中华人民共和国国家标准建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002 1
主编部门:重庆市建筑委员会
批准部门:中华人民共和国建设部
实行日期:2002年8月1日
关于发布国家标准《建筑边坡212程技术规范》的通知
建标[2002]129号
国务院各有关部门,各省、自治区建设厅,直辖市建委及有关部门,新疆生产建设兵团建设局,各有关协会:
根据建设部《关于印发(二○○一~二○○二年度工程建设国家标准制订、修订计划)的通知》(建标[2002]85号)的要求,重庆市建设委员会会同有关部门共同制订了《建筑边坡工程技术规范》。我部组织有关部门对该规范进行了审查,现批准为国家标准,编号为GB 50330-2002,自2002年8月1日起施行。其中,3.2.2、3.3.3、3.3.6、3.4.2、3.4.9、4.1.1、4.1.3、15.1.2、15.1.6、15.4.1为强制性条文,必须严格执行。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,重庆市设计院负责具体技术内容的解释,建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
2002年5月30日
前言
本规范根据建设部《关于印发{二○○一~二○○二年度工程建设国家标准制订、修订计划)的通知》(建标[2002]85号)的要求,以重庆市建设委员会为主编部门,由重庆市设计院会同7个单位共同编制完成。
本规范共有16章及7个附录,内容包括总则、术语、符号、基本规定、边坡工程勘察、边坡稳定性评价、边坡支护结构上的侧向岩土压力、锚杆(索)、锚杆(索)挡墙支护、岩石锚喷支护、重力式挡墙、扶壁式挡墙、坡率法、滑坡、危岩及崩塌防治、边坡变形控制、边坡工程施工、边坡工程质量检验、监测及验收等。
本规范是我国首次编制的建筑边坡工程技术规范。在编制过程中参考了国内外有关技术规范,采用了我国建筑边坡工程中诸多新的研究成果与设计、施工方法,经多方面征求意见,并反复讨论和修改后,审查定稿。
本规范将来可能需要进行局部修订,有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。
本规范以黑体字标识的条文为强制性条文,必须严格执行。
为了提高规范质量,请各单位在执行本标准的过程中,注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给重庆市设计院(重庆市渝中区人和街31号,邮编400015),以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位和主要起草人
主编单位:重庆市设计院
参编单位:解放军后勤工程学院 建设部综合勘察研究设计院 中国科学院地质与地球物理研究所 重庆市建筑科学研究院 重庆交通学院 重庆大学
主要起草人:郑生庆、郑颖人、李耀刚、陈希昌、黄家愉、方玉树、伍法权、周载阳、徐锡权、欧阳仲春、庄斌耀、张四平、贾金青
1 总则
1.0.1 为使建筑边坡(含人工边坡和自然边坡)工程的勘察、设计及施工工作规范化,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量和保护环境,制定本规范。
1.0.2 建筑边坡工程应综合考虑工程地质、水文地质、各种作用、边坡高度、邻近建(构)筑物、环境条件、施工条件和工期等因素的影响,因地制宜,合理设计,精心施工。
1.0.3 本规范适用于建(构)筑物及市政工程的边坡工程,也适用于岩石基坑工程。对于软土、湿陷性黄土、冻土、膨胀土、其他特殊岩土和侵蚀性环境的边坡,尚应符合现行有关标准的规定。
1.0.4 本规范适用的建筑边坡高度,岩质边坡为30m以下,土质边坡为15m以下。超过上述高度的边坡工程、地质和环境条件很复杂的边坡工程应进行特殊设计。
1.0.5 本规范根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001的基本原则,并按国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GBT50083-97的规定制定。
1.0.6 建筑边坡工程除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011、《建筑地基基础设计规范》GB50007、《岩土工程勘察规范》GB50021 和《混凝土结构设计规范》GB50010 等有关标准的规定。
2 术语、符号
2.1 术 语
2.1.1 建筑边坡 building slope
在建(构)筑物场地或其周边,由于建(构)筑物和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有影响的自然边坡。在本规范中简称边坡。
2.1.2 边坡支护 slope retaining
为保证边坡及其环境的安全,对边坡采取的支挡、加固与防护措施。
2.1.3 边坡环境 slope environment
边坡影响范围内的岩土体、水系、建(构)筑物、道路及管网等的统称。
2.1.4 永久性边坡 pennanent slope
使用年限超过2年的边坡。
2.1.5 临时性边坡 temporary slope
使用年限不超过2年的边坡。
2.1.6 锚杆(索) anchor bar(rope)
将拉力传至稳定岩土层的构件。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时,也可称为锚索。
2.1.7 锚杆挡墙支护 retaining wall with anchors
由锚杆(索)、立柱和面板组成的支护。
2.1.8 锚喷支护 anchor-plate retaining
由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护。
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构筑物。
2.1.10 扶壁式挡墙 counterfonret retaining wall
由立板、底板、扶壁和墙后填土组成的支护。
2.1.11 坡率法 slope ratio methcd
通过调整、控制边坡坡率和采取构造措施保证边坡稳定的边坡治理方法。
2.1.12 工程滑坡 landslide due to engineering
因工程行为而诱发的滑坡。
2.1.13 危岩 dangerous rock
被结构面切割、在外营力作用下松动变形的岩体。
2.1.14 崩塌 collapse
危岩失稳坠落或倾倒的一种地质现象。
2,1.15 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。
2.1.16 外倾结构面 out-dip structural plane
倾向坡外的结构面。
2.1.17 边坡塌滑区 lalldslipe zone of sl
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。
2.1.18 等效内摩擦角 the equative angle of intemal fricion
考虑岩土粘聚力影响的假象内摩擦角,也称似内摩擦角。
2.1.19 信息施工法 construction methhod 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。
2.1.2 0动态设计法 methcd of information design
根据信息施工法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,如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。
2.1.21 逆作法 topdown constructin method
自上而下分阶开挖与支护的一种施工方法。
2.1.22 土层锚杆 anchored bar in soil
锚固于土层中的锚杆。
2.1.23 岩石锚杆 anchored bar in rock
锚固于岩层内的锚杆。
2.1.24 系统锚杆 system of anchor bars
为保证边坡整体稳定,在坡体上按一定格式设置的锚杆群。
2.1.25 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严重的永久性建(构)筑物。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
eok--静止岩土压力标准值;
eak--主动岩土压力标准值;
epk--被动岩土压力标准值;
ehk--侧向岩土压力水平分力标准值;
E0--静止岩土压力合力设计值;
Ea--主动岩土压力合力设计值;
Epk--被动岩土压力合力标准值;
Ehk--侧向岩土压力合力水平分力标准值;
G--挡墙每延米自重;
K0--静止岩土压力系数;
Ka--主动岩土压力系数;
Kp--被动岩土压力系数;
Htk--锚杆所受水平拉力标准值;
Nak--锚杆所受轴向拉力标准值;
Na--锚杆所受轴向拉力设计值。
2.2.2 材料性能和抗力
E--弹性模量;
Kv--岩石完整系数;
μ--岩土对挡墙基底的摩擦系数;
ν--泊松比;
c--岩土的粘聚力;
φ--岩土的内摩擦角;
cs--结构面的粘聚力;
φs--结构面上的内摩擦角;
φe--岩土体等效内摩擦角;
γ--岩土的重力密度(简称重度);
γ'--岩土的浮重度;
γsat--岩土的饱和重度;
δ--岩土对挡墙墙背的摩擦角;
frb--锚固体与岩土层粘结强度特征值;
fb--锚筋与砂浆粘结强度设计值;
fr--岩石天然单轴抗压强度;
ft--混凝土抗拉强度设计值;
fy--普通钢筋抗拉强度设计值;
fpy--预应力钢筋抗拉强度设计值;
fv--锚筋抗剪强度设计值。
2.2.3 几何参数
b--挡墙基底的水平投影宽度;
H--边坡高度;
d--钢筋直径;
D--锚固体直径;
ιa--锚杆锚固段长度;
ιf--锚杆自由段长度;
a--'锚杆倾角;挡墙墙背倾角;
α0--挡墙基底倾角;
θ--边坡滑裂面倾角。
2.2.4 计算系数
γ0--建筑边坡重要性系数;
γQ--荷载分项系数;
Ks--稳定性系数;
ε1、ε2、ε3、εv、εc--工作条件系数;
β1--侧向静止岩土压力折减系数;
β2--锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数。
3 基本建筑
3.1 建筑边坡类型
3.1.1 边坡分为土质边坡和岩质边坡。
3.1.2 岩质边坡的破坏形式应按表3.1.2划分。
3.1.3 确定岩质边坡的岩体类型应考虑主要结构面与坡向的关系、结构面倾角大小和岩体完整程度等因素,并符合附录A的规定。
3.1.4 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的岩体组合时,可分段确定边坡类型。
3.2 边坡工程安全等级
3.2.1 边坡工程应按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、产生社会不良影响)的严重性、边坡类型和坡高等因素,根据表3.2.1确定安全等级。
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特殊边坡工程,按安全等级应根据工程情况适当提高。
3.2.2 破坏后果很严重、严重的下列建筑边坡工程,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 危岩、滑坡地段的边坡工程;
3 边坡塌滑区内或边坡塌方影响区内有重要建(构)筑物的边坡工程。破坏后果不严重的上述边坡工程的安全等级可定为二级。
3.2.3 边坡塌滑区范围可按下式估算:
式中L--边坡坡顶塌滑区边缘至坡底边缘的水平投影距离(m);
H--边坡高度(m);
θ--边坡(°)。对于土质边坡可取45°+φ/2,φ为土体的内摩擦角;对于岩质边坡可按6.3.4确定。
3.3 设计原则
3.3.1 边坡工程可分为下列两类极限状态:
1 承载能力极限状态:对应于支护结构达到承载力破坏、锚固系统失效或坡体失稳;
2 正常使用极限状态:对应于支护结构和边坡的变形达到结构本身或邻近建(构)筑物的正常使用限值或影响耐久性能。
3.3.2 边坡工程设计采用的荷载效应最不利组合应符合下列规定:
1 按地基承载力确定支护结构立柱(肋柱或桩)和挡墙的基础底面积及其埋深时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合,相应的抗力应采用地基承载力特征值;
2 边坡与支护结构的稳定性和锚杆锚固体与地层的锚固长度计算时,荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合,但其荷载分项系数均取1.0,组合系数按现行国家标准的规定采用;
3 在确定锚杆、支护结构立柱、挡板、挡墙截面尺寸、内力及配筋时,荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合,并采用现行国家标准规定的荷载分项系数和组合值系数;支护结构的重要性系数γ0。按有关规范的规定采用,对安全等级为一级的边坡取1.1,二、三级边坡取1.0;
4 计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态的准永久组合,不计入风荷载和地震作用;
5 在支护结构抗裂计算时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合,并考虑长期作用影响;
6 抗震设计的荷载组合和临时性边坡的荷载组合应按现行有关标准执行。
3.3.3 永久性边坡的设计使用年限应不低子受其影响相邻建筑的使用年限。
3.3.4 边坡工程应按下列原则考虑地震作用的影响:
1 边坡工程的抗震设防烈度可采用地震基本烈度,且不应低于边坡破坏影响区内建筑物的设防烈度;
2 对抗震设防的边坡工程,其地震效应计算应按现行有关标准执行;岩石基坑工程可不作抗震计算;
3 对支护结构和锚杆外锚头等,应采取相应的抗震构造措施。
3.3.5 边坡工程的设计应包括支护结构的选型、计算和构造,并对施工、监测及质量验收提出要求。
3.3.6 边坡支护结构设计时应进行下列计算和验算:
1 支护结构的强度计算:立柱、面板、挡墙及其基础的抗压、抗弯、抗剪及局部抗压承载力以及锚杆杆体的抗拉承载力等均应满足现行相应标准的要求;
2 锚杆锚固体的抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基承载力计算;
3 支护结构整体或局部稳定性验算;
4 对变形有较高要求的边坡工程可结合当地经验进行变形验算,同时应采取有效的综合措施保证边坡和邻近建(构)筑物的变形满足要求;
5 地下水控制计算和验算;
6 对施工期可能出现的不利工况进行验算。
3.4 一般规定
3.4.1 边坡工程设计时应取得下列资料:
1 工程用地红线图,建筑平面布置总图以及相邻建筑物的平、立、剖面和基础图等;
2 场地和边坡的工程地质和水文地质勘察资料;
3 边坡环境资料;
4 施工技术、设备性能、施工经验和施工条件等资料;
5 条件类同边坡工程的经验。
3.4.2 一级边坡工程应采用动态设计法。应提出对施工方案的特殊要求和监测要求,应掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息,必要时对原设计做校核、修改和补充。
3.4.3 二级边坡工程宜采用动态设计法。
3.4.4 边坡支护结构型式可根据场地地质和环境条件、边坡高度以及边坡工程安全等级等因素,参照表3.4.4选定。
3.4.5 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。
3.4.6 山区地区工程建设时宜根据地质、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。对稳定性较差且坡高较大的边坡宜采用后仰放坡或分阶放坡。分阶放坡时水平台阶应有足够宽度,否则应考虑上阶边坡对下阶边坡的荷载影口向。
3.4.7 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、深度及与边坡的关系等因素采取相应的加强措施。
3.4.8 边坡工程的平面布置和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。边坡坡面和坡脚应采取有效的保护措施,坡顶应设护栏。
3.4.9 下列边坡工程的设计及施工应进行专门论证:
1 超过本规范适用范围的建筑边坡工程;
2 地质和环境条件很复杂、稳定性极差的边坡工程;
3 边坡邻近有重要建(构)筑物、地质条件复杂、破坏后果很严重的边坡工程;
4 已发生过严重事故的边坡工程;
5 采用新结构、新技术的一、二级边坡工程。
3.4.10 在边坡的施工期和使用期,应控制不利于边坡稳定的因素产生和发展。不应随意开挖坡脚,防止坡顶超载。应避免地表水及地下水大量渗入坡体,并应对有利于边坡稳定的相关环境进行有效保护。
3.5 排水措施
3.5.1 边坡工程应根据实际情况设置地表及内部排水系统。
3.5.2 为减少地表水渗入边坡坡体内,应在边坡潜在塌滑区后缘设置截水沟。边坡表面应设地表排水系统,其设计应考虑汇水面积、排水路径、沟渠排水能力等因素。不宜在边坡上或边坡顶部设置沉淀池等可能造成渗水的设施,必须设置时应做好防渗处理。
3.5.3 地下排水措施宜根据边坡水文地质和工程地质条件选择,可选用大口径管井、水平排水管或排水截槽等。当排水管在地下水位以上时,应采取措施防止渗漏。
3.5.4 边坡工程应设泄水孔。对岩质边坡,其泄水孔宜优先设置于裂隙发育、渗水严重的部位。边坡坡脚、分级平台和支护结构前应设排水沟。当潜在破裂面渗水严重时,泄水孔宜深入至潜在滑裂面内。
3.5.5 泄水孔边长或直径不宜小于100mm,外倾坡度不宜小于5%;间距宜为2~3m,并宜按梅花形布置。最下一排泄水孔应高于地面或排水沟底面不小于200mm。在地下水较多或有大股水流处,泄水孔应加密。
3.5.6 在泄水孔进水侧应设置反滤层或反滤包。反滤层厚度不应小于500mm,反滤包尺寸不应小于500mm×500mm×500mm;反滤层顶部和底部应设厚度不小于300mm的粘土隔水层。
3.6 坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程设计
3.6.1 坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程设计应符合下列规定:
1 应根据基础方案、构造作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作用;
2 当坡顶建筑物基础位于边坡潜在塌滑区时,应考虑建筑物基础传递的垂直荷载、水平荷载和弯矩对边坡支护结构强度和变形的影响;
3 基础邻近边坡边缘时,应考虑边坡对地基承载力和基础变形的影响,并对建筑物基础稳定性进行验算;
4 应考虑建筑基础和施工过程引起地下水变化造成的影响。
3.6.2 在已有重要建(构)筑物邻近新建永久性挖方边坡工程时,应采取下列措施防止边坡工程对建筑物产生不利影响:
1 不应使建(构)筑物的基础置于有临空且稳定性极差的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外边缘;
2 无外倾软弱结构面的岩质边坡和土质边坡,支护结构底部外边缘到基础间应有一定的水平安全距离,其值可根据不同计算方法综合比较并结合当地工程经验确定;
3 抗震设防烈度大于 6 度时,不宜使重要建(构)筑物基础位于高陡的边坡塌滑区边缘。当边坡坡顶塌滑区有荷载较大的高层建筑物时,边坡工程安全等级应适当提高。
3.6.3 在已建边坡坡顶附近新建重要建(构)筑物时,边坡支护结构和建筑物基础设计应符合下列规定;
1 新建建筑物的基础设计应满足3.6.2条的规定;
2 应避免新建高、重建(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,将建筑物的荷载传至边坡潜在破裂面以下足够深度的稳定岩土层内;
3 当新建建筑物的部分荷载作用于现有的边坡支护结构上而使后者的安全度和耐久性不满足要求时,尚应对现有支护结构进行加固处理,保证建筑物正常使用。
3.6.4 坡顶有建(构)筑物时,应按6.4.1条确定支护结构侧向岩土压力。
3.6.5 在已建挡墙坡脚新建建(构)筑物时,其基础和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。
3.6.6 位于稳定土质或强风化岩层边坡坡顶的挡墙和建(构)筑物基础,其埋深和基础外边缘到坡顶边缘的水平距离应按现行有关标准的要求应进行局部稳定性验算。
4 边坡工程勘察
4.1 一般规定
4.1.1 一级建筑边坡工程应进行专门的岩土工程勘察;二、三级建筑边坡工程可与主体建筑勘察一并进行,但应满足边坡勘察的深度和要求。大型的和地质环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察;地质环境复杂的一级边坡工程尚应进行施工勘察。
4.1.2 建筑边坡的勘探范围应包括不小于岩质边坡高度或不小于1.5倍土质边坡高度,以及可能对建(构)筑物有潜在安全影响的区域。控制性勘探孔的深度应穿过最深潜在滑动面进入稳定层不小于5m,并应进入坡脚地形剖面最低点和支护结构基底下不小于3m。
4.1.3 边坡工程勘察报告应包括下列内容:
1 在查明边坡工程地质和水文地质条件的基础上,确定边坡类别和可能的破坏形式;
2 提供验算边坡稳定性、变形和设计所需的计算参数值;
3 评价边坡的稳定性,并提出潜在的不稳定边坡的整治措施和监测方案的建议;
4 对需进行抗震设防的边坡应根据区划提供设防烈度或地震动参数;
5 提出边坡整治设计、施工注意事项的建议;
6 对所勘察的边坡工程是否存在滑坡(或潜在滑坡)等不良地质现象,以及开挖或构筑的适宜性做出结论;
7 对安全等级为一、二级的边坡工程尚应提出沿边坡开挖线的地质纵、横剖面图。
4.1.4 地质环境条件复杂、稳定性较差的边坡宜在勘察期间进行变形监测,并宜设置一定数量的水文长观孔。
4.1.5 岩土的抗剪强度指标应根据岩土条件和工程实际情况确定,并与稳定性分析时所采用的计算方法相配套。