某高速公路边坡设计计算书.docx
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某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********
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
设计参数及设计工况
安全系数确定
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（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl），基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J）泥岩夹泥质粉砂岩、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qsik取50kPa，强风化基岩极限侧阻力qsik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）
剩余下滑力（kN）
设计剩余下滑力（kN）
2-2剖面
557.59
974.45
图12-2’计算简图
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。
各个滑面剪力计算
滑块编号
1-1剖面暴雨工况剪力
1
127.33
2
147.62
3
600.31
4
481.77
滑块编号
2-2剖面暴雨工况剩余下滑力
1
40.26
2
543.00
3
641.21
4
879.73
5
837.31
6
557.59
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型抗滑桩
11.5
2-2剖面第2条块上部剪出口
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557.59KN/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。
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。
采用m法
地基系数
抗滑桩土质地基系数
桩的变形系数：
桩的换算深度：
，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
滑面处剪力：
滑面处弯矩：
。
其计算模型如图4.1所示：
（图4.1）
滑面至旋转中心的距离：
桩的转角：
桩侧抗力：
桩身各点剪力：
当时，即可找出弯矩最大值的y值。
经验算求得时。
桩身各点的弯矩：
当y=0.471m时，。
4.1.3桩的配筋设计
（1）纵向受拉钢筋计算
选用C30混凝土，纵向受力钢筋选用HRB335级，
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