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02设计计算书

XXX

边坡支护设计计算书

目录

1、工程概况1

2、设计采用的依据1

3、边坡设计计算1

3.1、计算的岩土体物理力学参数1

3.2、场地水文地质条件2

①、极限状态设计原则2

②、边坡安全等级及重要性系数2

③、边坡支护结构设计3

4、边坡支护设计计算3

（1）、C-D段3

①、计算断面岩土构成3

②、稳定系数计算3

③、边坡设计计算6

1、工程概况

拟建的XXX起始点为1 号路K0+000，终点为2号路K0+140.616，长约433.3m。

距XXX客车站约500m，位于拟建的XXX东侧。

该段边坡西侧现为宽约5m的公路，因拟建工程规划需要，公路最高将提高约4m，提高后将形成最大高度约为5.9m的边坡。

边坡坡顶为拟建的1号路、2号路，路面宽度均为5.0m，路面设计标高为1525.375~1546.473m。

拟建的1、2号路左侧边坡工程西侧最近约10m为拟建多层建筑；紧邻坡脚为宽6.0m、深为2.5m的河沟。

边坡破坏易对拟建公路造成严重后果，该边坡土质边坡，坡高H≤10m，故该边坡的安全等级为二级。

2、设计采用的依据

（1）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2013）

（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）

（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）

（4）《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46—2004）

（5）《贵州建筑地基基础设计规范》（DB22/45—2004）

（6）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001

（7）《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）

3、边坡设计计算

根据现场调查分析，拟加固边坡主要为土质边坡，边坡的破坏模式为圆弧滑动破坏。

3.1、计算的岩土体物理力学参数

通过对该场地已开挖边坡的调查并结合该场地地质勘察报告，该工程边坡在稳定性计算及边坡设计计算时岩土参数取值：

土层物理力学指标表1

重力密度γ

（kN/m3）

粘聚力C

（kPa）

内摩擦角

（度）

摩擦系数

适用坡

段编号

回填土

19.0

20.0

15.0

0.2

C-D

3.2、场地水文地质条件

①地表水

在拟建边坡东侧有一条河沟通过，河沟宽6.0m，深2.5m，河流流向由南向北，河底面标高在1529.30~1541.9m。

地表河水以降水补给及上游泉水汇集而成，受季节性降雨影响较大，降雨以坡面流形式汇入河沟中，上部泉水流量受季节影响极大，据调查及已有资料分析，在旱季，水量极小，仅以线流形式存在。

在雨季，则流量较大，最高水位大于边坡坡脚，将淹没坡脚，因为持力层为淤泥质粘土或可塑状粉质粘土，河水对边坡的影响较小。

②地下水

场区地下水由第四系松散孔隙水和基岩裂隙水共同形成，地下水流向主要由西南向北东径流。

场地主要的岩土为粉质粘土层、砂砾石土层、卵石土层及砂岩层，其砂砾石土层、卵石土层及砂岩层都是很好的含水层。

据本次钻探结束24小时后对每个钻孔水位量测，水位埋深在地表以下0.5~5.2m之间，标高为1531.40~1542.3m，场地地下水量较小，对边坡稳定影响较小。

3.3、边坡支护设计原则

1、极限状态设计原则

拟建场内边坡主要为道路边坡，属为永久性边坡。

2、边坡安全等级及重要性系数

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）第3.2.1“边坡安全等级及重要性系数”的规定，边坡工程应根据其损坏后可能造成的破坏后果（危及人的生命、造成经济损失、产生不良社会影响）的严重性、边坡类型和边坡高度等因素，边坡安全等级分别为一、二和三级。

本工程边坡类型主要为土质边坡，边坡高度小于10m，边坡破坏后果严重，其安全等级为二级，支护结构重要性系数γ0为1.0。

③、边坡支护结构设计

根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，边坡支护按下列规定进行承载能力极限状态计算和验算，计算内容包括：

①根据边坡支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；

②边坡支护结构的受压、受弯、受剪承载力验算；

③当有锚杆或支撑时，对其进行承载能力计算和稳定性验算。

边坡支护设计内容包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。

4、边坡支护设计计算

（1）、C-D段

①、计算断面岩土构成

P1-P1'剖面高度为该段边坡最高，为6.4m，边坡为土质边坡，坡顶为拟建5m宽的1、2号路，其物理力学参数按如下取值：

岩体参数：

γ=19.0kN/m3c=20.0kPa

=15.0°μ=0.2

2、稳定系数计算

----------------------------------------------------------------------

计算项目:

P1-P1'剖面

----------------------------------------------------------------------

[计算简图]

[控制参数]:

采用规范:

通用方法

计算目标:

安全系数计算

滑裂面形状:

圆弧滑动法

不考虑地震

[坡面信息]

坡面线段数2

坡面线号水平投影（m）竖直投影（m）超载数

10.0006.4000

28.0000.0000

[土层信息]

上部土层数1

层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压

（m）（kN/m3）（kN/m3）（kpa）力系数

16.40019.000----50.000---

层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩

（kPa）（度）力（kPa）擦角（度）

120.00015.000--------

层号十字板_强度增十字板羲_强度增长系

（kPa）长系数下值（kPa）数水下值

1------------

================================================================

下部土层数1

层号层厚重度饱和重度粘结强度孔隙水压

（m）（kN/m3）（kN/m3）（kpa）力系数

110.00019.000----50.000---

层号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩

（kPa）（度）力（kPa）擦角（度）

120.00015.000--------

层号十字板_强度增十字板羲_强度增长系

（kPa）长系数下值（kPa）数水下值

1------------

不考虑水的作用

[计算条件]

圆弧稳定分析方法:

Bishop法

土条重切向分力与滑动方向反向时:

当下滑力对待

稳定计算目标:

自动搜索最危险滑裂面

条分法的土条宽度:

0.500（m）

搜索时的圆心步长:

0.500（m）

搜索时的半径步长:

0.500（m）

------------------------------------------------------------------------

计算结果:

------------------------------------------------------------------------

[计算结果图]

最不利滑动面:

滑动圆心=（-4.607,6.400）（m）

滑动半径=7.886（m）

滑动安全系数=0.827

起始x终止x_liCi謎条实重浮力地震力渗透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力m鑙超载竖向

地震力地震力

（m）（m）（度）（m）（kPa）（度）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

0.0000.46837.9030.59420.00015.0055.340.000.000.000.000.0033.9924.490.988170.000.00

0.4680.93742.3640.63420.00015.0051.810.000.000.000.000.0034.9124.290.957280.000.00

0.9371.40547.1720.68920.00015.0047.660.000.000.000.000.0034.9624.130.917510.000.00

1.4051.87452.4700.76920.00015.0042.700.000.000.000.000.0033.8624.020.866210.000.00

1.8742.34258.5260.89820.00015.0036.580.000.000.000.000.0031.2024.010.798540.000.00

2.3422.81065.9701.15120.00015.0028.500.000.000.000.000.0026.0324.180.703250.000.00

2.8103.27980.0762.73220.00015.0011.910.000.000.000.000.0011.7425.550.491610.000.00

总的下滑力=206.692（kN）

总的抗滑力=170.664（kN）

土体部分下滑力=206.692（kN）

土体部分抗滑力=170.664（kN）

筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000（kN）

筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000（kN）

③、边坡设计计算

重力式挡土墙验算[执行标准：

通用]

计算项目：

P1-P1'剖面

------------------------------------------------------------------------

原始条件:

墙身尺寸:

墙身高:

6.400（m）

墙顶宽:

1.400（m）

面坡倾斜坡度:

1:

0.200

背坡倾斜坡度:

1:

0.000

采用1个扩展墙址台阶:

墙趾台阶b1:

0.500（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:

0.100:

1

物理参数:

圬工砌体容重:

23.000（kN/m3）

圬工之间摩擦系数:

0.400

地基土摩擦系数:

0.500

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）

场地环境:

一般地区

墙后填土内摩擦角:

15.000（度）

墙后填土粘聚力:

20.000（kPa）

墙后填土容重:

19.000（kN/m3）

墙背与墙后填土摩擦角:

7.500（度）

地基土容重:

19.000（kN/m3）

修正后地基承载力特征值:

200.000（kPa）

地基承载力特征值提高系数:

墙趾值提高系数:

1.200

墙踵值提高系数:

1.300

平均值提高系数:

1.000

墙底摩擦系数:

0.200

地基土类型:

土质地基

地基土内摩擦角:

30.000（度）

土压力计算方法:

库仑

坡线土柱:

坡面线段数:

1

折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数

110.0000.0001

第1个:

距离3.000（m）,宽度5.000（m）,高度0.400（m）

坡面起始距墙顶距离:

0.000（m）

地面横坡角度:

10.000（度）

填土对横坡面的摩擦角:

35.000（度）

墙顶标高:

0.000（m）

=====================================================================

第1种情况:

一般情况

[土压力计算]计算高度为6.708（m）处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

40.640（度）

Ea=82.094（kN）Ex=81.391（kN）Ey=10.715（kN）作用点高度Zy=1.296（m）

墙身截面积=13.755（m2）重量=316.372（kN）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.200

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=5.711（度）

Wn=314.802（kN）En=18.761（kN）Wt=31.480（kN）Et=79.921（kN）

滑移力=48.441（kN）抗滑力=66.713（kN）

滑移验算满足:

Kc=1.377>1.300

地基土层水平向:

滑移力=81.391（kN）抗滑力=168.050（kN）

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=2.065>1.300

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.998（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.080（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=0.988（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=80.423（kN-m）抗倾覆力矩=665.117（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=8.270>1.500

（三）地基应力及偏心距验算

基础类型为天然地基，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=333.563（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=584.694（kN-m）

基础底面宽度B=3.095（m）偏心距e=0.205（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.753（m）

基底压应力:

趾部=150.624踵部=64.901（kPa）

最大应力与最小应力之比=150.624/64.901=2.321

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.205<=0.250*3.095=0.774（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=150.624<=240.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=64.901<=260.000（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=107.762<=200.000（kPa）

（四）基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

（五）墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积=13.281（m2）重量=305.463（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.996（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.080（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=0.988（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=316.178（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=562.294（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.778（m）

截面宽度B=3.080（m）偏心距e1=0.238（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.238<=0.300*3.080=0.924（m）

截面上压应力:

面坡=150.331背坡=54.979（kPa）

压应力验算满足:

计算值=150.331<=2100.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-14.636<=110.000（kPa）

（六）台顶截面强度验算

[土压力计算]计算高度为5.900（m）处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

38.416（度）

Ea=51.128（kN）Ex=50.690（kN）Ey=6.674（kN）作用点高度Zy=1.052（m）

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积=11.741（m2）重量=270.043（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.556（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.580（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.052（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=276.716（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=384.031（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.388（m）

截面宽度B=2.580（m）偏心距e1=0.098（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.098<=0.300*2.580=0.774（m）

截面上压应力:

面坡=131.652背坡=82.857（kPa）

压应力验算满足:

计算值=131.652<=2100.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-23.254<=110.000（kPa）

=================================================

各组合最不利结果

=================================================

（一）滑移验算

安全系数最不利为：

组合1（一般情况）

抗滑力=66.713（kN）,滑移力=48.441（kN）。

滑移验算满足:

Kc=1.377>1.300

安全系数最不利为：

组合1（一般情况）

抗滑力=168.050（kN）,滑移力=81.391（kN）。

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=2.065>1.300

（二）倾覆验算

安全系数最不利为：

组合1（一般情况）

抗倾覆力矩=665.117（kN-M）,倾覆力矩=80.423（kN-m）。

倾覆验算满足:

K0=8.270>1.500

（三）地基验算

作用于基底的合力偏心距验算最不利为：

组合1（一般情况）

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.205<=0.250*3.095=0.774（m）

墙趾处地基承载力验算最不利为：

组合1（一般情况）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=150.624<=240.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算最不利为：

组合1（一般情况）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=64.901<=260.000（kPa）

地基平均承载力验算最不利为：

组合1（一般情况）

地基平均承载力验算满足:

压应力=107.762<=200.000（kPa）

（四）基础验算

不做强度计算。

（五）墙底截面强度验算

[容许应力法]:

截面上偏心距验算最不利为：

组合1（一般情况）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.238<=0.300*3.080=0.924（m）

压应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

压应力验算满足:

计算值=150.331<=2100.000（kPa）

拉应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

拉应力验算满足:

计算值=0.000<=280.000（kPa）

剪应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

剪应力验算满足:

计算值=-14.636<=110.000（kPa）

（六）台顶截面强度验算

[容许应力法]:

截面上偏心距验算最不利为：

组合1（一般情况）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.098<=0.300*2.580=0.774（m）

压应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

压应力验算满足:

计算值=131.652<=2100.000（kPa）

拉应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

拉应力验算满足:

计算值=0.000<=280.000（kPa）

剪应力验算最不利为：

组合1（一般情况）

剪应力验算满足:

计算值=-23.254<=110.000（kPa）