扶壁式挡土墙支挡技术及其工程应用研究-以某项目挡土墙工程为例

扶壁式挡土墙支挡技术及其工程应用研究 以某项目挡土墙工程为例 扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基，适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸较小，踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力更好，适用612m高的填方边坡，可有效地防止填方边坡的滑动。 本设计剖析了挡土墙的作用原理；分析了挡土墙的应用现状、研究现状及发展趋势；并完成了在一般情况下扶壁式挡土墙的总体设计、荷载及土压力的计算，内力计算，滑移稳定计算，倾覆稳定计算，地基承载力计算，结构计算，并以某项目挡土墙工程为例进行岩土工程评价，并设计以对应的挡土墙。随后对扶壁式挡土墙进行参数改变，并以求达到安全适用的目的，寻求最佳经济效益。关键词：扶壁式挡土墙；支挡技术；工程应用第一章 绪论1.1选题依据常用的挡土墙类型有三种：重力式，悬臂式和扶壁式。重力式挡土墙一般由块石，砖或素混凝土筑成，它是靠挡土墙本身所收到的重力来保持稳定，通常这类挡土墙的高度不超过5M，属于低挡土墙。1重力式挡土墙的优点在于结构简单施工方便，施工工期短，能就地取材。但是其缺点和它的特性也是精密相关，对于地基承载力要求高工程量大，地基沉降量大。综合起来，重力式挡土墙的应用目前主要在于墙高小于5M的，并且地基承载力较大的情况下。2悬臂式挡土墙多由钢筋混凝土制成，它的稳定主要是墙踵悬臂以上的土所受重力维持，它的悬臂部分的拉应力由钢筋承受。它的优点在于截面尺寸小施工方便以及对地基地基承载力要求不高等。相应的缺点在于对于工作面要求较大。综上所述地质土质差且墙高大于5M的时候重要工程。3扶壁式挡土墙类似于悬臂式挡土墙。当挡土墙的高度大于10M的时候，为了加强悬臂的抗弯刚度沿墙长纵向0.81.0高度设置一道扶墙，称为扶壁式挡土墙。相比之下，扶壁式挡土墙工程量较小，对地基承载力要求不高，但是相对于悬臂式挡土墙来说工艺较复杂。综上所述，扶壁式挡土墙适用于地质条件较差且高度大于10M的重要工程。除了上述的最常用的三种挡土墙外，还有锚杆锚定板式挡土墙，加筋式挡土墙等等。不同的环境下，需要选择最适合工程现状的挡土墙。总体来说，扶壁式挡土墙与其它形式挡土墙比较的优点有1.扶壁式挡土墙挡土高度大，适用范围广2.经济效果良好3.施工速度快，大大缩短建设工期4可靠度较高，质量容易控制 随着我国经济持续发展，为了加强各地区的联系，交通环境正在不断改变。公路铁路建设虽然提升了各个地区的交通能力，但由于受道路旁地质条件的限制，加上天然环境的作用如雨水冲刷等，使得公路由于边坡稳定性的下降从而产生许多工程灾害事故，例如边坡侵蚀导致坡面坍塌等，而这些灾害事故的产生不仅会造成重大的经济损失，而且对人民群众的生命安全也是一种潜在的威胁。工程中运用边坡加固技术（如挡土墙支护，植被保护技术等）维护边坡稳定，可以有效的解决这一问题。一般情况下加固工程的形式为建造挡土墙。另外，很多工程项目建设在山地和丘陵地区，这些场地地形起伏较大，为了满足工业生产的需要，最大限度的减少耕地的占用，更有效的节约和利用有限的土地资源，往往需要在起伏较大的场地上进行平整工作，有着较高高度的填方边坡在实际工程中也经常遇到。以前的填方区工程多数采用一般重力式毛石或素混凝土挡土墙，石料用量惊人，施工质量很难控制，施工速度较慢。经过实际工程的应用和监测，证明扶壁式挡土墙安全可靠，经济效益和社会效益显著。 由此可见，研究扶壁式挡土墙的支挡技术和工程应用，有助于提高扶壁式挡土墙的安全系数，对于节省材料，降低施工周期，提高工程质量有着重要的意义。1.2国内外研究现状 国内挡土墙结构的研究和实践近年来也比较活跃，特别是山区公路和铁路的大量修建再加上城市边坡等建设，使人们不得不关注于挡土墙结构的设计问题。目前的研究主要集中在以下几个方面:挡土墙的设计方法;土钉墙的应用实践;预应力单锚多锚体系的分析与设计研究;轻型挡土墙结构的应用研究等。另外还有一些新型的挡土墙结构在工程中得到广泛的应用。这些研究与实践得出很多理论和应用的成果。伴随着基础设施建设的加快，在山区道路建设和山区城市建设中，不可避免的要支护边坡，做挡土墙结构使其稳定。而且挡土墙结构的形式也越来越多。 目前，国内正流行砌石重力式挡土墙、现浇和预制混凝土挡土墙、加筋土挡土墙等。加筋土挡土墙技术是最近几年提出的新技术。加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡构筑物，加筋土是一种在土中加入拉筋带的复合土，它利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。国内目前对钢筋混凝土扶壁式挡土墙的研究和应用较少，特别高度较大的填方区建筑边坡工程中的应用较少。在国家现行建筑边坡工程技术规范GB50330一2002中，出于经济和实际情况的局限，限定钢筋混凝土扶壁式挡土墙挡土高度不宜超过10m。在我们国家以前建设工程中，高度较大的挡土墙主要用在公路和铁路两侧，但挡土高度一般都在10m以下。长沙有色冶金设计院主编的国家建筑标准设计图集挡土墙04J008中钢筋混凝土挡土墙的高度限定在6m以内。扶壁式挡土墙超过10m时的工程应用和研究较少，特别是在软土地基中的应用。1.3本文的主要内容1.了解扶壁式挡土墙支护技术与概念，挡土墙的应用现状、研究现状及发展趋势。2.进行扶壁式挡土墙计算；该扶壁式挡土墙荷载及土压力的计算；内力计算；滑移稳定计算；倾覆稳定计算；地基承载力计算；结构计算等3.以某项目挡土墙工程为例进行工程实例分析4.通过计算软件设定不同挡土墙的参数，在达到安全适用的前提下，寻求最佳经济效益。第2章 扶壁式挡土墙支护技术与概念2.1扶壁式挡土墙的构成扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，在国外已广泛使用，近年来在国内也开始使用。其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸较小，踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力好。 扶壁式挡土墙由墙面板（立壁）、墙趾板、墙踵板及扶肋（扶壁）组成。扶肋把立壁同墙踵板连接起来，起加劲的作用，以改善立壁和墙踵板的受力条件，提高结构的刚度和整体性，减小立壁的变形。扶壁式挡土墙是路肩挡土墙的一种，是将预制的挡墙板焊接在预埋于基础混凝土中的钢板上，然后在其内倒填土的一种挡墙形式。与其它几种形式的挡墙比较，扶壁式挡土墙具有节省占地空间、缩短施工工期、美化城市环境、较易施工等优点，是城市公路工程立交桥引道中常用的一种挡墙形式。扶壁式挡土墙各部分尺寸的一般构造要求如下：墙高H8m，基础宽度应根据墙后回填土的性质经计算确定，当墙后无地下水时，一般取B（1/31/2）H，扶壁间距一般取Ln（1/31/2）H，墙趾板外挑厚度不应小于200mm，墙踵板厚度不应小于250mm。竖壁顶部厚度不宜小于150mm，竖壁底部厚度应由计算确定，不宜小于250mm。如果挡土墙后存在地下水时，应在墙身上设置排水措施，当后填料是沙砾土时，可以在墙背底部设置一层卵石滤水层，在墙上间隔2m3m设置呈梅花形布置的泄水孔，泄水孔直径宜为100mm150mm；当墙后填土为黏性土或其他低压缩性土时，应在墙背后先铺一层300mm厚的卵石滤水层，然后在卵石外面回填黏性土。挡土墙基础埋深不应小于1m，当处于冻胀土上时，不应小于冻结深度下0.25m。挡土墙每隔15m20m应设置一条20mm宽的沉降缝，缝内用沥青蔴丝或沥青木丝板填实。2.2扶壁式挡土墙的受力计算方式 扶壁式挡圭墙由趾板、踵板、墙面板及肋四部分组成，设计时取两肋跨中到跨中或肋中到肋中为一计算单元；对于趾板和肋分别按矩形或肋形悬壁梁考虑；对于墙面板和踵板是三向固定板，属超静定结构，按简化假定的近似方法进行计算。2.2.1垂直墙身计算方式 垂直墙身被扶壁划分为一个连续板带，底板对垂直墙身也有镶嵌作用，当Lx/Ly3的时候，可以近似当作三边固定，一边自由的双向板进行计算，当Lx/Ly3的时候可作为连续单向板计算（Lx为两扶壁间宽度，Ly为墙高）。2.2.2底板计算方式 基础底板同样的被扶壁划分为一个连续板带，垂直墙身对基础底板也有着镶嵌作用。底板的前趾部分由于比较短，在土壤的反力作用下，可当作上弯曲的悬臂板计算。后踵板承受地面荷载，挡土墙自重，土体自重，土壤反力的作用，计算方法和垂直墙身相同。实际的工程当中由于后踵版较长，受荷载较大，当肋板间距较大时，底板取与垂直墙身相同的厚度是不够安全的，所以通常都是加厚底板的厚度，但是这样操作，垂直墙身对于底板的镶嵌作用就不明显，甚至受力模式也会改变。如果不加厚地板厚度，可以在后踵版外边缘加设一道地基梁，将后踵板调整成为四边固定板，使得挡土墙各部分截面尺寸适中，受力合理。2.2.3扶壁计算方式将垂直墙身和扶壁合起来考虑，如同变截面的悬臂T形梁进行受力分析计算。2.3扶壁式挡土墙的工程计算模版2.3.1计算荷载2.3.1.1水平内力荷载根据墙面板计算模型，水平内力计算各内力分别为：式子中l为扶肋净间距墙面板承受最大水平正弯矩和最大水平负弯矩在垂直方向上分别发生在扶肋跨中的1/2H处和扶肋固定支点处的第三个1/4H1处。设计采用的弯矩值和实际的弯矩值相比，设计采用的大于实际的弯矩值，所以是偏安全的。2.3.1.2竖直弯矩墙面板在土压力的作用下，除了产生上述的水平弯矩外，将同时产生沿墙高方向的竖直弯矩。负弯矩出现杂墙背一侧底部H1/4范围内；正弯矩出现在墙面一侧，其最大值在第三个H1/4段内。最大值可按下列公式计算：沿墙长方向（纵向），竖直弯矩的呈抛物线形分布。设计时可采用中部2l/3范围内的竖直弯矩不变，两端各l/6范围内的竖直弯矩教跨中减少一半的阶梯形分布。2.3.2墙踵板设计计算2.3.2.1计算模型与荷载 墙踵板可视为支撑于扶肋上的连续板，不计算墙面对其的约束，而视其为铰支。内力计算时，可将墙踵板顺墙长方向划分为若干单位长度的水平板条，根据作用墙踵板上的荷载，对每一连续板条进行弯矩、剪力计算，并假定竖向荷载在每一连续板条上的最大值均匀作用于板条上。 作用在墙踵板上的力有：计算墙背与实际墙背间的土重及活载W1；墙踵板自重W2；作用在墙踵板顶面上的土压力竖向分力W3；作用在墙踵板端部的土压力的竖向分力W4；由墙趾板固端弯矩M1的作用在墙踵板上引起的等代荷载W5；以及地基反力等。 为简化计算，假设W3为中心荷载，W4是悬臂端荷载Ety引起的，实际应力呈虚线表示的二次抛物线分布，简化为实线表示的三角形分布；M1引起的等代荷载的竖直应力近似的假设呈抛物线，其重心位于距固支端5B3/8处，以其对固支端的弯矩与M1平衡，可得墙踵处的应力 将上述荷载在墙踵板上引起的竖向应力叠加，即可得到墙踵板的计算荷载。由于墙面板对墙踵板的支撑约束作用，在墙踵板与墙面板衔接处，墙踵板沿墙长方向板条的弯曲变形为零，并向墙踵方向变形逐渐增大。故可近似假设墙踵板的计算荷载为三角形分布，于是得:2.3.2.2纵向内力 墙踵板顺墙长方向（纵向）板条的弯矩和剪力计算与墙面板相同，各内力分别为：2.3.2.3横向弯矩 墙踵板沿板宽方向（横向）的弯矩由两部分组成： 1.三角形分布荷载作用下产生的横向弯矩，最大值出现在墙踵板的根部。由于墙踵板的宽度通常只有墙高的1/3左右，其值一般较小，对墙踵板横向配筋不起控制作用，故不必计算此横向弯矩。 2.由于在荷载作用下墙面板与墙踵板有相反方向的移动趋势，即在墙踵板根部产生与墙面板竖直负弯矩相等的横向负弯矩。2.3.3扶肋设计计算2.3.3.1计算模型和计算荷载 扶肋可视为锚固在墙踵板上的“T”形变截面悬臂梁，墙面板则作为该“T”形梁的翼缘板。翼缘板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽。为简化计算，只考虑墙背主动土压力的水平分力，而扶肋和墙面板的自重以及土压力的竖向分力忽略不计。2.3.3.2剪力和弯矩 悬臂梁承受两相邻扶肋的跨中至跨中长度Lw与墙面高度H1范围内的土压力。在土压力EH1作用在AB面上的土压力的水平分布力作用下产生了剪力和弯矩：2.3.3.3翼缘宽度 扶肋的受压区有效翼缘高度bi，墙顶部bi=b，墙底部bi=Lw（或12B2）中间为直线变化，可知：2.3.4配筋设计 扶壁式挡土墙的墙面板、墙趾板、墙踵板按矩形截面受弯构件配筋，而扶肋按变截面“T”形梁配筋。2.3.4.1墙面板水平受拉刚劲 墙面板的水平受拉钢筋分为内、外侧钢筋两种。内侧水平受拉钢筋布置在墙面板靠填土一侧，承受水平负弯矩，以扶肋处支点弯矩设计，全墙可分为34段。外侧水平受拉钢筋布置在中间跨墙面板临空一侧，承受水平正弯矩，该钢筋沿墙长方向通长布置。为方便施工，可在扶肋中心切断。沿墙高可分为几个区段进行配筋，但区段不宜分得过多。2.竖向受力钢筋 墙面板的竖向受力钢筋也分内、外两侧。内侧竖向受力钢筋布置在靠填土一侧，承受墙面板的竖直负弯矩。该筋向下伸人墙踵板不少于一个钢筋锚固长度；向上在距墙踵板顶高H1/4加上一个钢筋锚固长度处切断。每跨中部2L/3范围内按跨中的最大竖直负弯矩配筋，靠近扶肋两侧各L/6部分按最大负弯矩的一半配筋。 外侧竖向受力钢筋从布置在墙面板临空一侧，承受墙面板的竖直正弯矩。该钢筋通长布置，兼作墙面板的分布钢筋之用。3.墙面板与扶肋间的U形拉筋连接墙面板与扶肋的U形拉筋，其开口向扶肋的背侧，在扶肋水平方向通长布置。2.3.4.2墙踵板 墙踵板顶面布置横向水平钢筋，是为了墙面板承受竖直负弯矩的钢筋得以发挥作用而设置的。该筋位于墙踵板顶面，垂直于墙面板方向。该筋一端插入墙面板一个钢筋锚固长度；另一端伸至墙踵端，作为墙踵板纵向钢筋的定位钢筋。如钢筋的间距很小，可以将其中一半在距墙踵端B3/2减一个钢筋锚固长度处切断。 墙踵板顶面和底面纵向水平受拉筋，承受墙踵板在扶肋两端的负弯矩和跨中正弯矩。 连接墙踵板与扶肋之间的U形钢筋其开口向上。可在距墙踵板顶面一个钢筋锚固长度处切断，也可延至扶肋的顶面，作为扶肋两侧的分布钢筋。在垂直于墙面板方向的钢筋分布与墙踵板顶面纵向水平钢筋相同。2.3.4.3墙趾板 同墙面板的配筋设计。2.3.4.4扶肋 扶肋背侧的受拉钢筋，应根据扶肋的弯矩图，选择23个截面，分别计算所需的拉筋根数。为节省混凝土，钢筋可多层排列，但不得多于3层。其间距应满足规范要求，必要时可采用束筋。各层钢筋上端应按不需此钢筋的截面再延长一个钢筋锚固长度，必要时，可将钢筋沿横向弯人墙踵板的底面。除受力钢筋外，还需根据截面剪力配置箍筋，并按构造要求布置构造钢筋。第3章 以某项目挡土墙工程为例工程实例分析3.1工程绪言3.1.1拟建工程概况 按设计单位提出的 “工业与民用建筑地质勘察任务书”要求，对长沙恒飞电缆有限公司特种电线电缆项目挡土墙所在场地进行勘察工作，下面为勘察内容及报告。 按拟建特种电线电缆项目设计图要求，场地平整后在场地的东侧、南侧及西侧将形成高约0.5010.00米的土质边坡，全长约1236.00米。本次勘察将其划分为四段，其中AB段长398.0米，自然坡角为7080，坡高约0.501.50米间；CD段长240.0米, 自然坡角为5070，坡高约2.007.00米间;DE段长598.0米, 自然坡角为2080，坡高约3.0010.00米间；EA段长533.0米，目前还在场平，边坡未形成。 3.1.2边坡等级 依据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）3.2.1和3.2.2条的有关规定，该边坡为土质边坡，边坡高0.5011.00米，破坏后果较严重，边坡工程安全等级为二级。3.2边坡工程地质条件3.2.1地形地貌及气候特征 拟建特种电缆项目位于望城区普瑞大道西路与马桥河路交叉处以东，场地原始地貌为风化剥蚀残丘及冲沟，覆盖层为第四系素填土、冲积粉质粘土、冲洪积角砾、残积粉质粘土，基岩为元古界泥质板岩。边坡纵向高低起伏不平、横向地势稍有起伏，场地东临湖南金荣（望城）科技产业园、南依普瑞大道、西面为园区用地、北侧为空地。拟建场地勘察期间尚在整平，大部分场地已较为平坦，测得场地内钻孔孔口标高变化于52.0067.70m之间。 望城区属中亚热带季风湿润气候，气候温和，热量丰富，年平均气温17，降水量1370毫米，日照1610小时，无霜期274天。1月为一年中气温最低的一个月，平均气温为4.4度，7月为气温最高，平均30。望城区水资源丰富，境内河流为湘江及其支流，以湘江河为界，从河西流入湘江的有柳林江、撇洪河、沩水河、八曲河、马桥河、大泽湖水系、龙王港、观音港和百泉河，其中最有名的为沩水河。从湘江东岸流入的有黄龙河、石渚河与霞凝河。3.2.2边坡工程地质条件及岩土物理力学特征1、地层岩性 根据本次钻探揭露，场地内埋藏的地层主要为第四系素填土、冲积粉质粘土、冲洪积角砾、残积粉质粘土，各地层的野外特征自上而下依次描述如下： 素填土（Q4ml）（“”为地层编号，下同）：黄褐色，松散，稍湿-湿，主要以粘性土为主，底部夹有少许植物根茎，含少量碎石，为新近填土，密实程度不均，工程性状差异较大，未完成自重固结。分布于东侧与西侧边坡，层厚1.3013.80m，层顶高程54.2066.50m，层底高程45.0064.50m。淤泥质粉质粘土（Ql）：褐灰色，湿-饱和，软-可塑，以粘性土为主，含有机质腐殖质，稍有腥臭味。在钻孔ZK463、ZK464、ZK465、ZK479、ZK480、ZK481、ZK482均遇见该层，层厚1.302.30m，层顶高程46.9052.300m，层底高程45.6050.90m。 粉质粘土（Qal）：红褐色、褐黄色，湿-稍湿，以硬塑-坚硬，呈明显的花斑网纹状结构，含铁锰质氧化物及结核，土质较均匀，光泽反应为稍有光泽，干强度及韧性中等，摇振反应无，底部不均匀含约20%30%砾石，整个场地均有分布，层厚0.5013.50m，层顶高程45.0067.67m，层底高程37.9065.70m。 角砾（Qal+pl）：冲洪积成因，褐灰色，褐黄色，稍湿-湿，中密，粒径大于2mm的颗粒含量为55%-65%，棱角形为主，成分主要为石英质，粒径一般2-20mm，不均匀夹有卵石，块径30-80mm，粘性土含量为15%，其余为中粗砂充填，颗粒级配一般。整个场地均有分布，层厚0.507.50m，层顶高程41.5065.70m，层底高程37.1063.40m。 粉质粘土（Qel）：褐黄、褐红色，稍湿，可塑-硬塑，由下伏板岩风化残积而成，不均匀夹有未完全风化板岩碎块及石英脉，遇水易软化，脱水易干裂。光泽反应为稍有光泽，干强度及韧性中等，摇振反应无。在场地大部分钻孔中均遇见该层，层顶高程为38.8063.40m，该层未钻穿,本次钻探揭露最大厚度10.70m。2、岩土体物理力学性质及岩土参数选用（1）岩土物理力学性质A土的物理力学性质此次勘察共采取33件原状试样以及16件扰动土试样，并进行了室内土壤物理力学性质试验根据室内土工试验结果，场地内各地层的主要物理力学性质指标统计于表3.1土层物理力学性质指标统计表 表3.1岩土名称统计指标含水量W重度比重GS孔隙比e液性指数IL塑性指数IP压缩系数al-2压缩模量Es内摩擦角()内聚力(C)%kN/m3%MPa-1MPakPa素填土统计组数19191919191919191919最大值31.2 19.4 2.73 0.957 0.56 16.1 0.35 6.54 21.3 28.0 最小值24.9 18.3 2.72 0.755 0.46 12.5 0.28 5.44 15.4 19.0平均值28.0 18.82.73 0.853 0.51 14.4 0.31 5.91 18.4 23.0 标准差1.846 0.029 0.005 0.057 0.034 1.042 0.020 0.345 1.898 2.873 变异系数0.066 0.015 0.002 0.067 0.066 0.072 0.065 0.058 0.103 0.126 修正系数1.027 0.994 0.999 1.027 1.027 0.971 1.026 0.976 0.958 0.949 标准值28.7 18.7 2.72 0.876 0.53 14.0 0.32 5.77 17.7 22.0 淤泥质粉质粘土统计组数6666666666最大值42.3 18.0 2.69 1.163 1.21 16.5 0.69 3.69 8.8 12.0 最小值37.2 17.7 2.68 1.049 1.08 14.4 0.56 3.10 7.3 11.0平均值39.6 17.82.68 1.103 1.14 15.5 0.62 3.39 8.1 12.0 标准差2.162 0.013 0.004 0.047 0.049 0.804 0.056 0.251 0.606 0.548 变异系数0.055 0.007 0.002 0.043 0.042 0.052 0.090 0.074 0.074 0.048 修正系数1.045 0.994 0.999 1.036 1.035 0.957 1.074 0.939 0.939 0.961 标准值41.3 17.7 2.68 1.142 1.18 14.9 0.67 3.18 7.6 11.0 粉质粘土统计组数23232323232323232323最大值23.6 20.1 2.74 0.773 0.19 16.6 0.20 9.40 23.1 55.0 最小值19.2 19.0 2.72 0.633 0.01 12.6 0.18 8.18 20.4 40.0平均值21.9 19.5 2.73 0.706 0.09 14.3 0.19 8.90 21.9 48.0 标准差1.367 0.031 0.006 0.040 0.060 1.166 0.007 0.273 0.807 3.128 变异系数0.063 0.016 0.002 0.057 0.646 0.081 0.037 0.031 0.037 0.065 修正系数1.023 0.994 0.999 1.021 1.235 0.970 1.014 0.989 0.987 0.976 标准值22.4 19.4 2.72 0.720 0.11 13.9 0.19 8.80 21.6 47.0 角砾统计组数171717/最大值12.2 22.3 2.65 /最小值7.6 20.1 2.64 /平均值9.8 21.1 2.64 /标准差1.242 0.722 0.005 /变异系数0.127 0.034 0.002 /修正系数1.055 0.985 0.999 /标准值10.3 20.8 2.64 /粉质粘土统计组数19191919191919191919最大值27.3 20.0 2.74 0.826 0.30 16.8 0.23 8.41 21.3 44.0 最小值21.7 19.1 2.72 0.656 0.17 12.6 0.20 7.50 19.1 35.0平均值23.8 19.5 2.73 0.731 0.22 14.5 0.22 8.05 20.2 41.0 标准差1.509 0.026 0.006 0.047 0.036 1.147 0.009 0.277 0.594 2.855 变异系数0.063 0.013 0.002 0.064 0.167 0.079 0.041 0.034 0.029 0.070 修正系数1.026 0.995 0.999 1.026 1.068 0.968 1.017 0.986 0.988 0.972 标准值24.4 19.4 2.72 0.750 0.23 14.0 0.22 7.94 20.0 39.0 注：表中修正系数系按公式 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版计算，式中正负号按不利组合考虑。B原位测试为查明拟建场地地层工程特性，本次勘察于素填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土中进行标准贯入试验分别为12次、6次、36次、18次，于角砾中进行重型动力触探试验6.00m/20孔。标准贯入试验锤击数为实测击数，重型动力触探试验锤击数按有关规范规定进行钻杆长度修正。经综合整理统计列于表3.2。原位测试结果统计 表3.2 指标类型 地层统计个数范围值平均值标准差变异系数修正系数标准值（击）标准贯入试验素填土123.0-6.04.4170.900.2040.8933.94淤泥质粉质粘土62.0-3.02.6670.5160.1940.8402.24粉质粘土3618.0-29.023.9443.3350.1400.96022.98粉质粘土1814.0-21.016.6112.2790.1370.94315.66重型动力触探试验角砾6012.2-19.915.0151.6350.1090.97614.65注：表中修正系数系按公式 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版计算，式中正负号按不利组合考虑。3.2.3水文地质条件1、地下水稳定水位 本次勘察在所有钻孔中均遇见地下水，场地内地下水类型主要为孔隙潜水，受大气降水及地表水补给，地下水含量较小，稳定水位随季节的变化而异，其变化幅度不大，对边坡稳定性有一定的影响。勘察期间为枯水季节，部分钻孔测得其初见水位为0.30m0.80m，高程变化范围为51.7052.50m；孔隙潜水的稳定水位埋深范围为0.10m6.50m，高程变化范围为49.5865.50m。根据本次勘察结果及望城地区水文地质资料，该场地地下水稳定水位变化幅度可按12m考虑。2、地层透水性根据本次勘察结果，综合地区工程经验，场地内地层素填土、粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土为弱透水地层，角砾为中等透水地层。3、水质分析 本次勘察在钻孔ZK339、ZK440号中采取2件地下水试样进行了水质分析试验，根据水质分析结果，参照岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）有关标准综合判定：场地环境类型属类，场地内地下水水质对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。 在钻孔ZK61、ZK453中采取了2件土试样进行腐蚀性分析，其结果详见“土的腐蚀性分析报告”。根据土试样分析结果，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）有关规定结合场地情况判定:场地土对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性；对钢结构具有微腐蚀性。3.2.4地震效应1、抗震设防基本参数 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-2010）有关规定划分，本场地建筑工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。2、场地土类型和场地类别 根据本次勘察结果，依照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）的有关规定，结合邻近场地的勘察经验综合判定：AB段边坡场地土类型为中硬场地土；CD段边坡场地土类型为中硬场地土；DE段边坡场地土类型为中软场地土；EA段边坡场地土类型为中软场地土，场地覆盖层厚度在350米区间内。建筑场地类别为类，设计基本地震加速度为0.05g。场地为可进行建设的一般地段。3.3岩土工程评价3.3.1场地地基土工程特性评价根据本次勘察结果，将场地内分布各地层的岩土工程特性评价如下： 素填土：该层分布于东侧部分边坡体内，厚度为1.3013.80米，系新近堆填而成，结构松散，强度低，具有高压缩性，工程性能差，未经处理不能作为拟建建筑物的基础持力层。 淤泥质粉质粘土：该层边坡坡体内局部分布，范围较小，压缩性较高，强度低，工程性能差，可不考虑作为拟建建筑物的基础持力层。 粉质粘土：呈硬塑-坚硬状态，强度中等偏高，压缩性中等偏低，可作为拟建建（构）筑物的天然地基持力层。 角砾：呈中密状态，强度较高，工程性能较好，场地内均有分布，埋藏深浅不一，可作为拟建（构）筑物的天然地基持力层。 粉质粘土：该层分布于整个边坡坡体，层位稳定，且厚度较大，可塑-硬塑，强度中等，压缩性中等，工程性能较好，可作为拟建建筑物的基础持力层或下卧层。3.3.2边坡稳定性分析与评价1、现状边坡的稳定性该边坡由人工开挖、堆填而成，均为土质边坡。其中AB段长398.0米，自然坡角为7080，坡高约0.501.50米间，边坡主要地层为素填土、粉质粘土、角砾、粉质粘土；CD段长240.0米, 自然坡角为5070，坡高约2.007.00米间，边坡主要地层为素填土、粉质粘土、角砾、粉质粘土；;DE段长598.0米, 自然坡角为2080，坡高约3.0010.00米间，边坡主要地层为素填土、粉质粘土、角砾、粉质粘土，ZK432ZK440之间有小范围垮塌现象，ZK400处有水渗出；EA段长533.0米，主要地层为素填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、角砾、粉质粘土目前还在场平，边坡未形成。 勘察区域内，未见新构造运动、活动断裂、溶蚀溶沟等不良地质现象，未发现有影响边坡稳定性的不良地质作用，该边坡在现状条件下是稳定的。2、边坡稳定性计算计算方法的确定根据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）第5.2.1条及其条文说明，边坡稳定性分析应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段，进行综合评价的原则。因此，根据工程地质条件、可能的破坏模式以及已经出现的变形破坏迹象，可对边坡的稳定性状态作出定性判断。根据场地土体结构特征，工程地质、水文地质条件，结合类似场地的经验以及边坡可能失稳的模式，其坡体发生滑动破坏的模式呈圆弧状，故本工程边坡按瑞典圆弧法进行边坡稳定性计算（按等厚土层土坡考虑）。根据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）第5.2.3条，边坡稳定性系数按下式计算： Ks=RiTiNi=(Gi+Gbi)cosi+Pwisin(i-i)Ti=(Gi+Gbi) sini+Pwicos(i-i)Ri= Nitgi+cili式中 Ks边坡稳定性系数；ci第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kPa）；i第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（0）；li第i计算条块滑动面长度（m）；i,i第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（0）；Gi第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）；Gbi第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kN/m）；Pwi第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）；Ni第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/ m）Ti第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）；Ri第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）；边坡稳定性计算参数的选用根据钻探揭露及调查、现场原位测试，结合土工试验结果及长沙地区经验，经综合分析，对场地内各土层的边坡稳定性计算参数提供如表3.3。 岩土层的边坡稳定性计算参数 表3.3 地 层名 称压缩模量平均值ES (MPa)内摩擦角标准值 ()粘聚力标准值C(kPa)重度(kN/m3)素填土/10.08.018.7淤泥质粉质粘土3.17.611.017.7粉质粘土8.821.64519.4角砾20.025.02.020.0粉质粘土7.920.035.019.4注:1）表中带“”者为变形模量。 边坡稳定性计算结果本场地地下水主要为孔隙潜水，且水量较小，坡面局部有地下水渗出，抗震烈度按度考虑，其边坡稳定性主要受土体的结构影响较大。在计算边坡的稳定性时采取对边坡的最危险滑动面进行优化搜索，计算结果见表3.4。 边坡稳定性计算结果一览表 表3.4边坡位置计算剖面安全系数备 注边坡AB段8-81.20工况二边坡CD段51-511.165工况二边坡DE段38-381.066工况二以上计算结果表明，边坡的安全系数K1.0661.201.25。根据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）表5.3.1中的规定，二级边坡稳定系数K按圆弧滑动法不小于1.25，且边坡均为永久性边坡，边坡安全等级为二级，因此应采取相应措施进行治理。并在坡顶做好排（截）水沟，避免地表迳流冲刷破坏坡面，确保边坡稳定。3.4边坡支护处理措施根据场地工程地质条件、水文地质条件，结合即将形成边坡的特点，按“技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工、不留后患”的原则，建议采用如下支护治理措施，其治理后的边坡稳定系数建议采用1.25。1）支挡与放坡相结合采用挡土墙进行支护，上部可采用放坡措施。2）截、排水及坡面防护在坡顶设天沟（截水沟），并将水引至坡体外；对边坡长、上部汇水面积较大地段可设置吊沟将水引至坡下；在边坡坡脚设排水沟；在坡体内设置泄水孔，将坡体内的水排出； 在缓坡地段可种植草皮绿化坡面，并防止坡面土体流失或溜土，在较陡边坡地段可用水泥砂浆或浆砌片石等封固坡面。3.5施工注意事项1、挡土墙开挖时应分新商盟层分段进行，并分层分段及时支护，开挖过程中应注意施工顺序，严禁超挖；应尽量保持现有边坡破率；宜对边坡坡面进行机械修整和人工平整，保证坡面顺滑、美观。2、挡土墙应设计适当的地表排洪体系以避免暴雨季节的坡面洪流的不利影响。3、挡墙施工时，需在挡墙强度达到70%后方可填土，填土应按规范要求进行分层碾压夯实。4、在挡土墙的施工期和使用期，应控制不利于边坡稳定的因素产生和发展，不应随意开挖坡脚，防止坡顶超载，应避免地表水及地下水大量渗入坡体，并应对有利于边坡稳定相关环境进行有效保护。5、拟建挡土墙的设计与施工宜对整个边坡的稳定性进行综合考虑，以保证整个边坡的稳定性。6、在坡顶、坡底施工拟建（构）筑物基坑（槽）时，应注意对边坡产生不利影响，严禁对边坡产生“割脚”作用。7、支护桩的设计与施工，应严格按照建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）、建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）的相关规定执行。8、施工时应合理安排建筑材料及建筑垃圾的运输工作，废弃的泥浆、碴应按环境保护的有关规定处理，并尽量降低对周边环境的噪音污染。注意对周边建筑的影响以及周边建筑等荷载的影响。9、工程施工期间内，应按照规范要求对坡顶水平位移及垂直位移、地表裂缝（如果有）、坡顶建（构）筑物变形、降雨与时间的关系等进行监测，监测点的设置应满足规范要求；工程竣工后，监测时间不得少于2年。3.6结论与建议（一）结论1、据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）3.2.1和3.2.2条的有关规定，该边坡为土质边坡，边坡高0.5011.00米，破坏后果严重，边坡工程安全等级为二级。2、影响拟建边坡稳定性的不良地质作用为滑移。本次勘察选择了三条剖面进行了稳定性计算，计算结果表明，拟建边坡在形成过程中如不采取支护措施，坡面将会产生滑移，以及由于应力释放而造成边坡垮塌。 3、根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2009年版）和中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，拟建场地抗震设防烈度为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，场地内无可液化地层分布。根据本次勘察结果，依照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）的有关规定，结合邻近场地的勘察经验综合判定：AB段边坡场地土类型为中硬场地土；CD段边坡场地土类型为中硬场地土；DE段边坡场地土类型为中软场地土；EA段边坡场地土类型为中软场地土，场地覆盖层厚度在350米区间内。建筑场地类别为类，设计基本地震加速度为0.05g。场地为可进行建设的一般地段。4、勘察期间，场地内部分钻孔在勘探深度范围内遇见地下水，大气降水入渗后将造成结构面抗剪强度降低，也进一步降低边坡的稳定性。（二）建议1、建议对该拟建边坡进行支护处理，拟形成的土质边坡治理方式建议采用扶壁式挡土墙加放坡的型式。2、应在边坡及其周边建立变形观测系统，及时掌握边坡的变形情况，并采取相应的处理措施，直至支护处理施工完工后一定时间。3、当对边坡进行支护时，各岩土层有关参数如下各岩土层有关技术参数推荐表 表3.5指 标地 层承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)天然重度(KN/m3)抗剪强度(快剪)土对挡土墙基底的摩擦系数锚固体与土体的粘接强度特征值frb(Kpa)放坡坡率内摩擦角 (度)凝聚力C（kPa）素填土未完成自重固结18.710.08.0/1:1.75淤泥质粉质粘土803.117.77.611.0/1:2.00粉质