边坡工程答辩经典模板.

素填土
砾质粘性土
砾质粘性土
73 71
花岗岩
69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78
花岗岩
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98 100 102 104 106 108 110
80
82
84
86
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96
98 100 102 104 106 108 110
剖面支护方案根据分析结果边坡稳定性分析和滑坡推力值确定桩位拟定桩间距截面形状和尺寸埋置深度计算作用在桩上的各力和分布形式不计桩前抗力确定地基系数m法计算桩的变形系数或及换算深度h或h判断刚性桩或弹性桩计算受荷段内力计算确定滑移面处弯矩和剪力锚固段内力计算剪力弯矩地层侧向抗力等校核地基强度绘制桩身弯矩图和剪力图并进行结构设计图22抗滑桩设计步骤剖面支护方案方案二
A B 段边坡2 -2 ΄剖面初步支护
102
102 100 98
100 98 96
96
94
94
高程高度(m)
92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96
高程高度(m)
距离（m)
距离（m)
图18 地震工况下的稳定性系数
图19 暴雨工况下的稳定性系数
5 、 C D 段 边 坡 2 -2 ’ 剖 面 支 护 方 案
方案二：土钉墙支护
该剖面设置9排土钉，水平和竖直间距均为1.4m, 土钉长度依次为 9m、10m、11m、12.5m、12m、12m、10m、10m、8m,1～4排属于第一级 边坡，5～9排属于第二级边坡，土钉倾角150，土钉为HRB400级钢筋直 径32mm，共9根，这一剖面土钉总长度94.5m，钻孔直径150mm。整个 坡段的支护方案见4号图，土钉沿着坡段长度方向的两侧锚索离边缘距 离为1m和0.6m（间隔布置），则整个坡段有31个这样的剖面，支护方 案相同，土钉总长共计2929.5m, 造价约为125201元。
课题背景
图1 场地平面图和剖切位置
初步支护方案
第二部分
初步支护
首先建立边坡分析模型，利用Geostudio软件对边坡剖面进行了 正常运营情况下的稳定性分析，除AB段边坡2-2'剖面处于基本稳定状 态，其余两剖面处于滑坡状态，需进行支护设计。 初步拟定边坡支护方案：AB段边坡支护：（1）土钉墙支护，（2） 锚杆支护；CD段边坡支护：（1）预应力锚索支护，（2）土钉墙支护； BC段边坡支护:(1)重力式挡土墙和预应力锚索的综合支护，（2）重 力式挡土墙和抗滑桩的支护。考虑地震和暴雨工况，地震用拟静力法 分析，暴雨采用 18mm/h的降雨量(48h)耦合分析。经计算各边坡支护 后均达到两种工况设计要求的安全系数。
抗拔稳定性验算
整体稳定性分析 内部稳定性分析 外部稳定性分析 调整
调整土钉参数
不调整
构造及排水系统设计
图10 土钉墙设计流程
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
方案一：土钉墙支护
102 100 98 96
1.248
94
高程高度(m)
92 90 88 86 84 82 80 78 76 74
距离（m)
距离（m)
图6 重力式挡土墙和预应力锚索支护(方案一） 图7 重力式挡土墙和抗滑桩支护（方案二）
支护设计
第三部分
1、设计思路
稳定性分析思路
边坡的初始 应力分析 （SIGMA/W）
边坡的荷载 -变形分析 （SIGMA/W）
边坡支护方案 （SLOPE/W或 SIGMA/W）
耦合分析暴雨 或地震下的 边坡稳定性
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
调查
利用Geostudio初设锚索并分析地震和暴雨工况下的边坡稳定性
计算作用于建筑物上的外力（滑坡推力）
确定锚固位置、锚固角
确定设计锚固力 锚固体设计 局部优化锚索长度 确定初始张拉力并锁定 图13 锚索（杆）设计流程 锚固类型、安全系 数、锚固体直径、 地层力学性质
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
方案一：土钉墙支护
该剖面的土钉墙支护方案：设置5排土钉，其水平和垂直间距为1m, 前三排的土钉长度为4m,后两排土钉长为3m,倾角18.430,每孔1根直径 16mm的三级螺纹钢筋（HRB400），共5根，钻孔直径120mm 。 通过1号图可知,沿着坡长的剖面方向布设5排土钉（30根，水平方 向6列）、4排土钉（24根，前3排长度均为3.5m,第4排长3m,水平方向6 列）和3排土钉（21根，长度均为2m，水平方向7列),土钉总长度共计 213m。总造价约为9363元。
1.756
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98 100
72 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
距离(m)
距离(m)
图11 地震工况下的稳定性系数
图12 暴雨工况下的稳定性系数
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
方案二：锚杆支护
2-2΄剖面设置2排锚杆，每孔所需4C20mm钢筋，总长度9.1m,锚固 长度5m,自由段长度3m,张拉段1.1m，水平和竖直间距均为2m ，钻孔直 径150mm,锚杆倾角150 ，第一排锚杆距坡顶的竖向距离为3m。由2号图 可知整个坡段共设置13个孔，每个孔4根锚杆，取每米锚杆造价50元， 该支护锚杆总长473.2m ，总计23660 元。
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某边坡稳定性分析及支护优化设计
土木建筑工程学院 土木工程系 土木135班 答辩人： 指导教师：
主目录
课题背景及内容
支护设计
结论和总结
1
2
初步支护方案
3
4
施工组织设计
5
课题背景及内容
第一部分
课题背景
工程概况
拟治理的边坡为天然气高压输配系统(中段)-龙华调压站 的建设而平整建设场地回填土方形成，平整建设场地后将形成 一个三面具有将近10m高差的边坡，且这三面形成的边坡基本 为填土边坡。根据建设工程规划，拟治理的边坡为南北可放坡 型和西面直立型，因此对这三处回填形成的边坡须进行治理。 根据其位置的不同共分为三个坡段，AB、BC、CD坡段。AB坡段 长约20m，坡高约3～6m，坡度45°，BC段长约78m，坡高约3～ 17m，坡度近90°，CD段边坡长约44m，共分为二级坡，第一级 坡高8m，第二级坡高10m，中间平台宽2m，坡度45°。
素 填 土
素填土
砾 质 粘 性 土
砾质粘性土
花 岗 岩
69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78
花岗岩
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98 100 102 104 106 108 110
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98 100 102 104 106 108 110
距离（m)
距离（m)
图16 地震工况下的稳定性系数
图17 暴雨工况下的稳定性系数
5 、 C D 段 边 坡 2 -2 ’ 剖 面 支 护 方 案
方案一：预应力锚索支护
单根锚索总长度13.1m ，该剖面设置6排预应力锚索，每孔4根（束） 1×7Φ 15.2mm钢绞线，4根钢绞线截面面积556mm2，外表直径34.6mm, 水平和竖向间距均为2.5m,锚索倾角为150，钻孔直径150mm。沿坡段长 度方向的两侧锚索离边缘距离均为1m,则整个坡段有132个预应力锚索 孔，共528根钢绞线,工程材料成本总价约89819元。
图5 土钉墙支护（方案二）
B C 段边坡1 -1 ΄剖面初步支护
99 97 95 93 91 89
99 97 95 93 91 89
高程高度(m)
60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110
CD段边坡2-2'剖面初步支护
95 93 91 89 87
95 93 91 89 87
高程高度(m)
83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110
3、设计荷载
图8 BC段边坡1-1'剖面地震工况剩余下滑力 计算简图
图 9 暴雨工况下剩余下滑力计算简图
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
初设土钉参数（尺寸、类型） 利用Geostudio分析地震和暴雨工况下的稳定性 对土钉长度进行局部优化处理
内部稳定性分析 抗拉断稳定性验算
高程高度(m)
85
85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110
距离（m)
距离（m)
图4 预应力锚索支护(方案一）
5 、 C D 段 边 坡 2 -2 ’ 剖 面 支 护 方 案
方案一：预应力锚索支护
95
95 93 91 89 1.257
1.403
93 91 89 87
高程高度(m)
87
85 83 81 79 77 75
素填土
高程高度(m)
85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76
98 100
92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 60616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899
距离(m)
距离(m)
图2 土钉墙支护（方案一）
图3 锚杆支护（方案二）
高程高度(m)
92
1.680
92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88
1.678
距离(m)
90
92
94
96
98 100
距离(m)
图14 地震工况下的稳定性系数
图15 暴雨工况下的稳定性系数
利用Geostudio软件确定出地震和暴雨工况下的最危险滑移面，取其最不利工况， 设计荷载一般是滑坡推力，再用条分法或传递系数法计算滑坡推力。降雨使得土体 饱和，因此增大土体重度，减小内摩擦角和粘聚力。
2、电算设计过程
1
设计荷载的确定
3
局部优化设计方案
首先分析出边坡剖面在地震和 暴雨工况下的最低稳定性系数， 以其对应的潜在滑裂面求其滑坡
4 、 A B 段 边 坡 2 - 2 ’剖 面 支 护 方 案
方案二：锚杆支护
102 100 98 96 94
102 100 98 96 94
高程高度(m)
90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
5 、 C D 段 边 坡 2 -2 ’ 剖 面 支 护 方 案
方案二：土钉墙支护
95
95 93 91 89 1.212
1.321
93 91 89 87
高程高度(m)
87
85 83 81 79 77 75 73 71
高程高度(m)
85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76
高程高度(m)
87 85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65
87 85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110
推力；然后用Geostudio软件设
计两种支护方案，对支护方案进 行局部优化；对数值模拟计算的 两种支护方案进行工程量造价对
用Gestudio结合手算设计支护方案
2
比，选取适合的支护方案。
4
两种支护方案造价对比
3、设计荷载
以两种工况作为设计和校核工况，分为地震和暴雨工况，建筑场地处 于7度设防地区，设计基本地震加速度值为0.10g，稳定性分析时考虑 18mm/h的降雨量，计算设计荷载时考虑改变土体物理参数。设计荷载采 用圆弧形滑面的瑞典条分法或折线形的传递系数法。 AB段边坡2-2’剖面工况一下和工况二的滑坡推力分别为101.02kN/m和 162.28kN/m；CD段边坡2-2’剖面工况一下和工况二的滑坡推力分别为为 276.97kN/m和292.37kN/m；BC段边坡地震工况下滑移面为折线形，暴雨 工况下为圆弧形，其中暴雨工况下剩余下滑力为787kN/m，地震工况下依 据支护结构位置的不同，按所处的滑条位置选取相应的剩余下滑力，其 最后的剩余下滑力为1019.25kN/m。