某高速公路邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯

1、目錄0 緒論1 工程概況2 主要設(shè)計(jì)思路3 滑坡推力的計(jì)算4 yk231+120斷面處錨索、格構(gòu)梁設(shè)計(jì)5 yk231+309斷面處錨索、地梁設(shè)計(jì)6 抗滑樁設(shè)計(jì)7 yk231+120斷面處抗滑樁加掛三維網(wǎng)設(shè)計(jì)8 yk231+309斷面處預(yù)應(yīng)力錨索加掛三維網(wǎng)設(shè)計(jì)9 結(jié)論10 總結(jié)、致謝0 緒 論 隨著西部大開發(fā)以及今年金融危機(jī)的影響，國家為了擴(kuò)大內(nèi)需拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加大基礎(chǔ)建設(shè)，我國高速公路的建設(shè)得到迅猛的發(fā)展，同樣，我們面臨的邊坡治理問題也越來越突出，因而邊坡治理工程在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中日益重要的位置。 我國是一個(gè)滑坡災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重的國家，尤其在長(zhǎng)江流域及云貴川等地，滑坡分布相當(dāng)廣泛。如何對(duì)工程中遇到的

2、滑坡進(jìn)行治理，以保證工程保質(zhì)保量的完成，是我們面臨的主要任務(wù)。 對(duì)于滑坡的治理，方法比較多，一下簡(jiǎn)要介紹幾種常見的支護(hù)手段： 1、預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁 2、抗滑樁 3、土釘墻 預(yù)應(yīng)力錨索加固是主動(dòng)地利用巖土體本身的強(qiáng)度去加固巖土體，是一種主動(dòng)加固方法，同時(shí)具有施工中不破壞原有邊坡的整體性、造價(jià)低等特點(diǎn)。格構(gòu)梁與坡面接觸面較大，與格構(gòu)梁相連接的錨桿或錨索進(jìn)行深層加固的效果很好，預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)既能保證深層加固又可兼顧淺層護(hù)坡。 主要特點(diǎn)： 1、主動(dòng)抗衡。錨索安裝后即能提供足夠的抗力，有效的限制巖土體的位移。 2、改善巖土體的應(yīng)力狀態(tài)，能有效控制巖土體及工程結(jié)構(gòu)的變形，增強(qiáng)了巖土工程的穩(wěn)定性 。 3

3、、錨固力的作用點(diǎn)和作用方向可以根據(jù)需要選取，從而獲得最佳的穩(wěn)定效果。 4、格構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)可以與綠化防護(hù)措施相結(jié)合，在穩(wěn)固邊坡的同時(shí)，還起到綠化邊坡環(huán)境的作用。 5、造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)高效。 抗滑樁是一種使用時(shí)間長(zhǎng)，支護(hù)作用較大的支擋結(jié)構(gòu)，在鐵路、公路、水電、煤炭、采礦等領(lǐng)域的滑坡治理工程中，都得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了較好的治理效果?？够瑯吨饕幸幌绿攸c(diǎn)： 1、抗滑能力大，在滑坡推力大、滑動(dòng)面深的情況下，較其它抗滑工程經(jīng)濟(jì)、有效。 2、樁位靈活，可以設(shè)在滑坡體中最有利于抗滑的部位，分排設(shè)置時(shí)，可將滑體切割成若干分散的單元體，對(duì)滑坡起到分而治之的功效。 3、開挖樁孔能校核地質(zhì)情況，檢驗(yàn)和修改原有的設(shè)計(jì)

4、，使其更符合實(shí)際。 4、施工方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，具有工程進(jìn)度快、施工質(zhì)量好、比較安全等優(yōu)點(diǎn)。施工時(shí)可間隔開挖，不致引起滑坡條件的惡化。 5、施工中如發(fā)現(xiàn)問題易于補(bǔ)救。 土釘墻一般適用于土質(zhì)或破碎軟弱巖質(zhì)路塹邊坡。作用范圍和支護(hù)效果較前兩種支護(hù)手段較小。 本設(shè)計(jì)中未采用土釘墻支護(hù)。在此不再詳說。1 工程簡(jiǎn)介 1.1 工程概況 該邊坡支護(hù)路段位于某擬建公路yk231+000k231+380段，全長(zhǎng)380米，其中yk230+900，yk230+971段為填方，最大填方約19米；其余為挖方段，最大挖方高約20米。設(shè)計(jì)汽車荷載：公路級(jí)。路面寬12.25米。該邊坡為永久性邊坡，邊坡工程重要性等級(jí)為一級(jí)。 1.

5、2 自然地理 該邊坡地處貴州高原南部山區(qū)向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，屬構(gòu)造侵蝕、斜坡地貌，受構(gòu)造、剝蝕作用較強(qiáng)烈。挖方路段附近海拔高程1019.5974.0m，相對(duì)高差45.5m。填方段相對(duì)高差約19米。地形坡度相對(duì)較緩。植被不發(fā)育，基巖裸露。 邊坡地表水不發(fā)育，地表無泉點(diǎn)出露，主要為大氣降雨沿低洼部位向路基方向排泄。局部地段形成水塘。 1.3 工程地質(zhì)條件 場(chǎng)區(qū)內(nèi)地層主要由上覆第四系殘坡積層、亞粘土、雜填土、及下伏基巖石炭系下統(tǒng)大塘階舊司組、炭質(zhì)泥巖夾灰?guī)r組成。 路段以擠壓型的南北向構(gòu)造為主，該路段處于上司斷層之西盤。地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.05g，場(chǎng)區(qū)地震基本烈度為度。 區(qū)內(nèi)由于下伏基巖為

6、炭質(zhì)頁巖與灰?guī)r互層，巖石透水性極弱，地下水主要為第四系松散層中的孔隙水和基巖風(fēng)化裂隙水，流量小，主要為降雨補(bǔ)給。水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。 不良地質(zhì)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià) yk230+971k231+380段：該段炭質(zhì)頁巖風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化后呈土狀、片狀，節(jié)理裂隙極發(fā)育，順向坡。路基開挖使下部臨空，最大開挖深度約20米，易造成坡體局部沿炭質(zhì)頁巖層（軟弱層）順層滑動(dòng)及崩塌，危及路基安全。故要對(duì)其進(jìn)行支護(hù)。2 設(shè)計(jì)思路 2.1 主要設(shè)計(jì)方案思路 本設(shè)計(jì)為某公路邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前，首先了解了關(guān)于邊坡支護(hù)的各種方案，從中分析各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)本工程實(shí)際邊坡支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀初步選取兩種支護(hù)方案， 方案一：錨索加格構(gòu)

7、梁（地梁）支護(hù)； 方案二：抗滑樁加錨索與掛三維網(wǎng)結(jié)合支護(hù)。 經(jīng)過方案選定之后，進(jìn)行正式的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 設(shè)計(jì)的步驟、過程符合規(guī)范要求，參數(shù)的選取有依據(jù)。 計(jì)算完成后根據(jù)自己的計(jì)算結(jié)果繪制相關(guān)圖紙。 最后進(jìn)行方案的比選，確定最終的支護(hù)方案。 設(shè)計(jì)原則： 本邊坡支護(hù)為永久性支護(hù)，邊坡等級(jí)為公路-級(jí)。 用傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡推力計(jì)算。 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的反饋信息，及時(shí)校核本設(shè)計(jì)必要時(shí)可以進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。本設(shè)計(jì)用到的力學(xué)指標(biāo)3 滑坡體穩(wěn)定性計(jì)算 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的主要內(nèi)容就是滑坡推力的計(jì)算，目前，計(jì)算滑坡推力的方法比較多，應(yīng)用較多的如瑞典條分法、畢肖普法、傳遞系數(shù)法、分塊極限平衡法、詹布法等，其中傳遞系數(shù)法是驗(yàn)算

8、山區(qū)土層沿巖面滑動(dòng)最常用的邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算方法，本設(shè)計(jì)即采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算。傳遞系數(shù)法又稱不平衡推力法，該方法是我國鐵路與工民建等部門在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算中經(jīng)常使用的方法，計(jì)算不繁雜，具有方便適用的優(yōu)點(diǎn)。 傳遞系數(shù)法的計(jì)算公式:(cossin)tan(sincos) iiiiiiiiiiiiiissclwuilqpwqpkk 其中： 傳遞系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)圖如 圖3.1。 計(jì)算時(shí)由上往下逐塊進(jìn)行。 由計(jì)算得到的推力來判斷滑坡體的穩(wěn)定性。 如果最后一塊的為正值，說明滑坡體不穩(wěn)定 。需要支護(hù)。i 111cos() tan sin()/iiiisik 3.2 滑坡推力計(jì)算 首先對(duì)yk231+120

9、斷面處的土體進(jìn)行滑動(dòng)面劃分和分塊如3.2圖. 3.2a圖3.2b圖3.2c圖3.2d圖各滑動(dòng)面分析數(shù)據(jù)表各滑動(dòng)面分析數(shù)據(jù)表3.1 3.2e圖用傳遞系數(shù)法計(jì)算出每個(gè)土塊的剩余下滑力。最大下滑力為2139.46n/m 如表3.1 其次對(duì)yk231+309斷面處的土體進(jìn)行滑動(dòng)面劃分如3.3圖.3.3a圖3.3b圖3.3c圖3.3d圖3.3e圖用傳遞系數(shù)法計(jì)算出每個(gè)土塊的剩余下滑力。最大下滑力為445.26kn/m 如表3.2 總結(jié)：由表3.1和表3.2計(jì)算出的yk231+120和yk231+309斷面的剩余下滑力可知， y k 2 3 1 + 1 2 0 斷 面 的 剩 余 下 滑 力 較 大（21

10、39.46kn/m），yk231+309剩余下滑力為（445.26 kn/m ）因此，選取該斷面的剩余下滑力作為支護(hù)計(jì)算時(shí)的最大下滑力。 考慮到兩個(gè)斷面的剩余下滑力相差較大，在本設(shè)計(jì)中擬對(duì)兩個(gè)斷面分別進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。4 yk231+120斷面錨索、格構(gòu)梁設(shè)計(jì) 求出了滑坡推力，接下來即采用預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁方案對(duì)該滑坡進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)與計(jì)算。 設(shè)計(jì)本路段采用17標(biāo)準(zhǔn)型、直徑15.2mm、公稱抗拉強(qiáng)度1860 mpa、截面積139 鋼絞線，每根鋼絞線極限張拉荷載pu為259 kn,屈服張拉荷載py為220kn。 。 4.1錨索設(shè)置位置及設(shè)計(jì)傾角的確定 規(guī)范規(guī)定錨索設(shè)計(jì)下傾角為1530。 本設(shè)計(jì)中取=20

11、。 4.3錨索間距及設(shè)計(jì)錨固力的確定 錨索間距初定為3m3m,設(shè)計(jì)6排預(yù)應(yīng)力錨索 。計(jì)算設(shè)計(jì)錨固力公式： 此處設(shè)計(jì)錨固力為：pt = 2338.1 kn/m 。每孔錨索設(shè)計(jì)錨固力為：pt1=3x2338.1/6=1169.1kn確定了每設(shè)計(jì)錨固力，結(jié)合所選鋼絞線就可以確定每孔錨孔所需的鋼絞線根數(shù)。取安全系數(shù)fs1=1.8，則每孔所需的鋼絞線根數(shù)n=1169.11.8/2598.12。 取為9根。tfp =sintancos 4.4 錨固體設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)采用錨索鉆孔直徑dh=0.13 m，單根鋼絞線直徑d=0.0152 m；注漿材料用m35水泥砂漿，錨索張拉鋼材與水泥砂漿的極限黏結(jié)應(yīng)力u=340

12、0 kpa，錨孔壁對(duì)砂漿的極限剪切應(yīng)力=760 kpa ，錨固體設(shè)計(jì)安全系數(shù)fs2=2.5 。 計(jì)算得：lsa=3.6m ，la=11.3m。錨索的錨固段長(zhǎng)度采用lsa和la中的最大值11.3m，規(guī)范規(guī)定巖石錨桿的錨固段長(zhǎng)度不應(yīng)小于3 m,且不宜大于8m(對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索)，所以根據(jù)規(guī)范要求取為.取為8m。 錨索布置立面圖、橫斷面圖見附圖02-04。 格構(gòu)梁每隔22m寬度設(shè)置伸縮縫，縫寬23cm，填塞瀝青麻筋或?yàn)r青木板。同時(shí)為了美化環(huán)境和防護(hù)表層邊坡，在格構(gòu)間培土植草。 本設(shè)計(jì)中采用簡(jiǎn)化方法，將格格構(gòu)梁看作柱下交叉條形基礎(chǔ)，然后再把荷載向兩個(gè)方向分配。 按上述計(jì)算求得格構(gòu)梁的荷載后，便可計(jì)算格構(gòu)梁

13、的內(nèi)力，并按受彎構(gòu)件考慮來驗(yàn)算格構(gòu)梁的強(qiáng)度、進(jìn)行配筋計(jì)算。 配筋時(shí)注意了按單筋截面還是雙筋截面，還注意配筋率，保證不超筋、不少筋。 設(shè)計(jì)格構(gòu)截面為500400mm，外伸1m，按懸臂考慮；采用c25號(hào)混凝土，fc=11.9n/；hrb335級(jí)螺紋鋼，fy= fy=300n/。 對(duì)格構(gòu)梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，首先進(jìn)行節(jié)點(diǎn)荷載分配。因?yàn)楦駱?gòu)梁橫向?yàn)槎嗫纾瑢?duì)其按五跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力。 以上是格構(gòu)梁的彎矩剪力圖。下面及以此對(duì)格構(gòu)梁進(jìn)行配筋計(jì)算。 配筋計(jì)算依據(jù)鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理進(jìn)行。 經(jīng)判斷該格構(gòu)梁應(yīng)按單筋截面配筋。 主要使用到的公式： 最終格構(gòu)梁橫向配筋：格構(gòu)正截面選用6根直徑25mm的hrb335鋼筋 ，箍筋采

14、用直徑10mm的hrb335雙肢箍，間距70mm。 2101.35scmf bh210(1 0.5)1.35cbbf bhm1 12s 01csybhfaf000.71.25svtyvavf bhsf h 對(duì)于豎向格構(gòu)梁因?yàn)樵O(shè)置了馬道，在豎向不再是多跨連續(xù)梁，如果仍用上述計(jì)算方法的話會(huì)存在較大誤差。 對(duì)于這個(gè)問題，我采用了簡(jiǎn)支梁模型對(duì)格構(gòu)梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，豎向格構(gòu)梁內(nèi)力比水平向內(nèi)力較大，故豎向格構(gòu)梁的配筋做相應(yīng)的更改。最終格構(gòu)梁豎向配筋：格構(gòu)正截面 選用6根直徑28mm的hrb335鋼筋 ， 箍筋采用直徑10mm的hrb335雙肢箍，間距75mm。 5 yk231+309斷面處錨索

15、地梁計(jì)算 計(jì)算方法同上。 該斷面下滑力較小。故選取直徑15.2的鋼絞線。布置4排錨索，經(jīng)計(jì)算每孔5根鋼絞線。鉆孔直徑110mm。錨索錨固深度5m。 錨索布置圖見附圖08、09。 因?yàn)樵摱蜗禄^小，沒有必要再設(shè)置為格構(gòu)梁，故設(shè)置為錨索地梁。 現(xiàn)澆混凝土地梁，斷面400mm400mm。采用c25混凝土，hrb335螺紋鋼筋。 地梁按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。地梁最后配筋：選用7b25 (hrb335鋼筋)， b10(hrb335鋼筋)雙肢箍，間距190mm。 配筋圖見附圖6和11。6 抗滑樁設(shè)計(jì)收集滑坡資料、分析原因、確定滑坡性質(zhì)、范圍等計(jì)算滑坡推力進(jìn)行抗滑樁的平面布置、擬定樁間距、樁位選擇樁型、擬定

16、樁長(zhǎng)、錨固深度、截面尺寸等確定樁的計(jì)算寬度，選定地基系數(shù)計(jì)算樁的變形系數(shù)和計(jì)算深度，判斷樁的計(jì)算性質(zhì)（剛性樁或彈性樁）用相應(yīng)計(jì)算方法計(jì)算樁內(nèi)力和變形、地基反力等，確定樁身的最大彎矩和剪力及位置校核地基強(qiáng)度是否滿足是繪制樁身內(nèi)力圖、變形曲線對(duì)鋼筋混凝土樁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)繪制施工圖，提出施工技術(shù)要求等否 抗滑樁的設(shè)計(jì)要求： (1) 抗滑樁提供的抗滑力要使整個(gè)滑坡體具有足夠的穩(wěn)定性， (2) 抗滑樁樁身要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，即樁的斷面要有足夠的剛度，樁的應(yīng)力和變形滿足規(guī)定要求。 (3) 樁周的地基抗力和滑坡體的變形在容許范圍內(nèi)。 (4) 抗滑樁的埋深及錨固深度、樁間距、樁結(jié)構(gòu)尺度和樁斷面尺寸都比較恰當(dāng)

17、，安全可靠，施工可行、方便、造價(jià)較經(jīng)濟(jì)。 抗滑樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容： (1) 進(jìn)行樁群的平面布置，確定樁位、樁間距等平面尺度。 (2) 擬定樁型、樁埋深、樁長(zhǎng)、樁斷面尺寸。 (3) 根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)確定作用于抗滑樁上的力系。 (4) 確定樁的計(jì)算寬度，選定地基反力系數(shù)，進(jìn)行樁的受力和變形計(jì)算。 (5) 進(jìn)行樁截面的配筋計(jì)算和一般的構(gòu)造設(shè)計(jì)。7 yk231+120斷面處抗滑樁設(shè)計(jì) 根據(jù)上述，對(duì)于該滑坡，在滑坡力最大處即yk231+120左右處設(shè)置一排鋼筋混凝土抗滑樁，間距為8m，自yk231+016至yk231+176共設(shè)置21根抗滑樁。截面設(shè)為2m3m a樁和1.5m2m b樁。a樁長(zhǎng)18m， b樁長(zhǎng)1

18、6m. 錨固段為8.4m。采用c30混凝土，查資料得，c30混凝土， 423.00 10/cen m m抗滑樁的其他參數(shù)如下： 由前面計(jì)算處的下滑了，確定每根樁所承受的下滑力ex。進(jìn)而計(jì)算處錨固處的彎矩和剪力。 再計(jì)算整條樁身各處的彎矩、剪力。確定樁深為18m，錨固段8.4m（a型樁）。并畫出彎矩剪力圖，如下圖。0 xx116855 7.6 0.37 47396xmezehknm x01 6 8 5 5qek n 經(jīng)計(jì)算得出樁身上最大彎矩、最大剪力，以此進(jìn)行抗滑樁的配筋計(jì)算。 鋼筋采用hrb400直徑40mm，共98根，雙排布置。 選用四肢箍，選用hrb335直徑25mm ，箍筋間距為121mm， 對(duì)于yk231+120斷面，在抗滑樁頂巖層處于穩(wěn)定狀態(tài)，采用掛三維網(wǎng)處理。 抗滑樁加掛三維網(wǎng)