長壽污水處理廠三期擴建工程邊坡工程施工圖設計計算書二0一九年十二月目錄1、工程概述 32、設計依據 32.1參考規范、規程 32.2其他資料 33、結構設計標準 44、工程地質條件 44.1氣象、水文 44.2地形地貌 44.3地質構造 54.4地層巖性 54.5.水文地質條件 64.6不良地質現象 64.7地下水作用評價 65、破壞模式及邊坡支護方案 65.1破壞模式 65.2邊坡支護方案 66、巖土參數建議值 77、土釘墻邊坡整體穩定性驗算 77.19-9剖面驗算（粗格柵提升泵房上階土質邊坡邊坡） 78、錨噴擋墻驗算 118.1破壞模式分析（粗格柵提升泵房范圍） 118.2載荷計算 128.3錨桿計算 131、工程概述長壽污水處理廠三期擴建工程項目位于重慶市長壽鎮。四周為區級道路，交通方便，交通較便利。根據總平面圖得知，擬建工程場地呈矩形，長約245m，寬145m，由15個單體建（構）筑物組成。根據建筑設計標高，場內構筑物修建時，將形成坡高約0.5-11.4m基坑邊坡和坡高0.5-7.5m環境邊坡。受重慶市水務資產經營有限公司委托，我公司承擔了長壽污水處理廠三期擴建工程的邊坡治理工程設計任務。本次設計階段為：施工圖設計階段。2、設計依據2.1參考規范、規程1）《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-20132）《建筑地基基礎設計規范》GB50007-20113）《混凝土結構設計規范》GB50010-2010（2015年版）4）《建筑結構荷載規范》GB50009-20125）《巖土工程勘察規范》GB50021-2001（2009年版）6）《建筑地基處理技術規范》JGJ79-20127）《建筑抗震設計規范》GB50011-2010（2016年版）8）《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-20129）《建筑地基基礎設計規范》GB50007-20112.2其他資料1）《設計委托書》2）《設計合同》3）重慶市二零八勘察設計院提供的《重慶市長壽污水處理廠三期擴建工程巖土工程勘察報告（詳細勘察）》（2019年10月）4）《重慶市城鄉建設委員會關于進一步加強全市高切坡、深基坑和高填方項目勘察設計管理的意見》(渝建發(2010)166號)理正巖土計算軟件6.5PB2版；理正結構設計工具箱7.0單機版。3、結構設計標準1）邊坡安全等級為二級，結構重要性系數取1.0；2）環境邊坡為永久邊坡，工程安全等級為二級，邊坡設計合理使用年限為50年。基坑邊坡為臨時邊坡，工程安全等級為二級，臨時邊坡設計合理使用年限為2年。3）按抗震設防烈度6度進行設計，設計基本地震加速度0.05g，場地類別為Ⅰ、Ⅱ類。抗震等級為四級；4）環境類別為二b類。5）地面附加荷載：人行荷載取5kN/m2，挖方邊坡坡頂臨時施工荷載取10kN/m2。4、工程地質條件4.1氣象、水文(1)氣象長壽區屬亞熱帶濕潤季風氣候，具四季分明、夏多伏旱、秋多陰雨、無霜期長、雨量充沛、多夜雨、云霧、濕度大等特點。多年平均氣溫17.4℃，最高氣溫41.1℃，最低氣溫－2.3℃。極端最高氣溫44℃（1951年8月15日），極端最低氣溫－6.1℃（1956年1月9日）。長壽區氣象站觀測多年平均氣溫17.4℃。歷年極端最高溫度為41.1℃，出現在2001年8月。歷年極端最低溫度為-2.3℃，出現在1975年12月，長壽區屬于全國日照低值區，平均日照為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，可達全年降雨量的67%，常年平均降水日數149.5天。場地內河流主要為長江，長江橫貫長壽區西南部，境內長20.9km，江水從勘察區東側流過，流向從西南向北東，水位夏升冬降極為明顯，江面寬400～1200m，水位一般變化幅度15－25m，最大可達30m，多年平均流量13357m3/s，最大流量64360m3/s，最小流量2940m3/s。場區西側為小石溪，為長江支流，水位受長江水位影響。調查時期水位152.64m，設計50年一遇最高特征洪水位線180.27m（黃海高程），對用地范圍無影響。4.2地形地貌擬建場區地處長江左岸長壽區，屬于河流岸坡地貌，場地內大部分地段為施工區，場地內的建筑物已全部拆除，地表覆蓋建筑垃圾。整體地形東高西低，最高點位于勘察區東部，高程為203.5m；最低點位于場地西部，高程為191.7m，相對高差11.8m。場地已初步整平，地形相對平緩，地形坡度10～12°。4.3地質構造場地位于梁平向斜東側末端，巖層呈單斜產出，巖層傾向285°、傾角14°,該區地層巖性為砂、泥巖互層，巖層層面裂隙張開1～4mm，無填充，結合程度較差，為硬性結構面；其中，巖體臨空面泥巖巖層主要表現為風化網狀裂隙，風化剝落后有進一步發育為凹腔的趨勢，結構面為相對軟弱結構面；區內未發現斷層及次級褶皺，巖層構造簡單，巖土層序正常。受區域構造應力及外營力作用影響，巖體風化裂隙發育，據踏勘和區域地質資料，巖體裂隙較發育，以重力、構造和風化作用等產生的裂隙為主。層面裂隙傾向40～50°，傾角10～15°。發育構造裂隙如下：①傾向40°～60°，傾角70～85°，裂寬2～5mm，延伸1.0～10.0m,間距0.5～1.0m，裂面較平整，張開1～3mm，多有粘土填充；為硬性結構面,結合程度差。②傾向150～160°，傾角75～83°，裂寬2～8mm，延伸2～6m，間距1.5～2.0m，裂面較平整，閉合狀，無充填物，為硬性結構面,結合程度差。通過鉆探揭示，場地基巖泥巖強風化內網狀裂隙發育。裂隙發育程度隨深度增加而減弱。4.4地層巖性據勘察報告得知，場地內出露地層由新到老分別為：第四系全新統人工填土層（Q4ml）、殘坡積層（Q4el+dl）、沖積層（Q4al）和侏羅系中統沙溪廟組（J2s），現分述如下：(1)第四系全新統人工填土層素填土：雜色，結構松散，不均勻，稍濕，主要由粉質粘土、碎塊石組成。碎塊石成份為強風化～砂巖、泥巖，含量5～20%，粒徑1～25mm。分布于整體場地內，回填時間約1～3年。（2）第四系全新統殘坡積層粉質粘土：黃褐色，可塑，干強度中等，韌性中等，無搖振反應。表層多為耕植土，植物根系發育。主要分布于場地西側。（3）侏羅系中統沙溪廟組泥巖：暗紅色，泥質結構，中厚層狀構造。主要由粘土礦物組成，砂質含量較重。砂巖:淺灰色，中粒結構，中厚層狀構造，主要礦物成份為長石、石英、云母,鈣、泥質膠結。4.5.水文地質條件根據地下水的賦存條件，場地內地下水可分為第四系松散土層孔隙水及基巖裂隙水。分述如下：松散土層孔隙水，主要賦存在素填土，素填土滲透性較強，為含水層；孔隙水富水程度受組成物質、分布位置和地形條件等影響。基巖裂隙水，勘察區巖性層為泥巖、砂巖，砂巖為透水層，有利于匯水和滲水；泥巖為相對隔水層。場地地形以斜坡為主，斜坡地形利于地表水排泄，大氣降水大部沿坡面匯入溝槽排泄，部分順裂隙入滲，存在少量的地下水。水文地質條件簡單。4.6不良地質現象工程紅線范圍內及其周邊水文地質及工程地質條件較為簡單，未發現崩塌(危巖)、滑坡、泥石流、地面塌陷不良地質現象發育。4.7地下水作用評價場地內地表水、地下水對巖土體影響程度大，水文地質條件為復雜。5、破壞模式及邊坡支護方案5.1破壞模式環境邊坡：主要為土質邊坡為主，其破壞模式為土體內部產生圓弧滑動破壞。基坑邊坡：主要為土巖混合邊坡為主，其破壞模式為上層土體內部產生圓弧滑動破壞，下層巖石受裂隙面切割破壞或自身強度控制掉塊破壞。5.2邊坡支護方案根據邊坡地質條件及周邊環境，采用以下支護型式：1）環境邊坡：1#擋墻采用C20片石混凝土擋土墻，該段邊坡為永久邊坡；其他地段環境邊坡采用坡率法放坡+坡面綠化。填方邊坡段邊坡坡率按照1：1.5分層回填，壓實系數不小于0.94；挖方巖石邊坡段坡率按照1:0.50放坡，土質邊坡采用1:1.50放坡。2）基坑邊坡粗格柵提升泵房范圍：2#擋墻上階土質邊坡坡率采用1:1.0+土釘墻，下階巖石采用錨噴支護；其他段基坑邊坡均坡率法放坡，巖石邊坡坡率采用1:0.5，土層采用1:1~1:1.5放坡；待擬建構筑物修建完成后，臨時基坑邊坡采用透水性材料分層回填，壓實系數不小于0.94。本工程坡頂、坡腳均應設置截排水溝，基坑內部視情況設置排水溝和集水井。具體詳見設計圖。6、巖土參數建議值根據勘察成果，結合當地建筑工程實踐經驗，推薦巖土參數建議值見下表：根據勘察成果，結合當地建筑工程實踐經驗，推薦巖土參數建議值見下表：巖土名稱天然重度(KN/m3)抗壓強度標準值地基承載力特征值(kpa)地基極限承載力標準值(kpa)天然粘聚力標準值（MPa）飽和粘聚力標準值（MPa）天然內摩擦角標準值（°）飽和內摩擦角標準值（°）基底摩擦系數天然(Mpa)飽和(Mpa)粉質粘土19.2（天然）19.6（飽和）\\150*300*0.0230.0158.7066.7380.25雜填土20.0（天然）20.5（飽和）\\\\0020*18*\強風化泥巖24.2*\\300*\\\\\0.30強風化砂巖24.0*\\300*\\\\\0.30中風化泥巖25.06.994.38253776890.35\31.62\0.40中風化砂巖23.811.567.544031127160.62\34.56\0.50備注：“*”為經驗值；巖石與錨固體極限粘結強度標準值：泥巖取360kpa，砂巖取700kpa；裂隙1、2和層面結構面黏聚力c取25kPa，內摩察角取12°；3.巖土界面抗剪強度C取23KPa*（天然）、15KPa*（飽和），Φ取8.71°*(天然)、6.74°*（飽和）；4.土體與錨固體極限粘結強度標準值：粉質黏土取40kpa，雜填土取120kpa；7、土釘墻邊坡整體穩定性驗算（典型剖面9-9）7.19-9剖面驗算（粗格柵提升泵房上階土質邊坡邊坡）計算項目：復雜土層土坡穩定計算19[計算簡圖][控制參數]:采用規范: 通用方法計算目標: 安全系數計算滑裂面形狀:圓弧滑動法不考慮地震[坡面信息]坡面線段數2坡面線號水平投影(m)豎直投影(m)超載數15.8245.8540219.969-0.1410[土層信息]坡面節點數3編號X(m)Y(m)00.0000.000-15.8245.854-225.7935.713附加節點數1編號X(m)Y(m)125.7930.000不同土性區域數1區號重度飽和重度粘結強度孔隙水壓節點(kN/m3)(kN/m3)(kpa)力系數編號120.000120.000(-1,0,1,-2,)區號粘聚力內摩擦角水下粘聚水下內摩(kPa)(度)力(kPa)擦角(度)11.00018.000區號十字板?強度增十字板羲?強度增長系(kPa)長系數下值(kPa)數水下值1不考慮水的作用[筋帶信息]采用錨桿錨桿道數:4筋帶力調整系數:1.000錨固體抗拔安全系數K:2.000筋帶號距地面水平間距總長度 傾角材料抗拉 錨固段 錨固段法向力發高度(m)(m)(m) (度)力(kN) 長度(m)直徑(m)揮系數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[計算條件]圓弧穩定分析方法:Bishop法土條重切向分力與滑動方向反向時:當下滑力對待穩定計算目標:自動搜索最危險滑裂面條分法的土條寬度:1.000(m)搜索時的圓心步長:3.000(m)搜索時的半徑步長:3.000(m)計算結果:[計算結果圖]最不利滑動面:滑動圓心=(0.000,8.195)(m)滑動半徑=9.964(m)滑動安全系數=1.235起始x終止x?liCi謎條實重浮力地震力滲透力附加力X附加力Y下滑力抗滑力m鑙超載豎向地震力地震力(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筋帶號錨固抗拔材料抗拉計算采用有效錨固滑面角切向抗法向抗力(kN)力(kN)值 長度(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總的下滑力=332.824(kN)總的抗滑力=410.955(kN)土體部分下滑力=332.824(kN)土體部分抗滑力=324.025(kN)筋帶在滑弧切向產生的抗滑力=86.929(kN)筋帶在滑弧法向產生的抗滑力 =0.000(kN)8、錨噴擋墻驗算（典型剖面9-9）8.1破壞模式分析（粗格柵提升泵房范圍）2A-2B段邊坡長13.88米，坡高約11.4米，邊坡坡向210°，上覆5~6m回填雜填土，下伏砂巖，為巖土混合邊坡。，巖層傾向285°、傾角14°,該區地層巖性為砂、泥巖互層，巖層層面裂隙張開1～4mm，無填充，結合程度較差，為硬性結構面；發育構造裂隙①傾向40°～60°，傾角70～85°；為硬性結構面,結合程度差。②傾向150～160°，傾角75～83°，為硬性結構面,結合程度差。由赤平投影圖得知，坡向與巖層正交，邊坡破壞受巖土自身強度控制。無不利結構組合。開挖后邊坡整體穩定。邊坡巖體類型為Ⅲ類，等效內摩擦角取55°。巖體破裂角取62°。2B-2C段邊坡長3.5米，坡高約11.4米，邊坡坡向295°，上覆5~6m回填雜填土，下伏砂巖、泥巖，為巖土混合邊坡。巖層傾向285°、傾角14°,該區地層巖性為砂、泥巖互層，巖層層面裂隙張開1～4mm，無填充，結合程度較差，為硬性結構面；發育構造裂隙①傾向40°～60°，傾角70～85°；為硬性結構面,結合程度差。②傾向150～160°，傾角75～83°，為硬性結構面,結合程度差。上部土層巖土界面傾角約2-3°，下部巖質邊坡，根據赤平投影圖可知，為順向坡，開挖后易發生沿巖層層面滑移。巖體穩定性驗算如下表：項目單位數量荷載滑體土重度γ（kN/m3）25滑體土單位寬度面積V（m3）56.49滑體土