邊坡支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)范本

1、 京珠粵境高速公路K153+150300邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)京珠粵境高速公路K153+150300邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)中文摘要本設(shè)計(jì)為京珠高速甘塘至翁城段 K153+150K153+300邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析和加固設(shè)計(jì),并且介紹了 穩(wěn)定性分析的 方法,Janbu法和Bishop(畢肖普)條分法.在穩(wěn)定性分析中,根據(jù)地形選擇兩個(gè)典型的 剖面,運(yùn)用slope 5.0軟件對(duì)該邊坡做了 相應(yīng)的 分析,每次分析進(jìn)行全局搜索,搜索出其中最小 安全系數(shù)對(duì)應(yīng)的 滑動(dòng)面,之后對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),從而確定出它的 最小 穩(wěn)定性安全系數(shù),確定是否進(jìn)行加固.然后在對(duì)它進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí),綜合考慮邊坡所處地質(zhì)條件等多方面因素,最終選用了 抗滑

2、樁和錨桿兩個(gè)不同的 加固方案.結(jié)合邊坡防排水原則,對(duì)邊坡進(jìn)行了 防排水設(shè)計(jì).關(guān)鍵詞:邊坡;穩(wěn)定性分析;加固;錨桿;抗滑樁;防排水SLOPE SUPPORT DESIGN OF THE SLOPE AT BEIJING-ZHUHAI EXPRESSWAY FRO米 K153+150K153+300ABSTRACTThe design is about reinforce米ent of slope which locates in Bid I section K153+150K153+300 of Gantang to wengcheng along Beijing-Zhuhai expressw

3、ay. The contents of the design include the slope stability analysis and design of strengthening governance and stability on the analysis of the way, Janbu Law and Bishop (Bishop) of the Act. The stability analysis, Selected two typical cross-sectionthe use of software slope 5.0 of the slope to do th

4、e corresponding analysis to deter米ine its stability of the 米ini米u(yù)米 safety factor to deter米ine whether reinforce米ent, overall situation search were perfor米ed in order to obtain the sliding surface which with the least safety factor,then evaluation was 米ade to the slope. And then it was reinforced in

5、the design, considering slope where geological conditions, and other factors, the final choice of the anti-slide pile retaining wall and anchor two different reinforce米ent progra米米e. with slope-drainage principles, the slope of the anti-drainage design.Key words: Slope; Stability Analysis; Reinforce

6、米ent; Anchor; anti-sliding pile; anti-drainage目 錄 1 工程地質(zhì)情況. .11.1 工程地質(zhì)概況 11.2 勘察的 目的 和任務(wù) 11.3 勘察依據(jù)的 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 11.4 地形地貌 21.5 地層巖性 21.6 地質(zhì)構(gòu)造 31.7水文地質(zhì) 32 路塹邊坡穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià).42.1 穩(wěn)定性分析方法. .42.1.1 條分法.42.1.2 以有限元為代表的 數(shù)值計(jì)算方法.52.2 路塹邊坡穩(wěn)定性計(jì)算.62.3 邊坡軟件slide 5.0介紹.62.4 邊坡穩(wěn)定性分析.6 2.4.1 分析過(guò)程 6 2.4.2 邊坡滑面分析 7 2.4.3 分析結(jié)果

7、 8 2.4.4 路塹邊坡穩(wěn)定性分析綜述 213 錨索方案設(shè)計(jì).23 3.1 錨索方案加固 23 3.1.1 對(duì)-1剖面錨索加固 23 3.1.2 對(duì)-2剖面錨索加固 244 抗滑樁方案設(shè)計(jì) 27 4.1 剩余下滑力的 計(jì)算 27 4.1.1 滑坡推力計(jì)算理論 27 4.1.2 不平衡系數(shù)法計(jì)算下滑力 314.2 抗滑樁加固設(shè)計(jì) 34 4.2.1 抗滑樁的 特點(diǎn) 34 4.2.2 抗滑樁的 布設(shè) 35 4.2.3 抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法 36 4.2.4 抗滑樁的 設(shè)計(jì)過(guò)程 384.3 抗滑樁施工 51 4.3.1 抗滑樁的 施工工藝 51 4.3.2 設(shè)樁工藝選擇 514.3.4 施工中應(yīng)注意的

8、 問(wèn)題 535 高邊坡坡面防護(hù)的 設(shè)計(jì)與施工 565.1 概述 565.2 設(shè)計(jì)方案及材料要求 565.2.1 設(shè)計(jì)方案 565.2.2 材料要求 565.3 施工方案及技術(shù)措施 57 5.3.1 搭設(shè)腳 57 5.3.2 坡面手架修整 57 5.3.3 噴射混凝土作業(yè) 575.4 質(zhì)量管理與檢測(cè) 58 5.4.1 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理措施 58 5.4.2 質(zhì)量檢測(cè) 586 邊坡排水工程的 設(shè)計(jì)與施工 596.1 概述596.1.1 滑坡中的 水及其對(duì)穩(wěn)定性的 影響 596.1.2 邊坡排水工程設(shè)計(jì)的 一般原則 606.2 地表排水工程的 分類 616.3 地表排水體系設(shè)計(jì) 61 6.3.1 滑坡體

9、外截水溝設(shè)置 62 6.3.2 滑坡體地表排水溝設(shè)置 62參考文獻(xiàn).64致謝.65附錄 附錄A 開題報(bào)告 附錄B 外文資料翻譯 京珠粵境高速公路K153+150300邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)1 工程地質(zhì)概況1.1 工程概況 京珠國(guó)道主干線粵境高速公路甘塘至甕城段I標(biāo)段的 K153+150K153+300底層輕度較低,抗風(fēng)化能力弱,水理性質(zhì)差,存在不利邊坡穩(wěn)定的 結(jié)構(gòu)面組合,該段的 邊坡穩(wěn)定性較差.為治理該邊坡,工程地質(zhì)勘察人員對(duì)該地段進(jìn)行了 詳細(xì)的 勘察工作.1.2 勘察的 目的 及任務(wù) 根據(jù)工程特點(diǎn),按巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021-2001)、公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范(JTJ064-98)、建筑邊坡工

10、程技術(shù)規(guī)范(GB 50330-2002)的 有關(guān)規(guī)定,確定本次勘察的 主要目的 及任務(wù)要求如下:（1） 查明邊坡所處區(qū)域地形地貌特征及地層巖性,并根據(jù)鉆探情況對(duì)該段巖性具體描述;（2） 查明邊坡的 地質(zhì)構(gòu)造,具體包括區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和邊坡地質(zhì)構(gòu)造,并查明邊坡巖石節(jié)理發(fā)育程度、節(jié)理面、存在的 斷裂構(gòu)造;（3） 查明可能存在的 不良地質(zhì)作用,并查明其成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度,提出政治所需的 巖土技術(shù)參數(shù)及整治方案建議;（4） 查明邊坡的 水文地質(zhì)條件,設(shè)置鉆孔對(duì)水位進(jìn)行觀測(cè),查明地下水類型及其補(bǔ)給、徑流、排泄條件,分析評(píng)價(jià)地下水變化規(guī)律及其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的 影響;（5） 提出驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定

11、性和設(shè)計(jì)計(jì)算所需的 參數(shù); （6） 評(píng)價(jià)邊坡的 穩(wěn)定性,并提出邊坡的 整治措施和監(jiān)測(cè)方案的 建議;（7） 提出邊坡整治設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)的 建議.1.3 勘察依據(jù)的 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 為提供準(zhǔn)確的 勘察成果資料,滿足設(shè)計(jì)及施工需要,主要依據(jù)以下規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行本次勘察工作:(1)巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021-2001);(2)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002);(3)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2001);(4)土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(CECS22:90);(4)巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(CECS 22:2005);1.4 地形地貌 線路總體呈NWSE向,經(jīng)過(guò)處為一低山風(fēng)化剝蝕斜

12、坡地貌,斜坡標(biāo)高在135311之間,高差176厘米,自然坡角一般在左右.坡面植被發(fā)育,雜木、灌木叢生,難以通行.斜坡腳與山區(qū)河流I級(jí)階地分解明顯,地表水體為北江級(jí)分支水系的 陽(yáng)河.該段河流灘淺、平直,在枯水、平水期間對(duì)岸邊沖刷較弱.1.5 地層巖性根據(jù)鉆探和地表調(diào)查表明,表層覆蓋為第四系殘、坡積層,基巖為泥盆系上統(tǒng)帽子峰組頁(yè)巖、頁(yè)巖夾灰?guī)r、泥灰?guī)r等,另外還有巖漿活動(dòng)形成的 脈巖.地層巖石以層理發(fā)育和含泥質(zhì)、鈣質(zhì)高為其特征.從坡面上看主要分布為第四系殘坡積亞粘土夾碎石,強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖呈片狀及土狀,局部弱風(fēng)化頁(yè)巖、泥灰?guī)r間夾強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖及脈巖.下面從鉆探情況對(duì)該段巖性具體描述:(1)亞粘土:表層主要

13、是亞粘土或碎土石夾亞粘土,一般為黃色或紫紅色,含不均勻碎石,碎石一般為15厘米,個(gè)別達(dá)到10厘米,成分為頁(yè)巖風(fēng)化物.稍濕潮濕,可塑硬塑.該層厚08.4米不等.(2)頁(yè)巖:頁(yè)巖依風(fēng)化程度不同又分為強(qiáng)分化頁(yè)巖、弱風(fēng)化頁(yè)巖和微風(fēng)化頁(yè)巖,互層出現(xiàn),一般為灰綠色或黃褐色:、強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖:強(qiáng)風(fēng)化呈土狀及頁(yè)片狀,厚度一般在0.812.4米之間.、弱風(fēng)化頁(yè)巖:弱風(fēng)化呈片塊狀,厚度一般在0.96.0米之間.、微風(fēng)化頁(yè)巖:巖石層面及節(jié)理巖呈鐵銹色,質(zhì)較硬,性脆,巖層較完整,巖芯柱節(jié)長(zhǎng)一般為13厘米、35厘米、610厘米,個(gè)別長(zhǎng)達(dá)20厘米,主要在K153+225剖面鉆孔中發(fā)現(xiàn).厚度一般在1.011.4米之間.(3)泥

14、灰?guī)r:灰、深灰色,常含方解石脈,質(zhì)堅(jiān)硬、性脆、致密,靠山坡上部巖石比較完整,中、下部巖石呈薄片層狀,破碎.(4) 炭質(zhì)頁(yè)巖:黑褐色,強(qiáng)風(fēng)化呈片狀及土狀,含少量碎石,該層分布在微風(fēng)化頁(yè)巖或泥灰?guī)r之間,也有些地方該層與強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖互層,或在強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖與泥灰?guī)r之間,在工作區(qū)段分布較穩(wěn)定,厚度一般在0.84.0米之間.(5)脈巖:棕褐色,強(qiáng)風(fēng)化呈碎石土狀,巖石中斜長(zhǎng)石及暗色礦物均粘土化.1.6 地質(zhì)構(gòu)造(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 背斜多呈傾伏狀及對(duì)稱的 短軸背斜,而向斜則以倒轉(zhuǎn)居多,傾角都在.而NE向斷層規(guī)模一般較大,長(zhǎng)達(dá)1040千米,傾向不定,但傾角均在以上.由于燕山期花崗巖體的 侵入,使得巖體褶皺加劇,地質(zhì)

15、構(gòu)造較為復(fù)雜.(2)邊坡地質(zhì)構(gòu)造邊坡地質(zhì)構(gòu)造為一單斜構(gòu)造,巖層走向NESEE,傾向,傾角不等,一般在之間,巖層產(chǎn)狀沿走向,傾向均變化較大,野外露頭可見泥灰?guī)r強(qiáng)烈柔皺現(xiàn)象.與邊坡的 關(guān)系是巖層傾向與坡面大致同向,走向與坡向斜交,夾角一般小 于. 邊坡內(nèi)查明有巖漿活動(dòng)形成的 脈巖,呈脈狀產(chǎn)出,主要侵入在強(qiáng)、弱風(fēng)化頁(yè)巖中,與圍巖接觸界限清晰.1.7 水文地質(zhì) 邊坡地表淺部的 強(qiáng)弱風(fēng)化帶因節(jié)理風(fēng)化成裂隙,在大氣降水補(bǔ)給條件下,上部的 松散坡積層正好提供了 大量的 水源,逐步向下滲透,可形成風(fēng)化裂隙含水帶.地下水沿邊坡逕流排泄,最終匯入陽(yáng)河.2 路塹邊坡穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)該設(shè)計(jì)根據(jù)京珠國(guó)道主干線粵境高速公

16、路甘塘至甕城段I標(biāo)段(K153+100K154+200)路塹邊坡治理工程地質(zhì)勘查報(bào)告對(duì)K153+225段的 剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià),并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)K153+150K153+300處的 邊坡進(jìn)行加固.2.1 穩(wěn)定性分析方法 邊坡穩(wěn)定的 分析方法總的 來(lái)說(shuō)可分為兩大類:即以極限平衡理論為基礎(chǔ)的 條分法和以彈塑性理論為基礎(chǔ)的 數(shù)值計(jì)算方法.2.1.1 條分法條分法以極限平衡理論為基礎(chǔ),由瑞典人彼得森(K.E.Petterson在1916年提出,20世紀(jì)3040年代經(jīng)過(guò)費(fèi)倫紐斯(W.Fellenius)和泰勒(D.W.Taylor)等人的 不斷改進(jìn),直至1954年簡(jiǎn)布(N.Janbu)提出了 普通

17、條分法的 基本原理,1955年畢肖普明確了 土坡穩(wěn)定安全系數(shù),使該方法在目前的 工程界成為普遍采用的 方法. 條分法實(shí)際上是一種剛體極限平衡分析方法.基本思路是:假定邊坡的 巖土體破壞是由于邊坡內(nèi)產(chǎn)生了 滑動(dòng)面,部分坡體沿滑動(dòng)造成的 .滑動(dòng)面上的 坡體服從破壞條件.由假設(shè)滑動(dòng)面已知,通過(guò)考慮滑動(dòng)面形成的 歌隔離體的 靜力平衡,確定沿滑面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的 破壞荷載,或者說(shuō)判斷滑動(dòng)面上的 話題的 穩(wěn)定狀態(tài)或穩(wěn)定程度.該滑動(dòng)面是認(rèn)為確定的 ,其形狀可以是平面、圓弧面、對(duì)數(shù)螺旋面或其他不規(guī)則曲面.隔離體可以是一個(gè)整體,也可由若干人為分隔的 豎向土條組成.由于滑動(dòng)面是人為假定的 ,我們只有通過(guò)系統(tǒng)地求出一系

18、列滑面發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的 破壞荷載,其中最小 的 破壞荷載要求的 極限荷載與之相應(yīng)的 滑動(dòng)面就是可能存在的 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面.2.1.2 以有限元為代表的 數(shù)值計(jì)算方法 有限元法,是將邊坡體離散成有限個(gè)單元體,或者說(shuō),用有限個(gè)單體所構(gòu)成的 離散化結(jié)構(gòu)代替原來(lái)的 連續(xù)體結(jié)構(gòu),通過(guò)分析單元體的 應(yīng)力和變形來(lái)分析整個(gè)邊坡的 穩(wěn)定. 有限元法與極限平衡法所不同的 是,數(shù)值計(jì)算是以彈性(塑性)理論為基礎(chǔ),需要首先弄清楚巖土體的 本構(gòu)關(guān)系,即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,它既要求出單元土的 力的 平衡,也要考慮單元體的 變形協(xié)調(diào),同時(shí)還要考慮巖土體的 破壞準(zhǔn)則.由于巖土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是非線性的 ,它使邊坡的 數(shù)值計(jì)算變得十分復(fù)雜.

19、數(shù)值計(jì)算發(fā)展到今天,由于計(jì)算機(jī)的 普及和大量應(yīng)用,復(fù)雜而又精細(xì)的 計(jì)算方法已不再是數(shù)值計(jì)算的 障礙,而計(jì)算成果的 優(yōu)劣取決于巖土體的 主要構(gòu)造和有關(guān)參數(shù)的 獲得情況.2.2 路塹邊坡穩(wěn)定性計(jì)算 在工程設(shè)計(jì)中,判斷邊坡穩(wěn)定性的 大小 習(xí)慣上采用邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)來(lái)衡量.1955年,畢肖普(A.W.Bishop)明確了 土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的 定義: (2-1)式中:沿整個(gè)滑裂面上的 平均抗剪強(qiáng)度; 沿整個(gè)滑裂面上的 平均剪應(yīng)力; 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù). 按照上述邊坡穩(wěn)定性概念,顯然,1,土坡穩(wěn)定;1,土坡失穩(wěn);=1,土坡處于臨界狀態(tài).由于極限平衡分析的 計(jì)算方法簡(jiǎn)單易行,因而是目前邊坡穩(wěn)定性最常用的 分析

20、方法.因基于不同的 假定,又形成了 多種計(jì)算方法,如瑞典圓弧法、Bishop法、Janbu法等等.這些方法中,因Bishop條分法適用于任意形狀的 滑裂面,且接近于實(shí)際,求得的 Fs值較高.所以本次邊坡穩(wěn)定性分析采用簡(jiǎn)化Bishop條分法.該法采用了 假定各土條之間的 切向條間力Xi和Xi+1略去不計(jì)的 方法,即假定條間力的 合力為水平力,則:Bishop(畢肖普)條分法計(jì)算公式如下: (2-2)式中:-安全系數(shù); ci -第i條塊滑動(dòng)面上的 粘聚力; bi-第i條塊滑動(dòng)面的 長(zhǎng)度; ei- Qi的 作用點(diǎn)到圓心的 垂直距離; Wi-第i條塊的 自重;Qi-第i條塊的 水平作用力.其中 圖圖2

21、.1 Bishop (畢肖普)條分法分析示意圖本設(shè)計(jì)邊坡穩(wěn)定性分析采用 slide 5.0穩(wěn)定分析程序,其原理采用極限平衡法,包括瑞典條分法、Bishop法、Janbu法等.能計(jì)算考慮孔隙水壓力情況下的 邊坡穩(wěn)定性, 目前在全國(guó)許多大型水電工程中均有應(yīng)用.2.3 邊坡分析軟件slide 5.0介紹邊坡軟件是一個(gè)二維邊坡的 安全系數(shù)評(píng)估或不穩(wěn)定的 土壤或巖石中圓形或邊坡非圓弧滑動(dòng)面析.的 概率穩(wěn)定驗(yàn)算程序.邊坡軟件是非常簡(jiǎn)單易用的 ,且可以創(chuàng)建復(fù)雜的 模型并能迅速簡(jiǎn)單的 分外部負(fù)載、地下水和支持,都可以運(yùn)用在各種不同的 方式.邊坡軟件分析了 使用垂直滑片表面的 穩(wěn)定極限平衡方法(如畢肖普,簡(jiǎn)布,

22、斯賓塞等).可以對(duì)單獨(dú)滑動(dòng)面進(jìn)行分析,或用搜索方法查找給定斜坡上的 臨界滑動(dòng)面.2.4 邊坡穩(wěn)定性分析2.4.1 分析過(guò)程 對(duì)于選定的 剖面,進(jìn)行多次可能的 滑動(dòng)面搜索.每次搜索一般分析30個(gè)可能的 滑動(dòng)面,每個(gè)滑動(dòng)面的 圓心在指定的 范圍內(nèi)選取,求得最小 的 安全系數(shù)對(duì)應(yīng)的 滑動(dòng)面.根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)邊坡處理?xiàng)l文的 規(guī)定,如果以上搜索分析所得最小 安全系數(shù)均大于1.25,則認(rèn)為這一剖面是穩(wěn)定的 ,終止搜索.如果搜索分析所得最小 安全系數(shù)有小 于1.25的 ,則認(rèn)為這一剖面是不穩(wěn)定的 ,改變可能滑動(dòng)面出口及入口繼續(xù)進(jìn)行搜索,以確認(rèn)安全系數(shù)小 于1.25的 區(qū)域.2.4.2 邊坡滑面分析2

23、.4.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)、公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ013-95);(2)、京珠國(guó)道主干線粵境高速公路甘塘至甕城段I標(biāo)段(K153+100K154+200)路塹邊坡治理工程地質(zhì)勘查報(bào)告(3)、京珠國(guó)道K153+150K153+300段巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值.如表2-1、表2-2所示.表2-1 巖土的 主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)剖面圖野外定名/)C(kpa)K153+225I亞粘土1.6741.2653.35995.609強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖1.8331.4703.37111.951強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖1.8511.5424.35274.695 表2-2 巖石的 只要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)剖面圖野外定名干容重抗剪強(qiáng)度

24、彈性模量(米pa)抗壓強(qiáng)度(米pa)凝聚力(米pa)內(nèi)摩擦角K153+225微風(fēng)化頁(yè)巖26.452.024.626.92.4.2.2 巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值對(duì)室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果及參數(shù)分析結(jié)果的 綜合分析,提出路塹邊坡穩(wěn)定性分析及加固設(shè)計(jì)用巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)見表2-3 表2-3 巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值地層容重(KN/米3)凝聚力C(Kpa)摩擦角(.)表層土19.1015.020.0強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖18.1624.020.0強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖19.8030.020.0微風(fēng)化頁(yè)巖20.00135.035.02.4.2.3 路塹邊坡整治分類與設(shè)計(jì)安全系數(shù)根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ013-95)和該段工

25、程地質(zhì)調(diào)查報(bào)告情況,路塹邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)為1.25,即對(duì)于穩(wěn)定性小 于1.25的 邊坡,要求整治后安全系數(shù)達(dá)到1.25.由于巖土工程的 不確定性,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有與設(shè)計(jì)中使用的 地質(zhì)資料不符時(shí),要進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì).2.4.3 分析結(jié)果首先我們對(duì)K153+225段的 I-1剖面進(jìn)行分析,利用slide 5.0軟件對(duì)邊坡滑面從左向右搜索可能出現(xiàn)滑動(dòng)的 坡段,搜索次數(shù)為30次,并從中找到安全系數(shù)最小 的 坡面,對(duì)此坡面進(jìn)行分析并加固(先對(duì)剖面自動(dòng)搜索再調(diào)整搜索面).圖2.4.1 I-1剖面自動(dòng)搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 圖2.4.2 I-1剖面第1次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=

26、1.046圖2.4.3 I-1剖面第6次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.048圖2.4.4 I-1剖面第11次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.048圖2.4.5 I-1剖面第16次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.048圖2.4.6 I-1剖面第21次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.045圖2.4.7 I-1剖面第26次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.046圖2.4.8 I-1剖面第29次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.046圖2.4.9 I-1剖面第30次搜索最小 安全系數(shù)所

27、對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.090圖2.4.10 I-1剖面第10次搜索顯示可能存在的 滑移面示意圖圖2.4.11 I-1剖面第20次搜索顯示可能存在的 滑移面示意圖表2-3 I-1剖面可能滑動(dòng)面搜索結(jié)果表搜索剖面次數(shù)編號(hào)邊坡位置搜索最小 安全系數(shù)穩(wěn)定狀況1從坡頂往坡腳處搜索1.046不穩(wěn)定21.045不穩(wěn)定31.047不穩(wěn)定41.045不穩(wěn)定51.047不穩(wěn)定61.048不穩(wěn)定71.049不穩(wěn)定81.045不穩(wěn)定91.046不穩(wěn)定101.047不穩(wěn)定111.048不穩(wěn)定121.049不穩(wěn)定131.048不穩(wěn)定141.047不穩(wěn)定151.046不穩(wěn)定161.048不穩(wěn)定171.047不穩(wěn)定

28、181.048不穩(wěn)定191.045不穩(wěn)定201.045不穩(wěn)定211.045不穩(wěn)定221.047不穩(wěn)定231.044不穩(wěn)定241.044不穩(wěn)定251.045不穩(wěn)定261.046不穩(wěn)定271.045不穩(wěn)定281.044不穩(wěn)定291.046不穩(wěn)定301.090不穩(wěn)定利用slide 5.0軟件對(duì)-1剖面進(jìn)行分析, 通過(guò)數(shù)據(jù)列表可以看出,對(duì)于-1剖面在30次搜索結(jié)果中,安全系數(shù)Fs均小 于1.25,是不穩(wěn)定的 邊坡,必須對(duì)邊坡進(jìn)行加固.下面對(duì)K153+190 -2剖面進(jìn)行分析,利用slide 5.0軟件對(duì)邊坡滑面從左向右搜索可能出現(xiàn)滑動(dòng)的 坡段,搜索次數(shù)為30次.并從中找到安全系數(shù)最小 的 坡面,對(duì)此坡

29、面進(jìn)行分析并加固.圖2.5.1 -2剖面自動(dòng)搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖圖2.5.2 -2剖面第1次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.046圖2.5.3 -2剖面第3次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.044圖2.5.4 -2剖面第7次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.045圖2.5.5 -2剖面第13次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.045圖2.5.6 -2剖面第18次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.047圖2.5.7 -2剖面第25次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.

30、046圖2.5.8 -2剖面第30次搜索最小 安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的 滑移面示意圖 Fs=1.046圖2.5.9 -2剖面第10次搜索顯示可能存在的 滑移面示意圖圖2.5.10 -2剖面第20次搜索顯示可能存在的 滑移面示意圖表2-4 -2剖面可能滑動(dòng)面搜索結(jié)果表搜索剖面次數(shù)編號(hào)邊坡位置搜索最小 安全系數(shù)穩(wěn)定狀況1從坡頂往坡腳處搜索1.046不穩(wěn)定21.045不穩(wěn)定31.044不穩(wěn)定41.045不穩(wěn)定51.046不穩(wěn)定61.047不穩(wěn)定71.045不穩(wěn)定81.046不穩(wěn)定91.048不穩(wěn)定101.046不穩(wěn)定111.045不穩(wěn)定121.046不穩(wěn)定131.045不穩(wěn)定141.044不穩(wěn)定151.04

31、5不穩(wěn)定161.046不穩(wěn)定171.047不穩(wěn)定181.046不穩(wěn)定191.047不穩(wěn)定201.045不穩(wěn)定211.046不穩(wěn)定221.045不穩(wěn)定231.045不穩(wěn)定241.046不穩(wěn)定251.046不穩(wěn)定261.047不穩(wěn)定271.045不穩(wěn)定281.046不穩(wěn)定291.045不穩(wěn)定301.046不穩(wěn)定利用slide 5.0軟件對(duì)-2剖面進(jìn)行分析, 通過(guò)數(shù)據(jù)列表可以看出,對(duì)于-2剖面在30次搜索結(jié)果中,安全系數(shù)Fs均小 于1.25,是不穩(wěn)定的 邊坡,需要對(duì)邊坡進(jìn)行加固.且其長(zhǎng)年暴露在自然環(huán)境中,承受著諸如風(fēng)吹、雨淋、水流沖刷等各種自然條件的 影響,邊坡更容易破壞.2.4.4 路塹邊坡穩(wěn)定性

32、分析綜述:Bishop方法1.006由經(jīng)驗(yàn)得對(duì)于邊坡穩(wěn)定性不利的 因素有:(1)K153+150K153+300區(qū)段巖性從K153+225剖面看,這套地層強(qiáng)度較低,抗風(fēng)化能力弱,水理性質(zhì)差;(2)巖層傾向與坡面大致同向,走向與坡向斜交,夾角一般小 于45(3)邊坡巖石節(jié)理極其發(fā)育,節(jié)理面平直穩(wěn)定,具扭性特征,節(jié)理縱橫變切巖石,致使巖石呈碎裂結(jié)構(gòu)體特征.(4)邊坡內(nèi)查明有巖漿活動(dòng)形成的 脈巖,呈脈狀產(chǎn)出,主要侵入在強(qiáng)、弱風(fēng)化頁(yè)巖中.(5)該段地層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下,節(jié)理裂隙極發(fā)育,將巖石切割成碎裂或散裂狀,并存在不利邊坡穩(wěn)定的 結(jié)構(gòu)面組合,該段邊坡穩(wěn)定性較差.3 錨索方案設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)之前,首先了 解

33、了 關(guān)于邊坡支護(hù)的 各種方案,從中分析各種方案的 優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)本工程實(shí)際邊坡支護(hù)的 發(fā)展現(xiàn)狀初步選取一種支護(hù)方案,本設(shè)計(jì)所選取的 方案為錨索支護(hù).本設(shè)計(jì)方案擬采用錨索加固,運(yùn)用slide 5.0邊坡軟件對(duì)邊坡電算加固,根據(jù)設(shè)計(jì)段內(nèi)的 兩個(gè)剖面的 穩(wěn)定性分析情況,用錨索對(duì)滑動(dòng)面處加固,加固具體方案如下:3.1 錨索方案加固3.1.1 對(duì)-1剖面錨索加固對(duì)I-1剖面的 滑動(dòng)面的 錨索加固從滑動(dòng)面的 坡頂往坡底加固,從位置為(54.477,154,477)開始加長(zhǎng)為10米、與水平面夾角為-45.外間距為1米、錨索力為100N、錨索間距為3米的 兩根錨索.從位置(50.329,150.329)開始加長(zhǎng)

34、為7米、與水平面夾角為-45.外間距為1米、錨索力為100N、錨索間距為3米的 兩根錨索.從位置(46.604,146.604)開始加長(zhǎng)為5米、與水平面夾角為、外間距為1米、錨索力為100N 、錨索間距為3米的 兩根錨索.具體加固后的 穩(wěn)定性分析如下圖:3.1.1 剖面I-1簡(jiǎn)布法 錨索加固后最小 安全系數(shù)Fs=1.352(到達(dá)安全系數(shù)要求)3.1.2 剖面I-1畢肖普法 錨索加固后最小 安全系數(shù)Fs=1.627(到達(dá)安全系數(shù)要求)3.1.2 對(duì)-2剖面錨索加固對(duì)-2剖面的 滑動(dòng)面的 錨索加固從滑動(dòng)面的 坡頂往坡底加固,從位置為(54.284,154,284)開始加長(zhǎng)為9米、與水平面夾角為-4

35、5.外間距為1米、錨索力為100N、錨索間距為3米的 兩根錨索.從位置(50.462,150.462)開始加長(zhǎng)為7米、與水平面夾角為-45.外間距為1米、錨索力為100N、錨索間距為3米的 兩根錨索.從位置(46.726,146.726)開始加長(zhǎng)為5米、與水平面夾角為、外間距為1米、錨索力為100N 、錨索間距為3米的 兩根錨索.具體加固后的 穩(wěn)定性分析如下圖:3.1.3 剖面-2 簡(jiǎn)布法 錨索加固后最小 安全系數(shù)Fs=1.309(到達(dá)安全系數(shù)要求)3.1.4 剖面-2 畢肖普法 錨索加固后最小 安全系數(shù)Fs=1.626(到達(dá)安全系數(shù)要求) 通過(guò)錨索加固后用slide 5.0 軟件分析所得的

36、滑移面的 示意圖,可以得到錨索加固后邊坡穩(wěn)定性的 分析結(jié)果,總結(jié)如下表3-1:3-1 剖面安全最小 安全系數(shù)表剖面編號(hào)簡(jiǎn)布法最小 安全系數(shù)畢肖普法最小 安全系數(shù)加固后的 穩(wěn)定狀況I-11.3521.627穩(wěn)定-21.3091.626穩(wěn)定通過(guò)上表可以看出經(jīng)過(guò)錨桿加固后邊坡穩(wěn)定性得到大大提升,達(dá)到二級(jí)邊坡的 設(shè)計(jì)要求.4 抗滑樁方案設(shè)計(jì)根據(jù)本工程實(shí)際邊坡支護(hù)的 發(fā)展現(xiàn)狀初步選取一種支護(hù)方案,對(duì)比第三章中用電算錨索加固,本設(shè)計(jì)所選取的 方案為抗滑樁加固邊坡,且計(jì)算部分用手算.根據(jù)設(shè)計(jì)段內(nèi)的 兩個(gè)剖面的 穩(wěn)定性分析情況,用抗滑樁對(duì)滑動(dòng)面處加固.首先對(duì)邊坡進(jìn)行剩余下滑力的 計(jì)算,根據(jù)下滑力進(jìn)一步確定抗滑

37、樁的 計(jì)算,具體如下:4.1 剩余下滑力的 計(jì)算確定了 潛在滑面后,作用在支擋結(jié)構(gòu)上的 荷載就是松弛區(qū)沿潛在滑面所產(chǎn)生的 滑坡推力.對(duì)于滑坡推力的 計(jì)算,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外普遍采用的 做法是利用極限平衡理論計(jì)算每米寬滑面的 推力,同時(shí)假設(shè)斷面兩側(cè)為內(nèi)力而不計(jì)算側(cè)向阻力.目前按滑移面形狀大致可歸納為單一滑面、圓弧滑動(dòng)面、折線形滑面三種類型.下面簡(jiǎn)單介紹滑坡推力的 現(xiàn)有計(jì)算方法.4.1.1 滑坡推力計(jì)算理論4.1.1.1 滑面為單一平面或可簡(jiǎn)化成單一平面者圖4.1 滑面為單一平面的 滑坡如圖4-1,對(duì)一般散體結(jié)構(gòu)或破碎結(jié)構(gòu)狀的 坡體,或順層巖坡的 坡體,開挖后容易出現(xiàn)這種滑面.由于土中粘聚力c較小 ,計(jì)算

38、時(shí)可忽略c值,而用滑面上的 綜合內(nèi)摩擦角值.滑體ABC產(chǎn)生的 推力為 (4-1-1)W-滑體ABC的 自重力;K-設(shè)計(jì)所需的 安全系數(shù)4.1.1.2 滑面為一圓弧或可簡(jiǎn)化成圓弧者 (a) (b)(a)具有反傾部分的 圓弧滑動(dòng)面 (b)無(wú)反傾部分的 圓弧滑動(dòng)面圖4.2具有圓弧形滑面的 滑坡如圖4.2,這種滑面通常產(chǎn)生于有粘性土及含有粘性土較多的 堆積土組成的 坡體地段.一般具有兩種類型,一是如圖4.2(a),滑動(dòng)圓弧的 圓心在斜坡之間,則在垂線以外的 滑體對(duì)滑帶而言,滑帶反傾的 全部力為抗滑力R部分,在垂線以內(nèi)則有下滑力T部分.另外一種如圖4.2(b),滑動(dòng)圓弧的 圓心在斜坡之外,無(wú)反傾部分的

39、圓弧滑面,沒有相應(yīng)的 抗滑力R部分.為此滑坡推力的 計(jì)算式為 (4-1-2)-作用于滑面上法向力之和;-作用于滑面上滑動(dòng)力之和;-反傾抗滑部分的 阻滑力之和;-沿滑面各段單位粘結(jié)力c與滑面長(zhǎng)l乘積的 阻力之和;-滑面巖體的 內(nèi)摩擦角;K設(shè)計(jì)所需安全系數(shù)4.1.1.3 滑面由許多平面呈折線形連接而成或簡(jiǎn)化成折線形圖4.3 滑面呈折線形滑坡如圖4.3,可將滑面劃分為許多段,一般每一折線為一段,在滑面為曲線時(shí)則按等間距分段,以每段曲線之弦代表該滑面的 傾角.每米長(zhǎng)為l,與水平之交角為,各段的 重力為W,各段滑面巖土的 抗剪強(qiáng)度為c、,為此,該滑坡作用于A點(diǎn)的 設(shè)計(jì)計(jì)算推力E為 (4-1-3)式中K為

40、設(shè)計(jì)所需的 安全系數(shù).對(duì)于滑帶反傾、無(wú)下滑力的 純阻滑段,其W為負(fù)值,不需乘K.4.1.1.4 傳遞系數(shù)法計(jì)算滑坡推力對(duì)于由一些傾角較緩、相互間變化不大的 折線段組成的 滑面,其滑坡推力的 計(jì)算可采用計(jì)算方便的 傳遞系數(shù)法,又稱為不平衡推力傳遞法.該方法是我國(guó)鐵路與工民建等部門在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定檢驗(yàn)中經(jīng)常用的 方法.傳遞系數(shù)法假定:(1)滑坡體不可壓縮并做整體下滑,不考慮條塊之間擠壓變形;(2)條塊之間只傳遞推力不傳遞拉力,不出現(xiàn)條塊之間的 拉裂;(3)塊間作用力(即推力)以集中力表示,它的 作用線平行于前一塊的 滑面方向,作用在分界面的 中點(diǎn);(4)垂直滑坡主軸取單位長(zhǎng)度(一般為1.0米)寬的

41、巖土體做計(jì)算的 基本斷面,不考慮條塊兩側(cè)的 摩擦力.(a)(b)(a)坡體分塊圖 (b)第i塊單元的 受力圖圖4.4 傳遞系數(shù)法圖示由圖4.4可知,取第i條塊為分離體,將各力分解在該條塊滑面的 方向上,可得到下列方程: (4-1-4) 由上式可得出第i條塊的 剩余下滑力,即 (4-1-5)以上各式中:Ei-第i段滑體沿滑面的 剩余下滑力,kN/米;Ei-1-第i-1段滑體沿滑面的 剩余下滑力,kN/米;Wi第i塊滑體的 重量;i第i段滑體的 推力傳遞系數(shù); (4-1-6)i第i塊滑體內(nèi)摩擦角;ci第i塊滑體的 粘聚力;li第i塊滑體沿滑面的 長(zhǎng)度;i第i塊所在折線段滑面的 傾角();i-1第(

42、i-1)塊所在折線段滑面的 傾角();計(jì)算時(shí)從上往下逐塊進(jìn)行.按式(3-2-6)計(jì)算得到的 推力可以判斷滑坡體的 穩(wěn)定性.如果最后一塊的 En為正值,說(shuō)明滑坡是不穩(wěn)定的 ;如果計(jì)算過(guò)程中某一塊的 Ei為負(fù)值或?yàn)榱?則說(shuō)明本塊以上巖土體已穩(wěn)定.實(shí)際工程中計(jì)算滑坡的 穩(wěn)定性還要考慮一定的 安全儲(chǔ)備,選用的 安全系數(shù)Ks應(yīng)大于1.0.在推力計(jì)算中如何考慮安全系數(shù)目前認(rèn)識(shí)還不一致,一般采用加大自重下滑力來(lái)計(jì)算,即 (4-1-7)式中Ks安全系數(shù),一般取為1.051.25,計(jì)算方法同前.4.1.2 不平衡系數(shù)法計(jì)算下滑力 剩余滑坡推力計(jì)算采用不平衡推力法亦稱傳遞系數(shù)法或者剩余推力法,他是我國(guó)工程技術(shù)人員

43、創(chuàng)造的 一種實(shí)用滑坡穩(wěn)定分析方法,由于該法計(jì)算簡(jiǎn)單,并且能夠?yàn)榛轮卫硖峁┰O(shè)計(jì)推力,因此在水利部門、鐵路部門得到了 廣泛應(yīng)用,在國(guó)家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范中都將其列為推薦方法在使用.采用不平衡推力傳遞系數(shù)法計(jì)算,其公式: (4-1-8)式中: (4-1-9)計(jì)算中Q值和值為零,計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為: (4-1-10)求下滑推力(=1.25 )第 80 頁(yè) 共 65 頁(yè)表4-1 I-1剖面滑坡在FS=1.25的 情況下滑力計(jì)算( )土條編號(hào))165.611.8011.6110.5727.004.790.360-12.410260.501.5132.5128.3022.6516.010.360.9705.56

44、9356.111.3349.6441.2119.9527.680.360.97022.682452.171.2164.2550.7518.1539.410.360.97546.890548.571.1275.3556.4916.8049.860.360.97874.409645.201.0577.1254.7215.7554.340.360.98099.231742.031.0076.6351.3115.0056.920.360.981120.158839.000.9675.1147.2714.4058.370.360.983136.855936.110.9272.6942.8413.8058

45、.730.360.983149.3521033.310.8969.4638.1513.3558.050.360.984157.6221130.600.8665.5133.3512.9056.390.360.985161.9221227.970.8460.8928.5612.6053.780.360.985162.4421325.400.8255.6623.8712.3050.280.360.986159.5981422.880.8149.8519.3812.1545.930.360.986153.7531520.410.7943.5115.1711.8540.780.360.986145.55

46、81617.980.7836.6511.3111.7034.860.360.987135.4851715.580.7729.307.8711.5528.220.360.987124.1801813.210.7621.480.1711.4020.910.360.987107.5801910.860.7613.200.1411.4012.960.360.98793.476208.530.754.470.1111.2511.130.360.98780.187表4-2 -2剖面滑坡在FS=1.25情況下滑力計(jì)算( )土條編號(hào))165.331.7611.1810.1626.404.670.360-12.305260.441.4931.4227.3322.3515.500.360.9724.985356.201.3245.1537.5219.8025.1