原材料进厂公路滑塌治理工程施工图设计

四川威远西南水泥有限公司原材料进厂公路滑塌治理工程施工图设计建材成都地质工程勘察院二一三年十一月四川威远西南水泥有限公司原材料进厂公路滑塌治理工程施工图设计编 写 单 位： 建材成都地质工程勘察院编 写 人：审 核：总 工 程 师：院 长：提 交 单 位： 建材成都地质工程勘察院提 交 时 间： 二一三年十一月一十五日资质等级：甲级 国土资地灾设资字第20103123002号地 址：成都市青羊区锣锅巷67号电 话：（028）84132943传 真：（028）84111782目 录1工程概况- 1 -2气象及地质概况- 1 -2.1气象水文情况- 1 -2.2工程地质、水文地质条件- 1 -2.2.1地形地貌- 1 -2.2.2地层岩性- 1 -2.2.3水文地质- 2 -2.3地质构造- 2 -2.4地震效应- 2 -3. 滑坡特性及剩余下滑力- 3 -3.1滑坡特性- 3 -3.2滑坡稳定性及剩余下滑力- 3 -4.设计原则、依据及标准- 3 -4.1设计原则- 3 -4.2设计依据- 3 -4.3 工程等级、荷载强度标准- 4 -4.4 工况及安全系数- 4 -4.5 结构设计使用年限- 4 -5.公路滑塌治理设计- 4 -5.1桩板式挡土墙- 4 -5.2回填、坡面修整及绿化- 5 -5.3公路路面及排水沟恢复- 5 -6主要工程量- 5 -7技术要求- 6 -8边坡监测- 6 -8.1监测内容- 6 -8.2监测方案实施- 6 -9.边坡治理注意事项及安全防护- 7 -9.1边坡治理注意事项- 7 -9.2安全防护- 7 -附件：设计验算计算书附图：1. 公路滑塌治理平面布置图 1-12. 监测点平面布置图 1-23. 立面图 2-14. 2-2剖面图 3-15. 3-3剖面图 3-26. 5-5剖面图 3-37. ZA型抗滑桩配筋图1 4-18. ZA型抗滑桩配筋图2 4-29. ZB型抗滑桩配筋图1 4-310. ZB型抗滑桩配筋图2 4-411. 抗滑桩护壁结构及配筋图 4-512. 挡土板结构及配筋图 4-61工程概况四川威远西南水泥有限公司原材料进厂公路滑塌治理工程位于该公司厂区内，距威远县庆卫镇约3km，有公路相通，交通方便。该工程滑塌区位于该公司中控楼正前方（东侧）原材料进厂公路边缘处。由于公路下部地层为松散的填土，在暴雨和地表水冲刷及重车碾压动荷载作用下，其中有长约160余米，宽约58米地段发生了滑坡，该段公路受到破坏，影响该公司的安全生产。为保障该公司的正常生产，必须恢复损毁的公路并采取适当的工程措施确保公路安全。受四川威远西南水泥有限公司委托，我院承担了该工程施工图设计任务。2气象及地质概况2.1气象水文情况工程所在区域属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，具有冬暖春旱、夏热多雨、日照少等特点。年平均气温15.516，最高气温37 ，最低气温-7，年平均降雨量1022.8mm以上，多集中在69月，占年降雨量的78.2%，平均相对湿度79%，平均日照时数11591293小时，日照百分率可达30%，冬季多雾，夏有雷电冰雹。2.2工程地质、水文地质条件2.2.1地形地貌该工程部位岩层倾向与坡面倾向大体一致，为同向斜坡地形，微地形属阶梯状单斜地貌，总的地形为西高、东低。在勘察范围内，地形最高点位于滑坡体后缘，高程409.00m（厂区公路内侧），最低点位于滑坡前缘下部农田部位，高程370.00m，相对高差39.00米。坡面呈阶梯状，坡度1035左右，汛期底部农田中常有积水。2.2.2地层岩性据宜宾芙蓉地质勘测设计有限公司提供的威远西南水泥厂厂区公路滑坡工程地质勘察报告，场地地层由第四系杂填土和残坡积层粉质粘土，基岩为侏罗系自流井组（J1-2zl）石灰岩、泥岩组。现将各层由新至老分述如下：第四系全新统（Q4）：杂填土（Q4ml）：浅黄色，褐色，块、碎石成分为砂岩、石灰岩，孔隙比大，透水性强，含块石、粉质粘土及少量建筑、生活垃圾。全场分布，钻探揭露一般厚4.709.60米，平均厚度为6.52m。粉质粘土（Q4dl+el）：褐黄色，可塑状，切面较光滑，稍有光泽，干强度及韧性中等，中等压缩性。钻探揭露一般厚1.204.60米，平均厚度为1.95m。其工程地质特征：天然含水率28.98%，天然密度1.98g/cm3，饱和度96.70%，孔隙比0.79，塑限22.5%，塑性指数18.2，液限40.7%，液性指数0.27，天然抗剪强度：残余值Ck=22.69kpa；k=11.42。第四系堆积层与下伏基岩呈角度不整合接触。侏罗系自流井组（J1-2zl）：以紫红色泥岩和灰白色石灰岩组成。分布于滑区第四系覆盖层之下，滑区北侧有出露泥岩。强风化岩体岩芯破碎、岩质软，强风化厚度0.601.80m。根据本次采样测试资料，岩石的工程地质特征如下：石灰岩：浅灰色，粉晶质结构，薄至中厚层状构造，局部节理裂隙发育，锤击声脆，岩芯节长5-25cm，RQD值7681。主要分布于滑坡南端及后缘以外。天然含水率0.4%，饱和密度2.72g/cm3，饱和抗压强度12.00mpa，饱和抗剪强度值：C=4.03mpa，=43.10。泥岩：紫红色，中厚层状构造，泥质胶结，其主要成分为粘土矿物，顶部约1.21.8米呈强风化状，下部呈中风化，岩芯多呈短柱状，少量呈碎块状，易钻进，RQD值为7680。天然含水率72.0%，天然密度2.47g/cm3，天然抗压强度6.72mpa，天然抗剪强度值：C=0.33mpa，=32.60。2.2.3水文地质滑坡区为单斜构造。岩层倾向8184，倾角810，为同向坡地形。斜坡坡角约1030左右。坡面为第四系人工填土及残坡积层形成的粉质粘土，下伏基岩为石灰岩、泥岩。场区地下水类型主要为斜坡土体中赋存的松散类孔隙水和土体下伏基岩中的基岩裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于第四系松散堆积物孔隙中，主要接受大气降水补给，沿土岩界面向低处排泄。水量渗入下伏基岩裂隙中，基岩中的浅层裂隙水储存空间有限，储存时间短，受季节影响大，通常雨季坡脚有大量渗水。勘察期间对钻孔进行静水位观测，无地下水。滑坡区地表水系不发育，根据勘察资料，造成滑坡条件的是松散孔隙水的含水层（主要是滑坡堆积层），下伏基岩主要为泥岩，属于相对隔水层，大气降水部分经过堆积层渗透至基岩面向外排泄。另借鉴以往地质工作水、土化验报告，区内地下水质类型为弱碱性水，按环境水对建筑物材料腐蚀性评价标准，场地内地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。2.3地质构造区域构造主要为威远背斜，传统称之为威远穹隆。轴线走向北东南西，延伸长100km，位处四川沉降褶皱带之西南部，构造体系属新华夏系第三沉降带，背斜核部地层为三叠系嘉陵江组、雷口坡组及须家河组组成，两翼分别为侏罗系、白垩系。北翼产状：倾向33030，倾角25；南翼产状：倾向140170，倾角630，北翼平缓，南翼略陡。伴随威远背斜的断层构造主要是威远荣县隐伏大断层，与威远背斜大致平行展布。威远背斜北西翼及其转折端，还发育多条逆断层，其走向大多呈北东南西走向，少数呈近东西走向。这些断层规模一般较小，延伸长一般812km。威远背斜南东翼，断层构造一般不发育，却发育若干次级背斜、向斜构造。2.4地震效应本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，其地震基本烈度为度。场地土与软弱土建筑场地类别为类，属于抗震一般地段。3. 滑坡特性及剩余下滑力3.1滑坡特性该区地表被第四系人工填土及残坡积粉质粘土覆盖，下伏基岩为侏罗系自流井组石灰岩（少量）、泥岩，土体与基岩成不整合接触。粉质粘土及泥岩遇水易软化，由此形成的软弱面是该滑坡形成的基础条件。在暴雨条件下，降水的入渗使其土体与基岩接触面软化后抗剪强度大大降低，当滑体土在重力及水动力作用下，沿软弱面顺向滑动而形成滑坡。3.2滑坡稳定性及剩余下滑力据宜宾芙蓉地质勘测设计有限公司提供的威远西南水泥厂厂区公路滑坡工程地质勘察报告，选取2-2 剖面、3-3 剖面、5-5剖面进行了稳定性及剩余下滑力计算,其结果见下表。滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果统计表 表3-1工况22剖面33剖面5-5剖面11.421.681.1520.730.990.67剩余下滑力(kN/m)天然：0饱和：1403.98天然：0饱和：402.81天然：0饱和：1158.42每个剖面分别将公路分为第一段，坡面分第二及第三段，每个剖面第一段（即公路段）的剩余下滑力见下表。各剖面第一段（公路段）剩余下滑力（KN） 表3-2工况22剖面33剖面5-5剖面天然工况0056.42暴雨工况512.09280.45457.324.设计原则、依据及标准4.1设计原则该工程位于滑坡体上部，受征地范围的限制，工程措施的目的是确保公路安全，即保障滑坡体上部公路路基的稳定，因此该工程设计原则是支挡滑坡体上部的公路路基，截断上部荷载对滑坡体的推动作用，避免上部荷载对滑坡的不利影响，从而达到既能保护公路又能对滑坡产生有利影响的目的。该工程遵循 “动态设计、信息化施工”的原则。在掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息的情况下，即时对原设计做校核、修改和补充。4.2设计依据威远西南水泥厂厂区公路滑坡工程地质勘察报告 (宜宾芙蓉地质勘测设计有限公司 2013.9)；建筑边坡工程技术规范（GB503302002）；建筑抗震设计规范（GB500112002）2008年版）滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T02192006）；混凝土结构设计规范（GB500102002）；建筑桩基技术规范（JGJ 942008）。4.3 工程等级、荷载强度标准（1）工程级别该工程滑坡主要为厂区建设期间在斜坡上部填方修筑公路人为加高了边坡，在上部填方荷载及地表水渗入的影响下形成了堆移式滑坡。按滑坡防治工程分类标准，该工程滑坡防治级别为级。（2）荷载及强度标准该边坡无稳定地下水位，不考虑地下水作用；地震设防烈度为度，不考虑地震作用；地面荷载：道路按49 KPa均布荷载设计（公路标准：挂车-120级，双列车队），设计验算时按2.5m高土柱等效代换。滑坡推力：结合勘察报告及边（滑）坡治理设计经验，公路段滑坡推力综合取值500KN/m。4.4 工况及安全系数抗滑桩设计参照滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T02192006）对工况的设置和安全标准要求执行。该工程边坡无稳定的地下水位，防治工程基础持力层没有液化土层，因此，不设地下水工况。地震设防烈度为6度，不考虑地震作用。工程设计校核按下列工况及安全系数：校核工况：自重 + 暴雨 滑动安全系数： 1.05，抗倾倒安全系数： 1.2，抗剪断安全系数： 1.3。4.5 结构设计使用年限本工程钢筋、混凝土结构设计合理使用年限：50年。5.公路滑塌治理设计依据威远西南水泥有限公司要求，该工程治理目标为：保障公路安全。经综合分析比较，采用的治理措施包括：桩板式抗滑桩、路基回填、公路路面及排水沟恢复等。5.1桩板式挡土墙沿滑塌公路外侧边沿布置桩板式抗滑桩挡土墙。抗滑桩采用人工挖孔桩。设计桩间距（中心距）均为4.0m，桩截面均为1.4m1.8m，ZA型桩共32根，要求桩端嵌入完整岩层不小于4.0m，预计桩长12.0m,实际桩长根据完整岩层埋深情况适当调整；ZB型桩共10根，要求桩端嵌入完整岩层不小于5.0m，预计桩长15.0m,实际桩长根据完整岩层埋深情况适当调整。桩身混凝土强度为C30。抗滑桩主筋均HRB400级月牙纹25钢筋，临空侧主筋均为11根25钢筋，靠路侧主筋按两级配筋，ZA型桩为9束325（225）钢筋、ZB型桩为11束325（225）钢筋；桩的两侧各为5根HRB400级月牙纹20钢筋；桩身箍筋采用HRB400级月牙纹12钢筋，间距150mm；桩身加强筋采用HRB400级月牙纹16钢筋，间距2000mm。桩间地面以上设置挡土板，挡土板与桩身搭接不小于20cm，挡土板每块长度3.0m，厚度为20cm。挡土板双面配HRB400级月牙纹416主筋，加强筋为HRB400级月牙纹12钢筋，间距2000mm，箍筋为HPB300级8钢筋，间距200mm。挡土板混凝土强度等级为C30。挖孔桩护壁从挡土板底面开始设置，上口厚度20cm，下口厚度15cm，混凝土强度为C30。护壁内竖向配置HRB400级月牙纹12钢筋，间距200mm，横向箍筋为HPB300级8钢筋，间距200mm。每段护壁高度宜为1.0m，若遇土层松散，成孔困难时，可适当降低护壁高度。护壁上下节搭接长度不小于5cm。当进入稳定基岩后，可不浇筑混凝土护壁。5.2回填、坡面修整及绿化抗滑桩施工完成且混凝土强度达到要求后，分层安装挡土板，并向挡土板内侧分层填土夯实，填料为桩下部边坡的回填土。从下部边坡取土时应顺坡取土，适当修整坡面，达到排水顺畅、坡面美观的效果。挡土板内侧回填过程中，如有原路基已滑塌成凹腔，回填土夯实困难，则应在每层回填后进行灌浆加固。灌液材料为水泥砂浆，配合比为：水水泥砂=111。施工完成后，采用人工播撒草籽的方式进行坡面绿化。5.3公路路面及排水沟恢复公路路面恢复包括泥结石路面及混凝土路面的恢复。泥结石路面恢复长度30m，宽度为半幅公路。回填土方可从桩下坡面挖取原公路施工期间堆填的碎石类填土，垮塌部位回填夯实达到现有路面高度。混凝土路面恢复长度9m，宽度为半幅公路（5m）。公路路面采用C30混凝土，厚度30cm，恢复到原设计高程。混凝土路面外侧修建M10浆砌条石排水沟，沟底为厚度10cm的 C15混凝土，两侧为厚度40cm的浆砌条石，排水沟宽度60cm，深度60cm。6主要工程量抗滑桩工程量跟地层变化紧密相关，下表抗滑桩工程量为预估工程量，施工时，需根据实际地层情况及设计变更作适当调整。公路滑塌治理工程量汇总表 表6-1序号项目单位工程量备注1抗滑桩m31431.12C30砼2抗滑桩护壁m3364.77C30砼3挡土板m331.95C30砼4挖方m3500挡土板底部挖孔作业平台5填方m31500挡土板内侧回填（含局部凹腔灌浆）6水泥路面恢复m313.5C30砼7浆砌水沟恢复m130M10浆砌条石8坡面绿化m22000撒播草籽7技术要求（1）抗滑桩a、桩中心位置沿轴线方向允许偏差10cm，垂直轴线方向允许偏差5cm；桩长满足设计要求；桩径不小于设计值；倾斜度小于0.5%。b、钢筋制作必须符合规范要求，主筋搭接位置须错开，在35d且不小500mm的范围内接头数量不能超过总受力钢筋的50%，钢筋制作允许偏差见下表：项 目允许偏差主筋长度100mm主筋间距5mm外形尺寸20mm箍筋间距20mm主筋垂直度2%c、混凝土浇筑落距大于3m时，应采用串筒，串筒末端距孔底高度不宜大于2m，也可采用导管泵送。如采用非泵送混凝土，每浇筑0.50.7m须用插入式振捣器振实。每根桩应一次性连续浇筑完成，中间不得留施工缝。d、挖孔桩护壁每节高度不大于1.0m，上下节护壁搭接长度不小5cm，护壁钢筋必须上下勾挂，完整基岩段可不浇筑护壁。e、抗滑桩施工应按滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T 0219-2006）、建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）的相关安全要求执行。（2）浆砌石a、砌体重度不低于22KN/m3，强度等级不低于MU30。b、水泥砂浆强度等级为M10。c、条石面外露面应平整美观。d、条石缝隙用砂浆勾平缝。8边坡监测8.1监测内容该工程为级滑坡防治工程，可建立群测为主的简易长期监测点。支护结构变形：为检验抗滑桩的实施效果及其安全性，在抗滑桩上设置永久监测点3点，监测是否有明显变形或位移。周期为每周一次。地表裂缝：施工中建立简易的裂缝监测点4点，派专人进行，定期巡查，超前预报，以观察为主，必要时应观测，周期为1天一次。在雨季时，应加密巡视周期，甚至1天多次，仔细观测裂缝是否有张开、加深等变形迹象，确保施工安全。8.2监测方案实施由业主委托具备相关资质的监测单位编制详细的监测方案，应包括监测项目、监测目的、测试方法、测点布置、监测项目报警值、信息反馈制度等，分别对施工前、施工中、施工后三个阶段实施监测。根据监测结果即时掌握边坡变形情况，针对可能发生的险情即时采取相应的应对措施。9.边坡治理注意事项及安全防护9.1边坡治理注意事项（