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GB 50330-2013

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基本信息
标准编号 GB 50330-2013 (GB50330-2013)
中文名称 建筑边坡工程技术规范(附条文说明)
英文名称 Technical code for building slope engineering
行业 国家标准
中标分类 P21
国际标准分类 93.020
字数估计 214,229
旧标准 (被替代) GB 50330-2002
引用标准 GB 50007; GB 50010; GB 50011; GB 50026; GB 50086; GB 50201; GB/T 50266; GB 50300; GB/T 50344; GB 50843; GB/T 5223; GB/T 5224; GB/T 14370
起草单位 重庆市设计院
归口单位 住房和城乡建设部
标准依据 住房和城乡建设部公告第195号
范围 本规范适用于岩质边坡高度为30m以下(含30m)、土质边坡高度为15m以下(含15m)的建筑边坡工程以及岩石基坑边坡工程。超过上述限定高度的边坡工程或地质和环境条件复杂的边坡工程除应符合本规范的规定外, 尚应进行专项设计, 采取有效、可靠的加强措施。

GB 50330-2013: 建筑边坡工程技术规范(不含条文说明)
GB 50330-2013 英文名称: Technical code for building slope engineering
1 总 则
1.0.1 为在建筑边坡工程的勘察、设计、施工及质量控制中贯彻执行国家技术经济政策,做到技术先进、安全可靠、经济合理、确保质量和保护环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于岩质边坡高度为30m以下(含30m)、土质边坡高度为15m以下(含15m)的建筑边坡工程以及岩石基坑边坡工程。
超过上述限定高度的边坡工程或地质和环境条件复杂的边坡工程除应符合本规范的规定外,尚应进行专项设计,采取有效、可靠的加强措施。
1.0.3 软土、湿陷性黄土、冻土、膨胀土和其他特殊性岩土以及侵蚀性环境的建筑边坡工程,尚应符合国家现行相应专业标准的规定。
1.0.4 建筑边坡工程应综合考虑工程地质、水文地质、边坡高度、环境条件、各种作用、邻近的建(构)筑物、地下市政设施、施工条件和工期等因素,因地制宜,精心设计,精心施工。
1.0.5 建筑边坡工程除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 建筑边坡 building slope
在建筑场地及其周边,由于建筑工程和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有不利影响的自然斜坡。本规范中简称边坡。
2.1.2 边坡支护 slope retaining
为保证边坡稳定及其环境的安全,对边坡采取的结构性支挡、加固与防护行为。
2.1.3 边坡环境 slope environment
边坡影响范围内或影响边坡安全的岩土体、水系、建(构)筑物、道路及管网等的统称。
2.1.4 永久性边坡 longterm slope
设计使用年限超过2年的边坡。
2.1.5 临时性边坡 temporary slope
设计使用年限不超过2年的边坡。
2.1.6 锚杆(索) anchor(anchorage)
将拉力传至稳定岩土层的构件(或系统)。当采用钢绞线或高强钢丝束并施加一定的预拉应力时,称为锚索。
2.1.7 锚杆挡墙 retaining wall with anchors
由锚杆(索)、立柱和面板组成的支护结构。
2.1.8 锚喷支护 anchor-shotcrete retaining
由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护结构。
2.1.9 重力式挡墙 gravity retaining wall
依靠自身重力使边坡保持稳定的支护结构。
2.1.10 扶壁式挡墙 counterfort retaining wall
由立板、底板、扶壁和墙后填土组成的支护结构。
2.1.11 桩板式挡墙 pile-sheet retaining
由抗滑桩和桩间挡板等构件组成的支护结构。
2.1.12 坡率法 slope ratio method
通过调整、控制边坡坡率维持边坡整体稳定和采取构造措施保证边坡及坡面稳定的边坡治理方法。
2.1.13 工程滑坡 engineering-triggered landslide
因建筑和市政建设等工程行为而诱发的滑坡。
2.1.14 软弱结构面 weak structural plane
断层破碎带、软弱夹层、含泥或岩屑等结合程度很差、抗剪强度极低的结构面。
2.1.15 外倾结构面 out-dip structural plane
倾向坡外的结构面。
2.1.16 边坡塌滑区 landslip zone of slope
计算边坡最大侧压力时潜在滑动面和控制边坡稳定的外倾结构面以外的区域。
2.1.17 岩体等效内摩擦角 equivalent angle of internal friction
包括边坡岩体黏聚力、重度和边坡高度等因素影响的综合内摩擦角。
2.1.18 动态设计法 method of information design
根据信息法施工和施工勘察反馈的资料,对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证,确认原设计条件有较大变化,及时补充、修改原设计的设计方法。
2.1.19 信息法施工 construction of information
根据施工现场的地质情况和监测数据,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性进行判断并及时修正施工方案的施工方法。
2.1.20 逆作法 topdown construction method
在建筑边坡工程施工中自上而下分阶开挖及支护的施工方法。
2.1.21 土层锚杆 anchored bar in soil
锚固于稳定土层中的锚杆。
2.1.22 岩石锚杆 anchored bar in rock
锚固于稳定岩层内的锚杆。
2.1.23 系统锚杆 system of anchor bars
为保证边坡整体稳定,在坡体上按一定方式设置的锚杆群。
2.1.24 坡顶重要建(构)筑物 important construction on top of slope
位于边坡坡顶上的破坏后果很严重、严重的建(构)筑物。
2.1.25 荷载分散型锚杆 load-dispersive anchorage
在锚杆孔内,由多个独立的单元锚杆所组成的复合锚固体系。每个单元锚杆由独立的自由段和锚固段构成,能使锚杆所承担的荷载分散于各单元锚杆的锚固段上。一般可分为压力分散型锚杆和拉力分散型锚杆。
2.1.26 地基系数 coefficient of subgrade reaction
弹性半空间地基上某点所受的法向压力与相应位移的比值,又称温克尔系数。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
ea--修正前侧向土压力;
e′a--修正后侧向土压力;
ep--挡墙前侧向被动土压力;
Ea--相应于荷载标准组合的主动岩土压力合力;
E′a--修正主动岩土压力合力;
E′ah--侧向岩土压力合力水平分力修正值;
E0--静止土压力;
Ep--挡墙前侧向被动土压力合力;
G--四边形滑裂体自重;挡墙每延米自重;滑体单位宽度自重;
Htk--锚杆水平拉力标准值;
Ka--主动岩、土压力系数;
K0--静止土压力系数;
Kp--被动岩、土压力系数;
q--地表均布荷载标准值;
qL--局部均布荷载标准值;
αw--边坡综合水平地震系数。
2.2.2 材料性能和抗力性能
c--岩土体的黏聚力;滑移面的黏聚力;
c′--有效应力的岩土体的黏聚力;
cs--边坡外倾软弱结构面的黏聚力;
φ--岩土体的内摩擦角;
φ′--有效应力的岩土体的内摩擦角;
φs--边坡外倾软弱结构面内摩擦角;
γ--岩土体的重度;
γ′--岩土体的浮重度;
γsat--岩土体的饱和重度;
γw--水的重度;
Dr--土体的相对密实度;
ωL--土体的液限;
IL--土的液性指数;
μ--挡墙底与地基岩土体的摩擦系数;
ρ--地震角。
2.2.3 几何参数
a--上阶边坡的宽度;坡脚到坡顶重要建筑物基础外边缘的水平距离;
A--锚杆杆体截面面积;滑动面面积;
Ac--锚固体截面面积;
As--锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积;
B--肋柱宽度;
Bp--桩身计算宽度;
H--边坡高度;挡墙高度;
L--边坡坡顶塌滑区外缘至坡底边缘的水平投影距离;
la--锚杆锚固体与地层间的锚固段长度或锚筋与砂浆间的锚固长度;
α--锚杆倾角;支挡结构墙背与水平面的夹角;
α′--边坡面与水平面的夹角;
α0--挡墙底面倾角;
β--填土表面与水平面的夹角;地表斜坡面与水平面的夹角;
δ--墙背与岩土的摩擦角;
δr--稳定且无软弱层的岩石坡面与填土间的内摩擦角;
θ--边坡的破裂角;缓倾的外倾软弱结构面的倾角;假定岩土体滑动面与水平面的夹角;稳定岩石坡面或假定边坡岩土体滑动面与水平面的夹角;滑面倾角。
2.2.4 计算系数
Fs--边坡稳定性系数;挡墙抗滑移稳定系数;
Ft--挡墙抗倾覆稳定系数;
Fst--边坡稳定安全系数;
K--安全系数;
Kb--锚杆杆体抗拉安全系数,或锚杆钢筋抗拉安全系数;
β1--岩质边坡主动岩石压力修正系数;
β2--锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数;
γ0--支护结构重要性系数;
γk--滑坡稳定安全系数。
3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 建筑边坡工程设计时应取得下列资料:
1 工程用地红线图、建筑平面布置总图、相邻建筑物的平、立、剖面和基础图等;
2 场地和边坡勘察资料;
3 边坡环境资料;
4 施工条件、施工技术、设备性能和施工经验等资料;
5 有条件时宜取得类似边坡工程的经验。
3.1.2 一级边坡工程应采用动态设计法。二级边坡工程宜采用动态设计法。
3.1.3 建筑边坡工程的设计使用年限不应低于被保护的建(构)筑物设计使用年限
3.1.4 建筑边坡支护结构形式应考虑场地地质和环境条件、边坡高度、边坡侧压力的大小和特点、对边坡变形控制的难易程度以及边坡工程安全等级等因素,可按表3.1.4选定。
表3.1.4 边坡支护结构常用形式
3.1.5 规模大、破坏后果很严重、难以处理的滑坡、危岩、泥石流及断层破碎带地区,不应修筑建筑边坡。
3.1.6 山区工程建设时应根据地质、地形条件及工程要求,因地制宜设置边坡,避免形成深挖高填的边坡工程。对稳定性较差且边坡高度较大的边坡工程宜采用放坡或分阶放坡方式进行治理。
3.1.7 当边坡坡体内洞室密集而对边坡产生不利影响时,应根据洞室大小和深度等因素进行稳定性分析,采取相应的加强措施。
3.1.8 存在临空外倾结构面的岩土质边坡,支护结构基础必须置于外倾结构面以下稳定地层内。
3.1.9 边坡工程平面布置、竖向及立面设计应考虑对周边环境的影响,做到美化环境,体现生态保护要求。
3.1.10 当施工期边坡变形较大且大于规范、设计允许值时,应采取包括边坡施工期临时加固措施的支护方案。
3.1.11 对已出现明显变形、发生安全事故及使用条件发生改变的边坡工程,其鉴定和加固应按现行国家标准《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》GB 50843的有关规定执行。
3.1.12 下列边坡工程的设计及施工应进行专门论证:
1 高度超过本规范适用范围的边坡工程;
2 地质和环境条件复杂、稳定性极差的一级边坡工程;
3 边坡塌滑区有重要建(构)筑物、稳定性较差的边坡工程;
4 采用新结构、新技术的一、二级边坡工程。
3.1.13 建筑边坡工程的混凝土结构耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。
3.2 边坡工程安全等级
3.2.1 边坡工程应根据其损坏后可能造成的破坏后果(危及人的生命、造成经济损失、产生不良社会影响)的严重性、边坡类型和边坡高度等因素,按表3.2.1确定边坡工程安全等级。
表3.2.1 边坡工程安全等级
注:1 一个边坡工程的各段,可根据实际情况采用不同的安全等级;
2 对危害性极严重、环境和地质条件复杂的边坡工程,其安全等级应根据工程情况适当提高;
3 很严重:造成重大人员伤亡或财产损失;严重:可能造成人员伤亡或财产损失;不严重:可能造成财产损失。
3.2.2 破坏后果很严重、严重的下列边坡工程,其安全等级应定为一级:
1 由外倾软弱结构面控制的边坡工程;
2 工程滑坡地段的边坡工程;
3 边坡塌滑区有重要建(构)筑物的边坡工程。
3.2.3 边坡塌滑区范围可按下式估算:
式中:L--边坡坡顶塌滑区外缘至坡底边缘的水平投影距离(m);
H--边坡高度(m);
θ--坡顶无荷载时边坡的破裂角(°);对直立土质边坡可取45°+φ/2,φ为土体的内摩擦角;对斜面土质边坡,可取(β+φ)/2,β为坡面与水平面的夹角,φ为土体的内摩擦角;对直立岩质边坡可按本规范第6.3.3条确定;对倾斜坡面岩质边坡可按本规范第6.3.4条确定。
3.3 设计原则
3.3.1 边坡工程设计应符合下列规定:
1 支护结构达到最大承载能力、锚固系统失效、发生不适于继续承载的变形或坡体失稳应满足承载能力极限状态的设计要求;
2 支护结构和边坡达到支护结构或邻近建(构)筑物的正常使用所规定的变形限值或达到耐久性的某项规定限值应满足正常使用极限状态的设计要求。
3.3.2 边坡工程设计所采用作用效应组合与相应的抗力限值应符合下列规定:
1 按地基承载力确定支护结构或构件的基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或桩上的作用效应应采用荷载效应标准组合;相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值;
2 计算边坡与支护结构的稳定性时,应采用荷载效应基本组合,但其分项系数均为1.0;
3 计算锚杆面积、锚杆杆体与砂浆的锚固长度、锚杆锚固体与岩土层的锚固长度时,传至锚杆的作用效应应采用荷载效应标准组合;
4 在确定支护结构截面、基础高度、计算基础或支护结构内力、确定配筋和验算材料强度时,应采用荷载效应基本组合,并应满足下式的要求:
γ0S≤R (3.3.2)
式中:S--基本组合的效应设计值;
R--结构构件抗力的设计值;
γ0--支护结构重要性系数,对安全等级为一级的边坡不应低于1.1,二、三级边坡不应低于1.0。
5 计算支护结构变形、锚杆变形及地基沉降时,应采用荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用,相应的限值应为支护结构、锚杆或地基的变形允许值;
6 支护结构抗裂计算时,应采用荷载效应标准组合,并考虑长期作用影响;
7 抗震设计时地震作用效应和荷载效应的组合应按国家现行有关标准执行。
3.3.3 地震区边坡工程应按下列原则考虑地震作用的影响:
1 边坡工程抗震设防烈度应根据中国地震动参数区划图确定的本地区地震基本烈度,且不应低于边坡塌滑区内建筑物的设防烈度;
2 抗震设防的边坡工程,其地震作用计算应按国家现行有关标准执行;抗震设防烈度为6度的地区,边坡工程支护结构可不进行地震作用计算,但应采取抗震构造措施,抗震设防烈度6度以上的地区,边坡工程支护结构应进行地震作用计算,临时性边坡可不作抗震计算;
3 支护结构和锚杆外锚头等,应按抗震设防烈度要求采取相应的抗震构造措施。
3.3.4 抗震设防区,支护结构或构件承载能力应采用地震作用效应和荷载效应基本组合进行验算。
3.3.5 边坡工程设计应包括支护结构的选型、平面及立面布置、计算、构造和排水,并对施工、监测及质量验收等提出要求。
3.3.6 边坡支护结构设计时应进行下列计算和验算:
1 支护结构及其基础的抗压、抗弯、抗剪、局部抗压承载力的计算;支护结构基础的地基承载力计算;
2 锚杆锚固体的抗拔承载力及锚杆杆体抗拉承载力的计算;
3 支护结构稳定性验算
3.3.7 边坡支护结构设计时尚应进行下列计算和验算:
1 地下水发育边坡的地下水控制计算;
2 对变形有较高要求的边坡工程还应结合当地经验进行变形验算。
4 边坡工程勘察
4.1 一般规定
4.1.1 下列建筑边坡工程应进行专门性边坡工程地质勘察:
1 超过本规范适用范围的边坡工程;
2 地质条件和环境条件复杂、有明显变形迹象的一级边坡工程;
3 边坡邻近有重要建(构)筑物的边坡工程。
4.1.2 除本规范第4.1.1条规定外的其他边坡工程可与建筑工程地质勘察一并进行,但应满足边坡勘察的工作深度和要求,勘察报告应有边坡稳定性评价的内容。大型和地质环境复杂的边坡工程宜分阶段勘察;当地质环境复杂、施工过程中发现地质环境与原勘察资料不符且可能影响边坡治理效果或因设计、施工原因变更边坡支护方案时尚应进行施工勘察。
4.1.3 岩质边坡的破坏形式应按表4.1.3划分。
表4.1.3 岩质边坡的破坏形式分类
4.1.4 岩质边坡工程勘察应根据岩体主要结构面与坡向的关系、结构面的倾角大小、结合程度、岩体完整程度等因素对边坡岩体类型进行划分,并应符合表4.1.4的规定。
表4.1.4 岩质边坡的岩体分类
注:1 结构面指原生结构面和构造结构面,不包括风化裂隙;
2 外倾结构面系指倾向与坡向的夹角小于30°的结构面;
3 不包括全风化基岩;全风化基岩可视为土体;
4 Ⅰ类岩体为软岩,应降为Ⅱ类岩体;Ⅰ类岩体为较软岩且边坡高度大于15m时,可降为Ⅱ类;
5 当地下水发育时,Ⅱ、Ⅲ类岩体可根据具体情况降低一档;
6 强风化岩应划为Ⅳ类;完整的极软岩可划为Ⅲ类或Ⅳ类;
7 当边坡岩体较完整、结构面结合差或很差、外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角27°~75°,结构面贯通性差时,可划为Ⅲ类;
8 当有贯通性较好的外倾结构面时应验算沿该结构面破坏的稳定性。
4.1.5 当无外倾结构面及外倾不同结构面组合时,完整、较完整的坚硬岩、较硬岩宜划为Ⅰ类,较破碎的坚硬岩、较硬岩宜划为Ⅱ类;完整、较完整的较软岩、软岩宜划为Ⅱ类,较破碎的较软岩、软岩可划为Ⅲ类。
4.1.6 确定岩质边坡的岩体类型时,由坚硬程度不同的岩石互层组成且每层厚度小于或等于5m的岩质边坡宜视为由相对软弱岩石组成的边坡。当边坡岩体由两层以上单层厚度大于5m的岩体组成时,可分段确定边坡岩体类型。
4.1.7 已有变形迹象的边坡宜在勘察期间进行变形监测。
4.1.8 边坡工程勘察等级应根据边坡工程安全等级和地质环境复杂程度按表4.1.8划分。
表4.1.8 边坡工程勘察等级
4.1.9 边坡地质环境复杂程度可按下列标准判别:
1 地质环境复杂:组成边坡的岩土体种类多,强度变化大,均匀性差,土质边坡潜在滑面多,岩质边坡受外倾结构面或外倾不同结构面组合控制,水文地质条件复杂;
2 地质环境中等复杂:介于地质环境复杂与地质环境简单之间;
3 地质环境简单:组成边坡的岩土体种类少,强度变化小,均匀性好,土质边坡潜在滑面少,岩质边坡受外倾结构面或外倾不同结构面组合控制,水文地质条件简单。
4.1.10 工程滑坡应根据工程特点按现行国家有关标准执行。
4.2 边坡工程勘察要求
4.2.1 边坡工程勘察前除应收集边坡及邻近边坡的工程地质资料外,尚应取得下列资料:
1 附有坐标和地形的拟建边坡支挡结构的总平面布置图;
2 边坡高度、坡底高程和边坡平面尺寸;
3 拟建场地的整平高程和挖方、填方情况;
4 拟建支挡结构的性质、结构特点及拟采取的基础形式、尺寸和埋置深度;
5 边坡滑塌区及影响范围内的建(构)筑物的相关资料;
6 边坡工程区域的相关气象资料;
7 场地区域最大降雨强度和二十年一遇及五十年一遇最大降水量;河、湖历史最高水位和二十年一遇及五十年一遇的水位资料;可能影响边坡水文地质条件的工业和市政管线、江河等水源因素,以及相关水库水位调度方案资料;
8 对边坡工程产生影响的汇水面积、排水坡度、长度和植被等情况;
9 边坡周围山洪、冲沟和河流冲淤等情况。
4.2.2 边坡工程勘察应包括下列内容:
1 场地地形和场地所在地貌单元;
2 岩土时代、成因、类型、性状、覆盖层厚度、基岩面的形态和坡度、岩石风化和完整程度;
3 岩、土体的物理力学性能;
4 主要结构面特别是软弱结构面的类型、产状、发育程度、延伸程度、结合程度、充填状况、充水状况、组合关系、力学属性和与临空面的关系;
5 地下水水位、水量、类型、主要含水层分布情况、补给及动态变化情况;
6 岩土的透水性和地下水的出露情况;
7 不良地质现象的范围和性质;
8 地下水、土对支挡结构材料的腐蚀性;
9 坡顶邻近(含基坑周边)建(构)筑物的荷载、结构、基础形式和埋深,地下设施的分布和埋深。
4.2.3 边坡工程勘察应先进行工程地质测绘和调查。工程地质测绘和调查工作应查明边坡的形态、坡角、结构面产状和性质等,工程地质测绘和调查范围应包括可能对边坡稳定有影响及受边坡影响的所有地段。
4.2.4 边坡工程勘探应采用钻探(直孔、斜孔)、坑(井)探、槽探和物探等方法。对于复杂、重要的边坡工程可辅以洞探。位于岩溶发育的边坡除采用上述方法外,尚应采用物探。
4.2.5 边坡工程勘探范围应包括坡面区域和坡面外围一定的区域。对无外倾结构面控制的岩质边坡的勘探范围:到坡顶的水平距离一般不应小于边坡高度;外倾结构面控制的岩质边坡的勘探范围应根据组成边坡的岩土性质及可能破坏模式确定。对于可能按土体内部圆弧形破坏的土质边坡不应小于1.5倍坡高。对可能沿岩土界面滑动的土质边坡,后部应大于可能的后缘边界,前缘应大于可能的剪出口位置。勘察范围尚应包括可能对建(构)筑物有潜在安全影响的区域。
4.2.6 勘探线应以垂直边坡走向或平行主滑方向布置为主,在拟设置支挡结构的位置应布置平行和垂直的勘探线。成图比例尺应大于或等于1:500,剖面的纵横比例应相同。
4.2.7 勘探点分为一般性勘探点和控制性勘探点。控制性勘探点宜占勘探点总数的1/5~1/3,地质环境条件简单、大型的边坡工程取1/5,地质环境条件复杂、小型的边坡工程取1/3,并应满足统计分析的要求。
4.2.8 详细勘察的勘探线、点间距可按表4.2.8或地区经验确定。每一单独边坡段勘探线不应少于2条,每条勘探线不应少于2个勘探点。
表4.2.8 详细勘察的勘探线、点间距
注:初步勘察的勘探线、点间距可适当放宽。
4.2.9 边坡工程勘探点深度应进入最下层潜在滑面2.0m~5.0m,控制性钻孔取大值,一般性钻孔取小值;支挡位置的控制性勘探孔深度应根据可能选择的支护结构形式确定。对于重力式挡墙、扶壁式挡墙和锚杆挡墙可进入持力层不小于2.0m;对于悬臂桩进入嵌固段的深度土质时不宜小于悬臂长度的1.0倍,岩质时不小于0.7倍。
4.2.10 对主要岩土层和软弱层应采样进行室内物理力学性能试验,其试验项目应包括物性、强度及变形指标,试样的含水状态应包括天然状态和饱和状态。用于稳定性计算时土的抗剪强度指标宜采用直接剪切试验获取,用于确定地基承载力时土的峰值抗剪强度指标宜采用三轴试验获取。主要岩土层采集试样数量:土层不少于6组,对于现场大剪试验,每组不应少于3个试件;岩样抗压强度不应少于9个试件。岩石抗剪强度不少于3组。需要时应采集岩样进行变形指标试验,有条件时应进行结构面的抗剪强度试验。
4.2.11 建筑边坡工程勘察应提供水文地质参数。对于土质边坡及较破碎、破碎和极破碎的岩质边坡宜在不影响边坡安全条件下,通过抽水、压水或渗水试验确定水文地质参数。
4.2.12 建筑边坡工程勘察除应进行地下水力学作用和地下水物理、化学作用的评价以外,还应论证孔隙水压力变化规律和对边坡应力状态的影响,并应考虑雨季和暴雨过程的影响。
4.2.13 对于地质条件复杂的边坡工程,初步勘察时宜选择部分钻孔埋设地下水和变形监测设备进行监测。
4.2.14 除各类监测孔外,边坡工程勘察工作中的探井、探坑和探槽等在野外工作完成后应及时封填密实。
4.2.15 对大型待填的填土边坡宜进行料源勘察,针对可能的取料地点,查明用于边坡填筑的岩土工程性质,为边坡填筑的设计和施工提供依据。
4.3 边坡力学参数取值
4.3.1 岩体结构面抗剪强度指标的试验应符合现行国家标准《工程岩体试验方法标准》GB/T 50266的有关规定。当无条件进行试验时,结构面的抗剪强度指标标准值在初步设计时可按表4.3.1并结合类似工程经验确定。
表4.3.1 结构面抗剪强度指标标准值
注:1 除第1项和第5项外,结构面两壁岩性为极软岩、软岩时取较低值;
2 取值时应考虑结构面的贯通程度;
3 结构面浸水时取较低值;
4 临时性边坡可取高值;
5 已考虑结构面的时间效应;
6 未考虑结构面参数在施工期和运行期受其他因素影响发生的变化,当判定为不利因素时,可进行适当折减。
4.3.2 岩体结构面的结合程度可按表4.3.2确定。
表4.3.2 结构面的结合程度
注:1 起伏度:当RA≤1%,平直;当1%<RA≤2%时,略有起伏;当2%<RA时,起伏;其中RA=A/L,A为连续结构面起伏幅度(cm),L为连续结构面取样长度(cm),测量范围L一般为1.0m~3.0m;
2 粗糙度:很光滑,感觉非常细腻如镜面;光滑,感觉比较细腻,无颗粒感觉;较粗糙,可以感觉到一定的颗粒状;粗糙,明显感觉到颗粒状。
4.3.3 当无试验资料和缺少当地经验时,天然状态或饱和状态岩体内摩擦角标准值可根据天然状态或饱和状态岩块的内摩擦角标准值结合边坡岩体完整程度按表4.3.3中系数折减确定。
表4.3.3 边坡岩体内摩擦角的折减系数
注:1 全风化层可按成分相同的土层考虑;
2 强风化基岩可根据地方经验适当折减。
4.3.4 边坡岩体等效内摩擦角宜按当地经验确定。当缺乏当地经验时,可按表4.3.4取值。
表4.3.4 边坡岩体等效内摩擦角标准值
注:1 适用于高度不大于30m的边坡;当高度大于30m时,应作专门研究;
2 边坡高度较大时宜取较小值;高度较小时宜取较大值;当边坡岩体变化较大时,应按同等高度段分别取值;
3 已考虑时间效应;对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类岩质临时边坡可取上限值,Ⅰ类岩质临时边坡可根据岩体强度及完整程度取大于72°的数值;
4 适用于完整、较完整的岩体;破碎、较破碎的岩体可根据地方经验适当折减。
4.3.5 边坡稳定性计算应根据不同的工况选择相应的抗剪强度指标。土质边坡按水土合算原则计算时,地下水位以下宜采用土的饱和自重固结不排水抗剪强度指标;按水土分算原则计算时,地下水位以下宜采用土的有效抗剪强度指标。
4.3.6 填土边坡的力学参数宜根据试验并结合当地经验确定。试验方法应根据工程要求、填料的性质和施工质量等确定,试验条件应尽可能接近实际状况。
4.3.7 土质边坡抗剪强度试验方法的选择应符合下列规定:
1 根据坡体内的含水状态选择天然或饱和状态的抗剪强度试验方法;
2 用于土质边坡,在计算土压力和抗倾覆计算时,对黏土、粉质黏土宜选择直剪固结快剪或三轴固结不排水剪,对粉土、砂土和碎石土宜选择有效应力强度指标;
3 用于土质边坡计算整体稳定、局部稳定和抗滑稳定性时,对一般的黏性土、砂土和碎石土,按第2款相同的试验方法,但对饱和软黏性土,宜选择直剪快剪、三轴不固结不排水试验或十字板剪切试验。
5 边坡稳定性评价
5.1 一般规定
5.1.1 下列建筑边坡应进行稳定性评价:
1 选作建筑场地的自然斜坡;
2 由于开挖或填筑形成、需要进行稳定性验算的边坡;
3 施工期出现新的不利因素的边坡;
4 运行期条件发生变化的边坡。
5.1.2 边坡稳定性评价应在查明工程地质、水文地质条件的基础上,根据边坡岩土工程条件,采用定性分析和定量分析相结合的方法进行。
5.1.3 对土质较软、地面荷载较大、高度较大的边坡,其坡脚地面抗隆起、抗管涌和抗渗流等稳定性评价应按国家现行有关标准执行。
5.2 边坡稳定性分析
5.2.1 边坡稳定性分析之前,应根据岩土工程地质条件对边坡的可能破坏方式及相应破坏方向、破坏范围、影响范围等作出判断。判断边坡的可能破坏方式时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏。
5.2.2 边坡抗滑移稳定性计算可采用刚体极限平衡法。对结构复杂的岩质边坡,可结合采用极射赤平投影法和实体比例投影法;当边坡破坏机制复杂时,可采用数值极限分析法。
5.2.3 计算沿结构面滑动的稳定性时,应根据结构面形态采用平面或折线形滑面。计算土质边坡、极软岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时,可采用圆弧形滑面。
5.2.4 采用刚体极限平衡法计算边坡抗滑稳定性时,可根据滑面形态按本规范附录A选择具体计算方法。
5.2.5 边坡稳定性计算时,对基本烈度为7度及7度以上地区的永久性边坡应进行地震工况下边坡稳定性校核。
5.2.6 塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡采用刚体极限平衡法和静力数值计算法计算稳定性时,滑体、条块或单元的地震作用可简化为一个作用于滑体、条块或单元重心处、指向坡外(滑动方向)的水平静力,其值应按下列公式计算:
Qe=αwG (5.2.6-1)
Qei=αwGi (5.2.6-2)
式中:Qe、Qei--滑体、第i计算条块或单元单位宽度地震力(kN/m);
G、Gi--滑体、第i计算条块或单元单位宽度自重[含坡顶建(构)筑物作用](kN/m);
αw--边坡综合水平地震系数,由所在地区地震基本烈度按表5.2.6确定。
表5.2.6 水平地震系数
5.2.7 当边坡可能存在多个滑动面时,对各个可能的滑动面均应进行稳定性计算。
5.3 边坡稳定性评价标准
5.3.1 除校核工况外,边坡稳定性状态分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定四种状态,可根据边坡稳定性系数按表5.3.1确定。
表5.3.1 边坡稳定性状态划分
注:Fst--边坡稳定安全系数。
5.3.2 边坡稳定安全系数Fst应按表5.3.2确定,当边坡稳定性系数小于边坡稳定安全系数时应对边坡进行处理。
表5.3.2 边坡稳定安全系数Fst
注:1 地震工况时,安全系数仅适用于塌滑区内无重要建(构)筑物的边坡;
2 对地质条件很复杂或破坏后果极严重的边坡工程,其稳定安全系数应适当提高。
6 边坡支护结构上的侧向岩土压力
6.1 一般规定
6.1.1 侧向岩土压力分为静止岩土压力、主动岩土压力和被动岩土压力。当支护结构变形不满足主动岩土压力产生条件时,或当边坡上方有重要建筑物时,应对侧向岩土压力进行修正。
6.1.2 侧向岩土压力可采用库仑土压力或朗金土压力公式求解。侧向总岩土压力可采用总岩土压力公式直接计算或按岩土压力公式求和计算,侧向岩土压力和分布应根据支护类型确定。
6.1.3 在各种岩土侧压力计算时,可用解析公式求解。对于复杂情况也可采用数值极限分析法进行计算。
6.2 侧向土压力
6.2.1 静止土压力可按下式计算:
式中:e0i--计算点处的静止土压力(kN/m2);
γj--计算点以上第j层土的重度(kN/m3);
hj--计算点以上第j层土的厚度(m);
q--坡顶附加均布荷载(kN/m2);
K0i--计算点处的静止土压力系数。
6.2.2 静止土压力系数宜由试验确定。当无试验条件时,对砂土可取0.34~0.45,对黏性土可取0.5~0.7。
6.2.3 根据平面滑裂面假定(图6.2.3),主动土压力合力可按下列公式计算:
式中:Ea--相应于荷载标准组合的主动土压力合力(kN/m);
Ka--主动土压力系数;
H--挡土墙高度(m);
γ--土体重度(kN/m3);
c--土的黏聚力(kPa);
φ--土的内摩擦角(°);
q--地表均布荷载标准值(kN/m2);
δ--土对挡土墙墙背的摩擦角(°),可按表6.2.3取值;
β--填土表面与水平面的夹角(°);
α--支挡结构墙背与水平面的夹角(°)。
表6.2.3 土对挡土墙墙背的摩擦角δ
图6.2.3 土压力计算
6.2.4 当墙背直立光滑、土体表面水平时,主动土压力可按下式计算:
式中:eai--计算点处的主动土压力(kN/m2);当eai<0时取eai=0;
Kai--计算点处的主动土压力系数,取Kai=tan2(45°-φi/2);
ci--计算点处土的黏聚力(kPa);
φi--计算点处土的内摩擦角(°)。
6.2.5 当墙背直立光滑、土体表面水平时,被动土压力可按下式计算:
式中:epi--计算点处的被动土压力(kN/m2);
Kpi--计算点处的被动土压力系数,取Kpi=tan2(45°+φi/2)。
6.2.6 边坡坡体中有地下水但未形成渗流时,作用于支护结构上的侧压力可按下列规定计算:
1 对砂土和粉土应按水土分算原则计算;
2 对黏性土宜根据工程经验按水土分算或水土合算原则计算;
3 按水土分算原则计算时,作用在支护结构上的侧压力等于土压力和静止水压力之和,地下水位以下的土压力采用浮重度(γ′)和有效应力抗剪强度指标(c′、φ′)计算;
4 按水土合算原则计算时,地下水位以下的土压力采用饱和重度(γsat)和总应力抗剪强度指标(c、φ)计算。
6.2.7 边坡坡体中有地下水形成渗流时,作用于支护结构上的侧压力,除按本规范第6.2.6条计算外,尚应按国家现行有关标准的规定计算渗透力。
6.2.8 当挡墙后土体破裂面以内有较陡的稳定岩石坡面时,应视为有限范围填土情况计算主动土压力(图6.2.8)。有限范围填土时,主动土压力合力可按下列公式计算:
图6.2.8 有限范围填土时土压力计算
式中:θ--稳定岩石坡面的倾角(°);
δr--稳定且无软弱层的岩石坡面与填土间的内摩擦角(°),宜根据试验确定。当无试验资料时,可取δr=(0.40~0.70)φ。φ为填土的内摩擦角。
6.2.9 当坡顶作用有线性分布荷载、均布荷载和坡顶填土表面不规则时或岩土边坡为二阶竖直时,在支护结构上产生的侧压力可按本规范附录B简化计算。
6.2.10 当边坡的坡面为倾斜、坡顶水平、无超载时(图6.2.10),土压力的合力可按下列公式计算,边坡破坏时的平面破裂角可按公式(6.2.10-3)计算:
式中:Ea--水平土压力合力(kN/m);
Ka--水平土压力系数;
h--边坡的垂直高度(m);
γ--支护结构后的土体重度,地下水位以下用有效重度(kN/m3);
α′--边坡坡面与水平面的夹角(°);
c--土的黏聚力(kPa);
φ--土的内摩擦角(°);
θ--土体的临界滑动面与水平面的夹角(°)。
图6.2.10 边坡的坡面为倾斜时计算简图
6.2.11 考虑地震作用时,作用于支护结构上的地震主动土压力可按本规范公式(6.2.3-1)计算,主动土压力系数应按下式计算:
式中:ρ--地震角,可按表6.2.11取值。
表6.2.11 地震角ρ
6.3 侧向岩石压力
6.3.1 对沿外倾结构面滑动的边坡,主动岩石压力合力可按下列公式计算:
式中:θ--边坡外倾结构面倾角(°);
cs--边坡外倾结构面黏聚力(kPa);
φs--边坡外倾结构面内摩擦角(°);
Kq--系数,可按公式6.2.3-3)计算;
δ--岩石与挡墙背的摩擦角(°),取(0.33~0.50)φ。
当有多组外倾结构面时,应计算每组结构面的主动岩石压力并取其大值。
6.3.2 对沿缓倾的外倾软弱结构面滑动的边坡(图6.3.2),主动岩石压力合力可按下式计算:
式中:G--四边形滑裂体自重(kN/m);
L--滑裂面长度(m);
θ--缓倾的外倾软弱结构面的倾角(°);
cs--外倾软弱结构面的黏聚力(kPa);
φs--外倾软弱结构面内摩擦角(°)。
图6.3.2 岩质边坡四边形滑裂时侧向压力计算
6.3.3 岩质边坡的侧向岩石压力计算和破裂角应符合下列规定:
1 对无外倾结构面的岩质边坡,应以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算侧向岩石压力;对坡顶无建筑荷载的永久性边坡和坡顶有建筑荷载时的临时性边坡和基坑边坡,破裂角按45°+φ/2确定,Ⅰ类岩体边坡可取75°左右;坡顶无建筑荷载的临时性边坡和基坑边坡的破裂角,Ⅰ类岩体边坡取82°;Ⅱ类岩体边坡取72°;Ⅲ类岩体边坡取62°;Ⅳ类岩体边坡取45°+φ/2°;
2 当有外倾硬性结构面时,应分别以外倾硬性结构面的抗剪强度参数按本规范第6.3.1条的方法和以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法分别计算,取两种结果的较大值;破裂角取本条第1款和外倾结构面倾角两者中的较小值;
3 当边坡沿外倾软弱结构面破坏时,侧向岩石压力应按本规范第6.3.1条和第6.3.2条计算,破裂角取该外倾结构面的倾角,同时应按本条第1款进行验算。
6.3.4 当岩质边坡的坡面为倾斜、坡顶水平、无超载时,岩石压力的合力可按本规范公式(6.2.10-1)计算。当岩体存在外倾结构面时,θ可取外倾结构面的倾角,抗剪强度指标取外倾结构面的抗剪强度指标;当存在多个外倾结构面时,应分别计算,取其中的最大值为设计值。
6.3.5 考虑地震作用时,作用于支护结构上的地震主动岩石压力应按本规范第6.3.1条公式(6.3.1-1)计算,其主动岩石压力系数应按下式计算:
式中:ρ--地震角,可按本规范表6.2.11取值。
7 坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程
7.1 一般规定
7.1.1 本章适用于抗震设防烈度为7度及7度以下地区、建(构)筑物位于岩土质边坡塌滑区、土质边坡1倍边坡高度和岩质边坡0.5倍边坡高度范围的边坡工程。
7.1.2 对坡顶有重要建(构)筑物的下列边坡应优先采用排桩式锚杆挡墙、锚拉式桩板挡墙或抗滑桩板式挡墙等主动受力、变形较小、对边坡稳定性和建筑物地基基础扰动小的支护结构:
1 建(构)筑物基础置于塌滑区内的边坡;
2 存在外倾软弱结构面或坡体软弱、开挖后稳定性较差的边坡;
3 建(构)筑物及管线等对变形控制有较高要求的边坡;
4 采用其他支护方案在施工期可能降低边坡稳定性的边坡。
7.1.3 对坡顶邻近建(构)筑物、道路及管线等可能引发较大变形或危害的边坡工程应加强监测并采取设计和施工措施。当出现可能产生较大危害的变形时,应按现行国家标准《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》GB 50843的有关规定执行。
7.2 设计计算
7.2.1 坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程设计应符合下列规定:
1 应调查建(构)筑物的结构形式、基础平面布置、基础荷载、基础类型、埋置深度、建(构)筑物的开裂及场地变形以及地下管线等现状情况;
2 应根据基础方案、构造做法和基础到边坡的距离等因素,考虑建筑物基础与边坡支护结构的相互影响;
3 应考虑建筑物基础传递的垂直荷载、水平荷载和弯矩等对边坡支护结构强度和变形的影响,并应对边坡稳定性进行验算;
4 应考虑边坡变形对地基承载力和基础变形的不利影响,并应对建筑物基础和地基稳定性进行验算;
5 边坡支护结构距建(构)筑物基础外边缘的最小安全距离应满足坡顶建筑(构)物抗倾覆、基础嵌固和传递水平荷载等要求,其值应根据设防烈度、边坡的稳定性、边坡岩土构成、边坡高度和建筑高度等因素并结合地区工程经验综合确定;不满足时应根据工程和现场条件采取有效加固措施;
6 对于有外倾结构面的岩质边坡以及土质边坡,边坡开挖后不应使建(构)筑物的基础置于有临空且有外倾软弱结构面的岩体上和稳定性极差的土质边坡塌滑区。
7.2.2 边坡与坡顶建(构)筑物同步设计的边坡工程及坡顶新建建(构)筑物的既有边坡工程应符合下列规定:
1 应避免坡顶重要建(构)筑物产生的垂直荷载直接作用在边坡潜在塌滑体上;应采取桩基础、加深基础、增设地下室或降低边坡高度等措施,将建(构)筑物的荷载直接传至边坡潜在破裂面以下足够深度的稳定岩土层内;
2 新建建(构)筑物的基础设计、边坡支护结构距建(构)筑物基础外边缘的距离应满足本规范第7.2.1条的相关规定;
3 应考虑建(构)筑物基础施工过程引起地下水变化对边坡稳定性的影响;
4 位于抗震设防区,边坡支护结构抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定;坡顶的建(构)筑物的抗震设计应按抗震不利地段考虑,地震效应放大系数应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定;
5 新建建(构)筑物的部分荷载作用于原有边坡支护结构而使其安全度和耐久性不满足要求时,应按现行国家标准《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》GB 50843的要求进行加固处理。
7.2.3 无外倾结构面的岩土质边坡坡顶有重要建(构)筑物时,可按表7.2.3确定支护结构上的侧向岩土压力。
表7.2.3 侧向岩土压力取值
注:1 Ea--主动岩土压力合力,E′a--修正主动岩土压力合力,E0--静止土压力合力;
2 β1--主动岩石压力修正系数;
3 a--坡脚线到坡顶重要建(构)筑物基础外边缘的水平距离;
4 对多层建筑物,当基础浅埋时H取边坡高度;当基础埋深较大时,若基础周边与岩土间设置摩擦小的软性材料隔离层,能使基础垂直荷载传至边坡破裂面以下足够深度的稳定岩土层内且其水平荷载对边坡不造成较大影响,则H可从隔离层下端算至坡底;否则,H仍取边坡高度;
5 对高层建筑物应设置钢筋混凝土地下室,并在地下室侧墙临边坡一侧设置摩擦小的软性材料隔离层,使建筑物基础的水平荷载不传给支护结构,并应将建筑物垂直荷载传至边坡破裂面以下足够深度的稳定岩土层内时,H可从地下室底标高算至坡底;否则,H仍取边坡高度。
7.2.4 岩质边坡主动岩石压力修正系数β1,可根据边坡岩体类别按表7.2.4确定。
表7.2.4 主动岩石压力修正系数β1
注:1 当裂隙发育时取大值,裂隙不发育时取小值;
2 坡顶有重要既有建(构)筑物对边坡变形控制要求较高时取大值;
3 对临时性边坡及基坑边坡取小值。
7.2.5 坡顶有重要建(构)筑物的有外倾结构面的岩土质边坡侧压力修正应符合下列规定:
1 对有外倾结构面的土质边坡,其侧压力修正值应按本规范第7.2.4条计算后乘以1.30的增大系数,应按本规范第7.2.3条分别计算并取两个计算结果的最大值;
2 对有外倾结构面的岩质边坡,其侧压力修正值应按本规范第6.3.1条和本规范第6.3.2条计算并乘以1.15的增大系数,应按本规范第7.2.3条分别计算并取两个计算结果的最大值。
7.2.6 采用锚杆挡墙的岩土质边坡侧压力设计值应按本章规定计算的岩土侧压力修正值和本规范第9.2.2条计算的岩土侧压力修正值两者中的大值确定。
7.2.7 对支护结构变形控制有较高要求时,可按本规范第7.2.3~7.2.5条确定边坡侧压力修正值。
7.2.8 当岩质边坡塌滑区或土质边坡1倍坡高范围内有建(构)筑物基础传递较大荷载时,除应验算边坡工程的整体稳定性外,还应加长锚杆,使锚固段锚入岩质边坡塌滑区外,土质边坡的与地面线间成45°外不应少于5m~8m,并应采用长短相间的设置方法。
7.2.9 在已建挡墙坡脚新建建(构)筑时,其基础及地下室等宜与边坡有一定的距离,避免对边坡稳定造成不利影响,否则应采取措施处理。
7.2.10 位于边坡坡顶的挡墙及建(构)筑物基础应按国家现行有关规范的规定进行局部稳定性验算。
7.3 构造设计
7.3.1 支护结构的混凝土强度等级不应低于C30。
7.3.2 在已有边坡坡顶新建重要建(构)筑物时,穿越边坡滑塌体及软弱结构面高度范围的新建重要建(构)筑物基础周边与岩土间应设有摩擦小的软性材料隔离层,使基础垂直荷载传递至边坡破裂面及软弱结构面以下足够深度的稳定岩土层内。
7.3.3 穿越边坡滑塌体及软弱结构面的桩基础经隔离处理后,应按国家现行相关标准的规定加强基础结构配筋及基础节点构造,桩身最小配筋率不宜小于0.60%。
7.3.4 边坡支护结构及其锚杆的设置应注意避免与坡顶建筑结构及其基础相碰。
7.3.5 设计时应明确提出避免对周边环境和坡顶建(构)筑物、道路及管线等造成伤害的技术要求和措施。当边坡开挖需要降水时,应考虑降水、排水对坡顶建筑物、道路、管线及边坡可能产生的不利影响,并有避免造成结构性损坏的措施。
7.3.6 坡顶邻近有重要建(构)筑物时,应根据其重要性、对变形的适应能力和岩土性状等因素,按当地经验确定边坡支护结构的变形允许值,并应采取措施避免边坡支护结构过大变形和地下水的变化、施工因素的干扰等造成坡顶建(构)筑物结构开裂及其基础沉降超过允许值。
7.4 施 工
7.4.1 边坡工程施工应采用信息法,施工过程中应对边坡工程及坡顶建(构)筑物进行实时监测,及时了解和分析监测信息,对可能出现的险情应制定防范措施和应急预案。施工中发现与勘察、设计不符或者出现异常情况时,应停止施工作业,并及时向建设、勘察、施工、监理、监测等单位反馈,研究解决措施。
7.4.2 施工前应根据现场实际情况作好地表截排水措施。应采用逆作法施工的边坡,应在上层边坡支护完成后方可进行下一层的开挖。边坡开挖后应及时支挡,避免长时间暴露。
7.4.3 稳定性较差的边坡开挖方案应按不利工况进行边坡稳定和变形验算,当开挖的边坡稳定性不满足要求时,应采取措施增强施工期边坡稳定性。
7.4.4 当水钻成孔可能诱发边坡和周边环境变形过大等不良影响时,应采用无水成孔法。
8 锚杆(索)
8.1 一般规定
8.1.1 当边坡工程采用锚固方案或包含有锚固措施时,应充分考虑锚杆的特性、锚杆与被锚固结构体系的稳定性、经济性以及施工可行性。
8.1.2 锚杆(索)主要分为拉力型、压力型、荷载拉力分散型和荷载压力分散型,适用于边坡工程和岩质基坑工程。
8.1.3 锚杆设计使用年限应与所服务的边坡工程设计使用年限相同,其防腐等级应达到相应的要求。
8.1.4 锚杆的锚固段不应设置在未经处理的下列岩土层中:
1 有机质土,淤泥质土;
2 液限ωL大于50%的土层;
3 松散的砂土或碎石土。
8.1.5 下列情况宜采用预应力锚杆:
1 边坡变形控制要求严格时;
2 边坡在施工期稳定性很差时;
3 高度较大的土质边坡采用锚杆支护时;
4 高度较大且存在外倾软弱结构面的岩质边坡采用锚杆支护时;
5 滑坡整治采用锚杆支护时。
8.1.6 下列情况的锚杆(索)应进行基本试验,并应符合本规范附录C的规定:
1 采用新工艺、新材料或新技术的锚杆(索);
2 无锚固工程经验的岩土层内的锚杆(索);
3 一级边坡工程的锚杆(索)。
8.1.7 锚杆(索)的形式应根据锚固段岩土层的工程特性、锚杆(索)承载力大小、锚杆(索)材料和长度以及施工工艺等因素综合考虑,可按本规范附录D选择。
8.2 设计计算
8.2.1 锚杆(索)轴向拉力标准值应按下式计算:
式中:Nak--相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力(kN);
Htk--锚杆水平拉力标准值(kN);
α--锚杆倾角(°)。
8.2.2 锚杆(索)钢筋截面面积应满足下列公式的要求:
普通钢筋锚杆:
预应力锚索锚杆:
式中:As--锚杆钢筋或预应力锚索截面面积(m2);
y,py--普通钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值(kPa);
Kb--锚杆杆体抗拉安全系数,应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数
8.2.3 锚杆(索)锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求:
式中:K--锚杆锚固体抗拔安全系数,按表8.2.3-1取值;
la--锚杆锚固段长度(m),尚应满足本规范第8.4.1条的规定;
rbk--岩土层与锚固体极限粘结强度标准值(kPa),应通过试验确定;当无试验资料时可按表8.2.3-2和表8.2.3-3取值;
D--锚杆锚固段钻孔直径(mm)。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
表8.2.3-2 岩石与锚固体极限粘结强度标准值
注:1 适用于注浆强度等级为M30;
2 仅适用于初步设计,施工时应通过试验检验;
3 岩体结构面发育时,取表中下限值;
4 岩石类别根据天然单轴抗压强度r划分:r<5MPa为极软岩,5MPa≤r<15MPa为软岩,15MPa≤r<30MPa为较软岩,30MPa≤r<60MPa为较硬岩,r≥60MPa为坚硬岩。
表8.2.3-3 土体与锚固体极限粘结强度标准值
注:1 适用于注浆强度等级为M30;
2 仅适用于初步设计,施工时应通过试验检验。
8.2.4 锚杆(索)杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式的要求:
式中:la--锚筋与砂浆间的锚固长度(m);
d--锚筋直径(m);
n--杆体(钢筋、钢绞线)根数(根);
b--钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值(kPa),应由试验确定,当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
表8.2.4 钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值b
注:1 当采用二根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.85折减系数;
2 当采用三根钢筋点焊成束的做法时,粘结强度应乘0.7折减系数;
3 成束钢筋的根数不应超过三根,钢筋截面总面积不应超过锚孔面积的20%。当锚固段钢筋和注浆材料采用特殊设计,并经试验验证锚固效果良好时,可适当增加锚筋用量。
8.2.5 永久性锚杆抗震验算时,其安全系数应按0.8折减。
8.2.6 锚杆(索)的弹性变形和水平刚度系数应由锚杆抗拔试验确定。当无试验资料时,自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数Kh及自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数Kt可按下列公式进行估算:
式中:Kh--自由段无粘结的岩石锚杆水平刚度系数(kN/m);
Kt--自由段无粘结的土层锚杆水平刚度系数(kN/m);
lf--锚杆无粘结自由段长度(m);
la--锚杆锚固段长度,特指锚杆杆体与锚固体粘结的长度(m);
Es--杆体弹性模量(kN/m2);
Em--注浆体弹性模量(kN/m2);
Ec--锚固体组合弹性模量,
A--杆体截面面积(m2);
Ac--锚固体截面面积(m2);
α--锚杆倾角(°)。
8.2.7 预应力岩石锚杆和全粘结岩石锚杆可按刚性拉杆考虑。
8.3 原 材 料
8.3.1 锚杆(索)原材料性能应符合国家现行标准的有关规定,并应满足设计要求,方便施工,且材料之间不应产生不良影响。
8.3.2 锚杆(索)杆体可使用普通钢材、精轧螺纹钢、钢绞线包括无粘结钢绞线和高强钢丝,其材料尺寸和力学性能应符合本规范附录E的规定;不宜采用镀锌钢材。
8.3.3 灌浆材料性能应符合下列规定:
1 水泥宜使用普通硅酸盐水泥,需要时可采用抗硫酸盐水泥;
2 砂的含泥量按重量计不得大于3%,砂中云母、有机物、硫化物和硫酸盐等有害物质的含量按重量计不得大于1%;
3 水中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质,不得使用污水;
4 外加剂的品种和掺量应由试验确定;
5 浆体配制的灰砂比宜为0.80~1.50,水灰比宜为0.38~0.50;
6 浆体材料28d的无侧限抗压强度,不应低于25MPa。
8.3.4 锚具应符合下列规定:
1 预应力筋用锚具、夹具和连接器的性能均应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370的规定;
2 预应力锚具的锚固效率应至少发挥预应力杆体极限抗拉力的95%以上,达到实测极限拉力时的总应变应小于2%;
3 锚具应具有补偿张拉和松弛的功能,需要时可采用可以调节拉力的锚头;
4 锚具罩应采用钢材或塑料材料制作加工,需完全罩住锚杆头和预应力筋的尾端,与支承面的接缝应为水密性接缝。
8.3.5 套管材料和波纹管应符合下列规定:
1 具有足够的强度,保证其在加工和安装过程中不损坏;
2 具有抗水性和化学稳定性;
3 与水泥浆、水泥砂浆或防腐油脂接触无不良反应。
8.3.6 防腐材料应符合下列规定:
1 在锚杆设计使用年限内,保持其防腐性能和耐久性;
2 在规定的工作温度内或张拉过程中不得开裂、变脆或成为流体;
3 应具有化学稳定性和防水性,不得与相邻材料发生不良反应;不得对锚杆自由段的变形产生限制和不良影响。
8.3.7 导向帽、隔离架应由钢、塑料或其他对杆体无害的材料组成,不得使用木质隔离架。
8.4 构造设计
8.4.1 锚杆总长度应为锚固段、自由段和外锚头的长度之和,并应符合下列规定:
1 锚杆自由段长度应为外锚头到潜在滑裂面的长度;预应力锚杆自由段长度应不小于5.0m,且应超过潜在滑裂面1.5m;
2 锚杆锚固段长度应按本规范公式(8.2.3)和公式(8.2.4)进行计算,并取其中大值。同时,土层锚杆的锚固段长度不应小于4.0m,并不宜大于10.0m;岩石锚杆的锚固段长度不应小于3.0m,且不宜大于45D和6.5m,预应力锚索不宜大于55D和8.0m;
3 位于软质岩中的预应力锚索,可根据地区经验确定最大锚固长度;
4 当计算锚固段长度超过构造要求长度时,应采取改善锚固段岩土体质量、压力灌浆、扩大锚固段直径、采用荷载分散型锚杆等,提高锚杆承载能力。
8.4.2 锚杆的钻孔直径应符合下列规定:
1 钻孔内的锚杆钢筋面积不超过钻孔面积的20%;
2 钻孔内的锚杆钢筋保护层厚度,对永久性锚杆不应小于25mm,对临时性锚杆不应小于15mm。
8.4.3 锚杆的倾角宜采用10°~35°,并应避免对相邻构筑物产生不利影响。
8.4.4 锚杆隔离架应沿锚杆轴线方向每隔1m~3m设置一个,对土层应取小值,对岩层可取大值。
8.4.5 预应力锚杆传力结构应符合下列规定:
1 预应力锚杆传力结构应有足够的强度、刚度、韧性和耐久性;
2 强风化或软弱破碎岩质边坡和土质边坡宜采用框架格构型钢筋混凝土传力结构;
3 对Ⅰ、Ⅱ类及完整性好的Ⅲ类岩质边坡,宜采用墩座或地梁型钢筋混凝土传力结构;
4 传力结构与坡面的结合部位应做好防排水设计及防腐措施;
5 承压板及过渡管宜由钢板和钢管制成,过渡管钢管壁厚不宜小于5mm。
8.4.6 当锚固段岩体破碎、渗(失)水量大时,应对岩体作灌浆加固处理。
8.4.7 永久性锚杆的防腐蚀处理应符合下列规定:
1 非预应力锚杆的自由段位于岩土层中时,可采用除锈、刷沥青船底漆和沥青玻纤布缠裹二层进行防腐蚀处理;
2 对采用钢绞线、精轧螺纹钢制作的预应力锚杆(索),其自由段可按本条第1款进行防腐蚀处理后装入套管中;自由段套管两端100mm~200mm长度范围内用黄油充填,外绕扎工程胶布固定;
3 对位于无腐蚀性岩土层内的锚固段,水泥浆或水泥砂浆保护层厚度应不小于25mm;对位于腐蚀性岩土层内的锚固段,应采取特殊防腐蚀处理,且水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不应小于50mm;
4 经过防腐蚀处理后,非预应力锚杆的自由段外端应埋入钢筋混凝土构件内50mm以上;对预应力锚杆,其锚头的锚具经除锈、涂防腐漆三度后应采用钢筋网罩、现浇混凝土封闭,且混凝土强度等级不应低于C30,厚度不应小于100mm,混凝土保护层厚度不应小于50mm。
8.4.8 临时性锚杆的防腐蚀可采取下列处理措施:
1 非预应力锚杆的自由段,可采用除锈后刷沥青防锈漆处理;
2 预应力锚杆的自由段,可采用除锈后刷沥青防锈漆或加套管处理;
3 外锚头可采用外涂防腐材料或外包混凝土处理。
8.5 施 工
8.5.1 锚杆施工前应做好下列准备工作:
1 应掌握锚杆施工区建(构)筑物基础、地下管线等情况;
2 应判断锚杆施工对邻近建筑物和地下管线的不良影响,并制定相应预防措施;
3 编制符合锚杆设计要求的施工组织设计;并应检验锚杆的制作工艺和张拉锁定方法与设备;确定锚杆注浆工艺并标定张拉设备;
4 应检查原材料的品种、质量和规格型号,以及相应的检验报告。
8.5.2 锚孔施工应符合下列规定:
1 锚孔定位偏差不宜大于20.0mm;
2 锚孔偏斜度不应大于2%;
3 钻孔深度超过锚杆设计长度不应小于0.5m。
8.5.3 钻孔机械应考虑钻孔通过的岩土类型、成孔条件、锚固类型、锚杆长度、施工现场环境、地形条件、经济性和施工速度等因素进行选择。在不稳定地层中或地层受扰动导致水土流失会危及邻近建筑物或公用设施的稳定时,应采用套管护壁钻孔或干钻。
8.5.4 锚杆的灌浆应符合下列规定:
1 灌浆前应清孔,排放孔内积水;
2 注浆管宜与锚杆同时放入孔内;向水平孔或下倾孔内注浆时,注浆管出浆口应插入距孔底100mm~300mm处,浆液自下而上连续灌注;向上倾斜的钻孔内注浆时,应在孔口设置密封装置;
3 孔口溢出浆液或排气管停止排气并满足注浆要求时,可停止注浆;
4 根据工程条件和设计要求确定灌浆方法和压力,确保钻孔灌浆饱满和浆体密实;
5 浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不应少于一组,每组试块不应少于6个。
8.5.5 预应力锚杆锚头承压板及其安装应符合下列规定:
1 承压板应安装平整、牢固,承压面应与锚孔轴线垂直;
2 承压板底部的混凝土应填充密实,并满足局部抗压强度要求。
8.5.6 预应力锚杆的张拉与锁定应符合下列规定:
1 锚杆张拉宜在锚固体强度大于20MPa并达到设计强度的80%后进行;
2 锚杆张拉顺序应避免相近锚杆相互影响;
3 锚杆张拉控制应力不宜超过0.65倍钢筋或钢绞线的强度标准值;
4 锚杆进行正式张拉之前,应取0.10倍~0.20倍锚杆轴向拉力值,对锚杆预张拉1次~2次,使其各部位的接触紧密和杆体完全平直;
5 宜进行锚杆设计预应力值1.05倍~1.10倍的超张拉,预应力保留值应满足设计要求;对地层及被锚固结构位移控制要求较高的工程,预应力锚杆的锁定值宜为锚杆轴向拉力特征值;对容许地层及被锚固结构产生一定变形的工程,预应力锚杆的锁定值宜为锚杆设计预应力值的0.75倍~0.90倍。
9 锚杆(索)挡墙
9.1 一般规定
9.1.1 锚杆挡墙可分为下列形式:
1 根据挡墙的结构形式可分为板肋式锚杆挡墙、格构式锚杆挡墙和排桩式锚杆挡墙;
2 根据锚杆的类型可分为非预应力锚杆挡墙和预应力锚杆(索)挡墙。
9.1.2 下列边坡宜采用排桩式锚杆挡墙支护:
1 位于滑坡区或切坡后可能引发滑坡的边坡;
2 切坡后可能沿外倾软弱结构面滑动、破坏后果严重的边坡;
3 高度较大、稳定性较差的土质边坡;
4 边坡塌滑区内有重要建筑物基础的Ⅳ类岩质边坡和土质边坡。
9.1.3 在施工期稳定性较好的边坡,可采用板肋式或格构式锚杆挡墙。
9.1.4 填方锚杆挡墙在设计和施工时应采取有效措施防止新填方土体沉降造成的锚杆附加拉应力过大。高度较大的新填方边坡不宜采用锚杆挡墙方案。
9.2 设计计算
9.2.1 锚杆挡墙设计应包括下列内容:
1 侧向岩土压力计算;
2 挡墙结构内力计算;
3 立柱嵌入深度计算;
4 锚杆计算和混凝土结构局部承压强度以及抗裂性计算;
5 挡板、立柱(肋柱或排桩)及其基础设计;
6 边坡变形控制设计;
7 整体稳定性分析;
8 施工方案建议和监测要求。
9.2.2 坡顶无建(构)筑物且不需对边坡变形进行控制的锚杆挡墙,其侧向岩土压力合力可按下式计算:
E′ah=Eahβ2 (9.2.2)
式中:E′ah--相应于作用的标准组合时,每延米侧向岩土压力合力水平分力修正值(kN);
Eah--相应于作用的标准组合时,每延米侧向主动岩土压力合力水平分力(kN);
β2--锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数,应根据岩土类别和锚杆类型按表9.2.2确定。
表9.2.2 锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数β2
注:当锚杆变形计算值较小时取大值,较大时取小值。
9.2.3 确定岩土自重产生的锚杆挡墙侧压力分布,应考虑锚杆层数、挡墙位移大小、支护结构刚度和施工方法等因素,可简化为三角形、梯形或当地经验图形。
9.2.4 填方锚杆挡墙和单排锚杆的土层锚杆挡墙的侧压力,可近似按库仑理论取为三角形分布。
9.2.5 对岩质边坡以及坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土类边坡,当采用逆作法施工的、柔性结构的多层锚杆挡墙时,侧压力分布可近似按图9.2.5确定,图中e′ah按下列公式计算:
图9.2.5 锚杆挡墙侧压力分布图
(括号内数值适用于土质边坡)
对岩质边坡:
对土质边坡:
式中:e′ah--相应于作用的标准组合时侧向岩土压力水平分力修正值(kN/m2);
H--挡墙高度(m)。
9.2.6 对板肋式和排桩式锚杆挡墙,立柱荷载取立柱受荷范围内的最不利荷载效应标准组合值。
9.2.7 岩质边坡以及坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土类边坡的锚杆挡墙,立柱可按下列规定计算:
1 立柱可按支承于刚性锚杆上的连续梁计算内力;当锚杆变形较大时立柱宜按支承于弹性锚杆上的连续梁计算内力;
2 根据立柱下端的嵌岩程度,可按铰接端或固定端考虑;当立柱位于强风化岩层以及坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土内时,其嵌入深度可按等值梁法计算。
9.2.8 除坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土类外的土质边坡锚杆挡墙,结构内力宜按弹性支点法计算。当锚固点水平变形较小时,结构内力可按静力平衡法或等值梁法计算,计算方法可按本规范附录F执行。
9.2.9 根据挡板与立柱连接构造的不同,挡板可简化为支撑在立柱上的水平连续板、简支板或双铰拱板;设计荷载可取板所处位置的岩土压力值。岩质边坡锚杆挡墙或坚硬、硬塑状黏性土和密实、中密砂土等且排水良好的挖方土质边坡锚杆挡墙,可根据当地的工程经验考虑两立柱间岩土形成的卸荷拱效应。
9.2.10 当锚固点变形较小时,钢筋混凝土格构式锚杆挡墙可简化为支撑在锚固点上的井字梁进行内力计算;当锚固点变形较大时,应考虑变形对格构式挡墙内力的影响。
9.2.11 由支护结构、锚杆和地层组成的锚杆挡墙体系的整体稳定性验算可采用圆弧滑动法或折线滑动法,并应符合本规范第5章的相关规定。
9.3 构造设计
9.3.1 锚杆挡墙支护结构立柱的间距宜采用2.0m~6.0m。
9.3.2 锚杆挡墙支护中锚杆的布置应符合下列规定:
1 锚杆上下排垂直间距、水平间距均不宜小于2.0m;
2 当锚杆间距小于上述规定或锚固段岩土层稳定性较差时,锚杆宜采用长短相间的方式布置;
3 第一排锚杆锚固体上覆土层的厚度不宜小于4.0m,上覆岩层的厚度不宜小于2.0m;
4 第一锚点位置可设于坡顶下1.5m~2.0m处;
5 锚杆的倾角宜采用10°~35°;
6 锚杆布置应尽量与边坡走向垂直,并应与结构面呈较大倾角相交;
7 立柱位于土层时宜在立柱底部附近设置锚杆。
9.3.3 立柱、挡板和格构梁的混凝土强度等级不应小于C25。
9.3.4 立柱的截面尺寸除应满足强度、刚度和抗裂要求外,还应满足挡板的支座宽度、锚杆钻孔和锚固等要求。肋柱截面宽度不宜小于300mm,截面高度不宜小于400mm;钻孔桩直径不宜小于500mm,人工挖孔桩直径不宜小于800mm。
9.3.5 立柱基础应置于稳定的地层内,可采用独立基础、条形基础或桩基础等形式。
9.3.6 对永久性边坡,现浇挡板和拱板厚度不宜小于200mm。
9.3.7 锚杆挡墙立柱宜对称配筋;当第一锚点以上悬臂部分内力较大或柱顶设单锚时,可根据立柱的内力包络图采用不对称配筋做法。
9.3.8 格构梁截面尺寸应按强度、刚度和抗裂要求计算确定,且格构梁截面宽度和截面高度均不宜小于300mm。
9.3.9 锚杆挡墙现浇混凝土构件的伸缩缝间距不宜大于20m~25m。
9.3.10 锚杆挡墙立柱的顶部宜设置钢筋混凝土构造连梁。
9.3.11 当锚杆挡墙的锚固区内有建(构)筑物基础传递较大荷载时,除应验算挡墙的整体稳定性外,还应适当加长锚杆,并采用长短相间的设置方法。
9.4 施 工
9.4.1 排桩式锚杆挡墙和在施工期边坡可能失稳的板肋式锚杆挡墙,应采用逆作法进行施工。
9.4.2 对施工期处于不利工况的锚杆挡墙,应按临时性支护结构进行验算。
10 岩石锚喷支护
10.1 一般规定
10.1.1 岩石锚喷支护应符合下列规定:
1 对永久性岩质边坡(基坑边坡)进行整体稳定性支护时,Ⅰ类岩质边坡可采用混凝土锚喷支护;Ⅱ类岩质边坡宜采用钢筋混凝土锚喷支护;Ⅲ类岩质边坡应采用钢筋混凝土锚喷支护,且边坡高度不宜大于15m;
2 对临时性岩质边坡(基坑边坡)进行整体稳定性支护时,Ⅰ、Ⅱ类岩质边坡可采用混凝土锚喷支护;Ⅲ类岩质边坡宜采用钢筋混凝土锚喷支护,且边坡高度不应大于25m;
3 对边坡局部不稳定岩石块体,可采用锚喷支护进行局部加固;
4 符合本规范第14.2.2条的岩质边坡,可采用锚喷支护进行坡面防护,且构造要求应符合本规范第10.3.3条要求。
10.1.2 膨胀性岩质边坡和具有严重腐蚀性的边坡不应采用锚喷支护。有深层外倾滑动面或坡体渗水明显的岩质边坡不宜采用锚喷支护。
10.1.3 岩质边坡整体稳定用系统锚杆支护后,对局部不稳定块体尚应采用锚杆加强支护。
10.2 设计计算
10.2.1 采用锚喷支护的岩质边坡整体稳定性计算应符合下列规定:
1 岩石侧压力分布可按本规范第9.2.5条的规定确定;
2 锚杆轴向拉力可按下式计算:
Nak=e′ahsxjsyj/cosα (10.2.1)
式中:Nak--锚杆所受轴向拉力(kN);
sxj、syj--锚杆的水平、垂直间距(m);
e′ah--相应于作用的标准组合时侧向岩石压力水平分力修正值(kN/m);
α--锚杆倾角(°)。
10.2.2 锚喷支护边坡时,锚杆计算应符合本规范第8.2.2~8.2.4条的规定。
10.2.3 岩石锚杆总长度应符合本规范第8.4.1条的相关规定。
10.2.4 采用局部锚杆加固不稳定岩石块体时,锚杆承载力应符合下式的规定:
Kb(Gt-Gn-cA)≤∑Nakti+∑Nakni (10.2.4)
式中:A--滑动面面积(m2);
c--滑移面的黏聚力(kPa);
--滑动面上的摩擦系数;
Gt、Gn--分别为不稳定块体自重在平行和垂直于滑面方向的分力(kN);
Nakti、Nakni--单根锚杆轴向拉......
相关标准:     GB/T 51438-2021     GB/T 23248-2020     GB/T 51318-2019
英文版PDF:   GB 50330-2013  GB 50330  GB50330   GB 50202-2002  GB 50202  GB50202   GB 50009-2012  GB 50009  GB50009   DL 5022-2012  DL 5022  DL5022
   
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