边坡工程设计书.doc

边坡工程课程设计汇报
专业: 地质工程
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目录
1.工程概况 1
2.工程地质条件 1
2.1地形地貌 1
2.2 地层岩性 1
2.3 地质结构 2
2.4 水文地质条件 2
3.工程地质条件评价 2
3.1土层工程特征及岩石物理力学性质评价 2
3.2边坡稳定性评价 2
3.2.1岩层层面对边坡影响 2
3.2.2结构面对边坡影响 3
4.治理方案 4

1.工程概况
拟建路段位于重庆市巫溪县安子平, 位于现有公路左侧约38m, 起止里程为K96+530～K96+690, 全长160m, 设计路面净宽7.50m, 设计为二级公路, 线路呈‘∽’, 设计纵坡3.5%～4.4%, 比现有公路坡度小, 地面高程为753.0m～767.50m, 设计起止路面高程为745.40m～752.165m, 最大挖方高20.586m, 最小挖方高 5.63m。
2.工程地质条件
2.1地形地貌
本区属结构剥蚀中低山斜坡、 陡坡地带, 地势总体南高北低, 地面高程为753.0m～767.50m, 斜坡坡向320˚～330˚, 坡度30˚～35˚, 局部达40˚, 斜坡顶部较缓, 呈阶梯状平台, 上部较缓, 现被垦为旱地, 区内基岩出露零星, 拟建区植被发育。
2.2 地层岩性
拟建路段出露地层有第四系全新统残坡积层（Q4dl+el）及三叠系上统须家河组（T3xj）砂岩、 碳质泥岩, 现分述以下:
2.2.1碎石土（Q4dl+el）: 黄褐色、 灰褐色, 松散, 稍湿, 关键由粉质粘土、 碎石、 块石不均匀混合组成, 碎石含量约50%～60%, 成份以砂岩为主, 呈强风化状态, 粒径通常2～8cm, 棱角状, 粉质粘土含量约40%～50%, 呈可塑状, 区内都有分布, 层厚2.20m～5.90m。
2.2.2砂岩（T3xj）: 关键由长石 石英组成, 细粒结构, 中厚层结构, 按风化程度可分强弱风化两亚层, 现分述以下:
2.2.2.1强风化砂岩: 灰白色, 节理裂隙发育, 大部分原生矿物已被破坏, 岩心破碎, 区内仅在ZK69分布, 层厚2.15m。
2.2.2.2弱风化砂岩: 浅灰色, 节理裂隙较发育, 部分原生矿物已被破坏, 岩心较完整, 层厚1.95m。
2.2.3炭质泥岩（T3xj）: 弱风化状态, 灰黑色, 关键由粘土矿物组成, 泥质隐晶结构, 薄层状结构, 含碳量30%～40%, 节理裂隙发育, 裂面光滑平直, 此次最大揭露厚度5.2m～16.40m。
2.3 地质结构
区内结构属朝阳--官阳背斜南翼, 出露三叠系上统须家河组砂岩、 炭质泥岩。区内基岩呈单斜产出, 走向及倾向沿公路略有改变, 产状为163°∠54°, 关键发育二组节理, J1: 产状354°∠76°, 节理面粗糙, 微张, 充填泥质, 间距1条/0.6m , J2: 产状为321°∠51°, 节理面光滑平直, 闭合, 间距1条/0.8m, 岩层受二组节理切割成“X”型。
2.4 水文地质条件
2.4.1地表水
经地表调查及民访, 区内地表水类型为大气降水斜坡面流, 雨季时斜坡面流沿坡面向低洼处排泄, 受季节控制。
2.4.2地下水
区内地下水为第四系残坡积松散层孔隙水、 基岩裂隙水, 其补给起源关键为大气降水, 受季节控制, 区内属地下水补给区, 此次勘察未揭露到地下水。
总而言之, 场地内地表水类型为大气降水斜坡面流, 地下水类型为第四系残坡积松散层孔隙水、 基岩裂隙水, 受季节控制, 水文地质条件简单。
3.工程地质条件评价
3.1土层工程特征及岩石物理力学性质评价
拟建区上覆残坡积碎石土层厚2.2m～5.90m, 无法取样做岩土测试, 含有颗粒粗, 孔隙率高, 具压缩性、 透水性好特点。下伏三叠系上统须家河组砂岩、 碳质泥岩, 强风化层较厚, 岩层较破碎, 无法采取样品测试, 采取弱风化炭质泥岩做物理力学测试, 测试结果为: 弱风化炭质泥岩天然抗压强度12.41Mpa, 饱和抗压强度866Mpa, 软化系数0.71, 属软化岩石、 极软岩石。
详见岩石物理力学汇总表
3.2边坡稳定性评价
拟建路段属挖方段, 最大挖方高20.586m, 最小挖方高 5.63m。区内上覆碎石土层较厚, 斜坡顶部土层较厚, 向下逐步变薄, 斜坡现实状况处于稳定状态, 拟建路段开挖到设计高程后, 边坡形成上部形成2.0m～9.0m土质边坡, 下部形成3～17m岩质边坡, 依据公路路基设计规范JTGD30-边坡分类, 该边坡属Ⅲ类边坡。边坡开挖后两侧边坡稳定性分述以下:
左侧边坡: 边坡开挖后形成6～9m土质边坡, 因为斜坡坡度较陡, 受地表水冲刷作用斜坡土体易产生滑塌、 错落现象; 坡顶加载或斜坡开挖不停局部土体易产生坍塌现象。
右侧边坡: 边坡开挖后形成2～5m土质边坡, 斜坡坡度较缓, 边坡高度小, 所以公路开挖后对右侧形成土质边坡影响较小。
3.2.1岩层层面对边坡影响
拟建段基岩出露零星, 公路开挖到设计标高后, 下部形成3～17m岩质边坡, 其中ZK68处开挖较深, 受层面对两侧边坡影响现分述以下:
左侧边坡: 边坡开挖后上部形成4～17m岩质边坡, 坡向为334°, 岩层产状163°∠54°, 岩层层面与边坡呈大角度相交, 形成内倾结构面, 对边坡影响小。
右侧边坡: 边坡开挖后上部形成2～7m岩质边坡, 坡向154°, 岩层产状163°∠54°, 岩层层面与坡向呈小角度相交, 形成顺向坡, 边坡坡面形成外倾结构面, 岩层较破碎, 质软, 开挖或受猛烈震动时易沿层面产生顺层滑塌现象。
3.2.2结构面对边坡影响
左侧边坡: 受节理J1 、 J2切割影响, J1 、 J2与斜坡呈小角度斜交, 形成外倾结构面, 边坡开挖后易沿交棱线产生楔形体破坏, 但J1 、 J2交棱线倾角大于开挖倾角, 对边坡影响小。
右侧边坡: 边坡开挖后, 节理J1 、 J2与边坡呈大角度相交, 节理对右侧边坡影响小。
总而言之, 拟建段右边坡受层面影响形成顺向坡, 边坡开挖后易产生顺层滑塌现象, 为不稳定边坡, 提议进行支挡方法, 左侧边坡受节理切割影响易形成楔形体破坏。
（坡面、 节理面、 岩层面空间关系祥见赤平面投影图）

3.2.3 路堑边坡提议支护方法
拟建路段为挖方段, 边坡开挖后, 依据两侧边坡稳定性分析, 现对两侧边坡支护方法提议以下:
左侧边坡上部形成土质边坡较高, 开挖后易失稳, 提议采取坡率法放坡, 坡率选择1: 1.5, 并进行锚杆支护方法; 下部形成岩质边坡较高, 受节理裂隙切割易形成楔形体破坏, 提议进行分级放坡处理, 提议8m一级, 边坡坡率选择1: 0.8(沿J2放坡), 并进行混泥土护坡方法。
右侧边坡上部土体高度小, 对边坡影响小, 提议坡率法放坡, 坡率选择1: 1.5; 下部形成岩质边坡受层面影响, 易产生顺层滑塌现象, 为不稳定边坡, 提议进行1: 0.7（沿层面放坡）坡率法放坡。
各岩土设计参数提议值参见表2

边坡支挡设计参数提议值 NO: 2
岩石
名称
地基
许可
承载
力
MPa
岩石物理力学指标
岩体物理力学指标
重度
KN/m3
抗压强度
抗拉强度
MPa
重度
KN/m3
抗拉
强度
MPa
弹性
模量
MPa
泊桑比γ
基底摩擦系数
（µ）
天然
MPa
饱和
MPa
强风化砂岩
0.70
/
/
/
/
/
/
/
/
0.4
弱风化砂岩
200
25.47
24.8
20.60
1.22
20.37
1.09
/
/
0.6
强风化碳质泥岩
0.5

0.3
弱风化碳质泥岩
1.5
24.75
5.98
3.79

19.80
/
/
/
0.4

4.治理方案
依据勘察汇报及场地边坡实际工程地质环境条件对场地岩质边坡部分采取格构式锚杆挡墙进行支护加固, 并岩质部分沿J2放坡; 对上部土质部分采取放坡法以1.5:1坡率进行放坡。锚杆横纵间距均为2m, 锚杆钢筋采取2Φ22, 孔径‚100; M30水泥砂浆灌浆; 断面400mm×500mmC30现浇混凝土肋柱, 主筋4Φ18, 受压侧按结构配筋取4Φ14, 两侧各配2Φ14箍筋‚8φ250; 断面300mm×450mmC30现浇混凝土格构梁, 主筋3Φ18（对称配筋）, 箍筋‚8φ250; 坡顶设置断面400mm×500mmC30现浇混凝土压顶梁, 主筋4Φ18（对称配筋）, 箍筋8φ250; 坡底设置断面为500mm×600mmC30现浇混凝土基础梁, 主筋4Φ18（对称配筋）, 底部垫层取100mm厚C20砼垫层; 坡顶设置断面为300mm×300mm截水沟, 坡底设置断面为300mm×400mm排水沟。具体详见图纸部分。