表4.6.3-5 中风化砂岩(线路)抗压强度成果统计表
试验项目 编号 天然抗压 饱和抗压 试验单值(MPa) 试验单值(MPa) CK5 5.01 5.70 5.35 3.06 3.47 3.27 CK7 5.23 4.83 4.53 3.19 2.95 2.76 CK43 5.34 4.43 5.03 3.31 2.75 3.12 ZK31 4.43 4.83 5.34 2.70 2.95 3.25 ZK59 5.54 5.23 4.83 3.32 3.14 2.90 ZK62 5.73 6.29 4.94 3.49 3.84 3.01 ZK69 4.94 5.73 6.07 3.06 3.55 3.76 ZK72 6.85 6.29 5.62 4.25 3.90 3.48 ZK75 5.73 6.29 4.94 3.49 3.84 3.01 ZK81 6.04 6.54 6.85 3.74 4.06 4.24 ZK84 5.05 4.49 5.62 3.13 2.79 3.48 ZK93 5.17 5.95 6.29 3.15 3.63 3.84 ZK109 5.17 4.61 5.62 3.15 2.81 3.43 ZK123 6.14 5.54 5.03 3.75 3.38 3.07 ZK125 4.56 5.13 5.47 2.73 3.08 3.28 ZK136 5.47 5.13 6.38 3.28 3.08 3.83 ZK138 5.17 4.61 5.62 3.15 2.81 3.43 ZK140 5.84 5.05 5.39 3.62 3.13 3.34 ZK143 4.43 4.93 5.23 2.70 3.01 3.19 ZK146 6.29 5.28 5.62 3.90 3.27 3.48 ZK150 5.84 6.51 5.50 3.62 4.04 3.41 ZK156 7.19 5.73 6.07 4.46 3.55 3.76 ZK158 4.94 5.39 5.62 3.01 3.29 3.43 ZK161 6.29 5.95 5.39 3.84 3.63 3.29 ZK172 6.29 5.62 5.95 3.90 3.48 3.69 ZK176 4.94 4.61 5.62 3.01 2.81 3.43 ZK179 5.17 5.62 6.18 3.20 3.48 3.83 ZK181 4.94 4.38 5.39 3.01 2.67 3.29 统计件数(n) 84 84 平均值(MPa) 5.48 3.36 标准差(MPa) 0.62 0.40 变异系数 0.11 0.12 标准值(MPa) 5.36 3.28 表4.6.3-5表明:中风化砂岩天然抗压强度标准值为5.36Mpa, 中风化砂岩饱和抗压强度标准值为3.28Mpa,为低变异性极软岩。
表4.6.3-6 中风化泥岩(桥区)抗压强度成果统计表
试验项目 编号 天然抗压 饱和抗压 试验单值(MPa) 试验单值(MPa) ZK14 8.58 9.21 8.20 5.49 5.89 5.25 ZK17 4.42 5.09 4.82 2.70 3.11 2.94 ZK19 11.48 10.97 10.60 7.46 7.13 6.89 ZK21 14.25 12.49 13.12 9.41 8.24 8.66 ZK89 9.85 8.91 8.32 6.30 5.70 5.33 统计件数(n) 15 15 平均值(MPa) 9.35 6.03 标准差(MPa) 2.97 2.04 变异系数 0.32 0.34 标准值(MPa) 7.99 5.10 表4.6.3-6表明:中风化泥岩天然抗压强度标准值为7.99Mpa, 中风化泥岩饱和抗压强度标准值为5.10Mpa,为软岩。
表4.6.3-7 中风化砂岩(桥区)抗压强度成果统计表
试验项目 编号 天然抗压 饱和抗压 试验单值(MPa) 试验单值(MPa) ZK24 14.50 15.30 16.21 10.00 10.56 11.18 ZK85 17.52 16.91 18.22 12.26 11.84 12.75 ZK87 24.56 23.56 21.84 17.93 17.20 15.95 统计件数(n) 9 9 平均值(MPa) 18.73 13.30 标准差(MPa) 3.68 2.96 变异系数 0.20 0.22 标准值(MPa) 16.43 11.45 表4.6.3-7表明:中风化砂岩天然抗压强度标准值为16.43Mpa, 中风化砂岩饱和抗压强度标准值为11.45Mpa,为软岩。
4.6.3.4岩体指标取值原则
5.3.4.1岩石地基承载力基本容许值,根据岩石的破碎程度及饱和抗压强度,按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第2.1.2条中表2.1.2-7取值。
5.3.4.2岩体的物理指标取岩石物理指标的平均值。
5.3.4.3岩体的力学指标取岩石力学指标的标准值乘以折减系数。 4.6.4设计参数建议
4.6.4.1岩土地基承载力基本容许值
场地内土层和岩石的地基承载力基本容许值依据岩土试验成果统计表、原位测试成果统计表并结合地区经验,按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJD63-2007第2.1.2条中表2.1.2-7取值。建议如下表4.6-1,其中素填土地
基承载力基本容许值适合于压实后的填土(压实度由设计确定)。
岩土地基承载力基本容许值 表4.6-1
填筑土 砂岩 泥 岩 地基土 素填土 (压实粉质粘类型 度≥土 细砂 卵石 94%) 强风化 中风化 强风化 中风化 地基承载力基本容90* 140* 160* 150* 170* 300* 1000* 250* 1000* 许值(KPa) 4.6.4.2边坡设计参数建议
5.4.2.1边坡坡率及坡形按照各章节中建议方式进行设计。
5.4.2.2边坡支护设计参数主要依据《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)以及地区经验取值。设计参数建议值汇总于表5.4-2。
结构面抗剪强度特征值取值:粘聚力C取42KPa,内摩擦角Φ取18°。 泥岩破裂角
45o??2?60.80o,砂岩破裂角
45o??2?61.50o。
砂岩等效内摩擦角为52°,泥岩的等效内摩擦角为50°。
道路线路及边坡岩土体设计参数建议 表4.6-2 岩土 天然重度 抗压强度标准值 地基基粘结强度名称 状态 (kN/m3) (Mpa) 地摩擦特征值 水平抗力天然 饱和 系数 (kPa) 系数 素填土 松散 20.0* / / / / / 粉质粘土 可塑 19.8* / / 0.25* 25* 15* 细砂 松散-稍密 19.6* 卵石 松散-稍密 20.3* 泥岩 强风化 25.0 / / 0.40* 60* 20* 中风化 25.4 6.99 4.37 0.45* 170* 50* 砂岩 强风化 25.0 / / 0.50* 60* 20* 中风化 25.2 5.36 3.28 0.60* 300* 200* 4.7道路方案分析 4.7.1主线道路
本次地勘起点为南阳路口交叉处,与道路设计起点党政片区A线相差1305.402米,所以地勘桩号和道路桩号并不是同一个桩号。
4.7.1.1 K0+0.00~K0+150.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约9.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.2 K0+150.00~K0+400.00一般挖填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约7.2m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
该路段以压实填土或基岩作为路基。 4.7.1.3 K0+520.00~K0+760挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包上,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约9.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
道路两侧边坡为粉质粘土、泥岩。其中,主要为粉质粘土,土质边坡开挖容易产生圆弧形滑动破坏,建议按1:1.25放坡处理,坡顶建议修筑截水沟。
4.7.1.4 K0+760.00~K1+060填方段
拟建该段道路位于地势相对较低的沟谷处,道路沿线地面起伏不大,地面高差约4.2m。该段道路土层厚度较小。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
该路段以压实填土作为路基。 4.7.1.5 K1+060~K1+140.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约4.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.6 K1+140.00~K1+860.00一般挖填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约7.3m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
该路段以压实填土或基岩作为路基。 4.7.1.7 K1+860~K1+960.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约6.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.8 K1+960.00~K2+720.00一般挖填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约12.3m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
建议选取粉质粘土、细砂、压实素填土、强风化砂岩、泥岩层作为拟建道路的路基持力层。
4.7.1.9 K2+720.00~K3+190.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约21.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.10 K3+190.00~K3+460.00填方段
拟建该段道路位于地势相对较低的沟谷处,道路沿线地面起伏不大,地面高差约4.2m。该段道路土层厚度较小。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
该路段以压实填土作为路基。
4.7.1.11 K3+460.00~K3+680.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约13.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.12 K3+680.00~K4+100一般挖填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约9.3m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
该路段以压实填土或基岩作为路基。 4.7.1.13 K4+100.00~K4+400.00挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约12.63m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.1.14 K4+400.00~K4+782.530一般挖填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较
小,地面高差约8.3m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
建议选取粉质粘土、细砂、压实素填土、强风化砂岩、泥岩层作为拟建道路的路基持力层。
4.7.1.15 K3+277.5处涵洞
根据设计方案,该处存在一钢筋混凝土涵洞。
建议涵洞选取粉质粘土、细砂、压实素填土、强风化砂岩、泥岩层作为持力层。
4.7.2 B线连接道道路
4.7.2.1 K0+ 0.00~K0+500.729填方段
拟建该段道路位于地势相对较低的河谷地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约9.45m。该段道路土层厚度较小,仅坡下沟谷处土层较厚。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
该路段以压实填土作为路基。 4.7.3 C线连接道道路
4.7.3.1 K0+0.00~K0+320.00一般挖、填方段
拟建道路位于地势相对较为平坦的山间农田地带,道路沿线地面起伏相对较小,地面高差约6.2m。该段道路山包上土层厚度较小,农田中土层厚度较大。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地、民房。
该路段以压实填土或基岩作为路基。 4.7.3.2 K0+320.00~K1+381.143挖方段
拟建道路位于地势相对较高的山包中,道路沿线地面起伏相对较大,地面高差约20.23m。道路沿线主要分布有农田、山坡荒地。
根据岩体结构类型、结构面发育特征、主要结构面与边坡坡向组合关系及岩体完整性,结合《公路路基设计规范》(JTGD30-200430-2002),该路段路堑边坡类型为Ⅲ类,工程安全等级为二级。
4.7.4道路施工期间及使用期间对周边环境的影响
拟建道路大部分地段距周边已建建筑较远,道路施工及使用期间对周边环境影响不大。但场地整平及取土方回填时应尽量减少对生态环境的破坏。 4.7.5地下水、地表水对路基设计与施工的影响
拟建道路局部地段,在填土层中分布有上层滞水,在路基施工前应对上层滞水采取有效的排水措施进行疏干,同时应尽量避开雨季施工。路基地表排水措施应结合地形及天然水系进行布设,并做好进出口位置的选择和处理,防止出现堵塞、渗流、冲刷或淤积而影响路基及道路的正常使用。路基边沟及截水沟的设置应根据地形及汇水面积等因素确定。
4.8 挖方岩质边坡稳定性定量计算评价
K0+0.00~K0+150.00挖方段,左侧边坡,临空方向135°,主要受层面控制,近于直立切坡时,可能出现滑塌失稳。为更具体评价边坡稳定性,采用定量评价,其计算根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)5.2.4条,选取代表性剖面26-26’,采用平面滑动法,计算公式如下:
KrVcos?tg??AcS?rVsin?
式中 r ——岩土体的重度(kN/m3); c ——结构面的粘聚力(kPa);
?——结构面的内摩擦角(o);
A ——结构面的面积(m2);
V——岩体的体积(m3); θ——结构面倾角(o);
计算边坡基本参数为:坡高h=11.95m,取岩体重度r=25.5KN/m3 ,滑面倾角为12°,岩层面的内摩擦角φ=18°,粘聚力c=42 Kpa。计算结果见表4.8.1。 计算参数取值表 表4.8.1 参安全 数 r c φ A V θ 稳定 系数 系数 稳定性 单位 (KN/m3) (KPa) (°) (m2) (m3) (°) / / / 取值 25.5 42 18 16.55 44.00 12.00 1.89 1.35 稳定 选取单位长度为1m的岩体进行计算,经计算: Ks=1.89>1.0,直立切坡后的边坡稳定状态。
用同样方法、参数,计算上述定性评价的各段边坡稳定性,经计算得: 最大边挖方边坡分段名称及编号 坡高度稳定性边坡稳定所处状(m) 系数 安全系数 态 K1+060~K1+140.00挖方段 10.05 1.79 1.35 稳定 K1+860~K1+960.00挖方段 7.31 2.03 1.35 稳定 K2+720.00~K3+190.00主线 挖方段 18.31 0.98 1.35 不稳定 K0+550.00~K0+735.00右侧挖方段 24.1 0.76 1.35 不稳定 K3+460.00~K3+680.00挖方段 12.1 1.65 1.35 不稳定