长寿污水处理厂三期扩建边坡工程施工图设计设计计算书

长寿污水处理厂三期扩建工程边坡工程施工图设计计算书二0一九年十二月目录1、工程概述 32、设计依据 32.1参考规范、规程 32.2其他资料 33、结构设计标准 44、工程地质条件 44.1气象、水文 44.2地形地貌 44.3地质构造 54.4地层岩性 54.5.水文地质条件 64.6不良地质现象 64.7地下水作用评价 65、破坏模式及边坡支护方案 65.1破坏模式 65.2边坡支护方案 66、岩土参数建议值 77、土钉墙边坡整体稳定性验算 77.19-9剖面验算（粗格栅提升泵房上阶土质边坡边坡） 78、锚喷挡墙验算 118.1破坏模式分析（粗格栅提升泵房范围） 118.2载荷计算 128.3锚杆计算 131、工程概述长寿污水处理厂三期扩建工程项目位于重庆市长寿镇。四周为区级道路，交通方便，交通较便利。根据总平面图得知，拟建工程场地呈矩形，长约245m，宽145m，由15个单体建（构）筑物组成。根据建筑设计标高，场内构筑物修建时，将形成坡高约0.5-11.4m基坑边坡和坡高0.5-7.5m环境边坡。受重庆市水务资产经营有限公司委托，我公司承担了长寿污水处理厂三期扩建工程的边坡治理工程设计任务。本次设计阶段为：施工图设计阶段。2、设计依据2.1参考规范、规程1）《建筑边坡工程技术规范》GB50330-20132）《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）4）《建筑结构荷载规范》GB50009-20125）《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）6）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20127）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）8）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20129）《建筑地基基础设计规范》GB50007-20112.2其他资料1）《设计委托书》2）《设计合同》3）重庆市二零八勘察设计院提供的《重庆市长寿污水处理厂三期扩建工程岩土工程勘察报告（详细勘察）》（2019年10月）4）《重庆市城乡建设委员会关于进一步加强全市高切坡、深基坑和高填方项目勘察设计管理的意见》(渝建发(2010)166号)理正岩土计算软件6.5PB2版；理正结构设计工具箱7.0单机版。3、结构设计标准1）边坡安全等级为二级，结构重要性系数取1.0；2）环境边坡为永久边坡，工程安全等级为二级，边坡设计合理使用年限为50年。基坑边坡为临时边坡，工程安全等级为二级，临时边坡设计合理使用年限为2年。3）按抗震设防烈度6度进行设计，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为Ⅰ、Ⅱ类。抗震等级为四级；4）环境类别为二b类。5）地面附加荷载：人行荷载取5kN/m2，挖方边坡坡顶临时施工荷载取10kN/m2。4、工程地质条件4.1气象、水文(1)气象长寿区属亚热带湿润季风气候，具四季分明、夏多伏旱、秋多阴雨、无霜期长、雨量充沛、多夜雨、云雾、湿度大等特点。多年平均气温17.4℃，最高气温41.1℃，最低气温－2.3℃。极端最高气温44℃（1951年8月15日），极端最低气温－6.1℃（1956年1月9日）。长寿区气象站观测多年平均气温17.4℃。历年极端最高温度为41.1℃，出现在2001年8月。历年极端最低温度为-2.3℃，出现在1975年12月，长寿区属于全国日照低值区，平均日照为1245.1h。多年平均降雨量1162.7mm，年最大降雨量1451.7mm，最小降雨量836.5mm，多集中在5～9月，可达全年降雨量的67%，常年平均降水日数149.5天。场地内河流主要为长江，长江横贯长寿区西南部，境内长20.9km，江水从勘察区东侧流过，流向从西南向北东，水位夏升冬降极为明显，江面宽400～1200m，水位一般变化幅度15－25m，最大可达30m，多年平均流量13357m3/s，最大流量64360m3/s，最小流量2940m3/s。场区西侧为小石溪，为长江支流，水位受长江水位影响。调查时期水位152.64m，设计50年一遇最高特征洪水位线180.27m（黄海高程），对用地范围无影响。4.2地形地貌拟建场区地处长江左岸长寿区，属于河流岸坡地貌，场地内大部分地段为施工区，场地内的建筑物已全部拆除，地表覆盖建筑垃圾。整体地形东高西低，最高点位于勘察区东部，高程为203.5m；最低点位于场地西部，高程为191.7m，相对高差11.8m。场地已初步整平，地形相对平缓，地形坡度10～12°。4.3地质构造场地位于梁平向斜东侧末端，岩层呈单斜产出，岩层倾向285°、倾角14°,该区地层岩性为砂、泥岩互层，岩层层面裂隙张开1～4mm，无填充，结合程度较差，为硬性结构面；其中，岩体临空面泥岩岩层主要表现为风化网状裂隙，风化剥落后有进一步发育为凹腔的趋势，结构面为相对软弱结构面；区内未发现断层及次级褶皱，岩层构造简单，岩土层序正常。受区域构造应力及外营力作用影响，岩体风化裂隙发育，据踏勘和区域地质资料，岩体裂隙较发育，以重力、构造和风化作用等产生的裂隙为主。层面裂隙倾向40～50°，倾角10～15°。发育构造裂隙如下：①倾向40°～60°，倾角70～85°，裂宽2～5mm，延伸1.0～10.0m,间距0.5～1.0m，裂面较平整，张开1～3mm，多有粘土填充；为硬性结构面,结合程度差。②倾向150～160°，倾角75～83°，裂宽2～8mm，延伸2～6m，间距1.5～2.0m，裂面较平整，闭合状，无充填物，为硬性结构面,结合程度差。通过钻探揭示，场地基岩泥岩强风化内网状裂隙发育。裂隙发育程度随深度增加而减弱。4.4地层岩性据勘察报告得知，场地内出露地层由新到老分别为：第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）、冲积层（Q4al）和侏罗系中统沙溪庙组（J2s），现分述如下：(1)第四系全新统人工填土层素填土：杂色，结构松散，不均匀，稍湿，主要由粉质粘土、碎块石组成。碎块石成份为强风化～砂岩、泥岩，含量5～20%，粒径1～25mm。分布于整体场地内，回填时间约1～3年。（2）第四系全新统残坡积层粉质粘土：黄褐色，可塑，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。表层多为耕植土，植物根系发育。主要分布于场地西侧。（3）侏罗系中统沙溪庙组泥岩：暗红色，泥质结构，中厚层状构造。主要由粘土矿物组成，砂质含量较重。砂岩:浅灰色，中粒结构，中厚层状构造，主要矿物成份为长石、石英、云母,钙、泥质胶结。4.5.水文地质条件根据地下水的赋存条件，场地内地下水可分为第四系松散土层孔隙水及基岩裂隙水。分述如下：松散土层孔隙水，主要赋存在素填土，素填土渗透性较强，为含水层；孔隙水富水程度受组成物质、分布位置和地形条件等影响。基岩裂隙水，勘察区岩性层为泥岩、砂岩，砂岩为透水层，有利于汇水和渗水；泥岩为相对隔水层。场地地形以斜坡为主，斜坡地形利于地表水排泄，大气降水大部沿坡面汇入沟槽排泄，部分顺裂隙入渗，存在少量的地下水。水文地质条件简单。4.6不良地质现象工程红线范围内及其周边水文地质及工程地质条件较为简单，未发现崩塌(危岩)、滑坡、泥石流、地面塌陷不良地质现象发育。4.7地下水作用评价场地内地表水、地下水对岩土体影响程度大，水文地质条件为复杂。5、破坏模式及边坡支护方案5.1破坏模式环境边坡：主要为土质边坡为主，其破坏模式为土体内部产生圆弧滑动破坏。基坑边坡：主要为土岩混合边坡为主，其破坏模式为上层土体内部产生圆弧滑动破坏，下层岩石受裂隙面切割破坏或自身强度控制掉块破坏。5.2边坡支护方案根据边坡地质条件及周边环境，采用以下支护型式：1）环境边坡：1#挡墙采用C20片石混凝土挡土墙，该段边坡为永久边坡；其他地段环境边坡采用坡率法放坡+坡面绿化。填方边坡段边坡坡率按照1：1.5分层回填，压实系数不小于0.94；挖方岩石边坡段坡率按照1:0.50放坡，土质边坡采用1:1.50放坡。2）基坑边坡粗格栅提升泵房范围：2#挡墙上阶土质边坡坡率采用1:1.0+土钉墙，下阶岩石采用锚喷支护；其他段基坑边坡均坡率法放坡，岩石边坡坡率采用1:0.5，土层采用1:1~1:1.5放坡；待拟建构筑物修建完成后，临时基坑边坡采用透水性材料分层回填，压实系数不小于0.94。本工程坡顶、坡脚均应设置截排水沟，基坑内部视情况设置排水沟和集水井。具体详见设计图。6、岩土参数建议值根据勘察成果，结合当地建筑工程实践经验，推荐岩土参数建议值见下表：根据勘察成果，结合当地建筑工程实践经验，推荐岩土参数建议值见下表：岩土名称天然重度(KN/m3)抗压强度标准值地基承载力特征值(kpa)地基极限承载力标准值(kpa)天然粘聚力标准值（MPa）饱和粘聚力标准值（MPa）天然内摩擦角标准值（°）饱和内摩擦角标准值（°）基底摩擦系数天然(Mpa)饱和(Mpa)粉质粘土19.2（天然）19.6（饱和）\\150*300*0.0230.0158.7066.7380.25杂填土20.0（天然）20.5（饱和）\\\\0020*18*\强风化泥岩24.2*\\300*\\\\\0.30强风化砂岩24.0*\\300*\\\\\0.30中风化泥岩25.06.994.38253776890.35\31.62\0.40中风化砂岩23.811.567.544031127160.62\34.56\0.50备注：“*”为经验值；岩石与锚固体极限粘结强度标准值：泥岩取360kpa，砂岩取700kpa；裂隙1、2和层面结构面黏聚力c取25kPa，内摩察角取12°；3.岩土界面抗剪强度C取23KPa*（天然）、15KPa*（饱和），Φ取8.71°*(天然)、6.74°*（饱和）；4.土体与锚固体极限粘结强度标准值：粉质黏土取40kpa，杂填土取120kpa；7、土钉墙边坡整体稳定性验算（典型剖面9-9）7.19-9剖面验算（粗格栅提升泵房上阶土质边坡边坡）计算项目：复杂土层土坡稳定计算19[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15.8245.8540219.969-0.1410[土层信息]坡面节点数3编号X(m)Y(m)00.0000.000-15.8245.854-225.7935.713附加节点数1编号X(m)Y(m)125.7930.000不同土性区域数1区号重度饱和重度粘结强度孔隙水压节点(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系数编号120.000120.000(-1,0,1,-2,)区号粘聚力内摩擦角水下粘聚水下内摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)11.00018.000区号十字板?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[筋带信息]采用锚杆锚杆道数:4筋带力调整系数:1.000锚固体抗拔安全系数K:2.000筋带号距地面水平间距总长度 倾角材料抗拉 锚固段 锚固段法向力发高度(m)(m)(m) (度)力(kN) 长度(m)直径(m)挥系数10.501.508.0020.00100.008.000.110.0022.001.508.0020.00100.008.000.110.0033.501.508.0020.00100.008.000.110.0045.001.508.0020.00100.008.000.110.00[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:1.000(m)搜索时的圆心步长:3.000(m)搜索时的半径步长:3.000(m)计算结果:[计算结果图]最不利滑动面:滑动圆心=(0.000,8.195)(m)滑动半径=9.964(m)滑动安全系数=1.235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)-5.667-4.723-31.4791.1081.00018.005.460.000.000.000.000.00-2.853.800.715410.000.00-4.723-3.778-25.2881.0451.00018.0015.140.000.000.000.000.00-6.477.410.791750.000.00-3.778-2.834-19.4031.0021.00018.0022.500.000.000.000.000.00-7.479.640.855780.000.00-2.834-1.889-13.7260.9731.00018.0027.820.000.000.000.000.00-6.6010.980.909000.000.00-1.889-0.945-8.1840.9551.00018.0031.280.000.000.000.000.00-4.4511.660.952350.000.00-0.9450.000-2.7200.9461.00018.0032.980.000.000.000.000.00-1.5711.820.986390.000.000.0000.9452.7200.9461.00018.0041.950.000.000.000.000.001.9914.411.011360.000.000.9451.8898.1840.9551.00018.0058.180.000.000.000.000.008.2819.321.027280.000.001.8892.83413.7260.9731.00018.0072.640.000.000.000.000.0017.2423.741.033890.000.002.8343.77819.4031.0021.00018.0085.260.000.000.000.000.0028.3227.791.030640.000.003.7784.72325.2881.0451.00018.0095.830.000.000.000.000.0040.9431.561.016590.000.004.7235.66731.4791.1081.00018.00104.090.000.000.000.000.0054.3535.110.990260.000.005.6675.82435.2180.1921.00018.0017.980.000.000.000.000.0010.376.190.968730.000.005.8246.78839.3561.2471.00018.00102.970.000.000.000.000.0065.3036.610.940110.000.006.7887.75147.0071.4141.00018.0085.270.000.000.000.000.0062.3732.790.874400.000.007.7518.71456.0371.7271.00018.0061.410.000.000.000.000.0050.9326.920.776930.000.008.7149.67868.6252.6511.00018.0023.780.000.000.000.000.0022.1414.260.609540.000.00筋带号锚固抗拔材料抗拉计算采用有效锚固滑面角切向抗法向抗力(kN)力(kN)值 长度(m)度(度)力(kN)力(kN)184.379100.000抗拔力4.07044.87439.86439.689271.614100.000抗拔力3.45458.93924.63340.897371.526100.000抗拔力3.45071.14015.41445.124480.645100.000抗拔力3.88982.4997.01953.303总的下滑力=332.824(kN)总的抗滑力=410.955(kN)土体部分下滑力=332.824(kN)土体部分抗滑力=324.025(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力=86.929(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力 =0.000(kN)8、锚喷挡墙验算（典型剖面9-9）8.1破坏模式分析（粗格栅提升泵房范围）2A-2B段边坡长13.88米，坡高约11.4米，边坡坡向210°，上覆5~6m回填杂填土，下伏砂岩，为岩土混合边坡。，岩层倾向285°、倾角14°,该区地层岩性为砂、泥岩互层，岩层层面裂隙张开1～4mm，无填充，结合程度较差，为硬性结构面；发育构造裂隙①倾向40°～60°，倾角70～85°；为硬性结构面,结合程度差。②倾向150～160°，倾角75～83°，为硬性结构面,结合程度差。由赤平投影图得知，坡向与岩层正交，边坡破坏受岩土自身强度控制。无不利结构组合。开挖后边坡整体稳定。边坡岩体类型为Ⅲ类，等效内摩擦角取55°。岩体破裂角取62°。2B-2C段边坡长3.5米，坡高约11.4米，边坡坡向295°，上覆5~6m回填杂填土，下伏砂岩、泥岩，为岩土混合边坡。岩层倾向285°、倾角14°,该区地层岩性为砂、泥岩互层，岩层层面裂隙张开1～4mm，无填充，结合程度较差，为硬性结构面；发育构造裂隙①倾向40°～60°，倾角70～85°；为硬性结构面,结合程度差。②倾向150～160°，倾角75～83°，为硬性结构面,结合程度差。上部土层岩土界面倾角约2-3°，下部岩质边坡，根据赤平投影图可知，为顺向坡，开挖后易发生沿岩层层面滑移。岩体稳定性验算如下表：项目单位数量荷载滑体土重度γ（kN/m3）25滑体土单位宽度面积V（m3）56.49滑体土