【堤身断面设计计算过程案例3200字】

堤身断面设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u11485堤身断面设计计算过程案例 1252651.1护坡型式选择 1105381.2加固培厚设计 140521.3护坡型式设计范围确定 260881.4干砌石护岸厚度设计及选用 3198461.5渗流稳定分析计算 5325551.6河堤断面抗滑稳定分析 51.1护坡型式选择通过前面的水面线计算以及堤顶超高的计算，从而确定了本设计河段两岸河堤设计高程，本工程设计河堤堤顶宽度为4.0m，堤顶设置1.5m宽C25砼防汛公路；迎水坡坡度为1：2.5，背水坡坡度为1：2.0。本工程在河道凹岸段受到水流的迎流冲顶，因凹岸长期受到水流冲刷，在此处河堤堤脚常常会形成较深的河槽，或掏空堤脚从而使得护坡遭到破坏，严重威胁大堤的安全；洪水期水面较宽阔，在风力的作用下风浪拍打河堤坡面，长期作用下会对河堤造成破坏，故本次设计对河流凹岸易受到冲刷河段进行护岸设计，其它影响较小河段采取护坡设计。本工程所设计河段护坡、护岸设计采用草皮护坡、干砌石护坡、草皮护坡结合抛石固脚三种形式。1.2加固培厚设计按照《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），并根据实际情况，在保持堤线顺直的情况下，合理的选择培厚方式，根据现状河堤堤身断面及其土质情况，合理的选择加高和加宽的方式，对现有坡进行削坡整坡处理，土堤采用粘土填筑，设计压实度≥0.91，土料宜选用黏粒含量为10%~35%、塑性指数为7~20的黏性土，干砌石护坡采用砂卵石填筑，并力求利用稳定滩地，少占用耕地，少占用河道以避免影响行洪，还应当便于施工碾压。堤身土方填筑前应先对表层土进行处理，对含水量过高的土料还需堆放、翻晒，使其达到最优含水量，填筑前须做必须的碾压试验，确定施工参数，包括填筑层厚，碾压遍数、干密度及检测方法。堤身填土前应先清除新旧土的结合处。所有的树根、草皮、砖瓦等必须全部清除。底部填土应碾压密实，有洞的堤防必须开挖填埋密实。在新土与旧土的结合处，应将旧堤挖出一个小台阶，以便于新土与旧土的结合；在土料各层铺装之前，应先将底部填土刨毛处理；填土面应平坦无凹盆，为了促进雨水排水，应对外部略微倾斜；雨天施工按照规范及相关规则进行。为防止雨水渗入，降雨前应将表层土壤碾压密实，降雨后应先将浸湿的土壤挖除再填土。1.3护坡型式设计范围确定本防洪工程设计河段拟建设规模为：护坡护岸工程总长度1.0km；其中迎水坡面处理措施包括：草皮护坡1731m，干砌石护坡486m，抛石固脚712米。对于背水坡面，均采用草皮护坡的形式。单独采用草皮护坡段长度为1019m，范围为左K0+032~K0+212、左K0+569~K0+661、左K1+000~K1+045、右K0+470~K1+172。单独采用干砌石护坡段长度为486m，范围为左K0+661~K0+910，右K0+190~K0+427。堤防迎水面采用干砌石护坡，其为710mm厚干砌石护岸加150mm厚砂卵石垫层，干砌石护坡坡度为1：2.5。此段护坡顶设置（宽×高）C20砼压顶。草皮护坡结合抛石固脚段长度为712m，范围为左K0+000~K0+032、左K0+212~K0+569、左K0+910~K1+000、右K0+000~K0+190，右K0+427~K0+470。因地形条件限制护坡需修建到枯水位以下，因而在枯水位以下采用抛石固脚以加固堤脚，抛石固脚顶宽1.5m，抛石固脚顶高程为枯水位以上0.5m，坡比为1：2.0。具体迎水侧边坡处理措施见表1.9。表1.9游市防洪工程迎水侧边坡处理措施表岸别序号桩号长度（m）迎水侧边坡处理措施左10+000~0+03232草皮护坡+抛石固脚20+032~0+212180草皮护坡30+212~0+569357草皮护坡+抛石固脚40+569~0+66192草皮护坡50+661~0+910249干砌石护坡60+910~1+00090草皮护坡+抛石固脚71+000~1+04545草皮护坡右10+000~0+190190草皮护坡+抛石固脚20+190~0+427237干砌石护坡30+427~0+47043草皮护坡+抛石固脚40+470+1+172702草皮护坡1.4干砌石护岸厚度设计及选用在河堤迎流顶冲段需要设置干砌石护坡以防止水流对河岸的冲刷作用，采用人工块体或经过分选的块石作为护岸面层，坡率为1.5~5.0时，波浪作用下单个块体、块石的质量Q及护面层厚度t，可分别按公式（1.8）和公式（1.9）计算：（1.8）（1.9）式中：——主要护面层的护面块体、块石个体质量（t）；——人工块体或块石的重度（），其值取26.5；——水的重度（），其值取9.8；——计算波高（），本工程平均波高与水深的比值，宜采用，查表可得；——稳定系数，可按规范表D1.2-1确定，取4.0；——块体或块石层面护面层厚度（）——护面块体或块石的层数，取n=1；——系数，可按规范表D1.2-2确定，取1.35。——斜坡斜率，；经上述公式（1.8）和公式（1.9）计算，当面坡1：2.5时，厚度，考虑到工程实际情况，依据经验块石重量不小于15kg且砌石厚度不小于0.4m。本工程设计左0+661~0+910、右0+190~0+427两段为迎流顶冲段，岸前枯水位较浅，为防止河岸继续受水流淘刷而影响岸坡稳定，本次加固设计拟对该两段采用干砌石护岸，长486m。干砌石护岸厚0.71m，下设0.15m厚砂卵石垫层，斜坡坡比为1:2.5，干砌石护岸顶设置0.3m×0.9m（宽×高）C20砼压顶，干砌石护岸顶高程平岸顶高程，底高程为现状河滩高程。C20砼压顶每5m分一缝，缝宽2cm，采用沥青杉板填缝。干砌石护岸应确保砌筑质量，块石要求稳固，无松动、架空现象。所用石料必须质地坚硬、新鲜完整，无裂缝，且不易风化，石块形状要大致整齐，应敲去锋边尖角，表面应冲刷干净；块石平均粒径不宜小于30cm，块石密度，抗压强度，软化系数≥0.7。1.5渗流稳定分析计算根据本工程的实际情况，现有部分土堤断续分布，经防洪设计后本设计河段全部满足十年一遇防洪要求，并在两岸堤顶新建C25混凝土防汛公路，其高程基本都高于现有河岸高程。由于本工程十年一遇洪水频率较低，且洪水持续时间较短，而且背水面原有地面线高程较高，一般都高于常水位，因此本工程不对河堤进行渗流分析。1.6河堤断面抗滑稳定分析本设计河堤抗滑稳定分析取控制断面右岸作为典型计算断面，其桩号为右K1+172。此断面顶宽4m，迎水坡面坡度1：2.5，背水坡面坡度1：2。（1）土堤抗滑稳定安全系数选取典型计算断面土体土性参数见表1.10，抗滑安全系数的取值参照下表1.11。表1.10断面土性参数岩性指标堤基内摩擦角φ（°）16.6容重γ（g/cm3）1.56渗透系数K（cm/s）5.91E-06水下内摩擦角φ（°）14.6水下凝聚力c（kPa）26.6凝聚力c（kPa）28.6表1.11土堤抗滑稳定安全系数堤防工程设计级别5安全系数（简化毕肖普法）正常运用条件1.20非常运用条件1.10（2）抗滑稳定计算根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），对护岸迎水面进行稳定计算，计算方法采用简化毕肖普法，利用简化毕肖普公式（1.10）计算。本次计算只考虑迎水面无水的情况下。图1.3典型断面危险滑裂面根据CAD绘制的危险滑裂面图，可得具体各个条块的宽度b，面积S以及相关数据如下表1.12所示：表1.12危险滑裂面条块相关数据条块序号土条宽度(m)(㎡)(m)(kN)(kN)(kN)-11.1680.385-1.687-0.147-0.1470.2986.0115.946-0.88201.1681.064-0.584-0.051-0.0510.29825.00724.974-1.27111.1681.6030.6500.0570.0570.29831.21931.1691.76721.1682.0011.8190.1580.1590.29835.17234.7285.56731.1682.2552.9870.2600.2630.29836.71835.4559.54541.1682.3544.1550.3620.3700.29836.71834.23311.27851.1682.2795.3240.4630.4820.29835.54931.50316.47161.1682.0046.4920.5650.6000.29831.25625.78917.66071.1681.4747.6600.6670.7300.29822.99817.14115.33281.1680.5958.8290.7680.8760.2989.2745.9367.126合计269.921246.87484.592（1.10）（1.11）式中：——安全系数；——第i个条块的参数（i=-1、0、1、2…7、8）；——第i个条块土体的粘聚力，均取28.6kPa，kPa；——第i个条块的宽度，均为1.17m，m；——第i个条块的重力，kN；——第i个条块土体的内摩擦角，均为16.6°；——第i个条块圆弧中点到圆心线段与圆心到地面垂线的夹角，左边为负，右边为正，°；因上述公式（1.11）中含有，因此无法直接求出其值，需要通过试算迭代求。①第一次试算先假设，代入公式（1.11）计算出每个条块的参数。其中-1号条块计算如下：同理可得其它条块的参数如下表1.1.3。表1.13试算1参数值-10123456780.9450.9841.0151.0351.0431.0401.0240.9940.9440.8691.0581.0170.9850.9670.9590.9610.9761.0071.0591.151将上述数据代入公式（1.10）可计算出。②第二次试算将试算1中得出的，代入公式（1.11）计算出每个条块的参数值如下表1.14所示。表1.14试算2参数值-10123456780.9810.9961.0010.9960.9800.9520.9120.8560.7820.6821.0191.0040.9991.0041.0211.0501.0971.1681.2791.466将上述数据代入公式（1.10）可计算出。③第三次试算将试算2中得出的，代入公式（1.11）计算出每个条块的参数值如下表1.15所示。表1.15试算3参数值-10123456780.9820.9961.0010.9950.9790.9510.9100.8540.7790.6791.0191.0040.9991.0051.0221.0521.0991.1721.2841.473将上述数据代入公式（1.10）可计算出。④第四次试算将试算3中得出的，代入公式（1.11）