某高速公路邊坡設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)（20132014學(xué)年）設(shè)計(jì)題目 雙 寨 路 滑 坡 治 理 工 程 學(xué)院名稱(chēng) 河 海 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 地 質(zhì) 三 班 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 09480327 指導(dǎo)老師 起訖日期 摘要重慶市巴南公路建設(shè)有限公司（甲方）委托重慶交達(dá)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司對(duì)巴南區(qū)2008年通村通暢工程雙寨路滑坡整治工程進(jìn)行詳細(xì)勘察，為設(shè)計(jì)單位對(duì)滑坡綜合治理方案提供地質(zhì)依據(jù)及設(shè)計(jì)參數(shù)。該滑坡位于巴南區(qū)雙寨路K5+630.086 K5+690.320段公路右側(cè)(北側(cè))的斜坡體上，該段公路由重慶市巴南公路建設(shè)有限公司承擔(dān)，滑坡段公路路基已平基至標(biāo)高677.00m左右。該段道路于1993年7修建了鄉(xiāng)村機(jī)耕道路，

2、2008年修建通村通暢工程將公路拓寬為6.50m，由于公路拓寬，在斜坡體堆載土石方后出現(xiàn)該段坡體變形和地表局部出現(xiàn)裂縫，為此在填方段新建了護(hù)腳擋墻，護(hù)腳擋墻仍然發(fā)生開(kāi)裂變形，并伴隨坡體局部產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，影響了雙寨路的正常施工及公路車(chē)輛和行人安全。采用傳遞系數(shù)法來(lái)計(jì)算滑坡體在各種工況下（如天然狀態(tài)，暴雨?duì)顟B(tài)）的穩(wěn)定性。分析滑坡的的穩(wěn)定性并計(jì)算出滑坡推力，采用抗滑樁、格構(gòu)來(lái)對(duì)滑坡進(jìn)行支擋，使滑坡土體維持穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)鍵詞 滑坡 抗滑樁 穩(wěn)定性目 錄 第一章、工程概況21.1工程概況21.2 場(chǎng)地條件2第二章、計(jì)算依據(jù)5設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)工況 安全系數(shù)確定 第三章、滑坡穩(wěn)定性分析63.1計(jì)算參數(shù)63.2計(jì)算

3、工況73.3計(jì)算剖面73.5計(jì)算結(jié)果及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)11第四章、方案比選436.1 技術(shù)可行性436.2經(jīng)濟(jì)合理性456.3推薦方案46第五章、抗滑樁設(shè)計(jì)144.1 1-1剖面144.2 3-3剖面184.3 4-4剖面234.4 7-7剖面27第六章、排水工程538.1 截水溝設(shè)計(jì)538.2 排水溝設(shè)計(jì)55第九章、抗滑樁驗(yàn)算579.1抗滑樁嵌入基巖深度驗(yàn)算579.2 樁側(cè)抗力驗(yàn)算589.3 樁前土體穩(wěn)定性驗(yàn)算59第十章、 監(jiān)測(cè)工程設(shè)計(jì)6310.1 監(jiān)測(cè)任務(wù)和目的6310.2 監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)6310.3 監(jiān)測(cè)管理64第十一章、施工組織設(shè)計(jì)6511.1施工條件6511.2料場(chǎng)選擇與開(kāi)采6511.3施工交通

4、運(yùn)輸6511.4施工工序6511.5 施工技術(shù)要求66第十二章、工程投資預(yù)算6812.1 預(yù)算原則6812.2工程預(yù)算統(tǒng)計(jì)表69第十三章、 施工環(huán)境保護(hù)73第十四章、結(jié)論74致謝75參考文獻(xiàn)77附件77某高速公路邊坡設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1. 路基擋土墻設(shè)計(jì)2. 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算3. 邊坡加固計(jì)算4. 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)5. 抗滑樁施工圖設(shè)計(jì)第一章工程概況一、本次設(shè)計(jì)的基本資料1、 工程概況 該滑坡位于巴南區(qū)雙寨路K5+630.086 K5+690.320段公路右側(cè)(北側(cè))的斜坡體上，該段公路由重慶市巴南公路建設(shè)有限公司承擔(dān)，滑坡段公路路基已平基至標(biāo)高677.00m左右。該段道路于1993年

5、7修建了鄉(xiāng)村機(jī)耕道路，2008年修建通村通暢工程將公路拓寬為6.50m，由于公路拓寬，在斜坡體堆載土石方后出現(xiàn)該段坡體變形和地表局部出現(xiàn)裂縫，為此在填方段新建了護(hù)腳擋墻，護(hù)腳擋墻仍然發(fā)生開(kāi)裂變形，并伴隨坡體局部產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，影響了雙寨路的正常施工及公路車(chē)輛和行人安全。2、 場(chǎng)地條件（1） 氣象水文本區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。月平均氣溫最高是8月，平均氣溫為28.5，最低氣溫為零下1.8。多年平均相對(duì)濕度為79%。年平均降雨量1082mm，降雨多集中在59月，尤其是68月多暴雨，日最大降雨量達(dá)192.9mm，小時(shí)最大降雨量超過(guò)65mm。雨季，尤其是暴雨期往往是滑坡的活動(dòng)期。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，斜坡坡頂、

6、坡腳無(wú)塘、田、水庫(kù)、河流等地表水體分布。 （二）地形地貌滑坡勘察區(qū)位于重慶市巴南區(qū)石灘鎮(zhèn)。屬丘陵剝蝕地貌。為斜坡地形，總體地形北低南高，場(chǎng)地沿2-2剖面兩側(cè)微地貌為一凹地沖溝，沖溝兩側(cè)地形較陡，坡角1224°，滑坡區(qū)地面高程650.0677.00m，高差約27.00m，斜坡坡向356°，地形坡角546°左右。斜坡體中部形成多級(jí)梯狀平臺(tái)，呈緩坡與陡坎相接地形（見(jiàn)照片1、2、3）。雙寨路修建時(shí)由于拓寬路面坡體堆載坡體產(chǎn)生變形，在斜坡中部分布較明顯的裂縫有3條，裂縫張開(kāi)寬度約820cm，一號(hào)裂縫長(zhǎng)約3.60m，二號(hào)裂縫長(zhǎng)約1.50m，三號(hào)裂縫長(zhǎng)約1.97m（見(jiàn)照片4、5

7、、6、7），斜坡變形體地表局部產(chǎn)生滑動(dòng)?；聟^(qū)植被稀少，多為農(nóng)田分布。（三）地質(zhì)構(gòu)造、地震根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，勘察區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度。 (四) 地層巖性根據(jù)野外地表地質(zhì)調(diào)查及鉆探揭露，滑坡區(qū)地層有第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、殘坡積層（Q4el+dl），基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J）泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖、砂巖組成。（5） 水文地質(zhì)條件場(chǎng)地地層具松散土層與下伏基巖的雙層結(jié)構(gòu)，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地下水類(lèi)型主要為松散巖類(lèi)孔隙水和基巖裂隙水。該類(lèi)地下水主要賦存于第四系土層中，區(qū)內(nèi)地下水主要受大氣降雨補(bǔ)給。場(chǎng)地斜坡坡度較陡，大氣降雨主要運(yùn)移方式為順坡向下以地表水形式排泄，部分地表水下滲至第

8、四系土層以分散潛流方式運(yùn)移向低處排泄。區(qū)內(nèi)分布的紫紅色泥巖為區(qū)域性相對(duì)隔水層。簡(jiǎn)易水位觀測(cè)：勘察期間對(duì)勘探孔作簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，所有鉆孔中均未見(jiàn)地下水，在勘察深度范圍內(nèi)地下水貧乏，場(chǎng)地水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。但在雨季第四系土層可能存在松散堆積層孔隙水，基巖中存在少量風(fēng)化裂隙水。根據(jù)本場(chǎng)地和相鄰場(chǎng)地建筑經(jīng)驗(yàn)，該地區(qū)土層及地下水對(duì)混凝土微腐蝕性。（6） 人類(lèi)工程活動(dòng)場(chǎng)地主要人類(lèi)工程活動(dòng)為修建道路，由于公路拓寬斜坡堆載，對(duì)坡體土體穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，是誘發(fā)該滑坡的主要因素之一。區(qū)內(nèi)及周邊人工切坡及堆填最大高度約5.0010.00m，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類(lèi)工程活動(dòng)中等強(qiáng)烈。（7） 地震效應(yīng)評(píng)價(jià)根據(jù)1：400萬(wàn)中國(guó)地

9、震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖（2001）和公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ004-89，擬建場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。建筑場(chǎng)地類(lèi)別為類(lèi)，屬建筑抗震不利地段。第二章計(jì)算依據(jù)一、設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)工況1、計(jì)算參數(shù)取值來(lái)自于地勘報(bào)告，如下：(1)土的主要物理力學(xué)指標(biāo)天然重度（）：20.00kN/m3；飽和重度（）：21.00kN/m3；天然狀態(tài)：C=0kPa，=25°；飽和狀態(tài)：C=0kPa，=20°。粉質(zhì)粘土參數(shù)：天然重度（）：18.80kN/m3；飽和重度（）：19.30kN/m3；天然狀態(tài)（殘余抗剪值）： C=17.0kPa，=9.0

10、6;；飽和狀態(tài)（殘余抗剪值）：C=12.0kPa，=7.0°。 (2) 巖石的主要物理力學(xué)指標(biāo)中等風(fēng)化泥巖：天然單軸極限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.00MPa，飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3.14MPa，為極軟巖，粉質(zhì)粘土承載力基本容許值 0=150kPa。強(qiáng)風(fēng)化泥巖承載力基本容許值 0=300kPa。中等風(fēng)化泥巖承載力基本容許值 0=800kPa。中等風(fēng)化基巖完整性較好，承載力較高，可作為滑坡支擋構(gòu)造物的基礎(chǔ)持力層。(3)粉質(zhì)粘土極限側(cè)阻力qsik取50kPa，強(qiáng)風(fēng)化基巖極限側(cè)阻力qsik取75kPa。地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m取20；巖體水平抗力系數(shù)：中等風(fēng)化泥巖取60MN/m3。

11、(4)其它 基底與巖石的摩擦系數(shù)：強(qiáng)風(fēng)化泥巖 =0.35中等風(fēng)化泥巖 =0.452、計(jì)算工況及安全系數(shù)確定根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范（DB50/143-2003）：該滑坡防治工程等級(jí)為二級(jí)，其穩(wěn)定性安全系數(shù)取1.15。計(jì)算工況如下：工況：現(xiàn)狀+地面荷載；工況：暴雨或久雨?duì)顟B(tài)飽和+地面荷載。第三章滑坡穩(wěn)定性及滑坡推力計(jì)算滑坡推力的計(jì)算采用傳遞系數(shù)法，選取2號(hào)剖面作為控制剖面進(jìn)行計(jì)算。安全系數(shù)取1.15，剩余下滑力計(jì)算圖示與計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)圖1和表1。根據(jù)計(jì)算，設(shè)樁位置（第6滑塊減出口）處剩余下滑力及其水平分力如表1所示。表1 設(shè)計(jì)工況下（暴雨工況）剩余下滑力（kN）設(shè)計(jì)剩余下滑力（kN）2-2剖面

12、557.59974.45圖1 2-2計(jì)算簡(jiǎn)圖第4章 方案比選方案比選滑坡特征（一） 滑坡范圍及規(guī)模該滑坡規(guī)模小，滑坡周界明顯，平面形態(tài)呈扇形?；潞缶壉诟呒s35.00m，在1-1剖面至3-3剖面間為巖土結(jié)合面?；w縱向長(zhǎng)7483m不等，橫向?qū)捈s4070m?；w內(nèi)小型拉裂縫較發(fā)育，張開(kāi)寬度一般在820cm。該滑坡剪出口在北側(cè)基巖露頭和陡坎處，滑坡后緣標(biāo)高677.00m，前緣剪出口標(biāo)高650.00m左右，高差約27.00m。鉆孔揭露滑體最厚可達(dá)10.70m，滑坡體平均厚度約5.00m，滑坡面積大致4800m2，總方量約24000m3，為小型土層滑坡。根據(jù)滑坡后緣壁和拉裂縫變形方向分析，滑坡的總體滑

13、移方向356°。（二） 滑體特征及變形情況滑體主要由人工填土和粉質(zhì)粘土組成，人工填土含30%左右的砂、泥巖塊、碎石，塊碎石粒徑一般20300mm?；w表面呈折線形，靠近前緣較平緩，滑坡后緣較陡，中部局部呈臺(tái)地。滑體最大厚度10.70m 左右，平均厚度約5.00m左右?；w中形成的拉張裂縫張開(kāi)寬度約820cm，深0.30.5m左右。各個(gè)滑面剪力計(jì)算 滑塊編號(hào)1-1剖面暴雨工況剪力1 127.33 2 147.62 3 600.31 4 481.77 滑塊編號(hào)2-2剖面暴雨工況剩余下滑力140.26 2543.00 3641.21 4879.73 5837.31 6557.59 由勘察報(bào)

14、告得出3-3剖面基本穩(wěn)定，所以2-2剖面為該滑坡的主滑方向方案一：右路肩邊緣設(shè)置抗滑樁道路右側(cè)邊線以外0.75m設(shè)置一排抗滑樁共13根，抗滑樁截面尺寸b*h=2*3m，樁長(zhǎng)12-20m，樁頂標(biāo)高等于右側(cè)路肩標(biāo)高，對(duì)于填方地段，樁間空隙根據(jù)實(shí)際情況可采用漿砌塊石砌筑。方案二：右邊線以外50m設(shè)置抗滑樁道路右側(cè)邊線以外50m（2-2滑面第6條塊中部剪出口）設(shè)置一排抗滑樁共12根，抗滑樁截面尺寸b*h=2*3m，樁長(zhǎng)10m，樁頂標(biāo)高比右側(cè)路肩標(biāo)高低8m，當(dāng)樁頂標(biāo)高高于原狀地面線時(shí)，樁間空隙根據(jù)實(shí)際情況可采用漿砌塊石砌筑。樁型滑體厚度（m）支擋位置剩余下滑力（KN/m）抗滑樁長(zhǎng)度（m） 2*3m型抗滑

15、樁 4.42-2剖面在第6滑塊中部剪出口 557.59 102*3m型抗滑樁 11.52-2剖面第2條塊上部剪出口 543.00 20由以上圖表得出，方案一，右路肩邊緣設(shè)置抗滑樁治理的下滑力為543KN/m，而最終剩余下滑力為557.59 KN/m，所以該治理方案不可選，抗滑樁的上部經(jīng)過(guò)治理后是穩(wěn)定的，而下部依舊會(huì)有15KN/m的下滑力。支檔部位的滑塊厚度為11.5米，雖然此處的剩余下滑力不太大，但是在考慮到滑面下抗滑樁的埋深，需要的樁長(zhǎng)達(dá)到20米，成本較高。方案二：右邊線以外50m設(shè)置抗滑樁滑坡在此處的剩余下滑力為557.49KN/m，抗滑樁布置的間距為5米，需要的抗滑樁12為跟。剩余下滑力

16、較方案一大。但是該抗滑樁布置在滑面的最下部，不會(huì)出現(xiàn)，抗滑樁下部不穩(wěn)定的現(xiàn)象。其次此處的滑體厚度為4.4米，考慮到抗滑樁下部埋深，該抗滑樁最長(zhǎng)不會(huì)超過(guò)10米，布置12跟。和方案一相比比較節(jié)約經(jīng)濟(jì)，施工方便。第五章抗滑樁設(shè)計(jì)5.1.1選擇樁形1-1剖面和2-2剖面在計(jì)算時(shí)選用2-2剖面為主滑剖面來(lái)計(jì)算。支擋部位在前部剪出口，抗滑樁布置好在最后個(gè)滑塊滑塊?；w厚度4.4m，樁埋深5.6m，樁長(zhǎng)10.4m。樁的嵌固段深度不宜小于總樁長(zhǎng)的1/4的要求。按規(guī)定要求，截面高寬比不宜大于2，所以擬定截面尺寸。由于選定設(shè)樁位置滑床為泥巖，所以采用m法計(jì)算樁的錨固段內(nèi)力?；炷翉?qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30.，所以選用

17、C30混凝土。支擋處剩余下滑力力為974.45KN/m。 采用m法地基系數(shù) 抗滑樁土質(zhì)地基系數(shù) 樁的變形系數(shù)：樁的換算深度：，屬于剛性樁。取樁間距取5m4.1.2 樁的內(nèi)力計(jì)算每根樁承受的水平推力滑面處剪力：,滑面處彎矩：。其計(jì)算模型如圖4.1所示：(圖4.1)滑面至旋轉(zhuǎn)中心的距離：樁的轉(zhuǎn)角：樁側(cè)抗力：樁身各點(diǎn)剪力：當(dāng)時(shí)，即可找出彎矩最大值的y值。經(jīng)驗(yàn)算求得時(shí)。樁身各點(diǎn)的彎矩： 當(dāng)y=0.471m時(shí)，。4.1.3樁的配筋設(shè)計(jì)（1）縱向受拉鋼筋計(jì)算 選用C30混凝土，縱向受力鋼筋選用HRB335級(jí)，箍筋選用HR235級(jí)?；炷帘Ｗo(hù)層厚度C=80mm，單排布筋，所以有效高度。C30混凝土軸心抗壓強(qiáng)

18、度設(shè)計(jì)值，HRB335鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。混凝土受壓區(qū)高度：其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.2所示：(圖4.2)由力的平衡條件得：，由力矩平衡條件得：，聯(lián)立上述兩公式求解得：。式中:截面有效高度（mm）；樁截面寬度（mm）；X樁正截面受壓區(qū)高度（mm）；M設(shè)計(jì)彎矩（KN/m）；縱向受拉鋼筋截面積（）；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）；縱向受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）。受壓區(qū)高度：縱向受拉鋼筋截面積：選用18根32，單根32鋼筋面積804.2 實(shí)際鋼筋面積。最小配筋率的驗(yàn)算：，同時(shí)。式中：混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 所以滿(mǎn)足最小配筋率的要求。采用單排布筋，每2根32為一束，共9束鋼筋。鋼筋的凈

19、距，滿(mǎn)足地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求。（2）箍筋計(jì)算：最大剪力值位于滑面下2.8m，。對(duì)是否需要配箍筋抵抗剪力進(jìn)行驗(yàn)算：只需按構(gòu)造要求配箍筋。箍筋采用HRB235級(jí)鋼筋，采用2肢箍，取箍筋間距為400mm,取HRB235級(jí)，10400。樁長(zhǎng)10米。經(jīng)計(jì)算需要25根10。在樁的受壓側(cè)配鋼筋，。樁的兩側(cè)配，滿(mǎn)足構(gòu)造要求。其截面布筋圖如圖4.3所示：4.1.4 樁的配筋布置鋼筋四周保護(hù)層厚度取100mm受拉側(cè)鋼筋間距取，221mm受壓側(cè)鋼筋間距取，221mm兩側(cè)間距取，300mm 第六章排水工程 本區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。月平均氣溫最高是8月，月平均氣溫為28.5，最低氣溫為零下1.8。多年平均相對(duì)濕

20、度為79%。年平均降雨量1082mm，降雨多集中在59月，尤其是68月多暴雨，日最大降雨量達(dá)192.9mm，小時(shí)最大降雨量超過(guò)65mm。雨季，尤其是暴雨期往往是滑坡的活動(dòng)期。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，斜坡坡頂、坡腳無(wú)塘、田、水庫(kù)、河流等地表水體分布。 8.1 截水溝設(shè)計(jì)根據(jù)重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范，擬在距離滑坡后緣5m外設(shè)置截水溝，防止雨水沿山坡流入滑坡體。雨水設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中： Q設(shè)計(jì)頻率地表水匯流量(m3/s)； q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（mm/h）； 徑流系數(shù)； F匯水面積（km2）。根據(jù)給出勘察報(bào)告，取q=65mm/h。按照重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范，取徑流系數(shù)=0.6。根據(jù)地勘資料，確定匯水面積F=0.006458 km2,由上面雨水設(shè)計(jì)流量公式得：截水溝渠道截面形式采用矩形，渠道材料選用M7.5漿砌片石，根據(jù)邊坡工程處治技術(shù)，粗糙率系數(shù)n=0.02。根據(jù)排水與灌溉工程設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定，截水溝設(shè)計(jì)水位應(yīng)低于堤頂不少于0.2m。截水溝設(shè)計(jì)過(guò)流量按