边坡支护毕业设计终稿

'本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：毕节仓库边坡稳定性分析及支护方案设计学院：资源与环境工程学院专业：勘查技术与工程班级：XXX学号：XXXXXXXXXXXXX学生姓名：XXXXXX指导教师：XXXX老师2012年6月10日 第36页贵州大学毕业论文（设计）贵州大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期： 第IV页贵州大学毕业论文（设计）目录摘要IVAbstractV第一章前言11.1选题依据与研究意义11.2国内外研究现状及发展趋势11.2.1国内外研究现状11.2.2发展趋势21.3设计意义及内容21.4研究思路及其技术路线31.5工程概况41.5.1场地位置及拟建工程概述41.5.2边坡勘察目的及任务51.5.3边坡勘察工作依据6第二章场地工程地质条件72.1气候条件72.2地形地貌72.3地质构造72.4地震82.5地层岩性82.6水文地质条件82.7岩溶发育特征9 第IV页贵州大学毕业论文（设计）2.8不良地质现象9第三章边坡岩土体物理力学性质103.1边坡岩土体参数103.1.1红粘土103.1.2中风化泥质白云岩113.2边坡岩土体参数的确定13第四章边坡稳定性分析144.1边坡稳定性分析144.1.1定性分析144.1.2边坡可能的失稳模式144.2边坡稳定性定量计算154.2.1边坡稳定性分析原则154.2.2边坡稳定性主要分析方法154.2.3场地边坡分析184.2.4理正边坡定量分析184.2.5边坡稳定性评价28第五章边坡支护方案295.1边坡支护设计原则295.2边坡支护形式简介295.3边坡支护及其方案325.3.1A—B段断面支护设计方案325.3.2B—C段断面支护设计方案345.3.3C—D段断面支护设计方案405.4简易施工工艺43 第IV页贵州大学毕业论文（设计）第六章结论与建议446.1结论446.1建议45参考文献46致谢47附录48 第IV页贵州大学毕业论文（设计）毕节仓库边坡稳定性分析及支护方案探讨摘要本文详细介绍了毕节仓库边坡的工程概况、场地工程地质条件、岩土体的物理力学性质及其稳定性的分析和支护方案的设计。该边坡为分为三段，总长为82米，高6.0-20.2米，为土质边坡高边坡，为了保证边坡的稳定性,根据仓库边坡设计基本要求和设计参数等多种因素，通过对边坡特征结合地质分析和计算，对边坡的稳定性进行了定性分析和定量计算。在对该边坡进行稳定性分析的定量计算中，采用了理正软件对边坡进行了计算及模拟分析，并得出了最不稳定的滑动面。分析及计算表明，该边坡不符合稳定性要求，需要进行支护。根据边坡概况及场地条件整个边坡，该边坡的AB、CD段支护方案采用了坡率法，然后对其挂网喷射混凝土加固。该边坡的BC段的支护方案采用了锚索格构梁支护，并对其锚索的锚固力、锚固角进行了计算，并通过计算和对比选取了锚固长度，最后通过锚索锚固力确定了格构类型。本边坡支护设计方案在满足边坡稳定性的情况下兼顾降低工程造价以及支护工程施工的可行和方便。关键词：边坡；边坡稳定性分析；坡率法；锚索格构梁；支护工程 第IV页贵州大学毕业论文（设计）TheBijiewarehouseslopestabilityanalysisandthesupportprogramdesignAbstractThispaperdescribestheoverviewoftheBijiewarehouseslopeengineering,siteengineeringgeologicalconditions,physicalandmechanicalpropertiesoftherockmassanditsstabilityanalysisandsupportdesignoftheprogram.Theslopeisdividedintothreesections,atotallengthof82m,6.0-20.2mhigh,thehighslopeofthesoilslope,avarietyoffactors,accordingtothethewarehouseslopedesignrequirementsanddesignparametersinordertoensurethestabilityoftheslopethestabilityoftheslope,throughthecombinationofgeologicalanalysisandcalculationofslopecharacteristics,qualitativeanalysisandquantitativecalculation.Quantitativecalculationoftheslopestabilityanalysissoftwaremanagementistheslopecalculationandsimulationanalysis,andconcludethatthemostunstableoftheslidingsurface.Analysisandcalculationsshowthattheslopedoesnotmeetthestabilityrequirements,theneedforsupport.Slopeprofileandthesiteconditionsofslope,theslopeofAB,CDsegmentsupportprogramusingthesloperatiomethod,andthenhangingonitsprayedconcretereinforcement.TheslopeoftheBCsectionofthesupportprogramusingtheCABLELATTICEBEAMsupport,anditsanchorcableanchoringforce,anchoringanglewerecalculatedandcalculatedandcomparedtoselecttheanchorlength,andfinallybyANCHORAGECABLEtheforceidentifiedthetypeoflattice.Theslopesupportingthedesignmeettheslopestability,takingintoaccounttoreducetheprojectcostaswellassupportingtheconstructionisfeasibleandconvenient.Keywords:slope;slopestabilityanalysis;sloperatiomethod;anchorLATTICEBEAM;SupportProject 第47页贵州大学毕业论文（设计）第一章前言1.1选题依据与研究意义近年来，随着我国经济的发展，全国的工程建设突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展。随着高层建筑的不断增高，基础相应加深，基坑开挖造成的边坡稳定性及其边坡支护安全已成为高层建筑施工时不可忽视的重要环节，应予以高度重视。在大量的工程实践过程中，大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清，治理工程措施不力等诸多问题，常常会造成边坡工程的变形和破坏。或因治理方案过于保守，造成不必要的浪费。因此，预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，达到满足经济合理和安全可靠的双重目标，对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得尤为重要。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1国内外研究现状边坡灾害防治的支护设计的结构类型丰富多样，其发展可大致分为以下几个阶段:第一阶段（20世纪50年代以前），大量采用抗滑挡墙结合支撑锚杆，曾取得一定效果，但由于滑坡推力大，致使抗滑挡墙体积庞大、胸坡缓，墙基必须置于滑面以下一定深度，施工开挖对滑体稳定影响大。第二阶段（20世纪60、70年代），在相应疏截滑带水的情况下，采用抗滑桩支挡，工程效果明显；国外多采用钢筋混凝土钻孔桩和钢桩，用群桩加承台共同受力。国内采用矩形截面的钢筋混凝土挖孔桩（最大截面4m×7m，长达46米），抗滑桩因提供的抗力大，施工对滑体的扰动小、安全、见效快，在这一时期曾被广泛采用。第三阶段（20世纪80年代以后），随着锚固技术的发展，在滑坡前缘使用群孔疏干前部岩土，预应力锚索在边坡加固中得到了广泛的应用，在工程实践中演化出了各种各样的结构形式，主要有：①预应力锚索地墩或地梁；②预应力锚索抗滑挡墙；③预应力锚索抗滑桩；④预应力锚索抗滑桩板墙；⑤ 第47页贵州大学毕业论文（设计）预应力锚索格构。预应力锚索的应用大大地改善了抗滑结构的受力状态，降低了工程造价。据不完全统计，在同样的条件下，锚索抗滑桩比普通抗滑桩节约投资30%左右。1.2.2发展趋势边坡稳定性问题的考虑是工程建设中必不可少的一块，传统的稳定性分析方法如瑞典圆弧法，不平衡传递系数法，简布法等依然是现在实际工程在分析边坡稳定性时主要运用的方法。随着科学力量的进步，一些新的分析方法也在不断的出现，如用有限元法对边坡的岩土体在计算机上进行模拟，设置各种支护形式进行对比，以确定最有效的支护方案。但是随着边坡形式的不断变化，人类的工程越来越大，边坡的高度不断增加，遇到的地质问题日益复杂，我们以后所面临的边坡加固及支护问题也会愈加复杂，对欠稳定的边坡的支护要求越来越高，采用综合防护必将是未来发展的趋势。①　计算机程序在边坡领域内的模拟和计算的开发会更进一步的得到很好的利用。②　GPS等高科技手段会更进一步将边坡工程动态化、信息化，是其更精确更快速。因此边坡的稳定性分析方法将朝着更加新的理论、新的方法、新的技术迈进，更能将安全可靠和经济效益双目标结合在一起，更进一步的满足人类的需求。1.3设计意义及内容本科生毕业论文（设计）的编写是教学计划中必不可缺的重要组成部分，是培养、锻炼我们本科生综合能力的必备环节，是对我们所学基础知识和专业知识水平及能力的检验，提升我们掌握科学研究的方法和发现问题、分析问题、解决问题的能力，使我们能把书本理论知识应用于实际工作中。通过这次毕业论文，同时对我们的动手动笔能力均得到很大的锻炼，对我们踏入社会去竞争，创造自信心，充分培养学生实践能力，创新能力和创业能力的奠定有极其重要的意义是一个理论联系实际的过程。本文将以毕业实习工程——贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库边坡为设计研究对象。毕节仓库边坡为土质高边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。因此，根据其场地工程地质条件、岩土体物理力学性质对其进行稳定性分析，并根据其稳定性分析情况结合支护形式，通过优化比较，得出最优化的支护措施，并进行支护计算，最后给出恰当的结论和合理的建议。 第47页贵州大学毕业论文（设计）1.4研究思路及其技术路线本设计以贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库边坡工程为基础，结合勘察成果，分析基坑边坡的工程地质特征，如地层、岩性、地形地貌、水文条件、构造、岩体结构特征等；借助理正软件5.6版边坡稳定性分析模块及相关规范对拟建的边坡稳定性进行分析计算，并作出评价。在稳定性分析的基础上对各种支护方案进行对比，选择最合适的支护设计方案，查阅相关规范进行设计计算，作出简洁的的支护施工工艺过程并提出注意事项，详细的路线见下图所示。了解工程概况分析场地工程地质条件初步判断其稳定性定性分析对开挖边坡的稳定性分析评价计算指标的确定定量分析滑动安全系数理正定量计算分析边坡稳定性评价边坡支护方案对比拟开挖边坡支护设计计算 第47页贵州大学毕业论文（设计）选择最优化支护方案对该方案进行描述、计算选定支护材料简易施工工艺结论和建议图1.1设计技术路线图1.5工程概况1.5.1场地位置及拟建工程概述拟建贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库位于毕节市环城北路。拟建仓库室内地面高程±0.00=1492.60m，仓库四周的消防通道路面高程为1492.00m-1493.00m，平均路面高程为1492.30m。该项目位于一山坡上，山脚最低点高程1491.00m，山顶最高点高程1516.18m，山体高差25.18m，山体自然坡度约为15°。根据建筑总平面图，建设单位将仓库及其四周消防通道向西平移了7.50m，平移后消防通道边线与用地红线最近距离为16.17m（仓库建筑总平面图见附图01）。目前仓库及消防通道已进行开挖场平，形成人工边坡3个月。开挖边界距用地红线1.5m沿用地红线进行放坡，开挖后形成的人工边坡长82m，高6.00m-20.20m（仓库边坡平面图见附图02）。仓库层数为3层，建筑高度21m，工程重要性等级为二级。场地内及其周边无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发育，无断层经过，地下水位埋深较大，对工程无影响；场地开挖后形成边坡长82m，高6.50m-20.20m的永久性边坡，场地复杂程度为二级；场地岩土种类较多，厚度不均匀，性质变化较大，基岩岩溶中等发育，地基复杂程度为二级。综合确定拟建场地岩土工程勘察等级为乙级。 第47页贵州大学毕业论文（设计）仓库及消防通道场平时，开挖边界距用地红线1.5m沿用地红线进行放坡，开挖后形成的人工边坡长82m，高1.50m-21.20m。从开挖面和勘察成果得出，该边坡为土质边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。为防止在该人工边坡滑塌失稳，危及仓库及消防通道的安全。对仓库周边处边坡进行施工图阶段的支护设计。1.5.2边坡勘察目的及任务为确保建筑施工及使用安全，对该边坡进行仔细勘察。按照现行规范，结合现场踏勘结果及当地边坡治理经验，本次边坡勘察的目的是详细查明边坡范围的岩土构成、地形地貌、地质构造、边坡的环境条件、边坡的基本特征，并在此基础上，预测其对仓库及消防通道可能产生的破坏形式，并对边坡的稳定性进行分析、计算；对边坡破坏后的危害性进行预测；提出边坡防治措施；对环境影响进行评价；对边坡防治效益进行评估；对施工注意事项及监测方案提出建议。根据相关规范及委托要求，本次边坡勘察的目的及内容：1、查明边坡的地形地貌、地层、地质构造及抗震条件；2、查明边坡的岩土构成、成因、分布、性质、岩石风化和完整程度，重点对岩层及其结构面的物理力学指标进行确定，为边坡支护设计提供有关计算参数；3、查明不良地质现象的类型、成因、分布范围、发展趋势及危害程度，应对断裂错动、液化、震险等进行分析、论证和判定，对整个场地的适宜性作出明确结论。4、查明边坡范围内岩土的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、建筑适宜性、均匀性和承载力；5、场区岩层主要结构面（特别是软弱结构面）的类型和等级、产状、发育程度、延伸程度、闭合程度、风化程度、充填状况、充水状况、组合关系、力学属性和与临空面的关系；6、查明场地地下水类型、埋藏情况、腐蚀性等水文地质条件；7、查明场地内及其附近有无影响边坡稳定性的不良地质作用，如岩溶、滑坡、崩塌等；8、通过工程类比结合规范及当地经验值进行 第47页贵州大学毕业论文（设计）分析，提供边坡稳定性计算及边坡支护设计所需的岩土物理力学参数，采用现场大型直剪试验来综合确定岩土体的物理力学指标；9、对边坡的稳定进行评价，对边坡的支护处理提出方案、建议；10、提出边坡在支护施工过程中可能引起的破坏模式，并提出相应的防治措施及边坡监测方案建议。1.5.3边坡勘察工作依据本次边坡勘察工作执行如下规范：1、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；3、《工程岩体分级标准》（GB50218-94）；4、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；5、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；6、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；7、《贵州建筑地基基础设计规范》（DB22/45-2004）；8、《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）等相关规范规定要求。 第47页贵州大学毕业论文（设计）第二章场地工程地质条件2.1气候条件该地区属北亚热带温凉湿润季风气候，水热资源适中。平均日照时数1391.10小时，年平均气温105—15.0℃，一月平均气温17——4.3℃，七月平均气温17.6——24.9℃，稳定通过10℃的有效积温2544.6—4617.1℃；年平均降水量848.6—1394.4毫米，月变率大，70%左右的降水量集中在5至9月。全年无霜期220-260天。主要灾害性天气是低温、“两旱”、“两寒”、冰雹、大风、暴雨等每年都有发生。2.2地形地貌仓库所在区域地貌类型为溶蚀缓丘、沟谷边缘的斜坡地貌。该项目位于一山坡上，场地内最低点高程1491.00m，山顶最高点高程1516.18m，山体高差25.18m，山体自然坡度约为15°。仓库及其四周消防通道所在区域原始地面高程为1493.00m-1507.00m。目前正在对仓库及其四周消防通道进行场平开挖，开挖边界距用地红线1.5m沿用地红线进行放坡。开挖后形成的人工边坡长82m，高1.50m-21.20m。边坡四周无重大构建筑物存在，场地四周无大规模人类活动破坏。2.3地质构造据据1977年一零八地质队绘制《毕节幅1:20万地质图》及区域地质资料，拟建物场区位于扬子准地台黔北台隆复杂构造变形区，毕节向斜西北翼，构造变形复杂，无断层通过，地质构造稳定性良好。下伏基岩为三迭系中统关岭组（T2g）之灰黄、灰色薄-中厚层泥质白云岩，岩层产状为140°∠46°，层面间无泥化夹层充填，结合程度很好，为稳定岩层。 第47页贵州大学毕业论文（设计）2.4地震平场后场地覆盖层硬塑、可塑、软塑红粘土为主，为软弱土。下伏基岩为稳定岩石类型。覆盖层厚度大于5.0m，场地类型为Ⅱ类场地，属场地抗震一般地段。毕节市抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速值为0.05g，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.35s，设计应按相关规定设防。2.5地层岩性根据本次钻探资料，场地内耕土、硬塑红粘土由于场平开挖而清除，故坡顶局部分布硬塑红粘土，岩土构成较为简单，从上至下依次有以下岩土体：1）红粘土（Qdl+el）：褐黄色，结构稍密，质纯，细腻，网纹状裂隙发育，呈硬塑、可塑、软塑状态，分布于场区大部分地段，厚度不均匀。仓库建设场地厚度为0.60m-8.00m，整个边坡坡体为红粘土组成，厚度均匀，厚度为14.00m-18.00m。2）基岩：中风化基岩：三迭系中统关岭组（T2g）之灰黄、灰色薄-中厚层泥质白云岩，泥晶结构，岩体节理裂隙发育，灰黄色铁质浸染，岩芯呈短柱状、柱状。岩芯采取率一般在60％，RQD值在40-50％之间。岩石单轴抗压强度标准值frk=32.61Mpa，为较硬岩，岩体完整程度为较破碎，岩体质量等级为Ⅳ类。在基岩面有少量的强风化物，为碎砂状，多数厚度0.00～1.00m，其中ZK13处厚度为11m。2.6水文地质条件本次施工过程中所有钻孔孔无涌水现象，钻探结束后钻孔内统一地下水测量结果，所有钻孔均为干孔，据此判定场地地下水位埋深大于20m，另据1:20万毕节幅区域水文地质普查报告可知，区内地下水水位变幅在2~3m，场区附近未发现常年性水体，没发现泉点。场地地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水，水量微小，主要受大气降雨补给影响。由此可知，拟建工程地下室及基础底面均位于地下水以上，地下水对拟建工程无影响。建议不考虑地下室的抗浮设计。 第47页贵州大学毕业论文（设计）2.7岩溶发育特征经过现场39个孔的钻探作业，只有钻孔ZK10遇见溶洞（裂隙），见洞率2.5%，基岩高低起伏较大，多数为2-5m，根据《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46—2004）7.1.3，场地为岩溶中等发育区。其岩溶发育情况统计如下表1：表1岩溶发育情况统计表钻孔编号土层厚度岩层顶板厚度溶洞顶底高程充填情况ZK105.70m1.80m1486.50-1484.001482.70-1481.40软塑粘土充填2.8不良地质现象拟建场地原始地形为自然稳定斜坡，无大型滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害存在，场地内及附近无活动性断层，不良地质现象不发育。 第47页贵州大学毕业论文（设计）第三章边坡岩土体物理力学性质3.1边坡岩土体参数3.1.1红粘土①可塑红粘土（Qdl+el）：根据仓库及其边坡取的15件土样做出的土工试验报告资料，其中8件为呈可塑状态，经数理统计后，物理力学指标见表2：表2可塑红粘土室内试验主要指标统计表指标单位区间值平均值标准差变异系数修正系数标准值含水率ω%48.50-73.6057.03重度γKN/m315.90-17.4016.86比重G2.79-2.842.82孔隙比e01.381-2.1011.630液限ωL%56.80-93.8070.66塑限ωP%30.10-47.8037.43塑性指数IL%26.70-46.0033.24含水比aW0.76-0.850.81内摩擦角φ°2.00-5.303.651.260.350.772.80内聚力CKpa28.90-43.0036.315.950.160.8932.29压缩系数a1-2Mpa-10.37-0.550.43压缩模量ESMpa5.21-6.966.180.640.100.935.75可塑红粘土层地基承载力特征值根据公式fa=Mbγb+Mdγmd+MCCk计算，其中b取值3.00m，d取值0.50m。γ=γm=16.86，查《贵州建筑地基基础设计规范》表4.2.6：Mb=0.05，Md=1.18，MC=3.42，计算得：fa=122.91kpa。②软塑红粘土：根据仓库及其边坡取的15件土样做出的土工试验报告资料，其中7件为软可塑状态，经数理统计后，物理力学指标见表4： 第47页贵州大学毕业论文（设计）表3软塑红粘土室内试验主要指标统计表指标单位区间值平均值标准差变异系数修正系数标准值含水率ω%40.4-69.1052.40重度γKN/m316.10-18.0017.17比重G2.78-2.822.80孔隙比e01.168-1.9511.4969液限ωL%46.60-79.0059.57塑限ωP%26.30-43.0033.14塑性指数IL%17.80-36.0026.43含水比aW0.86-0.930.88内摩擦角φ°1.90-6.003.911.710.440.682.65内聚力CKpa23.60-41.1033.646.750.200.8528.65压缩系数a1-2Mpa-10.35-0.700.50压缩模量ESMpa4.02-6.375.140.800.160.894.55软塑红粘土层地基承载力特征值根据公式fa=Mbγb+Mdγmd+MCCk计算，其中b取值3.00m，d取值0.50m。γ=γm=17.17，查《贵州建筑地基基础设计规范》表4.2.6：Mb=0.04，Md=1.15，MC=3.38，计算得：fa=74.97kpa。③硬塑红粘土：根据可塑、软塑红粘土特征，结合地区经验，重度γ=17.50KN/m3，内摩擦角φ=4°，内聚力C=40KPa，压缩模量ES=8Mpa。fa=154.49kpa。3.1.2中风化泥质白云岩中风化泥质白云岩：根据仓库及其边坡取的16件岩样做出的岩石试验报告资料，经数理统计后，物理力学指标见表5 第47页贵州大学毕业论文（设计）表4岩样室内试验主要指标统计表统计件数重度（KN/m3）湿抗压强度平均值frk（MPa）均方差σ变异系数δ修正系数ψ抗压强度标准值frk（MPa）岩样高径比纵波速度1326.0839.0112.7830.3280.83632.612:13467注：统计时舍去边坡BPK5、ZK18、ZK19孔岩样数据按照建筑地基规范关于选择折减系数ψ时规定，考虑结构面发育、地层产状、组合关系的规律及风化、溶蚀特征，结合毕节地区经验，取ψr为0.1较为符合场地基岩的实际情况，计算式如下：fa=ψr×frk式中：ψr—折减系数frk—岩石饱和单轴抗压强度标准值fa=0.1×32.61=3.26MPa综合上述，结合地基承载力特征值取值经验，建议岩石地基承载力如下：中风化泥质白云岩：fak=3200Kpa。根据地区经验结合中风化岩石试验指标，建议强风化泥质白云岩地基承载力特征值，fak=1000Kpa。根据土样试验结果，该边坡土层稳定性计算参数为：硬塑红粘土：重度γ=17.50KN/m3，内摩擦角φ=4°，内聚力C=40Kpa。根据《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）第82页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取0.9，内聚力修正系数取0.8。修正后内摩擦角φ=3.6°，内聚力C=32Kpa。可塑红粘土：重度γ=16.86KN/m3，内摩擦角φ=2.8°，内聚力C=32.29Kpa。根据《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）第82页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取0.9，内聚力修正系数取0.8。修正后内摩擦角φ=2.52°，内聚力C=25.8Kpa。软塑红粘土：重度γ=17.17KN/m3，内摩擦角φ=2.65°，内聚力C=28.65Kpa。根据 第47页贵州大学毕业论文（设计）《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）第82页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取0.9，内聚力修正系数取0.8，修正后内摩擦角φ=2.39°，内聚力C=23Kpa。中风化泥质白云岩：根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）表4.5.1的有关规定，内摩擦角φ=18°，内聚力C=50Kpa，重度γ=26.08KN/m33.2边坡岩土体参数的确定由于边坡已开挖成型，目前处于临界稳定状态，由此可判定取土样时可能受到扰动破坏，导致试验结果偏小，根据现场的试验成果，结合依据现状反算的结果，综合确定边坡岩土体参数指标如下：①、硬塑红粘土：重度γ=17.50KN/m3，内摩擦角φ=6°，内聚力C=55Kpa。②、可塑红粘土：重度γ=16.86KN/m3，内摩擦角φ=4.5°，内聚力C=40Kpa。③、软塑红粘土：重度γ=17.17KN/m3，内摩擦角φ=4°，内聚力C=30Kpa。④、中风化泥质白云岩：重度γ=26.08KN/m3，内摩擦角φ=18°，内聚力C=80Kpa。 第47页贵州大学毕业论文（设计）第四章边坡稳定性分析4.1边坡稳定性分析4.1.1定性分析从开挖面和勘察成果得出，该边坡为土质边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。根据放坡条件将整个边坡分为A-B段、B-C段、C-D段。A-B段、C-D段消防通道边线距用地红线较远，具备足够放坡条件；B-C段消防通道边线距用地红线较近，不具备放坡条件。其边坡坡体为硬塑、可塑红粘土，软塑红粘土，为土质边坡。根据边坡周边放坡条件，将边坡分为A-B、B-C、C-D段。A-B段位于仓库南侧，为土质边坡，具有足够的放坡条件，边坡体基岩面水平，高7.8-14.8m。B-C段位于仓库东侧，为土质边坡，距地红线较近，不具备放坡条件，边坡体基岩面起伏，约35°，高6.0-15.5m。C-D段位于仓库北侧，为土质边坡，具有足够的放坡条件，边坡体基岩面水平，高9.5-20.2m。4.1.2边坡可能的失稳模式（1）AB段：拟建仓库南侧（AB段）坡面土体厚度7.8-14.8m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为主。（2）BC段：拟建仓库东侧（BC段）坡面土体厚度6.0-15.5m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为主。（3）CD段：拟建仓库北侧（CD段）坡面土体厚度9.5-20.2m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为主。 第47页贵州大学毕业论文（设计）4.2边坡稳定性定量计算4.2.1边坡稳定性分析原则滑坡稳定性计算的主要内容就是滑坡推力及滑坡安全性系数的计算。目前，计算滑坡推力的方法比较多，应用较多的如瑞典条分法、毕肖普法、传递系数法、分块极限平衡法、简布法等。另外，根据《建筑工程边坡规范》，可以用圆弧滑动法，平面滑动法及折线滑动法。除此之外，利用电脑软件理正对滑坡进行边界模拟，从而对边坡的稳定性进行评价，也是一种目前正在研究的方法。其中圆弧法和折线法是验算山区土层沿岩面滑动最常用的边坡稳定验算方法，本设计就是采用圆弧法和折线法对边坡稳定性计算，此外还用理正软件对边坡进行的简单的模拟，进行对比分析。根据《建筑边坡工程技术规范》，边坡稳定性计算方法，根据边坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定：（1）土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算；（2）对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算；（3）对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算；（4）对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析；（5）当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析进行分析。4.2.2边坡稳定性主要分析方法1）圆弧法圆弧法是边坡极限平衡方法中最早而有最简单的方法，其假定剖面上滑动面为圆弧面，视滑动面上的土体为刚体，并且采用条分法进行计算，按照《建筑工程边坡技术规范》所示，其安全性系数计算公式如下： 第47页贵州大学毕业论文（设计）式中—边坡稳定系数—第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（Kpa）—第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（）—第i计算条块滑动面长度（m）,—第i计算条块地面倾角和地下水位面倾角（）—第i计算条块单位宽度岩土体自重（KN/m）—第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（KN/m）—第i计算条块单位的动水压力（KN/m）—第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（KN/m）—第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（KN/m）—第i计算条块滑动面上的抗滑力（KN/m）1）折线法折线法是我国铁路与工民建等部门在进行边坡稳定验算中经常使用的方法，计算不繁杂，具有方便适用的优点。在滑体中取第i块土条，如图，假定第i-1块土条传来的推力方向平行于第i-1块土条的底滑面，而第i块土条传递给第i+1块土条的推力平行于第i块土条的底滑面。即是说，假定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面。第i块土条承受的各种作用力如图4.1。将各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下：其中： 第47页贵州大学毕业论文（设计）图4.1边坡下滑力计算简图Pi——第i块滑体剩余下滑力；Pi-1——第i-1块滑体剩余下滑力；——第i块滑体的自重；——土条的水平作用力，这里取0；——第i块孔隙应力，这里取0；Ni——第i块滑床反力；——第i块滑体滑面的倾角；、——第i块滑体滑面的抗剪强度指标；——边坡稳定安全系数；——第i块滑体的滑面长度；——传递系数。 第47页贵州大学毕业论文（设计）4.2.3场地边坡分析根据规范要求，边坡稳定性系数要求见表4.1表4.1边坡安全系数表边坡类型安全系数计算方法一级边坡二级边坡三级边坡平面滑动法折线滑动法1.351.301.25圆弧滑动法1.301.251.20由于该边坡地形地貌、地质构造、岩土体构成复杂，且边坡高度高，危及仓库及消防通道的安全，边坡若发生破坏，造成后果很严重，所以定性该边坡为一级边坡，安全系数按Fs=1.30取。同时根据该边坡的地形条件，共计算了三个剖面，分别为AB段的1-1剖面，BC段的2-2剖面，CD段的3-3剖面，具体见附图01。根据之前边坡稳定性分析定性的结果及岩土体参数的性质，本设计采用边坡稳定性分析方法为圆弧法。该边坡的土层情况及参数指标见下表：表4.1边坡土层情况及参数指标表土层编号岩土体名称力学指标内聚力c（KPa）内摩擦角φ（°）重度γ（KN/m3）①硬塑红粘土55617.5②可塑红粘土404.516.86③软塑红粘土30417.174.2.4理正边坡定量分析1）理正软件简介 第47页贵州大学毕业论文（设计）边坡失稳破坏是岩土工程中常遇到的工程问题之一。造成的危害及治理费用均非常可观。因此，客观的、正确的评估边坡稳定状况，是摆在工程技术人员面前的一道难题。为满足工程技术人员的需要，编制了“理正边坡稳定分析”软件。该软件具有下列功能：⑴软件具有通用标准、堤防规范、碾压土石坝规范三种标准，以满足不同行业的要求；⑵软件提供三种地层分布模式（匀质地层、倾斜地层、复杂地层），可满足各种地层条件的要求；⑶软件可计算边坡的稳定安全系数、及剩余下滑力；⑷软件提供多种方式计算边坡的稳定安全系数；⑸软件提供的自动搜索最小稳定安全系数的方法，是理正技术人员研制、开发、应用到软件中，并取得良好的效果。一般情况下，都可以得到最优解。但是对于较复杂的地质条件，建议先指定区域搜索、分不同精度进行分析，逐步逼近最优解，这样才能既快、又准；⑹对于圆弧稳定计算，本软件提供三种方法：瑞典条分法、简化Bishop法、及Janbu法。集三种方法于一体，用户可以根据不同的要求采用不同的方法。用户需要注意的是采用后两种方法计算时，有时不收敛，也是正常的。需要用户调整相关的参数再计算或用第一种方法；⑺软件可同时考虑地震作用、外加荷载、及锚杆、锚索、土工布等对稳定的影响；⑻具有图文并茂的交互界面、计算书。并有及时的提示指导、帮助用户使用软件。该软件可应用于水利行业、公路行业、铁路行业和其它行业在岩土工程建设中遇到的边坡（主要是土质边坡、岩石边坡可参考）稳定分析。2）软件操作流程 第47页贵州大学毕业论文（设计）3）理正定量计算（1）AB段边坡：选择该边坡段的1-1＇剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为14.8m，因此边坡在1-1＇剖面处危险性最大，该剖面图见附图03，边坡稳定性分析借助理正软件5.6版，采用圆弧滑动简布（Janbu）法，将上面各参数带入，计算结果如下：[计算简图]图4.2AB段稳定性计算简图[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 第47页贵州大学毕业论文（设计）[坡面信息]坡面线段数4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数11.1806.050025.8003.280035.2502.900045.0101.3200[土层信息]坡面节点数5编号X(m)Y(m)00.0000.000-11.1806.050-26.9809.330-312.23012.230-417.24013.550附加节点数6编号X(m)Y(m)1-1.057-0.1252-1.015-1.90037.250-1.395417.240-0.323517.2401.878617.2409.850不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号117.50020.000---(-2,6,-4,)216.86020.000---(0,1,2,3,5,6,-2,-1,)317.17020.000---(3,4,5,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)155.0006.00010.00025.000240.0004.50010.00025.000330.0004.00010.00025.000区号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------2------------3------------ 第47页贵州大学毕业论文（设计）不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Janbu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:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果图]图4.3AB段稳定性计算结果图总的下滑力=949.212(kN)总的抗滑力=1144.241(kN)土体部分下滑力=949.212(kN)土体部分抗滑力=1144.241(kN)最不利滑动面:滑动圆心=(-0.440,21.045)(m)滑动半径=21.050(m)稳定安全系数=1.205小结：通过用理正分析软件对该AB断面分析得知，所算出的稳定安全系数 第47页贵州大学毕业论文（设计）1.205<1.30,小于规范要求，故AB段边坡处于不稳定状态，须进行支护措施。（2）BC段边坡：选择该边坡段的2-2′剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为17.5m，因此边坡在2-2′剖面处危险性最大，该剖面图见附图04，边坡稳定性分析借助理正软件5.6版，采用圆弧滑动简布（Janbu）法，将上面各参数带入，计算结果如下：[计算简图]图4.4BC段稳定性计算简图[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4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数10.8706.340027.5007.960034.1604.430045.0001.2400[土层信息]坡面节点数5编号X(m)Y(m)00.0000.000 第47页贵州大学毕业论文（设计）-10.8706.340-28.37014.300-312.53018.730-417.53019.970附加节点数4编号X(m)Y(m)113.5604.220217.5004.600317.5005.840417.50015.000不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号117.50020.000---(-2,4,-4,-3,)216.86020.000---(0,1,3,4,-2,-1,)317.17020.000---(1,2,3,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)16.00055.00010.00025.00024.50040.00010.00025.00034.00030.00010.00025.000区号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------2------------3------------不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Janbu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:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果图] 第47页贵州大学毕业论文（设计）图4.5BC段稳定性计算结果图总的下滑力=1020.679(kN)总的抗滑力=877.367(kN)土体部分下滑力=1020.679(kN)土体部分抗滑力=877.367(kN)最不利滑动面:滑动圆心=(-5.205,33.855)(m)滑动半径=34.253(m)稳定安全系数=0.706小结：通过用理正分析软件对该BC断面分析得知，所算出的稳定安全系数0.728<1.30，小于规范要求，故BC段边坡处于不稳定状态，须进行支护措施。（3）CD段边坡：选择该边坡段的3-3′剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为20.2m，因此边坡在3-3′剖面处危险性最大，该剖面图见附图05， 第47页贵州大学毕业论文（设计）边坡稳定性分析借助理正软件5.6版，采用圆弧滑动简布（Janbu）法，将上面各参数带入，计算结果如下：[计算简图]图4.6CD段稳定性计算简图[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4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数11.3306.030024.4404.000035.3204.320045.1301.3500[土层信息]坡面节点数5编号X(m)Y(m)00.0000.000-11.3306.030-25.77010.030-311.09014.350-416.22015.700附加节点数6编号X(m)Y(m) 第47页贵州大学毕业论文（设计）1-1.000-0.1302-1.000-2.8403-1.000-5.430416.160-3.200516.1600.294616.16010.170不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号117.50020.000---(-2,6,-4,-3,)216.86020.000---(0,1,2,5,6,-2,-1,)317.17020.000---(2,3,4,5,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)155.0006.00010.00025.000240.0004.50010.00025.000330.0004.00010.00025.000区号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------2------------3------------不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Janbu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:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果图] 第47页贵州大学毕业论文（设计）图4.7CD段稳定性计算结果图总的下滑力=942.587(kN)总的抗滑力=844.154(kN)土体部分下滑力=942.587(kN)土体部分抗滑力=844.154(kN)最不利滑动面:滑动圆心=(-3.964,25.233)(m)滑动半径=25.543(m)稳定安全系数=0.921小结：通过用理正分析软件对CD段断面分析得知，所算出的稳定安全系数0.921<1.30，小于规范要求，故CD断面处于不稳定状态，须进行支护措施。4.2.5边坡稳定性评价通过按理正软件分析方法，定性与定量分析，知本边坡中采用稳定安全系数要求为Fs=1.3，该三段剖面的结果均小于安全系数，说明AB,BC,CD段边坡处于不满足规范要求的稳定状态，需要进行支护。 第47页贵州大学毕业论文（设计）第五章边坡支护方案5.1边坡支护设计原则边坡设计要解决的根本问题是在边坡的稳定性与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡满足稳定性和可靠性的要求。边坡处理的常用措施有：放缓边坡、支挡、加固、预应力锚索（锚杆）加固、防护及排水，一方面这些措施并不是孤立来使用，往往是两种或两种以上措施一起使用，从而使边坡的设计更加稳定和经济：另一方面，边坡处治方案主要取决于地层的工程性质、水文地质条件、荷载的特性、使用要求、原材料的供应和施工技术条件等因素。因此，边坡支护方案的原则是：1)设计必须充分保证边坡本身及边坡周边环境的安全；2)在保证边坡安全的前提下，进行多种支护方案的技术经济分析论证；优化设计方案，尽量减少支护工程量，以达到尽可能降低工程造价的目的；3)设计不仅考虑支护工程施工的可行和方便，还应兼顾后续工程如路面施工的可行、方便；4)设计应考虑方便信息化施工，便于边坡监测和变形控制。5)本边坡重要性为一级，为永久性边坡。5.2边坡支护形式简介（1）锚杆一般为拉力型，适用于岩质边坡﹑土质边坡等。采用锚固技术使用边坡岩土形成一个复和整体，增加边坡的稳定性，并改善和提高滑动面的抗滑性能；即使不在不利的自然条件下，也能有效地保证施工和使用安全，较之其他防护工程技术，使用锚固技术比喷浆具有更高的稳定性和耐久性，在易于出现严重病害的岩土边坡整治中具有较高的应用价值。锚固技术的使用能降低工程造价，缩短工期，并能在工程完工后，不需要花费大量人力﹑物力来养护维修，在耐久性和稳定性方面一次到位，给工程建设带来巨大的经济效益。 第47页贵州大学毕业论文（设计）（2）抗滑桩抗滑桩是深入土层的柱形构件,边坡治理工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,而使边坡保持稳定或平衡。抗滑桩作为加固滑坡体的一种有效措施，在土质边坡防治过程中广泛运用。在土质边坡中，抗滑桩一方面可以防止坡体的滑移，另一方面又向其周围土体施加主动土压力。从受力角度来看，抗滑桩由于被动地承受来自移动岩土体的压力，因而属于被动桩，并和岩土体共同构成复杂的受力体系。一般情况下，在滑体适当位置设置一排抗滑桩就可以加固滑体；若滑体规模比较大，则设置一排抗滑桩须很大断面，成本偏高，可考虑设置两排或者是三排抗滑桩。（3）重力挡土墙重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片(块)石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单、施工方便，可就地取材、适应性强，因而应用广泛。由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定，因此墙身断面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙过高，材料耗费多，因而亦不经济。当地基较好，墙高不大，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。（4）锚杆挡土墙锚杆挡土墙的特点是：(1)结构质量轻，使挡土墙的结构轻型化，与重力式挡土墙相比，可以节约大量的圬工和节省工程投资；(2)利于挡土墙的机械化、装配化施工，可以减轻笨重的体力劳动，提高劳动生产率；(3)不需要开挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困难，并利于施工安全。但是锚杆挡土墙也有一些不足之处，使设计和施工受到一定的限制，如施工工艺要求较高，要有钻孔、灌浆等配套的专用机械设备，且要耗用一定的钢材。锚杆挡土墙一般适用于岩质路堑地段，但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。 第47页贵州大学毕业论文（设计）（5）预应力锚索格构梁预应力锚索格构梁是我国开始应用的一种新型抗滑支挡结构，其在边坡治理工程中有着广泛的应用。预应力锚索格构梁技术是一种采用抗拉强度高的柔性材料锚固于稳定的岩土体内，充分利用和提高岩土自身强度和自稳能力来加固不稳定岩土体的工程措施。其对被锚固岩土体的扰动小，维持了岩土体原有的结构。格构锚固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋砼或预制预应力砼进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施。格构技术应与美化环境结合，利用框格护坡，并在框格之间种植花草，达到美化环境的目的。同时，应与市政规划、建设相结合，在防护工程前沿，可规划为道路、广场或其他建设用地，在护坡工程体内，可预留管网通道。根据滑坡结构特征，选定不同的护坡材料：(1)当滑坡稳定性好，但前缘表层开挖失稳，出现坍滑时，可采用浆砌块石格构护坡，并用锚杆固定。(2)当滑坡稳定性差，且滑坡体厚度不大，宜用现浇钢筋砼格构+锚杆(索)进行滑坡防护，须穿过滑带对滑坡阻滑。(3)当滑坡稳定性差，且滑坡体较厚，下滑力较大时，应采用砼格构+预应力锚索进行防护，并须穿过滑带对滑坡阻滑。（6）坡率法在边坡设计中如果通过可以控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡自身达到稳定的边坡设计方法.这是一种比较经济,施工方便人工边坡的处理方法,适用于岩层,塑性粘土和良好砂性土中,并要求地下水位低,放坡开挖时具有足够的场地。坡率法可与锚杆（杆）锚喷支护等联合使用。（7）土钉墙土钉墙是在土质或者破碎软弱岩质边坡中设置钢筋土钉，靠土钉拉力维持边坡稳定的挡土结构。土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置，通过岩土界面抗剪强度向土体提供抗拉强度，而土钉之间的岩土变形通过钢筋网喷射混凝土面板进行约束。土钉墙结合了锚杆挡墙和加筋土挡墙的优点，用于挖方边坡工程，与其他挡土技术和支护类型相比，有如下优点：①施工的及时性。②结构轻巧、有柔性，可靠度高。③施工机具轻便简单、灵活、所需场地小、工人劳动强度低。④材料用量小，自身成本费用较低。 第47页贵州大学毕业论文（设计）此外，边坡支护还出现了其它新的形式。另外，边坡的加固技术还有格构加固﹑加筋加固﹑注浆加固等。5.3边坡支护及其方案从经济及技术上综合考虑，在保证边坡安全、施工技术可行、节省造价的前提下，制定最优的支护方案，针对本工程的边界条件，该边坡的A-B、B-C、C-D段支护方案具体如下：5.3.1A—B段断面支护设计方案按稳定性分析得知，该段边坡的稳定安全系数为1.205<1.30，因此，欠稳定，需支护。该段边坡为土质边坡，边坡最大高度为14.80m，土层为红粘土，基岩面为中风化泥质白云岩，属稳定岩层。由于本段距用地红线较远，具备放坡条件。根据上述的边坡支护形式的适用条件和优劣性，结合该边坡段的实际情况，故采用支护设计方案为：坡率法+挂网喷射混凝土面层支护。由于边坡具有足够的放坡条件，根据《建筑边坡工程技术规范》及该边坡的情况，对该边坡下部按1:0.5的放坡比例进行放坡。此时用理正岩土计算软件计算该边坡的稳定安全系数如下：[计算简图]图5.1AB断面放坡计算简图[控制参数]:采用规范:通用方法 第47页贵州大学毕业论文（设计）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4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数11.1802.300025.8003.280035.2502.900045.0101.3200[土层信息]坡面节点数5编号X(m)Y(m)00.0000.000-11.1802.300-26.9805.580-312.2308.480-417.2409.800附加节点数6编号X(m)Y(m)1-1.057-0.1252-1.015-1.90037.250-1.395417.240-0.323517.2401.878617.2409.850不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号117.50020.000---(-2,6,-4,)216.86020.000---(0,1,2,3,5,6,-2,-1,)317.17020.000---(3,4,5,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)155.0006.00010.00025.000240.0004.50010.00025.000330.0004.00010.00025.000区号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值 第47页贵州大学毕业论文（设计）1------------2------------3------------不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Janbu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:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果]稳定安全系数=1.900用理正岩土计算软件计算安全系数为1.900>1.30，满足规范要求，该边坡下段按1:0.5放坡后该土坡为稳定状态。防止雨水冲刷和坡脚开挖等不稳等因素，消除安全隐患，采用挂网喷射混凝土对边坡进行坡面防护，以保证人的生命安全。喷射混凝土强度为C25，厚度100mm，双层网筋，超过坡顶3m。坡顶修建截水沟，坡脚修建排水沟。其具体设计方案见附图06、07、08、09。5.3.2B—C段断面支护设计方案按稳定性分析得知，该段边坡的稳定安全系数为0.728<1.30，因此，欠稳定，需支护。该段边坡为土质边坡，边坡最大高度20m，土层为红粘土，基岩面为中风化泥质白云岩，属稳定岩层。由于本段边坡距用地红线比较近，不具备放坡条件。根据上述的边坡支护形式的适用条件和优劣性，结合该边坡段的实际情况，故采用的支护设计方案为：锚索+格构梁支护。（1）B—C段断面锚索计算方法及过程1、最优锚固角最优锚固角一般通过技术经济综合分析，按单位长度锚索提供抗滑增量最大时的锚索下倾角为最优锚固角。另一种方法是从锚索受力最佳来考虑，按以下经验公式计算最优锚固角β：。 第47页贵州大学毕业论文（设计）规范规定锚索设计下倾角为15°～35°。表5.1最优锚固角由上式得=15.25°，本设计中取=15°。2.确定锚索钢绞线规格表5.2国标7丝标准型钢绞线参数表公称直径(mm)公称面积(mm2)每1000m理论重量(kg)强度级别(N/mm2)破坏荷载(kN)屈服荷载(kN)伸长率(%)　70%破断荷载1000h的松弛(%)9.554.8432186010286.63.52.511.174.258018601381173.52.512.798.777418601841563.52.515.2139110118602592203.52.5据上表，设计本边坡段采用1×7标准型、直径15.2mm、公称抗拉强度1860MPa、截面积139mm2钢绞线，每根钢绞线极限张拉荷载Pu为259KN，屈服张拉荷载Py为220KN。3、锚索设置位置确定锚索设计中自由段伸入滑动面长度不应小于1m，本工程一般取为1.5m，满足要求。锚索布置在滑坡前缘。4、锚索间距及设计锚固力的确定采用预应力锚索治理滑坡时，锚索提供的作用力主要有沿滑动面产生的抗滑力，及锚索在滑动面产生的法向阻力，对加固厚度较大的土质边坡，锚索在滑动面产生的法向阻力应进行折减，折减系数λ按0.6考虑。设计锚固力=1020.679[0.6sin（32°+15°）tan4.5°+cos（32°+15°）]=1275.7KN/m 第47页贵州大学毕业论文（设计）设计锚索间距3m，锚设计7排预应力锚索，每孔锚索设计锚固力为：Pt1=3x1275.7/7=465.7KN根据每孔锚索设计锚固力Pt和所选用的钢绞线强度，计算整治每延米滑坡每孔所需锚索钢绞线的根数n，取安全系数Fs1=1.8，则=1.8x465.7/259=3.23根，为安全起见，该处单孔锚索钢绞线取4根。5、锚固体设计计算设计采用锚索钻孔直径dh=0.13m，单根钢绞线直径d=0.0152m；注浆材料用M35水泥砂浆，锚索张拉钢材与水泥砂浆的极限黏结应力τu=3400kPa(查表M35水泥砂浆与螺纹钢筋、钢绞线之间粘结强度设计值τu=3400)；锚索锚固段置于弱风化的较硬岩中，锚孔壁对砂浆的极限剪切应力τ=760KPa(查表得：岩石属于较硬岩，在550～900KPa间取值)。锚索锚固段设计为枣核状，锚固体设计安全系数Fs2=2.5。（1）按水泥砂浆与锚索张拉钢材黏结强度锚固段长度lsa=2.5x465.7/3x3.14x0.0152x3400=2.40m（2）按锚固体与孔壁的抗剪强度确定锚固段长度la=2.5x465.7/3.14x0.13x760=3.75m。锚索的锚固段长度采用lsa和la中的最大值3.75m，规范规定岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m,且不宜大于8m(对预应力锚索)，所以根据规范要求取为4m.。2、B—C断面格构设计与计算格构锚固结构是一种复合抗滑护坡结构,它利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土格构梁进行坡面防护,同时由于格构梁与坡面接触面较大,与格构梁相连接的锚杆或锚索进行深层加固的效果很好,使得格构锚固结构既能保证深层加固又可兼顾浅层护坡。另外格构锚固结构可以与绿化防护措施相结合,比如在格构框架内植草,在稳固边坡的同时,还起到绿化边坡环境的作用。因此格构锚固结构是一种很有发展前途的抗滑护坡结构。 第47页贵州大学毕业论文（设计）1、格构梁设计步骤根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索分布及不同高度的锚索设计锚固力，然后计算格构的内力。为了方便，将格构看作柱下交叉条形基础，然后再把荷载向两个方向分配。　　按上述计算求得格构梁的荷载后，便可计算格构梁的内力，并按受弯构件考虑来验算格构梁的强度和进行配筋计算。假设计算获得的格构梁的最大弯矩为，截面尺寸为：b、h；截面相对受压区高度为，截面有效高度为h0。下面简要介绍配筋计算。计算配筋率最大配筋率；最小配筋率为中的较大值。验算双筋的可能性　　如果，按单筋截面进行设计；否则按双筋截面进行设计。单面配筋计算受压区高度：配筋截面积：。配筋率：，配筋率应满足要求。配筋纵向受力钢筋按计算设置，箍筋按照计算或者构造配置。2、现浇钢筋混凝土格构设计计算格构形式的确定：根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构、现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构。目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现浇钢筋混凝土格构，格构的常用型式有4种：方型、菱型、人字型、弧型。本工程荷载比较大，故选取现浇钢筋混凝土格构。方型和菱型格构水平间距均应小于5.0m，人字型和弧型格构水平间距均应小于4. 第47页贵州大学毕业论文（设计）5m。钢筋混凝土格构断面设计应采用简支梁法进行弯矩计算，并采用类比法校核。一般断面高×宽不小于300mm×250mm。格构纵向钢筋应采用,14以上直径的HRB335级螺纹钢筋，箍筋应采用,6以上直径的钢筋。格构混凝土强度等级不应低于C25号。现浇钢筋混凝土格构护坡的坡面应平整，坡度一般不大于70°。如果是整体稳定性差或下滑力较大的滑坡时，应采用预应力锚索进行加固。并且每隔10～25m宽度设置伸缩缝，缝宽2～3cm，填塞沥青麻筋或沥青木板。同时为了美化环境和防护表层边坡，在格构间应培土植草。（1）锚固荷载的确定：利用上面的锚索每孔设计锚固力T=465.7KN，按均布荷载计算，为了保证锚索在超张拉或边坡变形过程中格构梁的安全，在计算中将T乘以1.2的系数进行计算，得出锚固荷载186.28kN具体见下图图5.2荷载分布图（1）格构梁配筋计算由上知：模型为有均不荷载的简支梁，最大弯矩为kN/m正截面配筋计算：钢筋混凝土保护层厚度为35mm，钢筋采用级钢筋；永久荷载分向系数为1.35，结构重要系数为1.0，初步拟定格构梁截面尺寸为250×500mm，采用混凝土强度等级为C40，HRB335型钢筋。考虑环境类别为一类。，=500-35=465mm=2960kN>M*1.35=209.57*1.35=283kN 第47页贵州大学毕业论文（设计）由于弯矩不是很大，假定受拉钢筋放一排，故按单筋矩形截面受弯构件计算其配筋；由可以0.946=1415故选用41520验算适用条件：1.3%>0.28%同时，0.215%由上面计算，都满足最小配筋率。故格构正截面配筋为4。斜截面配筋计算:1）剪力最大值为=249.3kN2）验算截面尺寸，属厚腹梁。555kN>249.3则截面符合要求。3）验算是否需要按计算配置箍筋139kN 第47页贵州大学毕业论文（设计）小于V=249.3，故按计算需要配置箍筋。4）桩身只配箍筋以抗剪，不设置弯筋。0.63mm因为V=249.3>=139kN梁高为465，故箍筋最大间距为200（查相关表可知）故箍筋采用0.785mm>0.63mm（可以）配箍率（可以）由上面计算，都满足最小配筋率。故格构箍筋采用其具体设计方案见附图10、11、12、13。5.3.3C—D段断面支护设计方案按稳定性分析得知，该段边坡的稳定安全系数为0.921<1.30，因此，欠稳定，需支护。该段边坡为土质边坡，边坡最大高度为19m。土层为红粘土，基岩面为中风化泥质白云岩。由于本段距用地红线较远，具备放坡条件。根据上述的边坡支护形式的适用条件和优劣性，结合该边坡段的实际情况，故采用支护设计方案为：坡率法+挂网喷射混凝土面层支护。由于边坡具有足够的放坡条件，根据《建筑边坡工程技术规范》及该边坡的情况，对该边坡下部按1:0.5的放坡比例进行放坡。此时用理正岩土计算软件计算该边坡的稳定安全系数如下：[计算简图] 第47页贵州大学毕业论文（设计）图5.3CD断面放坡计算简图[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4坡面线号水平投影(m)竖直投影(m)超载数11.3302.500024.4404.000035.3204.320045.1301.3500[土层信息]坡面节点数5编号X(m)Y(m)00.0000.000-11.3302.500-25.7706.500-311.09010.820-416.22012.170附加节点数6编号X(m)Y(m) 第47页贵州大学毕业论文（设计）1-1.000-0.1302-1.000-2.8403-1.000-5.430416.160-3.200516.1600.294616.16010.170不同土性区域数3区号重度饱和重度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)力系数编号117.50020.000---(-2,6,-4,-3,)216.86020.000---(0,1,2,5,6,-2,-1,)317.17020.000---(2,3,4,5,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)155.0006.00010.00025.000240.0004.50010.00025.000330.0004.00010.00025.000区号十字板τ强度增十字板τ水强度增长系(kPa)长系数下值(kPa)数水下值1------------2------------3------------不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法:Janbu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:1.000(m)搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:0.500(m)[计算结果]稳定安全系数=1.399用理正岩土计算软件计算安全系数为1.399>1.30，满足规范要求，该边坡下段按1:1放坡后该土坡为稳定状态。防止雨水冲刷和坡脚开挖等不稳等因素，消除安全隐患，采用挂网喷射混凝土对边坡进行坡面防护，以保证人的生命安全。喷射混凝土强度为C25，厚度100mm，双层网筋，超过坡顶3m。坡顶修建截水沟，坡脚修建排水沟。 第47页贵州大学毕业论文（设计）其具体设计方案见附图08、09、14、15。5.4简易施工工艺1、A-B、C-D段施工顺序①采用逆作法，施工顺序为自上而下。应分段分级开挖，分段长度为15m，分级开挖高度为2-3m。开挖平整工作面后立即喷射混凝土底层。施工顺序为：②分级开挖平整工作面→喷射混凝土底层→挂钢筋网→焊接加强筋→喷射混凝土面层；然后再进行下一级开挖和支护施工。③双层网喷时，第二层钢筋网在混凝土喷射覆盖第一层钢筋网后再进行铺设，混凝土的覆盖厚度为30mm。④边坡坡体为红粘土，土钉成孔时严禁采用水冲形式洗孔，建议采用风钻成孔。⑤钢筋网可采用坡面现场绑扎，与加强筋之间采用绑扎，加强筋与锚杆主筋采用焊接。⑥喷射混凝土1d后的抗压强度不应低于5Mpa。2、B-C段施工顺序①清除工作面，使工作面整洁，便于下一步工作，施工顺序为自上而下。②平整工作面→锚索成孔→锚索制作安装→灌浆→补浆→钢筋笼绑扎→浇筑混凝土、锚承台→锚索张拉、封锚；然后再进行下一级开挖和支护施工。③边坡坡体为红粘土，土钉成孔时严禁采用水冲形式洗孔，建议采用风钻成孔。④灌浆应饱满，插筋后再进行二次补灌浆。⑤钢筋笼可采用坡面现场绑扎，与加强筋之间采用绑扎，加强筋与锚杆主筋采用焊接。⑥张拉时灌浆浆体和格构梁混凝土凝固期应达到28天。 第47页贵州大学毕业论文（设计）第六章结论与建议6.1结论（1）贵州省救灾物资储备库毕节仓库边坡为土质的、永久性的边坡，边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。（2）场区地貌属溶蚀缓丘、沟谷边缘的斜坡地貌，边坡地层岩性为红粘土，基岩为中风化泥质白云岩，为稳定岩层。红粘土根据其塑性，从上到下依次为硬塑、可塑、软塑红粘土，其物理力学强度低，为边坡主要不利结构面，受水体入侵等因素影响，边坡不稳定，安全隐患较大。（3）工程区设计基本地震加速度值为0.05g，特征周期为0.35s，抗震设防烈度为II度，属场地抗震一般地段。毕节市抗震设防烈度为6度。工程区地质构造较简单，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.35s，设计应按相关规定设防。（4）根据调查，场地内及场地附近无常年地表水体存在。在降雨期间，降雨将形成短期地表水体，对坡体产生冲刷和其他不利作用。场地地下水埋深低于拟开挖与支护施工无影响。（5）场区位于扬子准地台黔北台隆复杂构造变形区，毕节向斜西北翼，构造变形复杂，无断层通过，地质构造稳定性良好。（6）根据该拟建边坡的工程地质条件，借助理正软件5.6版边坡稳定性分析模块，采用圆弧滑动简布（Janbu）法进行稳定性分析计算，得出拟建三段边坡的滑动安全系数，其小于规范要求的安全系数为1.30，拟建边坡处于不稳定状态。（7）对各种常见的支护设计方案进行对比，考虑场地工程地质条件、工程进度要求及场地周围环境等情况，以及各种支护方案的适用条件和优劣性，AB、CD段采用最合适的坡率法结合挂网喷射混凝土，CD段采用锚索格构梁进行支护。因此，本次设计方案以提高边坡稳定性、确保工程建筑安全、降低工程造价为目的。治理方案以“清理、支挡、坡面防护、恢复排水”等措施为主，采用锚索抗滑，支护护坡，混凝土加固加高挡墙，增设排水系统，形成“挡、护、排”综合治理方案。 第47页贵州大学毕业论文（设计）6.1建议（1）边坡支护设计的边界条件影响因数很多。如：地表水、地下水、施工季周边荷载等都有可能改变地质条件，因此，需要对该边界条件的长期观测。（2）当发现地质条件和设计边界条件有异常情况时，及时通报监理、设计及业主单位，进行相应的设计变更修改。（3）施工单位应做好高边坡的专项施工方案和安全应急预案，确保施工的质量和安全。（4）应该不定时地清除截排水沟中的淤泥，以免截排水设施起不到应有的作用。（5）边坡范围内应建立有效排水系统及泄水孔。（6）本边坡为永久性边坡，监测的时间至少3年并做好监测报告。 第47页贵州大学毕业论文（设计）参考文献（1）GB50021-2001，岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社，2001.（2）GB50330-2002，建筑边坡工程技术规范[S].（3）赵明阶，何光春，王多垠，边坡工程处治技术[M].人民交通出版社.2003.（4）工程地质手册编写委员会，《工程地质手册》(第四版).北京：中国建筑工业出版社，2007.（5）GB50086-2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范[S]，中国建筑工业出版社.（6）GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S]，中国建筑工业出版社.（7）GB50086-2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范，北京计划出版社，2001；（8）DB22/46-2004，建筑岩土工程技术规范，贵州省地方标准.（9）贵州大学本科毕业论文（设计）工作指南[M].贵阳.贵州大学教务处.2008.（10）尉希成，支挡结构设计手册[M].人民交通出版社，2004.（11）卢廷浩主编，《土力学》第二版.河海大学出版社，2005. 第47页贵州大学毕业论文（设计）致谢转眼间时间已到了2012年6月份，这又是一个毕业的季节。不同的是，今年的毕业季中有我以及相伴我走过四年的同学们。回首大学者四年里，自己不仅仅留下了岁月的痕迹，也拥有许多美好的回忆，也成长了许多。当然，这四年里也积淀了一些为今后走向社会的必需品。大学四年的所获所得都与老师们的细心指导和同学们的无私帮助息息相关，想到即将与相处四年的同学和老师们分开，心中不免有依依不舍之情。本次毕业设计是大学期间的最后一次作业，也是一次综合性的作业。本次设计对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。在本次毕业设计过程中，使我学到了很多东西。通过查阅各种相关资料文献让我学会了如何发现问题，分析问题，解决问题的基本途径和方法。由于我的知识、能力有限，在这短暂的几个星期时间里，所做的设计和工作还有很多不足，望各位老师不吝给予批评指正，我一定学习改正。本次设计能够顺利完成，是在我的导师褚学伟老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。而且，我要感谢我的母校，是她为我提供了学习知识的土壤，使我在这里茁壮成长；其次我要感谢资源与环境工程学院的老师们，尤其是丁坚平、陈丽霞老师、段先前老师、邹昆老师、高岩老师、綦娅老师等老师他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；更要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的褚学伟老师，每有问题，老师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我所在的实习单位贵州省建筑工程勘察院一公司的领导和各位师兄，谢谢你们在实习期间给予我的关怀和帮助，让我在工作方面有了进一步的了解；还要感谢我身旁同学们的热心无私的帮助，使我感受到了来自兄弟姐妹的情谊，希望你们日后取得更大的进步，希望我们的友谊天长地久。此外，感谢我的家人，在这二十多年对我巨大的支持，今后，我将以优异的学习成绩、出色的工作业绩来回报你们给予的支持，祝愿你们永远的健康快乐。最后，感谢评阅、评议的各位专家、教授、老师感谢你们在百忙之中给予的指导和意见，谢谢！ 第47页贵州大学毕业论文（设计）附录01图仓库建筑总平面图02图仓库边坡平面图03图AB段边坡稳定性分析剖面图04图BC段边坡稳定性分析剖面图05图CD段边坡稳定性分析剖面图06图AB段支护立面图07图AB段支护剖面图08图截、排水沟大样图09图网钢筋片大样图10图BC段支护立面图11图BC段支护剖面图12图锚索大样图13图格构梁配筋大样图14图CD段支护立面图15图CD段支护剖面图'