邊坡工程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 設(shè)計(jì)原則-1- HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 設(shè)計(jì)依據(jù)-1- HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 設(shè)計(jì)參數(shù)1- HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 邊坡穩(wěn)定性分析-2-4.1計(jì)算模型-2-4.2計(jì)算工況-2-4.3破壞模式分析-2-4.4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算-2- HYPERLINK l bookmark55 o Current Doc

2、ument 側(cè)向巖石壓力計(jì)算 - HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 設(shè)計(jì)采用的防護(hù)方案4- HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 邊坡錨桿擋墻設(shè)計(jì)4- -7.1邊坡I段錨桿擋墻設(shè)計(jì)4 -7.1.1邊坡錨桿設(shè)計(jì)4-7.1.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)-6 -7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì)9 -7.2邊坡II段錨桿擋墻設(shè)計(jì)10-7.2.1邊坡錨桿設(shè)計(jì)10-7.2.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)11-7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì)15- HYPERLINK l bookmark365 o Current Document 邊坡排水溝設(shè)

3、計(jì)16 - 邊坡裂縫注漿16 -邊坡支擋結(jié)構(gòu)泄水孔和變形縫16-邊坡工程設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)原則遵循“技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的原則編制本次施工圖設(shè)計(jì)，確保 邊坡支護(hù)工程措施經(jīng)濟(jì)合理，保證支護(hù)工程在使用年限內(nèi)穩(wěn)定可靠。本邊坡治理 工程設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)施工反饋的信息進(jìn)行適當(dāng)合理修改和完善。設(shè)計(jì)依據(jù)本施工圖設(shè)計(jì)報(bào)告編制的主要依據(jù)如下：（1）三峽庫(kù)區(qū)高切坡防護(hù)工程重慶市巫山標(biāo)二段大昌鎮(zhèn)地稅所至派出所高 切坡工程地質(zhì)勘察報(bào)告（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局107地質(zhì)隊(duì)2005.6）；（2）建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）；（3）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）；（4）

4、錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB50086-2001）；（5）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）；（6）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50003-2001）；（7）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001（2006年版）；（8）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）；（9）地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范（DB50/5029-2004）；設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)選擇依據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告、相關(guān)規(guī)范、工程類比和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。（1）巖土物理力學(xué)參數(shù)詳見(jiàn)表1力學(xué)參數(shù)巖性巖體重度y（kN/m3）抗剪強(qiáng)度等效內(nèi)摩擦角We （）備注c (kPa)由（）人工填土201510強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r25252035中等風(fēng)

5、化灰?guī)r26302540（2）安全等級(jí)一級(jí)，安全系數(shù)1.35，設(shè)計(jì)使用期限50年（3）灰?guī)r巖體破裂角51。巖體內(nèi)聚力為0.25MPa，內(nèi)摩擦角為32，巖 體結(jié)構(gòu)面內(nèi)聚力取35kpa，內(nèi)摩擦角取15邊坡巖體類別為II類，巖體等效內(nèi)摩擦角40灰?guī)r巖天然抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.3MPa邊坡穩(wěn)定性分析4.1計(jì)算模型計(jì)算模型中邊坡剖面的地形線從場(chǎng)地地形圖上量取，滑移線按破裂角取外傾 結(jié)構(gòu)面傾角和450+，2兩者中的較小值，巖土層依據(jù)工程地質(zhì)勘查提供資料確 定，地下水分布按最不利考慮。4.2計(jì)算工況自重+長(zhǎng)時(shí)間暴雨+附加荷載(飽和狀態(tài))，計(jì)算參數(shù)詳見(jiàn)表2參數(shù)名稱取值備注巖體的重度Y(kN/m3)26經(jīng)驗(yàn)值結(jié)構(gòu)面

6、的粘聚力C (kPa)24經(jīng)驗(yàn)值結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角。()17經(jīng)驗(yàn)值巖體破裂角()5053.5實(shí)測(cè)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)4.3破壞模式分析根據(jù)勘察報(bào)告，巖質(zhì)邊坡擬采用支護(hù)段存在硬性外傾結(jié)構(gòu)面，坡頂巖、土體 在卸荷裂隙作用下容易沿裂隙面或破裂面產(chǎn)生平面滑移破壞，故邊坡破壞模式為 可能沿外傾結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，因此按平面滑動(dòng)法的計(jì)算公式進(jìn)行穩(wěn)定性。4.4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算(W cos 以-U )tan 0 + c FK =W sin 以公式中：K -穩(wěn)定性系數(shù)W -垂直荷載，包括巖土自重和其上部的建筑荷載U -作用于滑面上的孔隙水壓力表3大昌鎮(zhèn)地稅所至派出所高切坡(WS0212)穩(wěn)定性驗(yàn)算表剖面編號(hào)滑面傾角a ()塊體

7、體積V(m3)容重丫(kN/m3)垂直荷載W粘聚力C(kPa)內(nèi)摩擦角。()穩(wěn)定系數(shù)K條塊自重(kN)建筑荷載(kN)1-1503868.0426100569885024171.362-253.53926.3726102085.6735024171.293-3524668.0326121368.8765024171.34根據(jù)勘查報(bào)告計(jì)算結(jié)果（詳見(jiàn)表3），該高切坡1-1剖面穩(wěn)定系數(shù)1.36, 整體穩(wěn)定；2-2 剖面穩(wěn)定系數(shù)1.29，基本穩(wěn)定；3-3 剖面穩(wěn)定系數(shù)1.34，欠 穩(wěn)定，說(shuō)明該高切坡穩(wěn)定性較差，按照建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002） 5.3. 1的相關(guān)規(guī)定，該高切坡穩(wěn)定系

8、數(shù)小于1.35,應(yīng)對(duì)高切坡采取有效防護(hù)措施 進(jìn)行治理。側(cè)向巖石壓力計(jì)算根據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）中6.3.4條規(guī)定，有外傾 硬性結(jié)構(gòu)面時(shí)，邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)向巖壓力以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力 方法和以外傾結(jié)構(gòu)面的參數(shù)按6.3.2條的方法計(jì)算，取二者之間的較大值。1）以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力計(jì)算方法計(jì)算的巖石側(cè)壓力Sin(a + P)Ka = yoN = 1256.29mm2， 2 J選用為 2 28 AS=1232 mm2S錨桿錨固體與巖石的錨固長(zhǎng)度：& 1 = 1 f b = 380kpa錨固體直徑 D=110mm錨固長(zhǎng)度：l 1 f = 1.80m 1

9、rb錨桿與錨固體砂漿間的錨固長(zhǎng)度：E = 0.6 ； d = 28mm ； f - 2400kpa ； n = 2 ； 兩根鋼筋折減系數(shù):0.7 ；邊坡重要性系數(shù)y 0 = 1.1錨固長(zhǎng)度： l 尸a = 1.03ma2& 3nRdfb錨桿的錨固長(zhǎng)度：理論設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度l = max( l , l ) = 1.80m設(shè)計(jì)錨固段長(zhǎng)度l = 3m la符合錨固長(zhǎng)度構(gòu)造要求7.1.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)肋柱布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002)對(duì)肋柱進(jìn)行初步擬定肋柱沿著坡面豎向布置肋柱的截面尺寸：h x b = 400mm x 300mm肋柱的間距：S = 3m肋柱的內(nèi)力計(jì)算肋柱視為

10、上端懸臂、底端簡(jiǎn)支的連續(xù)梁，如圖7所示，利用有限元軟件 Sap2000，求得肋柱各點(diǎn)的彎矩和剪力，繪制彎矩圖和剪力圖，計(jì)算結(jié)果見(jiàn) 表。側(cè)向巖石壓力修正值：E = E p = 327.7 x 1.0 = 327.7KN /m側(cè)向巖土壓力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值：e =-Ea = 327.7 = 24.27 KN / m 2hk 0.9 H 0.9 x15垂直肋柱的側(cè)向巖石壓力標(biāo)準(zhǔn)值：e = e sin 75 = 23.45 KN / m2 k hk垂直肋柱的梯形分布巖石側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q = S x ehk = 3 x 23.45 = 70.34KN / m肋柱受力圖TO, MKSm70,41Li4-4

11、 | ,|利用有限元軟件Sap2000計(jì)算得到肋柱的截面內(nèi)力和支座反力(數(shù)據(jù)詳見(jiàn)附 錄中)，將剪力和彎矩繪制成圖形，如圖4肋柱的配筋計(jì)算材料：C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 14.3N/mm2 cHRB335鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 300N/mm2 yHPB300鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 270N/mm2肋柱的截面尺寸：h x b = 400mm x 300mm肋柱需要配縱向受力鋼筋以抵消彎矩，配置箍筋以抵抗剪力。肋柱結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)，肋柱按最大正彎矩值M = 20.93KN /m，最大負(fù)彎矩值 M =-39.03KN /m，V = 92

12、.73KN肋柱結(jié)構(gòu)剪力圖肋柱結(jié)構(gòu)彎矩圖正截面受彎計(jì)算永久作用分項(xiàng)系數(shù)：y g = 1.3結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：Y 0 = 1.0則：M =ygY0M= 1.3x 1.0 x39.03 = 50.74KN -m取C30混凝土，混凝土軸心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C50, a 1取1.0選用HRB335鋼筋,取保護(hù)層厚度c=30mm，o = 30 +10 = 40m ,h值取為400mm,s則。=h - a = 360m由力矩平衡條件得一一 一 xM M =a 1f bx（h0 -）x = 34.51mm為防止出現(xiàn)超筋破壞，應(yīng)滿足 x & bh0& .0= 0.55 x 360 = 198 即滿足要求由力的平

13、衡條件得a f bx = f A1 Cy s- A = 493.49mm2s為防止出現(xiàn)少筋破壞，應(yīng)滿足p mibh = 0.00215 x 300 x 400 = 258 即滿足要求選用用3根 16等間距單排布置，A, = 603mm2，布置在肋柱最大負(fù)彎矩截面受拉區(qū)，最大正彎矩截面按構(gòu)造配筋滿足抗拉要求（計(jì)算略）。肋柱的兩側(cè)及受壓邊，應(yīng)適當(dāng)配置縱向構(gòu)造鋼筋，間距取240mm，直徑取 12mm。受壓邊兩側(cè)，應(yīng)配置架立鋼筋，直徑取12mm。5）斜截面受剪計(jì)算永久作用分項(xiàng)系數(shù)：丫 G = 1.3結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：丫 0 = 1.0則：V = y J*= 1.3 x 1.0 x 92.73 = 120

14、.55KN - m當(dāng) M = h/b = 36/300 T2 4 時(shí)，V 0.25P fbh0 = 0.25 x 1x 14.3x 300 x 360 = 386.1KN即滿足要求，不會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞斜截面受剪承載力的計(jì)算：U V = 0.7 fbh + f Avh則需滿足 U 七0v s 0選用HRB300機(jī)2鋼筋，箍筋做成封閉式。A = nA = 2x 113.1 = 226.2mm2，A 為單肢箍筋的截面面積 JV - 0.7 fbh _ 120.55 X103 - 0.7 X1.43 X 300 x 360 _ 0 128 f h： 0270 x360.即 s -As _ 2262 _

15、1767.19mm0.128 0.128根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500102002)，箍筋的最大間距s _ 250mm，最小直徑不低于6mm。箍筋的最小配筋率要求:p . _ 0.24 fyf _ 0.24 x L43270 _ 0.127%yv_ s-svs ；Jdf1.36m錨桿的錨固長(zhǎng)度：理論設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度l = max( l , l ) = 2.55m設(shè)計(jì)錨固段長(zhǎng)度l = 4.0m la符合錨固長(zhǎng)度構(gòu)造要求7.2.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)1)肋柱布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002)對(duì)肋柱進(jìn)行初步擬定肋柱沿著坡面豎向布置肋柱的截面尺寸：h x b = 400mm x

16、300mm肋柱的間距：S = 3m2)肋柱的內(nèi)力計(jì)算肋柱視為上端懸臂、底端簡(jiǎn)支的連續(xù)梁，如圖7所示，利用有限元軟件 Sap2000，求得肋柱各點(diǎn)的彎矩和剪力，繪制彎矩圖和剪力圖，計(jì)算結(jié)果見(jiàn) 表。側(cè)向巖石壓力修正值：E. = E k 七=681.7 x 1.0 = 681.7KN / m側(cè)向巖土壓力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值:e = 氣k =W .7 = 34.43KN / m 2hk0.9 H 0.9 x 22垂直肋柱的側(cè)向巖石壓力標(biāo)準(zhǔn)值:e = e sin75 = 33.26KN/m2 k hk垂直肋柱的梯形分布巖石側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值:q = S x 侖瓜=3 x 33.26 = 99.77KN /m肋柱

17、受力圖99.77一*. L T T I T ！冉 H息. WiTM-h1.1.J.J.SW.A1 J.b-wi-w利用有限元軟件Sap2000計(jì)算得到肋柱的截面內(nèi)力和支座反力（數(shù)據(jù)詳見(jiàn)附 錄中），將剪力和彎矩繪制成圖形，如圖5肋柱剪力圖肋柱彎矩圖肋柱的配筋計(jì)算材料：C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 14.3N/mm2 cHRB335鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 300N/mm2 yHPB300鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f = 270N/mm2肋柱的截面尺寸：h x b = 400mm x 300mm肋柱需要配縱向受力鋼筋以抵消彎矩，配置箍筋以抵抗剪力。肋柱結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50

18、010-2002)，肋柱按最大正彎矩值maxmaxy = 1.3y = 1.0M = 29.64KN/m，最大負(fù)彎矩值M =-55.34KN/m，V = 134.48KN正截面受彎計(jì)算永久作用分項(xiàng)系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：則：M =ygy0M= 1.3x 1.0 x55.34 = 71.94KN -m取C30混凝土，混凝土軸心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C50, a 1取1.0選用HRB335鋼筋,取保護(hù)層厚度c=30mm，o = 30 +10 = 40m ,h值取為400mm,s則。=h - a = 360m由力矩平衡條件得一一 一 xM M =a 1f bx（h0 -）x = 50.06mm為防止出現(xiàn)

19、超筋破壞，應(yīng)滿足 x & bh0& .0= 0.55 x 360 = 198 即滿足要求由力的平衡條件得a f bx = f A1 Cy sA = 715.86mm2 s為防止出現(xiàn)少筋破壞，應(yīng)滿足p mibh = 0.00215 x 300 x 400 = 258 即滿足要求選用用4根 16等間距單排布置，A = 804mm2，布置在肋柱最大負(fù)彎矩截s面受拉區(qū)，最大正彎矩截面按構(gòu)造配筋滿足抗拉要求（計(jì)算略）。肋柱的兩側(cè)及受壓邊，應(yīng)適當(dāng)配置縱向構(gòu)造鋼筋，間距取200mm，直徑取 14mm。受壓邊兩側(cè)，應(yīng)配置架立鋼筋，直徑取14mm。5）斜截面受剪計(jì)算永久作用分項(xiàng)系數(shù)：丫 G = 1.3結(jié)構(gòu)重要性

20、系數(shù)： 丫 0 = 1.0則：V =YgY V = 1.3x 1.0 x 134.48 = 174.82KN -m當(dāng) M = h/b = 36/300 = L2 4 時(shí)，V 0.25P f bh0 = 0.25 x 1x 14.3 x 300 x 360 = 386.1KN即滿足要求，不會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞斜截面受剪承載力的計(jì)算：U V = 0.7 fbh + f Avh則需滿足 U 七0v s 0選用HRB300機(jī)2鋼筋，箍筋做成封閉式。A = nA = 2x 113.1 = 226.2mm2，A 為單肢箍筋的截面面積 JV - 0.7 fph _ 174.82 X103 - 0.7 x1.43 x 300 x 360 _ 0 686f h： 0270 x360.即 s 4- _ 2262 _ 329.74mm0.686 0.686根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500102002)，箍筋的最大間距s _ 250mm，最小直徑不低于6mm。箍筋的最小