大学学生宿舍和食堂岩土工程设计说明

第十二章、岩土工程一、工程概况本项目位于重庆江津双福新区重庆交通大学双福校区西北部。本地块由食堂、宿舍两大功能组成。建设功能：学生食堂、学生宿舍，公共（学校）建筑

本项目无地下室，食堂、硕士生宿舍、本科生宿舍属多层建筑。

拟建层数：博士生和留学生宿舍：地上17层，属一类高层；

硕士生宿舍、本科生宿舍：地上6层，属多层建筑；

耐火等级：博士生和留学生宿舍一级，其余二级本项目修建完毕后，周边局部将产生高约2.0～6.0m高的环境边坡。分别为U-V、W-X、X-Y及Y-Z段。挡墙信息及剖面详见道路及结构相关图纸。图1.1边坡挡墙平面图主体结构的基础形式为桩基础及扩展基础，场地现状高程满足要求，不需设置基坑。二、设计范围设计范围为地块北侧、南侧、东侧边坡。北侧红线外存在高边坡山体，施工图阶段需对红线外环境边坡进行安全性和影响评估及支护专项设计，并对现有红线内边坡支护方案进行整体设计。三、设计依据 （1）建设单位提供的建筑用地红线图，场地地形图。（2）《重庆交通大学双福校区北区学生宿舍及食堂详细勘察报告》（3）基坑周边环境资料：周边规划市政道路位置标高等。（4）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)（2015年版）（5）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；（6）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）；（8）设计合同四、设计标准本区抗震设防烈度为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。环境边坡按永久性边坡设计，设计安全等级为二级，设计使用年限为50年。五、建设条件场地东南两侧为已建校园主干道路，西北两侧为规划道路，无已建重要建筑物和构筑物。工程地质条件见下节。六、支护结构设计1.边坡工程地质分析评价地形地貌拟建场地原始地形南北为山丘，中部为东西走向的宽沟，经过后期人工回填，现场地地形较平缓，尚余北段为一东西向脊状山。地表高程大致在385.70～418.43m之间，最大高差32.73m左右。场地地形坡角多为3～5°，在局部填方区及原始地形丘包处较陡，一般10°～30°。气象、水文场地所在地属亚热带湿润季风气候区，四季分明，冬暖春早，初夏多雨，盛夏炎热常伏旱，秋多连绵阴雨，无霜期长，昼夜温差大，多雾少日照，区内以降雨为主，雪、冰雹少见，年平均气温18.6℃，月均气温以8月最高，达到28.4℃，1月最低为5.0℃。雨量充沛，年最大降雨量1451.7mm（1982年），年最小降雨量836.5mm（1961年），年平均降雨量为1104.2mm，降水的季节分配不均匀，其中春季占降水量的30%，夏季占37%，秋季占27%，而冬季仅占6%，5～9月的降水量最多，占全年降水量的66.1%，尤其是暴雨集中，强度大，多年年平均日最大降雨量为210.3mm。勘察区内地表水主要于12剖面分布一水塘。（钻孔编号为ZK100附近），经勘察期间实测地表水位高程一般在386.59～386.83m之间。地质构造场地在构造单元上处于北碚向斜南东翼，区内新构造运动不强烈，无活动断层通过。见构造纲要示意图2.3-1。岩层呈单斜构造产出。岩层产状310°∠20°，基岩由侏罗系中统的沙溪庙组地层组成，岩性为泥岩与砂岩不等厚互层。岩层层面表面平直，较光滑，无充填，局部见有少量钙质薄膜，结合很差，为软弱结构面。根据场地及附近基岩出露区的调查，主要发育有以下两组裂隙：据在场地内的基岩露头处实测，主要有2组裂隙。其特征分述如下：裂隙①产状为220°∠60°，面平直，微张，局部充填泥质，间距1.00～1.80m，延伸长2.00～6.50m，结合程度差，属硬性结构面；裂隙②产状为138°∠26°，裂面平直，微张，无充填，间距0.50～1.20m，延伸长2.00～5.00m，结合程度差，属硬性结构面。地层岩性经钻探揭示及场区实地调查，场区范围内主要岩土层有全新统人工填土（Q4ml），残坡积层粉质粘土（Q4el+dl），下伏基岩为侏罗系中统的沙溪庙组（J2s）的砂岩、泥岩、泥质粉砂岩，分述如下：（1）第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土主要由粉质粘土和碎块石组成，碎块石主要成分为粉砂质泥岩和砂岩，一般粒径约1~6cm，最大粒径小于10cm，硬质含量约20~30%，呈松散状态，回填时间大于5年。本层位于场地表层，分布于整个场区，钻探揭示厚度0.10m（ZK176）~20.2m（ZK125）。（2）第四系坡残积层（Q4el+dl）粉质粘土：褐黄色、褐灰色，可塑状，表层含植物根系，由黏粉粒组成，刀切面粗糙，无摇震反应，干强度及韧性中等。本层分布于人工填土之下及斜坡下部和边坡顶部局部地段。钻探揭示厚度0.2m（ZK179）~10.0m（ZK31）。（3）侏罗系中统沙溪庙组基岩层（J2s）粉砂质泥岩（J2s-Sm）：紫红色，夹灰绿色斑块，成分以粘土矿物为主，次为长石、石英等矿物，粉砂泥质结构，薄-中厚层构造。岩层中可见钙质结核和灰绿色条带及斑点，易风化崩解，局部段含砂质较重。局部夹薄层砂岩。勘察揭露最大厚度32.19m（ZK176），为建设场地的主要岩性。砂岩（J2s-Ss）：灰白色，细～中粒结构，中厚层状构造，矿物成分以长石、石英为主，岩屑、云母次之，局部含泥质团块，钙、泥质胶结，与粉砂质泥岩呈互层状。勘察揭露最大厚度14.09m（ZK63）。泥质粉砂岩（J2s-As）：褐灰色，褐灰色，粉粒结构，中厚层状构造，泥质胶结，主要由石英、长石等矿物组成，泥质、钙质胶结。勘察揭露最大厚度11.40m（ZK237），在场地内局部分布，为场地揭露的次要岩性。（4）风化带特征及基岩面起伏情况场地现状地形大部分为人工回填后形成，仅斜坡顶部和底部少量为原始地貌，现状地面高程385.70-418.43m之间，相对高差32.73m。地形坡角整体较缓，一般3°～5°。在局部填方区及原始地形丘包处较陡，一般10°～30°。结合钻探获取岩芯的实际情况及物探测试资料，将钻探深度范围内的基岩划分为强风化带和中等风化带。强风化带：风化裂隙较发育，岩芯破碎，多呈碎块状，少数短柱状、碎块状，岩质软，岩块手折易断。据钻探成果厚度为0.30（ZK161）～15.40m（BZK7）。中等风化带：风化裂隙不发育，岩心较完整，主要呈柱状、长柱状，节长一般10～30cm，局部夹少量碎块状碎块,手难折断,岩质较硬，顶面标高361.15～415.43m。钻孔揭露最大厚度37.64m（ZK199）。水文地质条件场地内地下水类型按含水介质和地下水动力条件分为：松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。松散介质孔隙水：主要赋存于素填土中，地下水主要受大气降水和下伏风化基岩裂隙的渗透补给侧向补给，地下水与水塘地表水水力联系密切，根据本次勘察各钻孔实测得，场地地下水初见水位与混合稳定水位基本一致，勘察期间观测地下水水位埋深一般为0.1～6.5m，水位高程一般在382.52~394.49m。人工填土回填时间相对较短，成分为粘性土、砂岩泥岩块石、及少许建垃圾筑砼块及碎砖块等，结构松散，孔隙发育，透水性较好，有利于地表水下渗及地下水运移。基岩裂隙水：基岩内裂隙不发育，地下水赋存条件差，其地下水贫乏。基岩裂隙水主要分布于基岩裂隙中，受大气降水补给，向地势低洼处排泄。其富水性受岩性条件及风化带深度所控制。浅部强风化带的网状风化裂隙中，透水性强，向深部含水性及透水性变弱，具相对隔水性。水、土腐蚀性评价根据地区经验，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）附录G判定，场地环境类型为=2\*ROMANII类，据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）第12.2条判定，场地区地下水对砼结构具微腐蚀性，钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。场地及周边范围无生活垃圾，无化工业废弃渣等污染源，填土未经受污染，粉质粘土未被污染。根据地区经验，据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）附录G判定，场地环境类型为Ⅱ类，据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）第12.2条判定，对砼结构具微腐蚀性，钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。不良地质现象及地质灾害经地质调查和钻孔揭露，建设场地内未见断层、滑坡、危岩、崩塌、泥石流、采空区等不良地质作用。未见古河道、沟浜、巨大孤石、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物。但场地北侧和东侧将形成人工边坡，建议红线外边坡另行补充勘察，并进行红线内和红线外地质灾害调查。边坡破坏模式和稳定性分析评价（1）A-B段环境边坡：45-45′剖面西侧一带，为拟建热泵设备用地，边坡长度20m左右，边坡最大高度约9m，边坡坡向260°，为岩土质挖方边坡，边坡安全等级为二级，边坡岩性为粉质粘土、强风化和中等化粉砂质泥岩。表层为残坡积层覆盖，厚度0.5m，强风化基岩风化严重，岩体破碎，呈散体状结构，根据边坡产状、结构面产状作极射赤平投影如图1。中风化基岩根据赤平投影分析（见图1）：岩层倾向与边坡大角度相交，对边坡稳定性影响小，裂隙②外倾，但倾角小于边坡坡角，对边坡稳定性有不利影响，但裂隙②结构面倾角陡，沿裂隙②结构面滑移破坏的可能性小。边坡稳定性主要受岩体强度控制。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.3.4岩质边坡岩体分类标准，强风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅳ类，等效内摩擦角取43度；中等风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取53度；边坡岩体破裂角取45°＋φ/2，即中等风化粉砂质泥岩59.8°。由于边坡开挖边线距用地线线较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，先支护、后开挖的施工方法，挡墙墙持力层选用中等风化粉砂质泥岩，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（2）B-C段环境边坡（参考（1-1′、49-49′58-58′剖面）：为拟建道路（ZDAK0+620～K0+777.044）段北侧现状环境边坡，边坡长157m，红线外边坡最大高度约24m，边坡坡向185°，坡度约30°，为岩质边坡，边坡安全等级为二级，边坡岩性为强风化和中等风化粉砂质泥岩。强风化粉砂质泥岩风化严重，岩体破碎，呈散体状结构，根据边坡产状、结构面产状作极射赤平投影如图2。该段边坡岩层倾向与边坡倾向大角度相交，为切向坡，对边坡稳定性不利影响小；裂隙③外倾，倾角小于边坡坡角（30°），对边坡稳定性有不利影响，破坏模式可能产生坡面掉块、崩落。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.3.4岩质边坡岩体分类标准，强风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅳ类，等效内摩擦角取43度；中等风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取53度；边坡岩体破裂角取45°＋φ/2，即中等风化粉砂质泥岩59.8°。由于边坡边线距拟建道路（ZDAK0+608～K0+777.044）段较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，挡墙墙持力层选用中等风化粉砂质泥岩，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（3）B1-B2段环境边坡（参考（6-6′剖面）：为拟建A2-A、A2-B本科生宿舍北侧形成的填土挖方边坡，边坡长50m，边坡最大高度约5m，边坡坡度185°，边坡安全等级为二级，坡体组成物质为素填土，厚度9.2～13m素填土结构松散，强度低，若直立切坡土体不稳定，可能的破坏模式易沿土体内部圆弧形滑动。由于边坡开挖边线距拟建道路（ZDAK0+620～K0+777.044）段路基边线较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，先支护、后开挖的施工方法，持力层选用压实填土，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（4）D-E段为（ZDBK0+000～K0+040）路基回填形成环境边坡（代表性剖面61-61′）：边坡长约40m，边坡最大高度约7m，坡向280°，为岩土混合边坡，边坡安全等级为二级，坡体组成物质为素填土，厚度为3m，下伏为强风化和中风化粉砂质泥岩，根据边坡产状、结构面产状作极射赤平投影如图3。裂隙②与边坡大角度相交，对边坡稳定性影响小，岩层面与边坡小角度（30°）相交，对边坡稳定性有不利影响，填土结构松散，强度低，直立挖填方边坡稳定性差，边坡土体易沿岩土体内部产生圆弧滑动。（5）EF段环境边坡：（参考9-9′、16-16′剖面）：为拟建A1-A、A1-B本科生宿舍东侧形成的填土挖方边坡边坡长度90m左右，边坡最大高度约6m，边坡坡向255°为填土边坡，边坡安全等级为二级。坡体组成物质为素填土，素填土厚度大于10m，素填土结构松散，强度低，若直立切坡土体不稳定，可能的破坏模式易沿土体内部圆弧形滑动。由于边坡开挖边线距离现状道路（芳华路）较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，先支护、后开挖的施工方法，持力层选用压实填土，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（6）FG段环境边坡：（参考24-24、60-60′剖面）留学生楼、博士楼东侧区域形成环境边坡、边坡长约60m，边坡最大高度约5.5m，边坡坡向240°，边坡为填方边坡，边坡安全等级均为二级。坡体组成物质为素填土，素填土厚度为10.40～18.50m，素填土结构松散，强度低，若直立切坡土体不稳定，可能的破坏模式易沿土体内部圆弧形滑动。由于边坡开挖边线距离现状道路（芳华路）较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，先支护、后开挖的施工方法，持力层选用压实填土，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（7）G-G1段环境边坡（参考28-28′、60-60′剖面）：为留学生楼、博士楼南东侧形成环境边坡，边坡长度120m左右，边坡最大高度约6m，边坡坡向340°，为填方边坡，边坡安全等级为二级。坡体组成物质为素填土，素填土厚度大于10m，素填土结构松散，强度低，若直立切坡土体不稳定，可能的破坏模式易沿土体内部圆弧形滑动。由于边坡开挖边线距离现状道路（芳华路）较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，先支护、后开挖的施工方法，持力层选用压实填土，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（8）G1-G2段环境边坡（参考28-28′、48-48′剖面）：为学生食堂南东侧形成环境边坡，边坡长度120m左右，边坡最大高度约6m，边坡坡向340°，为岩土混合边坡，边坡安全等级为二级。边坡岩性为素填土、粉质粘土、强风化和中等化粉砂质泥岩。表层覆盖层厚度0.5-1.6m，强风化基岩风化严重，岩体破碎，呈散体状结构，根据边坡产状、结构面产状作极射赤平投影如图4。由赤平投影分析如下：裂隙②与边坡大角度相交，对边坡稳定性影响小，岩层面与边坡小角度（30°）相交，对边坡稳定性有不利影响，边坡稳定性主要受岩体强度控制，直立切坡边坡整体基本稳定。岩体破碎，呈散体状结构，其可能的破坏模式沿强风化岩体内部圆弧形滑动。破坏模式可能产生坡面掉块、崩落。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.3.4岩质边坡岩体分类标准，强风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅳ类，等效内摩擦角取43度；中等风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取53度；边坡岩体破裂角取45°＋φ/2，即中等风化粉砂质泥岩59.8°。由于边坡边线距现状道路较近，放坡条件受限，建议采用桩板挡墙进行支挡，挡墙墙持力层选用中等风化粉砂质泥岩，或采用重力式挡墙，持力层采用原状土或强中风化岩。（9）M-N段环境边坡（参考36-36剖面）：边坡长度20m左右，边坡最大高度约6m，边坡坡向66°，为岩土混合边坡，边坡安全等级为二级。位于拟建地学生食堂西南侧（挡墙）段，边坡岩性为粉质粘土、强风化和中风化基岩。表层为残坡积层覆盖，强风化基岩风化严重，岩体破碎，呈散体状结构，根据边坡产状、结构面产状作极射赤平投影如图5。该段边坡岩层倾向与边坡倾向大角度相交，为切向坡，对边坡稳定性不利影响小；岩层倾向与坡向呈大角度相交，对边坡稳定性不利影响小；裂隙②结构面倾角陡，沿裂隙②结构面滑移破坏的可能性小。边坡稳定性主要受岩体强度控制，直立切坡边坡整体基本稳定。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.3.4岩质边坡岩体分类标准，强风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅳ类，等效内摩擦角取43度；中等风化粉砂质泥岩段边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取53度；边坡岩体破裂角取45°＋φ/2，即中等风化粉砂质泥岩59.8°。该段边坡左侧为拟建道路，右侧为拟建食堂范围，边坡不具备放坡条件，设计拟采用挡墙支挡处理。建议挡墙以中风化基岩作为持力层。完善道路路基、坡面的防水系统，确保安全。（10）L1-L2段环境边坡，为道路（ZDAK0～K0+620）填方边坡，边坡长约620m，坡向约340°，边坡坡高约0.48～1.25m，边坡安全等级为三级，边坡主要为人工素填土组成。沿现状道路横向，基岩面倾角较缓，一般3°～15°。形成的路基填土不会整体沿现状地面或基岩面产生滑动。但直立挖填方边坡稳定性差，边坡土体易沿岩土体内部产生圆弧滑动。边坡具放坡条件，设计拟按1:1.50进行放坡，完善道路内侧、路基、坡面的防水系统，确保道路安全。3.基坑边坡支护形式及计算参数计算参数岩土设计参数取值表项目素填土（Q4ml）粉质粘土（Q4el+dl）粉砂质泥岩（J2S）泥质粉砂岩（J2S）砂岩（J2S）重度（KN/m3）天然20.019.424.524.624.9饱和20.519.824.724.825.1岩体抗拉强度（MPa）//0.090.180.41岩土体抗剪强度C（KPa）8天然:2