M1路道路工程的高边坡设计说明

设计说明
1、工程概况
受业主（）委托，我公司承担了蔡家组团M1路道路工程的高边坡设计，据道路设计方案，设计范围内边坡高度最高约36.13m，详细如下：
（1）K0+420-K0+550右侧边坡，长130米，最高约17.72米，属顺向坡；
（2）K0+750-K0+920右侧边坡，长170米，最高约10.88米，属顺向坡；
（3）K1+100-K1+310右侧边坡，长210米，最高约36.13米，坡向与倾向夹角32°；
（4）K1+310-K1+412.521右侧边坡，长102.52米，最高约24.71米，坡向与倾向夹角32°；
以上桩号未包含的道路边坡，按道路专业图纸予以实施。

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表3.2.1规定，该边坡治理工程安全等级为一级，属永久边坡，工程合理使用年限为50年。

本次设计阶段为施工图设计。

2、设计依据
2.1设计依据
（1）业主与我公司签订的设计合同；
（2）《重庆市北碚区蔡家组团M1路工程地质勘察报告》（K0+000～K1+096.2一阶段详细勘察）（重庆川东南地质工程勘察院，二○一一年六月）；
（3）业主提供的总平面图。

2.2相关规范
《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013；
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)；
《建筑边坡工程施工质量验收规范》DBJ/T50-100-2010；
《建筑边坡工程检测技术规范》DBJ50/T-137-2012；
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012；
《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016；
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)。

3、高边坡方案设计论证专家意见及回复
2021年4月21日，重庆市北碚区蔡家组团土地储备整治建设管理委员会组织专家召开了《蔡家组团M1路道路工程高边坡方案设计》安全专项论证会。

论证结论：设计采用的边坡治理方案“坡率法放坡（含分级放坡）+坡面防护、坡率法放坡（含分级放坡）+锚喷”，坡顶、坡脚均设截、排水沟，基本可行。

建议如下：
1）复核结构面抗剪强度及边坡稳定性，尤其是顺层面滑动的稳定性（含砂泥岩交接处）及施工阶段的稳定性。

回复：已复核结构面抗剪强度及边坡稳定性，已复核顺层面滑动的稳定性（含砂泥岩交接处）及施工阶段的稳定性。

2）加强坡脚支护措施，里程K1+100~K1+412右侧边坡宜按顺向坡进行设计。

回复：已加强坡脚支护措施，K1+100~K1+412右侧边坡按顺向坡进行设计。

3）完善边坡设计图说，增加方案比选；完善边坡截排水系统设计、坡顶安全防护措施内容、边坡施工顺序、方法和工艺（施工时复核顺层边坡层面及外倾
结构面性状，顺层边坡相关影响区域严禁爆破施工）；强调执行“动态设计、信息法施工”原则，完善边坡监测设计要求。

回复：已完善边坡设计图说，增加方案比选；完善边坡截排水系统设计、坡顶安全防护措施内容、边坡施工顺序、方法和工艺（施工时复核顺层边坡层面及外倾结构面性状，顺层边坡相关影响区域严禁爆破施工）；强调执行“动态设计、信息法施工”原则，完善边坡监测设计要求。

4）明确危大工程范围，要求施工单位按建办质[2018]31号文及渝建安发[2019]27号文的要求，编制安全专项施工方案，并组织专家论证。

回复：已明确危大工程范围，要求施工单位按建办质[2018]31号文及渝建安发[2019]27号文的要求，编制安全专项施工方案，并组织专家论证。

4、工程地质条件
4.1地形地貌
道路勘察场地属丘陵斜坡地貌，其间丘陵浅切沟槽相间分布。

场地近两端为低丘分布，从纵剖面上看地形大致呈马鞍形，为场地内相对较高地段，最高高程为364.918m；场地中部靠两侧及始末端为丘陵浅切沟槽分布，地势相对较低，最低高程为322.429m；场地内相对高差为42.489m。

道路大部地段丘坡地形坡度一般在6～25°，局部为陡坡陡坎，丘间谷底宽阔平缓，多分布为农田，呈台阶状，台阶之间高差0.50～1.50m不等，场地内现有斜坡稳定。

4.2气象、水文
场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。

道路沿线有2个小鱼塘，水田主要分布于宽缓槽沟地形内，钻探施工时水已输干。

场地内无河流分布，于K0+920东侧见一较大鱼塘，施工期间正值枯水期，蓄水未淹没路基范围，期水源来源主要为大气降水，雨季水位高，旱季水位低。

4.3地质构造
场地位于悦来向斜南段西翼，岩层呈单斜构造产出。

岩层产状95°∠11°，场区无断层通过，基岩由侏罗系中统的沙溪庙组组成。

根据地面调查，岩体中主要见二组裂隙：
裂隙①产状：203~208°∠70~78°，主要为205°∠75°，间距0.50～5.00m，可见延伸5～12m，裂面较平直，微张，宽度1～3mm，部分泥质充填。

结合差，属硬性结构面。

裂隙②产状：300~313°∠70-85°，主要为305°∠80°，间距0.50～4.00m，可见延伸大于10m，裂隙面较平直，微张，宽度2～3mm，局部有粘性土充填。

结合差，属硬性结构面。

层面：根据钻探及调查成果，场地大部分地段内岩层层面结合性差，部分钻孔钻探揭露，砂泥岩接触层面结合性很差，尤其在砂岩覆盖于泥岩之上时，较为明显。

场区未见次级褶皱及断层，地质构造简单。

4.4地层岩性
经钻孔揭露和地面调查，场区地层为第四系全新统人工素填土（Q4ml）及残坡积粉质粘土（Q4el+dl），基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）的紫红色泥岩及灰、紫灰色细粒砂岩。

场地地层自上而下依次为：
1）、第四系素填土（Q4ml）
棕红色,褐色，主要由粉质粘土及砂岩、泥岩碎石组成，结构松散~稍密，稍湿，碎石粒径为5～200mm，含量约为15-25%，局部分布于居民区及村级公路及采石场一带。

回填时间3~10年不等。

钻探揭露厚0.20（ZY13）m～7.30 m（ZY48）。

2）、第四系全新统粉质粘土（Q4el+dl）
褐黄色、棕红色，可塑状，手可搓成土条，刀切面稍具光泽，无摇震反应，干强度及韧性中等。

局部表层呈软塑状，局部含砂质稍重。

分布于整个场地，厚0.15m（ZK34）～6.20（ZK55）m。

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3）、侏罗系中统沙溪庙组（J2s）
场地基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩。

砂岩：灰色、黄灰色、及灰褐色，细粒结构局部为粉细粒、中细粒结构，中厚层状构造，成分以岩屑、长石、石英为主，次为云母碎片及暗色矿物，钙泥质胶结，局部含泥质稍重，见暗色条纹。

与泥岩互层产出，钻探揭露厚1.20（ZK26）m～18.60（ZK45）m。

为场地主要岩层。

泥岩：紫红、灰紫色，泥质结构，局部含灰绿色团斑、局部含砂质较重，中厚层状构造，主要成分为粘土矿物。

钻探揭露厚度0.30（ZK19）m～22.10（ZK47）m。

为场地主要岩层。

4.5基岩顶界面特征
场地均被第四系土层覆盖，基岩面最大埋深7.30m。

基岩面倾向与地形坡向一致，一般2°~20°；局部可达45°左右。

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007），将钻探深度内基岩划分为强风化带及中风化带。

基岩强风化带：风化裂隙较发育，岩质较软，岩芯多呈碎块状及短柱状。

根据钻探成果，厚度为0.10（ZK47）m~4.20（ZK48）m。

基岩中风化带：岩芯多呈短柱状、柱状及长柱状，局部呈块状，岩质较硬，构造裂隙不发育，局部裂隙较发育。

根据钻探成果，其顶界最大埋深为11.50（ZK48）m，揭露厚度：1.30（ZK48）m~33.50（ZK46）m。

4.6水文地质条件
拟建道路场地属丘陵剥蚀浅丘斜坡地貌，其间丘陵、浅切沟槽相间分布，地形起伏不定，有利于地表水的排泄，场区内施工期间地表水体主要为农田集水和小鱼塘水，地下水补给来源主要为大气降水和少量地表水的下渗，通过地表径流及地下潜流排泄，场区素填土为透水层，粉质粘土和泥岩为相对隔水层，砂岩为弱透水层，岩体较完整，不利于地下水的赋存，因而基岩裂隙水贯通性差、水量小。

经钻孔24小时后观测水位，均为干孔。

说明钻探深度范围内地下水贫乏。

场区丘间沟槽底部地势较低，地形平缓，多为农田，土层相对较厚，地下水和地表水排泄条件较差，在雨季，大气降水部分排出场外，部分向下渗入在基岩
顶部风化裂隙发育的地段赋存，形成风化裂隙水或土层中形成上层滞水。

综上所述，地下水对工程建设影响小，场地水文地质条件简单。

道路沿线大部地段为农田和耕地，无污染源，根据本区经验判定地下水和土对砼具有微腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。

4.7不良地质现象及地震
通过调查，拟建工程区未发现滑坡、泥石流、崩塌、岩溶等不良地质现象。

现状斜坡未见开裂变形，斜坡现状稳定。

据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），路基段地震动峰值加速度为0.05g，按《公路抗震设计规范》（JTJ004-89），抗震设防烈度6度，设计地震分组为第一组，地震动反应谱特征周期值为0.35s。

由于道路一般填方区稳定性好，尽管地震波在高边坡（高填方边坡及高挖方边坡）具有放大作用，但因拟建道路属于抗震简易设防区，地震力对道路的影响小，故将拟建道路的填方路堤、深路堑路基、半挖半填路基均划为抗震一般地段。

按《公路工程抗震设计规范》（JTG004-89）之规定：处于基本烈度为6度地区的道路路基工程，除国家特别规定外，可采用简易设防：
5、边坡设计
5.1 K0+420-K0+550右侧边坡
K0+420-K0+550右侧边坡，长130米，倾向100°，最高约17.72米，属岩质挖方边坡，边坡上覆0.5~1.5m厚粉质黏土；边坡安全等级为一级。

图5.1-1 K0+420-K0+550右侧边坡赤平投影图
据赤平投影图分析，边坡临空面与层面倾向相近，属顺向坡，L1和层面形成的楔形体属外倾块体，故边坡稳定性主要受层面控制，破坏模式为顺层面滑移破坏。

边坡设计：该段边坡属顺向坡，边坡稳定性主要受层面控制。

此次设计拟对其采取分阶放坡处理，分阶高度取8m，坡率取1:1.5，各阶之间设置5m宽马道，坡面采用锚杆+格构绿化支护，锚杆进入潜在滑移面以下6m（由下至上第一阶的第四排锚杆进入滑移面以下3m）。

K0+420-K0+550段右侧边坡，在坡脚设置护脚墙。

马道及坡脚设置排水沟，坡顶线1m以外设置1.8m高隔离护栏，5m 外设置截水沟，详见平、剖面图及大样图。

5.2 K0+750-K0+920右侧边坡
K0+750-K0+920右侧边坡，长170米，倾向88°，最高约10.88米，属岩质挖方边坡，边坡上覆0.6~1.7m厚粉质黏土；边坡安全等级为一级。

图5.1-2 K0+750-K0+920右侧边坡赤平投影图
据赤平投影图分析，边坡临空面与层面倾向相近，属顺向坡，L1和层面形成的楔形体属外倾块体，故边坡稳定性主要受层面控制，破坏模式为顺层面滑移破坏。

边坡设计：该段边坡属顺向坡，边坡稳定性主要受层面控制。

此次设计拟对其采取分阶放坡处理，分阶高度取8m，坡率取1:1.5，各阶之间设置5m宽马道，坡面采用锚杆+格构绿化支护，锚杆进入潜在滑移面以下6m（由下至上第一阶的第四排锚杆进入滑移面以下3m）。

K0+750-K1+000段右侧边坡，在坡脚设置护脚墙。

马道及坡脚设置排水沟，坡顶线1m以外设置1.8m高隔离护栏，5m 外设置截水沟，详见平、剖面图及大样图。

5.3 K1+100-K1+310右侧边坡
K1+100-K1+310右侧边坡，长210米，倾向63°，最高约36.13米；属岩土混合边坡，边坡上覆1.0~4.4m厚人工填土及粉质黏土。

边坡坡向与倾向夹角32°，考虑到岩层倾向可能存在的变化，以及量测误差，按顺向坡考虑，边坡安全等级为一级。

图5.1-3 K1+100-K1+310右侧边坡赤平投影图
据赤平投影图分析，边坡临空面与层面倾向呈小等角度相交，L1和层面形成的楔形体属外倾块体，故边坡稳定性主要受层面控制，破坏模式为顺层面滑移破坏。

边坡设计：该段边坡属顺向坡，边坡稳定性主要受层面控制。

此次设计拟对其采取分阶放坡处理，分阶高度取8m，坡率取1:1.5，各阶之间设置5m宽马道，坡面采用锚杆+格构绿化支护，锚杆进入潜在滑移面以下6m（由下至上第一阶的第四排锚杆进入滑移面以下3m）。

K1+100~K1+310段右侧边坡（仅当路堑高度＞0.5m时设置），在坡脚设置护脚墙。

马道及坡脚设置排水沟，坡顶线1m以外设置1.8m高隔离护栏，5m 外设置截水沟，详见平、剖面图及大样图。

5.4 K1+310-K0+412.521右侧边坡
K1+310-K1+412.521右侧边坡，长102.52米，倾向63°，最高约24.71米，属岩质挖方边坡，边坡上覆0.3~3.3m厚粉质黏土。

考虑到岩层倾向可能存在的变化，
以及量测误差，按顺向坡考虑，边坡安全等级为一级。

图5.1-4 K1+310-K0+412.521右侧边坡赤平投影图
据赤平投影图分析，边坡临空面与层面倾向呈小等角度相交，L1和层面形成的楔形体属外倾块体，故边坡稳定性主要受层面控制，破坏模式为顺层面滑移破坏。

边坡设计：该段边坡属顺向坡，边坡稳定性主要受层面控制。

此次设计拟对其采取分阶放坡处理，分阶高度取8m，坡率取1:1.5，各阶之间设置5m宽马道，坡面采用锚杆+格构绿化支护，锚杆进入潜在滑移面以下6m（由下至上第一阶的第四排锚杆进入滑移面以下3m）。

K1+310~ K0+412.521段右侧边坡，在坡脚设置护脚墙。

马道及坡脚设置排水沟，坡顶线1m以外设置1.8m高隔离护栏，5m 外设置截水沟，详见平、剖面图及大样图。

6、材料及质量要求
6.1钢筋：钢筋必须具有出厂合格证明，使用前应对钢筋进行随机抽检，作力学性能试验，满足规范要求后，方可使用。

钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。

6.2混凝土：本工程混凝土强度等级，面板采用C30混凝土，截、排水沟为MU30毛石混凝土，混凝土浇筑前，应按设计的配合比做混凝土试块进行抗压强度试验，其强度满足规范要求后，方可按设计的配合比拌制混凝土进行浇筑。

混凝土保护层厚度：板主筋保护层厚度40mm。

6.3各种建筑材料必须通过质检方可进场。

7、锚杆工程
本边坡工程在施工前应做锚杆性能试验，所有锚杆施工完并达到设计强度后，应随机抽检做验收试验，其试验要求及步骤按《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013附录C要求进行。

验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%，且每种类型不得少于5根，试验前应对加载装置和计量仪表进行计量检定合格，且应满足测试精度要求。

1根φ25锚杆验收试验荷载为80KN。

锚杆HRB400钢筋屈服强度设计值取400N/mm2，抗拉强度设计值取360N/mm2。

8、排水工程
边坡马道及坡脚设置0.3×0.4m排水沟，坡面格构每20m设一变形缝。

坡顶设置截水沟，马道排水沟在两侧引入截水沟内。

坡顶截水沟在边坡两端引入市政排水系统。

9、高边坡监测
9.1边坡工程监测应由业主委托有相应资质的监测单位编制监测方案，经设计、监理和业主等共同认可后方可实施。

9.2可根据其安全等级、地质环境、边坡类型、支护结构类型和变形控制要求，按表9-1选择监测项目。

表9.2-1 边坡工程监测项目表
注：①在边坡塌滑区内有重要建（构）筑物，破坏后果严重时，应加强对支护结构的应力监测；②H为边坡高度。

9.3边坡工程监测应符合下列规定：
①坡顶位移观测，应在每一典型边坡段的支护结构顶部设置不应少于3个观测点的观测网，观测位移量、移动速度和移动方向；
②边坡工程施工初期，监测宜每天一次，且应根据地质环境复杂程度、周边建（构）筑物、管线对边坡变形敏感程度、气候条件和监测数据调整监测时间及频率。

当出现险情时应加强监测；
③一级永久性边坡工程竣工后的监测时间不宜少于二年；
④监测工作可根据设计要求、边坡稳定性、周边环境和施工进程等因素进行动态调整。

9.4边坡工程施工过程中及监测期间遇到下列情况时应及时报警，并采取相应的应急措施：
①有软弱外倾结构面的岩土边坡支护结构坡顶有水平位移迹象或支护结构受力裂缝有发展；无外倾结构面的岩质边坡支护结构坡顶水平位移大于3mm或支护结构构件的最大裂缝宽度超过国家现行相关标准的允许值；土质边坡支护结构坡顶的最大水平位移已大于边坡开挖深度的1/500或20mm，以及其水平位移速度已连续三日每天大于2mm；
②坡顶邻近构筑物出现新裂缝、原有裂缝有新发展；
③支护结构中有重要构件出现应力骤增、压屈、断裂、松弛或破坏的迹象；
④边坡底部或周围岩土体已出现可能导致边坡剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆；
⑤根据当地工程经验判断认为，已出现其它必须报警的情况。

10、存在的问题及建议
地勘资料为勘察单位于2011年6月提供，而现状地形地貌已发生改变，道路左侧区域已平场，在边坡施工前，应实测剖面，若道路右侧边坡岩土结构、地形地貌发生改变，应及时通知设计予以调整。

11、危大工程风险控制要点
本次设计范围内高切坡风险控制主要为顺层边坡（岩质挖方边坡）、挖方高度大于15m的岩质挖方边坡。

其中，K0+420-K0+550右侧边坡、K0+750-K0+920右侧边坡属顺向坡。

顺向坡区域施工应采用逆作法，严禁爆破施工，分段分区域开挖，拒绝大面积开挖后防护，施工单位应对施工现场揭示的地质现状进行编录并提交设计复核。

工程本着“动态设计、信息法施工”原则，加强施工过程中的地质工作，尤其需对边坡状态、岩层裂隙发育、地下水状况进行复核，施工单位应及时反馈与设计不符的岩土工程问题，以便及时修改完善补充设计。

高切坡危大工程应遵循“事先、事中、事后”三阶段全过程控制的原则，选择具有相应资质的施工企业进行施工,根据中华人民共和国住房和城乡建设部令第37号《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》，施工单位应当在危大工程施工前组织工程技术人员编制专项施工方案。

12、施工注意事项
12.1本边坡工程土石方施工严禁爆破施工，场平工作不得影响边坡岩土体的自身完整性和稳定性，坡面修整必须人工进行，施工全阶段采用逆作法施工，防止上部岩体拉裂破坏。

12.2护脚墙的开挖采用跳槽施工，跳槽长度5m，严禁大断面连续开挖基槽。

12.3施工前需对地形地貌、地层结构予以复核。

12.4施工时加强场地截排水措施。

12.5切坡严禁大开挖，应严格按逆做法分层分段开挖，每层开挖高度4m，并及时进行每层每段的边坡防护工作。

12.6边坡开挖施工前必须做好坡顶地表水流的截流工作，严防坡顶地表水流肆意排放影响边坡施工。

12.7加强对既有相邻建筑的监测。

12.8边坡施工过程应全程进行边坡变形监测，雨季施工应加密观测，暴雨后应立即观测，发现问题后及时报告业主及设计单位。

不宜暴雨季节施工。

按一级边坡对边坡进行监测、检验。

12.9施工期间为了安全，坡顶距坡肩5.0m开外应设置高度不小于1.80m的临时护栏，坡顶地面破裂面以内严禁堆放任何物体、增加坡顶荷载，严防非施工人员进入施工现场。

12.10施工过程中应将开挖钻孔过程视为再勘察过程，施工单位技术人员应做好地质编录，如发现地质情况与原勘察设计不符，应立即通知勘察、设计单位，及时调整有关设计、施工方案和参数，以避免工程事故的发生。

12.11本工程遵循“动态设计、信息法施工”原则，请施工单位及时反馈与设计不符的岩土工程问题，以便及时修改完善补充设计。

12.12 本边坡工程应严格按《建筑边坡工程施工质量验收规范》DBJ/T50-100 -2010等进行质量检验及验收。

12.13施工单位按建办质[2018]31号文及渝建安发[2019]27号文的要求，编制安全专项施工方案，并组织专家论证。

12.14本工程应严格执行监理制度。

12.15未尽事宜应严格按现行有关规范执行。