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京珠粵境高速公路K153+150~300邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)PAGE京珠粵境高速公路K153+150~300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+150~K153+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slope5.0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)。黃關(guān)網(wǎng)鍵畜詞漆:飲邊睬坡皂;拌穩(wěn)本定筋性躺分戀析侄;昆加擊固宇;鐵錨榴桿停;械抗痕滑晝樁眼;福防蝶排防水沸S候L客O凡P援E姑腿S鞏U捧P睜P龍O晨R哀T叨宇D就E聞S棕I飛G巖N予晨O柏F盯省T揀H哲E凝暴S親L膛O放P晴E瀉慣A待T村探B趴E授I吧J周I鉤N響G創(chuàng)-項(xiàng)Z軟H少U鹽H役A蓄I(lǐng)險(xiǎn)E伶X豐P蠟R仿E掃S散S副W串A遼Y光貿(mào)F兆R(shí)江O園M劣礙K寺1頸5乎3受+述1庫(kù)5爸0戴~碎K桂1飛5兆3頑+控3執(zhí)0皆0柿A破B紛S喪T索R獻(xiàn)A劫C急T牌T歡h約e鐮麥d懲e何s前i閱g研n學(xué)敞i患s性派a懲b擦o率u圣t軋將r客e冒i桌n脅f確o立r拴c提e超m拳e閱n親t耳嗎o田f培稅s輛l紀(jì)o元p諸e援朋w澆h額i配c特h巾渣l撓o達(dá)c樓a惕t竄e熟s汪腹i鋪n纏五B忘i許d宜編I撐維s即e元c宮t浩i陜o跨n凝饞K昌1狹5頸3鉤+尋1救5亞0領(lǐng)~稻K米1竿5破3間+孤3危0徐0喪勵(lì)o恐f米編G井a(chǎn)冶n吃t豐a伙n汽g族癢t賞o航逢w枯e少n返g軌c墻h蘇e仍n貼g扶厭a找l爽o嚷n糊g算核B緒e飯i拼j鳳i勝n奏g蓄-躬Z燒h剝u償h醫(yī)a并i構(gòu)鵲e旨x辭p種r結(jié)e違s丸s腐w濾a惑y懷.叫候T患h畜e饅傍c蓋o閘n省t軋e原n顏t勉s場(chǎng)己o縣f床左t鵝h衛(wèi)e英捎糞d遍e攤s臟i傲g啄n幸認(rèn)i滋n碗c性l給u戀d帶e匯溜t偏h咽e盜捕s禍l合o雪p巨e餃納s余t洋a甘b喜i趁l婦i瑞t偷y可策a祖n涉a即l昨y額s卻i里s窮嚷a云n奏d冶落d轟e遍s壺i赤g闖n宋滾o浪f炊閑s孕t闖r識(shí)e忘n葉g件t沸h校e古n麻i辭n串g統(tǒng)丑g醉o寇v兇e節(jié)r昌n紹a喊n承c革e湖些a騙n鼻d乘珍s殖t黑a救b暑i貢l明i始t得y猶環(huán)o燒n細(xì)舒t蓄h湊e租戚a菊n須a童l倡y甲s啦i尚s收侮o眨f秤習(xí)t嬌h享e毯褲w油a膀y耍,便播J禿a耕n葵b使u亞聯(lián)L患a貍w訴慈a勸n魂d障園B商i故s謠h償o岔p尋剪(盼B裳i扶s用h刻o仙p忠)刊絲o蛋f掌砍t圓h漆e吳冶A砍c遺t鏡.誘漏T薪h變e番召s暴t峽a兆b辟i類l據(jù)i何t稻y險(xiǎn)尋a鋤n玉a溉l籮y寇s每i捎s妥,宏辭S膝e禁l獵e辟c呼t季e沾d煉舌t評(píng)w袍o脫條t裹y幸p褲i借c漿a脹l勿絹c駕r鴉o課s嗎s剖-滑s壽e很c雀t求i病o托n印t介h棄e撥棕u宣s摘e商歉o昏f豐禁s影o懸f展t百w每a靠r鎖e辟怕s辨l勺o(hù)光p丑e萄溜5悶.當(dāng)0耍冠o責(zé)f總推t磨h哭e欄包s熱l政o良p厘e(cuò)燙項(xiàng)t乘o領(lǐng)窩d竊o絲叔t慰h噸e屋舟c銷o滅r烤r剪e姓s帖p激o壽n好d殊i善n貍g速遇a員n雄a咳l芹y巡s國(guó)i石s拋斗t悟o簽骨d斗e辭t看e奔r孔m版i撐n矛e品蒼i飽t凳s披椅s喊t制a排b圈i冊(cè)l貸i拒t糧y妹鉛o梢f友倡t貸h間e沙陸m仆i掠n敢i蟲m落u捐m鋸妖s算a機(jī)f喝e菊t難y放齊f私a饞c搏t暢o敘r昂爽t鹽o吳婦d請(qǐng)e示t芬e販r層m卡i歌n旨e謹(jǐn)紫w執(zhí)h橋e缺t浙h船e興r節(jié)喇r扔e標(biāo)i印n儀f陵o蜻r京c磁e捆m媽e欄n進(jìn)t濕,銳事o謊v組e診r丙a貨l盤l陣秀s確i趨t左u立a浙t淘i限o柔n膛素s濁e爬a桐r題c甩h詠即w粒e天r角e名稼p弱e概r聲f豆o果r舊m棄e丟d準(zhǔn)其i按n長(zhǎng)丹o污r少d抖e夸r嫩粥t佩o建錯(cuò)o副b切t熱a記i胖n耽卻t么h勾e閱識(shí)s愉l瞞i討d拘i逼n掘g角瘦s脹u拼r蘇f澤a任c末e啊慢w美h窯i滅c歌h省蛛w拿i劈t說(shuō)h無(wú)仍t叔h壩e宣由l結(jié)e幕a好s發(fā)t暫餐s深a躲f也e綠t疏y坊盆f調(diào)a獲c曉t網(wǎng)o幕r暑,塔t印h秤e律n倆霉e混v葉a本l能u眼a見(jiàn)t朝i鈴o瞞n漠鐮w緒a赤s砌廊m宏a緞d控e錄糊t密o侍丹t倒h戚e滲朋s壤l嶼o牛p柳e摸.稿苗A告n略d毛旋t睜h州e筒n默嗓i偶t如君w滔a足s暫模r有e本i暢n柏f弟o霸r確c訊e怕d注抖i轎n橋濕t傾h諷e隊(duì)母d崖e美s麥i激g隨n葡,陜長(zhǎng)c佳o慨n脫s奶i休d缺e夏r癢i鑒n占g父豐s革l膝o極p呀e您歪w德h步e弓r吹e壘僚g沸e巴o搞l金o煙g大i吃c單a蟻l康艘c開(kāi)o味n存d鑒i江t灣i曉o央n沖s寺,豎壯a(bǔ)盞n辟d蒜瞧o群t決h福e揉r析蒙f史a噸c友t晶o陜r(jià)茄s瞎,針?biāo)苩怎h航e濁劃f汁i晚n知a蟲l嚇雄c根h誕o及i涌c失e涉鍋o避f靠鄭t匪h慰e詠?lái)榓價(jià)n柱t富i還-英s辯l昏i懇d致e西朽p皂i拋l甜e竄趟r努e惜t暗a夸i溫n天i憲n四g谷朽w泄a船l拿l編訴a俱n遙d寇填a縮n浩c陷h新o豐r舞詳t赴w院o漸昆d辜i批f晚f樣e吧r賴e配n嗚t吩尸r炊e秋i境n花f于o青r仔c手e授m睬e倡n于t管誘p洞r柔o秩g面r肢a只m午m撕e晉.產(chǎn)果w沾i毛t悠h傻燃s選l狹o寄p朝e選-污d材r胞a峽i紋n很a蟻g促e攔洲p奪r俯i漁n附c邪i粥p叮l緒e才s最,意捧t吐h庸e賤爹s柴l哀o闖p陰e偉灰o說(shuō)f窮惰t救h樹(shù)e祖吊a四n焰t竄i傭-拉d仙r解a襪i責(zé)n沫a自g萌e袍微d撥e棉s云i膊g潛n牙.Keywords:Slope;永餅S犁t訪a閃b轉(zhuǎn)i皇l站i突t關(guān)y均芽A征n禽a既l勁y糟s泉i君s叮;浮枕R后e園i貓n紛f欣o宜r退c品e擾m靜e福n薯t逮;紋A困n數(shù)c強(qiáng)h喝o腳r龜;備a廟n晉t棄i米-盯s鞏l并i勞d脫i定n鹿g說(shuō)感p蠻i篇l代e撤;嗎蒼a摘n竭t荷i蜓-勝d統(tǒng)r末a弱i怎n均a勞g犁e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slide5.0介紹……….…...62.4邊坡穩(wěn)定性分析…………………62.4.1分析過(guò)程……………………62.4.2邊坡滑面分析………………72.4.3分析結(jié)果……………………82.4.4路塹邊坡穩(wěn)定性分析綜述…………………213錨索方案設(shè)計(jì)………….………………..……233.1錨索方案加固………………………233.1.1對(duì)Ⅰ-1剖面錨索加固……………………233.1.2對(duì)Ⅱ-2剖面錨索加固……………………244抗滑樁方案設(shè)計(jì)…………274.1剩余下滑力的計(jì)算…………………274.1.1滑坡推力計(jì)算理論…………274.1.2不平衡系數(shù)法計(jì)算下滑力…………………314.2抗滑樁加固設(shè)計(jì)…………………344.2.1抗滑樁的特點(diǎn)………………344.2.2抗滑樁的布設(shè)………………354.2.3抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法………364.2.4抗滑樁的設(shè)計(jì)過(guò)程…………384.3抗滑樁施工………………………514.3.1抗滑樁的施工工藝…………514.3.2設(shè)樁工藝選擇………………514.3.4施工中應(yīng)注意的問(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……………575.3.1搭設(shè)腳………………………575.3.2坡面手架修整………………575.3.3噴射混凝土作業(yè)……………575.4質(zhì)量管理與檢測(cè)…………………585.4.1現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理措施…………585.4.2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)………………616.3.1滑坡體外截水溝設(shè)置………626.3.2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(kāi)題報(bào)告附錄B外文資料翻譯京珠粵境高速公路K153+150~300邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)第65頁(yè)共65頁(yè)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+150~K153+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》(GB50021-2001)、《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(JTJ064-98)、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)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: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;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;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;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;提出驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)計(jì)算所需的參數(shù);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;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》(GB50021-2001);(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》(GB50011-2001);(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》(CECS22:2005);1.4地形地貌線路總體呈NW~SE向,經(jīng)過(guò)處為一低山風(fēng)化剝蝕斜坡地貌,斜坡標(biāo)高在135~311之間,高差176cm,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②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1~5cm,個(gè)別達(dá)到10cm,成分為頁(yè)巖風(fēng)化物。稍濕~潮濕,可塑~硬塑。該層厚0~8.4m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:eq\o\ac(○,1)、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0.8~12.4m之間。eq\o\ac(○,2)、弱風(fēng)化頁(yè)巖:弱風(fēng)化呈片塊狀,厚度一般在0.9~6.0m之間。eq\o\ac(○,3)、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1~3cm、3~5cm、6~10cm,個(gè)別長(zhǎng)達(dá)20cm,主要在K153+225剖面鉆孔中發(fā)現(xiàn)。厚度一般在1.0~11.4m之間。(3)泥灰?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0.8~4.0m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)10~40km,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)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NE~SEE,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(jiàn)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路甘塘至甕城段I標(biāo)段(K153+100~K154+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+150~K153+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)30~40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?;舅悸肥牵杭俣ㄟ吰碌膸r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。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2.1Bishop(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slide5.0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slide5.0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,斯賓塞等)??梢詫?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2.4.2.1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+100~K154+200)路塹邊坡治理工程地質(zhì)勘查報(bào)告(3)、京珠國(guó)道K153+150~K153+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)度彈性模量(Mpa)抗壓強(qiáng)度(Mpa)凝聚力(Mpa)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(jiàn)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/m3)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slide5.0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2.4.1I-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2.4.2I-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=1.046圖2.4.3I-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2.4.4I-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2.4.5I-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2.4.6I-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2.4.7I-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2.4.8I-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2.4.9I-1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=1.090圖2.4.10I-1剖面第10次搜索顯示可能存在的滑移面示意圖圖2.4.11I-1剖面第20次搜索顯示可能存在的滑移面示意圖表2-3I-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slide5.0軟件對(duì)Ⅰ-1剖面進(jìn)行分析,通過(guò)數(shù)據(jù)列表可以看出,對(duì)于Ⅰ-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+190Ⅱ-2剖面進(jìn)行分析,利用slide5.0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。圖2.5.1Ⅱ-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2.5.2Ⅱ-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2.5.3Ⅱ-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2.5.4Ⅱ-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2.5.5Ⅱ-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2.5.6Ⅱ-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2.5.7Ⅱ-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=1.046圖2.5.8Ⅱ-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2.5.9Ⅱ-2剖面第10次搜索顯示可能存在的滑移面示意圖圖2.5.10Ⅱ-2剖面第20次搜索顯示可能存在的滑移面示意圖表2-4Ⅱ-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151.045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slide5.0軟件對(duì)Ⅱ-2剖面進(jìn)行分析,通過(guò)數(shù)據(jù)列表可以看出,對(duì)于Ⅱ-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:Bishop方法1.006(1)K153+150~K153+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slide5.0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)Ⅰ-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(kāi)始加長(zhǎng)為10m、與水平面夾角為-45。外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m的兩根錨索。從位置(50.329,150.329)開(kāi)始加長(zhǎng)為7m、與水平面夾角為-45。外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m的兩根錨索。從位置(46.604,146.604)開(kāi)始加長(zhǎng)為5m、與水平面夾角為、外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m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)Ⅱ-2剖面錨索加固對(duì)Ⅱ-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(kāi)始加長(zhǎng)為9m、與水平面夾角為-45。外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m的兩根錨索。從位置(50.462,150.462)開(kāi)始加長(zhǎng)為7m、與水平面夾角為-45。外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m的兩根錨索。從位置(46.726,146.726)開(kāi)始加長(zhǎng)為5m、與水平面夾角為、外間距為1m、錨索力為100N、錨索間距為3m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Ⅱ-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Ⅱ-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slide5.0軟件分析所得的滑移面的示意圖,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Ⅱ-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(kāi)挖后容易出現(xiàn)這種滑面。由于土中粘聚力c較小,計(jì)算時(shí)可忽略c值,而用滑面上的綜合內(nèi)摩擦角值?;w△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)反傾部分的圓弧滑面,沒(méi)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1.0m)寬的巖土體做計(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/m;Ei-1--第i-1段滑體沿滑面的剩余下滑力,kN/m;Wi—第i塊滑體的重量;Ψi—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(o);i-1—第(i-1)塊所在折線段滑面的傾角(o);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1.05~1.25,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)表4-1I-1剖面滑坡在FS=1.25的情況下滑力計(jì)算()土條編號(hào))165.611.8011.6110.5727.004.790.360-12.410260.501.5132.5128.3022.6516.010.360.9705.569356.111.3349.6441.2119.9527.680.360.97022.682452.171.2164.2550.7518.1539.410.360.97546.890548.571.1275.3556.4916.8049.860.360.97874.409645.201.0577.1254.7215.7554.340.360.98099.231742.031.0076.6351.3115.0056.920.360.981120.158839.000.9675.1147.2714.4058.370.360.983136.855936.110.9272.6942.8413.8058.730.360.983149.3521033.310.8969.4638.1513.3558.050.360.984157.6221130.600.8665.5133.3512.9056.390.360.985161.9221227.970.8460.8928.5612.6053.780.360.985162.4421325.400.8255.6623.8712.3050.280.360.986159.5981422.880.8149.8519.3812.1545.930.360.986153.7531520.410.7943.5115.1711.8540.780.360.986145.5581617.980.7836.6511.3111.7034.860.360.987135.4851715.580.7729.307.8711.5528.220.360.987124.1801813.210.7621.480.1711.4020.910.360.987107.5801910.860.7613.200.1411.4012.960.360.98793.476208.530.754.470.1111.2511.130.360.98780.187表4-2Ⅱ-2剖面滑坡在FS=1.25情況下滑力計(jì)算()土條編號(hào))165.331.7611.1810.1626.404.670.360-12.305260.441.4931.4227.3322.3515.500.360.9724.985356.201.3245.1537.5219.8025.120.360.97619.289452.401.2062.5049.5218.0038.130.360.97942.960548.911.1671.1153.5917.4046.740.360.98168.258645.641.0572.0651.5215.7550.380.360.98391.344742.561.0071.7648.5315.0052.860.360.984111.007839.620.9570.4544.9214.2554.270.360.985127.025936.800.9268.2740.8913.8054.670.360.985139.0921034.080.8965.3236.6013.3554.100.360.985147.2941131.450.8661.6632.1712.9052.600.360.986151.8161228.890.8457.3627.7112.6050.220.360.986152.8191326.390.8252.4723.3212.3047.000.360.986150.6451423.950.8047.0319.0912.0042.980.360.987145.7231521.550.7941.0715.0911.8538.200.360.987138.4081619.190.7834.6111.3811.7032.690.360.987129.2201716.860.7727.688.0311.5526.490.360.987118.7371814.560.7620.305.1011.4019.650.360.988107.5731912.280.7512.482.6511.2512.190.360.98896.3862010.030.744.230.7411.104.170.360.98885.863通過(guò)上述K153+225處的I-1剖面和K153+190處的I-2剖面滑坡剩余下滑力的計(jì)算,I-1剖面的最終下滑力大小為80.187KN,方向與水平方向的夾角為8.53。,I-2剖面最終下滑力大小為85.863KN,方向與水平方向的夾角為10.03。,可知兩處剖面的下滑力都大于零,所以需要對(duì)邊坡進(jìn)行加固。4.2抗滑樁加固設(shè)計(jì)抗滑樁是我國(guó)鐵道部門20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)、研究的一種抗滑加固(支擋)工程結(jié)構(gòu),后來(lái)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,是治理大中型滑坡最主要的加固(支擋)工程結(jié)構(gòu)。對(duì)于高邊坡加固工程來(lái)說(shuō),依據(jù)“分層開(kāi)挖、分層穩(wěn)定、坡腳預(yù)加固”原則,抗滑樁與鋼筋混凝土擋板、樁間擋墻、土釘墻等結(jié)構(gòu)結(jié)合,組成復(fù)合結(jié)構(gòu),大量使用在路塹邊坡的坡腳預(yù)加固工程中。4.2.1抗滑樁的特點(diǎn)4.2.1.1作用機(jī)理作用于樁體上的滑坡推力,一部分由樁體傳至樁前滑體,由樁前滑動(dòng)面向上的抗滑力平衡;另一部分由樁體傳至滑動(dòng)面以下巖體中,因而樁前滑坡推力減小,滑體穩(wěn)定性提高。即利用埋于滑床中的樁將滑體中來(lái)平衡的滑坡推力借樁傳遞而下作用于樁周的巖土上。4.2.1.2優(yōu)點(diǎn) 抗滑樁能迅速、安全、經(jīng)濟(jì)地解決一些比較困難的工程,因此發(fā)展較快。它的優(yōu)點(diǎn)有:(1)抗滑能力大。在滑坡推力大,滑動(dòng)面深的情況下,較其他抗滑工程經(jīng)濟(jì)、有效。(2)樁位靈活,可以在滑坡中最有利于抗滑的部位,單獨(dú)使用,也能與其他建筑物配合使用。分排設(shè)置時(shí),可將巨大的滑體切割成若干分散的單元體,對(duì)滑坡起到分而治之的功效。(3)抗滑樁可以根據(jù)彎距沿樁長(zhǎng)變化合理布設(shè)鋼筋,因此較打入的管樁經(jīng)濟(jì)。(4)施工方便,設(shè)備簡(jiǎn)單,具有工程速度快,施工質(zhì)量好,比較安全等優(yōu)點(diǎn)。施工時(shí)可以間隔開(kāi)挖,不至于引起滑坡條件的惡化,因此對(duì)整治通車路線上的滑坡和處在緩慢滑動(dòng)階段特別有效。(5)開(kāi)挖樁孔能校對(duì)地質(zhì)情況,檢驗(yàn)和修改原有的設(shè)計(jì),使其符合實(shí)際。4.2.1.3缺點(diǎn)抗滑樁是大懸臂受力,主要靠滑動(dòng)面以下的的樁身所受的地基反力來(lái)平衡滑坡推力,受力機(jī)制不合理,需要的樁長(zhǎng)截面大,材料消耗多,工程造價(jià)高。4.2.1.4適用性抗滑樁適用于裂隙不太發(fā)育、完整性較好的緩傾斜中厚巖體、滑動(dòng)面較單一傾角較小的滑坡,同時(shí)要求有一個(gè)明顯的滑動(dòng)面,滑面以下為完整的基巖(或密實(shí)的基礎(chǔ))能提供足夠的抗力。不適用于軟塑體滑坡。4.2.2抗滑樁的布設(shè)4.2.2.1抗滑樁的平面布設(shè)對(duì)滑坡治理工程,抗滑樁原則布置在滑體的下部,即在滑動(dòng)面平緩、滑體厚度較小、錨固段地質(zhì)條件較好的地方,同時(shí)也要考慮到施工的方便。對(duì)于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的中小型滑坡,一般在滑體前緣布設(shè)一排抗滑樁,樁排方向應(yīng)與滑體垂直或接近垂直。對(duì)于軸向很長(zhǎng)的多級(jí)滑動(dòng)或推力很大的滑坡,可考慮將抗滑樁布置成兩排或多排,進(jìn)行分級(jí)處治,分級(jí)承擔(dān)滑坡推力;也可以考慮在滑坡地帶集中布置2~3排、平面上呈品字形或梅花形的抗滑樁或抗滑排架。4.2.2.2抗滑樁的間距抗滑樁的間距受滑坡推力大小、樁型和斷面尺寸、樁的長(zhǎng)度和錨固深度、錨固段地層強(qiáng)度、滑坡體的密實(shí)度和強(qiáng)度、施工條件等諸多因素的影響,目前尚無(wú)較成熟的計(jì)算方法。合適的樁間距應(yīng)該使樁間滑體具有足夠的穩(wěn)定性,在下滑力作用下不致從樁間擠出??砂丛谀苄纬赏凉暗臈l件下,兩樁間土體與兩側(cè)被樁所阻止滑動(dòng)的土體的摩阻力不少于樁所承受的滑坡推力來(lái)估計(jì)。樁間距宜為6~10m。對(duì)于較潮濕的滑體和較小截面的樁,也可布置為兩排。一般上下排的間距為樁截面寬度的2~3倍。4.2.2.3樁的錨固深度樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層內(nèi)的適宜錨固深度,與該底層的強(qiáng)度、樁所能承受的滑坡推力、樁的剛度以及如何考慮滑面以上樁前抗力等有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑面以下地層的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的容許側(cè)向抗壓強(qiáng)度、樁基底的壓應(yīng)力不得大于地基的容許承載力來(lái)確定。錨固深度是抗滑樁發(fā)揮抵抗滑體推力的賴以生存的前提和條件,錨固深度不足,抗滑樁不足以抵抗滑體推力,容易引起樁的失效。但是錨固過(guò)深則又造成工程浪費(fèi),并增加了施工難度??刹扇】s小樁間距,減小每根樁所承受的滑坡推力,或增加樁的相對(duì)剛度等措施來(lái)適當(dāng)減小錨固深度。4.2.3抗滑樁內(nèi)力計(jì)算方法懸臂樁簡(jiǎn)化法在防治滑坡工程實(shí)踐中常采用。其要點(diǎn)是,滑動(dòng)面以上(受荷段)樁的計(jì)算與懸臂樁法完全一樣。不同的是,簡(jiǎn)化了滑動(dòng)面以下(錨固段)的計(jì)算:采用地層的側(cè)壁容許應(yīng)力作為控制值,求出樁的最小錨固深度后,再根據(jù)樁的側(cè)壁應(yīng)力圖來(lái)計(jì)算樁的內(nèi)力。方法分析直觀,計(jì)算簡(jiǎn)便。4.2.3.1基本假設(shè)(1)同地層相比較,假定樁為剛性樁;(2)忽略樁與周圍巖土間的摩擦力、黏結(jié)力;(3)錨固段地層的側(cè)壁應(yīng)力呈直線變化,其中:滑動(dòng)面和樁底地層的側(cè)壁應(yīng)力發(fā)揮一致,并等于側(cè)壁容許應(yīng)力;滑動(dòng)面以下一定深度范圍內(nèi)的側(cè)壁應(yīng)力假定相同,并設(shè)此等壓段內(nèi)的應(yīng)力之和等于受荷段荷載。4.2.3.2基本公式(1)荷載按矩形分布時(shí)如圖4.5簡(jiǎn)化法計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.5所示:(4-2-1)當(dāng)、h1、均已知,則由(4-2-1)可以算出、、,即可得到樁側(cè)地層應(yīng)力及樁的內(nèi)力。若另==錨固段地層的側(cè)壁容許應(yīng)力,將(4-2-1)變形得(4-2-1)則樁的最小錨固深度(4-2-3)以上式中:--荷載,即每根樁承受的滑坡推力與抗滑力之差(kN);--樁的受荷段長(zhǎng)度(m);--錨固段地層達(dá)區(qū)的厚度(m);--錨固段地層彈性區(qū)厚度(m);--樁的計(jì)算寬度(m)②、荷載按三角形分布這種情況,只需將前種情況荷載的作用點(diǎn)至滑動(dòng)面的距離改為,同樣可以導(dǎo)出樁的最小錨固深度:(4-2-4)4.2.4抗滑樁的設(shè)計(jì)過(guò)程4.2.4.1對(duì)Ⅰ-1剖面段抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用懸臂樁簡(jiǎn)化法。該法在防治滑坡工程實(shí)踐中常采用。其要點(diǎn)是,滑動(dòng)面以上(受荷段)樁的計(jì)算與懸臂樁法完全一樣。不同的是,簡(jiǎn)化了滑動(dòng)面以下(錨固段)的計(jì)算:采用地層的側(cè)壁容許應(yīng)力作為控制值,求出樁的最小錨固深度后,再根據(jù)樁的側(cè)壁應(yīng)力圖來(lái)計(jì)算樁的內(nèi)力。(1)設(shè)計(jì)資料:由邊坡工程地質(zhì)勘查報(bào)告知,滑體為亞粘土,=19.10kN/m3,=20°,滑動(dòng)面以下為微風(fēng)化頁(yè)巖、強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖、微風(fēng)化頁(yè)巖??够瑯对O(shè)在條塊10處位置,樁前后滑體厚度基本相同,受荷段長(zhǎng)度h1=6.0m?;峦屏n=157.622kN/m,樁前土體剩余抗滑力為En,=77.435kN/m,側(cè)壁容許抗壓強(qiáng)度為[]=1700kN/m2。(2)抗滑樁的設(shè)計(jì):根據(jù)滑坡體的位置和形狀,抗滑樁設(shè)計(jì)為懸臂式樁板結(jié)構(gòu),初擬抗滑樁樁身尺寸為bh=1000mm1500mm,樁之間的距離(中一中)S=6m。樁截面面積:F=bh=11.5=1.5m2;受荷段樁長(zhǎng):h1=6.0m;樁的計(jì)算寬度:BP=b+l=2m;(3)外力計(jì)算:每根樁的滑坡推力:ET=En·L=157.622×6=945.7kN樁前被動(dòng)土壓力:Ep=1h12tan2(45°+)=19.16.02tan2(45°+)=701.2kN/m因?yàn)镋n>En,,故采用剩余抗滑力作為樁前地層抗力。每根樁的剩余抗滑力:ER=En,·L=77.435×6=464.6kN每根樁承受的滑坡推力與抗滑力之差:ET,=ET-ER=945.7-464.6=481kN。(4)錨固深度計(jì)算:荷載按三角形分布計(jì)算:==1.45取(5)、樁側(cè)應(yīng)力計(jì)算:將上述已知值代入下面幾個(gè)式子:(a)481×(3++)-2()-×2=0(b)=4(c)以(a)式=、(c)式中入(b)式,整理后得:解得=0.63將值代入式(c),得:=4-0.63=3.37m將值代入式(a)得:381.7kN/m2(6)、錨固段樁身內(nèi)力計(jì)算詳見(jiàn)表4-3,計(jì)算結(jié)果示于圖4.6和4.7圖4.6樁身的應(yīng)力和的矩示意圖圖4.7樁身底部的形狀及剪力示意圖表4-3樁身剪力和彎矩計(jì)算表深度(m)剪力(kN)彎矩(kN·m)080.26=4814813=14430.630481-381.7×0.63×20481×(3+0.63)-381.7×2×0.63×=15952.000-2×(381.7+71.4)×1.37×=-621481×(3+2)-2×381.7×0.63×(+1.37)-2×71.4×1.37×1.37-2××(381.7-71.4)×1.37××1.37=9382.315-2×381.7××1.685=-643481×(3+2.315)-2×381.7×0.63×(2.315-0.315)-2××381.7×1.685××1.685=8723.000-643+×155.2×0.685=-590481×(3+3)-2×381.7×0.63×(3-0.315)-2××381.7×1.685×(×1.685+0.685)+2××155.2×0.685××0.685=4564.00000由以上表中樁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果知:=643kN;=1595kN·m在此設(shè)計(jì)中采用的有關(guān)系數(shù):按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)采用二級(jí),結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ0=1.0,永久荷載分向系數(shù)采用γG=1.35,無(wú)可變荷載?;炷翉?qiáng)度等級(jí)C30,1=1,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;HRB335鋼筋:fy=300N/mm2,ξb=0.550;HPB235箍筋:fyv=300N/mm24.2.4.2樁的截面設(shè)計(jì)(1)正截面設(shè)計(jì)樁的截面尺寸如圖4.8圖4.8樁的界面尺寸圖最大彎矩截面的配筋:=1595kN·m則=γ0γG=1.0×1.35×1595=2153kN·m令截面的有效高度h0-0.1=1.5-0.1=1.4m=1-=0.080<ξb鋼筋的設(shè)計(jì)面積:5339mm2鋼筋直徑采用Φ20,則主筋的根數(shù):N===10.88取11根縱向受力的束間凈距100mm,混凝土的保護(hù)層為100mm,按一排布置,按兩排布置,排與排間隔60mm,第一排布置5根,第二排布置6根。(2)斜截面設(shè)計(jì)驗(yàn)算截面限制條件=643kN==1.0×1.35×643=868kN=1.4<4屬一般梁。0.25fcbho=0.25×14.3N/mm2×1000mm×1400mm=5005kN>V=868kN故截面尺寸滿足要求。最大剪力截面配筋計(jì)算:0.7ftbh0=0.7×1430×1.0×1.4=1401kN>V=868kN故滿足設(shè)計(jì)要求(3)繪制材料圖全部鋼筋抗彎剛度:每根25的鋼筋抗彎剛度:對(duì)照設(shè)計(jì)彎矩,作出材料圖,在樁的受拉側(cè)配置的鋼筋,其鋼筋截?cái)帱c(diǎn)應(yīng)伸至不需要該鋼筋的截面以外的長(zhǎng)度,所以。(4)箍筋計(jì)算由TJ10-74“規(guī)范”第53條和第50條:強(qiáng)度滿足抗滑樁的要求。根據(jù)鋼筋混凝土樁的構(gòu)造要求,箍筋率一般不低于@200mm,采用螺旋箍筋;鋼筋骨架中,應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道焊接加強(qiáng)箍筋。(5)縱向構(gòu)造鋼筋和架立鋼筋的確定在樁的兩側(cè)分別布置4根=12mm的構(gòu)造鋼筋,在樁的受壓側(cè)布置5根=12mm的架立鋼筋。(6)繪制鋼筋布置圖4.2.4.3對(duì)Ⅱ-2剖面段抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用懸臂樁簡(jiǎn)化法。該法在防治滑坡工程實(shí)踐中常采用。其要點(diǎn)是,滑動(dòng)面以上(受荷段)樁的計(jì)算與懸臂樁法完全一樣。不同的是,簡(jiǎn)化了滑動(dòng)面以下(錨固段)的計(jì)算:采用地層的側(cè)壁容許應(yīng)力作為控制值,求出樁的最小錨固深度后,再根據(jù)樁的側(cè)壁應(yīng)力圖來(lái)計(jì)算樁的內(nèi)力。(1)設(shè)計(jì)資料:由邊坡工程地質(zhì)勘查報(bào)告知,滑體為亞粘土,=19.10kN/m3,=20°,滑動(dòng)面以下為微風(fēng)化頁(yè)巖、強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖、微風(fēng)化頁(yè)巖。抗滑樁設(shè)在條塊10處位置,樁前后滑體厚度基本相同,受荷段長(zhǎng)度h1=6.0m。滑坡推力En=147.294kN/m,樁前土體剩余抗滑力為En,=61.431kN/m,側(cè)壁容許抗壓強(qiáng)度為[]=1700kN/m2。(2)抗滑樁的設(shè)計(jì):根據(jù)滑坡體的位置和形狀,抗滑樁設(shè)計(jì)為懸臂式樁板結(jié)構(gòu),初擬抗滑樁樁身尺寸為bh=1000mm1500mm,樁之間的距離(中一中)S=6m。樁截面面積:F=bh=11.5=1.5m2;受荷段樁長(zhǎng):h1=6.0m;樁的計(jì)算寬度:BP=b+l=2m;(3)外力計(jì)算:每根樁的滑坡推力:ET=En·L=147.294×6=883.8kN樁前被動(dòng)土壓力:Ep=1h12tan2(45°+)=19.16.02tan2(45°+)=701.2kN/m因?yàn)镋n>En,,故采用剩余抗滑力作為樁前地層抗力。每根樁的剩余抗滑力:ER=En,·L=61.431×6=368.6kN每根樁承受的滑坡推力與抗滑力之差:ET,=ET-ER=883.8-368.6=515kN。(4)錨固深度計(jì)算:荷載按三角形分布計(jì)算:==1.51m取(5)樁側(cè)應(yīng)力計(jì)算:將上述已知值代入下面幾個(gè)式子:(a)515×(3++)-2()-×2=0(b)=4(c)以(a)式=、(c)式中入(b)式,整理后得:解得=0.59將值代入式(c),得:=4-0.63=3.41m將值代入式(a)得:436.4kN/m2(6)錨固段樁身內(nèi)力計(jì)算詳見(jiàn)表4-4,計(jì)算結(jié)果示于圖4.9和4.10圖4.9樁身的應(yīng)力和彎矩示意圖圖4.10樁身底部的形狀和剪力示意圖表4-4樁身計(jì)算的剪力和彎矩列表深度(m)剪力(kN)彎矩(kN·m)085.863×6=5155153=15450.590515-436.4×0.59×20515×(3+0.59)-436.4×2×0.59×=16972.000-2×(436.4+75.5)×1.41×=-722515×(3+2)-2×436.4×0.59×(+1.41)-2×75.5×1.41×1.41-2××(436.4-75.5)×1.41××1.41=9182.295-2×436.4××1.705=-744515×(3+2.295)-2×436.4×0.59×(2.295-0.295)-2××436.4×1.705××1.705=8513.000-744+×180.4×0.705=-680515×(3+3)-2×436.4×0.59×(3-0.295)-2××436.4×1.705×(×1.705+0.705)+2××180.4×0.705××0.705=3574.00000由以上表中樁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果知:=744kN;=1697kN·m在此設(shè)計(jì)中采用的有關(guān)系數(shù):按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的規(guī)定,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)采用二級(jí),結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ0=1.0,永久荷載分向系數(shù)采用γG=1.35,無(wú)可變荷載?;炷翉?qiáng)度等級(jí)C30,1=1,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2;HRB335鋼筋:fy=300N/mm2,ξb=0.550;HPB235箍筋:fyv=300N/mm24.2.4.4樁的截面設(shè)計(jì)(1)正截面設(shè)計(jì)樁的截面尺寸如圖4.8(同上)圖4.8樁身截面尺寸圖最大彎矩截面的配筋:=1697kN·m則=γ0γG=1.0×1.35×1697=2291kN·m令截面的有效高度h0-0.1=1.5-0.1=1.4m=1-=0.085<ξb鋼筋的設(shè)計(jì)面積:5672mm2鋼筋直徑采用Φ20,則主筋的根數(shù):N===11.56取12根縱向受力的束間凈距100mm,混凝土的保護(hù)層為100mm,按一排布置,按兩排布置,第一排布置6根,第二排布置6根。(2)斜截面設(shè)計(jì)驗(yàn)算截面限制條件=744kN==1.0×1.35×744=1004kN=1.4<4屬一般梁。0.25fcbho=0.25×14.3N/mm2×1000mm×1400mm=5005kN>V=1004kN故截面尺寸滿足要求。最大剪力截面配筋計(jì)算:0.7ftbh0=0.7×1430×1.0×1.4=1401kN>V=1004kN故滿足設(shè)計(jì)要求。(3)繪制材料圖全部鋼筋抗彎剛度:每根25的鋼筋抗彎剛度:對(duì)照設(shè)計(jì)彎矩,作出材料圖,在樁的受拉側(cè)配置的鋼筋,其鋼筋截?cái)帱c(diǎn)應(yīng)伸至不需要該鋼筋的截面以外的長(zhǎng)度,所以。(4)箍筋計(jì)算由TJ10-74“規(guī)范”第53條和第50條:強(qiáng)度滿足抗滑樁的要求。根據(jù)鋼筋混凝土樁的構(gòu)造要求,箍筋率一般不低于@200mm,采用螺旋箍筋;鋼筋骨架中,應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道焊接加強(qiáng)箍筋。(5)縱向構(gòu)造鋼筋和架立鋼筋的確定在樁的兩側(cè)分別布置4根=12mm的構(gòu)造鋼筋,在樁的受壓側(cè)布置5根=12mm的架立鋼筋。(6)繪制鋼筋布置圖4.3抗滑樁施工4.3.1抗滑樁的施工工藝鋼筋混凝土抗滑樁施工采用人工成孔,現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土施工。灌注樁是一項(xiàng)質(zhì)量要求高,施工工序較多,并須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成的地下隱蔽工程。因此,施工應(yīng)按程序進(jìn)行。備齊技術(shù)資料,編制施工組織設(shè)計(jì),做好施工準(zhǔn)備。應(yīng)按設(shè)計(jì)要求、有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及施工組織設(shè)計(jì),建立各工序的施工管理制度。施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和業(yè)主各方管理到位、監(jiān)控到位、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)跟蹤到位。保證施工有序、快速、高質(zhì)地進(jìn)行。灌注樁施工的程序?yàn)椋菏占夹g(shù)資料,閱讀設(shè)計(jì)文件→現(xiàn)場(chǎng)勘查→編寫施工組織設(shè)計(jì)→現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線,機(jī)械進(jìn)場(chǎng)→鉆機(jī)安裝(或孔口圍護(hù),簡(jiǎn)易絞車安設(shè))→鉆(挖)孔,清孔→下鋼筋籠,灌注混凝土→匯總、整理施工資料(進(jìn)行必要的檢測(cè))→竣工驗(yàn)收。灌注樁施工先進(jìn)性試成孔施工,試成孔的數(shù)量為兩個(gè),一邊核對(duì)地質(zhì)資料,檢驗(yàn)所選的設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)要求是否適宜,同時(shí)檢驗(yàn)并修正施工技術(shù)參數(shù)。如出現(xiàn)縮頸、坍孔、回淤、吊腳或出現(xiàn)流沙、地下水量大等情況,不能滿足設(shè)計(jì)要求,或增加了施工難度、達(dá)不到工期要求時(shí),應(yīng)重新制定施工方案,考慮新的施工工藝,甚至選擇更適合的樁型。4.3.2設(shè)樁工藝選擇設(shè)樁工藝又稱成孔方法或成孔工藝。灌注樁施工的類型較多,抗滑樁施工常用的主要為非擠土灌注樁類型。正確、恰當(dāng)?shù)剡x擇設(shè)樁工藝、才能保證施工質(zhì)量和施工工期。設(shè)樁工藝選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)具體的地址情況、樁徑和樁長(zhǎng)、工期要求,并結(jié)合機(jī)具設(shè)備供應(yīng)情況和各種設(shè)樁(成孔)工藝的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn),靈活、正確的選用。4.3.3施工質(zhì)量控制(1)一般要求抗滑樁是一項(xiàng)質(zhì)量要求高的工程,抗滑樁的施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程的成敗。因此,控制施工質(zhì)量顯得特別重要。施工時(shí)必須堅(jiān)持質(zhì)量第一的原則,推行全面質(zhì)量管理??够瑯抖嗖捎霉嘧?,要特別把好成孔(包括鉆孔和清孔)、下鋼筋籠和灌注混凝土等幾道關(guān)鍵工序。每一工序完畢時(shí),均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),上道工序不清,下道工序就不能進(jìn)行,以免留存隱患。施工時(shí)每一工地應(yīng)設(shè)專職質(zhì)量檢驗(yàn)員,對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢查監(jiān)督,質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到人,落實(shí)到每一根樁。灌注樁的質(zhì)量控制,主要是指鉆孔、清孔、鋼筋籠制作、安防、混凝土配制、灌注等工藝工序過(guò)程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制方法,應(yīng)以設(shè)計(jì)文件和國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn),制定出切合工程呢個(gè)實(shí)際和易于操作的具體標(biāo)準(zhǔn)和要求。(2)質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)灌注樁鉆、挖孔在終孔和清孔之后,應(yīng)進(jìn)行孔位和孔深檢驗(yàn)??讖?、孔形、和傾斜度宜采用專用儀器測(cè)定,或采用外徑為鉆孔鋼筋籠直徑加100mm(不大于鉆頭直徑)、長(zhǎng)為4~6倍樁徑的鋼筋檢孔器吊入鉆孔內(nèi)檢測(cè)。樁徑檢測(cè)可用專用球星孔徑儀,傘形孔徑儀和超聲波孔壁孔測(cè)定儀等測(cè)定??咨钣脤S脺y(cè)繩測(cè)定,鉆深刻有核定鉆桿和鉆頭長(zhǎng)度來(lái)測(cè)定??椎壮恋砗穸瓤捎肅Z-IIB型沉渣測(cè)定儀測(cè)定。樁位允許偏差可用經(jīng)緯儀、鋼尺和定為圓環(huán)測(cè)定。垂直度偏差用定為圓環(huán)、測(cè)錘和測(cè)斜儀測(cè)定。鋼筋籠吊放入孔徑位容許偏差為:鋼筋籠定位標(biāo)高:50mm;鋼筋籠中心與樁中心:10mm。鋼筋籠主筋的焊接接頭、接頭間距、焊接長(zhǎng)度或其他接長(zhǎng)方法,均應(yīng)符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定。(3)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)孔位:在現(xiàn)場(chǎng)地面設(shè)十字形控制網(wǎng)、基準(zhǔn)點(diǎn),隨時(shí)復(fù)測(cè)、校核。成孔:成孔設(shè)備就為后,必須平正、穩(wěn)固、確保在施工中不發(fā)生傾斜和移動(dòng)、松動(dòng)。要求現(xiàn)場(chǎng)施工和管理人員充分了解、熟悉成孔工藝、施工方法和操作要點(diǎn),有事故預(yù)防措施和事故處理方案。同時(shí),規(guī)范施工現(xiàn)場(chǎng)管理。鋼筋籠制作:采用卡板成型法或支架成型法,加強(qiáng)箍筋直徑適當(dāng)加大或適當(dāng)加密,加強(qiáng)筋與主筋定位后在接點(diǎn)處電焊固定;對(duì)直徑較大的樁(2m以上),加強(qiáng)筋可考慮用角鋼或扁鋼,以增大鋼筋籠的剛度,或在鋼筋籠內(nèi)設(shè)臨時(shí)支撐梁。在鋼筋籠主筋外側(cè)設(shè)鋼筋定位器,以控制主筋的保護(hù)層厚和鋼筋籠的中心偏差。鋼筋籠沉放時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位、扶穩(wěn)、緩慢放入孔中,避免碰撞孔壁,到位后立即固定?;炷凉嘧ⅲ夯炷恋呐浜媳葒?yán)格按混凝土施工規(guī)范進(jìn)行,嚴(yán)格控制其塌落度。一般采用直長(zhǎng)導(dǎo)管法(孔內(nèi)水下灌注)或串筒法(孔內(nèi)無(wú)水灌注)連續(xù)灌注,成孔質(zhì)量合格后盡快灌注,灌注充盈系數(shù)一般圖紙控制在1.1,軟土控制在1.2~1.3.直徑大于1m的樁應(yīng)每根樁留1組試件,且每個(gè)臺(tái)班不得少于1組試件。灌注時(shí)適當(dāng)超過(guò)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。當(dāng)樁的尺寸較大而又是人工成孔時(shí),可考慮采用人工入孔振搗混凝土,以提高樁的澆注質(zhì)量。檢測(cè):樁施工后,為檢查樁的質(zhì)量,應(yīng)進(jìn)行必要的檢測(cè)。對(duì)樁徑、樁混凝土質(zhì)量可采用超聲檢測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、鉆孔取芯檢測(cè)、電動(dòng)激振器檢測(cè)、水電效應(yīng)檢測(cè)等。在有條件的情況下或大型滑坡工程,應(yīng)考慮進(jìn)行試樁檢測(cè)。試樁可分為鑒定性試樁和破壞性試樁。鑒定性試樁的荷載為設(shè)計(jì)荷載在1.2~1.5倍,可在一般的樁上進(jìn)行。破壞性試樁的荷載可分級(jí)加荷,直到樁破壞,應(yīng)在專供試驗(yàn)用的樁上進(jìn)行。4.3.4施工中應(yīng)注意的問(wèn)題 灌注樁施工從總體上來(lái)看比較簡(jiǎn)單,但在成孔及鋼筋籠吊放和混凝土灌注中也經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題,應(yīng)予特別注意和預(yù)防,如坍孔、鉆孔偏斜、鉆頭脫落、糊鉆、擴(kuò)孔或縮孔、梅花孔、卡鉆、鉆桿折斷、鉆孔漏漿等,人工挖空樁出現(xiàn)流沙或大量涌水、承壓水等。坍孔各種成孔方法都可能發(fā)生坍孔事故,引起坍孔的原因有自然原因,如地質(zhì)情況異常和地下水位變化;也有施工原因,如泥漿密度不夠,掏渣后未及時(shí)補(bǔ)充泥漿,護(hù)筒位置太淺,鉆進(jìn)太快,吊入鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁等。在施工中要充分注意上述引發(fā)坍孔的各種因素,若一旦發(fā)生,在孔口時(shí),應(yīng)立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆;在孔內(nèi)時(shí),應(yīng)判明坍塌位置,回填砂和粘土,待回填無(wú)沉積密實(shí)后再鉆。(2)鉆孔偏斜在鉆孔中遇到較大孤石、軟硬地層交界、巖面傾斜、機(jī)座不平或發(fā)生不均勻沉陷、鉆桿彎曲和接頭不正時(shí)都可能發(fā)生鉆孔偏斜。若發(fā)生時(shí),應(yīng)判明原因,查明鉆孔偏斜的位置和偏斜情況,在偏斜處吊住鉆頭反復(fù)掃孔;嚴(yán)重時(shí)回填砂或粘土,沉積密實(shí)后再鉆進(jìn);在地層交界和巖面傾斜處可吊著鉆桿控制進(jìn)尺、低速鉆進(jìn)。(3)鉆頭脫落鉆頭脫落也是常見(jiàn)的事故之一。應(yīng)經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、及連接;在孔口加蓋,防止零星鐵件吊入孔內(nèi)。發(fā)生時(shí),應(yīng)先摸清情況,清孔,用打撈叉、打撈勾或打撈活套、打撈鉗等進(jìn)行打撈。(4)糊鉆在采用正、反向循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)或沖擊錐鉆進(jìn)時(shí),因進(jìn)尺快,鉆渣量大,出漿口堵塞而造成糊鉆。施工時(shí)應(yīng)控制進(jìn)尺,發(fā)生時(shí)提出鉆錐、清楚殘?jiān)?,或適當(dāng)降低粘稠密度。(5)擴(kuò)孔和縮孔擴(kuò)孔是孔內(nèi)局部坍塌現(xiàn)象,不影響鉆進(jìn)時(shí)可不處理,只是要增加混凝土灌注量。若嚴(yán)重,則按坍孔處理??s孔是由于鉆具磨損或孔內(nèi)出現(xiàn)橡皮土而造成,一般采用上下反復(fù)掃孔的方法處理。(6)梅花孔沖擊鉆進(jìn)時(shí),由于轉(zhuǎn)向裝置失靈、泥漿太稠、陰力大而使沖擊錐不能轉(zhuǎn)動(dòng),或沖程太小等原因引起梅花孔??刹捎眠x用適當(dāng)粘土和濃度的泥漿、及時(shí)掏渣、適當(dāng)提高沖程等措施加以預(yù)防。發(fā)生時(shí),可回填片石、卵石和粘土混合物后重新沖擊施工。(7)卡鉆鉆進(jìn)施工時(shí),由于更換了鉆頭、沖錘傾倒,又遇孔內(nèi)探頭石或孔內(nèi)掉入物價(jià)而卡住鉆頭??ㄣ@后不要強(qiáng)提,應(yīng)采用小沖擊錐沖、吸其
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