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课程名称：岩土锚固与边坡工程设计题目：边坡锚杆挡墙设计院系：河海学院专业：地质工程年级：2010级一班姓名：林弟涛指导教师：赖勇重庆交通大学河海学院2013年12月31日课程设计说明书1前言1.1任务由来该高切坡位于大昌镇政府北西侧约200m处，当地政府于2005年因修建移民迁建房人工开挖形成的，为岩土质高切坡，坡高5.5m～23.0m，该高切坡物质组成为上土下岩高切坡（即岩土质），高切坡区岩体较破碎，表层风化裂隙较发育，多数呈碎块状，第四系土层厚度0.50m～3.10m，土体均匀性较差，下伏基岩主要为灰岩，局部夹泥灰岩，因此组成坡体的岩石为软硬交替产出，加之差异性风化作用，裂隙发育地段将产生掉块而逐步形成凹岩腔，使上部岩体失去支撑，一旦卸荷裂隙贯通，高切坡坡顶局部岩、土体将沿贯通裂隙面产生掉块、崩塌。由于该高切坡为顺向坡，岩层倾角小于切坡坡角，因此其破坏模式主要为沿结构面产生顺层滑移。坡脚为在建移民迁建房及移民迁建区街道，因此高切坡所处位置较重要，如果该切坡得不到有效的治理，在风化裂隙及卸荷裂隙共同作用下将沿裂隙面或破裂面产生掉块、崩塌，不仅直接威胁到150名移民的生命财产安全，也同时危及移民小区街道上的行人及车辆安全，直接经济损失可达600万元。1.2目的、任务1.2.1目的由于该高切边坡、不稳定坡迹象明显，危害严重，采取切实可行的治理工程已经迫在眉睫。该高切坡在风化裂隙及卸荷裂隙共同作用下将沿裂隙面或破裂面产生掉块、崩塌，不仅直接威胁到150名移民的生命财产安全，也同时危及移民小区街道上的行人及车辆安全，在勘查成果的基础上，遵循地质灾害防治的基本原则，按照可行性研究报告提出的治理工程的推荐方案，对症下药，提出针对各类地质灾害点切实可行的治理措施。对边坡稳定性进行分析评价、对边坡治理工程分项结构进行计算、并绘制结构设计详图和编写施工图设计说明书。①确定边坡特征，防治范围、目标及标准；②防治工作的结构设计；③防治实施效果预测；④提出工程施工组织及工程监测设计方案；1.2.3防治原则防治工程以对症下药、综合治理、安全可靠、技术可行、经济合理、方案优化、施工方便为总的原则，具体讲：（1）.经过勘查人员的现场调查和分析，及勘查和可研报告,在综合分析边坡、不稳定斜坡的发育特征、诱发因素的基础上，针对起特征提出针对性的治理措施，确定合理、可行的治理方案。针对大昌镇政府北西侧约200m处高切边坡破坏模式主要是降雨、区内表层风化裂隙及卸荷裂隙等因素引起一系列特征，可分为上土高切边坡和下岩高切边坡，确定其治理方案为锚杆挡墙的治理措施。（2）.根据地质灾害的危险性和危害性大小，确定本治理工程为一般永久性工程，各级防治工程必须安全可靠，力求确保边坡在工程年限内的整体稳定。（3）.设计要针对边坡的类型和特征，因地制宜，遵循各类工程配合使用、综合整治的原则，并尽可能缩短施工周期。（4）.在治理工程中，应在边坡体上建立监测网络，实时监控治理工程和治理后的边坡动态，检测治理效果，为今后地质灾害的监测预警提供依据。1.3设计依据本施工图设计报告编制的主要依据如下：（1）《针对大昌镇政府北西侧约200m处高切边坡勘察报告》；（2）《针对大昌镇政府北西侧约200m处高切边坡图件》（3）有关的技术规程，规范及标准。主要有：《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2002）《砌体结构设计规范》（GB5003－2001）《岩土工程设计》成都理工大学许强李天斌2.治理工程的必要性和紧迫性该高切坡位于大昌镇政府北西侧约200m处，其物质组成为上土下岩高切坡（即岩土质），根据探槽揭露及现场立面图测绘结果：区内第四系人工素填土厚度为0.50m～3.10m，岩土界线分布高程：221.10m～236.60m。高切坡区岩体较破碎，表层风化裂隙较发育，多数呈碎块状。自开挖形成以来坡顶变形特征明显，坡顶所见卸荷裂隙带宽度1.0m～6.0m不等，在6.0m范围内主要发育一组倾向178°（与坡向一致），倾角66°的卸荷裂隙，间距1.0m～2.0m，沿裂隙走向延伸最大可达10.8m，裂缝宽1mm～15mm，裂缝弯曲成缝合线状，无充填物。坡顶局部有塌陷现象，垂直位移10mm～20mm，局部地段已出现掉块、崩塌现象，体积一般100m3～400m3。一旦卸荷裂隙贯通，高切坡坡顶局部岩、土体将沿贯通裂隙面产生掉块、崩塌。严重危及坡脚在建移民迁建房及移民迁建区街道。因此，为确保高切坡影响范围内人民的生命财产安全和车辆安全，确保当地社会政治稳定及经济的持续稳定发展，立即采取切实有效的治理工程措施已迫在眉睫。3地理地质概况3.1.1地形地貌该区属剥蚀浅丘地貌，区内总体地势北高南低，高程203.98m～248.87m，相对高差44.89m，高切坡防护区地形坡角一般60°～70°，局部地段可达80°。3.1.2地层岩性与岩土工程地质特征区内出露地层主要有第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)、人工填土层(Q4ml)及三叠系中统巴东组（T2b），现分述如下：（1）第四系全新统人工素填土（Q4ml）：黄褐色，主要由泥灰岩、灰岩块碎石及粉质粘土组成，块石粒径202mm～968mm，碎石粒径4mm～196mm不等，块、碎石含量65%～75%，稍湿、松散，厚度0.50m～3.10m，系无序抛填，回填时间约1年，广泛分布于勘察区范围内。残坡积层(Q4el+dl)：块石土，黄褐色，主要由泥灰岩、灰岩碎石及粉质粘土组成，碎石粒径一般5mm～179mm，含量约占70%，厚度0.50m～1.10m，主要分布于勘察区北侧山丘顶部。（2）三叠系中统巴东组（T2b）三叠系中统巴东组第3段（T2b3）：灰岩夹泥灰岩，灰黄色～青灰色，主要矿物成分为碳酸盐矿物，隐晶～微晶结构，中厚层状构造，岩体较破碎，风化裂隙较发育，强风化带厚度1m～3m，高切坡防护区基岩裸露。3.1.3地质构造区内位于石板泉背斜南西翼（详见图2构造纲要图），岩层呈单斜层状产出，在高切坡坡脚测得岩层产状187°∠28°，区内次级褶皱不发育，无断层通过，高切坡区属简单的单斜构造区，但经探槽揭露及现场调查结果，区内表层风化裂隙及卸荷裂隙较发育，将岩体切割成碎裂结构，卸荷带宽度1.0m～6.0m不等，间距0.5m～1.2m，向深部延伸4.0m～10.0m，微张，无充填。3.2地震根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2001，该区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。1.2.5水文地质条件高切坡防护区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩网状风化裂隙潜水，区内无岩溶地下水。但第四系松散堆积层较薄，不足以富集丰富的地下水，因此主要受大气降水的补给，向地势低洼处排出。松散堆松层以下为三叠系中统巴东组的灰岩夹泥灰岩，该地层泥灰岩为隔水层，而灰岩为相对含水层，地下水主要以风化裂隙潜水的形式富集存在于基岩裂隙之中，但其含水性受裂隙发育程度贯通性影响较大，由于区内岩体较破碎，其流量主要受大气降雨补给，沿贯通裂隙面向地势低洼处排出。区内无地下水出露。3.3人类工程活动该高切坡是当地政府于2005年因修建移民迁建房人工开挖形成的，为岩土质高切坡，坡高5.5m～23.0m，故勘察区破坏地质环境的人类工程活动较强烈。南溪奉节庙宇镇刘家田临溪场马头场长滩万县黄柏溪红岩官渡河巫山茶元村南木园罗坪茅草坝兴山水田坝秭归田家湾龙坪天阳坪覃家庙黄陵庙宜昌雾渡河云阳长溪河羊子底巴务河巴东绿巷坡彭家口晴水滩悦来场石柱吊钟坝忠县3028293132333634252622212324201718161914121391058764123151127F24F27F26F28F29F30F25F23F22F17F19F11F20F18F12F16F14F10F9F13F5F6F7F8F3F1F2F4F15F21109°00′110°00′111°00′31°20′31°40′108°00′110°00′111°00′109°00′31°20′31°40′12312111022233424132541426515627281671729301889193120322133黄陵背斜天宝山背斜宜昌背斜横石溪背斜巫山向斜徐家桥向斜渠马河向斜朱衣背斜故陵向斜大池干井背斜秭归向斜百枫坪背斜官渡向斜齐耀山背斜黄连峡背斜垌村背斜铁峰山背斜黄柏溪向斜香龙山背斜马鹿溪向斜巴务河向斜南坪向斜水口向斜新场背斜万县向斜小石峡背斜茶店子向斜方斗山背斜石板泉背斜楠木园-马坪村背斜红岩向斜赶场向斜龙驹坝背斜龙池坪背斜长江江长江长大昌镇地税所至派出所高切坡图2构造纲要图12km603.4不良地质现象该高切坡自2005年4月开挖形成以来，由于岩体较破碎，加之风化裂隙及卸荷裂隙切割，高切坡坡顶局部地段已出现小规模的掉块、崩塌现象，其余地段未见滑坡、泥石流、地表塌陷及岩溶等不育地质现象。4高切坡特征及稳定性计算4.1高切坡地质特征4.1.1高切坡形态特征该高切坡坡顶高程：223.00m～238.60m，坡脚高程：215.60m～217.50m，高切坡长158m，坡高5.5m～23.0m，坡面面积3224m2，坡向180°，坡角60°～70°，局部可达80°。4.1.2高切坡的物质组成高切坡防护区上覆土层为第四系全新统人工素填土，下伏基岩为三叠系中统巴东组第3段，其岩性详见表2。表2高切坡岩性一览表地质时代地层代号岩性描述第四系全新统人工素填土Q4ml黄褐色，主要由泥灰岩、灰岩块、碎石及粉质粘土组成，块石粒径202mm～968mm，碎石粒径4mm～196mm不等，块、碎石含量65%～75%，稍湿、松散，厚度0.50m～3.10m，系无序抛填，回填时间约1年。三叠系中统巴东组第3段T2b3灰岩夹泥灰岩，灰黄色～青灰色，主要矿物成分为碳酸盐矿物，隐晶～微晶结构，中厚层状构造，岩体较破碎，风化裂隙较发育，强风化带厚度1m～3m。4.1.3高切坡地质结构该高切坡物质组成为上土下岩高切坡（即岩土质），根据探槽揭露及现场立面图测绘结果：区内第四系人工素填土厚度为0.50m～3.10m，岩土界线分布高程：221.10m～236.60m。高切坡区岩体较破碎，表层风化裂隙较发育，多数呈碎块状，坡面的裂隙及主要结构面的详细实测特征数据见勘察报告表3（裂隙特征表）。4.1.4高切坡的水文地质条件高切坡防护区无地表水体，地表水贫乏，主要接受大气降雨补给，向地势低洼处排泄；地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩网状风化裂隙潜水，无岩溶地下水，但其流量主要受大气降雨补给，沿贯通裂隙面向地势低洼处排泄。由于区内无地下水出露，且岩体较破碎，根据地区经验及环境条件判定区内岩土体渗透性较强，地下水对混凝土无腐蚀性。4.1.5高切坡岩、土的物理力学性质高切坡防护区下伏基岩为灰岩夹泥灰岩，灰岩为较硬岩，泥灰岩为较软岩。由于岩体风化裂隙及卸荷裂隙较发育，岩体较破碎，无地下水渗出。根据地区经验结合工程类比法综合确定该高切坡岩石物理力学性质指标详见表4：表4岩石物理力学参数表力学参数岩性岩体重度γ（kN/m3）抗剪强度等效内摩擦角ψe（°）备注c（kPa）φ（°）人工填土201510强风化灰岩25252035中等风化灰岩263025404.2高切坡稳定性计算4.2.1高切坡稳定性分析（1）楔形体稳定分析法根据该高切坡的具体特征，共将其分为ab、bc两段进行稳定性分析评价，详见裂隙结构面赤平投影图。ab段：高切坡长87m，高度6.2m～20.6m，切坡坡向180°，坡角75°，为顺向坡，L5、L8两组裂隙与高切坡构成不利组合，均呈小角度相交,且裂隙倾角均小于高切坡坡角，高切坡稳定性较差，容易沿层面产生顺层滑移；且由L5、L8两组裂隙切割的楔形体一旦裂隙面贯通，其产生崩塌的可能性较大。NWSab段赤平投影图E4L8产状：209°∠65°43L5产状：162°∠54°3221岩层产状：187°∠28°1边坡倾向：180°，坡角75°bc段边