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。
 

条文说明

3.3.1 本条说明边坡工程设计的两类极限状态的相关内容。
    1 承载能力极限状态
    锚杆设计时原规范采用承载力概率极限状态分项系数的设计方法。本次修订改为综合安全系数代替荷载分项系数及锚杆工作条件系数，以锚杆极限承载力为抗力的基本参数。这种调整一方面实现了与现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086的规定一致，便于使用；另一方面岩土性状的不确定性对锚杆承载力可靠性的影响，使锚杆承载力概率极限状态设计尚属不完全的可靠性分析设计，进行调整是合理的。
    2 正常使用极限状态
    为保证支护结构的耐久性和防腐性达到正常使用极限状态的要求，支护结构的钢筋混凝土构件的构造和抗裂应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010有关规定执行。锚杆是承受高应力的受拉构件，其锚固砂浆的裂缝开展较大，计算一般难以满足规范要求，设计中应采取严格的防腐构造措施，保证锚杆的耐久性。
3.3.2 本次修订对边坡工程计算或验算的内容采用的不同荷载效应组合与相应的抗力进行了规定。
    1 确定支护结构或构件的基础底面积及埋深或桩基数量时，应采用正常使用极限状态，相应的作用效应为标准组合；
    2 确定锚杆面积、锚杆杆体与砂浆的锚固长度时，由于本次规范修订采用了安全系数法，均采用荷载效应标准组合；
    3 计算支护结构或构件内力及配筋时，应采用混凝土结构相应的设计方法；荷载相应采用基本组合，抗力采用包含抗力分项系数的设计值；
    4 边坡变形验算时，仅考虑荷载的长期组合，不考虑偶然荷载的作用；支护结构抗裂计算与钢筋混凝土结构裂缝计算一致，采用荷载相应标准组合和荷载准永久组合。
3.3.3 建筑边坡抗震设防的必要性成为工程界的统一认识。城市中建筑边坡一旦破坏将直接危及到相邻的建筑，后果极为严重，因此抗震设防的建筑边坡与建筑物的基础同样重要。本条提出在边坡设计中应考虑抗震构造要求，其构造应满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中对梁的相应要求，当立柱竖向附加荷载较大时，尚应满足对柱的相应要求。
    对坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程，边坡的抗震加强措施主要通过增大地震作用来进行加强处理，具体内容本规范第7章有专门介绍。
3.3.6 本条第1～3款所列内容是支护结构承载力计算和稳定性计算的基本要求，是边坡工程满足承载能力极限状态的具体内容，是支护结构安全的重要保证；因此，本条定为强制性条文，设计时上述内容应认真计算，满足规范要求以确保工程安全。
3.3.7 本条对存在地下水的不利作用以及变形验算作出规定：
    1 当坡顶荷载较大(如建筑荷载等)、土质较软、地下水发育时，边坡尚应进行地下水控制、坡底隆起、稳定性及渗流稳定性验算，方法可按国家现行有关规范执行。
    2 影响边坡及支护结构变形的因素复杂，工程条件繁多，目前尚无实用的理论计算方法可用于工程实践。本规范第8.2.6条关于锚杆的变形计算，也只是近似的简化计算。在工程设计中，为保证下列类型的一级边坡满足正常使用极限状态条件，主要依据地区经验、工程类比及信息法施工等控制性措施解决。对边坡变形有较高要求的边坡工程，主要有以下几类：
        1)边坡塌滑区附近有建(构)筑物的边坡工程；
        2)坡顶建(构)筑物主体结构对地基变形敏感，不允许地基有较大变形的边坡工程；
        3)预估变形值较大、设计需要控制变形的高大土质边坡工程。