惠豐居北側(cè)道路工程-高邊坡專項設(shè)計計算書

惠豐居北側(cè)道路工程—高邊坡專項設(shè)計計算書第一冊共一冊計算內(nèi)容：邊坡穩(wěn)定性分析目錄1工程概況 12技術(shù)指標 13設(shè)計依據(jù)、設(shè)計規(guī)范 13.1主要依據(jù) 23.2主要規(guī)范 24主要計算參數(shù)取值 25邊坡穩(wěn)定性分析 35.1邊坡概要 35.2計算軟件 45.31號邊坡穩(wěn)定性分析 45.3.1沿巖土界面穩(wěn)定分析 55.3.2土質(zhì)邊坡圓弧滑動穩(wěn)定分析 55.3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析 75.42號挖方邊坡穩(wěn)定性分析 86結(jié)論 11PAGEPAGE21工程概況本項目位于重慶市大渡口區(qū)茄子溪街道惠豐居北側(cè)，設(shè)計起點與現(xiàn)狀鋼城大道相接，沿規(guī)劃線路布線，終點與現(xiàn)狀四達路相接，全長347.944m，城市支路，設(shè)計車速為30km/h，雙向四車道，標準路幅寬度為22m，其中行車道寬15m，兩側(cè)人行道各寬3.5m。本次道路設(shè)計共形成挖方邊坡2段，最大挖方高度11.28m，其中土質(zhì)邊坡最大高度≥8m。根據(jù)渝建發(fā)（2010）166號《關(guān)于進一步加強全市高切坡、深基坑和高填方項目勘察設(shè)計管理的意見》相關(guān)要求，對道路設(shè)計范圍內(nèi)高邊坡及擋護工程進行專項設(shè)計。根據(jù)業(yè)主對道路周邊地塊的開發(fā)要求，邊坡均為臨時邊坡。臨時邊坡設(shè)計使用年限≤2年，如臨時邊坡使用年限超出設(shè)計使用年限，應(yīng)按永久邊坡另行委托設(shè)計。2技術(shù)指標（1）設(shè)計安全等級：二級。（2）設(shè)計荷載：道路荷載：城-A，人群荷載：5kN/㎡。（3）設(shè)計使用年限：臨時邊坡≤2年。（4）擬建場地基本地震峰值加速度為0.05g，對應(yīng)的地震烈度為Ⅵ度，設(shè)計地震分組為第一組。3設(shè)計依據(jù)、設(shè)計規(guī)范3.1主要依據(jù)（1）《惠豐居北側(cè)道路工程1：500地形管線圖》（重慶市勘測院2020年5月）（2）區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃資料（重慶市規(guī)劃和自然資源局2020年5月）（3）我司與業(yè)主簽訂的設(shè)計合同（4）《大渡口劉家壩片區(qū)路網(wǎng)工程方案設(shè)計文件》（重慶市市政設(shè)計研究院，2019.07）（5）《大渡口惠豐居北側(cè)道路工程地質(zhì)勘察報告》（重慶兩江交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究有限公司，2021.02）（6）《重慶市大渡口區(qū)發(fā)展和改革委員會關(guān)于惠豐居北側(cè)道路工程可行性研究的批復》（渡發(fā)改發(fā)[2021]46號）（7）《重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會關(guān)于進一步加強全市高切坡、深基坑和高填方項目勘察設(shè)計管理的意見》（渝建發(fā)[2010]166號）（8）《大渡口惠豐居北側(cè)道路工程設(shè)計—高邊坡方案可行性評估報告》（重慶匯中建筑施工圖設(shè)計審查有限公司2021.06）3.2主要規(guī)范（1）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）（2）《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》(CJJ194-2013)4主要計算參數(shù)取值根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，本計算書的計算參數(shù)取值如下：巖土工程參數(shù)建議值巖土名稱粉質(zhì)粘土素填土強風化泥巖中風化泥巖強風化粉砂巖中風化粉砂巖重度KN/m3天然19.30*19.5*23.7*24.624.0*24.1飽和19.70*20.0*24.0*24.8*24.3*24.5*地基承載力特征值kPa*150現(xiàn)場確定*3001208400*2442巖體內(nèi)聚力天然kPa/4*///319.2飽和kPa/2*//巖體內(nèi)摩擦角天然°/27*//30飽和°/24*//巖石抗拉強度Kpa///280*/500巖體抗拉強度Kpa///100*/190基底摩擦系數(shù)///0.350.450.400.50巖土與錨固體極限粘結(jié)強度標準值kPa2025*/300/360注：1、帶*號為地區(qū)經(jīng)驗值；2、巖體粘聚力標準值折減系數(shù)取0.30，巖體內(nèi)摩擦角標準值折減系數(shù)取0.90；巖體抗拉強度標準值折減系數(shù)取0.40；時間效應(yīng)系數(shù)取0.95。3、邊坡坡體破裂角φ’=45°+φ/2。巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強度指標標準值結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面類型結(jié)合程度內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)粉砂巖層面硬性結(jié)構(gòu)面結(jié)合差2270泥巖層面硬性結(jié)構(gòu)面結(jié)合差1955粉砂巖泥巖接觸面軟弱結(jié)構(gòu)面結(jié)合很差1430泥巖裂隙面硬性結(jié)構(gòu)面結(jié)合差2060粉砂巖裂隙硬性結(jié)構(gòu)面結(jié)合差1955注：各結(jié)構(gòu)面的抗剪參數(shù)參照《市政工程地質(zhì)勘察規(guī)范》DBJ50-174-2014附錄E表E.0.1，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查、鉆探和類似工程經(jīng)驗綜合確定。5邊坡穩(wěn)定性分析5.1邊坡概要根據(jù)地質(zhì)勘察報告和道路設(shè)計圖紙，本項目高邊坡統(tǒng)計如下表：邊坡特征及擬采用支護措施表序號起點樁號終點樁號長度(m)最大高度(m)邊坡性質(zhì)邊坡類型支護型式安全等級1號邊坡K0+035.472K0+200164.52811.28巖土混合挖方臨時經(jīng)驗放坡，網(wǎng)格護坡二級2號邊坡K0+280K0+305.06325.0634.0土質(zhì)挖方臨時經(jīng)驗放坡，噴播植草二級5.2計算軟件本次穩(wěn)定性分析采用北京理正巖土計算（6.5版）軟件進行計算。5.31號邊坡穩(wěn)定性分析該段為挖方高邊坡，最大挖方高度11.28m。邊坡為臨時邊坡，設(shè)計使用年限≤2年。該路段屬于剝蝕丘陵地貌，地形起伏變化一般，為挖方道路。該路段表層覆蓋層為素填土和粉質(zhì)粘土，厚度約0.50m～11.00m。下覆基巖巖性為中厚層砂泥巖互層，基巖局部出露于地表，強風化層厚1.50m～3.50mK0+007～K0+070段左側(cè)為土質(zhì)邊坡，最大高度約8.26m，開挖邊坡土體為稍密狀的回填土，碎塊石局部段含量較大。K0+070～K0+178段為巖質(zhì)邊坡，最大高度約11.28m，坡向為210°。覆蓋層為第四系人工填土或粉質(zhì)粘土，土層厚度薄，一般0.50～1.20m，下覆基巖為泥巖和粉砂巖，強風化巖體較破碎，中等風化巖體較完整。邊坡采用分段分級放坡，K0+035.472～K0+100段按1:2.00坡率放坡，每級坡高8m，兩級邊坡間留2m寬馬道；坡面采用C20砼網(wǎng)格護坡。K0+100～K0+120為坡率漸變段，坡率由1:2.00漸變?yōu)?:0.75，每級坡高8m，兩級邊坡間留2m寬馬道；坡面采用錨噴防護。K0+120～K0+200段由于坡頂現(xiàn)有民房經(jīng)協(xié)調(diào)不能拆遷，按1:0.75坡率放坡，坡面采用錨噴防護，坡頂土層按1:1.50放坡。5.3.1沿巖土界面穩(wěn)定分析邊坡所處地段地形平緩，巖面線平緩，邊坡不會沿基巖面滑動。5.3.2土質(zhì)邊坡圓弧滑動穩(wěn)定分析土質(zhì)邊坡可能破壞模式為土體內(nèi)部產(chǎn)生圓弧滑動，采取合理的坡率可確保挖方邊坡整體穩(wěn)定。選取1號土質(zhì)邊坡最大高度H=8.26的典型剖面，按上述的坡率建立邊坡的計算模型，采用北京理正軟件進行滑動穩(wěn)定性驗算。計算結(jié)果顯示，1號挖方土質(zhì)邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.469>1.30，滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）的要求。[計算簡圖][控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 通用方法計算目標: 安全系數(shù)計算滑裂面形狀:圓弧滑動法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數(shù)2坡面線號水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)116.5108.2550210.0000.0000[土層信息]上部土層數(shù)1層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)18.55019.500120.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)14.00027.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值1下部土層數(shù)1層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)14.00024.800120.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)1319.00030.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值1不考慮水的作用[計算條件]圓弧穩(wěn)定分析方法:Bishop法土條重切向分力與滑動方向反向時:當下滑力對待穩(wěn)定計算目標:給定圓弧出入、口范圍搜索危險滑面條分法的土條寬度:1.000(m)圓弧入口起點x坐標:15.000(m)圓弧入口終點x坐標:25.000(m)圓弧出口起點x坐標:-5.000(m)圓弧出口終點x坐標:2.000(m)搜索時的圓心步長:1.000(m)入口搜索步長:1.000(m)出口搜索步長:1.000(m)搜索圓弧底的上限:1000.000(m)搜索圓弧底的下限:-1000.000(m)圓弧限制最小矢高:1.000(m)計算結(jié)果:[計算結(jié)果圖]最不利滑動面:滑動圓心=(1.122,21.547)(m)滑動半徑=21.101(m)滑動安全系數(shù)=1.469總的下滑力=239.772(kN)總的抗滑力=352.349(kN)土體部分下滑力=239.772(kN)土體部分抗滑力=352.349(kN)5.3.3巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析巖質(zhì)邊坡，最大高度約11.28m，坡向為210°。覆蓋層為第四系人工填土或粉質(zhì)粘土，土層厚度薄，一般0.50～1.20m，下覆基巖為泥巖和粉砂巖，強風化巖體較破碎，中等風化巖體較完整。基巖赤平投影分析見下圖：根據(jù)赤平投影分析，巖層傾向坡內(nèi)，巖層面與坡面為切向組合關(guān)系，對邊坡的穩(wěn)定無不利影響，不會產(chǎn)生順層滑動的現(xiàn)象；裂隙1與坡面為切向組合，故沿裂隙面1滑動可能性不大；裂隙2與坡面為切向組合，故沿裂隙面1滑動可能性不大。層面和裂隙面2交點位于坡內(nèi)，交線傾向坡外，可能會產(chǎn)生楔形體滑動。綜合分析，邊坡的整體穩(wěn)定性主要受巖體的抗剪強度控制，局部穩(wěn)定性主要受層面和裂隙面的控制，只要放坡合理或采取合理的支護措施可以避免坡體發(fā)生整體和局部破壞現(xiàn)象。邊坡設(shè)計的開挖坡角為53°，按經(jīng)驗放坡可以確保高邊坡的整體穩(wěn)定。邊坡采用分段分級放坡；坡面采用錨噴防護。K0+120～K0+200段由于坡頂現(xiàn)有民房經(jīng)協(xié)調(diào)不能拆遷，按1:0.75坡率放坡，K0+100～K0+120為坡率漸變段，坡率由1:2.00漸變?yōu)?:0.75，每級坡高8m，兩級邊坡間留2m寬馬道，坡頂土層按1:1.50放坡。5.42號挖方邊坡穩(wěn)定性分析該段為土質(zhì)挖方邊坡，最大挖方高度4.0。邊坡為臨時邊坡，設(shè)計使用年限≤2年。該路段屬于剝蝕丘陵地貌，地形起伏變化一般，為挖方道路。該路段表層覆蓋層為素填土，厚度約0.50m～4.20m。下覆基巖巖性為泥巖，基巖局部出露于地表，強風化層厚2.10m～2.70m。本段挖方邊坡巖面線平緩，不會發(fā)生沿基巖面滑動，采取合理的坡率可確保挖方邊坡整體穩(wěn)定。根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求結(jié)合當?shù)亟?jīng)驗，邊坡按1:２.00坡率放坡，坡面進行噴播植草綠化。土質(zhì)邊坡可能破壞模式為土體內(nèi)部產(chǎn)生圓弧滑動，采取合理的坡率可確保挖方邊坡整體穩(wěn)定。選取2號土質(zhì)邊坡高度H=4.0m的典型剖面（工程地質(zhì)橫斷面圖5-5'），按上述的坡率建立邊坡的計算模型，采用北京理正軟件進行滑動穩(wěn)定性驗算。計算結(jié)果顯示，2號挖方土質(zhì)邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.747>1.20，滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）的要求。[計算簡圖][控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 通用方法計算目標: 安全系數(shù)計算滑裂面形狀:圓弧滑動法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數(shù)2坡面線號水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)18.0004.0000210.0000.0000[土層信息]上部土層數(shù)1層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)18.55019.500120.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)14.00027.000層號十字板τ強度增十字板τ水強度增長系(kPa)長系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值1下部土層數(shù)2層號層厚重度飽和重度粘結(jié)強度孔隙水壓(m)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)12.00019.500120.00022.00024.800120.000層號粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)14.00027.0002319.00030.000