1、成都学院学士学位论文(设计)宜宾市沿江路滑坡治理工程毕业设计专 业:土木工程 学 号: *学 生: * 指导老师: *摘要: 随着我国经济的快速发展,我国加大了基础工程的建设,公路建设在基础建设中占有相当大的比例,我国的山区分布较为广泛,有时需要面临挖方或者填方才能满足线路要求,所以经常面临各种边坡工程。 在边坡工程中滑坡是常见的地质问题,如何良好的解决滑坡这样的地质灾害,是我们现如今面临的一个严峻问题。宜宾市南岸沿江路 K3-000 K3-500 路段中,出现的陡缓转换型滑坡,滑坡体大约长 250m,滑坡体宽 120 左右,边坡支护采用单锚抗滑桩,抗滑桩支护施工快速、简单、抗滑能力强、圬工小
2、,且锚索的应用能充分利用岩土体的抗剪强度平衡结构物的拉力,积极调用岩土体的自身强度和自稳能力,因而能大量节约建筑材料和工程投资。边坡支护设计中,滑坡滑动面由勘察资料给出,从滑体的分条到滑动面的强度值反算、滑坡推力的计算原理、用不平衡推力法对滑坡推力的计算、抗滑桩的布置、抗滑桩结构设计、锚索结构设计、防排水设计、施工组织设计,一步步的按照规范和设计要求,最后完成对宜宾市南岸沿江路 K3-000 K3-500 路段的坡体支护。关键词: 边坡工程;边坡支护;单锚抗滑桩;抗滑桩结构设计;防排水设计成都学院学士学位论文(设计)Yibin city riverside road landslide tre
3、atment engineeringgraduate designSpecialty: * Student Number:*Student:* Supervisor: *Abstract: With the rapid development of Chinas economy, Chinas increased construction of foundation engineering, highway construction in foundation construction occupies considerable proportion, the mountains of Chi
4、nas distribution is widely, sometimes need to face excavation or filling in order to meet the demand of line, so often face various kinds of slope engineering. Landslide is a common geological problem in slope engineering, how to solve the geological hazards such as landslide is a serious problem th
5、at we are facing now.Yibin City, south along the Yangtze River Road K3-000k3-500 Road, the steep slow conversion type landslide, landslide approximately 250 m long, the landslide body width of about 120, slope supporting the use of single anchor anti slide pile, anti slide pile construction is quick
6、 and simple, anti sliding ability, small masonry, and the application of anchor can make full use of the rock and soil shear strength balance structure of tension, called to active rock and soils strength and stability, so it can save a lot of building materials and engineering investment.Slope supp
7、orting design, landslide slip surface by survey data is given, from the slide bar to the strength of sliding surfaces of back calculation, landslide thrust calculation principle, imbalance thrust force method to calculate the landslide thrust value, anti slide pile layout, anti slide pile structure
8、design, structure design of anchor cable, anti drainage design, construction organization design, step by step according to the specification and design requirements, the final completion of of Yibin City, south along the Yangtze River Road K3-000k3-500 sections of the slope body support.Key words:
9、Slope engineering; slope support;single anchor anti slide pile; anti slide pile structure design;waterproof and drainage design成都学院学士学位论文(设计)目录1.概论 .51.1背景 . 51.2 我国研究现状 . 51.3 几种常见的支护结构 . 62. 工程概况 . 72.1 自然条件 . 72.1.1 自然地理 .72.1.2 气象条件 .72.1.2 水文条件 .72.2 工程地质条件 . 82.2.1 宏观地形地貌 .82.2.2坡体岩性与岩土工程地质特征
10、. 93. 滑坡基本特征及边坡稳定性 . 103.1 滑坡基本特征 . 103.1.1 滑坡形态 . 103.1.2 滑坡结构特征 . 103.2 滑坡成因分析 . 103.3 滑坡推力计算 . 113.3.1 滑坡推力计算原理 . 113.3.2 剖面选取 . 133.3.3 滑坡推力计算 . 133.4 滑坡稳定性评价 . 133.4.1 边坡稳定性评价原则 . 133.4.2 滑坡稳定性定性分析评价 . 144.抗滑桩设计 .164.1 设计步骤 . 164.2 土体的物理力学性质 . 164.3 抗滑桩类型、特点及适用类型 . 174.3.1 抗滑桩类型 . 174.3.2 各类桩型的
11、特点及使用条件 . 17I成都学院学士学位论文(设计)4.4 抗滑桩设计要求和设计内容 . 184.5 抗滑桩设计荷载确定 . 184.5.1 滑坡推力的确定 . 184.5.2 地基反力的确定 . 194.6 抗滑桩计算方法 . 204.7 抗滑桩的布设 . 204.7.1 抗滑桩的布设原理 . 204.7.1 抗滑桩的布设 . 214.8 抗滑桩类型判别 . 224.9 抗滑桩内力计算 . 224.9.1 抗滑桩内力计算原理 . 224.9.2 抗滑桩内力计算 . 265. 排水工程设计原则 . 275.1 防治原则 . 275.2 地表排水 . 275.2.1 截水沟及其设计原则 . 2
12、75.2.2 排水沟及其设计原则 . 285.3 排水工程设计 . 286. 施工组织设计 . 306.1 锚索施工 306.1.1 预应力锚索施工方法 306.1.2 锚索张拉锁定封锚 316.2 抗滑桩施工 316.2.1 抗滑桩桩位开挖 316.2.2 抗滑桩钢筋绑扎及焊接 . 327.结论与建议 . 337.1 结论 .337.2 建议 .33参考文献 34II成都学院学士学位论文(设计)1. 概论1.1 背景随着我国经济的发展,我国的房屋建设、道路交通得到了高速的发展,边坡工程更是甚为常见,边坡加固在工程中占有相当大的比重, 边坡加固工程作为防止滑坡的有效方法受到了广泛的关注与研究。
13、房屋建设、道路交通对国民经济的增长起到了巨大的推动作用, 但同时生态环境造成了一系列的负面影响:路基开挖引起岩、土体松动、变形,增加了边坡的不稳定性,更容易导致坡体失稳;再者由于地表植物、表体土壤的破坏,引起坡面的土体、岩石被雨水侵蚀、风化,导致山体滑坡等灾害。我国的道路交通比较发达,同时我国也是一个坡体灾害相当严重的一个国家,坡体在长江流域、四川、云贵地区分布相当的广泛。当公路经过山区时,选择的路线不是很多,很多时候只能开挖山体,山体的地质结构也比较复杂,这就意味着公路会经过地质灾害易发的地段, 如何解决这一类地质灾害, 这是公路建设面临的一个较为严重的问题。1.2 我国研究现状我国对与边坡
14、工程的仔细研究开始于新中国的成立之后,随着我国基础建设的迅速发展,工程建设中常常会涉及的自然边坡问题越来越多,同时由于挖、填土产生了大量的人工边坡,因而我国对边坡的工程地质课题研究也在逐步增加。 国内对边坡的工程地质研究基本分为三个阶段。1、被动治理阶段( 50 年代 60 年代中期)。 20 世纪 50 年代初期,由于我国在边坡变形破坏产生的条件、作用因素、运动机理及其危害性等方面缺乏认识,所以在建设中盲目挖方、填方,导致边坡失稳的事件频频发生,才被迫对已经发生了的边坡进行勘测、治理和研究。这样既耽误了工期,同时又增加了投资,产生很大的浪费。2、专题研究阶段( 60 年代中期 80 年代初期
15、)。人们逐渐从实践中意识到如果要有效的预防、减轻和防治边坡失稳造成的灾害,必须要深入、系统地研究各种边坡的类型、分布、产生的条件、作用因素及其发生和运动的机理,对此列出了若干个专题进行研究。3、由治理为主发展到以预防为主阶段,逐步形成不稳边坡防治的理论体系( 80 年代至今)。随着国民经济的快速发展,不稳定边坡失稳造成的影响更加突出,对防灾、减灾的要求也更高。5成都学院学士学位论文(设计)1.3 几种常见的支护结构(1)重力式挡土墙重力式挡土墙在现实生活中是一种比较常见的支护结构, 其具有结构简单、 施工方便和就地取材等优点,但其稳定性主要靠自身来保证,所以重力式挡土墙墙身断面大,占地较多,不
16、能充分发挥建筑材料的强度性能,也不能实行机械化与工业化。( 2)锚杆(索)挡墙锚杆(索)挡土墙是由钢筋混凝土墙面和刚锚杆 (索)组成,依靠锚固在稳定地层内的锚杆(索)对墙面的水平拉力保持枪墙身的稳定性,墙面一般由预制的锚杆(索)和挡土板组成,称为板柱式墙,也可以就地浇筑成为整体的板壁式墙。使用的锚杆主要有楔缝式锚杆(索)和灌浆锚杆(索)两种。( 3)边坡锚固边坡锚固通常可以称为岩土锚固, 这种锚固技术通常情况下是将一种可以受拉的杆件埋置入土层之中,以此来达到提高岩(土)体自身的强度和自稳能力,并且可以减轻结构物的自重,节约工程材料,可以保证工程的稳固和安全,有显著的经济效益和社会效益,这种技术
17、目前在工程的运用的十分广泛。( 4)抗滑桩边坡治理工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给下部的侧向土体或者岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,而使边坡保持平衡或稳定。6成都学院学士学位论文(设计)2. 工程概况2.1 自然条件2.1.1 自然地理宜宾市位于四川盆地南部 ,地处东经 10339-10520,北纬 2749-2916 之间,东靠长江 ,西接大小凉山 ,南近滇、黔 ,北连川中腹地,地形整体呈西南高、东北低态势,地势西南高 ,东北低 ,地貌有丘陵、河谷阶地、低山 3 种类型,全市地貌以中低山地和丘陵为主体 , 岭谷相间 ,平坝狭小零碎 ,自然概貌为七山一水二分田。
18、市境内海拔 500 米 -2000 米的中低山地占 46.6%,丘陵占 45.3%,平坝仅占 8.1%。2.1.2 气象条件1、气象宜宾属于亚热带湿润季风气候,四级分明,气候温和,雨量充沛。其特征是:冬天暖和春天来得早,很少有霜降的情况;夏天十分的炎热且雨水充沛;秋天常常下绵绵细雨,有些时候会持续很久,总的来说宜宾就是云多、风不多、日照多。( 1)降雨由气象站给与的数据可知,市区内多年来平均的降雨为 1000mm,年最大的降雨量为1800mm,年最小的降雨量为 600mm;从上个世纪开始年降雨似乎有下降的趋势。综合多年来的数据得知日降雨量最大为 200mm;每年暴雨的天数为 38 天;降雨量最
19、多的的月份是 58 月。( 2)气温市区范围内多年来的平均气温为 17,极端的气温为 40,最低气温为 -2;一年中最冷的月份是 1 月,一般气温为 7,最高气温集中在 7 月,平均温度为 26。(3)蒸发和日照市区内多年来平均的蒸发量为 800mm,1 月的蒸发量是最少的, 平均蒸发量为 24mm, 7 月份是蒸发量最高的,平均蒸发量为 150mm。市区内全年的平均相对湿度是比较大的, 可以达到 85%,每年日平均相对湿度大于平均湿度的有 250 天;全年的平均日照率在全国范围内来说是属于最少的区域之一, 其值只有 25%。2.1.2 水文条件长江起源于宜宾市, 是金沙江与岷江汇合后形成的。
20、 根据水文观测站提供的数据可以7成都学院学士学位论文(设计)得知金沙江多年平均的流量为 4500m3 / s ,最大的流量为 30000m 3 / s ,最高的洪水位达到了 300m,最低水位为 280m。2.2 工程地质条件2.2.1 宏观地形地貌宜宾市位于四川盆地西南缘, 为丘陵到盆周山地的过渡地段。 总的地形趋势由西向东逐渐降低,由北向南逐渐层高,被三江河谷下切成江南、江北和西部地貌景观。其中,江北和西部为丘陵区,江南为低山深丘区。市区四周山系多成北东 -南西走向。根据地貌形态及成因划分为三种地貌类型。1、侵蚀堆积地形( 1)漫滩沿江均有分布, 一般以边滩的分布位于河床两侧, 在岷江及长
21、江也有以心滩的形式出现,漫滩平面形态多呈条状,长 1510m-8280m,宽 110m-650m,顶面高于水位 5-10m。以堆积为主,也有基岩滩。(2)阶地I 级阶地:分布于南岸坝,旧城区等,阶地宽 150-1500m,长 3-8km。阶面高于水面8.8-23.5m 一般保存较为完整,冲沟切沟浅,建筑多分布于该阶地之上。前人勘探揭露发现,堆积物一般厚为 10-40m,最厚可达 60m,岩性组成多为 “二元相结构 ”,上部由亚粘土,亚砂土构成,厚 1.5-15.5m,下部由砂卵石层构成,厚 15-40m,前缘见胶结现象,有的地区可见带状的淤层分布。II 级阶地:一般面积较小,分布于天池坝,南岸
22、坝等处,多呈条带状,长 2-8.5km,宽 100-1500m,高于江水面 23-56m,比 I 级阶地高 10-28m,上部由冲积区、冲洪积亚砂土,亚粘土夹卵石组成,下部基地多为侏罗纪砂泥岩。III 级阶地:分布于菜坝、南岸坝等处,阶地长 2.5-6.5Km,宽 450-1550m,阶地遭受后期剥蚀较为严重,由于水流的冲击切割的深度一般为 5-15m,在 III 级阶地后缘,普遍较深的沟壑,宽 120-230m。III 级阶地的前缘高出现在的江水面 3060m,比 II 级阶地高出 2045m。南岸坝是由堆积物构成的,所以属于堆积阶地,堆积物的主要构成为棕红色的粘土、粘土和卵石,厚度一般为
23、245m。2、构造剥蚀地形圆形浅丘:次类分布的面积较小,仅在分布在黄角坡一带, 丘谷相对高度小于 25m,丘顶呈园状,海拔高程一般 420-450m,河谷开阔平缓,环绕丘包,该地貌由白垩系窝8成都学院学士学位论文(设计)头山组红色砂泥岩构成。据此我们可以知道宜宾市南岸沿江路 K3-000k3-500 路段中,东侧高于水面50m,西侧高于水面 45m,总体坡度较缓,出现的陡缓转换型滑坡属于 II 级阶地与 III级阶地两者均有。2.2.2 坡体岩性与岩土工程地质特征分析地质勘探的结果可以得知, 地层由上至下旧为: 1、人工填土; 2、粉质粘土包括:粉质粘土,坡积粉质粘土; 3、泥岩和灰质泥岩。其
24、岩 (土)性特征描述如下:1、人工填土层:人工填土的物理力学性质十分复杂,只能够定量的分析,人工填土中主要包含粉质粘土、粘土、块石, 而块石的粒径在 50100cm 之间。人工填土的性能比较好,但是由于有粉质粘土、粘土层,使的在黏土层之间能够形成良好的隔水层,同时受到雨水的的影响使得土体包含水分, 故非常容易在黏土层的顶面形成软弱面, 对边坡的自身稳定及其不佳。填土的厚度较为大,一般在 1 19m,其最大厚度可以达到 22m。2、坡积粉质粘土层:整体呈灰白色,多数表现为可塑状态,其湿度相对较大,具有中等程度膨胀性。 坡积粉质黏土层主要分布在人工填土层以上或者人工填土层之中亦或者出露于地表,其厚
25、度变化范围不是很大,一般在 0.52m,然而最大的厚度可以到达 5m。其物理力学性能较差,具有中等膨胀的性质,在雨水或地下水的作用下,该土层很容易产生滑动或者流动。3、粉粘土:由岩体风化剥蚀形成,呈现红色或暗红色,具有软塑的状态。此层主要集中分布在人工填土层下或者坡积粉质粘土层下,其厚度变化范围不大,一般处于0.52.5m 之间,物理力学性能较差,具有中等膨胀性质,在地表水或地下水作用下,十分容易产生滑动。4、泥岩:呈褐黄色,为泥质结构,低度、中度风化,节理发育的裂隙比较明显,岩体及其破碎,在表层大部分已经呈现为土状, 风化程度十分严重, 其厚度可以达到 2 8m,下表面风化程度较小, 勘探所
26、得到的岩芯呈现碎块状或柱状, 此层主要集中分布在粉质粘土层之下。5、灰质泥岩:呈灰黑色,湿度相对较小,表现为十分干燥,泥质结构,薄、中厚层状结构,弱等或中等风化程度,节理裂隙及其发育不明显,岩体破碎的程度不是很大,表面表现为碎块状,下表面风化的程度较弱,勘探所得到的岩芯呈短柱状或片状。9成都学院学士学位论文(设计)3. 滑坡基本特征及边坡稳定性3.1 滑坡基本特征3.1.1 滑坡形态滑坡的主滑方向由北向南,朝着长江方向,滑体东西长约 250m,南北宽约 120m。滑体后缘壁倾角 50,其滑体中部有凹陷,中下部有鼓张裂缝,滑体前缘整体比较规则。3.1.2 滑坡结构特征1、滑体结构。滑体主要主要为
27、中等膨胀的粘土带有碎石的人工填土层。人工填土包括泥岩、块石、碎石和大量的粘土,呈松散状态,结构不均匀,粒径大者超过 1m,一般在 40-60cm 间。按滑坡物质组成划分为土质滑坡。滑坡体平均厚度 7m,按滑坡体厚度划分为中层滑坡。没有地下水活动。2、滑动面特征:滑坡滑动面在人工填土之中,滑动面整体呈现折线形,整体坡度10-30 之间,垂直埋深 3-11m,滑动面由人工填土构成,滑动面处于黏土层之中。3、滑床结构。滑床由人工填土组成,结构不规整。3.2 滑坡成因分析根据勘察资料表明滑坡体的物质组成、 环境条件及其结构状态, 并考虑到原来该地的特征,综合分析认为,该处滑坡的形成原因主要与下列因数密
28、切相关:1、人类工程是滑坡的主要因素在建设沿江路以前沿岸的房屋建筑中大量的挖土都堆积在该区,使得该区形成高填方台地,改变了边坡的原始应力状态, 进而影响边坡的岩土体发生了应力重新分布,促使边坡发生交大的变形来适应新的环境,以此来达到新的平衡。另外由于人类的耕种使得该地的植被遭到严重的破坏,使得坡体表面的土体极易风化,为地表水的下渗提供了利的条件。加之在修筑沿江路时对该坡体进行了开挖,无疑使得坡体遭到了进一步的破坏。2、强降雨作用是滑坡形成的诱导因素由于该地区属于亚热带地区,有属于盆地,长江从该地段经过。日照充足,降雨量丰富。该地区降雨量达,在夏季大于、暴雨时有发生。丰富的降雨量使得坡体充分含水
29、,雨水的浸透和侵蚀,增大了表层岩土体的容重,降低了其抗剪强度,同时,在地表水下渗过程中,在人工填土层之间的粘土层形成了滞水层,使得其上层土体长期浸泡软化,最终发生滑坡。同时由于特大暴雨,使得地下水补给大大增加,从而产生10成都学院学士学位论文(设计)动水压力和孔隙水压力。由于整个坡体的堆积土太多、太高,荷载较大,上部滑块首先滑动。在上部滑块的挤压下,下部的人工填土产生变形,故该滑坡为推移式滑坡。3.3 滑坡推力计算3.3.1 滑坡推力计算原理传递系数发计算滑坡推力对于一些滑动面倾角较缓、 相互间变化不大的折线滑动面, 其滑坡推力的计算可以采取计算较为方便的传递系数法,又称为不平衡力传递法。传递
30、系数法是一种平面分析法,其计算过程有如下假定:1、危险滑动面的形状、位置已知,不可压缩并做整体滑动,不考虑条块之间的挤压变形,并且其滑动面是组倾角已知的线段构成的一条折线。2、条块之间只传递压力,不传递拉力,并且需要沿折线点将滑动土体划分为各个土条具有竖向边界编号顺序由高到低。3、条块之间的作用力用以集中力表示,它的作用力平行于前一块的滑面方向,作用在分界面的中点。当前一块土体( i-1)的总抗滑力不足时,第 i 块土条与 i-1 土条的竖向边界上受到 i-1 传来的剩余下滑力,如果当前 i-1 个土条的总体抗滑力足够, 则 i-1 土条剩余下滑力为 0。4、垂直滑坡主轴取单位长度(一般是 1
31、m)宽的岩土体作为计算的基本断面,不用考虑两侧的摩擦力。基于以上假定对第 i 块土条,沿其底部滑动面(与水平方向夹角为 i )建立的平衡方程,计算 Ei ,计算图示如图 4-1 所示,途中 C 为土条的重心, O 为坐标原点, WQi 为土条受到的重力与荷载力的竖向合力。 图 3-1 第 i 土条的静力平衡计算图式按照 1-1 建立 x、 y 两个轴向力的平衡关系式:X 0 Ei WQi . sin ai Ei 1. cos(ai 1 ai ) Ri 0(3-1)Y 0 WQi . cosai Ei 1. sin(ai 1 ai ) N i 0式中, Ri 和 Ni 分别是土条 i 的底部滑动
32、面上的抗滑力(平行于 x 轴)和支持力(平行于 y 轴),没有在图 4-1 中标出。且两者存在以下关系:11成都学院学士学位论文(设计)Ri cil i fN i ci l i Ni tan i (3-2)式中, ci、 i 和 li 分别为第 i 土条底部滑动面上土体的黏结力、内摩擦角和长度。将3-2 式子带入 3-1 中,可以得到 Ei 的表达式:N i WQi .cosai Ei 1. sin(ai 1 ai )Ei WQi .sin ai Ei 1.cos(ai 1 ai ) Ri 令WQi .sin ai Ei 1.cos(ai 1 ai ) ci l i Ni tan iWQi .
33、sin ai Ei 1 cos( ai 1 ai ) ci li WQi .cosai Ei 1.sin(ai 1 ai ) tan iWQi .sin ai cil i WQi cosai .tan i Ei 1. cos(ai 1 ai ) Ei 1.sin( ai 1 ai ) tan iWQi .sin ai (ci li WQi . cosai .tan i ) Ei 1 cos(ai 1 ai ) sin( ai 1 ai ) tan ii cos(ai 1 ai ) sin(ai 1 ai ) tan i ,则上式可简化为:Ei WQi .sin ai (ci li WQi .c
34、osai . tan i ) Ei 1 i (3-3)其中: Ei 第 i 块滑体的剩余下滑力;Ei 1 第 i 1 块滑体的剩余下滑力;WQi 第 i 块滑体的重量;i 传递系数, i cos(ai 1 ai ) sin(ai 1 ai ) tan i ;ci 第 i 块滑体滑面上的岩土体的粘聚力;li 第 i 块滑体的滑面长度;i 第 i 块滑体滑面上岩土体的内摩擦角;ai 第 i 块滑体滑面的倾角;ai 1 第 i 1 块滑体滑面上的倾角。计算是从上往下依次逐块计算。按式子 3-3 计算的到的推力可以用来判断滑坡的稳定性。如果最后一块滑体计算所得到的 Ei 为正值,说明滑体是不稳定的;如
35、果计算的到最后一块滑体的 Ei 值为 0 或者负值,说明滑体是稳定的;如果在计算过程中某一块的 Ei 为0 或负值,则说明本块体以上岩石已经稳定, 并且下一块计算时按无上一块滑体推力计算。在实际的工程中滑坡体的稳定性还要考虑一定的安全储备,选用的安全系数为 K s ,12成都学院学士学位论文(设计)其值应大于 1.0。在推力计算中一般采用加大自重下滑力,即 K sWQi sin ai 来计算推力,从而式子 1-3 变形为:Ei K s.WQi . sin ai (ci li WQi .cosai .tan i ) Ei 1 i ( 3-4)式子 3-4 即为不平衡推理法分析的基本公式。注意:如
36、果在计算时,倾角 ai 为负值,则 WQi sin ai 也是负值,因而 WQi sin ai 边成了抗滑力,在计算时此项不用再乘以安全系数。3.3.2 剖面选取实地勘察与钻探结果显示,可以将路段 K3-000K3-105 确定为滑体 1,路段K3-105 K3160 确定滑体 2,路段 K3 160 K3 250 确定滑体 3,在滑体中段剖切典型剖面分别为 1-1 剖面、2-2 剖面、 3-3 剖面,剖面详见 1-1 剖面、 2-2 剖面、3-3 剖面图纸。3.3.3 滑坡推力计算详细的计算过程见本科毕业(设计)计算书,最终计算结果可得, 1-1 剖面在滑块 16处具有最大剩余下滑力,其值为
37、 MaxEn =674.596 KN / m ;2-2 剖面在滑块 10 处具有最大剩余下滑力,其值为 MaxE n =702.255KN / m ;3-3 剖面在滑块 11 处具有最大剩余下滑力,其值为 MaxEn =470.931KN / m。在最大剩余下滑力所处的滑块处设置抗滑桩,经计算可以得知 1-1 剖面处抗滑桩剩余抗滑力 =39.94 KN / m;2-2 剖面处抗滑桩剩余抗滑力 =126.745 KN / m ;3-3 剖面处抗滑桩剩余抗滑力 =181.069 KN / m;3.4 滑坡稳定性评价3.4.1 边坡稳定性评价原则(1)边坡稳定等级的划分一般分为稳定型边坡、基本稳定型
38、边坡、欠稳定边型坡和不稳定型边坡。1、稳定型边坡:整个边坡的坡率、坡形如果符合符合岩(土)体的强度要求,没有临空的不利结构面,少有或者无地下水,局部或整体稳定系数均符合规定,稳定系数大于 1.2。2、基本稳定型边坡:整个边坡的坡率、坡形符合岩 (土) 体的强度要求,没有临空的不利结构面, 没有或少有者地下水, 局部或整体均稳定, 但是坡面有冲剥、 剥落等。稳定系数为 1.0-1.2。3、欠稳定型边坡:边坡整体基本处于稳定,但是局部坡度大于岩(土)稳定的13成都学院学士学位论文(设计)稳定角,或者受到地下水的影响使得岩(土)体强度的降低,或具有倾向临空面的不利结构面,有局部坍塌、滑动变形。4、不
39、稳定边型坡:整个边坡坡率、坡形均不符合岩(土)体强度的要求,或者在原有滑体上堆载、 开挖引起古老滑坡的复活, 或有发育的倾向临空面的不利结构面,岩体破碎,地下水发育,开挖后会产生整体失稳。(2)稳定评价的边坡下列边坡需要稳定性评价1、将要作为建筑场地的天然斜坡。2、由于开挖或填筑形成边坡并且要求进行稳定验算的边坡。3、在施工期时出现了不利工况的边坡。4、在建设时使用条件做出了改变的边坡。(3)高边坡的稳定性评价方法早期的人们就可以熟练的运用力学平衡来计算评价边坡的稳定性,这样就可以得出稳定性系数的定性数据,并且也可算出需要加固工程承受力的大小。但是对于复杂的高边坡稳定性的计算,由于计算的边界条
40、件和破坏面岩土参数的难以实验、准确判断和选取,可能使的计算的结果可靠度大大降低。边坡稳定性的评价需要在充分查明工程地质条件的基础上,根据边坡岩土结构和类型,运用工程地质分析法为基础,以力学计算为辅助,两者结合是比较合理的,前者为后者提供变形的范围、边界条件和类型,后者得出的作用力和稳定系数的大小,可以为后期设计提供有效的依据。工程地质分析对比法可以从以下几方面来分析对比:1、从稳定坡的坡高、坡形、坡率由人工边坡的坡高和坡率对比中评价其边坡的稳定性;2、从自然斜坡中以发生了的变形规模和类型来推断出人工边坡将要或者可能造成的变形规模和类型;3、从坡体结构来分析人工边坡可能发生的变形类型及产生的部位
41、;4、从作用的因素及其变化的幅度两方面来分析,主要是从开挖引起地表水下降、坡体松弛、岩土强度的降低分析可能发生的变形规模及类型;5、从已发生的变形来分析其发生机制并反演出破坏时的岩土强度参数。3.4.2 滑坡稳定性定性分析评价实际的考察加上勘察结果表明, 作为滑带土的人工填土力学性质较差, 而且滑面倾向14成都学院学士学位论文(设计)坡外,因此,滑面阻碍剪出段的抗滑力较差。滑坡体内的人工填土属于隔水性较好的底层, 在地表水下渗的过程中, 人工填土很容易形成滞水层。因此,岩土体在地下水长期浸泡软化过程中, 物理力学性质会进一步降低,对滑体十分不利,特别是在暴雨条件下更容易造成再次滑动。目前滑坡后
42、缘出现了一些新增的裂缝,在滑坡后缘 30 米范围内可见清晰的沉降开裂现象,尤其是在后缘后 29m 处的天然排水沟变形明显,排水沟被牵引拉断;在坡体前缘以及剪出口附近也可见大量的纵向和横向拉裂缝。 上述这些表明,坡体目前仍有变形迹象。由上面我们可以得知,造成坡体不稳定的因素有:滑动面的物理力学性质低,且滑面的形态和产状不利于滑坡的稳定; 滑坡的岩土组成容易造成滞水带的形成, 强降雨极易对本来强度不高的人工填土进行进一步的软化;同时,目前坡体仍有变形的迹象,加之最近又处于降雨期,会加速滑坡的再次形成。因此,目前滑坡仍然处于不稳定的状态。15成都学院学士学位论文(设计)4. 抗滑桩设计4.1 设计步
43、骤1、首先我们要根据野外勘察可现场实际的考察定性了解滑坡的性质、成因、厚度、范围,借此来分析滑坡的破坏形式、稳定状态及有可能会的发展趋势。2、根据勘察的结果,确定滑坡的地质、计算模型,并需要选择合理的计算参数。3、有上面计算所得到的稳定性计算结果来确定需要的防治区域,并且在需要防治的滑坡区域,选择主要滑断面来计算设计滑坡推力。4、依据勘测结果所得的地质、地形和理论计算及设计条件综合确定需要设桩的范围和位置。5、依据设计滑坡推力的大小、底层性及理论计算,以此来拟定桩长、桩的锚固深度和桩界面尺寸及桩间距。6、确定抗滑桩的计算宽度,并根据滑体滑动面以下土层的性质,选定地基系数。7、根据桩的截面尺寸、
44、 形式和选定的地基系数, 计算出桩的计算深度及其变形系数,据以判断是弹性桩还是刚性桩。8、根据桩底变形条件(锚固、自由、铰接)采用相应的计算方法桩身个界面的内力、变位及侧壁应力等,并确定出 MaxQ、MaxM 及其部位。9、校核地基强度。若抗滑桩桩身作用于地基的弹性应力超过了地基容许值或小于其容许值太多时,则此时调整桩的埋深和界面尺寸或桩的间距,并从新计算,直至符合要求为止。10、根据计算的结果来绘制桩身的弯矩图、剪力图和侧壁应力图。11、最后对钢筋混凝土桩进行配筋设计。4.2 土体的物理力学性质有勘察结果可以得知滑坡土层以粘土夹碎石为主的人工填土, 根据该区域钻孔取样试验资料分析,和综合临近
45、场地的经验数据,得出土体的物理力学参数建议值见表 4-1:表 4-1 土质物理力学参数建议表项目 重度 抗剪强度( kpa) 抗拉强度( kpa) 地基承 泊松比( KN/m3) 载力特 ( )16成都学院学士学位论文(设计)征值天然 饱和 天然 饱和天然 饱和 (kpa)岩土名称 C(kpa) ( ) C(kpa) ( ) C(kpa) ( )人工填土 19 20 34 22.5 45.5 21.5 - - 255 -粉质粘土 17.5 18.7 26 25.5 24.5 24 - - 165 -粘土 21 22 27 26.7 - - - - 176 -砂岩 25 25.5 362.5 2
46、9 - - 150 - 1780 0.254.3 抗滑桩类型、特点及适用类型4.3.1 抗滑桩类型自从我国自 60 年代开始使用抗滑桩以来,抗滑桩在国内得到了广泛应用。主要是因为其具有桩位灵活、抗滑力强、安全、施工简便等优点。目前,我国使用得最多的是钢筋混凝土桩。在实际工程实践中,由于滑坡类型、地形地貌、地质条件的差异,采用不同抗滑桩,其治理效果和工程造价也不同。抗滑桩按材质分类,有木桩、钢筋混凝土桩、钢桩和组合桩。抗滑桩按成桩方法分类,有静压桩、就地灌注桩和打入桩。其中就地灌注桩又可以分为钻孔灌注桩和沉管灌注桩两大类。 在常用的钻孔灌注桩中, 又分为人工挖孔和机械钻孔。抗滑桩按结构形式分类,
47、有群桩、排桩、单桩和有锚桩。其中排桩形式常见的有倚式桩墙、排架式抗滑桩墙、门式钢架桩墙;有锚桩常见的形式有锚索和锚杆,锚杆有多锚和单锚,锚索抗滑桩多用单锚。抗滑桩按桩身断面分类,有方形桩、原型形桩和工字形桩、矩形桩等。4.3.2 各类桩型的特点及使用条件钢桩:钢桩的强度高、 快速、施打容易,接长方便,但是受到受桩身界面尺寸的限制,横向刚度很小,造价略微偏高。木桩:木桩是人类最早采用的桩,其特点是方便、可以就地取材、便于施工,但是桩长十分有限,桩身的强度不高,一般用于浅层滑坡的处理、临时工程。钢筋混凝土桩:此桩是边坡处治工程中广泛采用的桩形,桩界面刚度大,施工方式多样化,可进行静压、打入、人工成
48、孔就地灌注和机械钻孔就地浇筑,其缺点是混凝土抗的拉能力是有限的。抗滑桩在采用打入施工时, 应充分考虑到施工是产生的振动对边坡稳定的影响, 一般情况下填方边坡或全埋式抗滑桩可采用, 同时底层岩土应具有可打性。 抗滑桩使用中最常用的为就地灌注桩,其机械钻孔的速度很快,桩径可小、可大,对于于各种各样地质条件都适用,但是在地形比较陡的边坡,机械架设和进入困难较大;另外在钻孔时水对边坡的17成都学院学士学位论文(设计)稳定也有一定的影响。人工成孔的特点是简单、方便、经济,但是劳动的强度高同时速度也很慢,遇到不良底层时处理起来就相当得困难;此外,桩径较小时采用人工挖孔就十分困难了,桩径一般应在 100cm
49、 以上才适宜人工成孔。单桩是抗滑桩的基本形式,也是常用的结构形式,其特点是简单、作用和受力明确。当边坡的滑坡推力较大时, 用单桩不能够承受其推力或使用单桩不是很经济时, 可采用排桩。排架桩的特点是抗弯能力强,转动惯量大,桩身应力较小,桩壁阻力较小,在软弱底层有较明显的优越性。 有锚桩的锚可采用预应力锚索或钢筋锚杆, 桩和锚杆共同作用能够改变桩的悬臂受力状况, 加上桩完全是依靠侧向地基反力来抵抗滑坡推力的, 使的桩身的桩顶变位和应力状态大大改善,是一种较为经济、合理的抗滑结构。但锚索和锚杆端需要有较好的地层或岩层,对锚索来说,更需要有较好的岩层以提供可靠地锚固力。4.4 抗滑桩设计要求和设计内容在进行抗滑桩设计时一般需要满足以下的要求:1、抗滑桩能够提供的滑阻力要使整个滑坡具有相应的稳定性,即滑坡体的稳定安全系数需要满足相应规范规定的安全系数,同时要保证坡体不从桩间挤出,不从桩顶滑出。2、抗滑桩本身要有足够的稳定性和强度,及