土木工程专业毕业论文--某高速公路边坡支护设计

土木工程专业毕业论文--某高速公路边坡支护设计内容摘要：

土体的自身强度和自稳能力，因而能大量节约建筑材料和工程投资。 (2) 主动抗衡。 锚索安装后即能提供足够的抗力，有效的限制岩土体的位移。 (3) 改善岩土体的应力状态，能有效控制岩土体及工程结构的变形，增强了岩土工程的稳定性，并能使较弱结构面上或滑移面上的抗剪强度得以提高，同时能保证工程的长期稳定性。 (4) 锚固力的作用点和作用方向可以根据需要选取，从而获得最佳的稳定效果。 (5) 在深基坑开挖工程中使用锚索可免去大量支撑，节约工作量，给机械化 施工创造了良好条件。 2： 格构锚固结构 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。 近年来我国也开始推广应用格构锚固结构措施。 第 3 页 3： 预应力锚索格构梁 预应力锚 索格构梁，是近 十余 年来我国开始应用的一种新型抗滑支挡结构。 1993 年在深圳市罗沙公路西岭山大开挖引起的滑坡治理中较早地应用了这一结构，继这一成功实例之后，深圳市进行大规模的推广和应用，以后逐渐推广到公路 、 铁路边坡灾害的治理中，自 2020 年以来，预应力锚索格构梁在三峡库区边坡灾害治理中得到了广泛的应用。 4： 抗滑桩 抗滑桩 是防治滑坡的一种工程建筑物，设于滑坡的适当部位，桩的下段均必须埋置在滑动面以下稳定地层一定深度。 根据抗 滑 桩类型的不同，兼有以下优点： (1) 抗滑能力强，污工数量小，在滑坡推力大、 滑动带深的情况下，能够克服抗滑挡土墙难以克服的困难。 (2) 桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以单独使用，也能与其它建筑物配合使用。 (3) 可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋。 因此，在相同条件下，比一般不能分段布置不同数量钢筋的桩 (如管形桩、打入桩 )要经济。 (4) 施工方便，设备简单。 采用混凝土或少筋混凝土护壁，安全、可靠。 (5) 通过开挖桩孔，能够充接校核地质情况，进而可以检验和修改原来的设计，使之更切合实际。 发现问题，易于补救， 高速公路边坡稳定性分析发展趋势 边坡稳定性 问题及其防护技术是高速公路建设，特别是山区高速公路建设所面临的一个重大问题，而且随着国家基础建设的深入开展而日益凸现出来。 虽然现在已经有不少边坡稳定性分析方法和防护技术，但是随着高速公路向西部山区的延伸，边坡高度的不断增加，遇到的地质问题日益复杂，我们所面临的边坡加固问题也更加复杂，因此边坡工程研究有待进一步深入和完善。 第 4 页 2 工程简介 工程概况 该 边坡支护 路段位于 某 拟建公路 YK230+900～ K231+380 段，全长 480 米，其中YK230+900～ YK230+971 段为填方，最大填方约 19 米； 其余为挖方段，最大挖方高约 20米。 设计汽车荷载：公路－ Ⅰ 级。 路面宽 米。 该边坡为永久性边坡，边坡工程重要性等级为一级。 自然地理 地形、地貌 该边坡地处贵州高原南部山区向广西丘陵过渡的斜坡地带，属构造侵蚀、斜坡地貌，受构造、剥蚀作用较强烈。 挖方路段附近海拔高程 ～ ，相对高差。 填方段相对高差约 19 米。 地形坡度相对较缓。 植被不发育，基岩裸露。 水文、气候 边坡地表水不发育，地表无泉点出露，主要为大气降雨沿低洼部位向路基方向排泄。 局部地段形 成水塘。 边坡 地处亚热 带季风湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑，据独山县气象站 1981～ 1990年气象资料，年平均气温 15℃ ，极端最高气温 ℃ ，最低气温 ℃。 年平均降雨量，多集中在每年的 5～ 8 月间，占全年降雨量的 55～ 60%，平均无霜期 353 天 /年，年平均相对湿度 82%，年平均风速。 工程地质条件 地层岩性 场区内地层主要由上覆第 四系残坡积层（ Qel+dl）亚粘土、杂填土（ Qme）及下伏基岩石炭系下统大塘阶旧司组（ C1d1）炭质 泥岩夹灰岩组成。 地质构造与地震 路段以挤压型的南北向构造为主，该路段处于上司断层之西盘。 场区附近有一断层 （ F）通过。 断层走向约 241176。 ，东盘为旧司组（ C1d1）炭 质泥岩夹灰 第 5 页 岩地层，岩层 产状 120176。 ∠ 12176。 ，断层西盘为上司组（ C1d2）灰岩夹炭质泥岩地层，岩层产状145176。 ∠ 6176。 断层带宽约 1～ 10 米。 受断层影响、场地岩体节理裂隙发育，节理产状： 110176。 ∠ 78176。 、20176。 ∠ 80176。 该段边坡位于断层之东盘，岩层综合产状为 120176。 ∠ 12176。 根据《中国地震动参数区划图》（ GB 183062020）， 地震动峰值加速度系数为 ，场区地震基本烈度为 Ⅵ 度。 岩土构成 (1) 覆盖层 亚粘 土（ Qel+dl）：黄色、褐黑色，含少量灰岩、炭质页岩碎块及植物根系。 零星分布于坡体上部位置，厚度变化： 0～。 杂填土（ Qme）：原贵新二级公路施工弃渣，主要成分为灰岩、炭质页岩弃渣堆积，粒径约 1～ 200cm，大小不等。 分布在 YK230+900～ YK230+971 段路基位置，宽约 20～ 60 米，厚约 0～ 19 米，堆积较松散。 (2) 基岩 该边坡下伏基岩石炭系下统大塘阶 旧司组（ C1d1）炭质泥岩夹灰岩组成。 根据地表调绘及物探资 料，按风化程度分为： ① 强风化层 炭质页岩：灰黑色、黑色，岩体切割节理和风化裂隙发育，岩石极软、岩体破碎，风化呈薄片状、土状，岩石极软， 岩体较破碎。 厚 ～ ，全场分布。 灰岩：灰色、中厚层状，透镜状，节理裂隙极发育，岩石风化强烈，岩石较硬、岩体较破碎。 厚 ～ ，全场分 布。 ② 弱风化层 炭质页岩：灰黑色、黑色，岩石节理较发育，岩石较软、岩体较完整。 全场分布。 灰岩：灰色、中厚层状，透镜状，节理裂隙较发育， 较硬，岩体较完整。 全场分布。 水文地质 区内由于下伏 基岩为炭质页岩与灰岩互层，岩石透水性极弱， 地下水 主要为第四系松散 层中的 孔隙水和 基岩风化裂隙水 ， 流量小， 主要为 降雨补给。 水文地质条件较简单。 第 6 页 3 设计思路 主要设计方案思路 本设计为某公路边坡支护设计，在设计之前，首先了解了关于边坡支护的各种方案，从中分析各种方案的优缺点，根据本工程实际边坡支护的发展现状初步选取两种支护方案，我所选取的方案一为锚索加格构梁（地梁）支护，方案二为抗滑桩支护。 经过方案选定之后，进行正式的设计 与 计算。 设计的步骤、过程要符合规范要求，参数的选取要有依据。 计算完成后根据 自己的计算结果绘制相关图纸。 最后进行方案的比选，确定最终的支护方案。 设计依据 资料 [1] GB/T5027998， 岩土工程基本术语标准 [S].中国计划出版社 ， 1998. [2] GB503302020， 公路路基设计规范 (JTG D30—2020)[S]. [3] GB500212020， 岩土工程勘察规范 [S].中国建筑工业出版社 ， 2020 [4] 李海光等 ， 新型支挡结构设计与工程实例 [M].人民交通出版社 ， 2020. [5] 尉希成 ， 支挡结构设计手册 [M].人民交通出版社， 2020. [6] 长江三峡库区滑坡防治工程设计与施工技术规范 [DB].2020. [7] GB/T52241995，预应力混凝土用钢绞线 [S].中国标准出版社 .1996. [8] 袁聚云，基础工程设计原理 [M]. 同济大学出版社 .2020. [9] 郑颖人，陈祖煜，王恭先等，边坡与滑坡工程治理 [M].人民交通出版社 .2020. [10] GB500862020， 锚杆喷射混凝土支护技术规范 [S]，中国建筑工业出版社 . [11] GB500102020， 混凝土结构设计规范 [S]，中国建筑工业出版社 . [12] 顾 慰慈 ， 公路挡土墙设计 [M].人民交通出版社， . [13] GB503302020， 建筑边坡工程技术规范 [S]. [14] JTJ076－ 95， 公路工程施工安全技术规程 [S].人民交通出版社 .2020. [15] 闫莫明，徐祯祥，苏自约 ， 岩土锚固技术手册 [M].人民交通出版社 .2020. 第 7 页 [16] 黄求顺，张四平，胡岱文 ， 边坡工程 [M].重庆 ， 重庆大学出版社 ， 2020. [17] GBJ5020492， 混凝土结构工程施工及验收规范 [S]. [18] GB/T501042020， 建筑制图标准 [S].中华人民共和国建设部 .2020. [19] 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 .2020. 设计原则 本边坡工程为永久性支护，边坡等级为一级； 采用不平衡传递系数法计算滑坡推力； 设计本着安全、经济的原则进行。 设计参数 表 设计参数 强风化炭质页岩物理力学指标 重度 γ kN/m3 抗压强度MPa 抗剪强度kPa 粘结强度 c kPa 内摩擦角 υ 0 泊松比 μ 30 490 198 31 结构面 物理力学指标 其它 设计参数 粘聚力 c kPa 内摩擦角 υ 0 边坡坡率 安全系数 Ks 10 9 1:1 4 滑坡体稳定性计算 滑坡稳定性计算的主要内容就是滑坡推力的计算，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、詹布法等，其中传递系数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，本设计即采用传递系数法进行边坡稳定性计算。 滑坡推力计算方法 传递系数法又称不平衡推力法，该方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 i1 块土条传来的推力 1iP 方向平 行 于第 i1 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 iP 平行于第 i 块土条的底滑面。 即 第 8 页 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。 将各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下 ： ( c o s s in ) ta n( s in c o s ) [ ]i i i i i i ii i i i i i issc L W U iL QP W Q PKK          其中： i 1 1 1c os( ) ta n sin( ) /i i i i si K           图 Pi——第 i 块滑体剩余下滑力； Pi1——第 i1 块滑体剩余下滑力； iW ——第 i 块滑体的自重； iQ ——土条的水平作用力，这里取 0； iU ——第 i 块孔隙应力，这里取 0； Ni——第 i 块滑床反力； i ——第 i 块滑体滑面的倾角； ic 、 i ——第 i 块滑体 滑面的 抗剪强度指标； sF ——边坡稳定安全系数； iL ——第 i 块滑体的滑面长度； 1i ——传递系数。 第 9 页 滑坡推力计算 YK231+120 断面处的计算 图 YK231+120 断面 潜在滑 动 面示意 图 安全系数 Ks 取为 ，因为滑动面为 平面 ，所以传递系数 Ψi=1，结构面抗剪强度指标：c 为 10kPa， υ 为 9176。 各潜在滑动面层分块依据： 土块分得越多，计算的结果越精确，划分土块 尽量接近规则形状 便于计算。 由公式：1c o s ta n。