大映路（天子路至天龙路连接路）工程（岩土工程部分边坡治理）施工图设计计算书.docx

大映路（天子路至天龙路连接路）工程（岩土工程部分边坡治理）施工图设计目录一、工程概况1二、设计依据1-、I十2四、计算工况3五、破坏模式分析3六、设计计算66.1 锚杆设计计算66.1.1 计算公式66.1.2 锚杆计算76.1.3 边坡锚杆计算862I-II_»106.3.1 防护网规格的选取10116.3.2 防护网高度的确定一、工程概况万州区大映路（天子路至天龙路连接路）工程项目位于万州区周家坝，根据后期规划，将修建一条连接天子路与天龙路的市政道路，即大映路，为保证后期道路的正常使用以及居民出行的安全，受建设方委托，我公司结合拟建大映路设计方案，对其东侧现状边坡进行治理工程设计。本次设计范围内边坡坡脚位置总长706.6m,直立高1549.8m,为岩质边坡,坡顶夹很少量土层。根据地勘报告揭示，本项目存在多处危岩单体，但基本已进行治理。另外，还有2段岩质边坡也已进行治理，参见平面及剖面，已治理边坡长210.1m。拟治理边坡分段评价如下：AB段：该段边坡坡脚标高274.80278.30m,边坡直立高度1749.8m,边坡坡向约273。，边坡现状坡角66。82。，边坡长度327m,边坡破坏后果很严重，安全等级为一级，安全系数取1.35。边坡坡顶夹有少量填土，边坡岩性主要由砂岩组成，局部地段夹有少量砂质泥岩夹层。拟采用“锚杆挡墙+截排水”支护，参照721剖面。CD段：该段边坡坡脚标高275.50277.42m,边坡直立高度2633.5m,边坡坡向约272。，边坡现状坡角65。68。，边坡长度89m,边坡破坏后果很严重，安全等级为一级，安全系数取1.35。边坡坡顶夹有少量填土，边坡岩性主要由砂岩、砂质泥岩组成。拟采用“锚杆挡墙+截排水”支护。参照2629剖面。DE段：该段边坡坡脚标高279.42285.38m,边坡直立高度10.622m,边坡坡向约289。，边坡现状坡角42。63。，边坡长度80.5m,边坡破坏后果很严重，安全等级为一级，安全系数取1.35。边坡坡顶夹有少量填土，边坡岩性主要由砂岩和砂质泥岩组成。拟采用“锚喷支护+截排水”支护。参照3034剖面。本次环境边坡设计支护工程防治工程安全等级为一级，设计使用年限50年。二、设计依据1、设计合同2、重庆大有工程设计研究院集团有限公司编制万州区大映路（天子路至天龙路连接路）工程危岩治理工程地质勘察报告（一次性勘察）文本及电子文件3、建筑边坡工程技术规范GB50330-20134、混凝土结构设计规范GB50010-2010（2015年版）5、建筑抗震设计规范GB50011-2010（2016年版）6、建筑地基基础设计规范DBJ50-047-20167、建筑与市政地基基础通用规范GB55003-20218、室外排水设计规范GB50014-2006(2016年版)三、设计参数根据勘察报告，设计参数按下表3.1取值：表3.1岩土设计参数建议取值岩土名称重度(kNm3)地基承载力特征值(kPa)单轴抗压强度(MPa)基底摩擦系数frbk(kPa)内聚力(kPa)内摩擦角(°)天然饱和素填土19.5*现场实测-天然28*饱和23*强风化砂质泥岩24.5*300*-035*100*-42*中风化砂质泥岩25.5*3593.79.96.40.50*400*-58*强风化砂岩25.0*450*-0.40*100*-42*中风化砂岩25.0*17460.348.1390.65*1300*-62*LXl80*22*LX280*20*岩层层面40*15*说明:1、*为经验值，压实填土各参数值宜根据现场实测压实系数及荷载试验校核。2、一级边坡结构重要性系数取1.10,永久边坡设计使用年限50年。3、中等风化砂质泥岩破裂角取60。，中等风化砂岩破裂角取63。四、计算工况支护工程按：自重+长时间暴雨+附加荷载（饱和工况）。五、破坏模式分析本场地内岩体层面150oZ6o,LX1：245oZ72o,LX2：330oZ62o,各段边坡破坏模式如下:(1) AB段坡顶土体覆盖厚很小，最大厚度0.8m,基岩面较平缓（基岩面坡角一般1IO0）,土体厚度较薄，沿折线滑动的可能性较小。岩质边坡岩性主要由砂岩组成，坡顶强风化厚度0.502.4m,网状风化裂隙发育，岩体破碎，无控制性结构面，破坏模式为圆弧形滑动，强风化岩体类型为IV类；中风化岩体类型为In类。借助于赤平投影可直观地分析各种结构面组合与边坡坡面的空间关系，确定最不利的结构面组合。根据实测结构面产状，本段边坡主要发育二组裂隙。层面产状：150oZ6o,LI：245oZ72o,L2：330oZ62o,边坡坡向273°,按现状或后期切坡后最大坡角82。分析，详见下图。根据赤平投影图分析，边坡为切向坡，岩层层面对边坡稳定影响较小；L2倾向与边坡倾向呈大角度相交，对边坡稳定影响较小，但Ll与L2的交线形成楔形体，对边坡稳定性有一定的影响；Ll倾向与边坡倾向交角V30°,属外倾结构面，对边坡稳定影响较大，边坡稳定性主要受Ll控制。本次对18剖面开挖后的稳定性进行计算，计算模型见下，计算结果见下。18剖面平面清动程定性计算(H=45.3)编号素滇土客重宽积匡泥岩容重单宽面积砂岩容重单宽面积条块重滑面恢角粘赘力,V-v抗滑力(KNZm)下滑力(KNZn)税定系数(KNZa3)(m2)(KNm3)(m2)(KNZmi)(»2)(KN)(K)C)C(kPa)C)高度=45.3n19.524.8725.6O25180.254991.2SS.757280225083.1584746.9281.071由以上计算表明：计算结果为1.071,说明边坡处于基本稳定状态，但若因边坡施工开挖不当、截排水措施不力或开挖后长期暴露地表，边坡岩体结构面抗剪强度参数将下降，边坡岩体仍有失稳可能，应对边坡进行有效治理。对AB段边坡，设计计算应取平面滑动下滑力与岩石侧向压力的大值进行控制。(2) BC段坡顶土体覆盖厚很小，最大厚度2m,基岩面较平缓(基岩面坡角一般I-10°),土体厚度较薄，沿折线滑动的可能性较小。岩质边坡岩性主要由砂岩和砂质泥岩组成，坡顶强风化厚度0.101.7m,网状风化裂隙发育，岩体破碎，无控制性结构面，破坏模式为圆弧形滑动。强风化岩体类型为IV类；中风化岩体类型为HI类。借助于赤平投影可直观地分析各种结构面组合与边坡坡面的空间关系，确定最不利的结构面组合。根据实测结构面产状，本段边坡主要发育二组裂隙。层面产状：150oZ6o,LI：245oZ72o,L2：330oZ62o,边坡坡向272。，按现状或后期切坡后最大坡角68。分析，详见下图。p域面272681RMU24572J ?田成2330623古后产状1506组合交接线便向倾角P-Ll28368P-L231561P-L31845LLL25Q259L1-L36L2-L32400编号结构面名称倾向倾角根据赤平投影图分析，边坡为切向坡，岩层层面对边坡稳定影响较小；L2倾向与边坡倾向呈大角度相交，对边坡稳定影响较小，但Ll与L2的交线形成楔形体，对边坡稳定性有一定的影响；LI倾向与边坡倾向交角V30。，属外倾结构面，但该段边坡坡角最大为68。，小于Ll外倾结构面倾角，因此，说明该段边坡整体处于稳定状态，稳定性主要受边坡岩体强度控制。(3) DE段坡顶土体覆盖厚度较大，最大厚度12.0m,基岩面较陡，在降雨等不利环境下可能产生沿基岩面的折线滑动破坏。本次选取32、33、34剖面进行稳定性计算，填土的岩土界面饱和抗剪强度取值：c=2kPa(经验值)，=19。(经验值)，计算结果见下表：算面计剖工况C值(kPa)值(0)稳定性安全系数稳定性系数稳定性剩余下滑力(kNm)32剖面饱和工况2191.351.406稳定033剖面饱和工况2191.351.384稳定034剖面饱和工况2191.351.144基本稳定22.9由以上计算剖面表明，该段土质边坡仅34剖面位置处于基本稳定状态，其余剖面均处于稳定状态，但34剖面下滑力很小，本次设计对对坡顶土质部分适当削坡。岩质边坡岩性主要由砂岩组成，坡顶强风化厚度0.503.5m,网状风化裂隙发育，岩体破碎，无控制性结构面，破坏模式为圆弧形滑动。借助于赤平投影可直观地分析各种结构面组合与边坡坡面的空间关系，确定最不利的结构面组合。根据实测结构面产状，本段边坡主要发育二组裂隙。层面产状：150oZ6o,LI：2450Z72o,L2：330oZ62o,边坡坡向289°,按现状或后期切坡后最大坡角63。分析，详见下图。根据赤平投影图分析，边坡为切向坡，岩层层面对边坡稳定影响较小；Ll与L2倾向与边坡倾向均呈大角度相交，对边坡稳定影响较小，但Ll与L2的交线形成楔形体，对边坡稳定性有一定的影响；边坡整体处于稳定状态，稳定性主要受边坡岩体强度控制。六、设计计算6.1锚杆设计计算6.1.1计算公式边坡按综合内摩擦角计算侧向土压力（依照建筑边坡工程技术规范GB50330-2013中621、6.2.3公式）:EaH2Kasin(+0sin2asin2(÷-J)Kqsin(a+b)sin(-)+sin®+)sin®一夕)+2sinacos°cos(+-)-2yKqsin(÷)sin(¢?-/7)+7sinacosXqKqsin(-8)Sin(O+8)+SinaCoS“12gSinaCOS月A=Ih口/Hsin(+02c=YH式中：纥一相应于荷载标准组合的主动土压力合力（kNm）；除一主动土压力系数；“一挡土墙高度（m）；/一土体重度（kNm3）；C一士的黏聚力（kPa）；9土的内摩擦角（。）；q地表均布荷载标准值（kNm2）；5土对挡土墙墙背的摩擦角（。）；夕一填土表面与水平面的夹角（。）；。一支档结构墙背与水平面的夹角（。）;6.2.2锚杆计算锚杆（锚索）轴向拉力标准值应按下式计算:NUk=4Cosa式中：N.一相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力（kN）；一锚杆水平拉力标准值（kN）；一锚杆倾角（。）;对岩质边坡（侧压力分布参照建筑边坡工程技术规范GB50330-2013第9.2.5节考虑）：%=急锚杆抗拉承载力满足下式的要求：4½f>式中：A.,锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（?）；勺一锚杆杆体抗拉安全系数，按建筑边坡工程技术规范GB50330-2013表&2.2取值；v,（y锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值（kPa）；锚杆锚固与地层的锚固长度应满足下式要求：/KNQa一兀D3k式中：。一锚固段长度（m）；力一锚固体直径（m）；工板一地层与锚固体粘结强度特征值（kPa）；K锚杆锚固体抗拔安全系数，按建筑边坡工程技术规范GB50330-2013表8.2.3-1取值；6.2.3边坡锚杆计算锚杆挡墙顶部部分段为重力式挡墙，属重要工程（需控制变形），按建筑边坡工程技术规范GB50330-2013第7.2.3节，岩质边坡a<0.5H,需进行修正,修正系数建议按裂隙发育程度及拟建物对边坡变形的控制要求取1.35（注：AB段存在沿LXl外倾结构面的剩余下滑力，按建筑边坡工程技术规范GB50330-2013第7.2.5节第2款乘以1.15的增大系数后与7.2.3节进行对比取不利：根据第五章的破坏模式分析，剩余下滑力4746.93kNm（典型剖面18-189,水平分力E=4746.93kNm*cos72o*1.15=1686.91kNm<1693.45kNm,本次仍按主动岩石侧压力7.2.3节控制）。根据建筑边坡工程技术规范GB50330-2013,锚杆杆体抗拉安全系数Kb=Z2,锚杆锚固体抗拔安全系数K=2.6;本次计算采用中风化岩石等效内摩擦角58。，强风化岩石等效内摩擦角42。，计算结果如下：表6.1边坡侧向岩压力计算统计表边坡分段控制剖面边坡高度(m)地表荷载q(kNm2)墙背与水平面夹角(0)坡顶表面与水平面夹角(o)土对墙背摩擦角(°)综合内摩擦角(o)主动土压力Ea水平分力Eah坡顶重要建筑物修正系数B修正后水平分力EahAB段7-7,17.173.51143912.55826.7126.08-26.089936.803.51122712.558174.52170.38-170.3810-10,36.503.51072412.558365.80357.131.35482.1313-13,37.403.5102012.558594.09580.001.35783.0018-18'46.003.598712.5581284.871254.411.351693.4519-19,43.003.51042912.558736.91736.911.35971.24CD段26-26'33.503.51121412.558138.62135.33-135.33DE段31-317.123.51173612.55810.3310.09-10.09表6.2边坡控制剖面锚杆计算统计表计算参数剖面7-7,9-9,10-10,13-13,18-18,19-19,26-26,31-31,EahkN26.08170.38482.13783.1693.45971.24135.3310.09修正系数21.01.01.01.01.01.01.01.0EahkN26.08170.38482.13783.001693.45971.24135.3310.09Hm17.1736.8036.5037.4046.0043.0033.5017.12eahkN1.695.1414.6823.2640.9025.104.490.65SXjm2.02.02.02.02.02.02.02.0m2.52.52.52.52.52.52.52.5aO2020202020202020NakkN8.9827.3778.09123.77217.65133.5423.883.48Kh2.22.22.22.22.22.22.22.2fykPa360000360000360000360000360000360000360000360000所需Asmm254.88167.28477.24756.401330.08816.06145.9521.29K2.62.62.62.62.62.62.62.6Dm0.0910.0910.110.110.130.110.0910.075frbkkPa13001300130013001300130013001300Iam0.060.190.450.721.070.770.170.03n根11222211dmm2532252532253222实际ASmm2490.86804.22981.72981.721608.45981.72804.22380.12fbkPa24002400240024002400240024002400Iam0.120.290.540.851.170.920.260.056.2被动防护网设计6.3.1 防护网规格的选取防护网的规格依据落石的冲击能确定，落石动能按下式计算：E=1.26=0.6wv;式中：与落石的平动动能(J);匕-防护网设置位置落石运动速度(ms)。将设计参数代入上式，E=0.6wv12=0.6×45().O×55.142=820.91(7),选用能级为100OkJ的RXLloo型被动防护网。6.3.2 防护网高度的确定防护网高度根据落石的最大弹跳高度确定，落石最大弹跳高度按下式计算：=v°（tga-ctg）2n三2g（l+C炉尸）式中：VO落石着地后的发射速度（心），按经验值确定，即着地前速度的0.3倍=29.72x0.3=8.92礴;落石反射速度与竖向的夹角（。）;山坡坡度（。）o将计算参数代入上式，ax=8,9¾5°6s°-=3.4/n,考虑0.5m的安2g（l+cfg-60）全超高，防护网高度确定为4.0m。