對(duì)外連接道路改造工程-邊坡支護(hù)工程施工設(shè)計(jì)圖計(jì)算書(shū)

PAGE1對(duì)外連接道路改造工程邊坡支護(hù)工程施工設(shè)計(jì)圖計(jì)算書(shū)目錄TOC\o"1-3"\h\z\u26767一、工程概況 318871二、設(shè)計(jì)依據(jù) 320936三、設(shè)計(jì)參數(shù) 330956四、計(jì)算工況 416293五、支擋結(jié)構(gòu)承荷計(jì)算及邊坡破壞模式 42169六、擋土墻計(jì)算 48879七、錨桿擋墻計(jì)算 721222八、錨噴支護(hù)計(jì)算 728392九、肋柱計(jì)算 722880十、臨時(shí)開(kāi)挖穩(wěn)定性計(jì)算 7PAGE2一、工程概況受有限公司委托，由我院承擔(dān)天生城文旅街區(qū)對(duì)外連接道路改造工程邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。天生城文旅街區(qū)對(duì)外連接道路改造工程，道路等級(jí)為城市支路，全長(zhǎng)為392.234m，紅線寬度16～24m，道路兩側(cè)含人行道，根據(jù)道路設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，本次道路為改建，改建為向兩側(cè)進(jìn)行拓寬，里程樁號(hào)為K0+000～K+392.234，按設(shè)計(jì)方案拓寬改造后將在道路沿線兩側(cè)形成路基邊坡，各段邊坡情況如下：K0+220～K0+270道路右側(cè)：長(zhǎng)約54.9m，高約3.5～7.0m，均為填方土質(zhì)邊坡，擬采用擋土墻支擋。K0+270~K0+310道路左側(cè)：長(zhǎng)約36.0m，高約5.0～8.9m，均為挖方巖質(zhì)邊坡，擬采用錨桿擋墻支擋。K0+260~K0+340道路右側(cè)：長(zhǎng)約7.3m，高約3.1～10m，均為挖方巖質(zhì)邊坡，擬采用錨噴支護(hù)。邊坡安全等級(jí)均為二級(jí)。支護(hù)設(shè)計(jì)使用有效年限均為50年。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、《設(shè)計(jì)合同》2、重慶大有工程設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司編制的《天生城文旅街區(qū)對(duì)外連接道路改造工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告》文本及電子文件3、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-20134、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（2015年版）5、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)6、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-20117、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006(2016年版)8、《建筑邊坡檢測(cè)工程檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》DBJ50/T-137-20129、邊坡方案可行性評(píng)估報(bào)告10、《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55008-2021）11、《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》（GB55001-2021）12、《建筑與市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》（GB55003-2021）13、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）三、設(shè)計(jì)參數(shù)裂隙（L1）：產(chǎn)狀235°∠66°，裂隙間距1.20～3.00m，張開(kāi)度1～3mm，可見(jiàn)延伸長(zhǎng)度2.00～4.50m，表面平直，無(wú)充填物，貫通性差，結(jié)合很差，屬軟弱結(jié)構(gòu)面。裂隙（L2）：產(chǎn)狀350°∠70°，裂隙間距0.80～2.40m，張開(kāi)度2～3mm，可見(jiàn)延伸長(zhǎng)度1.50～3.00m，表面平直，貫通性差，結(jié)合很差，屬軟弱結(jié)構(gòu)面。巖層（L3）：產(chǎn)狀150°∠6°，層間未見(jiàn)軟弱夾層及其它充填物，結(jié)合程度差，屬硬性結(jié)構(gòu)面。根據(jù)勘察報(bào)告，設(shè)計(jì)參數(shù)按下表取值：1、后期壓實(shí)填土的壓實(shí)系數(shù)λc≥0.93，地基承載力特征值建議取130kPa，填土的地基承載力特征值最終以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)壓實(shí)系數(shù)及靜載試驗(yàn)確定；填土的負(fù)摩阻力系數(shù)取0.25。2、潛在滑面（人工填土界面）飽和抗剪強(qiáng)度值：粘聚力C=2.4kPa、內(nèi)摩擦角φ=17.6°；3、潛在滑面（粉質(zhì)粘土界面）飽和抗剪強(qiáng)度值：粘聚力C=13.8kPa、內(nèi)摩擦角φ=7.2°。4、場(chǎng)地砂質(zhì)泥巖、砂巖巖體強(qiáng)度破裂角分別取值為60°、62°。強(qiáng)風(fēng)化巖體為Ⅳ類巖質(zhì)邊坡：等效內(nèi)摩擦角取42°。中風(fēng)化巖體為Ⅲ類巖質(zhì)邊坡：等效內(nèi)摩擦角取55°。四、計(jì)算工況1）自重+附加荷載+長(zhǎng)時(shí)間暴雨（飽和狀態(tài)）2）計(jì)算軟件及版本：理正巖土工程計(jì)算分析軟件6.5版。五、支擋結(jié)構(gòu)承荷計(jì)算及邊坡破壞模式根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013中公式對(duì)各邊坡進(jìn)行計(jì)算，道路超載按30kPa取值，普通地面超載按5kPa取值。滑動(dòng)穩(wěn)定安全等級(jí)二級(jí)，安全系數(shù)為1.3，土壓力分項(xiàng)系數(shù)為1.35。本次設(shè)計(jì)巖質(zhì)邊坡經(jīng)放坡后均無(wú)外傾結(jié)構(gòu)面，破壞模式為圓弧滑動(dòng)破壞模式。擋土墻計(jì)算K0+220～K0+270道路右側(cè)采用直立式擋土墻支擋，擋土墻墻頂荷載為30kPa，回填料內(nèi)摩擦角為30°?；A(chǔ)以素填土為持力層，地基承載力特征值≥130kPa，地基摩擦系數(shù)≥0.30，均采用擴(kuò)展基礎(chǔ)并設(shè)置防滑凸榫，并按0.5m高度差分別使用理正巖土軟件進(jìn)行了計(jì)算復(fù)核。H=7.5m擋土墻計(jì)算：重力式擋土墻驗(yàn)算[執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：通用]計(jì)算項(xiàng)目：重力式擋土墻原始條件:墻身尺寸:墻身高:7.500(m)墻頂寬:1.965(m)面坡傾斜坡度:1:0.200背坡傾斜坡度:1:0.000采用1個(gè)擴(kuò)展墻址臺(tái)階:墻趾臺(tái)階b1:1.248(m)墻趾臺(tái)階h1:0.250(m)墻趾臺(tái)階面坡坡度為:1:0.000設(shè)防滑凸榫:防滑凸榫尺寸BT1:1.519(m)防滑凸榫尺寸BT:0.650(m)防滑凸榫尺寸HT:0.580(m)防滑凸榫被動(dòng)土壓力修正系數(shù):1.000防滑凸榫容許彎曲拉應(yīng)力:0.500(MPa)防滑凸榫容許剪應(yīng)力:0.990(MPa)物理參數(shù):圬工砌體容重:23.000(kN/m3)圬工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.200墻身砌體容許壓應(yīng)力:2100.000(kPa)墻身砌體容許剪應(yīng)力:110.000(kPa)墻身砌體容許拉應(yīng)力:150.000(kPa)墻身砌體容許彎曲拉應(yīng)力:280.000(kPa)場(chǎng)地環(huán)境:一般地區(qū)墻后填土內(nèi)摩擦角:30.000(度)墻后填土粘聚力:0.000(kPa)墻后填土容重:19.300(kN/m3)墻背與墻后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:19.300(kN/m3)修正后地基承載力特征值:130.000(kPa)地基承載力特征值提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.300地基土類型:土質(zhì)地基地基土內(nèi)摩擦角:22.000(度)土壓力計(jì)算方法:庫(kù)侖坡線土柱:坡面線段數(shù):1折線序號(hào)水平投影長(zhǎng)(m)豎向投影長(zhǎng)(m)換算土柱數(shù)116.0000.0001第1個(gè):距離3.000(m),寬度16.000(m),高度1.500(m)坡面起始距離:0.000(m)地面橫坡角度:0.000(度)填土對(duì)橫坡面的摩擦角:35.000(度)墻頂標(biāo)高:0.000(m)=====================================================================第1種情況:一般情況[土壓力計(jì)算]計(jì)算高度為7.500(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：37.008(度)Ea=190.697(kN)Ex=181.871(kN)Ey=57.344(kN)作用點(diǎn)高度Zy=2.383(m)墻身截面積=21.045(m2)重量=484.041(kN)(一)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底摩擦系數(shù)=0.300采用防滑凸榫增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過(guò)程如下:基礎(chǔ)底面寬度B=4.663(m)墻身重力的力臂Zw=3.207(m)Ey的力臂Zx=4.663(m)Ex的力臂Zy=2.383(m)作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=541.384(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1386.196(kN-m)基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離墻趾點(diǎn)的距離Zn=2.560(m)基礎(chǔ)底壓應(yīng)力:墻趾=81.897凸榫前沿=104.182墻踵=150.308(kPa)凸榫前沿被動(dòng)土壓應(yīng)力=204.499(kPa)凸榫抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算:凸榫抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:彎曲拉應(yīng)力=488.474<=500.000(kPa)凸榫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算:凸榫抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算滿足:剪應(yīng)力=182.476<=990.000(kPa)滑移力=181.871(kN)抗滑力=238.627(kN)滑移驗(yàn)算滿足:Kc=1.312>1.300(二)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂Zw=3.207(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂Zx=4.663(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂Zy=2.383(m)驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=433.405(kN-m)抗傾覆力矩=1819.601(kN-m)傾覆驗(yàn)算滿足:K0=4.198>1.500(三)地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算基礎(chǔ)類型為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力作用于基礎(chǔ)底的總豎向力=541.384(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1386.196(kN-m)基礎(chǔ)底面寬度B=4.663(m)偏心距e=|-0.229|(m)=0.229(m)基礎(chǔ)底面合力作用點(diǎn)距離基礎(chǔ)趾點(diǎn)的距離Zn=2.560(m)基底壓應(yīng)力:趾部=81.897踵部=150.308(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=150.308/81.897=1.835作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=-0.229<=0.250*4.663=1.166(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=81.897<=156.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=150.308<=169.000(kPa)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=116.102<=130.000(kPa)(四)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算基礎(chǔ)為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(五)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=20.668(m2)重量=475.370(kN)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=3.232(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=4.663(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=2.383(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=532.713(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1370.207(kN-m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=2.572(m)截面寬度B=4.663(m)偏心距e1=|-0.241|(m)=0.241(m)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=-0.241<=0.300*4.663=1.399(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=78.871背坡=149.615(kPa)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=149.615<=2100.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-6.694<=110.000(kPa)(六)臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算[土壓力計(jì)算]計(jì)算高度為7.250(m)處的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：37.188(度)Ea=178.038(kN)Ex=169.798(kN)Ey=53.537(kN)作用點(diǎn)高度Zy=2.295(m)[強(qiáng)度驗(yàn)算]驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=19.503(m2)重量=448.558(kN)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.037(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=3.415(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=2.295(m)[容許應(yīng)力法]:法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=502.095(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=707.056(kN-m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.408(m)截面寬度B=3.415(m)偏心距e1=0.299(m)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.299<=0.300*3.415=1.025(m)截面上壓應(yīng)力:面坡=224.338背坡=69.715(kPa)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=224.338<=2100.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-9.089<=110.000(kPa)=================================================各組合最不利結(jié)果=================================================(一)滑移驗(yàn)算安全系數(shù)最不利為：組合1(一般情況)抗滑力=238.627(kN),滑移力=181.871(kN)。滑移驗(yàn)算滿足:Kc=1.312>1.300(二)傾覆驗(yàn)算安全系數(shù)最不利為：組合1(一般情況)抗傾覆力矩=1819.601(kN-M),傾覆力矩=433.405(kN-m)。傾覆驗(yàn)算滿足:K0=4.198>1.500(三)地基驗(yàn)算作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.229<=0.250*4.663=1.166(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=81.897<=156.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=150.308<=169.000(kPa) 地基平均承載力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=116.102<=130.000(kPa)(四)基礎(chǔ)驗(yàn)算不做強(qiáng)度計(jì)算。(五)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算[容許應(yīng)力法]:截面上偏心距驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=-0.241<=0.300*4.663=1.399(m)壓應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=149.615<=2100.000(kPa)拉應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=0.000<=280.000(kPa)剪應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-6.694<=110.000(kPa)(六)臺(tái)頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算[容許應(yīng)力法]:截面上偏心距驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.299<=0.300*3.415=1.025(m)壓應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=224.338<=2100.000(kPa)拉應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=0.000<=280.000(kPa)剪應(yīng)力驗(yàn)算最不利為：組合1(一般情況)剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=-9.089<=110.000(kPa)============================================================================錨桿擋墻計(jì)算按照最最大高度計(jì)算如下：側(cè)向土壓力計(jì)算輸入巖土體參數(shù)α墻背夾角96β地表夾角0δ墻背摩擦角20ψ土體內(nèi)摩擦角55H墻高9q地表荷載5γ土體重度26c粘聚力0結(jié)果Kq=1.04傾角15橫向豎向錨桿受力面積η=0frbk=1200錨桿間距2.525Ka=0.07直徑=0.1Eak=74.06Htk=42.96Kb=2Eah=69.59Nak=44.47K=2.4Eav=25.33As=247.08ehk=8.59L=0.28β=1.0ehk’=8.59錨桿采用1根25（491）三級(jí)鋼，錨固長(zhǎng)度為3米。錨噴支護(hù)計(jì)算按照最最大高度計(jì)算如下：側(cè)向土壓力計(jì)算輸入巖土體參數(shù)：α墻背夾角92β地表夾角5δ墻背摩擦角20ψ土體內(nèi)摩擦角55H墻高10q地表荷載5γ土體重度26c粘聚力0結(jié)果Kq=1.04傾角15橫向豎向錨桿受力面積η=0frbk=1200錨桿間距224Ka=0.09直徑=0.1Eak=118.61Kb=2Eah=111.46Htk=49.54K=2.4Eav=40.57Nak=51.29ehk=12.38As=284.92β=1.0L=0.33ehk’=12.38錨桿采用1根25（491）三級(jí)鋼，錨固長(zhǎng)度為3米。肋柱計(jì)算按照最大邊坡高度，根據(jù)上面計(jì)算可知，錨桿擋墻豎向分量為25.33kN/m，每根肋柱豎向力為25.33*2=50.66kN，肋柱自重為0.3*0.4*9*25=27kN，肋柱底部豎向荷載為77.66kN，作用在基底的壓應(yīng)力為77.66/0.3/0.4=647.27kPa，中風(fēng)化泥巖承載力為4190kPa，肋柱滿足承載力要求。臨時(shí)開(kāi)挖穩(wěn)定性計(jì)算臨時(shí)開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性計(jì)算以坡頂向下開(kāi)挖2.5米：計(jì)算項(xiàng)目：復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算1[計(jì)算簡(jiǎn)圖][控制參數(shù)]:采用規(guī)范: 通用方法計(jì)算目標(biāo): 安全系數(shù)計(jì)算滑裂面形狀:圓弧滑動(dòng)法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數(shù)4坡面線號(hào)水平投影(m)豎直投影(m)超載數(shù)10.3863.860022.0000.000030.2502.500046.3600.0000[土層信息]坡面節(jié)點(diǎn)數(shù)5編號(hào)X(m)Y(m)00.0000.000-10.3863.860-22.3863.860-32.6366.360-48.9966.360附加節(jié)點(diǎn)數(shù)6編號(hào)X(m)Y(m)12.5805.80022.6106.09738.9976.36048.9975.76058.9975.06068.9970.000不同土性區(qū)域數(shù)3區(qū)號(hào)重度飽和重度粘結(jié)強(qiáng)度孔隙水壓節(jié)點(diǎn)(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數(shù)編號(hào)119.30040.000(2,4,-4,-3,)223.500120.000(1,5,4,2,)326.0001200.000(0,6,5,1,-2,-1,)區(qū)號(hào)粘聚力內(nèi)摩擦角水下粘聚水下內(nèi)摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)13.00022.00020.00042.00030.00055.000區(qū)號(hào)十字板τ強(qiáng)度增十字板τ水強(qiáng)度增長(zhǎng)系(kPa)長(zhǎng)系數(shù)下值(kPa)數(shù)水下值123不考慮水的作用[計(jì)算條件]圓弧穩(wěn)定分析方法:Bishop法土條重切向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí):當(dāng)下滑力對(duì)待穩(wěn)定計(jì)算目標(biāo):自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面條分法的土條寬度:0.500(m)搜索時(shí)的圓心步長(zhǎng):0.500(m)搜索時(shí)的半徑步長(zhǎng):0.500(m)計(jì)算結(jié)果:[計(jì)算結(jié)果圖]最不利滑動(dòng)面:滑動(dòng)圓心=(1.128,6.309)(m)滑動(dòng)半徑=2.754(m)滑動(dòng)安全系數(shù)=2.063起始x終止xαliCiΦi條實(shí)重浮力地震力滲透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力mθi超載豎向地震力地震力(m)(m)(度)(m)(kPa)(度)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)0.3660.386-15.8470.0210.00055.000.050.000.000.000.000.00-0.010.100.772960.000.000.3860.886-10.3390.5090.00055.003.230.000.000.000.000.00-0.585.370.85953