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1、长寿区江南街道锯梁村太平沟左侧危岩带治理工程长寿区江南街道锯梁村太平沟左侧危岩带治理工程 施工图设计计算书施工图设计计算书 计计 算算 书书 目目 录录 1 工程概况工程概况.1 2 设计依据设计依据.1 3 设计参数设计参数.2 4 设计工况及标准设计工况及标准.3 5 危岩稳定性计算危岩稳定性计算.4 5.1 危岩稳定性划分.4 5.2 滑移式危岩稳定性计算.4 5.3 倾倒式危岩稳定性计算.6 5.4 坠落式危岩稳定性计算.9 6 危岩加固计算危岩加固计算.13 6.1 危岩锚固.13 6.2 危岩支撑计算.17 6.3 肋柱计算.19 1 1 工程概况工程概况 长寿区江南街道锯梁村太平
2、沟左侧危岩带位于长寿区江南街道锯梁村， 该危岩带由重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队（以下简 称“我队” ）发现并上报。后经长寿区国土局现场踏勘确认其危害性后， 于 2017 年 10 月，由长寿区国土局编写关于长寿区江南街道锯梁村太平 沟危岩带纳入三峡后续规划治理项目的请示 （长寿府文【2017】34 号） ， 长寿区人民政府上报至市政府办公厅，经市政府领导批示后，转给重庆市 国土房管局。重庆市国土房管局根据批示，立即组织专家现场调查指导， 经与市移民局认真研究后，同意将“太平沟左侧危岩带”纳入“三峡后续 工作规划地质灾害防治工程治理项目” ，经费在三峡后续工作规划地质灾 害防治
3、专项资金中列支。在该项目批准确定后，重庆市长寿区地质环境监 测站委托我队承担长寿区江南街道锯梁村太平沟左侧危岩带勘查及治理工 程的初步设计编制工作。 2 设计依据设计依据 1） 重庆市三峡库区后续地质灾害防治工程治理项目长寿区江南街道 锯梁村太平沟左侧危岩带详细勘察报告 ，重庆市地质矿产勘查开发局南 江水文地质工程地质队，2018.10； 2） 三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求三峡库区地质灾害防 治工作指挥部，2012.07； 3） 混凝土结构设计规范GB50010-2010（2015 版） ； 4） 建筑边坡工程技术规范GB50330-2002； 5） 建筑桩基技术规范JGJ94-200
4、8； 6） 地质灾害防治工程设计规范DB50/5029-2004，重庆地标； 7） 重庆市地质灾害防治工程勘察规范DB50143-2018； 2 8） 岩土工程勘察规范GB50021-2017； 9） 室外排水设计规范 ，GB50014-2006； 3 设计参数设计参数 危岩体治理设计所需计算参数采用勘查报告提供参数，具体取值 如下： 表表 3 危岩岩体物理力学参数值一览表危岩岩体物理力学参数值一览表 重度 (kN/m3) 岩石抗压强度 标准值 （MPa） 岩体抗剪强 度粘聚力 c 标准值 （KPa） 岩体抗剪强 度内摩擦角 标准值 () 岩体抗拉 强度标准值 (kPa) 岩 性 天然饱和天然
5、饱和 地基承 载力特 征值 （kPa ）天然饱和天然饱和天然饱和 基底 摩擦 系数 人工填 土 19.5* 碎块石 夹粘性 土 20.5*21.0*160*30*22*18*15*0.30* 强风化 砂岩 24.5*25.0*450*0.45* 1033723 倾倒式 0.55* 516361 中风化 砂岩 25.025.3*46.4635.3310599305021353634 坠落式 强风化 泥岩 25.1*25.3*350*0.40* 中风化 泥岩 26.226.5*9.906.141842550*400*33*31*0.50* 取值说明： (1)危岩体结构面抗剪强度指标：外倾裂隙结合程
6、度差，建议结构面抗 剪强度值：天然状态 C=70KPa，=22，暴雨饱和状态 C=50KPa，=18。 外倾裂隙结合程度很差，建议结构面抗剪强度值：天然状态 C=50KPa，=18，暴雨饱和状态 C=20KPa，=12。 (2)锚杆长度应进入陡崖卸荷带以内稳定岩层，参考边坡规范建议锚固 3 面取卸荷裂隙倾角与岩体破裂角（62）较小值。 (3)岩石与锚固体极限粘结强度标准值：建议中等风化砂岩 frb=1200KPa；泥岩 frb=360KPa。 (4) 岩石水平抗力系数：砂岩取 360MN/m3，泥岩取 60MN/m3。 (5)岩体基本质量等级：中等风化砂岩为较完整岩体，为较硬岩，岩体 基本质量
7、等级 III 级；中等风化砂岩为较完整岩体，为软岩，岩体基本质 量等级 IV 级。 (6)边坡岩体类型为 III 类，边坡岩体等效内摩擦角取 50。 治理结构设计正常使用年限：50 年。 4 设计工况及标准设计工况及标准 1）计算工况： 工况一：自重+地面荷载 工况二：自重+地面荷载+50 年一遇 5 日暴雨(q 全) 2）设计标准： 表表 3.4.2-1 危岩稳定性划分表危岩稳定性划分表 危岩体稳定状态 危岩类型 不稳定欠 稳定基本稳定稳 定 滑移式F1.0 1.0F1.15 1.15FFtFFt 倾倒式F 1.01.0F1.251.25FFtFFt 坠落式F 1.01.0F1.351.35
8、FFtFFt 表表 3.4.2-2 危岩稳定性安全系数危岩稳定性安全系数 Ft 危岩崩塌危害性分级 危岩类型 三级 滑移式1.20 倾倒式1.30 坠落式1.40 3）设计暴雨强度重现期： 危岩部分：50 年一遇 4 4）防治等级：太平沟左侧危岩带治理工程整体等级为级。 5）治理结构设计基准期：50 年 5 危岩稳定性计算危岩稳定性计算 所用荷载组合工况分别为： 自重状态； 自重状态+50 年一遇暴雨； 5.1 危岩稳定性划分危岩稳定性划分 危岩稳定性划分表 破坏模式不稳定欠稳定基本稳定稳定 滑塌式F1.01.0F1.051.05FFtFFt 倾倒式F 1.01.0F1.251.25FFtFF
9、t 坠落式F 1.01.0F1.351.35FFtFFt 5.2 滑移式危岩稳定性计算滑移式危岩稳定性计算 1） 计算模型 hw 图 3.4.21 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙) 危岩体 危岩前缘 扬压力U 静水压力V 地下水位 后缘裂隙 危岩后缘 软弱结构面 Wcos W Wsin hw 图 3.4.2-2 滑移式危岩稳定性计算示意图(后缘有陡倾裂隙) 2）计算公式 5 后缘无陡倾裂隙时计算公式为： sin )cos( W cltgVW F 后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时计算公式为： cossin )sincos( VW cltgUVW F 其中：危岩体自重与建筑等地面荷载之和（K
10、N/m） W 后缘单宽拉裂面承受的总裂隙水压力（KN/m） ，= VV 2 2 1 wwh 滑面水压力（kN/m） ，= UU wwlh 2 1 水的重度，取 10KN/m3； w 后缘裂隙充水高度（m） ，取裂隙深度的 1/22/3； w h 潜在滑面沿滑动方向的倾角 后缘裂隙粘聚力标准值(kpa)；当裂隙未贯通时，取贯通段和未 c 贯通段粘聚力标准值按长度加权的加权平均值，未贯通段粘聚力标准值取 岩石粘聚力标准值的 0.4 倍； 后缘裂隙内摩擦角标准值()；当裂隙未贯通时，取贯通段和未 贯通段内摩擦角标准值按长度加权的加权平均值，未贯通段内摩擦角标准 值取岩石内摩擦角标准值的 0.95 倍
11、； l滑面长度 在进行滑塌式危岩稳定性计算时按单位长度考虑。计算荷载组合工况 分别取和。下面以 WY1 危岩为例说明计算过程。 后缘无陡倾裂隙时按下式计算： QcosWsin ctg*)VQsin(Wcos F l 其中：W危岩体自重与建筑等地面荷载之和（KN/m） ； 6 V后缘单宽拉裂面承受的总空隙水压力，; 2 2 1 wwh V Q地震力（KN/m） ，； iiZH WCkU kH水平地震系数。烈度为度时 kH=0.1；烈度为度时 kH=0.2； CZ综合影响系数，取 1/4； i地震加速度分布系数，对崩塌、滑坡体取 1.0； Wi集中在 I 质点的重量； 水的重度，取 10； w 3
12、 /mKN 后缘裂隙充水高度（m）; w h 潜在滑面沿滑动方向的倾角； c、 滑面粘聚力和内摩擦角； 5.3 倾倒式危岩稳定性计算倾倒式危岩稳定性计算 1） 计算模型 h b hw a h0 H 图 3.4.2-3 倾到式危岩稳定性计算示意图（后缘岩体抗拉强度控制） 7 hw h0 a b 图 3.4.2-4 倾倒式危岩稳定性计算示意图（由底部岩体抗拉强度控制） 2）计算公式 a）由顶部岩体抗拉强度控制，危岩体重心在倾覆点之外，由后缘岩 体抗拉强度控制时，采用以下公式进行计算。 )cos( cossin3sin )cos( cossin )( 3 2 sin2 1 bhhH VaW bhHh
13、H f F w lk b）由顶部岩体抗拉强度控制，危岩体重心在倾覆点之内，由后缘岩 体抗拉强度控制时，采用以下公式进行计算。 )cos( cossin3sin )cos( cossin )( 3 2 sin2 1 bhhH V aW bhHhH f F w lk 式中：危岩体抗拉强度标准值（kPa） ，根据岩石抗拉强度标准 lk f 值乘以 0.40 的折减系数确定； h后缘裂隙深度（m） ； hw后缘裂隙充水高度（m） ； H后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m） ； a危岩体重心到倾覆点的水平距离（m） ； b后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m） ； 危岩体与基座接触面倾角
14、（） ，外倾时取正值，内倾时取负值； 8 后缘裂隙倾角（） 。 其余符号意义同前。 C）由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算。 cos sin3 1 3 1 2 b h V aWbf F W lk 式中符号意义同前。 在进行倾倒式危岩稳定性计算时按单位长度考虑。计算荷载组合工况 分别取和。下面以 W14 危岩为例说明计算过程。 由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算： 式中： 危岩体抗拉强标准值（kpa） lk f 危岩体自重（kN/m） ；W 后缘裂缝充水高度（m） ； w h 后缘单位宽裂面承受的总空隙水压力（kN） ，V=；V 2 2 1 wwh a危岩体重心到倾覆点的水平距离（m） ；
15、b后缘裂缝末贯段下端到倾覆点之间的水平距离（m） 危岩体与基座接触面倾角（ ） ；外倾取正值，内倾取负值 0； 后缘裂隙倾角（ ） 。 aWb h V bf F w lk cos sin3 * 3 1 2 9 5.4 坠落式危岩稳定性计算坠落式危岩稳定性计算 1） 计算模型 H-h 2 H-h 2 h a h0 H 图 3.28 坠落式危岩稳定计算示意图(后缘有陡倾裂隙) H0 H0 2 a b0 H0 2 图 3.29 坠落式危岩稳定性计算示意图(后缘无陡倾裂隙) 2） 计算公式 a)对后缘有陡倾裂隙的悬挑式危岩按下列二式计算，稳定性系数取两 种计算结果的较小值。 W hHc F 1 0 2
16、 2 )( aW hHf F lk 10 式中：危岩体抗拉强度标准值（kPa） ，根据岩石抗拉强度标准 lk f 值乘以 0.20 的折减系数确定； 危岩抗弯力矩计算系数，依据潜在破坏面取值，一般可取 1/121/6，当潜在破坏面为矩形时可取 1/6； 危岩体重心到潜在破坏面的水平距离（m） ； 0 a 其余符号意义同前。 b) 对后缘无陡倾裂隙的悬挑式危岩按下列二式计算，稳定性系数取 两种计算结果的较小值。 W Hc F 0 3 0 0 4 aW Hf F lk 式中：危岩体后缘潜在破坏面高度（m） ； 0 H 其余符号意义同前。 在进行倾倒式危岩稳定性计算时按单位长度考虑。计算荷载组合工况 分别取和。下面以 WH09 危岩为例说明计算过程。对后缘有陡倾裂隙 的悬挑式危岩按下列二式计算，稳定性系数取两种计算结果中的较小植。 （公式 1） W QhHc F tg)( 1 （公式 2） 00 2 2 * )(* QbaW hHf F lk 式中：危岩抗弯力矩计算系数，依据潜在破坏面形态取值，一般可取 1/121/6，当潜在破坏面为矩形时可取 1/6； a0危岩体重心到潜在破坏面的水平距离
