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矿山地质环境治理施工图修改设计报告
2013-10-25
矿山地质环境治理施工图修改设计报告。
第一章、工程概况 一、工程项目的来由 × ×县××矿山位于河池市××县燕洞乡交乐村××屯北东面, 2 属微细粒金矿床,面积约 0.6km,品位约 0.8g/T,经 1999 年~2001 年的无序开采形成采空区并于 2001年 3月 4日产生地面塌陷,同时形 成多条地面裂缝,塌陷及地裂近两年进一步扩大,可能造成大规模的 山体滑坡,直接威胁到山下××屯 52户 270人的生命财产安全,被列 为 2002 年广西重要地质灾害危险区(点)之一。为了及时排除该矿山 地质灾害险情,2005 年初××县政府委托我院对矿山地质灾害综合治 理进行了勘查和设计,并由河池市地质勘察设计院承担综合治理施工 任务。 × ×县通过招商引资多渠道引进资金投入到治理工程中。正当综 合治理工程按照设计要求进行到一半时(约完成约 30 万方土方的搬 移),由于地质灾害治理工程区与广西华兴黄金矿产开发经营部探矿权 范围重叠,使治理工程与探矿权产生冲突,××县又无财力支持,导 致地质灾害治理工程于 2005 年 8 月半途停工,造成部分边坡尚未达到 设计要求、地表排(截)水沟及生态工程均未施工、交通公路被破坏 等问题,工程区水土流失严重,边坡欠稳定,交通困难,生态环境恶 化。 广西国土资源厅对此治理工程非常重视,于 2006 年拨出专项治理 经费以帮助完成该治理工程剩余工作。为此,××县国土资源局委托 我院进行此工程的修改设计工作。 二、治理工程现状 1 × ×矿山地质灾害治理工程前期工作已完成原设计工程量的 40% 左右,主要是完成切坡及废方搬运堆填,形成了 5 级边坡(编号分别 为 1#~5#边坡)4级平台,并在 5#坡脚修建了一座小型淤地坝,原上 山公路路面基本修成,1#、2#堆土场基本堆放完毕。所形成的边坡中: 1 #坡坡顶及西面坡度过陡,约为 75~85度,需继续放坡;5#坡坡高太 大,需分成两级边坡;4#、5#边坡坡体上堆存较多松方,需清除;坡 顶、坡脚平台及公路内侧的排(截)水沟均未修建;新挖边坡均未绿 化;堆土场未进行整平;××屯进屯公路被破坏。 三、修改设计的目的及主要内容 目的:进一步完善××县××矿山地质灾害治理工程设计,为全 面、综合治理地质灾害提供设计依据,防止地质灾害的发生。 主要内容:对未到达原设计要求的部分边坡进行修改设计;植物 工程修改设计;道路工程修改设计;排(截)水沟修改设计;堆土场 复垦设计。 第二章 地质灾害治理工程设计 一、设计的依据 1 2 3 4 5 6 7 8 、《地质灾害防治条例》(国务院 394号) 、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 、《建筑边坡工程技术规范》(GB5003-2001) 、《砌体结构设计规范》(GB5003-2001) 、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ0240—2004) 、《公路路基设计规范》(JTGD30—2004) 、《公路挡土墙设计》 、《××县××矿山地质灾害治理勘查设计报告》 2 6 、《××县××矿山地质灾害综合治理工程修改设计合同》 二、工程治理设计方案 一)边坡整治 ( 主要包括 1#边坡及 2#边坡坡顶削坡、5#边坡分级放坡及 4#、5# 边坡坡面松方清理、边坡坡脚排水沟及坡顶截水沟设计、局部边坡挡 土墙设计。 1 、1#边坡及 2#边坡坡顶放坡 3 采用 0.5m 挖掘机挖装自卸汽车运输施工,按 1:1坡率修整放坡; 开挖弃方运至 1#填方区堆填,多余方量运至 1#堆方场堆填。估算共需 3 挖运方约 7000m,平均运距 2km。 2 、5#边坡分级放坡 3 采用 0.5m 挖掘机挖装自卸汽车运输施工,按 1:1 坡率放坡,设 置 1 级平台,平台宽度为 5m,长约 60m,坡高约 15m;开挖弃方运至 坡脚淤地坝堆填,多余方量运至 1#堆方场堆放,作为植物工程用土或 3 公路松散层用土 。共需挖运方约 4500m,平均运距 2km。 3 、4#、5#边坡坡面松方清理 3 采用 0.5m 挖掘机挖装自卸汽车运输施工,清除残存在边坡坡面上 的松方层,用自卸汽车运至 2#堆方场堆放,作为土地复垦及植物工程 3 用土。清方量约 1440m,运距约 250m。 4 、公路局部路堑修方 存子坳至岩瑶屯公路局部路堑过陡,路面窄,弯度大,需适当修 坡。主要有公路 1#修方区及 2#修方区,位置见平面图,其中 1#修方 3 3 3 区需挖方约 195m, 2#修方区需挖方约 540m,均采用采用 0.5m 挖掘机 挖装自卸汽车运输施工,按 1:1坡率放坡。 3 5 、边坡脚排水沟及坡顶截水沟 边坡脚平台处排水沟:断面尺寸为宽 20cm,高 15cm,坡降为 :500,用 M7.5 浆砌片石衬砌,衬砌厚度 10cm,低端与公路排水沟连 接。排水沟横断面如图 2.2.1-1。共 6 条排水沟,长度共 600m,浆砌 ① 1 3 3 片石方量共 36m,人工挖土方约 48 m。 ② 坡顶截水沟:按倒梯形断面开挖,底宽 15cm,斜边坡率为 1:1, 垂直深度 15cm,用 M7.5浆砌片石衬砌,衬砌厚度 10cm,向坡顶两侧冲 沟排水;截水沟横断面如图 2.2.1-2。截水沟长 60m,共需 M7.5 浆砌 3 3 片石 5.4m,挖土方 9.7 m。 4 6 、局部边坡挡土墙设计 在 4#边坡及 5#边坡东端分别设置 1#挡土墙、2#挡土墙和 3#挡土 墙。挡土墙型式采用重力式挡土墙,设计软件采用北京理正岩土软件 [ 理正岩土系列软件 5.11 版(单机版)]。墙体采用 M7.5 砂浆砌块石 砌筑。墙内设置排水孔,排水孔尺寸为高 20cm,宽 20cm,间距为 2m, 斜率为 5%,呈梅花形布置。挡土墙典型设计计算如下: (1)1#挡土墙 重力式挡土墙验算[执行标准:水利] 计算项目: 1#重力式挡土墙 计算时间: 2007-05-08 17:44:35 星期二 - ----------------------------------------------------------------------- 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 5.000(m) 墙顶宽: 0.800(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.200 背坡倾斜坡度: 1:0.200 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 100.000(kPa) 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 400.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 5 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: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 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) 5.000 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) = ==================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 [ 土压力计算] 计算高度为 5.583(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角: 41.720(度) Ea=185.622 Ex=162.646 Ey=89.452(kN) 作用点高度 Zy=1.861(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在: 第2破裂角=11.088(度) 第1破裂角=43.900(度) Ea=214.093 Ex=148.484 Ey=154.235(kN) 作用点高度 Zy=1.865(m) 墙身截面积 = 9.817(m2) 重量 = 225.783 kN 墙背与第二破裂面之间土楔重 = 1.193(kN) 重心坐标(1.179,-1.857)(相对于墙面坡上角点) 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 = 222.569(kN) En = 180.360(kN) Wt = 44.514(kN) Et = 115.353(kN) 滑移力= 70.839(kN) 抗滑力= 161.171(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.275 > 1.300 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 148.484(kN) 抗滑力= 198.262(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.335 > 1.300 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.442 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.551 (m) 相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.282 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 6 倾覆力矩= 190.327(kN-m) 抗倾覆力矩= 721.667(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 3.792 > 1.600 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 402.929(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=531.340(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.974 (m) 偏心距 e = 0.169(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.319(m) 基底压应力: 趾部=181.513 踵部=89.415(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 181.513 / 89.415 = 2.030 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.169 <= 0.250*2.974 = 0.744(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=181.513 <= 480.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=89.415 <= 520.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=135.464 <= 400.000(kPa) 基础强度验算 基础为天然地基,不作强度验算 墙底截面强度验算 验算截面以上,墙身截面积 = 9.000(m2) 重量 = 207.000 kN 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.400 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.544 (m) 相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.282 (m) [ 容许应力法]: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 362.428(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=477.554(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.318(m) 截面宽度 B = 2.800 (m) 偏心距 e1 = 0.082(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.082 <= 0.300*2.800 = 0.840(m) 截面上压应力: 面坡=152.280 背坡=106.598(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 152.280 <= 2100.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 1.255 <= 110.000(kPa) 7 = = ================================================ 各组合最不利结果 ================================================ 滑移验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 161.171(kN),滑移力 = 70.839(kN)。 滑移验算满足: Kc = 2.275 > 1.300 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 161.171(kN),滑移力 = 70.839(kN)。 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.335 > 1.300 倾覆验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 721.667(kN-M),倾覆力矩 = 190.327(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 3.792 > 1.600 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.169 <= 0.250*2.974 = 0.744(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=181.513 <= 480.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=89.415 <= 520.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=135.464 <= 400.000(kPa) 基础验算 8 不做强度计算。 墙底截面强度验算 [ 容许应力法]: 截面上偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.082 <= 0.300*2.800 = 0.840(m) 压应力验算最不利为:组合1(一般情况) 压应力验算满足: 计算值= 152.280 <= 2100.000(kPa) 拉应力验算最不利为:组合1(一般情况) 拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa) 剪应力验算最不利为:组合1(一般情况) 剪应力验算满足: 计算值= 1.255 <= 110.000(kPa) (2)2#挡土墙 重力式挡土墙验算[执行标准:水利] 计算项目: 重力式挡土墙 12 计算时间: 2007-05-08 16:51:43 星期二 - ----------------------------------------------------------------------- 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 8.000(m) 墙顶宽: 0.800(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.240 背坡倾斜坡度: 1:0.240 墙底倾斜坡率: 0.100:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 100.000(kPa) 9 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 400.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 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: 0.450 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 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) 5.000 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) = ==================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 [ 土压力计算] 计算高度为 8.475(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角: 41.610(度) Ea=458.094 Ex=392.680 Ey=235.906(kN) 作用点高度 Zy=2.825(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在: 第2破裂角=11.104(度) 第1破裂角=43.900(度) Ea=514.849 Ex=356.970 Ey=371.002(kN) 作用点高度 Zy=2.891(m) 墙身截面积 = 22.863(m2) 重量 = 525.848 kN 墙背与第二破裂面之间土楔重 = 30.542(kN) 重心坐标(1.589,-2.759)(相对于墙面坡上角点) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.450 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 = 5.711 (度) Wn = 553.629(kN) En = 404.681(kN) Wt = 55.363(kN) Et = 318.282(kN) 滑移力= 262.919(kN) 抗滑力= 431.239(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.640 > 1.300 地基土摩擦系数 = 0.500 1 0 地基土层水平向: 滑移力= 356.970(kN) 抗滑力= 473.867(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.327 > 1.300 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.359 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 4.187 (m) 相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 2.416 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 862.455(kN-m) 抗倾覆力矩= 2900.944(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 3.364 > 1.600 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 958.310(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2038.489(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.778 (m) 偏心距 e = 0.262(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.127(m) 基底压应力: 趾部=266.501 踵部=134.649(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 266.501 / 134.649 = 1.979 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.262 <= 0.250*4.778 = 1.194(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=266.501 <= 480.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=134.649 <= 520.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=200.575 <= 400.000(kPa) 基础强度验算 基础为天然地基,不作强度验算 墙底截面强度验算 验算截面以上,墙身截面积 = 21.760(m2) 重量 = 500.480 kN 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.320 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 4.060 (m) 相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 2.416 (m) [ 容许应力法]: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 902.024(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1916.722(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 2.125(m) 截面宽度 B = 4.640 (m) 偏心距 e1 = 0.195(m) 11 截面上偏心距验算满足: e1= 0.195 <= 0.300*4.640 = 1.392(m) 截面上压应力: 面坡=243.444 背坡=145.360(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 243.444 <= 2100.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -0.828 <= 110.000(kPa) = = ================================================ 各组合最不利结果 ================================================ 滑移验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 431.239(kN),滑移力 = 262.919(kN)。 滑移验算满足: Kc = 1.640 > 1.300 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 431.239(kN),滑移力 = 262.919(kN)。 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.327 > 1.300 倾覆验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 2900.944(kN-M),倾覆力矩 = 862.455(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 3.364 > 1.600 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.262 <= 0.250*4.778 = 1.194(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=266.501 <= 480.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=134.649 <= 520.000(kPa) 1 2 地基平均承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=200.575 <= 400.000(kPa) 基础验算 不做强度计算。 墙底截面强度验算 容许应力法]: [ 截面上偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.195 <= 0.300*4.640 = 1.392(m) 压应力验算最不利为:组合1(一般情况) 压应力验算满足: 计算值= 243.444 <= 2100.000(kPa) 拉应力验算最不利为:组合1(一般情况) 拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa) 剪应力验算最不利为:组合1(一般情况) 剪应力验算满足: 计算值= -0.828 <= 110.000(kPa) (3)3#挡土墙 重力式挡土墙验算[执行标准:水利] 计算项目: 重力式挡土墙 13 计算时间: 2007-05-08 16:42:39 星期二 - ----------------------------------------------------------------------- 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.000(m) 墙顶宽: 0.800(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.360 背坡倾斜坡度: 1:0.200 墙底倾斜坡率: 0.100:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 1 3 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 100.000(kPa) 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 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: 0.450 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 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) 10.000 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 5.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) = ==================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 [ 土压力计算] 计算高度为 6.424(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角: 37.130(度) Ea=207.616 Ex=181.918 Ey=100.052(kN) 作用点高度 Zy=2.141(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在 墙身截面积 = 15.763(m2) 重量 = 362.548 kN 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.450 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 = 5.711 (度) Wn = 360.748(kN) En = 117.657(kN) Wt = 36.075(kN) Et = 171.060(kN) 滑移力= 134.985(kN) 抗滑力= 215.282(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.595 > 1.300 1 4 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 181.918(kN) 抗滑力= 239.408(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.316 > 1.300 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 2.296 (m) 相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 3.817 (m) 相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.717 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 312.355(kN-m) 抗倾覆力矩= 1214.201(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 3.887 > 1.600 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距 作用于基础底的总竖向力 = 478.405(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=901.846(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.266 (m) 偏心距 e = 0.248(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.885(m) 基底压应力: 趾部=151.245 踵部=73.039(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 151.245 / 73.039 = 2.071 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.248 <= 0.250*4.266 = 1.067(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=151.245 <= 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=73.039 <= 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=112.142 <= 500.000(kPa) 基础强度验算 基础为天然地基,不作强度验算 墙底截面强度验算 验算截面以上,墙身截面积 = 14.880(m2) 重量 = 342.240 kN 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.266 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 3.817 (m) 相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.717 (m) [ 容许应力法]: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 442.292(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=844.951(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.910(m) 截面宽度 B = 4.160 (m) 偏心距 e1 = 0.170(m) 1 5 截面上偏心距验算满足: e1= 0.170 <= 0.300*4.160 = 1.248(m) 截面上压应力: 面坡=132.328 背坡=80.312(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 132.328 <= 2100.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 1.202 <= 110.000(kPa) = = ================================================ 各组合最不利结果 ================================================ 滑移验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 215.282(kN),滑移力 = 134.985(kN)。 滑移验算满足: Kc = 1.595 > 1.300 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗滑力 = 215.282(kN),滑移力 = 134.985(kN)。 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.316 > 1.300 倾覆验算 安全系数最不利为:组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 1214.201(kN-M),倾覆力矩 = 312.355(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 3.887 > 1.600 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.248 <= 0.250*4.266 = 1.067(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=151.245 <= 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=73.039 <= 650.000(kPa) 1 6 地基平均承载力验算最不利为:组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=112.142 <= 500.000(kPa) 基础验算 不做强度计算。 墙底截面强度验算 [ 容许应力法]: 截面上偏心距验算最不利为:组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.170 <= 0.300*4.160 = 1.248(m) 压应力验算最不利为:组合1(一般情况) 压应力验算满足: 计算值= 132.328 <= 2100.000(kPa) 拉应力验算最不利为:组合1(一般情况) 拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa) 剪应力验算最不利为:组合1(一般情况) 剪应力验算满足: 计算值= 1.202 <= 110.000(kPa) 挡土墙工程量统计如下表: 挡土墙工程量统计表 断面面积 (㎡) 每米长体积 3 (m) 挡土墙长 度(m) 13 挡土墙体积 3 (m) 挡土墙编号 备注 1 2 3 #挡土墙 #挡土墙 #挡土墙 合计 9.817 9.817 22.863 15.763 127.621 320.082 93.001 M7.5 浆 22.863 15.763 14 砌块石 5.9 5 40.70 ( 二)植物工程 植物工程主要采取喷播植草、植树对人工边坡进行绿化及护坡, 防止水土流失。按边坡坡率、坡体岩土特征分以下 3种工况设计。 1 7 1 、挂网混喷植草 使用于坡率大于 1:1的 1#、2#及 3#边坡。设计方案如下: 1)植被混凝土配比用量(表 1) 表 1 植被混凝土配比用量 项目 说明 ( 2 使用量(m) 水泥 土 425#大坝水泥 沙壤土(含砂量不超过 5%) 酒糟、锯末 12kg 3 0.07m 3 腐植质 长效肥 保水剂 0.015 m 复合肥 0.2kg 0.1kg 5.0kg 粒度 100目 混凝土添加剂 三峡大学专利产品 ( 2)植物草种 混合植绿种子采用冷季型草种和暖季型草种并根据生物生长特性 混合优选而确定。采用节水草、狗牙根、黑麦草、羊胡子草、早熟禾、 2 白三叶、画眉草混合草种。混合草种用量为 0.07kg/m ,各草种重量百 分比为:节水草 20%、狗牙根 25%、黑麦草 10%、羊胡子草 10%、早 熟禾 10%、白三叶 15%、画眉草 10%。 ( 3)复合网及锚杆 选用网孔为 5×5cm的镀锌菱形铁丝网铺设坡面,长度根据需要裁 剪。锚杆采用“L”形 Φ20mm钢筋,锚杆长度 50cm。 ( 4)施工机械 主要有:粉碎机、搅拌机、空压机、混凝土喷射机、手风钻、高 压水泵。 5)施工工艺流程及技术要求 ( 1 8 ① 清理、平整坡面:清除坡面淤积物、浮石,打掉突出岩石,使 坡面尽可能平整。 ② 铺设固定复合网:按 1.5m*1.5m交叉锚固复合网,坡顶铺至排 ( 截)水沟。 ③ 搅拌植被混凝土:根据搅拌机大小,按植被混凝土的配比计量 拌合。在面层喷射层拌料时加入混合植物种子。 喷射植被混凝土:要求喷枪口距岩面 1m左右,加水量应保持植 ④ 被混凝土不流不散。分基层和面层二次喷射,基层喷射厚度 6~7cm, 面层厚度 2~3cm。 2 ⑤ 覆盖无纺布:在面层喷射层完成后,覆盖 28g/m 无纺布进行保 墒,营造种子快速发牙环境。 喷水养护:在养护期应当保持植被混凝土呈湿润状态。喷水设 ⑥ 备应采用喷雾喷头移动喷洒,杜绝高压水头直接喷灌。养护期以植物 覆盖地面为限(50天左右)。 混喷植被施工工艺流程及施工剖面参见图 2.2.2-1及图 2.2.2-2。 施工工艺流程图(图 2.2.2-1) 1 9 ( 6)工程量 1 2 #边坡、2#及 3#边坡需挂网植草总面积约 4500㎡。 、混喷植草 使用于坡率小于 1:1 的边坡,即 4#、5#边坡。不用挂网,相关 参数及施工要求参见挂网混喷植被。总工程量约 6000㎡。 3 、种植经济植物 ( 1)种植地段:主要在边坡平台及 1#堆方场种植。 ( 2)树种选择:工程区岩土为三叠系泥岩、粉砂岩,结构较破碎, 表土属壤土或多砾石壤土,土壤多为酸性至微酸性,区内气候温湿, 坡面向阳,排水良好。当地经济植物——茶油树的树高不大(一般小 于 3m)、根系较深(约 1m),适宜该区土质及立地条件而且满足护坡固 土需求,因此选取油茶树作为本工程护坡绿化及水土保持植物。 ( 3)种植方式:采用苗株栽植方式,株距*行距为 3m*3m,坑穴 2 0 长*宽*深为 40*40*30cm,栽植图式详见油茶树栽植典型图(图 .2.2-3)。 2 ( 4)栽植技术要求:提前 1个月按株行距及坑穴尺寸整地,使土 壤熟化;栽植时间为春季,最好在雨后或阴天栽植;栽苗时苗木应保 持根系湿润,切忌风吹日晒,栽前适当修剪主根(剪去尖端部分), 能促进其多生侧根,按“三埋二踩一提苗”法施工:先把整好的树穴 再挖松,除去杂物(草根、石子等),按照茶苗根系大小和长度刨一 小穴,把油茶苗放入穴中使其根系保持舒展,再覆盖土,稍提茶苗让 根系落实,再稍用力踩紧,再覆一次土,踏实踩紧,使根系与土壤完 全密接,然后再覆一次土,最后覆上松土,覆土要稍高于油茶苗须根 颈部分。做到穴土细碎,苗干栽正,适当深栽,根系舒展,填土踏实, 2 1 根土密接,上覆松土。 ( 5)后期抚林:第 1及第 2年分别抚育 2次,分别在每年 5月和 7 月进行以除草和壅土为主的块状抚育,不宜松土。第 3 年后,每年 全面抚育 2 次。幼林期进行农林间种,可以获得经济收益,间种的农 作物以豆科植物为好,不要间种藤本植物和高杆作物,在管理农作物 时,不能损伤油茶,要防止人畜对油茶的危害。施肥最好施用有机肥 料,化肥为辅,幼林以施氮肥为主,成林以施磷、钾肥为主,氮、磷、 钾配合使用,才能对油茶每个生长发育阶段起协调作用,对营养生长 和生殖生长都有利。在茶果采收后到春梢萌发前修剪枝,不宜疏删, 不要短截。 ( 6)工程量:总面积约 9000㎡,共种植油茶树约 1000株。 三)道路工程 道路工程包括修复岩瑶屯至存子坳村级路及修复岩瑶屯至××屯 机耕路。 、岩瑶屯至存子坳村级路 1)设计方案 ( 1 ( 岩瑶屯至存子坳村级路为农村简易四级公路,通车量不大,设计 标准按农村简易四级公路标准要求执行。前期治理工程已经按原设计 路线完成了路基、路堑部分工程,路基宽度 5m,路基大部分为开挖出 露的稳定岩(土)层。此次修改设计主要内容有路面设计、路堑坡脚 排水沟设计、公路排水涵洞设计、局部路肩挡土墙设计。 ( 2)路面设计 采用路基直接铺设松散层路面,松散层为粒径 3~6cm砾石,砾石 可用开挖边坡产生的岩块加工,不足部分可在岩瑶屯附近开采石灰岩 2 2 加工形成。松散层铺设厚度 10cm,施工前要求路基面湿润,铺摊砾石 后用轻型压路机碾压 4~6遍。铺设长度共 400m,面积为 2000㎡,共 3 需砾石 200m。 ( 3)路堑坡脚排水沟设计 为了保证公路安全,兴建排水渠排除周边坡面及区域内的洪水, 其水力计算及断面尺寸如下: A:洪峰流量的确定 根据各地水文手册有关参数,按以下公式计算: Q=0.278kiF I—10年一遇 1小时最大降雨强度(mm/h);经查得:I=30.55mm/h 2 2 F—集水面积(km),取公路以上斜坡平均占地面积 0.025km K—径流系数,取 0.4 3 则 Q=0.278×0.4×30.55×0.025=0.084m/s B:为减少排水渠占地面积,故采用矩形断面,浆砌石砌面。现已 知流量 Q,则用试算法计算最大水深 h,设矩形断面宽为 b,水深为 h。 o 1/2 则由 Q=AC(Ri) 得: 式中: 2 A—过水断面面积(m),A=bh 1/6 C—谢才系数,C=1/n·R n—为糙率,浆砌石断面 n取 0.025 R—水力半径(m),R=A/X=bh/(b+2h) X—湿周(m),X=b+2h i—排水渠比降,取 0.001 2 3 1/6 C—1/n[bh/(b+2h)] 1 /2 5/3 -2/3 5/3 -2/3 Q=i /n·(bh) ·(b+2h) =1.265·(bh) ·(b+2h) 经以上计算得:h=0.20m,b=0.22m 为确保安全,设计排水渠深取 h=0.4m,排水渠宽 b=0.3m。设计渠 3 长 200米。采用 M7.5浆砌石砌筑,共需 M7.5浆砌片石 42.0m,需挖 3 土方 66m。排水渠道断面图如图 2.2.3-1。 ( 4)公路排水涵洞设计 在公路坡脚处需设过水涵洞把公路排水沟内的水排至路堤一侧并 接入渠道或顺接入原地面冲沟。全段共设 4 处涵洞,桩号分别为 K0+050、K0+120、K0+180、K0+250;设计采用预制钢筋混凝土盖板涵 形式,各桩点涵洞设计计算如下。 ① K0+050涵洞: 2 4 本涵洞为盖板涵,入口采用八字墙,出口采用洞口接矩形槽,出入口以外顺接原沟。 设计资料: 设计流量:Q= 用途:排洪 0.50 m^3/S 路肩设计标高:H左= 479.938 m H右= 479.938 m 路肩设计宽度:W左= 2.750 m W右= 2.750 m 路基边坡:1:1.50 线路坡度:j= -42% 涵轴与线路法线夹角θ= 0.00 度 涵洞类型及孔径:1孔 0.75 m 盖板涵 泄水面标高:入口= 478.000 m 出口= 477.800 m 涵身坡度:2.2% 基础形式:分离式基础 计算资料: 涵长计算: 计算涵长: 上游 L上= 4.380 m 下游 L下= 4.680 m 总长 L= 9.060 m 涵身分节: 共 2 节 调整后涵长: 即 1 * 4.00 + 1 * 5.00 上游 L上= 4.360 m 下游 L下= 4.660 m 总长 L= 9.020 m 标高计算: 入口泄水面标高: 478.000 m 出口泄水面标高: 477.800 m 盖 板 计 算 ▼ 设计资料: 设计荷载:汽-20 验算荷载:挂车-120 加载计算时采用车道数=1 涵洞净跨径=0.75m 盖板支点厚度=10.0cm 盖板跨中厚度=12.0cm 2 5 盖板材料砼标号=C30 主受力钢筋级别=2 级 主受力钢筋直径=8mm 板顶填土高=1.246m 土容重=18.0KN/立米 钢筋混凝土容重=25.0KN/立米 土的内摩擦角=30.0 度 ▼ 恒载计算: 盖板顶填土垂直压力 Qtz=土容重*填土高=22.422KN/m^2 盖板自重均布荷载 Qz=盖板容重*盖板平均高度=2.750KN/m^2 恒载产生跨中弯矩 M 恒=(Qtz+Qz)*lp^2/8=2.273KN.m 恒载产生支点剪力 Q 恒=(Qtz+Qz)*l0/2=9.439KN ▼ 活载计算: 汽车荷载压力纵向分布宽度 a 汽=3.038m 汽车荷载压力横向向分布宽度 b 汽=3.838m 汽车荷载产生的垂直压力 Q 汽=20.579KN/m^2 汽车荷载冲击系数 1+μ=1.00 汽车荷载产生跨中弯矩(计冲击)M 汽=1.859KN.m 汽车荷载产生支点剪力(计冲击)Q 汽=7.717KN 挂车荷载压力纵向分布宽度 a 挂=2.838m 挂车荷载压力横向向分布宽度 b 挂=4.638m 挂车荷载产生的垂直压力 Q 挂=45.574KN/m^2 挂车荷载产生跨中弯矩 M 挂=4.116KN.m 挂车荷载产生支点剪力 Q 挂=17.090KN ▼荷载组合: 组合 I:恒载+汽车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(弯矩)M 恒+汽=0.90*(1.2M 恒+1.4M 汽)=4.797KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(剪力)Q 恒+汽=0.90*(1.2Q 恒+1.4Q 汽)=19.918KN 组合 III:恒载+挂车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(弯矩)M 恒+挂=0.90*(1.2M 恒+1.1M 挂)=6.530KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(剪力)Q 恒+挂=0.90*(1.2Q 恒+1.1Q 挂)=27.114KN 结论:弯矩由荷载组合 III 控制设计 Mmax=6.530KN.m 2 6 剪力由荷载组合 III 控制设计 Qmax=27.114KN 截面配筋: ▼ 受拉区配筋面积为:6.535cm^2 受压区配筋面积为:0.000cm^2 受拉区配筋采用:13 根Φ8 受压区配筋采用:0 根Φ8 受拉钢筋面积配筋率为:ρ=0.7261% ▼ 强度检算: 实际受拉区配筋面积为:6.535cm^2 实际受压区配筋面积为:0.000cm^2 混凝土受压区高度:x=0.0133m 截面有效高度:h0=0.090m 混凝土受压区高度界限系数:ξjg=0.560 钢筋重心至截面边缘距离:ag=0.030m 受压区高度满足条件 正截面强度=15.2540KN.m 正截面强度=15.2540KN.m>设计强度=6.5300KN.m 正截面强度满足要求 ▼ 裂缝宽度检算: 使用荷载最大弯矩:Ms=6.39 KN.m 钢筋表面形状影响系数:C1=1.00 荷载特征影响系数:C2=1+0.5*Ml/Ms=1.18 构件形式系数:C3=1.15 受拉钢筋有效配筋率:ρ=Ag/(b*h0)=0.007261 受拉钢筋的直径 d=8mm 受拉钢筋重心处的应力σss=Ms/(0.87As*h0)=124.875MPa 钢筋的弹性模量 Es=200000.000MPa 最大裂缝宽度 Wtk=C1*C2*C3*σss/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.09115mm 最大裂缝宽度满足要求!Wtk=0.09115mm<0.250mm ▼支点处斜截面抗剪强度检算: 支点截面有效高度:h0=0.070m 截面尺寸满足要求,设计强度=27.114KN<0.051*fcu,k*b*h0=195.537KN 斜截面抗剪强度=0.05*α2*ftd*b*h0*(1+0.25)=60.813KN 斜截面抗剪强度=60.813KN>设计强度=27.114KN 斜截面抗剪强度满足要求,只需要按构造要求设置横向分布钢筋! 本涵洞结构尺寸及盖板结构: K0+050涵洞及盖板尺寸、结构详见 K0+050 1-0.75米钢筋混凝土 2 7 盖板涵布置图(图号:××—涵—050—1)、K0+050 74cm宽盖板钢筋 构造图(图号:××—涵—050—2)、K0+050 99cm宽盖板钢筋构造图 ( 图号:××—涵—050—3) 主要工程数量:见附表(涵洞表及盖板涵工程数量汇总表) ② K0+120涵洞 本涵入口采用矩形槽接洞口,出口采用八字墙,出入口以外顺接原 沟. 设计资料: 设计流量:Q= 0.50 m^3/S 用途:排洪 路肩设计标高:H左= 449.938 m H右= 449.938 m 路肩设计宽度:W左= W右= 2.750 m 2.750 m 路基边坡: 1.50 线路坡度: j= -83.33 涵轴与线路法线夹角θ= 0.00 度 涵洞类型及孔径:1孔 0.75 m 盖板涵 泄水面标高:入口= 448.440 m 出口= 448.160 m 涵身坡度: 3.5% 基础形式:[分离式基础] 计算资料: 涵长计算: 计算涵长: 上游 L上= 4.100 m 下游 L下= 4.520 m 总长 涵身分节: 共 2节 * 4.00 + 1 * 4.75 L= 8.620 m 1 调整后涵长: 上游 L上= 4.185 m 下游 L下= 4.605 m 总长 L= 8.790 m 标高计算: 2 8 入口泄水面标高: 448.440 m 出口泄水面标高: 448.160 m 设计流量 Q= 0.50 m3 /s. 本涵基底设计应力σ= 300KPa,要求地基承载力必须大于、等于 300KPa. 盖 板 计 算 ▼设计资料: 设计荷载:汽-20 验算荷载:挂车-120 加载计算时采用车道数=1 涵洞净跨径=0.75m 盖板支点厚度=10.0cm 盖板跨中厚度=12.0cm 盖板材料砼标号=C30 主受力钢筋级别=2级 主受力钢筋直径=8mm 板顶填土高=1.119m 土容重=18.0KN/立米 钢筋混凝土容重=25.0KN/立米 土的内摩擦角=30.0度 ▼ 恒载计算: 盖板顶填土垂直压力 Qtz=土容重*填土高=20.140KN/m^2 盖板自重均布荷载 Qz=盖板容重*盖板平均高度=2.750KN/m^2 恒载产生跨中弯矩 M恒=(Qtz+Qz)*lp^2/8=2.067KN.m 恒载产生支点剪力 Q恒=(Qtz+Qz)*l0/2=8.584KN ▼ 活载计算: 汽车荷载压力纵向分布宽度 a汽=2.892m 汽车荷载压力横向向分布宽度 b汽=3.692m 汽车荷载产生的垂直压力 Q汽=22.478KN/m^2 汽车荷载冲击系数 1+μ=1.00 汽车荷载产生跨中弯矩(计冲击)M汽=2.030KN.m 汽车荷载产生支点剪力(计冲击)Q汽=8.429KN 挂车荷载压力纵向分布宽度 a挂=2.692m 挂车荷载压力横向向分布宽度 b挂=4.492m 挂车荷载产生的垂直压力 Q挂=49.617KN/m^2 挂车荷载产生跨中弯矩 M挂=4.481KN.m 挂车荷载产生支点剪力 Q挂=18.607KN ▼荷载组合: 组合 I:恒载+汽车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(弯矩)M恒+汽=0.90*(1.2M恒+1.4M汽)=4.790KN.m 2 9 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(剪力)Q恒+汽=0.90*(1.2Q恒+1.4Q汽)=19.891KN 组合 III:恒载+挂车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(弯矩)M恒+挂=0.90*(1.2M恒+1.1M挂)=6.669KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(剪力)Q恒+挂=0.90*(1.2Q恒+1.1Q挂)=27.691KN 结论:弯矩由荷载组合 III控制设计 Mmax=6.669KN.m 剪力由荷载组合 III控制设计 Qmax=27.691KN ▼ 截面配筋: 受拉区配筋面积为:6.535cm^2 受压区配筋面积为:0.000cm^2 受拉区配筋采用:13根Φ8 受压区配筋采用:0根Φ8 受拉钢筋面积配筋率为:ρ=0.7261% ▼ 强度检算: 实际受拉区配筋面积为:6.535cm^2 实际受压区配筋面积为:0.000cm^2 混凝土受压区高度:x=0.0133m 截面有效高度:h0=0.090m 混凝土受压区高度界限系数:ξjg=0.560 钢筋重心至截面边缘距离:ag=0.030m 受压区高度满足条件 正截面强度=15.2540KN.m 正截面强度=15.2540KN.m>设计强度=6.6689KN.m 正截面强度满足要求 ▼裂缝宽度检算: 使用荷载最大弯矩:Ms=6.55 KN.m 钢筋表面形状影响系数:C1=1.00 荷载特征影响系数:C2=1+0.5*Ml/Ms=1.16 构件形式系数:C3=1.15 受拉钢筋有效配筋率:ρ=Ag/(b*h0)=0.007261 受拉钢筋的直径 d=8mm 受拉钢筋重心处的应力σss=Ms/(0.87As*h0)=127.985MPa 钢筋的弹性模量 Es=200000.000MPa 最大裂缝宽度 Wtk=C1*C2*C3*σss/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.09183mm 最大裂缝宽度满足要求!Wtk=0.09183mm<0.250mm 3 0 ▼支点处斜截面抗剪强度检算: 支点截面有效高度:h0=0.070m 截面尺寸满足要求,设计强度=27.691KN<0.051*fcu,k*b*h0=195.537KN 斜截面抗剪强度=0.05*α2*ftd*b*h0*(1+0.25)=60.813KN 斜截面抗剪强度=60.813KN>设计强度=27.691KN 斜截面抗剪强度满足要求,只需要按构造要求设置横向分布钢筋! 本涵洞结构尺寸及盖板结构: K0+120涵洞及盖板尺寸、结构详见 K0+120 1-0.75米钢筋混凝土 盖板涵布置图(图号:××—涵—120—1)、K0+120 74cm宽盖板钢筋 构造图(图号:××—涵—120—2)、K0+120 99cm宽盖板钢筋构造图 ( 图号:××—涵—120—3) 主要工程数量:见附表(涵洞表及盖板涵工程数量汇总表) ③ K0+180涵洞 本涵入口采用矩形槽接洞口,出口采用洞口接矩形槽,出入口以外 顺接原沟. 设计资料: 设计流量:Q= 0.50 m^3/S 用途:排洪 路肩设计标高:H左= 399.938 m H右= 399.938 m 路肩设计宽度:W左= W右= 路基边坡: 1.50 2.750 m 2.750 m 线路坡度: j= -28.57 涵轴与线路法线夹角θ= 0.00 度 涵洞类型及孔径:1孔 0.75 m 盖板涵 泄水面标高:入口= 418.000 m 出口= 417.710 m 涵身坡度:3.3% 基础形式:[分离式基础] 计算资料: 涵长计算: 计算涵长: 3 1 上游 L上= 3.050 m 下游 L下= 3.050 m 总长 涵身分节: 共 1节 调整后涵长: L= 6.100 m 上游 L上= 3.000 m 下游 L下= 3.000 m 总长 L= 6.000 m 标高计算: 入口泄水面标高: 418.000 m 出口泄水面标高: 417.710 m 设计流量 Q= 0.50 m3 /s. 涵基底设计应力σ= 300KPa,要求地基承载力必须大于、等于 300KPa. 盖 板 计 算 ▼ 设计资料: 设计荷载:汽-20 验算荷载:挂车-120 加载计算时采用车道数=1 涵洞净跨径=0.75m 盖板支点厚度=52.0cm 盖板跨中厚度=54.0cm 盖板材料砼标号=C30 主受力钢筋级别=2级 主受力钢筋直径=12mm 板顶填土高=-19.054m 土容重=18.0KN/立米 钢筋混凝土容重=25.0KN/立米 土的内摩擦角=30.0度 ▼ 恒载计算: 盖板顶填土垂直压力 Qtz=土容重*填土高=-342.973KN/m^2 盖板自重均布荷载 Qz=盖板容重*盖板平均高度=13.250KN/m^2 恒载产生跨中弯矩 M恒=(Qtz+Qz)*lp^2/8=-66.476KN.m 恒载产生支点剪力 Q恒=(Qtz+Qz)*l0/2=-123.646KN ▼ 活载计算: 汽车荷载压力纵向分布宽度 a汽=-37.908m 汽车荷载压力横向向分布宽度 b汽=-37.508m 汽车荷载产生的垂直压力 Q汽=0.046KN/m^2 汽车荷载冲击系数 1+μ=1.30 汽车荷载产生跨中弯矩(计冲击)M汽=-11.390KN.m 汽车荷载产生支点剪力(计冲击)Q汽=-114.169KN 3 2 挂车荷载压力纵向分布宽度 a挂=-37.908m 挂车荷载压力横向向分布宽度 b挂=-37.608m 挂车荷载产生的垂直压力 Q挂=0.053KN/m^2 挂车荷载产生跨中弯矩 M挂=-10.083KN.m 挂车荷载产生支点剪力 Q挂=-101.595KN ▼荷载组合: 组合 I:恒载+汽车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(弯矩)M恒+汽=0.90*(1.2M恒+1.4M汽)=-86.146KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(剪力)Q恒+汽=0.90*(1.2Q恒+1.4Q汽)=-277.390KN 组合 III:恒载+挂车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(弯矩)M恒+挂=0.90*(1.2M恒+1.1M挂)=-81.777KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(剪力)Q恒+挂=0.90*(1.2Q恒+1.1Q挂)=-234.117KN 结论:弯矩由荷载组合 III控制设计 Mmax=-81.777KN.m 剪力由荷载组合 III控制设计 Qmax=-234.117KN ▼ 截面配筋: 受拉区配筋面积为:13.270cm^2 受压区配筋面积为:0.000cm^2 受拉区配筋采用:12根Φ12 受压区配筋采用:0根Φ12 受拉钢筋面积配筋率为:ρ=0.2687% ▼ 强度检算: 实际受拉区配筋面积为:13.572cm^2 实际受压区配筋面积为:0.000cm^2 混凝土受压区高度:x=0.0275m 截面有效高度:h0=0.505m 混凝土受压区高度界限系数:ξjg=0.560 钢筋重心至截面边缘距离:ag=0.035m 受压区高度满足条件 正截面强度=186.6715KN.m 正截面强度=186.6715KN.m>设计强度=-81.7766KN.m 正截面强度满足要求 3 3 ▼裂缝宽度检算: 使用荷载最大弯矩:Ms=-76.56 KN.m 钢筋表面形状影响系数:C1=1.00 荷载特征影响系数:C2=1+0.5*Ml/Ms=1.43 构件形式系数:C3=1.15 受拉钢筋有效配筋率:ρ=Ag/(b*h0)=0.006000 受拉钢筋的直径 d=12mm 受拉钢筋重心处的应力σss=Ms/(0.87As*h0)=-128.397MPa 钢筋的弹性模量 Es=200000.000MPa 最大裂缝宽度 Wtk=C1*C2*C3*σss/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=-0.13079mm 最大裂缝宽度满足要求!Wtk=-0.13079mm<0.250mm ▼支点处斜截面抗剪强度检算: 支点截面有效高度:h0=0.485m 截面尺寸满足要求,设计强度=-234.117KN<0.051*fcu,k*b*h0=1354.792KN 斜截面抗剪强度=0.05*α2*ftd*b*h0*(1+0.25)=421.344KN 斜截面抗剪强度=421.344KN>设计强度=-234.117KN 斜截面抗剪强度满足要求,只需要按构造要求设置横向分布钢筋! 本涵洞结构尺寸及盖板结构: K0+180涵洞及盖板尺寸、结构详见 K0+180 1-0.75米钢筋混凝土 盖板涵布置图(图号:××—涵—180—1)、K0+180 74cm宽盖板钢筋 构造图(图号:××—涵—180—2)、K0+180 99cm宽盖板钢筋构造图 ( 图号:××—涵—180—3) 主要工程数量:见附表(涵洞表及盖板涵工程数量汇总表) ④ K0+250涵洞 本涵入口采用矩形槽接洞口,出口采用洞口接矩形槽,出入口以外 顺接原沟。 设计资料: 设计流量:Q= 0.50 m^3/S 用途:排洪 路肩设计标高:H左= 379.938 m H右= 379.938 m 路肩设计宽度:W左= 2.750 m W右= 2.750 m 路基边坡: 1.50 线路坡度: j= -10.00 3 4 涵轴与线路法线夹角θ= 0.00 度 涵洞类型及孔径:1孔 0.75 m 盖板涵 泄水面标高:入口= 378.000 m 出口= 377.800 m 涵身坡度: 20% 基础形式:[分离式基础] 计算资料: 涵长计算: 计算涵长: 上游 L上= 4.760 m 下游 L下= 5.060 m 总长 涵身分节: 共 2节 * 4.00 + 1 * 6.00 L= 9.820 m 1 调整后涵长: 上游 L上= 4.865 m 下游 L下= 5.165 m 总长 L= 10.030 m 标高计算: 入口泄水面标高: 378.000 m 出口泄水面标高: 377.800 m 设计流量 Q= 0.50 m^3 /s. 本涵基底设计应力σ= 300KPa,要求地基承载力必须大于、等于 300KPa. 盖 板 计 算 : ▼设计资料: 设计荷载:汽-20 验算荷载:挂车-120 加载计算时采用车道数=1 涵洞净跨径=0.75m 盖板支点厚度=10.0cm 盖板跨中厚度=12.0cm 盖板材料砼标号=C30 主受力钢筋级别=2级 主受力钢筋直径=8mm 板顶填土高=1.490m 土容重=18.0KN/立米 钢筋混凝土容重=25.0KN/立米 土的内摩擦角=30.0度 ▼ 恒载计算: 盖板顶填土垂直压力 Qtz=土容重*填土高=26.817KN/m^2 盖板自重均布荷载 Qz=盖板容重*盖板平均高度=2.750KN/m^2 3 5 恒载产生跨中弯矩 M恒=(Qtz+Qz)*lp^2/8=2.670KN.m 恒载产生支点剪力 Q恒=(Qtz+Qz)*l0/2=11.088KN ▼ 活载计算: 汽车荷载压力纵向分布宽度 a汽=3.320m 汽车荷载压力横向向分布宽度 b汽=4.120m 汽车荷载产生的垂直压力 Q汽=17.543KN/m^2 汽车荷载冲击系数 1+μ=1.00 汽车荷载产生跨中弯矩(计冲击)M汽=1.584KN.m 汽车荷载产生支点剪力(计冲击)Q汽=6.579KN 挂车荷载压力纵向分布宽度 a挂=3.120m 挂车荷载压力横向向分布宽度 b挂=4.920m 挂车荷载产生的垂直压力 Q挂=39.080KN/m^2 挂车荷载产生跨中弯矩 M挂=3.529KN.m 挂车荷载产生支点剪力 Q挂=14.655KN ▼ 荷载组合: 组合 I:恒载+汽车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(弯矩)M恒+汽=0.90*(1.2M恒+1.4M汽)=4.880KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 汽车荷载组合(剪力)Q恒+汽=0.90*(1.2Q恒+1.4Q汽)=20.264KN 组合 III:恒载+挂车荷载 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(弯矩)M恒+挂=0.90*(1.2M恒+1.1M挂)=6.378KN.m 结构重要性系数(涵洞设计安全等级为三级)=0.900 挂车荷载组合(剪力)Q恒+挂=0.90*(1.2Q恒+1.1Q挂)=26.483KN 结论:弯矩由荷载组合 III控制设计 Mmax=6.378KN.m 剪力由荷载组合 III控制设计 Qmax=26.483KN ▼ 截面配筋: 受拉区配筋面积为:6.535cm^2 受压区配筋面积为:0.000cm^2 受拉区配筋采用:13根Φ8 受压区配筋采用:0根Φ8 受拉钢筋面积配筋率为:ρ=0.7261% ▼ 强度检算: 实际受拉区配筋面积为:6.535cm^2 3 6 实际受压区配筋面积为:0.000cm^2 混凝土受压区高度:x=0.0133m 截面有效高度:h0=0.090m 混凝土受压区高度界限系数:ξjg=0.560 钢筋重心至截面边缘距离:ag=0.030m 受压区高度满足条件 正截面强度=15.2540KN.m 正截面强度=15.2540KN.m>设计强度=6.3781KN.m 正截面强度满足要求 ▼裂缝宽度检算: 使用荷载最大弯矩:Ms=6.20 KN.m 钢筋表面形状影响系数:C1=1.00 荷载特征影响系数:C2=1+0.5*Ml/Ms=1.22 构件形式系数:C3=1.15 受拉钢筋有效配筋率:ρ=Ag/(b*h0)=0.007261 受拉钢筋的直径 d=8mm 受拉钢筋重心处的应力σss=Ms/(0.87As*h0)=121.171MPa 钢筋的弹性模量 Es=200000.000MPa 最大裂缝宽度 Wtk=C1*C2*C3*σss/Es*(30+d)/(0.28+10*ρ)=0.09126mm 最大裂缝宽度满足要求!Wtk=0.09126mm<0.250mm ▼ 支点处斜截面抗剪强度检算: 支点截面有效高度:h0=0.070m 截面尺寸满足要求,设计强度=26.483KN<0.051*fcu,k*b*h0=195.537KN 斜截面抗剪强度=0.05*α2*ftd*b*h0*(1+0.25)=60.813KN 斜截面抗剪强度=60.813KN>设计强度=26.483KN 斜截面抗剪强度满足要求,只需要按构造要求设置横向分布钢筋! 本涵洞结构尺寸及盖板结构: K0+250涵洞及盖板尺寸、结构详见 K0+250 1-0.75米钢筋混凝土 盖板涵布置图(图号:××—涵—250—1)、K0+250 74cm宽盖板钢筋 构造图(图号:××—涵—250—2)、K0+250 99cm宽盖板钢筋构造图 ( 图号:××—涵—250—3) 主要工程数量:见附表(涵洞表及盖板涵工程数量汇总表) 涵洞工程数量见下表: 涵洞工程数量统计表 3 7 C3 0 混 C1 5 混 7.5号 砂 砾 碎 石 涂 热 沥青麻 挖 土 挖 石 10号水 10号水 R235 HRB335 3 3 凝 土 凝 土 砂 浆 石 垫 垫 层 沥 青 筋填塞 方(m) 方(m) 泥砂浆 泥砂浆 钢 筋 钢 筋 3 m) (m) 砌 片 层(m) (m) (㎡) (㎡) 3 3 3 ( 勾 缝 勾 缝 (kg) (kg) 3 石(m) (㎡) (㎡) 4.1 45.6 34.2 2.4 0.5 103 21.3 190 372 1.7 2.4 78.7 218.2 2 、××屯机耕路修复设计 ( 1)设计方案 × ×屯机耕路原为泥土路面,路宽约 2.5m,通车量不大,仅供× × 屯微型农用车及行人通行,前期治理工程停工后路面受雨水、泥土 冲刷破坏,需进行修复。设计标准按农村简易机耕路标准要求执行, 此次修改设计主要内容有路面设计、路堑坡脚排水沟设计。 ( 2)路面设计 路面宽度为 2.5m,在泥质路基上直接铺设松散层路面,松散层为 粒径 3~6cm砾石,砾石可用开挖边坡产生的岩块加工,不足部分可在 岩瑶屯附近开采石灰岩加工形成。松散层铺设厚度 10cm,施工前要求 路基面湿润,铺摊砾石后用轻型压路机碾压 4~6遍。铺设长度共 450m, 3 铺设面积 1125㎡,共需砾石 112.5m。 ( 3)路堑坡脚排水沟设计 为了保证公路安全,需修建排水渠排除周边坡面及区域内的洪水, 其水力计算参见上述岩瑶屯至存子坳公路排水沟计算内容,水沟断面 仍采用矩形断面,断面尺寸为:宽 0.4m,深 0.4m,采用 M7.5 浆砌石 衬砌,衬砌厚度为 15cm。排水沟沿××屯机耕路东侧布置。全长 250m, 3 3 共需 M7.5浆砌石 101.25m,人工挖土方 173.25 m。 ( 四)土地复垦 3 8 # 主要对 1#、2堆方场的堆土进行平整,采用推土机推填整平,然 后覆盖耕植土,耕植土采用前期切坡形成的表土即可。其中 1#堆方场 3 面积约 25000 ㎡,约需推土 30000m;2#堆方场面积约 11700 ㎡,约需 3 推土 23400m。1#、2#堆方场土地整平总面积约 36700 ㎡,约需推土 3 5 3400m。整平后由××屯群众耕种。 第三章 治理工程概算 一、概算编制依据 1 2 3 、《水土保持工程概算定额》(水利部水总{2003}67号 、《2002水利工程预算定额》 、植物措施根据《水土保持综合治理—效益计算方法》GB15744 — 1995规定进行计算 4 5 、《水利工程施工机械台时费定额》(2002) 、《土地整理定额标准》 二、基础单价及费用标准 、基础单价 1 ( 1)人工工资单价:普工:23.91元/工日,2.99元/工时。 ( 2)原材料预算单价表 材料预算价格汇总表 单位:元 表 1 其 中 采购及保管费 14 编号 名称及规格 单位 预算价格 原价 运杂费 1 2 3 4 5 6 7 水泥 钢筋φ20 汽油 t 364 345 5 t 2805.93 2700 24.20 81.73 0.26 kg kg 5.98 6.1 5.2 0.52 5.3 0.53 13 26.85 柴油 0.265 1.20 3 粗砂 m 41.05 0.65 41.50 电 Kwh 3 碎石 m 3 9 3 8 9 块石 m 36.00 2300.00 170.65 13.43 沥青 t 3 1 0 1 2 3 M7.5浆砌块石 人工挖排水沟 浆砌片石 m m m m 3 3 3 1 1 1 237.29 3.62 边坡清松方 3 0 .5m 挖掘机自卸汽 车 挖运土方 3 1 4 m 8.32 2 2 1 5 挂网混喷植草 m m 60.5 1 1 6 7 混喷植草 植树 23.83 10.5 株 2 1 1 8 9 公路铺压砾石路面 推土机平整场地 m 11.18 2.68 3 m 2 、取费标准 ( ( ( ( 1)其他直接费:取基本直接费的 6.0%; 2)间接费:土方工程按人工费的 40%,石方工程按人工费的 55%; 3)临时工程:建安工程费的 3%; 4)独立费用 勘测设计费:即设计方案编制费,取总概算的第一至三部分 合计的 5%; 建设单位管理费:取总概算第一至三部分的 3% 建设工程监理费:概算一至三部分的 1.5% (5)基本预备费:按总概算的第一至四部分的 4%计取 (6)企业利润:概算一至三部分的 7%; (7)税金:税率取 3.22%。 三、总投资概算 工程总投资概算见下表: 工程总投资概算表 4 0 序号 项目名称 投资合计(万元)占总投资额(%) 一 工程措施 43.22 9.85 39.20 1 2 3 4 挡土墙 排水沟 4.83 3.49 6.44 公路路面修复 边坡挖方 5 6 7 边坡清松土方 公路涵管 2.15 2.15 14.31 土地平整 二 1 植物措施 42.58 27.23 14.30 1.05 2.57 8.40 4.42 2.65 1.33 96.77 38.61 挂网混喷植草 混喷植草 2 3 人工植树 三 四 1 临时工程 2.34 7.60 独立费用 勘测设计费 建设单位管理费 工程建设监理费 第一至第四部分合计 2 3 五 基本预备费 企业利润 3.87 6.19 3.51 5.61 六 七 税金 3.44 3.12 100 静态总投资 110.27 总投资 110.27 四、各项措施概算 各项工程措施概算见表 2。 各项工程措施概算表 表 2 序号 一 项目名称 工程措施 挡土墙 单位 单价(元) 工程量 合价(元) 432242 1 2 98510.5 3 (m) 3 (m) 1 1 .1 .2 基坑挖方 M7.5浆砌块石 排水沟 8.32 750 6240 92270.5 48302 170.65 540.70 3 (m) 2 .1 排水沟挖土方 13.43 296.95 3988.0 4 1 3 (m) 2 .2 排水沟浆砌片石 公路路面修复 237.29 186.75 44314.0 34937.5 3 3 3 .1 .2 存子坳至岩瑶公路 ××屯机耕路 边坡挖方 ㎡ ㎡ 11.18 11.18 2000 1125 22360 12577.5 64355.2 4 3 .1 1#、2#边坡坡顶切坡 (m) 4 4 8.32 8.32 7000 735 58240 6115.2 21502.8 16290 3 (m) .2 公路 1#、2#修方区 边坡清松方 5 6 3 (m) 3 (m) 5 5 .1 .2 5#边坡修平台区 5#边坡清松方区 3.62 3.62 4500 1440 5212.8 公路涵管 21522 6 6 6 6 .1 .2 .3 .4 K0+050涵洞 K0+120涵洞 K0+180涵洞 K0+250涵洞 土地整平推土 植物措施 (m) (m) (m) (m) 600 600 600 600 2.68 9.02 8.04 5412 4824 8.78 5268 10.03 53400 6018 3 7 m 143112 425730 272250 142980 10500 857972 二 1 2 3 挂网混喷植草 混喷植草 ㎡ ㎡ 株 60.5 23.83 10.5 4500 6000 1000 人工植树 合计 第四章 治理工程分期实施及概算 根据本治理工程资金到位情况及项目分部工程重要性,项目分一 期、二期实施,各期工程及概算如下。 一、一期工程及概算 ( 一)主要实施的分部、分项工程及工程量 1 、修建 1#、 2#、3#挡土墙 3 #挡土墙长 13m,高 5m,M7.5浆砌石方量为 127.62m; 1 3 #挡土墙长 14m,高 8m,M7.5浆砌石方量为 320.08m; 2 3 #挡土墙长 5.9m,高 6m,M7.5浆砌石方量为 93.00m; 3 3 3 挡土墙总工程量为: M7.5浆砌石 540.70m;需挖土方 750 m。 4 2 2 、公路路面修复 2 1)铺设碎石路面:碎石厚度 5cm,长 800m,共铺设约 3500m; ( 3 2)公路排水沟开挖:长 600m,断面为 0.3×0.4m,共挖方 72m。 ( 3 、边坡挖方 ( 1)1#、2#边坡坡顶切坡 3 共需挖方 7000m; 2)公路边坡修坡 主要对岩瑶屯至存子坳公路边坡的 1#修方区及 2#修方区进行修 ( 3 3 坡,其中 1#修坡区需挖方 195 m,2#修坡区需挖方 540 m。总挖方量 3 为 735m。 4 、边坡清松方 3 1)5#边坡修平台区清方:共清松方约 4500m。 ( ( 3 2)5#边坡清松方区:共清松方约 1440m。 5 、公路排水涵洞 修建存子坳至岩瑶屯公路排水沟涵洞 4处,分别为: K0+050涵洞、长 9.02m; K0+120涵洞、长 8.04m; K0+180涵洞、长 8.78m; K0+250涵洞、长 10.03m; 涵洞总长度为:35.87m。 ( 二)一期工程概算 、一期工程总投资概算见下表 一期工程总投资概算表 1 序号 项目名称 投资合计(万元)占总投资额(%) 4 3 一 工程措施 22.64 1 2 3 挡土墙 9.85 2.05 6.44 公路路面修复 边坡挖方 4 边坡清松土方 2.15 5 公路涵管 2.15 0 二 1 植物措施 挂网混喷植草 混喷植草 0 2 0 3 人工植树 0 三 四 1 临时工程 0.09 4.50 1.00 3.00 0.50 独立费用 勘测设计费 建设单位管理费 工程建设监理费 2 3 五 基本预备费 企业管理费 0 六 七 1.5 税金 1.27 静态总投资 30.00 100 总投资 30.00 2 、一期工程各项工程措施概算见下表。 一期工程各项工程措施概算表 序号 项目名称 挡土墙 单位 单价(元) 工程量 合价(元) 1 98510.5 3 (m) 3 (m) 1 1 .1 .2 基坑挖方 8.32 750 6240 M7.5浆砌块石 170.65 540.70 92270.5 2 3 公路路面修复 铺设碎石 20532 19565 967 2 2 .1 .1 ㎡ 3 (m) 5.59 3500 72 公路排水沟开挖 边坡挖方 13.43 64355.2 3 .1 1#、2#边坡坡顶切坡 (m) 3 3 8.32 8.32 7000 735 58240 6115.2 21502.8 16290 3 (m) .2 公路 1#、2#修方区 边坡清松方 4 3 (m) 3 (m) 4 4 .1 .2 5#边坡修平台区 5#边坡清松方区 3.62 3.62 4500 1440 5212.8 4 4 5 公路涵管 21522 5 5 5 5 .1 .2 .3 .4 K0+050涵洞 K0+120涵洞 K0+180涵洞 K0+250涵洞 (m) (m) (m) (m) 600 600 600 600 9.02 8.04 8.78 10.03 5412 4824 5268 6018 22.64 合计 二、二期工程及概算 二期工程为一期工程外的其他工程,主要包括植物工程、公路路 面工程、边坡排(截)水沟工程、坡顶局部切坡工程、坡面松方清方 工程及填方工程等,总概算为 80.33万元。待落实资金后实施。 4 5 照片 1 坡顶边坡坡度过陡 照片 2 2#填方区 照片 3坡顶浅层土体塌滑 照片 4 1#、2#边坡现状 照片 5 边坡面上堆存的松方 照片 6 需整平复垦的 1#堆方场 4 6
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