某高速公路邊坡設計計算書

畢業(yè)設計計算書（2013~2014學年）設計題目雙寨路滑坡治理工程學院名稱河海學院專業(yè)班級地質(zhì)三班學生姓名學號09480327指導老師起訖日期摘要重慶市巴南公路建設有限公司（甲方）委托重慶交達工程勘察設計有限公司對巴南區(qū)2008年通村通暢工程雙寨路滑坡整治工程進行詳細勘察，為設計單位對滑坡綜合治理方案提供地質(zhì)依據(jù)及設計參數(shù)。該滑坡位于巴南區(qū)雙寨路K5+630.086~K5+690.320段公路右側(北側)的斜坡體上，該段公路由重慶市巴南公路建設有限公司承擔，滑坡段公路路基已平基至標高677.00m左右。該段道路于1993年7修建了鄉(xiāng)村機耕道路，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腳擋墻，護腳擋墻仍然發(fā)生開裂變形，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輛和行人安全。采用傳遞系數(shù)法來計算滑坡體在各種工況下（如天然狀態(tài)，暴雨狀態(tài)）的穩(wěn)定性。分析滑坡的的穩(wěn)定性并計算出滑坡推力，采用抗滑樁、格構來對滑坡進行支擋，使滑坡土體維持穩(wěn)定狀態(tài)關鍵詞滑坡抗滑樁穩(wěn)定性目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章、工程概況 21.1工程概況 21.2場地條件 2第二章、計算依據(jù) 5 設計參數(shù)及設計工況安全系數(shù)確定第三章、滑坡穩(wěn)定性分析 63.1計算參數(shù) 63.2計算工況 73.3計算剖面 73.5計算結果及穩(wěn)定性評價 11第四章、方案比選 436.1技術可行性 436.2經(jīng)濟合理性 456.3推薦方案 46第五章、抗滑樁設計 144.11-1’剖面 144.23-3’剖面 184.34-4’剖面 234.47-7’剖面 27第六章、排水工程 538.1截水溝設計 538.2排水溝設計 55第九章、抗滑樁驗算 579.1抗滑樁嵌入基巖深度驗算 579.2樁側抗力驗算 589.3樁前土體穩(wěn)定性驗算 59第十章、監(jiān)測工程設計 6310.1監(jiān)測任務和目的 6310.2監(jiān)測設計 6310.3監(jiān)測管理 64第十一章、施工組織設計 6511.1施工條件 6511.2料場選擇與開采 6511.3施工交通運輸 6511.4施工工序 6511.5施工技術要求 66第十二章、工程投資預算 6812.1預算原則 6812.2工程預算統(tǒng)計表 69第十三章、施工環(huán)境保護 73第十四章、結論 74致謝 75參考文獻 77附件 77某高速公路邊坡設計計算書本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容路基擋土墻設計邊坡穩(wěn)定性計算邊坡加固計算邊坡防護設計抗滑樁施工圖設計第一章工程概況一、本次設計的基本資料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(北側)的斜坡體上，該段公路由重慶市巴南公路建設有限公司承擔，滑坡段公路路基已平基至標高677.00m左右。該段道路于1993年7修建了鄉(xiāng)村機耕道路，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腳擋墻，護腳擋墻仍然發(fā)生開裂變形，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輛和行人安全。場地條件氣象水文本區(qū)屬中——亞熱帶季風氣候。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℃。多年平均相對濕度為79%。年平均降雨量1082mm，降雨多集中在5~9月，尤其是6~8月多暴雨，日最大降雨量達192.9mm，小時最大降雨量超過65mm。雨季，尤其是暴雨期往往是滑坡的活動期。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，斜坡坡頂、坡腳無塘、田、水庫、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，場地沿2-2’剖面兩側微地貌為一凹地沖溝，沖溝兩側地形較陡，坡角12~24°，滑坡區(qū)地面高程650.0~677.00m，高差約27.00m，斜坡坡向356，地形坡角5~46左右。斜坡體中部形成多級梯狀平臺，呈緩坡與陡坎相接地形（見照片1、2、3）。雙寨路修建時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，裂縫張開寬度約8~20cm，一號裂縫長約3.60m，二號裂縫長約1.50m，三號裂縫長約1.97m（見照片4、5、6、7），斜坡變形體地表局部產(chǎn)生滑動?；聟^(qū)植被稀少，多為農(nóng)田分布。（三）地質(zhì)構造、地震根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，勘察區(qū)抗震設防烈度為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（Jeq\o\al(\s\up7(),2S)）泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖、砂巖組成。水文地質(zhì)條件場地地層具松散土層與下伏基巖的雙層結構，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡單，地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。該類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給。場地斜坡坡度較陡，大氣降雨主要運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四系土層以分散潛流方式運移向低處排泄。區(qū)內(nèi)分布的紫紅色泥巖為區(qū)域性相對隔水層。簡易水位觀測：勘察期間對勘探孔作簡易水文觀測，所有鉆孔中均未見地下水，在勘察深度范圍內(nèi)地下水貧乏，場地水文地質(zhì)條件簡單。但在雨季第四系土層可能存在松散堆積層孔隙水，基巖中存在少量風化裂隙水。根據(jù)本場地和相鄰場地建筑經(jīng)驗，該地區(qū)土層及地下水對混凝土微腐蝕性。人類工程活動場地主要人類工程活動為修建道路，由于公路拓寬斜坡堆載，對坡體土體穩(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5.00~10.00m，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動中等強烈。地震效應評價根據(jù)1：400萬《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（2001）和《公路抗震設計規(guī)范》JTJ004-89，擬建場區(qū)抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。建筑場地類別為Ⅱ類，屬建筑抗震不利地段。第二章計算依據(jù)一、設計參數(shù)及設計工況1、計算參數(shù)取值來自于地勘報告，如下：(1)土的主要物理力學指標天然重度（γ）：20.00kN/m3；飽和重度（γ）：21.00kN/m3；天然狀態(tài)：C=0kPa，ψ=25°；飽和狀態(tài)：C=0kPa，ψ=20°。粉質(zhì)粘土參數(shù)：天然重度（γ）：18.80kN/m3；飽和重度（γ）：19.30kN/m3；天然狀態(tài)（殘余抗剪值）：C=17.0kPa，ψ=9.0°；飽和狀態(tài)（殘余抗剪值）：C=12.0kPa，ψ=7.0°。(2)巖石的主要物理力學指標中等風化泥巖：天然單軸極限抗壓強度標準值為5.00MPa，飽和單軸極限抗壓強度標準值為3.14MPa，為極軟巖，粉質(zhì)粘土承載力基本容許值[σ0]=150kPa。強風化泥巖承載力基本容許值[σ0]=300kPa。中等風化泥巖承載力基本容許值[σ0]=800kPa。中等風化基巖完整性較好，承載力較高，可作為滑坡支擋構造物的基礎持力層。(3)粉質(zhì)粘土極限側阻力qsik取50kPa，強風化基巖極限側阻力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)：中等風化泥巖取60MN/m3。(4)其它基底與巖石的摩擦系數(shù)：強風化泥巖μ=0.35中等風化泥巖μ=0.452、計算工況及安全系數(shù)確定根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2003）：該滑坡防治工程等級為二級，其穩(wěn)定性安全系數(shù)取1.15。計算工況如下：工況Ⅰ：現(xiàn)狀+地面荷載；工況Ⅱ：暴雨或久雨狀態(tài)飽和+地面荷載。第三章滑坡穩(wěn)定性及滑坡推力計算滑坡推力的計算采用傳遞系數(shù)法，選取2號剖面作為控制剖面進行計算。安全系數(shù)取1.15，剩余下滑力計算圖示與計算結果詳見圖1和表1。根據(jù)計算，設樁位置（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設計工況下（暴雨工況）剩余下滑力（kN）設計剩余下滑力（kN）2-2剖面557.59974.45圖12-2’圖12-2’計算簡圖方案比選方案比選滑坡特征滑坡范圍及規(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s3~5.00m，在1-1’剖面至3-3’剖面間為巖土結合面?；w縱向長74～83m不等，橫向?qū)捈s40~70m?；w內(nèi)小型拉裂縫較發(fā)育，張開寬度一般在8～20cm。該滑坡剪出口在北側基巖露頭和陡坎處，滑坡后緣標高677.00m，前緣剪出口標高650.00m左右，高差約27.00m。鉆孔揭露滑體最厚可達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，滑坡的總體滑移方向356°?；w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20~300mm?；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寬度約8～20cm，深0.3～0.5m左右。各個滑面剪力計算滑塊編號1-1剖面暴雨工況剪力1127.332147.623600.314481.77滑塊編號2-2剖面暴雨工況剩余下滑力140.262543.003641.214879.735837.316557.59由勘察報告得出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：右路肩邊緣設置抗滑樁道路右側邊線以外0.75m設置一排抗滑樁共13根，抗滑樁截面尺寸b*h=2*3m，樁長12-20m，樁頂標高等于右側路肩標高，對于填方地段，樁間空隙根據(jù)實際情況可采用漿砌塊石砌筑。方案二：右邊線以外50m設置抗滑樁道路右側邊線以外50m（2-2滑面第6條塊中部剪出口）設置一排抗滑樁共12根，抗滑樁截面尺寸b*h=2*3m，樁長10m，樁頂標高比右側路肩標高低8m，當樁頂標高高于原狀地面線時，樁間空隙根據(jù)實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）抗滑樁長度（m）2*3m型抗滑樁4.42-2剖面在第6滑塊中部剪出口557.59102*3m型抗滑樁11.52-2剖面第2條塊上部剪出口543.0020由以上圖表得出，方案一，右路肩邊緣設置抗滑樁治理的下滑力為543KN/m，而最終剩余下滑力為557.59KN/m，所以該治理方案不可選，抗滑樁的上部經(jīng)過治理后是穩(wěn)定的，而下部依舊會有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，需要的樁長達到20米，成本較高。方案二：右邊線以外50m設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。剩余下滑力較方案一大。但是該抗滑樁布置在滑面的最下部，不會出現(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，該抗滑樁最長不會超過10米，布置12跟。和方案一相比比較節(jié)約經(jīng)濟，施工方便。第五章抗滑樁設計5.1.1選擇樁形1-1’剖面和2-2’剖面在計算時選用2-2’剖面為主滑剖面來計算。支擋部位在前部剪出口，抗滑樁布置好在最后個滑塊滑塊?；w厚度4.4m，樁埋深5.6m，樁長10.4m。樁的嵌固段深度不宜小于總樁長的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。由于選定設樁位置滑床為泥巖，所以采用m法計算樁的錨固段內(nèi)力?；炷翉姸鹊燃壊粦陀贑30.，所以選用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)力計算每根樁承受的水平推力滑面處剪力：,滑面處彎矩：。其計算模型如圖4.1所示：(圖4.1)滑面至旋轉中心的距離：樁的轉角：樁側抗力：樁身各點剪力：當時，即可找出彎矩最大值的y值。經(jīng)驗算求得時。樁身各點的彎矩：當y=0.471m時，。4.1.3樁的配筋設計（1）縱向受拉鋼筋計算選用C30混凝土，縱向受力鋼筋選用HRB335級，箍筋選用HR235級?；炷帘Ｗo層厚度C=80mm，單排布筋，所以有效高度。C30混凝土軸心抗壓強度設計值，HRB335鋼筋抗拉強度設計值?；炷潦軌簠^(qū)高度：其計算簡圖如圖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—設計彎矩（KN/m）；—縱向受拉鋼筋截面積（）；—混凝土軸心抗壓強度設計值（）；—縱向受拉鋼筋抗拉強度設計值（）。受壓區(qū)高度：縱向受拉鋼筋截面積：選用18根Ф32，單根Ф32鋼筋面積804.2實際鋼筋面積。最小配筋率的驗算：，同時。式中：—混凝土軸心抗拉強度設計值；—鋼筋的抗拉強度設計值。所以滿足最小配筋率的要求。采用單排布筋，每2根Ф32為一束，共9束鋼筋。鋼筋的凈距，滿足《地質(zhì)災害防治工程設計規(guī)范》要求。（2）箍筋計算：最大剪力值位于滑面下2.8m，。對是否需要配箍筋抵抗剪力進行驗算：只需按構造要求配箍筋。箍筋采用HRB235級鋼筋，采用2肢箍，取箍筋間距為400mm,取HRB235級，Ф10@400。樁長10米。經(jīng)計算需要25根Ф10。在樁的受壓側配鋼筋，。樁的兩側配，，滿足構造要求。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層厚度取100mm受拉側鋼筋間距取，221mm受壓側鋼筋間距取，221mm兩側間距取，300mm第六章排水工程本區(qū)屬中——亞熱帶季風氣候。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℃。多年平均相對濕度為79%。年平均降雨量1082mm，降雨多集中在5~9月，尤其是6~8月多暴雨，日最大降雨量達192.9mm，小時最大降雨量超過65mm。雨季，尤其是暴雨期往往是滑坡的活動期。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，斜坡坡頂、坡腳無塘、田、水庫、河流等地表水體分布。8.1截水溝設計根據(jù)重慶市地方標準《地質(zhì)災害防治工程設計規(guī)范》，擬在距離滑坡后緣5m外設置截水溝，防止雨水沿山坡流入滑坡體。雨水設計流量應按下列公式計算：式中：Q—設計頻率地表水匯流量(m3/s)；q—設計暴雨強度（mm/h）；ψ—徑流系數(shù)；F—匯水面積（km2）。根據(jù)給出勘察報告，取q=65mm/h。按照重慶市地方標準《