某区公园边坡支护工程.docx
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某区公园边坡支护工程
区公园边坡支护工程
计算书
编制:
审查:
下雪社区公园边坡支护工程
1.工程概况
拟建边坡边坡场地位于下雪社区托坑水库西侧,边坡中心坐标:
X=31560,Y=117500。
该边坡场地原始地貌为残丘,自然坡度10~20°。
由于工程建设开挖边坡形成现状边坡。
边坡长约135m,按坡形可以分成西段、中段、东段三段叙述。
西段边坡位于场地西南侧,坡长约60m,呈直线形,坡度40~50°,坡高约16m,分两级放坡,下级坡高约7m,上级坡高约9m,中间平台宽度约1.8m。
坡面裸露,有较多宽度不一的冲蚀沟分布。
坡脚标高93.14~94.15m,坡顶标高108.58~109.53m。
中段边坡位于场地中段,边坡坡长40m,呈弧形,坡度近于直立,未分级,坡高约11m,该处发生崩塌主要是由于挖坡取土后雨水所致,坡脚标高97.14~97.95m,坡顶标高108.18~108.64m。
东段边坡位于场地北东侧,坡长约35m,呈直线形,坡度40~55°,坡高9~12m未分级放坡,坡面裸露,有较多宽度不一的冲蚀沟,坡脚标高96.69~97.44m,坡顶标高106.25~107.77m。
目前坡下为规划用地,暂无建筑物。
距离坡顶7~8m有1座直径约20m的圆形储水池(现已废弃,里面储水约600m3),北侧还有1座直径9m的圆形水塔(目前仍在使用中)。
2.设计依据
3.设计原则
1、本边坡为永久性边坡;
2、根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002规定,边坡安全等级为二级。
3、经济、美观,与周围环境相互协调。
4、支护结构选取
根据现场实际情况,边坡采用清坡+锚杆格构梁的支护,最下一个贴浆砌石护面,坡面进行绿化处理,各段支护具体如下:
西段边坡(A1A2段),东段边坡(A3A5段)按现状坡率清坡,清坡后采用锚杆格构梁支护;
中段边坡(B2B3段)在坡脚下设置直立式挡墙,墙顶标高为98.50~99.50m,墙后填方至墙顶,留马道宽1.5m;坡面按现状坡率清坡,凹陷处用砂袋填充,填后坡面采用锚杆格构梁支护;
锚杆按绝对高程打设,水平间距2.5m,竖向间距为2.0m;最下一级边坡浆砌片石护面,其余格构间喷播植草绿化。
5.计算参数选取
边坡岩土层计算参数根据《下雪社区公园边坡地质灾害勘查报告》的边坡支护设计参数建议值并综合考虑自重+暴雨的计算工况后确定(详见下表)。
边坡设计参数表
地层
名称
天然
密度
ρ(g/cm3)
内摩
擦角
φ
(度)
粘聚力
c
(kPa)
土体与锚固体的粘结强度特征值frb(kPa)
土对挡土墙基底摩擦系数μ
地基承载力特征值fak(kPa)
渗透系数K
(m/d)
素填土
(Qml)
1.80
10
8
10
0.30
100
1.0
含砾粉质粘土
(Qdl)
1.80
20
25
30
0.35
160
0.05
砾质粉质粘土
(Qel)
1.90
22
25
35
0.35
200
0.08
6.边坡计算要点
边坡稳定性按圆弧滑动法计算,边坡稳定安全系数为K>1.25。
6.1、整体稳定性:
整体稳定性安全系数K>1.25
6.2、钢筋锚杆截面面积
——锚杆钢筋或钢铰线截面面积;
——锚筋抗拉工作条件系数,永久性锚杆取0.69,临时性锚杆取0.92;
——边坡重要性系数,1.0;
——锚筋或预应力钢铰线抗拉强度设计值(kPa)
7.边坡稳定性计算结果
根据边坡的实际情况,各剖面的边坡稳定性计算情况如下:
(1)剖面1计算结果
锚杆布置如下表:
锚杆号(从下至上)
长度(m)
直径(mm)
成孔直径(mm)
间距(m)
倾角(°)
锚固力设计值(kN)
1~2
6
28
130
2.5
15
200
3~7
12
28
130
2.5
15
200
图1、剖面1-1稳定性计算
滑动面参数
方法:
Bishop安全系数:
1.330≥1.25(满足《建筑边坡工程技术规范》要求)
滑动面总体积:
126.15滑动面总重量:
2390.4
总抗滑力矩:
17310总下滑力矩:
13045
(2)剖面2计算结果
锚杆布置如下表:
锚杆号(从下至上)
长度(m)
直径(mm)
成孔直径(mm)
间距(m)
倾角(°)
锚固力设计值(kN)
1
6
28
130
2.5
15
200
2~3
9
28
130
2.5
15
200
4~5
12
32
130
205
15
200
图2、剖面2-2计算图示1
滑动面参数
方法:
Bishop安全系数:
1.269≥1.25(满足《建筑边坡工程技术规范》要求)
滑动面总体积:
51.352滑动面总重量:
973
总抗滑力矩:
5530总下滑力矩:
4405.9
图3、剖面2-2计算图示2
滑动面参数
方法:
Bishop安全系数:
1.255≥1.25(满足《建筑边坡工程技术规范》要求)
滑动面总体积:
161.01滑动面总重量:
3081.4
总抗滑力矩:
25769总下滑力矩:
19996
(3)剖面3计算结果
锚杆布置如下表:
锚杆号(从下至上)
长度(m)
直径(mm)
成孔直径(mm)
间距(m)
倾角(°)
锚固力设计值(kN)
1
9
28
130
2.5
15
200
2~4
12
32
130
2.5
15
200
图4、剖面3-3稳定性计算
滑动面参数
方法:
Bishop安全系数:
1.256≥1.25(满足《建筑边坡工程技术规范》要求)
滑动面总体积:
73.564滑动面总重量:
1358.7
总抗滑力矩:
8643.5总下滑力矩:
6879.4
8.直立挡墙计算结果
(1)原始条件:
图5直立挡墙示意图
(2)墙身尺寸:
墙身高:
3.033(m)墙顶宽:
1.500(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.250背坡倾斜坡度:
1:
0.000
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.200(m)墙趾台阶h1:
0.500(m)
墙趾台阶面坡坡度为:
1:
0.000墙底倾斜坡率:
0.200:
1
(3)物理参数:
圬工砌体容重:
22.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.400
墙身砌体容许压应力:
2100.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
110.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力:
150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
280.000(kPa)
(4)挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
30.000(度)墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:
15.000(度)
地基土容重:
19.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力:
250.000(kPa)
墙底摩擦系数:
0.300地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
22.000(度)
(5)坡线土柱:
坡面线段数:
3
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
13.8700.0001
第1个:
距离0.000(m),宽度3.000(m),高度0.250(m)
25.9709.0000
33.0000.0000
坡面起始距离:
0.000(m)地面横坡角度:
43.000(度)
第1种情况:
一般情况
[土压力计算]计算高度为3.500(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
33.144(度)
Ea=40.081Ex=38.715Ey=10.374(kN)作用点高度Zy=1.239(m)
墙身截面积=6.313(m2)重量=138.876kN
(6)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.300
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=11.310(度)
Wn=136.179(kN)En=17.765(kN)Wt=27.236(kN)Et=35.929(kN)
滑移力=8.693(kN)抗滑力=46.183(kN)
滑移验算满足:
Kc=5.313>1.300
地基土摩擦系数=0.400
地基土层水平向:
滑移力=38.715(kN)抗滑力=63.837(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.371>1.300
(7)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.382(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.333(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=0.773(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=29.920(kN-m)抗倾覆力矩=216.097(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=7.223>1.600
(8)地基应力及偏心距验算
基础为天然基础,验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=153.944(kN)总弯距=186.177(kN-m)
基础底面宽度B=2.379(m)偏心距e=-0.020(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.209(m)
基底压应力:
趾部=61.491踵部=67.903(kPa)
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.020<=0.250*2.379=0.595(m)
地基承载力验算满足:
最大压应力=67.903<=250.000(kPa)
(9)基础强度验算(基础为天然基础,不作强度验算)
(10)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=5.768(m2)重量=126.899kN
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.365(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.333(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=0.773(m)
法向应力检算
作用于验算截面的总竖向力=137.273(kN)总弯距=167.547(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.221(m)
截面宽度B=2.333(m)偏心距e1=-0.054(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.054<=0.300*2.333=0.700(m)
截面上压应力:
面坡=50.676背坡=66.990(kPa)
压应力验算满足:
计算值=66.990<=2100.000(kPa)
切向应力检算
剪应力验算满足:
计算值=-6.940<=110.000(kPa)
(12)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为2.533(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
33.154(度)
Ea=21.999Ex=21.249Ey=5.694(kN)作用点高度Zy=0.914(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=4.602(m2)重量=101.233kN
相对于验算截面外