无锡市檀溪湾别墅区边坡治理设计.doc

1 目目 录录 1 1 前前言言 ..................................................................................................... 2 2 设设计计依依据据 .............................................................................................. 3 3 边边坡坡工工程程地地质质条条件件............................................................................... 3.1 自然条件 ....................................................................................... 3.2 地形地貌 ....................................................................................... 3.3 地层岩性 ....................................................................................... 3.4 地质构造与区域稳定性.................................................................. 3.5 水文地质条件 ................................................................................ 3.6 场地地震效应 ................................................................................ 4 4 边边坡坡基基本本特特征征 ....................................................................................... 4.1 边坡的特点 ................................................................................... 4.2 边坡分区及稳定性评价.................................................................. 5 5 边边坡坡现现状状稳稳定定性性分分析析计计算算与与评评价价.......................................................... 5.1 顺层滑动边坡稳定性分析.............................................................. 5.2 整体滑动边坡稳定性分析.............................................................. 6 6 边边坡坡治治理理设设计计 ....................................................................................... 6.1 治理设计原则 ................................................................................ 6.2 治理设计总体设想 ......................................................................... 2 7 7 施施工工要要求求 .............................................................................................. 7.1 土石方开挖 ................................................................................... 7.2 锚杆施工 ...................................................................................... 7.3 排水 .............................................................................................. 8 8 边边坡坡监监测测 .............................................................................................. 8.1 监测目的 ....................................................................................... 8.2 监测内容 ....................................................................................... 8.3 监测要求 ....................................................................................... 9 9 施施工工注注意意事事项项 ....................................................................................... 1 10 0 主主要要工工程程量量及及费费用用概概算算....................................................................... 3 无锡市檀溪湾别墅区边坡治理设计 1 1 前言前言 江苏省无锡市马山国家旅游度假区檀溪湾别墅区位于马山镇檀溪湾村。地 理位置东至东环湖公路，西至圣旨岭山，南至三冠嶂山，北至冯家山。整个别 墅区一面临湖，三面环山，自然风光优美。拟建别墅区总占地面积 80 万 m21 200 亩，总建筑面 19．6 万 m2，建筑占地面积 7．99 万 m2。 区内邻近已有建成的海得堡别墅区、新疆石油职工疗养院及上海纺工疗养 院。区内有东环太湖公路直通灵山大佛风景区和无锡市区，水上有已建成海得 堡及檀溪湾两个码头，因而区内水陆交通极为便利，整个区域依山傍水，果树 成林，特别是杨梅树生长茂盛，是一处集旅游、休闲渡假、居住生活的最佳胜 地。 整个别墅区由临湖豪华别墅、山地豪华别墅、双联别墅、顽湖山地别墅、 环湖公园及其它服务设施组成，其中别墅 240 幢，层数 2 层，局部 3 层。我院 受江苏苏源置业有限公司委托，对已建一期别墅部分开挖边坡进行加固设计。 由于大部分开挖边坡的坡前一建成别墅，施工场地十分有限，根据实际开挖边 坡的现状，我院在现场调查的基础上，针对可能发生边坡稳定问题的边坡，依 据稳定性进行加固设计。 本次加固设计的边坡主要位于山地别墅、山地豪华别墅、观湖山地别墅中 的 B 标、C 标与 D 标部分别墅深开挖边坡（详见附图 TXW-2007-01 TXW-2007- 02） 。 2 2 设计依据设计依据 （1） 建筑边坡工程技术规范GB50330-2002； （2） 檀溪湾别墅区岩土工程勘察报告 （2003） ； （3） 锚杆喷射混凝土支护技术规范 （GB50086-2001） ； （4） 砌体结构设计规范GB50003-2001； （5） 水电边坡工程设计规范中华人民共和国电力行业标准 DL，送审 稿； 4 （6） 混凝土结构设计规范GB50010-2002； （7） 滑坡防治工程设计与施工技术规范 （DZ/T0219-2006） ； （8） 岩土锚杆（索）技术规程 （CECS 222005） ； （9） 公路边坡柔性防护系统构件 （JT/T528－2004） ； （10） 岩土工程勘察规范 （GB5021-2001） 。 3 3 边坡工程地质边坡工程地质条件条件 3.13.1 自然条件自然条件 场区属长江下游季风温湿气候带，气候温和湿润、雨量充沛，日照充足， 。 据无锡市气象台统计资料全年降水量一般为 10001300mm，多年平均降水量 为 1076.1 mm，降水多集中在 69 月份。年平均蒸发量为 1290.5mm，年平均相 对湿度 79％，年平均气温 l5.4℃，最高气温 37.7℃。从多年降水量资料分析， 年际变化较大，1954 年年降水量达 1521.3mm，而 1978 年年降水量仅 569.1mm。冬季偏北风占多，干燥寒冷；夏季偏南风占多，受海洋季风的影响， 炎热湿润，春夏之交多“梅雨” ，夏末秋初有台风，干湿冷暖时来适量，春夏秋 冬季节分明。 区内无常年性溪流及山塘，地表水系不发育，小溪沟仅在雨季有水流，流 量较大，旱季即干枯断流。东面主要水系为太湖，其水域面积为 2338.1km2，流 域面积 18300 km2，湖底地形平坦，多年平均水深 1.89m，历史最高太湖洪水位 4.88m。 3.23.2 地形地貌地形地貌 檀溪湾别墅区地貌形态为典型的江南丘陵区，海拔标高 1.51－93.05m，相 对高差约 92.00m。别墅区地貌上可分1、构造剥蚀丘陵和山麓斜坡区；2、坡 积裙区；3、冲湖积和湖沼相沉积平地区三部分。构造剥蚀丘陵和山麓斜坡主要 由植被土、坡积土、石英砂岩、岩屑石英砂岩、泥质粉砂岩及少量粉砂质泥岩 组成。场地内山脉走向近东西向转南北向再转东西向延伸隐伏至太湖之中。拟 进行加固处理的边坡所在主要建筑区内构造剥蚀丘陵和山麓斜坡山体自然坡度 为 1535 度，其中山地别墅、山地豪华别墅、观湖山地别墅等建筑群建在丘陵 5 山坡标高 20.065.0m 之间。地表土为第四系残坡积层，下伏基岩为泥质粉砂 岩石英砂岩、岩屑石英砂岩、泥质粉砂岩及少量粉砂质泥岩等组成。区内分布 有 3 条自然汇水冲沟，分别为南北走向、东西走向及南北走向转东西向，再后 汇集至太湖。冲沟切割深度一般为 0.51.5m，最深处达 3.Om 左右。 3.33.3 地层岩性地层岩性 拟治理的边坡岩土体构成较简单，地层为第四系全新统残坡积层和冲洪积、 湖沼相沉积层及泥盆系中下统茅山群中段。现由新至老、从上至下分述如下 一、第四系全新统残积土 根据第四系全新统残坡积层的分布位置与结构特征分三部份详细评述如下 1、1－1层植被土灰色一灰褐色，土层结构松散，以植物腐化物为主， 混少量粘性土，分布于山麓斜坡之上。厚度0.10 一 1.OOm，平均 0.50m；层 底标高9.7949.25m，平均 28.91m；层底埋深0.101.OOm，平均 0.50m。 土质不匀，松散，植被破坏后易坍落，工程特性差。 2、1－2层坡积土灰色一灰黄色，土层结构松散，以粘性土为主，夹 碎石，局部夹大量块石，块石大小不一，有棱角，分选性差，随高处往坡下块 石增大。厚度0.203.50m，平均 1.28m；层底标高0.8－48.45m。 二、泥盆系中下统茅山群坡积裙中中段D1－2ms2 主要分布于丘陵山坡地段，根据野外岩性描述及岩石力学试验成果,可分为 石英砂岩层与泥质粉砂岩层两个层位，现分述如下 1、石英砂岩层D1－2ms2 灰白色、紫红色、青灰色岩屑石英砂岩、石英砂岩夹泥质粉砂岩，厚层状- 巨厚层状结构，矿物成份主石英，次长石、岩屑等，胶结物以钙质、硅质为主， 小型交错层理较发育，层厚大于 50．00m，为极硬岩，岩体完整程度为完整较 完整，岩石倾向 190275 度，倾角 30 一 45 度，局部 60 度，表层 13m 为中 等风化。石英砂岩层饱和单轴抗压强度标准值为 49.9 Mpa。 2、泥质粉砂岩层D1－2ms2 6 灰黄色、浅紫红色、灰白色泥质粉砂岩、粉砂岩夹粉砂质泥岩，薄屋状一 中厚层状结构，呈夹层出现，矿物成分主石英，次长石，胶结物以钙质、泥质 为主，小型交错层理较发育，层厚大于 20.00m，为次硬岩，根据我院“祥符寺 岩土工程勘察报告”同等岩石饱和单轴抗压强度标准值为 17.5Mpa。 3.43.4 地质构造与区域稳定性地质构造与区域稳定性 一、褶皱 场区区域地质构造属锡虞中断柬南段，具体位于藕塘向斜的南东翼，马山 一惠山短轴背斜的西南倾伏端部位。区内地层呈单斜产出，岩层产状变化较大， 一般走向北西一南东向，岩层倾向一般为 190275 度，倾角一般为 30 一 45 度， 最大 60 度。次级褶皱不发育。 二、断裂 区内断裂较发育，主要有北北东和北西向两组。 1．北北东向断裂 1F1 断层走向 NNESSW，推测长度大于 100m，倾角变化在 2563 度 之间，沿走向与倾向均呈波状起伏，主裂面平直光滑。地表沿断裂面之上仅见 0．10m 左右的断层角砾岩和断层泥分布，断层两盘均为茅山群中段岩屑石英砂 岩、石英砂岩夹泥质粉砂岩，上盘岩层破碎。断层上下盘未见对比标志层，断 距不清。 2F5 断层断层产状不清，破碎带宽度 0.5m，破碎带特征一侧岩性 破碎，以泥质粉砂岩为主，另一侧岩性完整，岩性为岩屑石英砂岩，推测走向 NESW，断层规模较大，与测区外的燕尾洞断层相连。推测断层性质为压性断 层。 2．北西向断裂 1F2 断层呈 NWSE 走向横越圣旨岭，推测走向长度大于 200m，倾向 215 度，倾角 64 度，破碎宽度地表窄，仅见 0.1-0.3m 的断层角砾岩与断层泥， 断层两盘地层均为茅山群中段岩屑石英细砂岩、石英砂岩夹泥质粉砂岩，岩石 破碎。 2F3 断层走向 NW-SE，推测长度大于 200m，断层产状与 F2 基本一致， 倾向 210 度，倾角 63 度左右。地表破碎带宽仅 0.1-0.3m，断裂上下盘岩石相 7 同。 3F4 断层断裂产状不清，破碎带宽度大于 2m，推测走向 NWSE，断 裂规模较大。 三、节理裂隙 通过工程地质测绘与槽探编录资料，查明区内地表岩层节理裂隙较发育， 但以风化裂隙为主，尤其是岩屑石英砂岩质地坚脆，节理裂隙普遍可见三组， 主要沿走向 0～20 度、5070 度、280300 度方向发育，其中以后两组为主。 绝大多数为高角度的闭合裂隙，延伸长，裂面平直，倾角一般 6070 度，最大 达 86 度；局部可见微张开裂隙，被泥质物半一全充填。裂隙间距一般 0.01- O.30m，裂隙率 7.6 一 l7.4％。 岩层节理裂隙较发育，主要可见两组，第一组裂隙走向主要是 070 度；第 二组走向主要为 270300 度。两组裂隙一般为闭合型，仅局部见微张开型，未 --半充填，多属构造裂隙。第一组裂隙一般可见 1-3 条，最多可见 7 条；第二 组裂隙分布不均一，局部密集。西段较东段裂隙发育，西段由浅部到深部普遍 可见二组裂隙，而东段钻孔由浅部二组往深部减为一组。 3.53.5 水文地质条件水文地质条件 一 地下含水层组 根据地下水赋存条件，本区的含水层可归并为碎屑岩类裂隙含水层组和松 散岩类孔隙含水层组两大类。 松散岩类孔隙含水层组主要由粉质粘土、碎石土组成，厚度不一。上部 松散，透水性能较好，中部紧密，透水性能差，为弱含水层。区内有泉眼出露， 雨季有泉水流出，旱季干枯。 碎屑岩类裂隙含水层组区内茅山群砂岩质地坚硬，裂隙发育，但一般为 紧闭裂隙，局部见微张开未一半充填裂隙，含无压裂隙水。属富水性弱一中等 含水层。 二 地下水补给、迳流、排泄条件 区内无常年性溪流，地表水系不发育，大气降水是本区地下水主要的补给 源。 碎屑岩类裂隙含水层补给迳流排泄条件受地形及第四系残积土厚度控制 8 明显，在山坡基岩出露及松散覆盖层厚度较薄处直接接受大气降水补给，沿西、 南两侧冲沟地段迳流，至坡脚及低洼地带以面状渗出及泉水出露为排泄方式。 本区断裂以压扭性质为主，破碎带为角砾岩与断层泥，含、导水性差。 地下水对混凝土结构无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。 3.63.6 场地地震效应场地地震效应 本区抗震设防烈度为六度。 4 4 边坡基本特征边坡基本特征 别墅区人工开挖边坡坡角约 7090，岩质边坡，边坡岩石强度较高，除 浅表层 0.5～3.5m 左右为覆盖层与风化层外，基本为中等风化岩石，边坡坡度 较陡。坡面岩石裸露，最大坡高 15m。根据边坡高、陡和节理裂隙较发育的特 点，应充分考虑边坡安全，做到边坡治理与生态绿化同步进行。因此，设计工 作开展前，查明现场发育的地质灾害是非常必要的。结合现场勘查结果，具体 阐述如下。 4.14.1 边坡的特点边坡的特点 该区边坡的特点主要有 1人工开挖岩质边坡过陡，且边坡岩体节理、裂隙较发育，岩体破碎，使 之呈临空半临空状态，导致边坡稳定性差。 28 幢别墅西侧坡人工开挖岩质边坡顺坡向层面发育，层面之间都分布有 泥质粉砂岩夹层，而泥质粉砂岩夹层性能差，极易软化，已构成潜在的滑动面。 3人工开挖岩质边坡面上植被破坏及地表水及基岩裂隙水沿层面、裂隙面 的渗流，极易使泥质粉砂岩夹层软化，加剧崩滑发生。 4由于边坡所处的位置，已修建别墅，施工场地十分局限，不宜采用大规 模的机械化施工方案。 9 4.24.2 边坡分区及稳定性评价边坡分区及稳定性评价 4.2.14.2.1 边坡分区边坡分区 根据现场实地调查，针对不同坡段坡面的植被发育情况、开挖坡角、岩层 面与坡面关系、边坡岩体结构条件、坡面出露陡坎高度及范围，坡面岩石稳定 性等要素，将边坡分为以下四个区（以不同标段及边坡稳定现状划分，见平面 图）Ⅰ区为 B 标段 3-13、3-14、3-15 幢别墅的 E 坡，坡顶为 3-22 幢别墅、 3-18 幢后坡及 3-34 幢与 3-35 幢别墅间的后边坡组成；Ⅱ区为 D 标段的 1b-8 幢的西侧坡，即 2车库的东侧坡；Ⅲ区为开挖高度小于 10 米的 D 标段的 1b- 61b-20 幢别墅的开挖边坡；Ⅳ区为 C 标段的 1b-211b-33 幢别墅的开挖边坡， 该区边坡一般由南、北侧向坡与正坡组成。 4.2.24.2.2 边坡失稳模式判别与稳定性评价边坡失稳模式判别与稳定性评价 根据结构面的空间分布与组合关系可以初步确定边坡的可能失稳模式，从 而为边坡稳定性的进一步计算提供理论依据。90 年代初，科研人员研究开发了 能对边坡失稳模式作出快速判断的分析软件 YCW，并已应用于多项工程实践中， 取得了良好的效果。本设计采用檀溪湾别墅区岩土工程勘察报告中提出的 代表性结构面分布特征，运用 YCW 程序对边坡可能的失稳模式进行判别，为进 一步选择边坡稳定分析方法提供重要的依据，使得到的结论更加符合实际工程 地质条件及开挖施工中最有可能发生的边坡失稳方式。 岩石边坡的失稳模式通常包括沿软弱面的平面滑动、沿结构面组合交线的 楔体滑动及整体破坏等三种类型，对应不同的失稳模式，边坡稳定分析的方法 不同。显然，岩体结构面产状是控制边坡稳定性的决定因素。应用赤平投影方 法对边坡结构面的几何特性进行统计分析，并对边坡失稳模式作出判断，可以 方便地通过 YCW 程序实现。该程序的主要功能为 ①进行结构面产状的几点投影和统计分析，绘制极点等密度图和直方图； ②进行结构面组合关系的大圆切割分析； ③根据香港土木工程署“Geotechnical Manual for Slopes”建议的方法 对边坡失稳模式作出判断。 针对本项目边坡的形态、高度及坡度等特点，选择代表性开挖坡面分别进 10 行边坡失稳模式的 YCW 判别，为进一步分析边坡的稳定性提供理论依据。分析 结果见图 4.1图 4.6，图中月牙形阴影区为滑动区；梯形阴影区为倾倒区。 根据现场调查分析，对各边坡分别进行评价如下 ⅠⅠ区区在 B 标段，拟加固的边坡有 3 处（图 TXW-2007-01） 。1坡为 3-22 幢别墅下部边坡，该边坡长轴方向走向为 180，坡向 270285。该段边坡整 体坡向 N75W W ，坡角 4560，坡高 9～15m，坡长约 65m。岩层产状为 N30E， S W∠46，坡面节理、裂隙主要发育三组，产状分别为① N20 E，SE∠70较发育，延伸可见长度不大，面弯曲；②N60E， SW∠70，较 发育，延伸长，面平直；③N60W，SW∠70，可见延伸长度不大。坡面岩体 较完整～完整。边坡稳定性分析见结构面赤平投影分析图见 4.14.2。由图 4.1 可见,该段边坡面走向与岩层走向交角大，顺坡向结构面及断层不发育，未发现 大的结构面不利组合。 该段边坡为岩质边坡，属层状横向结构，岩石坚硬，层间夹有含泥质石英 粉砂岩，该坡面总体稳定，局部存在稳定性差岩块，具备沿结构面组合交线发 生块体滑动的可能；现场调查发现部分坡面现堆有少量松渣，未有任何保护措 施及防治措施，现仍有少量块石崩落现象（照片 4.1） 。 2坡为 18 幢别墅后侧坡，该坡由上部 2.5m 厚的碎石土与下部 2.5m 厚的砂 岩两部分组成。边坡整体高度约 5.1m。坡向 234，坡角 88，坡长 13.4m。 3坡为 34 幢与 35 幢间的边坡，坡向 SE135，坡长 52m，最大坡高 8.8m。该边坡在最高部位已发生滑动（照片 4.2） 。组成该边坡的岩层产状为 S20E，SW∠50。 11 图图 4.14.1 结构面赤平投影分析图结构面赤平投影分析图 图图 4.24.2 边坡破坏模式分析图边坡破坏模式分析图 12 照片照片 4.14.1 B B 标标 11边坡边坡 照片照片 4.24.2 B B 标标 22边坡边坡 ⅡⅡ区区该区在 D 标段。按边坡掩体结构条件及坡向与层面的关系，划分为 三段。 第第 1 1 段段该段开挖边坡由 1b-6 幢1b-9 幢开挖边坡，每一幢别墅后的开挖 边坡由三部分组成即左侧坡、右侧坡与正后坡（规定面向山坡坡向方向，左侧 为左侧坡，右侧为右侧坡，下同） 。 该段边坡整体坡向 288，平均坡角 77，坡高最大 9.5m。岩层产状为 N44W，SW∠40～60，节理、裂隙主要发育三组，产状分别为① N50 13 E，SE∠65较发育，贯穿长度大，面微张，中间夹有少量充填物；②N70 W，NE∠65，较发育，延伸长度不大，夹有少量充填物；③N20E，NW∠65， 不发育，弯曲闭合。根据现场调查发现该段坡面多数沿层面出露，相对平整， 呈大光面；坡顶及边坡下部存在小陡坎，呈潜在不稳定体，厚度一般小于 3m。 根据工程岩体分级标准 ，坡面岩体较破碎～较完整，岩体基本质量级别Ⅲ。 边坡结构面稳定性分析见图 4.3。 图图 4.34.3 边坡破坏模式分析图边坡破坏模式分析图 由图 4.3 可见该段边坡与层面夹角小，层面构成潜在滑动面，结构面为 侧向切割面，层面与结构面与岩层面组合呈稳定性差岩块体。 该段边坡为岩质边坡，属层状同向结构，层间夹有含泥质石英粉砂岩，由 于该坡面多沿层面发育；局部坡面出现陡坎部位，开挖坡角大于层面倾角，层 面出露于坎脚，构成了潜在滑动面，当节理裂隙组合易形成稳定性差岩块体， 需锚固处理；同时坡面坡顶分布有少量松动岩块现仍有少量块石崩落现象，需 清除。 第第 2 2 段段该段开挖边坡由 1b-10 幢1b-11 幢、1b-20 幢开挖边坡，后坡坡 向为 40，坡角 7085，最大坡高为别墅后坡 6.5 m，边坡自稳能力较好。 主要破坏模式为结构面组合形成的楔体破坏，由岩土工程勘察报告可知，结构 面延伸较小，因此，主要应对表面块体进行处理。 14 第第 3 3 段段该段开挖边坡由 1b-12 幢1b-19 幢开挖边坡，总体别墅后坡坡向 为 300，坡角 8085，最大坡高为别墅后坡 6.1 m，大部分坡高为 5 m 左右。 主要破坏模式为沿层面滑动及结构面组合形成的楔体破坏（图 4.4） ，主要应对 层面滑动及表面块体进行处理。 图图 4.44.4 边坡破坏模式分析图边坡破坏模式分析图 ⅢⅢ区该区位于区该区位于 C C 标段的标段的 1b-21 幢1b-33 幢别墅开挖边坡区域。其中 1b- 21 幢1b-30 幢别墅段边坡由三部分组成即后坡、左侧坡、右侧坡，总体特征是 后坡高、两侧较小。整体坡向 100130，平均坡角 88，坡高最大为 1b- 27 幢别墅后坡高 12.7m。岩层产状为 N44W，SW∠40～60，节理、裂隙主要 发育三组，产状分别为① N50E，SE∠65较发育，贯穿长度大，面微张， 中间夹有少量充填物；②N70W，NE∠65，较发育，延伸长度不大，夹有少 量充填物；③N20E，NW∠65，不发育，弯曲闭合。根据现场调查发现，边 坡坡向与层面大角度相交，整体稳定性较好，但局部存在结构面组合交线的楔 体滑动。边坡结构面稳定性分析见图 4.5。 由图 4.5 可见该段边坡坡向与层面大角度相交，不易沿层面发生平面破 坏，但节理裂隙组合易形成稳定性差岩块体，厚约 3～5m，需锚固处理；同时 现场调查发现坡顶部分坡面分布有少量堆渣，未有任何保护措施及防治措施， 15 现仍有少量块石崩落现象，需清除。 1b-31 幢1b-33 幢别墅段边坡由三部分组成即后坡、左侧坡、右侧坡，总 体特征是后坡高、两侧较小。该段边坡为岩质边坡，属层状反向结构，岩石坚 硬，层间夹有含泥质石英粉砂岩，岩体的破坏模式主要为倾倒破坏与沿结构面 组合形成的楔体破坏（图 4.6） 。特别是 1b-29 幢别墅后坡，存在倾向坡外的贯 通性缓倾角结构面，结构面具有滴水现象，需要进行特殊处理。现场调查发现 部分坡段存在松动岩块，应清除。 ⅣⅣ区区为 D 标段的 1b-8 幢的西侧坡，即 2车库的东侧坡。该边坡坡向为 260，平均坡角 60，坡高最大 10.1m。由边坡破坏模式分析可知，该边坡主 要有沿层面滑动的可能，现场地质调查表明，由于 2车库施工，切断坡脚，层 面在坡脚处出路，已发生沿层面滑动。该边坡坡顶有 1b-8 幢别墅，因此，需要 采用预应力锚杆进行加固处理。 图图 4.54.5 边坡破坏模式分析图边坡破坏模式分析图 16 图图 4.64.6 边坡破坏模式分析图边坡破坏模式分析图 5 5 边坡现状边坡现状稳定性分析计算稳定性分析计算与评价与评价 为了对该边坡进行有针对性的治理，在现有坡面上测取了典型断面（具体 位置详见平面图）以分析其稳定性。结合本工程边坡的特点，破坏形式主要表 现为平面滑动破坏与整体滑动破坏两种类型，局部开挖边坡可能发生楔体破坏。 5.15.1 顺层滑动边坡稳定性分析顺层滑动边坡稳定性分析 对于沿层面滑动的 8别墅下坡即 2车库后坡，稳定性分析计算公式如下   sin tancos W cLW K   式中K稳定安全系数； W沿软弱面结构面滑动的岩体质量； 软弱结构面的倾角； 软弱结构面的内摩擦角； c软弱结构面的粘聚力； L滑动岩体沿软弱结构面的长度。 17 图图 5.15.1 边坡稳定计算简图边坡稳定计算简图 表表 5.15.1 设计计算参数一览表设计计算参数一览表 层面岩体 倾角粘聚力 CkPa内摩擦角重度kN/m3 56251525.5 表表 5.25.2 计算结果一览表计算结果一览表 断面编号稳定系数 K下滑力kN/m抗滑力kN/m 2车库 0.651068.2694.3 由计算结果可知，现有边坡已出现失稳，从而直接影响到坡顶 8 幢别墅的 正常使用。因此，为确保已有建筑物的安全使用，必须对现有 2车库后的边坡 进行治理，保障其稳定性。所需锚固力为 1000 kN/m，按 2 m 间距设置锚杆， 则每一剖面需提供 2000 kN 锚固力。 5.25.2 整体滑动边坡稳定性分析整体滑动边坡稳定性分析 对于大部分开挖边坡为斜切坡的特点，计算采用整体滑动的改进 SARMA 法 即 EMU 法，该方法可以模拟结构面的分布。由于岩质边坡在失稳过程中侧向节 理面也常常发生相对滑移，而且侧向竖向节理面并不总是垂直的。而传统的 边坡稳定极限平衡分析垂直条分法，不能很好地考虑条块侧向力的作用，特别 是岩质边坡的节理特征。Sarma1979提出了可以模拟边坡结构面产出状态的斜 条分极限平衡分析法，其主要特点是 ① 对滑坡体进行斜分条，以模拟断层节理等不连续面； 18 ② 假定沿条块侧面也达到了极限平衡。 这样，通过静力平衡条件即可唯一地确定边坡的安全系数或加载系数。这 个方法受到 Hoek 教授的极力推崇。 由于 Sarma 法通过差分法求解静力平衡方程，其求解的公式不仅冗长繁琐， 而且包含迭代过程，计算精度受到一定的限制，该方法也难以自动搜索滑动面 的位置。最近，Donald 和陈祖煜1997将 Sarma 的静力平衡方程化为微分方程， 并通过求解该微分方程的闭合解得到安全系数。已经证明这一方法与 Sarma 法 是完全一致的，但求解过程更为简捷严密。同时，还开发了应用最优化方法自 动寻找最小安全系数和临界滑裂面、临界斜分条模式的功能。最终形成了一个 功能比较齐全的稳定分析程序 EMU。EMU 为边坡稳定极限分析能量法Energy Upper Bound Limit Analysis的简称，本程序的主要功能和特点为 ①采用多块体破坏机制，自动计算由折线或曲线组成的临界滑裂面及最小 安全系数； ②在应用最优化方法确定临界滑裂面时，引入随机搜索，以提高计算效率， 避免丢失安全系数整体极值的可能性。 ③具备多种处理功能，满足设计工作的需要 在坡外有水时，采用土石坝规范建议的等效处理方法； 孔隙水压力处理采用等势线铅直和输入孔隙水压力系数两种简化方法； 具有自动输入 Hoek-Brown 参数的功能； 可以分析具有锚索、抗滑桩、表面荷载的边坡稳定问题。 ④计算和图形显示同步进行，用户可以随时了解分析计算进展情况，并通 过各种功能键进行自动设置比例、检查输入数据、调看输出成果、屏幕拷贝等 工作。 ⑤可进行边坡倾倒破坏的分析功能。 本次计算采用 EMU 分析程序，对不同开挖边坡分别进行计算并自动搜索出 临界滑动面，得到每一断面的稳定系数F。由于檀溪湾别墅区岩土工程勘察 报告 （2003，2004）均未提供边坡岩体抗剪强度参数，在本边坡设计中，业主 也未提供边坡岩体抗剪强度参数，应业主与勘察单位无锡水文工程地质勘察院 的要求，设计采用工程类比法选取岩体抗剪强度参数。计算得到的边坡稳定性 19 结果如表 5.3，计算图如图 5.2图 5.。为了验证边坡的稳定性，本次计算对具 有特殊高程及特殊坡向的边坡还采用条分法进行复核验算。 表表 5.35.3 各剖面计算结果一览表各剖面计算结果一览表 断面编号稳定系数F 1b-6 幢后坡 1.012 1b-111b-11 幢后坡幢后坡 0.977 22 幢下坡 1.142 27 幢下坡后坡 2.777 图图 5.25.2 1b-61b-6 幢后边坡稳定计算图幢后边坡稳定计算图 20 图图 5.35.3 1b-111b-11 幢后边坡稳定计算图幢后边坡稳定计算图 图图 5.45.4 1b-271b-27 幢后边坡稳定计算图幢后边坡稳定计算图 21 图图 5.55.5 2222 幢下边坡稳定计算图幢下边坡稳定计算图 6 6 边坡治理设计边坡治理设计 6.16.1 治理设计原则治理设计原则 结合场地地质环境、边坡的稳定性状况以及当地的施工场地等各种条件， 优先采用技术可靠、施工简便、投入少的防治方法，按永久边坡设计，在保证 边坡安全的前提下，结合环境美化要求，对边坡进行生态治理设计。本边坡安 全等级为一级，边坡设计采用动态设计法。 6.26.2 治理设计治理设计总体设想总体设想 根据边坡治理“卸、排、挡”的基本原则，本工程边坡可采取的方案有锚 固、挡墙支护等，就本工程而言，边坡为硬质边坡，岩石为弱风化砂岩，层间 夹泥质粉砂岩，从长远来看，边坡稳定性较差。由于大部分边坡处于已建别墅 房后或两侧，出于边坡稳定、绿化和环境保护考虑，大部分边坡不适于采用削 坡治理方案。因此本方案以锚杆锚固为主，兼以局部削坡和整体生态治理。根 据该别墅区植被覆盖较充分的实际情况，绿化后的边坡应逐步与自然景观相融 22 合。 6.2.16.2.1 治理设计方案治理设计方案 根据现场地质调查，结合边坡岩质性状和稳定性分析结果，对不同别墅区 段边坡分别采取如下治理措施（施工要求祥见施工图） ⅠⅠ区区 11边坡（边坡（2222 幢下边坡）幢下边坡）3-3-13 幢3-15 幢别墅后的边坡，坡顶为 3-22 幢 别墅，现状边坡分为上下两级，该段边坡属于斜切坡，稳定性不能满足安全运 行要求，且存在局部楔体破坏的可能，只需自上而下清除坡面松动岩块及浮渣， 设置系统锚杆（φ25 钢筋30003000，L6m）进行加固，然后对坡面采用徒 工格栅植生技术进行生态复绿。 22边坡边坡为 3-18 幢别墅后边坡，该段边坡由上部碎石土与下部砂岩组成， 在碎石层中，需自上而下按 11 削坡；下部砂岩应清除坡面松动岩块与浮渣， 坡脚设置花坛并植草，然后对坡面进行生态治理； 33边坡边坡位于 3-343-35 别墅间的边坡，该段边坡已发生崩塌，需自上而 下对坡面上明显凸起破碎的危岩进行局部撬挖清除，设置系统锚杆（φ25 钢筋 25002500，L64m） 。坡面基岩处设置604m，L＝0.7m，仰角 10的排水 孔；坡脚处的松散滑坡体堆土需撬挖清除。最后整体采用土工格栅植草复绿。 ⅡⅡ区区 根据边坡的规模、坡向与岩层产状的关系，边坡处理方案分述如下 4边坡1b-6 幢后坡坡向为 200，与层面产状基本一致，右侧边坡的高 度 9.5 m，需要采用系统锚杆进行加固。锚杆采用钢筋锚杆 （Ф2525002500m，L＝63m） ，钢筋网6.5200200，喷射砼强度等级 C20，厚度 10cm。坡顶无设置排水沟场地。坡脚设置花坛并植爬山虎等藤类植 物。 57边坡1b-7 幢1b-9 幢后坡坡高 78 m，属顺向坡，边坡稳定条件一 般，需采用系统锚杆进行加固。锚杆采用钢筋锚杆（Ф2225002500，L＝3m） ， 钢筋网6.5200200，喷射砼强度等级 C20，厚度 10cm。坡顶设置截水沟（上 口 0.8 m，底宽 0.5 m）排走坡顶来水。坡脚设置花坛并植爬山虎等藤类植物。 左右两侧侧坡采用放坡植草复绿。 23 89边坡1b-10 幢1b-11 幢开挖后坡属顺向坡，边坡稳定条件一般，需 采用系统锚杆进行加固。锚杆采用钢筋锚杆（Ф2225002500，L＝3m） ，钢筋 网6.5200200，喷射砼强度等级 C20，厚度 10cm。坡脚设置花坛并植爬山虎 等藤类植物。左右两侧侧坡采用放坡植草复绿。 1017边坡1b-1