢迎下载支持！

长 高程程（m） （m） 建筑 （m） 30#—72 114.1 125.9 11.8 30#—34#楼房，34#北侧 北 6+1F 公路 37#—37#—40#楼房，40#北侧 北 62 114.5 133 18.5 2+1F 公路 36#东侧 西 44 115.6 131.6—16—133 17.4 37#楼房，2+1F 36#楼房，-1+11+1F 26#南侧 北、西 90 110.1 122.1 12 道路、绿化带 26#楼房，-2+18F 30#—34#北侧边坡、37#—40#北侧边坡及26#南侧边坡为全开挖边坡，36#东侧边坡开挖高度10—17m，根据坡顶建筑设计，坡顶须填平至标高131.6—133m，最大填方高度6m左右。

2·2工程地质、水文地质条件

据岩土工程地质勘察资料和本次调查，边坡由白垩系下统（K2）地层组成，岩性主要为泥质粉砂岩，局部夹含砾砂岩，地层产状：170—180°∠10—20°。坡

顶局部分布有第四系残积土层（Qel）。自上而下岩性为：

1、第四系残积土层：主要分布于37#—40#北侧、26#南侧边坡坡顶，厚度0.5—1.1m，岩性为粉质粘土，结构松散，承载力特征值为162kpa。

2、全风化泥质粉砂岩：分布于37#—40#北侧、36#东侧边坡，厚度0.5—1.2m，土状，结构松散，承载力特征值为160kpa。

3、强风化泥质粉砂岩：厚度1.8—5.5m，风化强烈，节理裂隙发育，岩石较破碎，岩体结构类型以碎裂结构或镶嵌碎裂结构为主，承载力特征值为264kpa。

4、中风化泥质粉砂岩：岩体较完整，结构类型以块状结构为主，岩石饱和抗

压强度值为21.68Mpa，天然抗压强度值为28.62Mpa，为较软岩石。

区内水文地质条件简单，地下水类型主要为基岩裂隙潜水，地下水水量贫乏，水位随季节变化明显，地下水主要接受大气降水直接补给。据岩土工程地质勘察资料，地下水位小于104.7m，低于边坡坡脚。

2·3地质构造与地震

赣州鹭江新城在区域上位于赣州红层盆地中，断裂构造不发育，经本次调查及查阅前人勘查资料，边坡附近未发现有断裂通过。

据《中国地震动参数区划图》（GB8306—2001）和《江西省地震烈度区划图（2003年），拟建场地地震基本烈度小于Ⅵ度，地震加速度小于0.05g，区域稳定性好。

三、边坡稳定性分析

工程边坡为岩质边坡，主要由泥质粉砂岩组成。影响边坡不稳定的因素为岩石的风化和节理裂隙的发育。上部强风化岩石破碎，易产生小规模崩塌。边坡中节理裂隙一般较发育，且局部发育有顺坡向节理，但节理一般连续性较差，局部可能产生崩塌。

1、30#—34#北侧边坡

切坡高11.8m，宽72m，坡向北，坡度70°左右。岩石节理裂隙发育，岩体结构类型为碎裂结构或镶嵌碎裂结构，主要节理有：

（1）产状350°∠60—80°，微张至闭合状，无充填，有钙质薄膜，延伸较长，

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可见延长10—20m，扭性，密度1条/1—3米；

（2）走向近南北向，多倾向东，倾角70—85°，微张至闭合状，无充填，密度1条/1—3米；

（3）产状10—20°∠40—50°，发育于西侧，微张至闭合状，无充填，有钙质薄膜，可见延长约10m，扭性，密度1条/1—3米；

（4）产状270°∠50—60°，发育于西侧，张开宽3—5mm，无充填，扭性，密

度2条/米；

（5）产状80°∠70°，发育于东侧，张开宽3—30mm，无充填，扭性，密度3条/米。

（1）、（3）组节理顺坡倾向，对边坡稳定不利。边坡东、西两端节理裂隙更发育，岩石破碎，易产生崩塌。

2、37#—40#北侧边坡

切坡高18.5m，宽62m，坡向北，坡度65—70°。主要节理有：

（1）产状0°∠55—60°，偶见有倾角85°，主要见于边坡下部，微张至闭合状，无充填，有钙质薄膜，延伸较长，可见延长5—15m，扭性，密度1条/1—3米；

（2）产状260°∠65°，发育于边坡西侧下部，张开，宽3cm,无充填，张性，密度1—2条/米；

（3）产状250°∠70—80°，发育于西侧，张开，宽2—5mm,无充填，张性，密度1条/米。

边坡西端节理裂隙发育，岩石破碎，易产生崩塌。边坡中段及东侧，岩石完整性较好，以块状结构类型为主，但（1）组节理顺坡倾向，对边坡稳定不利。

3、36#东侧边坡

与37#—40#北侧边坡西端相连，开挖边坡高：17m（北侧）至10m（南侧），坡宽30 m，坡向西，坡度70°左右，切坡顶部为自然缓坡。边坡北侧，即与37#—40#北侧边坡西端，发育有产状为260°∠65°、250°∠70—80°两组顺坡向张性裂隙，岩石破碎，稳定性差，易产生崩塌。边坡其它地段裂隙不甚发育，且裂隙面结合程度好，岩石完整性较好，岩体结构类型以块状为主，稳定性较好。

4、26#南侧边坡

呈反“L”型，坡向分别为北、西，坡宽分别为62m、28m，坡高12m。岩石裂隙不甚发育，主要见一组产状为310°∠60°的节理，裂隙短小，多呈闭合状，总体上岩石完整性较好。但岩石较软弱，易风化，上部强风化岩石破碎，易产生小规模崩塌。

四、边坡支护设计

4·1设计依据

1、合同书及任务委托书；

2、赣州鹭江新城住宅小区总平面规划图（赣州市建筑设计研究院）；

3、《赣州鹭江新城岩土工程勘察报告》（赣州市水利水电勘测设计研究院）； 4、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）； 5、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）； 6、《锚杆喷射混凝土支护设计规范》（GB 50086—2001）；

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7、国家建筑标准设计图集《城市道路护坡》（07MR403，中国建筑标准设计研究院）。

4·2总体设计方案

设计原则：根据边坡的工程地质条件和周边环境特点，依据国家现行有关规范规程，在理论计算及工程类比的基础上，按照技术可行、经济合理、施工方便、环境协调等原则，进行边坡支护设计，以达到边坡稳定、邻近建筑物安全的目的。

根据上述设计原则，并考虑到尽可能增大坡顶用地面积，经分析和护坡方案的比较，采用钢筋混凝土锚喷支护和排桩式锚杆挡墙方案，即30#—34#北侧边坡、37#—40#北侧边坡（除西段8m左右）、26#南侧边坡采用钢筋混凝土锚喷支护，36#东侧边坡至37#—40#北侧边坡西段8m左右采用排桩式锚杆挡墙（见总平面图）。

4·3钢筋混凝土锚喷支护设计

1、构造设计

（1）清除不稳定岩块与坡面修整

30#—34#北侧边坡及37#—40#北侧边坡，由于爆破开挖的影响，坡面有松动岩块，坡面平整度差，在锚杆施工前，须对松动岩块予以清除，平整坡面（坡率1：0.3左右）。26#南侧边坡，已开挖成直立状，坡面平整，无须再修整，下部为设计剪力墙的地下室（高5.5m左右），仅对上部边坡进行锚喷支护（高6.5m左右）。

（2）锚杆

锚杆布置采用菱形排列，水平间距3m，纵向间距2.5m，锚杆倾角约20°。成孔直径110mm，穿透崩裂体及坡面外倾裂隙面不少于3m。喷射混凝土强度等级不低于C20，1天龄期抗压强度不低于5Mpa。锚杆总长度：30#—34#北侧边坡、37#—40#北侧边坡5m；26#南侧边坡4m。锚杆主筋采用φ25精轧螺纹钢筋，抗拉强度≥935Mpa，屈服强度≥735Mpa。杆体每隔2m设置一道居中支架。

根据坡面绿化美观的需要，坡面外侧锚杆预留一定的长度。 （3）钢筋混凝土面板

钢筋网喷射混凝土面板厚度100 mm，混凝土强度等级不低于C20。坡面网采用φ8Ⅰ级圆钢，间距250mm×250mm，加强筋采用φ14三向Ⅱ级螺纹钢筋。网筋及加强筋应与锚杆焊接牢固。钢筋保护层厚度不小于25mm。

面板沿边坡纵向每20m的长度分段设置竖向伸缩缝，伸缩缝宽20mm，充填沥青、麻絮。

（4）排水

面板设泄水孔，即埋设PVC管，梅花形布置，间距3m，泄水孔直径100mm，外倾坡度不小于5°，内侧PVC管口包土工布。

靠公路侧的30#—34#北侧边坡和37#—40#北侧边坡，在锚喷支护与坡脚档墙相接处设置排水沟，沟断面底宽0.2m，高0.2m，块石浆砌；坡顶铺设混凝土盖板，厚0.2m，宽3m左右，坡面以2%的坡率将地表水导入房屋排水沟内。26#南侧边坡，坡顶距边缘2m处设置排水沟，沟断面顶宽0.5m，底宽04m，高0.3m，块石浆砌。

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2、稳定性计算

计算内容和公式、参数如下： （1）岩石侧压力

考虑到边坡坡顶有拟建房屋，岩石侧压力采用修正后的岩石静止压力计算： 式中 E′0——侧向静止岩石压力修正值（kN/m2）;

γ——岩石重度（取23kN/m3）;

h——边坡高度（30#—34#北侧边坡11.8m、37#—40#北侧边坡18.5、26#

南侧边坡12m）;

ν——岩石泊松比（取0.2）;

β1——静止岩石压力折减系数（30#—34#北侧边坡0.55、37#—40#北侧

边坡0.50、26#南侧边坡0.50）。

（2）锚杆所受水平拉力标准值

Htk= E‘0SxjSyj

式中 Htk——锚杆所受水平拉力标准值（kN）;

Sxj——锚杆的水平间距（3m）; Syj ——锚杆的水平间距（3m）。 （3）锚杆的轴向拉力标准值和设计值 式中 Nak——锚杆轴向拉力标准值（kN）;

Na——锚杆轴向拉力设计值（kN）; α——锚杆倾角（以20°计）; rQ——荷载分项系数（取1.3）。

（4）锚杆钢筋截面面积

式中 AS——锚杆钢筋截面面积（m2

）;

ro——边坡工程重要性参数（取1.1）; ξ2——锚筋抗拉工作条件系数（取0.69）；

fy——锚筋抗拉强度设计值（取锚筋屈服强度≥735000kPa） （5）锚固段长度

式中 ls——锚固段长度（m）;

ro——边坡工程重要性参数（1.1）; D——锚固体直径（0.11m）;

frb——地层与锚固粘结强度特征值（取380 kPa）。 （6）锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度

式中 la——锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度（m）;

d——锚杆钢筋直径（0.025m）;

frb——钢筋与砂浆间的粘结强度设计值（取2100 kPa）； ξ3——钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数（取0.60）。 （7）边坡稳定性系数

以单位面积锚杆设计水平拉力与岩石侧压力之比计算： 式中 Ks——边坡稳定性系数;

其他符号同前。 （2）计算结果

计算结果见表2，边坡稳定性性系数1.42~4.03，大于1.35，符合设计要求。如有帮助，欢迎下载支持！

表2 边坡锚喷支护设计有关计算结果表

侧向静

止岩石锚杆所锚筋抗受水平锚杆轴锚杆轴锚杆钢

锚杆锚固

锚筋与

边坡边坡

压力修向拉力拉强度筋截面钢筋段长

砂浆间

稳定正值

拉力标向拉力设计植设计值面积As直径度l的锚固

E′准植标准植0

Nak(kN) Na(kN)

fy

s

性系(kN/m2

)

Htk(kN)

（kPa）

（m2

） d（m）

（m）

长度la

（m）

数Ks

30#—34#北18.66 167.93 178.71 232.32 735000

≥≥≥≥2.58 2.02

侧边坡 0.00039 0.022 1.36 37#—40#北26.59 239.34 254.70 331.12 735000 ≥≥≥≥3.68 1.42 侧边坡 0.00055 0.027 1.94 26#南

84.09 89.49 116.34 735000

≥≥≥侧边坡

9.34

0.00019 0.016 0.68

≥1.29 4.03

4·4排桩式锚杆挡墙设计

36#东侧边坡北高南低，开挖段为岩质边坡，坡脚标高114.5m，根据建筑设计要求，坡顶建筑地面高程133m，坡高18.5 m，建筑物临近边坡外缘，边坡上部将形成填土边坡；与该边坡相接的37#—40#北侧边坡西端，岩石破碎。为保障边坡的稳定和节约建筑用地， 36#东侧边坡（长约30m）以及37#—40#北侧边坡西段（长8m左右）设计采用排桩式锚杆挡墙。

1、桩（立柱）

平面上布置1排，共11条桩。其中，36#东侧边坡桩中心距3.6m，布置9条桩（包括边坡西端转角处1条桩）；37#—40#北侧边坡西段，桩中心距4m，布置2条桩。桩为圆形，直径1m，桩长21m。其中地面以下为挖孔灌注桩，长6m；地面以上桩长15m，桩顶标高至129.5m。桩的配筋：主筋20φ22，加强筋 φ16@2000，箍筋φ6.5@200。混凝土浇筑，混凝土强度等级为C25，保护层厚60mm。

桩顶部设置一道冠梁，冠梁截面尺寸为0.6×1.2m，长度38.3m，配φ16钢筋

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20根，箍筋φ6.5@200，C25混凝土浇筑。

2、挡板

挡板设置于桩中心线上，厚度300mm，自地面以下0.5m始至桩顶，高15.5m，C25混凝土浇筑。双层配筋，采用φ14钢筋，纵向间距125mm，横向间距250mm。

档板设置泄水孔，间距3m，梅花形布置。泄水孔管材为PVC管，孔径100mm，外倾坡率10%，内侧管口包土工布，并填砾石作反滤层，填砾厚度0.5m。

3、锚杆

由于桩的悬臂部分较长，形成的弯距较大，为增大桩的稳定性，设计在档墙高度10m处设置一排锚杆（索），位置与桩对应，间距3.6m（37#—40#北侧边坡西段间距4m），锚杆长度10—12m，采用预应力钢绞线，强度（抗拉力值）不小于1000kN。

4·5工程监测

每个边坡设置3个监测点，即边坡两端及中部各1个，4个边坡共设置12个监测点，对边坡及档墙的变形和水平位移进行监测。监测周期2年。对档墙采用高精密仪器进行监测；对锚喷支护边坡先期可采用人工巡视和简单仪器的观测方法，如发现有变形位移趋势，采用高精密仪器监测，并适当加密监测频率。

五、主要设计工程量和费用预算

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