岩土工程施工图设计总说明

PAGE岩土工程施工图设计总说明PAGEPAGE61、工程项目概述本工程设计污水管网起点位于黄茅坪组团H9路污水排出口，排入悦来污水厂现状进厂d1500截污干管中，最终排入悦来污水厂处理达标排放。结合土地利用规划图、滨江湿地公园设计资料以及现状管网实测资料，自H9路污水现状排出口至悦来污水厂进厂，设计一根公称直径为DN1000（内径d864）的污水管道，管道总长约2.0km，其中包括顶管工程长约1.3km，明挖施工约0.6km，以及一座架空管廊桥，长度约80m。边坡工程设计参数表基坑名称基坑位置使用年限基坑性质安全等级重要性系数基坑类型基坑高度破坏后果1#边坡桥梁0#台位置50年永久边坡一级1.1土质边坡H≤18.0m很严重1#深基坑W-1顶管接收井2年临时基坑二级1.0土质基坑H≤7.5m严重2#深基坑W-2顶管工作井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤8.5m很严重3#深基坑W-2-1顶管工作井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤9.0m很严重4#深基坑W-17顶管工作井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤11.5m很严重5#深基坑W-18顶管接收井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤11.5m很严重6#深基坑W-19顶管工作井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤16.0m很严重7#深基坑W-20顶管接收井2年临时基坑一级1.1岩质基坑H≤21.5m很严重8#深基坑W-21顶管工作井2年临时基坑一级1.1岩质基坑H≤17.5m很严重9#深基坑W-22顶管接收井2年临时基坑一级1.1岩土混合基坑H≤20.0m很严重10#深基坑W-23顶管工作井2年临时基坑一级1.1岩土混合基坑H≤23.5m很严重11#深基坑W-24顶管接收井2年临时基坑一级1.1岩土混合基坑H≤21.5m很严重12#深基坑W-25顶管工作井2年临时基坑一级1.1岩土混合基坑H≤21.0m很严重13#深基坑W-26顶管接收井2年临时基坑一级1.1岩质基坑H≤20.5m很严重14#深基坑W-27顶管工作井2年临时基坑一级1.1岩质基坑H≤18.5m很严重15#深基坑W-28顶管接收井2年临时基坑一级1.1岩质基坑H≤19.5m很严重16#深基坑W-29顶管工作井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤15.0m很严重17#深基坑W-30顶管接收井2年临时基坑一级1.1土质基坑H≤9.0m很严重2、地质环境条件2.1.地形地貌本次勘察污水主干管沿线属构造剥蚀浅～中丘地貌，呈现浑圆状丘堡与宽缓沟槽相间分布的特征，沿线地貌受道路及附近建筑修建影响，大部分地貌已经过人工改造。场地地面高程198.83～226.67m，整体最大高差约28m。主干管W1-10～W1-14段右侧为修筑道路形成高填方，其坡脚已修建矮挡墙并完成放坡，东高西低，高差约33m。主干管W1-10～W1-14段，标高最低位于宽缓V形溪谷的溪沟处（为主干管跨溪段，也是人行廊桥的桥梁段，溪沟走向约304° ，与部分拟建主干管线路平行），高程约为198.8m。沿线坡度一般比较平缓，局部地段道路修建形式成填方边坡，一般坡度在0~8°，局部靠近缓丘斜坡位置坡度12～28°，宽缓沟槽处局部位置坡度局部达到30～55°。2.2.地质构造场区地质构造位于龙王洞背斜北西翼，为单斜岩层产出，岩层产状为：倾向252°，倾角9°，层面表面平直，无胶结，结合差，为硬性结构面。根据地表地质调查及钻探深度揭示，场区内发育两组构造裂隙：LX1裂隙：86°∠61°，间距0.5～1.5m，裂隙张开约1～3mm，裂隙面较平直，无充填物，延伸约2～3m左右。为硬性结构面，结合一般。；LX2裂隙：180°∠82°，间距0.3～1.0m，微张开，偶见泥质充填物，延伸约1～5m左右。为硬性结构面，结合一般。2.3.场地岩土体构成根据工程地质测绘及钻探揭露，场地内地层主要为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积（Q4el+dl）粉质粘土层，下伏基岩侏罗系中统沙溪庙组（J2S）泥岩和砂岩，其土层层序及地层简述如下：（1）素填土(Q4ml):灰褐色为主、杂色，稍湿，结构松散～稍密状，主要由邻近道路开挖抛填的泥岩、砂岩块碎石及粘性土组成，其中碎石含量18-25%，骨架颗粒呈棱角状，均匀性差。主要分布在W1-1～W1-3、W1-9～W1-30地段，填土厚度一般0.5～26.9m，堆填时间为10个月左右，局部填土堆填时间在2年以上。（2）残坡积层（Q4dl+el）粉质粘土：褐黄色，呈可塑状，主要为粘土矿物组成，干强度、韧性中等，切口稍有光泽，无摇震反应。主要在填土与岩层交接带小面积分布，厚度一般为0～4.4m。（3）残坡积层（Q4al+pl）粉质粘土：褐黄色，湿-稍湿，呈可塑状，主要为粘土矿物组成，含少量砂砾，干强度、韧性中等，切口稍有光泽，主要分布在合水溪右岸（即W1-3～W1-4段沟谷底部），厚度3.70m左右。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~不整合接触~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~（4）侏罗系中统沙溪庙组（J2S）泥岩（J2S-Ms）：紫红色、紫褐色，主要由粘土矿物组成，局部见灰绿色砂质团块或条带，泥质结构，中厚层状构，泥质胶结，局部含砂质较重。中风化岩石岩质较硬，裂隙较发育～不发育，岩芯较完整，多呈柱状，少量块状。分布于整个场地，层厚1.60～17.30m。砂岩（J2S-Ss）：灰色、灰白色，局部呈灰黄色、青灰色，矿物成分为长石、石英及云母等，砂质结构，中厚层状构造，钙质胶结。中风化带岩石岩质较硬，裂隙较发育～不发育，岩芯较完整，呈短柱状。主要分布于场地中部，钻探揭露层厚2.30～8.80m以上各岩土层结构、分布情况详见工程地质剖面图(附图2-1～23)及钻孔柱状图(附图3-1～79)。2.4.基岩顶界面及基岩风化带特征据钻探揭露，第四系覆盖层厚度0.50~26.90m，基岩顶面高程183.35～222.28m，基岩面总体起伏随地形变化而变化，基岩面坡角约2~5°，总体起伏不大。场地基岩划分为强风化带和中风化带。基岩强风化带厚度一般为0.35（ZY78）~2.15（ZY36）m。强风化层底随基岩面起伏而起伏，强风化层风化强烈，质硬，性脆，可见风化裂隙，裂面为铁锰质或泥质充填，由于岩芯破碎，采样困难，故未采取强风化样。2.5.水文地质条件沿线地下水富水性受地形地貌、岩性及裂隙发育程度控制。地下水主要受大气降雨补给，沿线大气降水丰沛，一般情况下，第四系松散层含孔隙水，砂岩含孔隙裂隙水(主要为裂隙水)，泥岩为相对隔水层。根据沿线地下水的赋存条件、水理性质及水力特征沿线地下水可划分为第四系松散层孔隙水和碎屑岩类孔隙裂隙水。①第四系松散层孔隙水：主要分布在残坡积层和人工填土层中，多为局部性上层滞水，水量小，动态幅度大，水质成分由含水介质的性质决定。②碎屑岩类孔隙裂隙水：包括风化裂隙水和构造裂隙水，风化裂隙水分布在浅表基岩强风化带中，为局部性上层滞水或小区域潜水，水量小，受季节性影响大；构造裂隙水分布于基岩构造裂隙中，以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存。基岩裂隙水主要赋存地势低洼的基岩中，局部裂隙贯通段较发育，而地势较高区段基岩因其排泄条件较好，一般不含地下水。石合溪岸坡区水文地质单元：主要为季节大气降水是松散层的主要补给，石合溪是松散层中的地表水的排泄地，在洪水季节松散层主要受大气降水补给，石合溪是附近周边道路管涵的排泄地，因此石合溪水位呈动态变化。拟建场地水文地质条件简单，但在雨季时施工时，应考虑相应的排水措施，抽排渗坑孔内的地表水。建议跨合水溪段桥台桩基设计时应考虑洪水对桩基的影响，采取相应的防护措施。根据地区经验，建议素填土渗透系数取21m/d,粉质粘土渗透系数取0.03m/d,泥岩渗透系数取0.06m/d,砂岩渗透系数取20.5m/d。2.6.水、土的腐蚀性评价根据区域地质调查结合邻近道路、建筑勘察资料分析，场地区内覆盖层为素填土、粉质粘土。拟建场地附近没有化工、印染、冶金等污染源，场区内岩土层没有受到污染。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021～2001）（2009版），工程区地表水在Ⅲ类环境下对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性；场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。2.7.不良地质现象及地质灾害本次勘察区范围未见滑坡、危岩和崩塌、泥石流等不良地质现象。基岩岩体整体性较好，场地总体稳定，可以作为该工程建设场地。另外按邻近道路设计标高开挖回填后形成了多处填方区域（部分临近道路填方边坡已完成放坡），本次设计施工须注意不均匀沉降的处理和环境边坡维护，在建道路将对边坡进行支护处理，应处理好与道路建设的相互协调关系。2.8岩土参数的选用及建议岩土体物理力学参数推荐值一览表参数指标岩土名称重度(kN/m3)天然抗压强度(MPa)饱和抗压强度(MPa)地基承载力特征值(kPa)内聚力C(kPa)内摩擦角φ(ο)变形模量E0（Mpa）泊松比M30砂浆锚固体与岩石极限粘结强度标准值（Kpa）岩体水平抗力系数(MN/m3)基底摩擦系数素填土20.5*（21.5*）//140*（(压实系数＞0.94)）5*（3*）30*（21*）///8*0.25*粉质粘土19.4（19.8）//130*19.7*（15.16*）11.51*（7.93*）//40*10*0.25*强风化泥岩23.5*//250*//////0.35*强风化砂岩23.5*//450*//////0.40*中风化泥岩25.0*8.555.50199642729.491500*0.30*360*70*0.45*中风化砂岩25.5*23.2916.736073162432.384500*0.20*900*260*0.55*裂隙结构面////50*18*/////层面结构面////40*15*/////取值说明：(1)加*者为经验值，加（）为饱和值；(2)在此提供压实填土（压实系数不小于0.94）参数经验值，其地基承载力特征值，建议根据现场原位测试结果确定；对于以后基础填土应分层压实或进行强夯处理，避免不均匀沉降影响地坪使用，压实系数不小于0.94；提供填土抗剪强度参数为综合内摩擦角经验值，其余参数建议实测。(3)基底摩擦系数按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）中表11.2.3确定。(4)结构面抗剪强度按《工程地质勘察规范》(DBJ50-043-2016)中表G.0.1，并结合本场地基岩条件确定。(5)对于岩质边坡，表中临时开挖坡率值仅适用于无外倾结构面的边坡，对于有外倾结构面的边坡，采用坡率法放坡后的坡角应小于外倾结构面的倾角；边坡放坡坡率仅适用于坡高小于10.0m的土质边坡及小于15.0m的岩质边坡，其与超高边坡放坡坡率参照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2013）执行。(6)临时放坡：H＜8m（岩质边坡），H＜5m（土质边坡）：填土1：1.50；粉质粘土1：1.50；强砂、泥岩1：1.00；中风化砂、泥岩1：0.50。8≤H＜15（岩质边坡），5≤H≤10（土质边坡）：填土1：1.75；强砂、泥岩1：1.00；中风化砂、泥岩1：0.75。(7)当采用顶管顶进时，管道表面与周围土层之间的摩擦系数μ值，按混凝土管类型考虑，可采用0.45～0.55。（8）石合溪左岸斜坡,当滑动面位于填土与基岩交界面时根据经验天然状态c取25.0kPa、φ取15°，饱和状态c取18kPa、φ取9.6°。3、采用或参考的设计规范及设计依据3.1设计规范《关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见》(渝建发（2010）166号)。《混凝土结构设计规范》（GB50010-20102015年版）《建筑边坡工程技术规范》（GB/T50330-2013）《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）3.2设计依据1、业主提供的现状1:500地形图及管线测量图。2、现有地形管线资料图。3、中冶建工集团有限公司提供的《黄茅坪连接悦来污水处理厂污水干管工程岩土工程勘察报告（一次性勘察）》。4、黄茅坪连接悦来污水处理厂污水干管工程高边坡、深基坑设计可行性评估报告。4主要材料4.1混凝土C25混凝土：格构梁、镇脚；4.2其他M10水泥砂浆砌MU20块片石：截水沟；MU20块片石：花格填充5、边坡及基坑工程设计5.1高边坡、深基坑方案设计安全专项论证意见及执行情况5.1.1评估结论设计采用的边坡治理方案：“分级放坡+坡面防护（环境边坡）、逆作开挖法+混凝土护壁（基坑边坡）、截排水系统”可行。5.1.2意见执行情况1、完善岩层中的基坑边坡护壁设计；护壁计算应考虑混凝土强度折减。执行情况：同意专家意见，补充基坑岩层中挂网喷射混凝土支护设计；同时补充护壁混凝土强度按折减对护壁计算的影响。2、增加方案比选。执行情况：同意专家意见，增加比选方案。3、完善边坡设计说明内容及图面表达、截排水设计、坡顶安全防护措施等内容。执行情况：同意专家意见，进一步完善边坡设计说明内容及图面表达、截排水设计、坡顶安全防护措施等内容。4、完善边坡施工顺序、方法和工艺等要求；强调执行“动态设计、信息法施工”原则，加强边坡监测及信息反馈。执行情况：同意专家意见，在施工图阶段完善边坡施工顺序、方法和工艺等要求，补充强调执行“动态设计、信息法施工”原则，进一步补充加强边坡监测及信息反馈的措施。5、施工前应按照相关规定进行安全专项施工方案论证。执行情况：同意专家意见，在说明中补充“施工前应按照相关规定进行安全专项施工方案论证”内容。5.2边坡工程设计原则（1）经济性在场地许可的范围内，边坡的坡比宜尽量放缓，以减少支护费用，节约工程投资。（2）安全性根据破坏后果的严重性，边坡安全等级为二级，边坡稳定安全系数1.30。设计采用动态设计法，施工时加强监测，设计应根据现场地质情况以及监测报告合理优化、动态设计，以确保坡体的稳定。采用信息法施工。5.3设计基准年限根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）及《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)，永久边坡工程设计基准年限为50年,边坡设计使用年限为50年,临时边坡工程设计基准年限为2年,边坡设计使用年限为2年。5.4结构混凝土环境类别及耐久性：混凝土环境类别见下表混凝土结构的环境类别环境类别条件一室内正常环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境对重庆地区而言，格构梁、镇脚等为二（a）类环境；设计使用年限为50年的结构混凝土耐久性基本要求见下表环境类别最大水灰比最大氯离子含量（%）最大碱含量（kg/m3）一0.60.3不限制二（a）0.550.23.05.5设计计算（1）坡顶荷载计算时坡顶车辆荷载按照城市-A级考虑，人群荷载按照5kN/m2考虑。（2）岩质边坡计算力学模型假定直立边坡坡高为H，岩体的重度为γ，内摩擦角为Φ，粘聚力为c。假设潜在滑移线为直线，与水平面夹角为θ，强风化层以下段长度L；潜在滑移岩体的重力为W，外界作用于潜在滑移岩体上的内力为P；作用于潜在滑移面上的法向力为N，则滑动面上的剪力为cL+NtanΦ。边岩质边坡计算简图如下：岩质边坡计算简图因此，当满足式下式时可认为边坡稳定：cL+NtanΦ-Ks(W+P)sinθ≥0式中：N=（W+P）cosθ5.6高边坡支护设计5.6.1桥梁0#台位置（1#边坡）（1）地勘评价（摘自地勘报告）石合溪左岸斜坡，该段边坡为土质边坡（填土），坡高约20m，坡度31～36°（放坡坡比约1：1.50），坡面进行了植被绿化。根据现场调查，该段边坡顶部距边坡边缘约8-10m范围内存在开裂、变形等现象，边坡后缘未见开裂、变形等现象。该段边坡基岩面较陡，填土有沿基岩面滑动的可能行。（2）高边坡支护方案设计根据上述地勘评价，该段边坡为土质挖方边坡，边坡最大高度分别约为18.0m，边坡安全等级为一级。结合地勘资料，该段边坡稳定性较差，存在沿下卧基岩面整体滑动风险，为保证桥台安全，设计考虑在0#桥台位置中线15m范围，对现状边坡采用坡率法进行削坡卸载，边坡由下往上第一级按照1:2的坡率，第二级按照1:4坡率削坡，边坡按每8m设置一个台阶，台阶宽度2m，第一级边坡坡面采用花格进行防护，其中最下级边坡部分位于石河溪消落带，花格内采用干砌片石进行防护，最上级边坡花格内采用植草绿化防护，第二级边坡采用喷播植草护坡。5.7深基坑支护设计5.7.1W-1、W-18、W-20、W-22、W-30、W-24、W-26、W-28顶管接收井；W-2、W-2-1、W-17、W-19、W-21、W-23、W-25、W-27、W-29顶管工作井、（1）地勘评价（摘自地勘报告）该段为土质基坑，地形相对较平缓，全线中线地面标高在310.20～217.02m，相对高差约6.82m。第四系覆盖层主要为人工素填土（其中ZY1～ZY4钻孔素填土层未揭穿），揭露厚度11.50～18.20m，土层较厚，下伏基岩主要为侏罗系中统沙溪庙组泥岩。根据沿线地下水的赋存条件、水理性质及水力特征沿线地下水可划分为第四系松散层孔隙水和碎屑岩类孔隙裂隙水。第四系松散层孔隙水：主要分布在残坡积层和人工填土层中，多为局部性上层滞水，水量小；碎屑岩类孔隙裂隙水：地势较高区段基岩因其排泄条件较好，一般不含地下水。（2）深基坑支护方案设计根据地形图及地勘资料，基坑最大深度约23.5m，为土质、岩土混合、岩质基坑，基坑安全等级一级和二级，该基坑为顶管接收井和工作井临时基坑开挖所产生基坑，顶管井均采用人工挖孔逆做法施工的方式形成竖井。接收井内空直径2.0m，开挖外轮廓直径3.0m，工作井内空直径4.0m，开挖外轮廓直径5.2m（顶管井大样图详见排水设计），施工时逆作法施工，人工向下每开挖1.0m，施做护壁，待护壁混凝土强度达到设计的50%后，继续向下开挖1.0m后施做护壁，如此反复至完整中风化基岩层后再继续开挖至竖井底部，若现场实际开挖过程中发现中风化岩层较为破碎，则需全段考虑施作护壁。同时考虑顶管井井深较大，为防止中风化基岩井壁风化掉块，中风化稳定基岩表面采用C25喷射混凝土封闭，t=80mm，内置8@200*200单层钢筋网片。顶管井护壁、锁扣、网喷设计图纸详排水专业顶管工作（接收）井构造大样图。6边坡、基坑工程施工（1）施工前应熟悉边坡地质环境资料，掌握工程地质和水文地质特点，了解影响边坡稳定的主要地质特征和边坡破坏模式，精心作好施工组织设计。熟悉边坡周边建（构）筑物的分布和特点，了解坡顶构筑物基础和结构情况，必要时采取预加固措施，施工期间应注意组织好环境排水。并采取可靠的施工保护措施。坡顶必须设置截水沟，采取施工措施水流下渗和冲刷，以保证坡体稳定和施工安全。（2）边坡、基坑施工采用信息施工法施工，建立信息反馈制度，发现边坡变形过大，变形速率过快，周边环境出现沉降