高速公路边坡设计计算书

毕业设计计算书

（2013~2014学年）

设计题目双寨路滑坡治理工程

学院名称河海学院

专业班级地质三班

学生姓名

学号 09480327 指导老师

起讫日期

摘要

重庆市巴南公路建设有限公司（甲方）委托重庆交达工程勘察设计有限公司对巴南区2008年通村通畅工程双寨路滑坡整治工程进行详细勘察，为设计单位对滑坡综合治理方案提供地质依据及设计参数。

该滑坡位于巴南区双寨路K5+630.086~ K5+690.320段公路右侧(北侧)的斜坡体上，该段公路由重庆市巴南公路建设有限公司承担，滑坡段公路路基已平基至标高677.00m左右。该段道路于1993年7修建了乡村机耕道路，2008年修建通村通畅工程将公路拓宽为6.50m，由于公路拓宽，在斜坡体堆载土石方后出现该段坡体变形和地表局部出现裂缝，为此在填方段新建了护脚挡墙，护脚挡墙仍然发生开裂变形，并伴随坡体局部产生滑移现象，影响了双寨路的正常施工及公路车辆和行人安全。采用传递系数法来计

算滑坡体在各种工况下（如天然状态，暴雨状态）的稳定性。分析滑坡的的稳定性并计算出滑坡推力，采用抗滑桩、格构来对滑坡进行支挡，使滑坡土体维持稳定状态

关键词滑坡抗滑桩稳定性

目录

第一章、工程概况........................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1工程概况......................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 场地条件........................................................................................................ 错误!未定义书签。第二章、计算依据........................................................................................................ 错误!未定义书签。

设计参数及设计工况

安全系数确定

第三章、滑坡稳定性分析............................................................................................ 错误!未定义书签。

3.1计算参数......................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2计算工况......................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.3计算剖面......................................................................................................... 错误!未定义书签。

3.5计算结果及稳定性评价................................................................................. 错误!未定义书签。第四章、方案比选........................................................................................................ 错误!未定义书签。

6.1 技术可行性.................................................................................................... 错误!未定义书签。

6.2经济合理性..................................................................................................... 错误!未定义书签。

6.3推荐方案......................................................................................................... 错误!未定义书签。第五章、抗滑桩设计.................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.1 1-1’剖面...................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.2 3-3’剖面...................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3 4-4’剖面...................................................................................................... 错误!未定义书签。

4.4 7-7’剖面...................................................................................................... 错误!未定义书签。第六章、排水工程. (16)

8.1 截水沟设计 (17)

8.2 排水沟设计 (18)

第九章、抗滑桩验算.................................................................................................... 错误!未定义书签。

9.1抗滑桩嵌入基岩深度验算............................................................................. 错误!未定义书签。

9.2 桩侧抗力验算................................................................................................ 错误!未定义书签。

9.3 桩前土体稳定性验算.................................................................................... 错误!未定义书签。第十章、监测工程设计.............................................................................................. 错误!未定义书签。

10.1 监测任务和目的.......................................................................................... 错误!未定义书签。

10.2 监测设计....................................................................................................... 错误!未定义书签。

10.3 监测管理....................................................................................................... 错误!未定义书签。第十一章、施工组织设计............................................................................................ 错误!未定义书签。

11.1施工条件........................................................................................................ 错误!未定义书签。

11.2料场选择与开采............................................................................................ 错误!未定义书签。

11.3施工交通运输................................................................................................ 错误!未定义书签。

11.4施工工序........................................................................................................ 错误!未定义书签。

11.5 施工技术要求............................................................................................... 错误!未定义书签。第十二章、工程投资预算............................................................................................ 错误!未定义书签。

12.1 预算原则...................................................................................................... 错误!未定义书签。

12.2工程预算统计表........................................................................................... 错误!未定义书签。第十三章、施工环境保护.......................................................................................... 错误!未定义书签。第十四章、结论............................................................................................................ 错误!未定义书签。致谢 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................................................................................................ 错误!未定义书签。附件 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

某高速公路边坡设计计算书

本次毕业设计的主要内容

1.路基挡土墙设计

2.边坡稳定性计算

3.边坡加固计算

4.边坡防护设计

5.抗滑桩施工图设计

第一章工程概况

一、本次设计的基本资料

1、工程概况

该滑坡位于巴南区双寨路K5+630.086~ K5+690.320段公路右侧(北侧)的斜坡体上，该段公路由重庆市巴南公路建设有限公司承担，滑坡段公路路基已平基至标高677.00m左右。该段道路于1993年7修建了乡村机耕道路，2008年修建通村通畅工程将公路拓宽为6.50m，由于公路拓宽，在斜坡体堆载土石方后出现该段坡体变形和地表局部出现裂缝，为此在填方段新建了护脚挡墙，护脚挡墙仍然发生开裂变形，并伴随坡体局部产生滑移现象，影响了双寨路的正常施工及公路车辆和行人安全。

2、场地条件

（一）气象水文

本区属中——亚热带季风气候。月平均气温最高是8月，平均气温为28.5℃，最低气温为零下1.8℃。多年平均相对湿度为79%。年平均降雨量1082mm，降雨多集中在5~9月，尤其是6~8月多暴雨，日最大降雨量达192.9mm，小时最大降雨量超过65mm。雨季，尤其是暴雨期往往是滑坡的活动期。

据工程地质调查，斜坡坡顶、坡脚无塘、田、水库、河流等地表水体分布。（二）地形地貌

滑坡勘察区位于重庆市巴南区石滩镇。属丘陵剥蚀地貌。为斜坡地形，总体地形北低南高，场地沿2-2’剖面两侧微地貌为一凹地冲沟，冲沟两侧地形较陡，坡角12~24°，滑坡区地面高程650.0~677.00m，高差约27.00m，斜坡坡向356?，地形坡角5~46?左右。斜坡体中部形成多级梯状平台，呈缓坡与陡坎相接地形（见照片1、2、3）。双寨路修建时由于拓宽路面坡体堆载坡体产生变形，在斜坡中部分布较明显的裂缝有3条，裂缝张开宽度约8~20cm，一号裂缝长约3.60m，二号裂缝长约1.50m，三号裂缝长约1.97m（见照片4、5、6、7），斜坡变形体地表局部产生滑动。滑坡区植被稀少，多为农田分布。

（三）地质构造、地震

根据《中国地震动参数区划图》，勘察区抗震设防烈度为6度。

(四) 地层岩性

根据野外地表地质调查及钻探揭露，滑坡区地层有第四系全新统人工填土层

）泥岩夹泥质粉（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl），基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J

2S

砂岩、砂岩组成。

（五）水文地质条件

场地地层具松散土层与下伏基岩的双层结构，区内水文地质条件简单，地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。该类地下水主要赋存于第四系土层中，区内地下水主要受大气降雨补给。场地斜坡坡度较陡，大气降雨主要运移方式为顺坡向下以地表水形式排泄，部分地表水下渗至第四系土层以分散潜流方式运移向低处排泄。区内分布的紫红色泥岩为区域性相对隔水层。简易水位观测：勘察期间对勘探孔作简易水文观测，所有钻孔中均未见地下水，在勘察深度范围内地下水贫乏，场地水文地质条件简单。但在雨季第四系土层可能存在松散堆积

层孔隙水，基岩中存在少量风化裂隙水。根据本场地和相邻场地建筑经验，该地区土层及地下水对混凝土微腐蚀性。

（六）人类工程活动

场地主要人类工程活动为修建道路，由于公路拓宽斜坡堆载，对坡体土体稳定性产生不利影响，是诱发该滑坡的主要因素之一。区内及周边人工切坡及堆填最大高度约5.00~10.00m，破坏地质环境的人类工程活动中等强烈。

（七）地震效应评价

根据1：400万《中国地震动峰值加速度区划图》（2001）和《公路抗震设计规范》JTJ004-89，拟建场区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。建筑场地类别为Ⅱ类，属建筑抗震不利地段。

第二章计算依据

一、设计参数及设计工况

1、计算参数取值来自于地勘报告，如下：

(1)土的主要物理力学指标

天然重度（γ）：20.00kN/m3；饱和重度（γ）：21.00kN/m3；

天然状态：C=0kPa，ψ=25°；

饱和状态：C=0kPa，ψ=20°。

粉质粘土参数：

天然重度（γ）：18.80kN/m3；饱和重度（γ）：19.30kN/m3；

天然状态（残余抗剪值）：

C=17.0kPa，ψ=9.0°；

饱和状态（残余抗剪值）：

C=12.0kPa，ψ=7.0°。

(2) 岩石的主要物理力学指标

中等风化泥岩：天然单轴极限抗压强度标准值为 5.00MPa，饱和单轴极限抗压强度标准值为 3.14MPa，为极软岩，粉质粘土承载力基本容许值[σ0]=150kPa。强风化泥岩承载力基本容许值[σ0]=300kPa。中等风化泥岩承载力基本容许值[σ0]=800kPa。中等风化基岩完整性较好，承载力较高，可作为滑坡支挡构造物的基础持力层。

(3)粉质粘土极限侧阻力q sik取50kPa，强风化基岩极限侧阻力q sik取75kPa。地基土水平抗力系数的比例系数m取20；岩体水平抗力系数：中等风化泥岩取60MN/m3。

(4)其它

基底与岩石的摩擦系数：

强风化泥岩μ=0.35

中等风化泥岩μ=0.45

2、计算工况及安全系数确定

根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）：该滑坡防治工程等级为二级，其稳定性安全系数取1.15。

计算工况如下：

工况Ⅰ：现状+地面荷载；工况Ⅱ：暴雨或久雨状态饱和+地面荷载。

第三章滑坡稳定性及滑坡推力计算

滑坡推力的计算采用传递系数法，选取2号剖面作为控制剖面进行计算。安全系数取1.15，剩余下滑力计算图示与计算结果详见图1和表1。根据计算，设桩位置（第6滑块减出口）处剩余下滑力及其水平分力如表1所示。

表1 设计工况下（暴雨工况）

第四章方案比选

方案比选

滑坡特征

（一）滑坡范围及规模

该滑坡规模小，滑坡周界明显，平面形态呈扇形。滑坡后缘壁高约3~5.00m，在1-1’剖面至3-3’剖面间为岩土结合面。滑体纵向长74～83m不等，横向宽

约40~70m。滑体内小型拉裂缝较发育，张开宽度一般在8～20cm。该滑坡剪出口在北侧基岩露头和陡坎处，滑坡后缘标高677.00m，前缘剪出口标高650.00m左右，高差约27.00m。钻孔揭露滑体最厚可达10.70m，滑坡体平均厚度约5.00m，滑坡面积大致4800m2，总方量约24000m3，为小型土层滑坡。根据滑坡后缘壁和拉裂缝变形方向分析，滑坡的总体滑移方向356°。

（二）滑体特征及变形情况

滑体主要由人工填土和粉质粘土组成，人工填土含30%左右的砂、泥岩块、碎石，块碎石粒径一般20~300mm。滑体表面呈折线形，靠近前缘较平缓，滑坡后缘较陡，中部局部呈台地。滑体最大厚度10.70m 左右，平均厚度约5.00m左右。滑体中形成的拉张裂缝张开宽度约8～20cm，深0.3～0.5m左右。

由勘察报告得出3-3剖面基本稳定，所以2-2剖面为该滑坡的主滑方向

方案一：右路肩边缘设置抗滑桩

道路右侧边线以外0.75m设置一排抗滑桩共13根，抗滑桩截面尺寸b*h=2*3m，桩长12-20m，桩顶标高等于右侧路肩标高，对于填方地段，桩间空隙根据实际情况可采用浆砌块石砌筑。

方案二：右边线以外50m设置抗滑桩

道路右侧边线以外50m（2-2滑面第6条块中部剪出口）设置一排抗滑桩共12根，抗滑桩截面尺寸b*h=2*3m，桩长10m，桩顶标高比右侧路肩标高低8m，当桩顶标高高于原状地面线时，桩间空隙根据实际情况可采用浆砌块石砌筑。

桩型滑体厚

度（m）

支挡位置

剩余下

滑力

（KN/m

）

抗滑桩长

度（m）

2*3m型抗

滑桩 4.4

2-2剖面在第6

滑块中部剪出

口557.59

10

2*3m型抗2-2剖面第2条

滑桩

11.5 块上部剪出口 543.00 20

由以上图表得出，方

案一，右路肩边缘设置抗滑桩

治理的下滑力为543KN/m ，而最终剩余下滑力为557.59 KN/m ，所以该治理方案不可选，抗滑桩的上部经过治理后是稳定的，而下部依旧会有15KN/m 的下滑力。支档部位的滑块厚度为11.5米，虽然此处的剩余下滑力不太大，但是在考虑到滑面下抗滑桩的埋深，需要的桩长达到20米，成本较高。

方案二：右边线以外50m 设置抗滑桩

滑坡在此处的剩余下滑力为557.49KN/m ，抗滑桩布置的间距为5米，需要的抗滑桩12为跟。剩余下滑力较方案一大。但是该抗滑桩布置在滑面的最下部，不会出现，抗滑桩下部不稳定的现象。其次此处的滑体厚度为4.4米，考虑到抗滑桩下部埋深，该抗滑桩最长不会超过10米，布置12跟。和方案一相比比较节约经济，施工方便。

第五章抗滑桩设计

5.1.1选择桩形

1-1’剖面和2-2’剖面在计算时选用2-2’剖面为主滑剖面来计算。支挡部位在前部剪出口，抗滑桩布置好在最后个滑块滑块。滑体厚度4.4m ，桩埋深5.6m ，桩长10.4m 。桩的嵌固段深度不宜小于总桩长的1/4的要求。按规定要求，截面高宽比不宜大于2，所以拟定截面尺寸23m m ?。由于选定设桩位置滑床为泥岩，所以采用m 法计算桩的锚固段内力。混凝土强度等级不应低于C30.，所以选用C30混凝土。支挡处剩余下滑力力为974.45KN/m 。

1213p B b m =+=+=

采用m 法

地基系数3/80000M KN A =

抗滑桩土质地基系数4/30000M KN

m =

h E =

桩的变形系数：239.010*475.113*3000085.05755

====I E mB EI mB h P P α 桩的换算深度：5.205.14.4*239.0<==h α，属于刚性桩。

取桩间距取5m

4.1.2 桩的内力计算

每根桩承受的水平推力

736.42810

4.4*4

5.97436

.42874.4*45.974'1=====h T q T

滑面处剪力：36.42870=Q ,

滑面处弯矩：102902

4.4*36.42870==

M 。 其计算模型如图4.1所示：

(图4.1)

滑面至旋转中心的距离：

()()()()()()()()00000000023243232324.4*2*80000*3*102902*4287.36*4.430000*4.4*4*102903*4287.36*4.42*3*80000*2*102904287.36*4.430000*4.4*3*102902*4287.36*4.42.84

h A M Q h mh M Q h y A M Q h mh M Q h +++???

?=+++????

+++????=+++????=

桩的转角：

()()()()[]()0000322322123232612*3*800002*102904287.36*4.430000*4.4*3*102902*4287.36*4.43*4.4*6*80000800004287.36*4.430000*4.40.013405526

P A M Q h mh M Q h B h A A mh m h ?+++????=

??++????+++??

=??++??

=

桩侧抗力：

0()()(2.84)(8000030000)0.013405526

y y y A my y y σ?

=-+=-+??

桩身各点剪力：

2000211(2)(32)26114287.368000030.013405526(2 2.84)3300000.0134055226(3 2.842)26P p

y A y y m y y y y Q Q y y y B B y ??=-

---=-??????--??????-