抗滑擋土墻課件

第4章抗滑擋土墻的設(shè)計與施工本章重點(diǎn)抗滑擋土墻類型、特點(diǎn)和適用條件抗滑擋土墻布置原則抗滑擋土墻的設(shè)計與計算抗滑擋土墻的施工§4．1概述 滑坡是巖土工程中常見的主要病害之一。當(dāng)斜坡巖土體在各種自然因素或人為因素的影響下，斜坡巖土體在重力作用下，沿著一定的土層(軟弱層)整體向下滑移的現(xiàn)象，即稱為滑坡。大規(guī)?；聦θ祟惖纳a(chǎn)建設(shè)活動和人民的生命財產(chǎn)有著極大的危害，如重慶云陽滑坡和武隆滑坡等。因此，應(yīng)對滑坡進(jìn)行預(yù)防和處理。通過預(yù)防來預(yù)料可能發(fā)生的災(zāi)害，并在與處理工程所需費(fèi)用權(quán)衡之后，或?qū)⒕用窈徒ㄖ镞w移到另一安全地帶，或改移公路、河道等，或在穩(wěn)定的基巖中修建隧道以避免滑坡，或在小規(guī)?；虑闆r下用橋梁通過。在不得已必須在滑坡區(qū)興工動土進(jìn)行建設(shè)，而改變自然環(huán)境時，就應(yīng)§4．1．1抗滑擋土墻類型、特點(diǎn)和適用條件

抗滑擋土墻是目前整治中小型滑坡中應(yīng)用最為廣泛而且較為有效的措施之一。根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型和抗滑擋土墻的受力特點(diǎn)、材料和結(jié)構(gòu)不同，抗滑擋土墻又有多種類型。從結(jié)構(gòu)型式上分，有：(1)重力式抗滑擋土墻；(2)錨桿式抗滑擋土墻；(3)加筋土抗滑擋土墻；(4)板樁式抗滑擋土墻；(5)豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式抗滑擋土墻等型式。從材料上分，有：(1)漿砌條石(塊石)抗滑擋土墻；(2)混凝土抗滑擋土墻(漿砌混凝土預(yù)制塊體式和現(xiàn)澆混凝土整體式)；(3)剛筋混凝土式抗滑擋土墻；(4)加筋土抗滑擋土墻等。

選取何類型的抗滑擋土墻，應(yīng)根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型(漸斷性的滑坡或連續(xù)性的滑坡、單一性的滑坡或復(fù)合式的滑坡、淺層式的滑坡還是深層式的滑坡等)、自然地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況等條件，綜合分析，合理確定，以期達(dá)到整治滑坡的同時，降低整治工程的建設(shè)費(fèi)用。 采用抗滑擋土墻整治滑坡，對于小型滑坡，可直接在滑坡下部或前緣修建抗滑擋土墻，對于中、大型滑坡，抗滑擋土墻常與排水工程、刷土減重工程等整治措施聯(lián)合適用。其優(yōu)點(diǎn)是山體破壞少，穩(wěn)定滑坡收效快。尤其對于由于斜坡體因前緣崩塌而引起大規(guī)?；?，抗滑擋土墻會起到良好的整治效果。但在修建抗滑擋土墻時，應(yīng)盡量避免或減少對滑坡體前緣的開挖，必要時，可設(shè)置補(bǔ)償形抗滑擋土墻與滑坡體前緣土坡之間填土，如圖4．1所示。

在修建抗滑擋土墻時，必須認(rèn)真進(jìn)行踏勘、調(diào)查滑坡的性質(zhì)、滑體結(jié)構(gòu)、滑移面層位和層數(shù)，以及基礎(chǔ)的地質(zhì)情況，合理確定滑坡體的推力大小。原則上抗滑擋土墻應(yīng)設(shè)置在滑坡體前緣穩(wěn)定基礎(chǔ)上，防止由于滑坡體前緣地基過大的變形，而使抗滑擋土墻體變形而失效。對于滑坡地段上的構(gòu)筑物(如公路擋墻)，為使其在地基有一定程度變形情況下，也能保持其功能，最好采用柔性結(jié)構(gòu)。對于深層滑坡分布圖形于矩形，推力的方向與滑移面層平行；合力作用點(diǎn)位置較高，位于滑面以上l／2墻高處。因此，一般情況下，滑坡推力較主動土壓力大。為滿足抗滑擋土墻自身穩(wěn)定的需要，這要求通?？够瑩跬翂γ嫫露炔捎胠∶0．3～1∶0．5，甚至緩至1∶0．75～1∶1。有時為增強(qiáng)抗滑擋土墻底部的抗滑阻力，將其基底做成倒坡，或鋸齒形；而為了增加抗滑擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性和減少墻體圬工材料用量，有時可在墻后設(shè)置l～2m寬的衡重臺或卸荷平臺。 抗滑擋土墻的主要功能是穩(wěn)定滑坡。因滑坡型式的多種多樣，滑坡推力的大小也因滑坡的型式、規(guī)模和滑移面層的不同而不同?？够瑩跬翂Y(jié)構(gòu)的斷面形式應(yīng)因地適宜而采用和設(shè)計，而不能像一般擋土墻那樣采用標(biāo)準(zhǔn)斷面。工程中常用的抗滑擋土墻斷面。工程中常用的抗滑擋土墻斷面形式如圖4．2所示?！?．1．2抗滑擋土墻布置原則

抗滑擋土墻的布置應(yīng)根據(jù)滑坡位置、類型、規(guī)模、滑坡推力大小、滑動面位置和形狀，以及基礎(chǔ)地質(zhì)條件等因素，綜合分析來進(jìn)行，一般其布置原則如下： (1)對于中、小型滑坡，一般將抗滑擋土墻布設(shè)在滑坡前緣。 2)對于多級滑坡或滑坡推力較大時，可分級布設(shè)抗滑擋土墻。 (3)對于滑坡中、小部有穩(wěn)定巖層鎖口時，可將抗滑擋土墻布設(shè)在鎖口處，如圖4．3所示，鎖口處以下部分滑體另作處理，或另設(shè)抗滑擋土墻等整治工程。

§4．2抗滑擋土墻設(shè)計與計算

§4．2．1抗滑擋土墻上力系分析與荷載確定1．滑坡推力的計算 滑坡推力的計算是在已知滑動面形狀、位置和滑動面(帶)上土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計算方法一般采用剩余下滑力法。 根據(jù)滑動面的變坡點(diǎn)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)變化點(diǎn)，將滑坡體分成若干條塊，如圖4．5所示，從上到下逐塊計算其剩余下滑力，最后一塊的剩余下滑力即為滑坡推力。 如果滑動面為單一平面(如圖4．6所示)時，滑坡推力為：

(4.1)

式中：E——滑坡體下滑力，kN；W——滑坡體重力，kN； ——滑動面與水平面間的傾角； L——滑動面長度，m；c——滑動面土的粘聚力，kPa； ——滑動面土的內(nèi)摩擦角；K——安全系數(shù)。如果滑動面為折面(如圖4．7所示)，根據(jù)第i條塊的受力情況(如圖4．8所示)，其剩余下滑力為： (4.2)式中：——第i條塊的剩余下滑力，kN； Ti——第i條塊自重的切向分力，kN； Ni——第i條塊自重的法向分力，kN； ——第i條塊所在的滑動面的傾角； ——第i條塊滑動面土的內(nèi)摩擦角； Ci——第i條塊滑動面土的粘聚力，kPa； Li——第i條塊滑動面的長度，m。2．附加力的計算 在計算滑坡推力的同時，還需考慮附加力的影響。應(yīng)考慮的附加力有(如圖4．9所示)： (1)滑坡體上有外荷載Q時，如：建筑物自重、汽車荷載等，應(yīng)將Q加在相應(yīng)的滑塊自重形之中。 (2)對于水庫岸坡等地帶的滑坡，滑體有水，且與滑帶水連通時，應(yīng)考慮動水壓力和浮力。(4.5)式中：——水的容量，kN／m3； ——滑坡體條塊飽水面積，m2； I——水力坡降。 浮力P，其方向垂直于滑動面，大小為： (4.6)式中：η——滑坡體土的孔隙度。 (3)當(dāng)滑動面水有承壓水頭H0時，應(yīng)考慮浮力Pf，其方向垂直于滑動面，大小為： (4.7) (4)滑坡體內(nèi)有貫通至滑動面的裂隙，滑動時裂隙充水，則就考慮裂隙水對滑坡體的靜水壓力J，作用于裂隙底以上hi／3高度處，水平指向下滑方向，大小為： (4.8)式中：hi——裂隙水深度，m。

(5)在地震烈度≥7度的地區(qū)，應(yīng)考慮地震力Ph的作用，Ph作用于滑坡體條塊重心處，水平指向下滑方向，其大小可按相關(guān)計算公式計算。

3．設(shè)計推力的確定

當(dāng)滑坡推力小于主動土壓力時，應(yīng)把主動土壓力作為設(shè)計推力進(jìn)行設(shè)計，但當(dāng)滑坡推力的合力作用點(diǎn)位置較主動土壓力的作用點(diǎn)高時，擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性取其力矩較大者進(jìn)行驗(yàn)算。因此，抗滑擋土墻設(shè)計既要滿足抗滑擋土墻的要求，又要滿足普通擋土墻的要求。2．抗滑擋土墻高度的擬定

抗滑擋土墻的高度如果不合理的話，盡管它使滑坡體原來的出口受阻，但滑坡體可能沿新的滑動面發(fā)生越過抗滑擋土墻的滑動。因此，抗滑擋土墻的合理墻高應(yīng)保證滑坡體不發(fā)生越過墻頂?shù)幕瑒印：侠韷Ω呖刹捎迷囁愕姆椒ù_定(如圖4．10所示)，先假定一適當(dāng)?shù)膲Ω?，過墻頂A點(diǎn)作與水平線成夾角的直線，交滑動面于a點(diǎn)，以Sa、Aa為最后滑動面，計算滑坡體的剩余下滑力。然后，再自a點(diǎn)向兩側(cè)每隔5°作出Ab、Ac…和Ab′、Ac′、…等虛擬滑動面進(jìn)行計算，直至出現(xiàn)剩余下滑力的負(fù)值低峰為止。若計算結(jié)果為剩余下滑力為正值時，則說明墻高不足，應(yīng)予增高；當(dāng)剩余下滑力為過大的負(fù)值時，則說明墻身過高，應(yīng)予降低?！?．2．3基礎(chǔ)的埋深

基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)通過計算予以確定。一般情況下，無論何種型式的抗滑擋土墻，其基礎(chǔ)必須埋人到滑動面以下的完整穩(wěn)定的巖(土)層中，且應(yīng)有足夠的抗滑、抗剪和抗傾覆的能力；對于基巖不小于0．5m，對于穩(wěn)定堅實(shí)的土層不小于2m，并置于可能向下發(fā)展的滑動面以下，即應(yīng)考慮設(shè)置抗滑擋土墻后由于滑坡體受阻，滑動面可能向下伸延。當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度較大，墻前有形成被動土壓力條件時(埋入密實(shí)土層3m、中密土層4m以上)，可酌情考慮被動土壓力的作用。

§4．2．4基底應(yīng)力及地基強(qiáng)度驗(yàn)算

抗滑擋土墻的基底應(yīng)力、合力偏心距及地基強(qiáng)度驗(yàn)算與普通重力式擋土墻的驗(yàn)算相同，驗(yàn)算公式簡述如下： 抗滑擋土墻的剛度一般很大，基底應(yīng)力可按直線分布，按偏心受壓公式計算，對于矩形墻底，可按下式計算： (4.9)式中：——分別表示基底的最大和最小應(yīng)力，kPa；B——表示墻底寬度，m；Vk——表示作用的基底面上的豎向合力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；e——表示作用的基底面上的合力標(biāo)準(zhǔn)值作用點(diǎn)的偏心距，m，；一般對于巖石地基，e≤B／6，對于土質(zhì)地基，e≤B／4；

——合力作用點(diǎn)距墻前趾的距離，m；

§4．2．5抗滑擋土墻的穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算

1．擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算

抗滑擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算與普通重力式擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算相同，僅由設(shè)計推力替代主動土壓力。驗(yàn)算內(nèi)容包括：抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。2．擋土墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算 為保證墻身的安全可靠，要求擋土墻墻身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。設(shè)計時應(yīng)對墻身截面承載力進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算的內(nèi)容包括：偏心壓縮承載力驗(yàn)算和彎曲承載力驗(yàn)算。一般可取一、二個控制截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。在進(jìn)行抗滑擋土墻設(shè)計時，還應(yīng)注意： ①若在墻后有兩層以上滑動面存在時，則應(yīng)視其活動情況，將沿各層滑動面的滑坡推力繪制出綜合推力圖形(取各圖形之包絡(luò)線)進(jìn)行各項(xiàng)驗(yàn)算，特別應(yīng)注意上面中央幾層滑動面處擋土墻截面的驗(yàn)算。 ②如原建擋土墻不足以穩(wěn)定或已被滑坡破壞而需要加固時，可經(jīng)過驗(yàn)算另加部分圬工，使新舊墻成一整體共同抗滑。加固墻的設(shè)計計算與新墻基本相同，但應(yīng)特別注意新舊墻的銜接與截面驗(yàn)算，必要時可另加鋼筋及其他材料，以保證新舊墻聯(lián)成整體共同發(fā)揮作用。 ③原滑坡的滑動面受擋土墻的阻止后，應(yīng)防止滑動面向下延伸，致使擋土墻結(jié)構(gòu)失效，必要時，應(yīng)對墻基以下可能產(chǎn)生的新滑動面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算?！?．3．3施工注意事項(xiàng)

(1)抗滑擋土墻應(yīng)盡可能在滑坡變形前設(shè)置，或在坡腳土體尚未全面開挖前，以較陡的臨時邊坡分段開挖設(shè)置。根據(jù)施工過程中建筑物的受力情況，施工時采取“步步為營”分段、跳槽、馬口開挖，并及時進(jìn)行抗滑擋土墻的修建。 (2)在滑坡地段修建擋土墻前，應(yīng)事先作好排水系統(tǒng)，合理編制施工組織設(shè)計，集中施工力量，作好施工準(zhǔn)備，盡量縮短施工工期。 (3)注意掌握施工季節(jié)，盡可能避免雨季滑坡正在急劇發(fā)展時在滑坡腳開挖基坑和修建建筑物。由于開挖、填土而使地形有相當(dāng)大的變化，因此要充分注意排除地表水，也應(yīng)注意排除地下水，以防水的滯留。同時，對施工用水也應(yīng)特別注意。 (4)施工時應(yīng)先對滑坡體上(后)部進(jìn)行刷方減載，以減小滑坡體產(chǎn)生的下滑力。刷方減載應(yīng)按自上而下的原則進(jìn)行。對刷方減載的棄土可作為抗滑擋土墻后的填料或抗滑擋土墻前的壓載體。若滑坡體前緣極為松散，有時需將其清除，在這種情況下，也應(yīng)采用自上而下的原則進(jìn)行施工。 (5)當(dāng)?shù)叵滤S富時，除按設(shè)計要求作好主體工程的施工外，對輔助工程，如墻后排水溝、墻身泄水孔等，