农村移民安置区精准帮扶工程施工图设计计算书

农村移民安置区精准帮扶工程施工图设计计算软件名称及版本号：理正岩土6.5、结构7.0工程概况项目区位我司根据业主要求，于2023年11月完成《巴南区木洞镇墙院村农村移民安置区精准帮扶工程》初步设计工作，并于2023年11月22日取得重庆市巴南区水利局关于项目初步设计批复。应业主要求于2024年1月进行施工图设计工作。长坪村、墙院村等村岩新路、村道（花地堡-关斗山）拓宽约10.1km。岩新路白改黑。根据道路设计标高，拟建道路形成各段边坡概况如下表所示：边坡范围边坡类型边坡性质规模（m）边坡最大高度(m)安全等级主要边坡岩土组成岩新路K4+550-K4+595段右侧填方边坡永久456二级素填土、基岩岩新路K4+785-K4+800段右侧填方边坡永久154二级素填土、基岩岩新路K5+445-K5+475段右侧填方边坡永久304二级素填土、基岩村道K3+020-K3+035段左侧填方边坡永久154二级素填土、基岩村道K4+120-K4+235段左侧填方边坡永久1153.5二级素填土、基岩设计依据及采用标准规范设计依据设计委托书设计合同》《巴南区木洞镇墙院村农村移民安置区精准帮扶工程岩土工程勘察报告》（中冶建工集团有限公，2023年8月）；建办质〔2018〕31号《住房城乡建设部办公厅关于实施<危险性较大的分部分项工程安全管理规定>有关问题的通知》中华人民共和国住房和城乡建设部令第37号《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》主要规范、标准、软件《建筑边坡工程技术规范》(GB50330–2013)《混凝土结构设计规范》（GB50010–2010）(2015年版)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)《工程结构通用规范》（GB55001-2021）《建筑与市政地基基础通用规范》（GB55003-2021）《建筑与市政工程抗震通用规范》（GB55002-2021）《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2018）《混凝土结构通用规范》（GB55008-2021）《地质灾害防治工程设计标准》（DBJ50/T-029-2019）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2012）《建筑边坡工程施工质量验收标准》（DBJ50/T-100-2022）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）建设条件（本章节摘录至《巴南区木洞镇墙院村农村移民安置区精准帮扶工程地勘报告》（重庆交通大学工程设计研究院有限公司，2023.09）)。场地现状勘察区位于重庆市巴南区木洞镇墙院村，勘探点多位于公路边，交通较便利，场地内水电设施齐备，具良好的施工条件。岩新路、村道（花地堡-关斗山）现状为水泥路面，现状道路宽度为4米-5米，局部已经破损。现状运行公交线路有928路。周边同等级道路均已提档升级为沥青路面。道路两侧有新近敷设自来水管及其附属检查井，管径为DN300mm的不锈钢水管。道路两侧有零星太阳能路灯。道路两侧有现状波形护栏。气象水文气象条件该区域属亚热带气候，具有春早夏长，秋雨连绵，冬暖雾多的特点，多年平均气温17.8～18.6℃，日极端最高气温43℃（1951年8月15日），日极端最低气温-3.1℃（1975年12月5日），年平均雾日为67.8天，年相对湿度在79～81%，绝对湿度17.1～18.2毫巴，常年平均风速1.3m/s，最大风速27m/s左右，主风向为西北风。区年平均降水量1100mm，最大年降水量1400mm，最小年降水量为780mm，降水量集中在5～9月，占全年降水量的65%左右，并常有雷暴雨发生，最大降水强度178.3mm/日（1964年8月28日），年蒸发强度1054.9～1148.6mm，夏季6～8月的蒸发强度占全年蒸发强度的43.9～46.4%。水文条件项目区水文地质条件简单。拟建道路沿线地表水体主要表现为鱼塘，鱼塘均有水，水深0.5-2.0m，鱼塘底部均存在淤泥；沿线稻田分布也较广，其水量主要受大气降水影响。工程地质情况（引自本项目《岩土工程勘察报告》（详勘））地形地貌勘察区属侵蚀浅丘沟谷地貌类型，拟建公路沿地形修建，平缓地带坡角1～10°，斜坡带坡角10～30°，总体地势呈北东高南西低。地质构造根据区域地质资料及本次野外调查查明，勘察区构造部位处于洛碛向斜东翼。勘察地质构造简单，未发现大的断层及次级褶曲，岩层产状285°∠5°，岩层结构结合程度差，为硬性结构面。据露头调查，主要发育两组裂隙：①产状280°∠75°，裂隙间距0.5～1.2m，平均间距0.85m，局部张开度1～2mm，裂面平直，偶见泥质充填，延伸长度为8～10m，属硬性结构面，结合程度差；②产状105°∠80°，裂隙间距1～2.5m，平均间距1.7m，张开度1～3mm，裂面平直，偶见泥质充填，延伸长度为5～10m，属硬性结构面，结合程度差，勘察区节理裂隙较发育。以上二组裂隙和层面均属硬性结构面，结合程度差。地层岩性据地面调查及钻探揭示，场区地层主要有第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）、下伏侏罗系中统沙溪庙组（J2Sn）和侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）的砂岩及泥岩组成，按地层时代由新至老分述如下：分述如下：（1）土层（Q4）人工填土层（Q4ml）素填土：杂色，稍湿，松散。主要由砂泥岩碎块石、粉质粉土、及建筑垃圾组成，碎块石含量约20%，碎块石粒块径1-15cm，为人工无序抛填，主要分布在村道、居民区附近，回填时间大于10年。残坡积层（Q4el+dl）淤泥：黑褐色，切面稍显光泽反应，干强度较低，韧性低，无摇震反应，呈流塑-软塑状，含少量碎石。该层主要分布鱼塘底部和稻田表层。粉质粘土：黄褐色，切面稍显光泽反应，干强度中等，韧性中等，无摇震反应，流塑状-可塑状，含少量碎石，场地大多数区域均有分布（2）岩层(J2s)砂岩（Ss）：灰黄色，细粒结构，中厚层状构造，钙质胶结，主要由长石、石英等矿物组成。强风化层裂隙发育，岩芯破碎，呈碎块状，手捏易碎；中风化层岩芯呈柱状，锤击声较清脆。该层广泛分布于场地内，为本次勘察范围内主要岩层。泥岩（Ms）：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，泥质胶结，主要由粘土矿物组成。强风化层裂隙发育，岩芯破碎，呈碎块状，手捏易碎；中风化层岩心呈柱状，锤击声哑。为本次勘察范围内次要岩层。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)结合钻取岩芯风化程度，在钻孔深度范围内可划分强、中等风化带：1)强风化带：岩体结构破坏严重，风化裂隙发育，岩体破碎，岩芯多呈碎块状、短柱状；胶结结构大部分已破坏，强度低，岩块锤击、手捏易碎；2)中等风化带：岩石结构致密，岩体较完整，钻取岩芯多呈柱状、短柱状，中等风化岩层层理结构清晰。场地基岩面起伏较大，与地形地貌密切相关，浅丘、地形坡度较大区域土层厚度相对较小，基岩面埋深浅，起伏大致于地形、地形坡角基本一致。水文地质条件建场区内未见地不水，地下水主要为上覆土层孔隙潜水及基岩裂隙水两类。1、孔隙潜水：拟建场地土层主要为人工填土、残坡积粉质粘土组成。人工填土结构松散，其透水性较好，分布于公路及居民区附近的人工填土呈松散-稍密状,由于表层为混凝土地面所覆盖,不利于大气降水入渗补给地下水,其富水性差，粉质粘土由于结构致密,为相对隔水性,且多分布于斜坡地带,大气降水多形成坡面流顺坡流入低洼处，富水性差。2、基岩溶隙、裂隙水：场地基岩主要为泥岩及砂岩，泥岩属相对隔水岩性，地下水储存条件较差，雨季仅其强风化带网状裂隙中含有一定量地下水，但该层总体厚度小，含水有限，砂岩透水性相对较强，多以坡面顺流至低洼处，富水性差。3、勘察中，为确保钻孔中地下水位观测的准确性，各钻孔终孔后，提干孔内残留的钻探用水，间隔24小时以后再进行了钻孔静止水位的观测记录，除靠近鱼塘、鱼塘和部分稻田里的钻孔有地下水，其余所有钻孔均为干孔。根据分析，在雨季大气降水存在少量上层滞水，雨季施工应配备必要的抽水设备。水土腐蚀性根据周边地质环境调查,场区附近岩、土层无工业污染，按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009版）附录G判定，场地环境类型为Ⅲ类；按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009版）第12.1条和当地建筑经验判定，地下水和地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性，地基土对钢结构有微腐蚀性。建议施工时采集土样进行腐蚀性试验，校核腐蚀性结论。不良地质现象本次地表调查和钻探控制深度内，除岩体风化裂隙及构造裂隙发育外，场地内未见断层、滑坡、泥石流、地下洞穴等不良地质现象；也未见河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物。场地稳定性及建筑适宜性评价经本次地表调查和钻探揭示，场地未见断裂构造、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等不良地质现象，场地现状稳定，适宜拟建公路建设。道路沿线工程地质评价路线地基稳定性评价拟建场地位于剥蚀丘陵斜坡，以丘陵斜坡地貌为主，总体呈北东高南西低的地势，地形坡角一般5～15°，地层连续稳定，岩层呈单斜产出，岩质地基稳定；部分地段覆盖土层，填土经压实处理，淤泥质粉质粘土及表层粉质粘土经换填后，地基稳定。持力层及基础型式选择拟建道路沿线粉质粘土及基岩均可作为基础持力层，选用人工填土作为持力层时，需要先进行夯实处理。淤泥不能直接作为地基基础持力层，建议清除。相邻建（构）筑物影响评价拟建工程场均已拆迁，周边无重要建筑物，对周边影响小。技术标准岩土工程安全等级为一级，结构重要性系数为1.1，边坡稳定安全系数为1.35。边坡支挡结构设计工作年限为50年，抗震设防烈度为Ⅵ度，抗震设防类别为标准设防类。设计参数岩土设计参数表设计参数素填土粉质粘土淤泥强风化泥岩中等风化泥岩强风化砂岩中等风化砂岩天然重度γ(KN/m3)20.0*19.818.0*\25.0*\24.0*饱和重度γ(KN/m3)20.5*20.119.0*\25.5*\25.0*天然抗压强度标准值(MPa)\\\\5.39\29.08饱和抗压强度标准值(MPa)\\\\3.31\21.55地基承载力特征值（Kpa）荷载确定140*80*300*1956400*7822基底摩擦系数μ\0.25*\0.35*0.40*0.35*0.50*天然内摩擦角Φ（°）28*11.0\\\30*34*饱和内摩擦角Φ（°）22*8.0*\\\\\天然内聚力C（kPa）5*20.8\\\240*1000*饱和内聚力C（kPa）2*15.0*\\\\\水平抗力系数的比例系数m(MN/m4)6*15*\\\\\水平抗力系数(MN/m3)\\\30*300*60*300*放坡坡率1:1.501:1.50\1：11：0.501：11：0.50取值说明：1、岩质地基极限承载力标准值根据其岩石抗压强度标准值（泥岩取天然、砂岩取饱和）乘以地基条件系数1.1（岩体较完整）。岩质地基承载力特征值根据地基极限承载力标准值乘以地基极限承载力分项系数0.33得来。2、带*为经验值。支护设计本次道路为四级公路，本次道路边坡结合考虑现状地形及边坡稳定性，原则上考虑为自然放坡，不做挡护考虑，在道路坡顶设置截水沟，故本次设计除无法自然放坡段（段落详见下表）未做边坡支护设计。边坡范围边坡类型设置概况规模（m）边坡最大高度(m)安全等级主要边坡岩土组成支护形式岩新路K4+550-K4+595段右侧填方永久456二级素填土、基岩仰斜式挡土墙岩新路K4+785-K4+800段右侧填方永久154二级素填土、基岩仰斜式挡土墙岩新路K5+445-K5+475段右侧填方永久304二级素填土、基岩仰斜式挡土墙村道K3+020-K3+035段左侧填方永久154二级素填土、基岩仰斜式挡土墙村道K4+120-K4+235段左侧填方永久1153.5二级素填土、基岩仰斜式挡土墙重力式挡墙验算原始条件:墙身尺寸:墙身高:6.000(m)墙顶宽:1.750(m)面坡倾斜坡度:1:0.250背坡倾斜坡度:1:-0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.400(m)墙趾台阶h1:0.600(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1物理参数:圬工砌体容重:24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.400墙身砌体容许压应力:500.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:600.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:480.000(kPa)材料抗压极限强度:17.500(MPa)材料抗力分项系数:1.540系数αs:0.0020场地环境:一般地区墙背与墙后填土摩擦角:10.000(度)地基土容重:25.000(kN/m3)地基土浮容重:10.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:1956.000(kPa)地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.400地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:30.000(度)地基土粘聚力:10.000(kPa)墙后填土土层数:1土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数14.00019.000---30.0000.0001.100土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数16.5000.0001第1个:定位距离0.000(m)公路-II级坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)填土对横坡面的摩擦角:30.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)荷载组合信息:结构重要性系数:1.100荷载组合数:1计算参数:稳定计算目标:自动搜索最危险滑裂面搜索时的圆心步长:1.000(m)搜索时的半径步长:1.000(m)筋带对稳定的作用:筋带力沿圆弧切线=====================================================================第1种情况:组合1=============================================组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000√2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.200√3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.400√4.填土侧压力分项系数=1.400√5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√=============================================[土压力计算]计算高度为6.471(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=37.157(度)公路-II级路基面总宽=6.500(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆3列布置宽度=3.610(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)010.5000.30015.00015.000022.3000.30015.00015.000030.5000.60060.00060.000042.3000.60060.00060.000050.5000.60060.00060.000062.3000.60060.00060.000070.5000.60070.00070.000082.3000.60070.00070.000090.5000.60070.00070.000102.3000.60070.00070.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)013.6000.30015.0008.000025.4000.30015.0000.000033.6000.60060.00031.000045.4000.60060.0000.000053.6000.60060.00031.000065.4000.60060.0000.000073.6000.60070.00036.166085.4000.60070.0000.000093.6000.60070.00036.166105.4000.60070.0000.000布置宽度B0=3.610(m)分布长度L0=16.736(m)荷载值SG=692.332(kN)换算土柱高度h0=0.603(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角：37.157(度)Ea=123.222(kN)Ex=123.190(kN)Ey=-2.817(kN)作用点高度Zy=2.327(m)墙身截面积=12.217(m2)重量=293.212(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=11.310(度)Wn=287.518(kN)En=21.397(kN)Wt=57.504(kN)Et=121.350(kN)滑移力=63.846(kN)抗滑力=123.566(kN)滑移验算满足:Kc=1.935>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=32.486(kN)>0.0(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=2.024(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.821(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.855(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=228.560(kN-m)抗倾覆力矩=585.527(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.562>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=143.670(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的水平投影宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=290.395(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=356.967(kN-m)基础底面宽度B=2.356(m)偏心距e=0.051(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.229(m)基底压应力:趾部=139.395踵部=107.144(kPa)最大应力与最小应力之比=139.395/107.144=1.301作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.051<=0.200*2.356=0.471(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=139.395<=2347.200(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=107.144<=2542.800(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=123.270<=1956.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=11.640(m2)重量=279.360(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.045(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.821(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.855(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=276.543(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=334.777(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.211(m)截面宽度B=2.450(m)偏心距e1=0.014(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.014<=0.250*2.450=0.612(m)截面上压应力:面坡=116.861背坡=108.888(kPa)压应力验算满足:计算值=116.861<=500.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=5.132<=480.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数γ0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=275.416(kN) 轴心力偏心影响系数αk=0.801 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.450(m2) 材料抗压极限强度Ra=17500.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数γf=1.540 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.982 计算强度时: 强度验算满足:计算值=302.958<=22288.535(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=302.958<=21881.482(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为5.400(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=37.157(度)公路-II级路基面总宽=6.500(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350(m),车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆3列布置宽度=3.012(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m)轮宽(m)轮压(kN)上轮压(kN)010.5000.30015.00015.000022.3000.30015.00015.000030.5000.60060.00060.000042.3000.60060.00060.000050.5000.60060.00060.000062.3000.60060.00060.000070.5000.60070.00070.000082.3000.60070.00070.000090.5000.60070.00070.000102.3000.60070.00070.000布置宽度B0=3.012(m)分布长度L0=16.118(m)荷载值SG=550.000(kN)换算土柱高度h0=0.596(m)按实际墙背计算得到:第1破裂角：37.157(度)Ea=88.294(kN)Ex=88.270(kN)Ey=-2.018(kN)作用点高度Zy=1.963(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=10.179(m2)重量=244.296(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.603(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.413(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.963(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=242.278(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=213.480(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.881(m)截面宽度B=2.020(m)偏心距e1=0.129(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.129<=0.250*2.020=0.505(m)截面上压应力:面坡=165.847背坡=74.032(kPa)压应力验算满足:计算值=165.847<=500.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-4.277<=480.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数γ0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=241.470(kN) 轴心力偏心影响系数αk=0.657 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.020(m2) 材料抗压极限强度Ra=17500.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数γf=1.540 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.974 计算强度时: 强度验算满足:计算值=265.617<=15075.941(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=265.617<=14683.519(kN)(七)整体稳定验算最不利滑动面:圆心:(-1.90000,-1.00000)半径=5.98910(m)安全系数=1.268总的下滑力 =296.426(kN)总的抗滑力 =375.770(kN)土体部分下滑力 =296.426(kN)土体部分抗滑力 =375.770(kN)筋带的抗滑力 =0.000(kN)整体稳定验算满足:最小安全系数=1.268>=1.250=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=123.566(kN),滑移力=63.846(kN)。滑移验算满足:Kc=1.935>1.300滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)滑动稳定方程