邊坡工程支護(hù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u24493邊坡工程支護(hù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程案例綜述 1324951.1方案選擇的原則與計(jì)算方法 11661.1.1方案比選原則 197221.1.2計(jì)算方法 171091.21-1剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 265201.2.11-1剖面方案選擇 245641.2.21-1剖面設(shè)計(jì)計(jì)算 3267091.32-2剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 5108231.3.1方案選擇 5183021.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 6277441.43-3剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 9222941.1.1方案選擇 9240831.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 91.1方案選擇的原則與計(jì)算方法1.1.1方案比選原則①技術(shù)先進(jìn)：在因地制宜的前提下，盡可能的采用理論相對(duì)完善的新方法，充分關(guān)注相關(guān)的前沿科研成果，②安全可靠：所設(shè)計(jì)的支護(hù)方案在穩(wěn)定方面應(yīng)該有足夠的安全儲(chǔ)備；對(duì)后續(xù)的生態(tài)防護(hù)應(yīng)盡量避免影響③適用耐久：由于周邊有建筑物存在，則設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求耐久性，同時(shí)也要與周圍環(huán)境相適應(yīng)，不會(huì)有太大的違和感。④經(jīng)濟(jì)合理：支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜的原則，力求施工簡(jiǎn)單，優(yōu)先選用本地符合要求材料以節(jié)省成本。同時(shí)綜合考慮未來(lái)的發(fā)展收益和養(yǎng)護(hù)成本，使其造價(jià)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)。⑤外形美觀：在適用、經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，盡可能使支護(hù)具有優(yōu)美的外形，并至少不會(huì)過(guò)多影響后續(xù)生態(tài)防護(hù)1.1.2計(jì)算方法由于條件限制，本次設(shè)計(jì)采用以《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）內(nèi)的構(gòu)造要求為底線，逐級(jí)相加核算安全系數(shù)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)選用計(jì)算模塊為建坡?lián)跬翂δK，土壓力計(jì)算方法為庫(kù)倫法，土壓力分布為三角形分布，仍選擇一般地區(qū)進(jìn)行計(jì)算。若采用錨桿擋土墻，則根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330—2013)第9.2.2表格選取錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)β2表4-1錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)表錨桿類別巖土類別非預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿土層錨桿自由段為土層的巖石錨桿自由段為巖層的巖石錨桿自由段為土層時(shí)自由段為巖層時(shí)β1.1~1.21.1~1.21.01.2~1.31.1由于軟件限制，本次支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算均分段進(jìn)行，在設(shè)計(jì)1-1、2-2、3-3剖面第一級(jí)坡時(shí)，應(yīng)將第二級(jí)坡坡體以及支護(hù)手段化為均布荷載施加于第二級(jí)坡坡頂進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算整體穩(wěn)定時(shí)，采用軟件自行搜索危險(xiǎn)滑動(dòng)面。搜索時(shí)，條分法的土條寬度、圓心步長(zhǎng)、半徑步長(zhǎng)均為1m。當(dāng)邊坡剖面滑動(dòng)方向與相對(duì)于土的切條方向反向時(shí)，將其合力當(dāng)做下滑力對(duì)待。1.21-1剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算圖4-11-1剖面第二級(jí)坡計(jì)算圖1.2.11-1剖面方案選擇1-1剖面共高10.5m，為了更好的設(shè)計(jì)以及施工方便，先對(duì)邊坡進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理：即通過(guò)挖填方等手段，將該坡馬道變更為2m，第一級(jí)坡坡高改為5.5m，第二級(jí)坡坡高改為5m。由于要保留與建筑物一定的安全距離，則對(duì)該邊坡不進(jìn)行過(guò)多的放坡處理，由于該邊坡為土質(zhì)邊坡，為了安全性與耐久性起見(jiàn)，決定兩端邊坡均采用錨桿擋土墻進(jìn)行支護(hù)。而在《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）中，錨桿式擋土墻有三種：排樁式錨桿擋土墻：適用于穩(wěn)定性較差，坡頂有重要建筑物的邊坡。板肋式和格構(gòu)式錨桿擋土墻：適用于較高且穩(wěn)定性較差的邊坡，對(duì)變形要求較高的邊坡，宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿。出于對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算、施工難易程度以及對(duì)后續(xù)生態(tài)防護(hù)技術(shù)選擇的考量，1-1剖面均選擇格構(gòu)式錨桿擋土墻進(jìn)行支護(hù)。1.2.21-1剖面設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于該邊坡第二級(jí)坡，根據(jù)構(gòu)造要求，此坡面共打入兩根錨桿，第一錨點(diǎn)設(shè)于坡頂下1.5m處，第二錨點(diǎn)設(shè)于坡下3m處，錨桿入射角度均為15度，自由端長(zhǎng)度為5m，錨固段長(zhǎng)度為5m，錨固體直徑為600mm，├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，由于該邊坡為土質(zhì)邊坡，所以錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為46.907kN，Ex為46.877kN，Ey為1.659kN，作用點(diǎn)高度為1.667m。梁彎矩背側(cè)最大值為9.013kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.548kN?m。梁剪力最大值為10.624kN，扭矩最大值為0.073kN?m，最大位移量為0整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-5.474m，15.14m），半徑為20.8m?？偟南禄?08.224kN，總的抗滑力為375.964kN，其中土體部分下滑力為208.224kN，土體部分抗滑力為348.218。筋帶的抗滑力為27.747kN。則有K=375.964kN÷2.8.224kN=1.806>1.350當(dāng)該邊坡處于暴雨?duì)顩r下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為51.171kN，Ex為51.139kN，Ey為1.810kN，作用高度為1.667m。梁彎矩背側(cè)最大值為10.530kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.168kN?m。梁剪力最大值為12.628kN，扭矩最大值為0.080kN?m，最大位移量為0整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-5.474m，15.14m），半徑為20.817m?？偟南禄?25.184kN，總的抗滑力為327.323kN，其中土體部分下滑力為225.184kN，土體部分抗滑力為299.577kN，筋帶抗滑力為27.747kN。則有K=327.323kN÷225.184kN=1.454>1.350由上述可得，該支護(hù)滿足要求。對(duì)于第一級(jí)坡，該坡高5.5米，經(jīng)過(guò)試算，此一級(jí)坡較為穩(wěn)定，所以不打錨桿。├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，由于該邊坡為土質(zhì)邊坡，所以錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。圖4-21-1剖面第一級(jí)坡計(jì)算圖當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：坡頂所承受的均布荷載為102kN/m，修正后庫(kù)倫土壓力Ea為57.461kN，Ex為57.461kN，Ey為-0kN，作用點(diǎn)高度為1.833m。梁彎矩背側(cè)最大值為123.553kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.530kN?m。梁剪力最大值為63.523kN，扭矩最大值為0.513kN?m，最大位移量為0.001整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-1.923m，2.75m），半徑為8.815m?？偟南禄?06.956kN，總的抗滑力為436.121kN，其中土體部分下滑力為206.956kN，土體部分抗滑力為436.121。筋帶的抗滑力為0kN。則有K=436.121kN÷206.956kN=2.107>1.350當(dāng)該邊坡處于暴雨?duì)顩r下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：坡頂所承受的均布荷載為110.1kN/m，修正后庫(kù)倫土壓力Ea為62.562kN，Ex為62.562kN，Ey為0kN，作用高度為1.833m。梁彎矩背側(cè)最大值為137.659kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.158kN?m。梁剪力最大值為69.576kN，扭矩最大值為0.559kN?m，最大位移量為0.002整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-1.923m，2.75m），半徑為8.815m?？偟南禄?21.667kN，總的抗滑力為367.217kN，其中土體部分下滑力為221.667kN，土體部分抗滑力為367.217kN，筋帶抗滑力為0kN。則有K=367.217kN÷221.667kN=1.657>1.350由上述可得，該支護(hù)滿足要求。1.32-2剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算1.3.1方案選擇2-2剖面高12.96m，，為了方便設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)第二級(jí)坡進(jìn)行挖方將馬道改為2m。對(duì)于該坡，由于在原始穩(wěn)定性分析時(shí)安全系數(shù)就已經(jīng)滿足要求，但是因?yàn)榇诉吰聻橥临|(zhì)邊坡，離小區(qū)較近，也對(duì)其進(jìn)行工程支護(hù)?？紤]到錨桿擋土墻結(jié)構(gòu)重量較輕，還能節(jié)省大量的圬工材料，以及提高勞動(dòng)效率等，決定先選取上下二級(jí)坡均采用格構(gòu)式錨桿擋土墻進(jìn)行支護(hù)。1.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)樵撈路€(wěn)定性較好所以不打錨桿。二級(jí)坡坡高6m，├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。圖4-32-2剖面第二級(jí)坡計(jì)算圖當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為68.006kN，Ex為68.006kN，Ey為0kN，作用點(diǎn)高度為2m。梁彎矩背側(cè)最大值為208.936kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.804kN?m。梁剪力最大值為103.551kN，扭矩最大值為0.922kN?m，最大位移量為0.003整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-5.423m，2m），半徑為8.567m?？偟南禄?19.386kN，總的抗滑力為421.844kN，其中土體部分下滑力為219.386kN，土體部分抗滑力為421.844。筋帶的抗滑力為0kN。則有K=421.844kN÷219.386kN=1.923>1.350當(dāng)該邊坡處于暴雨?duì)顩r下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為71.108kN，Ex為71.108kN，Ey為0kN，作用高度為2m。梁彎矩背側(cè)最大值為232.251kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?8.452kN?m。梁剪力最大值為113.919kN，扭矩最大值為1.005kN?m，最大位移量為0.004整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-5.423m，2m），半徑為8.567m?？偟南禄?31.372kN，總的抗滑力為355.265kN，其中土體部分下滑力為231.372kN，土體部分抗滑力為355.265kN，筋帶抗滑力為0kN。則有K=355.265kN÷231.372kN=1.516>1.350由上述可得，該支護(hù)滿足要求。對(duì)于第一級(jí)坡，該坡高6.96米，├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，由于該邊坡為土質(zhì)邊坡，所以錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。圖4-42-2剖面第一級(jí)坡計(jì)算圖當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：坡頂所承受的均布荷載為106.32kN/m，修正后庫(kù)倫土壓力Ea為93.133kN，Ex為93.133kN，Ey為0kN，作用點(diǎn)高度為2.32m。梁彎矩背側(cè)最大值為256.724kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?10.364kN?m。梁剪力最大值為110.583kN，扭矩最大值為1.329kN?m，最大位移量為0.004整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-6.383m，3.48m），半徑為11.009m。總的下滑力為323.384kN，總的抗滑力為595.720kN，其中土體部分下滑力為323.384kN，土體部分抗滑力為595.720。筋帶的抗滑力為0kN。則有K=595.720kN÷323.384kN=1.842>1.350當(dāng)該邊坡處于暴雨?duì)顩r下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：坡頂所承受的均布荷載為115.86kN/m，修正后庫(kù)倫土壓力Ea為101.209kN，Ex為101.209kN，Ey為0kN，作用高度為2.32m。梁彎矩背側(cè)最大值為283.281kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?9.684kN?m。梁剪力最大值為122.225kN，扭矩最大值為1.444kN?m，最大位移量為0.005整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-6.383m，3.48m），半徑為11.009m。總的下滑力為347.059kN，總的抗滑力為501.091kN，其中土體部分下滑力為347.059kN，土體部分抗滑力為501.091kN，筋帶抗滑力為0kN。則有K=501.091kN÷347.059kN=1.452>1.350由上述可得，該支護(hù)滿足要求。1.43-3剖面支護(hù)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算1.1.1方案選擇3-3坡高16.8m，通過(guò)對(duì)第二級(jí)坡進(jìn)行挖方將馬道改為2m。一級(jí)坡坡高8.8m，二級(jí)坡坡高8m。因?yàn)榇似螺^2-2坡穩(wěn)定性較差，且錨桿擋土墻結(jié)構(gòu)重量較輕，還能節(jié)省大量的圬工材料，以及提高勞動(dòng)效率等，決定先選取上下二級(jí)坡均采用格構(gòu)式錨桿擋土墻進(jìn)行支護(hù)。1.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于該邊坡第二級(jí)坡，根據(jù)構(gòu)造要求，此坡面共打入一根錨桿，錨點(diǎn)設(shè)于坡頂下3m處，，錨桿入射角度為20度，自由端長(zhǎng)度為5m，錨固段長(zhǎng)度為5m，錨固體直徑為400mm，├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。圖4-53-3剖面第二級(jí)坡計(jì)算圖當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為121.789kN，Ex為121.789kN，Ey為0kN，作用點(diǎn)高度為2.667m。梁彎矩背側(cè)最大值為321.667kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?21.391kN?m。梁剪力最大值為178.934kN，扭矩最大值為1.160kN?m，最大位移量為0.004整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-4m，-1m），半徑為7.4m?？偟南禄?31.865kN，總的抗滑力為599.525kN，其中土體部分下滑力為331.865kN，土體部分抗滑力為547.067。筋帶的抗滑力為52.458kN。則有K=599.525kN÷331.865kN=1.790>1.350當(dāng)該邊坡處于暴雨?duì)顩r下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：修正后庫(kù)倫土壓力Ea為172.681kN，Ex為172.330kN，Ey為-11.011kN，作用高度為2.667m。梁彎矩背側(cè)最大值為471.248kN?m，面?zhèn)茸畲笾禐?31.519kN?m。梁剪力最大值為260.098kN，扭矩最大值為1.653kN?m，最大位移量為0.005整體驗(yàn)算結(jié)果如下：以第二級(jí)坡坡頂為原點(diǎn)，則最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心為（-4m，1m），半徑為4m?？偟南禄?58.984kN，總的抗滑力為515.143kN，其中土體部分下滑力為358.984kN，土體部分抗滑力為462.685kN，筋帶抗滑力為52.458kN。則有K=515.143kN÷358.984kN=1.435>1.350由上述可得，該支護(hù)滿足要求。對(duì)于第一級(jí)坡，該坡高8.8米，此坡面打入兩根錨桿，第一錨點(diǎn)設(shè)于坡頂下2m處，第二錨點(diǎn)設(shè)于坡頂下4m處，錨桿入射角度為20度，自由端長(zhǎng)度為6m，錨固段長(zhǎng)度為5m，錨固體直徑為400mm，├截面寬0.4m，├截面高0.8m，梁栓等級(jí)為C30，梁縱筋和箍筋級(jí)別均為HRB400，梁as取50mm，鋼筋直徑取20mm，錨桿擋墻側(cè)向巖土壓力修正系數(shù)取1.2。圖4-63-3剖面第一級(jí)坡計(jì)算圖當(dāng)該邊坡處于天然狀況下時(shí)經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算，結(jié)果如下：坡頂所承受的均布荷載為