重庆山区道路锚杆挡土墙边坡支护设计计算书.docx
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重庆山区道路锚杆挡土墙边坡支护设计计算书
港城工业园D区319国道以北地块平场及道路工程
计算书
(锚杆挡墙)
计算:
校对:
审查:
xx国际工程咨询(中国)有限公司
2010年11月
1、工程概况
2、设计依据
3、设计参数2
4、2#挡墙基础下岩质边坡破坏模式3
5、设计方案3
6、荷载计算3
7、锚杆挡墙计算4
7.1锚杆计算4
7.2竖肋柱计算6
1、工程概况
D区A线道路为xx市港城工业园区内一条南北向城市次干道II级,道路全长0.96Km,标准路幅宽度22m,双向四车道。
2、设计依据
(1)由xx南江地质工程勘察院2007年10月所作《xx市港城工业园D区A线道路工程地质勘察报告(K0+0.000~K1+021.403)(一阶段详勘)》。
(2)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002);
(3)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
(5)《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029--2004);
(6)《公路路基设计规范》(JTGD30-2004);3、设计参数
岩土参数建议值:
结构面抗剪强度指标:
C=50KPa、ψ=18°;填土压实度按有关规范取值;边坡岩体破裂角:
东侧53°,西侧;墙基底摩擦系数:
人工填筑土0.25;亚粘土0.20;强风化泥岩0.3;弱风化泥岩0.45;强风化砂岩0.35;弱风化砂岩0.50。
边坡开挖允许放坡率人工填筑土:
1:
1.5;粘质土:
1:
1.25;
强风化基岩:
1:
0.75弱风化基岩:
道路西侧1:
0.6东侧1:
0.75
岩土物理力学参数建议
弱风化泥岩天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为:
6.85Mpa、4.22Mpa,
块体密度平均值:
2.57g/cm3;抗拉强度平均值0.42Mpa,粘聚力平均值:
1.80Mpa;内摩擦角平均值:
37.2°,岩体等效内摩擦角取55°。
弱风化砂岩天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为:
22.78Mpa、16.38Mpa,块体密度平均值:
2.48g/cm3;抗拉强度平均值2.88Mpa,粘聚力平均值:
9.30
Mpa;内摩擦角平均值:
44.70°,岩体等效内摩擦角取55
亚粘土密度平均值:
1.93g/cm,天然含水量平均值:
24.4%;天然孔隙比
15.50Kpa;内摩擦角平均
0.8;塑性指数15.0,液性指数0.2,粘聚力平均值:
值:
6.9°。
4、2#挡墙基础下岩质边坡破坏模式
边坡岩层产状270°~273°∠50°~55°,主要发育两组裂隙,①185°∠80°,裂面平直,无充填,宽1~2mm,延伸长3~5m,裂隙间距0.8~3.00m,结合差。
②144°~148°∠45°~48°,裂面较平,无充填,宽1~2mm,延伸长1~2m,裂隙间距2~5m,结合差。
根据钻探揭露裂隙不发育,倾角70°~85°,结合较好,边坡类型为Ⅲ类。
边坡为顺向坡,边坡稳定性受岩层层面控制。
5、设计方案
2#挡墙基础下岩质边坡段:
在2#挡墙(K0+430~K0+493.67)段,基础下岩质边坡高度约5.8~7m,为保证2#挡墙安全,需对挡墙基础下岩质边坡进行有效支挡,因此,采用板肋式锚杆挡墙进行边坡防护。
6、荷载计算
1)锚杆挡墙墙背土压力计算
K0+430~K0+493.67段2#挡墙基础下岩质边坡侧边坡主动土压力,取代表性
断面K0+460.224进行计算
该段墙后岩体部分按6.2.3公式侧向土压力方法计算。
由6.2.3公式(按等效内摩擦角计算)计算主动土压力结果如下:
桩号
H
γ
α
β
δ
q
c
φ
Eak
eak
K0+460.224
6.2
25.7
100
0
15
452
0
55
171.36
30.71
表中:
γ-边坡岩体的重度,(kN/m3);
H-边坡的高度,(m);φ–岩体的内摩擦角,(°);c-岩体的粘聚力,(kPa);q-坡顶均布荷载,(kN/m);δ-岩石与挡墙背的摩擦角,(°);β-坡顶表面与水平面的夹角,(°);α–支挡结构墙背与水平面的夹角,(°);
7、锚杆挡墙计算
7.1锚杆计算
锚杆挡墙上侧压力分布如《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)图8.2.5侧压力分布图所示,侧向岩土压力水平分力强度标准值按8.2.5式计算:
对岩质边坡ehk=Ehk/0.9H
对土质边坡ehk=Ehk/0.875H
ehk——侧向岩土压力水平分力强度标准值,kpa;Ehk——侧向岩土压力水平分力标准值(参考《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002第8.2.2式),kN/m);
H——挡墙高度,m。
锚杆轴向拉力设计值(按照连续梁进行计算得):
Ng=T/cosαT——锚杆的水平拉力设计值,kN;Ng——锚杆的轴向拉力设计值,kNα——锚杆倾角,度;
杆钢筋面积(按GB50330-2002第7.2.2式计算):
As
0Ng
2fy
As——锚杆钢筋截面积,m2
fy——锚筋抗拉强度设计值,Ⅱ级钢筋300kpa,Ⅲ级钢筋360kpa;0——建筑边坡重要性系数,一级边坡取1.1。
2——锚筋抗拉工作系数,永久性锚杆取0.69,临时性锚杆取0.92
锚固段长度(按GB50330-2002第7.2.2式、
7.2.3式计算):
Lm
gk
1Dqe
Lm——锚固段长度,m;
D——锚固体直径,m;qe——地层与锚固体粘结强度特征值,土或强风化岩层80kpa;中风化岩
层300kpa;
ξ1——锚固体与地层粘结工作条件系数,对永久性锚杆取1.00,临时性
锚杆取1.33
Lg
0N
3ndqg
Lg——锚筋与砂浆的锚固长度,m;d——锚筋直径,m;n——钢筋根数,根;
0——边坡重要性系数;
qg——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值,2100kpa;
桩号
H
γg
fy
ξ2
γo
α
Sxj
Syj
ehk
Ng
As
实配钢筋
K0+460.224
6.2
1.3
300
0.69
1.10
15
2
2
30.71
188.85
1004
2Φ28HRB335钢筋
3——钢筋与粘结砂浆粘结强度工作条件系数,对永久性锚杆取0.60,
对临时性锚杆取0.72。
钢筋结果见下表:
锚固长度结果见下表:
桩号支护ξ1ξ3qeqgD实配钢筋LmLg锚固长
形式
(m)
K0+460.224
BL
1.00
0.60
180
2400
150
2根Φ28HRB335钢筋
2.2
0.8
6.0
根据计算表结果得锚杆锚固长度:
板肋式锚杆挡墙锚杆锚入中风化岩层6.0m。
7.2竖肋柱计算
(1)板肋式锚杆挡墙(BL)肋柱计算:
BL肋柱计算以K0+460.224为控制剖面,荷载取61.42KN/m:
1计算简图:
2计算条件:
荷载条件:
均布恒载:
61.42kN/m
活载准永久值系数
:
0.50
均布活载:
0.00kN/m
支座弯矩调幅系数
:
100.0%
梁容重:
25.00kN/m
3计算时考虑梁自重
:
不考虑
恒载分项系数
:
1.35
活载分项系数:
1.40
配筋条件:
抗震等级:
非抗震
纵筋级别:
HRB335
混凝土等级:
C30
箍筋级别:
HRB335
配筋调整系数:
1.0
上部保护层厚度:
25mm
面积归并率:
30.0%
部保护层厚度:
25mm
最大裂缝限值:
0.200mm
挠度控制系数C:
200
截面配筋方式:
双筋
3计算结果:
单位说明:
弯矩:
kN.m剪力:
kN
裂缝:
mm
纵筋面积:
mm2箍筋面积:
mm2/m
跨长
=2000mm
B
×
H=400mm×500mm
左
中
弯矩(+):
0.000
26.533
0.000
弯矩(-):
0.000
0.000
-33.167
剪力
66.333
-16.584
-99.500
上部纵筋
400
400
429
下部纵筋
429
429
429
箍筋
458
458
458
上纵实配
4
D12(452)
4D12(452)
4D12(452)
下纵实配
4
D12(452)
4D12(452)
4D12(452)
箍筋实配
4D14@250(2463)4D14@250(2463)4D14@250(2463)
腰筋实配
2D16(402)
2D16(402)
2D16(402)
裂缝
0.000
0.03
0
0.040
挠度:
0.000
0.29
1
0.000
挠度:
mm
梁号1:
右
最大裂缝:
0.040mm<0.200mm
最大挠度:
0.291mm<10.000mm(2000/200)
梁号2:
跨长=2000mm
B
×H=400mm×500mm
左
中
右
弯矩(+):
0.000
8.292
0.000
弯矩(-):
-33.167
0.000
-33.167
剪力:
82.917
0.000
-82.917
上部纵筋:
429
400
429
下部纵筋:
429
429
429
箍筋:
458
458
458
下纵实配:
4D12(452)
4D12(452)
4D12(452)
箍筋实配:
4D14@250(2463)
4D14@250(2463)4D14@250(2463)
腰筋实配:
2D16(402)
2D16(402)
2D16(402)
裂
缝:
0.040
0.010
0.040
挠
度:
0.000
0.022
0.000
最大裂缝:
0.040mm<0.200mm
最大挠度:
0.022mm<10.000mm(2000/200)
梁号3:
跨长=2000mm
B
×
H=400mm×500mm
左
中右
弯矩(+):
0.000
26.533
0.000
弯矩(-):
-33.167
0.000
-0.000
剪力
99.500
16.58
4
-66.334
上部纵筋
429
400
429
下部纵筋
429
429
429
箍筋
458
458
458
上纵实配
4D12(452)
4D12(452)
4D12(452)
下纵实配
4D12(452)
4D12(452)
4D12(452)
箍筋实配
4D14@250(2463)4D14@250(2463)4D14@250(2463)
腰筋实配
2D16(402)
2D16(402)
2D16(402)
裂缝
0.040
0.030
0.000
挠度
0.000
0.291
0.000
最大裂缝:
0.040mm<0.200mm
最大挠度:
0.291mm<10.000mm(2000/200)
4所有简图:
根据计算结果,采用竖肋采用4D16HRB33钢5筋,对称配筋,箍筋采用
2d12@150的RB335钢筋,锚杆水平拉力设计值为N=182.417KN。
(2)板肋式锚杆挡墙(BL)面板计算:
面板计算以K0+460.224为控制剖面,荷载取30.71KN/m:
混凝土保护层:
25(mm),配筋计算as:
30(mm),泊松比:
0.20支撑条件:
四边上:
简支下:
简支左:
简支右:
简支
角柱左下:
无右下:
无右上:
无左上:
无
2计算结果
(1)跨中:
[水平][竖向]弯矩5.45.4面积643(0.21%)643(0.21%)实配D12@160(707)D12@160(707)
(2)四边:
[上][下][左][右]弯矩0.00.00.00.0面积643(0.21%)643(0.21%)643(0.21%)643(0.21%)实配D12@160(707)D12@160(707)D12@160(707)D12@160(707)
(弯矩单位:
kN.m/m,配筋面积:
mm2/m,构造配筋率:
0.21%)
END========================================================
根据计算结果,上下侧面板钢筋均采用D12@120HRB33钢5筋,对称配筋。
1计算条件
板长:
2.00(m),板宽:
2.00(m),板厚:
300(mm)
板容重:
0.00(kN/m3),恒载分项系数:
1.35,板自重荷载:
0.00(kN/m12)均布荷载:
30.71(kN/m2)
砼强度等级:
C30,纵筋级别:
HRB335
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