邊坡加固技術(shù)powerpoint

邊坡工程災(zāi)害治理

1.邊坡包括自然邊坡和人工邊坡兩種類型:自然邊坡是指在自然地質(zhì)作用下形成的山體斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等；人工邊坡是指人類工程活動形成的規(guī)模不同、陡緩不等的斜坡，例如道路工程中的路塹、路堤邊坡，高層建筑、橋梁工程的基坑邊坡，露天礦山的邊幫，水利水電工程中的運(yùn)河渠道邊坡，船閘、溢洪道邊坡、引水渠進(jìn)、出口邊坡,土石壩邊坡及壩肩邊坡等。

概述

2.邊坡失穩(wěn)的主要形式

邊坡是一個(gè)成因復(fù)雜且?guī)r性、結(jié)構(gòu)、變形條件各異的地質(zhì)體，除崩塌類外，邊坡失穩(wěn)主要以坡體未出現(xiàn)貫通性的破壞面為特點(diǎn)，表現(xiàn)為松動和蠕動。其主要失穩(wěn)形式包括：①松動；②蠕動；③崩塌；④滑坡等。概述3.影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素：

邊坡巖體的物理化學(xué)特性；巖體結(jié)構(gòu)因素；地應(yīng)力因素；水的因素地震、爆破動力因素概述3.影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素：

其它影響因素：主要指邊坡開挖的工程技術(shù)手段、方法，邊坡的角度和高度等。其中，構(gòu)成邊坡的巖體的物理化學(xué)特性、巖體結(jié)構(gòu)以及水是影響邊坡穩(wěn)定的最直接和最關(guān)鍵的幾個(gè)因素。

概述4.研究意義

隨著人口劇增和土地資源的過度開發(fā)，邊坡問題已經(jīng)成為同地震和火山相并列的全球性三大地質(zhì)災(zāi)害（源）之一。邊坡的滑塌頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地震或火山事件的發(fā)生頻率，其所造成損失比地震和火山災(zāi)害所造成的損失大得多。

概述4.研究意義

因此，對導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的關(guān)鍵原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)之上找到預(yù)防與治理邊坡失穩(wěn)的有效技術(shù)手段十分重要，是巖土工程領(lǐng)域經(jīng)常面對并須有效解決的重大技術(shù)難題。概述實(shí)例1京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理位于山東省境內(nèi)的京滬高速路塹邊坡地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，無大的斷層通過，但邊坡中覆巖以下全為白云巖,經(jīng)強(qiáng)風(fēng)化而形成角礫狀的松軟土，將對邊坡的開挖產(chǎn)生不利影響。土中殘留大量溶洞(約占2%)，大氣降水隨著地表滲至溶洞，再由溶洞外滲侵蝕土層,造成邊坡整體失穩(wěn)。一、工程背景邊坡開挖前，交通部一院曾對該邊坡作了初步設(shè)計(jì)，選用普通粘結(jié)型和預(yù)應(yīng)力錨桿對邊坡進(jìn)行加固。由于開挖過程中不斷出現(xiàn)不同規(guī)模的垮塌事故，并顯現(xiàn)出邊坡整體破壞失穩(wěn)的明顯跡象，實(shí)施原方案又無法制止其發(fā)展。因此，必須在不大量增加施工成本和工程量的前提下，另行選擇一種可靠的加固方案，以保證工程的順利進(jìn)行以及高速公路的行車安全。一、工程背景實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-1邊坡巖體實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-2邊坡碎石土結(jié)果照片1.原設(shè)計(jì)勘察力度不夠

原設(shè)計(jì)實(shí)際上是在工程地質(zhì)情況揭露程度不夠的情況下作出的，隨著工程的進(jìn)展，所揭露的工程地質(zhì)情況與原勘察報(bào)告描述狀況有較大差別。因此如果按原設(shè)計(jì)施工，必然存在未來邊坡嚴(yán)重失穩(wěn)的隱患。二、原設(shè)計(jì)存在的問題2.加固措施選擇不當(dāng)(1)粘結(jié)形錨桿強(qiáng)度不夠原設(shè)計(jì)中大量地采用的粘結(jié)型錨桿，其作為臨時(shí)性的護(hù)坡措施是可以的，但作為永久支護(hù)措施強(qiáng)度不夠。(2)預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)缺陷原設(shè)計(jì)中還采用了大量的預(yù)應(yīng)力錨桿，從總體上看所設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力錨桿存在如下缺陷:二、原設(shè)計(jì)存在的問題2.加固措施選擇不當(dāng)(2)預(yù)應(yīng)力錨桿存在設(shè)計(jì)缺陷預(yù)應(yīng)力無法長久保持。由于原設(shè)計(jì)直接在預(yù)應(yīng)力錨桿的外端松散的坡體上加了一個(gè)預(yù)制錨固墩，隨著預(yù)應(yīng)力的施加，錨固墩將逐漸陷入土中，預(yù)應(yīng)力難以施加。即使能夠加上，隨著時(shí)間的推移,預(yù)應(yīng)力也會逐漸喪失，最終導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力錨桿失效。二、原設(shè)計(jì)存在的問題2.加固措施選擇不當(dāng)(2)預(yù)應(yīng)力錨桿存在設(shè)計(jì)缺陷坡面維護(hù)層形不成整體。兩種錨桿(粘結(jié)型、預(yù)應(yīng)力型)的錨固墩在坡面上只是點(diǎn)接觸,缺少一種人工結(jié)構(gòu)使其形成一整體,而這一點(diǎn)恰恰是至關(guān)重要的。錨固深度不夠。預(yù)應(yīng)力錨桿一定要有足夠的錨固深度：錨固段過短,則張拉力不夠;錨固段過長則將預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)移到坡面表層,這不但起不到錨固作用,反而會引起坡面失穩(wěn)的反作用。二、原設(shè)計(jì)存在的問題方案要點(diǎn)

(1)所有錨桿均采用預(yù)應(yīng)力錨桿,錨固深度最長延深至21ｍ,錨桿安裝采用兩項(xiàng)特殊的錨固技術(shù):“巖土層高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”、“高壓水環(huán)形擴(kuò)孔錨固技術(shù)”。這兩項(xiàng)錨固技術(shù)可分別應(yīng)用,也可二者結(jié)合應(yīng)用。其中“巖土層高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”通過采用特殊的工藝,在錨桿安裝過程中,在錨桿深部的錨固段施行高壓注漿,對深部土體進(jìn)行再加固,同時(shí)充塞了土中溶洞(圖1-4),更重要的是,增加漿體和桿體間的握裹力,以及孔壁與漿體間的摩擦力,預(yù)應(yīng)力易于施加,且能長久保存。三、技術(shù)方案方案要點(diǎn)

(2)坡面布置鋼筋混凝土框架，框架節(jié)點(diǎn)用預(yù)應(yīng)力錨桿鎖定，中間采用片石護(hù)坡，從而使整個(gè)坡面維護(hù)層經(jīng)預(yù)應(yīng)力錨桿連接，從平面到立面完全成為一整體。

(3)整個(gè)維護(hù)工程通過增加錨固深度、加大預(yù)應(yīng)力及采用特殊施工工藝等綜合措施，大量地減少了錨桿的數(shù)量。因此，總的工程量較原設(shè)計(jì)方案沒有大量增加。三、技術(shù)方案實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-4巖土層高壓注漿漿體擴(kuò)散和充填溶洞示意圖細(xì)部設(shè)計(jì)(圖1-5，圖1-6)

三、技術(shù)方案圖1-5邊坡加固方案橫斷面圖細(xì)部設(shè)計(jì)(圖1-5，圖1-6)

三、技術(shù)方案圖1-6錨桿加固邊坡正視圖

根據(jù)該邊坡的工程地質(zhì)條件,可以認(rèn)為此邊坡的破壞類型是:當(dāng)邊坡中剪應(yīng)力達(dá)到了巖土體的抗剪強(qiáng)度或者由于某種原因?qū)е缕浔旧砜辜魪?qiáng)度降低時(shí),邊坡將沿剪切面發(fā)生破壞,采用極限平衡法進(jìn)行分析，邊坡的受力分析見圖1-3所示。取一條塊作為一個(gè)獨(dú)立的分析單元,其上的作用力包括坡面荷載Q、條塊重力W、錨桿拉力L、剪切面反力N、抗滑力S、兩壁法向受力E(角標(biāo)i、j分加表示此條塊的相鄰條塊)及切向受力V、剪切面長度l。根據(jù)：得：

四、設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)安全系數(shù)FS>1時(shí),剪切力Ｔ可以表示為抗剪強(qiáng)度與安全系數(shù)之比:邊坡的安全系數(shù)可表示為：

式中:W——條塊的重力(kN/m3);L——作用于條塊上的錨固力(kN);α——下滑面傾角(°);β——錨桿安裝角(°);ｂ——條塊水平寬度(m);ｃ′——滑面上的抗剪強(qiáng)度(KPa);φ′——滑面上的摩擦角(°)。

四、設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-3邊坡條分受力分析圖“高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”的工藝特點(diǎn)

“巖土層高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”采取特殊的施工工藝，在錨桿安裝后，一次注漿漿液初凝后開始實(shí)施高壓注漿，不但克服了常規(guī)一次注漿預(yù)應(yīng)力錨桿的缺陷，而且實(shí)現(xiàn)了對節(jié)理裂隙巖體的整體加固，其主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：

(1)預(yù)應(yīng)力可以長期保持經(jīng)過高壓注漿的預(yù)應(yīng)力錨桿安裝完成后，施加的預(yù)應(yīng)力損失小于5％。

五、關(guān)鍵技術(shù)“高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”的工藝特點(diǎn)

(2)錨桿的整體承載力增加經(jīng)過高壓注漿后，錨桿的承載力相對于一次注漿錨桿可提高30％左右，由于二次注漿本身增加的成本只占錨桿安裝總成本的10％左右。所以“巖土層高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)”是一種技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、操作簡單的工藝技術(shù)。

(3)由于高壓注漿的作用，巖土體產(chǎn)生劈裂，使?jié){液在被加固的巖土體中有效擴(kuò)散。這樣既加強(qiáng)了錨固段巖土體的整體穩(wěn)定性，同時(shí)又大大提高了錨桿的錨固效果，可謂一舉兩得。五、關(guān)鍵技術(shù)鉆孔鉆孔是預(yù)應(yīng)力錨桿安裝過程中難度最大的工作之一，成孔質(zhì)量如何是錨桿能否高質(zhì)量安裝的關(guān)鍵。為此，在具體實(shí)施過程中主要做到：

(1)鉆頭對準(zhǔn)標(biāo)定的中心點(diǎn)，誤差不超過20mm，機(jī)位調(diào)整好后測量傾角，偏斜度不大于2%。

(2)成孔后，利用高風(fēng)壓將孔內(nèi)巖粉吹干凈。

六、施工工藝預(yù)應(yīng)力錨桿安裝

(1)由于路塹服務(wù)時(shí)間長，為防止螺紋鋼筋生銹，引起預(yù)應(yīng)力的衰減，從而最終影響錨固效果，故在錨桿自由端涂抹黃油，并用塑料布包裹。

(2)錨桿連接時(shí)，保證前后錨桿與連接器之間有足夠的連接長度，并加力擰緊。

(3)所有錨桿孔均為下向孔，傾角為20°安裝好的預(yù)應(yīng)力錨桿見圖1-7。

六、施工工藝實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-7安裝預(yù)應(yīng)力錨桿注漿

(1)鉆孔完畢清洗后即可進(jìn)行一次注漿，注漿壓力0.2～0.3MPa，以孔口溢漿為準(zhǔn)，同時(shí)注意將二次注漿管封死。

(2)一次注漿完成24小時(shí)左右可進(jìn)行二次高壓注漿，能起壓時(shí)，以達(dá)到設(shè)計(jì)壓力4MPa為準(zhǔn)，不能起壓時(shí)，以單孔注漿量不超過6m3為準(zhǔn)。施加預(yù)應(yīng)力

在注漿初凝14天后，即可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行錨桿的預(yù)應(yīng)力拉拔，待拉拔到設(shè)計(jì)噸位鎖定。六、施工工藝實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-8施工現(xiàn)場

實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-8施工現(xiàn)場

施工結(jié)束后，對京滬高速公路(山東段)路塹邊坡加固效果進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：

(1)在邊坡加固施工中，一次、二次注漿漿液飽滿，預(yù)應(yīng)力施加達(dá)到或超過設(shè)計(jì)要求(2)邊坡在加固以后水平位移小于1mm，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，完全可以滿足其作為高速公路路塹邊坡的安全要求。

七、加固效果

由于加固方案選擇正確，施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，京滬高速公路(山東段)路塹邊坡從1999年10月使用，到目前為止整個(gè)邊坡保持完全穩(wěn)定。

該項(xiàng)目的研究成果獲得了2000年天津市科技進(jìn)步二等獎。七、加固效果實(shí)例1.京滬高速公路（山東段）失穩(wěn)路塹邊坡治理圖1-8加固后的路塹邊坡

實(shí)例2洛陽－－三門峽高速公路失穩(wěn)路塹邊坡治理洛陽～三門峽段高速公路在施工階段，隨著土石方的大量開挖，原設(shè)計(jì)的高陡路塹邊坡逐漸暴露出嚴(yán)重的穩(wěn)定性問題：

(1)由于巖層中節(jié)理、裂隙十分發(fā)育，開挖過程中即發(fā)生多起不同規(guī)模的塌冒；

一、工程背景

(2)更為嚴(yán)重的是個(gè)別路塹邊坡在開挖至20m時(shí)，坡體出現(xiàn)整體滑移，有可能進(jìn)一步造成大規(guī)模塌方的嚴(yán)重后果，情況危急。

因此，選擇一種可靠的加固方案成了該工程亟待解決的問題。

一、工程背景實(shí)例2.絡(luò)三高速公路路塹邊坡加固工程圖2-1邊坡滑塌狀況工程巖土類型

（1）邊坡的巖土主要為中更新統(tǒng)黃土、元古界安山巖，其次為寒武系石灰?guī)r和震旦系石英砂巖。自然地質(zhì)體由表土、安山巖、安山玢巖夾火山凝灰?guī)r及沖刷卵石構(gòu)成，表層一般為不連續(xù)的殘積碎石土，厚度0.5～5m不等，局部地段有中更新統(tǒng)黃土堆積。二、工程地質(zhì)狀況工程巖土類型（2）在安山巖地區(qū)，邊坡施工揭露的地質(zhì)剖面顯示，安山巖體風(fēng)化破碎嚴(yán)重，大部分為安山巖強(qiáng)風(fēng)化巖石(W3)，表層有厚度不均的第四系殘積粘砂土和全風(fēng)化(W4)巖石，盡在局部有中等風(fēng)化(W2)巖石，個(gè)別地段也見有弱風(fēng)化(W1)安山巖。二、工程地質(zhì)狀況工程巖體結(jié)構(gòu)

(1)節(jié)理裂隙十分發(fā)育由于物理風(fēng)化作用，暴露巖體內(nèi)的裂隙呈網(wǎng)絡(luò)狀，主要構(gòu)造縫隙內(nèi)有粉質(zhì)粘土類充填，小型構(gòu)造塊手動即脫落，極不穩(wěn)定。

(2)構(gòu)造面無明顯強(qiáng)勢方位處于均勻四散狀態(tài)。從已開挖的路塹看，兩側(cè)邊坡局部塌落形式基本相同，棱型體、楔狀體等各種形式共存。

二、工程地質(zhì)狀況工程巖體結(jié)構(gòu)

(3)有斷層構(gòu)造和斷裂破碎帶穿插從已揭露的邊坡看，各處均有不同規(guī)模的斷層破碎帶或橫或斜地穿越路塹，斷層充填物均為夾帶礫卵石的黃褐色粉質(zhì)粘土，對邊坡的穩(wěn)定性危害極大。二、工程地質(zhì)狀況工程巖體結(jié)構(gòu)

(4)邊坡整體失穩(wěn)路塹在開挖后坡面發(fā)生中等規(guī)模的滑塌，其中翼側(cè)坡體沿?cái)鄬用嫦禄e(cuò)動8m左右，滑體呈楔形；長度約150～200m，寬度5～48m，邊坡頂部地表有產(chǎn)生一系列張裂縫，裂縫最大寬度達(dá)30cm，坡頂最遠(yuǎn)裂縫距邊坡上邊緣12m。可見，邊坡結(jié)構(gòu)已整體失穩(wěn)。

二、工程地質(zhì)狀況總體思路單純依靠削坡卸載來穩(wěn)定邊坡，不但不能抑制此處坡體的滑塌，而且還可能進(jìn)一步加劇，為了保證施工進(jìn)度、防止新的大規(guī)模滑坡的發(fā)生，對滑體不再進(jìn)行清理，而是采用特殊的加固方案將其固定在山體穩(wěn)固的基巖上，然后迅速自上而下進(jìn)行邊坡防護(hù)，把不利因素變成有利因素，變被動為主動。三、加固方案細(xì)部設(shè)計(jì)

(1)首先在關(guān)鍵部位即滑塌區(qū)及其左右10m范圍內(nèi)的第二級平臺上布設(shè)3排“抗滑錨桿樁”，在安裝“抗滑錨桿樁”時(shí)實(shí)施高壓注漿，保證漿液在松散的塌方體中的有效擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)滑塌巖土體改性的目的?？够^桿采用2根Ф28螺紋鋼，長度為10m(且超過滑移面不小于3m)。

設(shè)計(jì)圖

三、加固方案細(xì)部設(shè)計(jì)

(2)在邊坡的一、二、三、四級坡面上分別布設(shè)3排、5排、4排預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿長度18～26m不等，錨桿傾角25o，預(yù)應(yīng)力值為150KN，錨桿采用中高壓注漿技術(shù)進(jìn)行安裝。三、加固方案細(xì)部設(shè)計(jì)

(3)在預(yù)應(yīng)力錨桿的同時(shí)，對邊坡表面進(jìn)行掛網(wǎng)噴漿，實(shí)現(xiàn)對邊坡表面巖土體的封閉，防止其進(jìn)一步風(fēng)化。鋼筋網(wǎng)主筋為Ф10，輔筋Ф6，主筋與預(yù)應(yīng)力錨桿焊接，混凝土噴層8～10cm。

設(shè)計(jì)圖三、加固方案實(shí)例2.絡(luò)三高速公路路塹邊坡加固工程圖2-2邊坡加固方案示意圖(設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)2)

(1)保留并固定滑塌體，避免了其進(jìn)一步的滑塌，加固后的滑塌體不但不會影響、反而加強(qiáng)了邊坡的整體穩(wěn)定性，這是邊坡加固的一項(xiàng)重要技術(shù)創(chuàng)新。(2)在塌方區(qū)及其左右第二級臺階和第三級臺階布設(shè)高壓注漿抗滑錨桿樁，實(shí)現(xiàn)了對滑塌體的有效加固。實(shí)踐證明：該項(xiàng)技術(shù)對于抑制邊坡滑塌的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用。四、方案評述

(3)塌方區(qū)噴射混凝土防護(hù)層，封閉了邊坡體表面，防止了雨水從裂隙的滲入和其進(jìn)一步風(fēng)化。(4)整個(gè)加固方案構(gòu)思巧妙、施工簡單、方便可靠，徹底消除了路塹邊坡在施工和運(yùn)行過程中的的安全隱患。四、方案評述

加固工程完成后對路塹邊坡位移進(jìn)行監(jiān)測，從施工結(jié)束至今，邊坡水平位移在3mm以內(nèi)，監(jiān)測結(jié)果表明，加固完全實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了在不清除塌方體的情況下路塹邊坡的長期穩(wěn)定。五、加固效果實(shí)例3祁臨高速公路古滑坡體加固工程（1）山西省祁縣-臨汾高速公路靈石至霍州段K80+534～K93+264路段內(nèi)地形、地質(zhì)條件十分復(fù)雜，路線通過煤礦采空區(qū)和古滑坡群，勘察結(jié)果表明四個(gè)古滑坡(大橋東南滑坡、仁義互通立交滑坡、常家山隧道出口滑坡、成王莊隧道進(jìn)口滑坡)將對公路建設(shè)和日后安全運(yùn)營產(chǎn)生巨大的潛在威脅。一、工程背景

(2)由于工程施工對整個(gè)古滑坡體的人為擾動，古滑體被激活，k86+400-k86+750路基北側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)和大規(guī)模坍塌，滑坡體總量超過220萬m3，影響高程范圍最大達(dá)70m，規(guī)模之大、地質(zhì)條件之復(fù)雜為國內(nèi)外罕見，已嚴(yán)重影響到整個(gè)工程的正常施工，業(yè)主一度準(zhǔn)備改線重建。一、工程背景

原設(shè)計(jì)者未曾料到開挖后古滑坡會被激活，沒有預(yù)作相應(yīng)的應(yīng)對方案。在此情況下，我們受業(yè)主委托，承接了對該古滑坡群加固的研究與設(shè)計(jì)。一、工程背景古滑體概況

(1)古滑體(如圖3-1、圖3-2所示)位于主線K86＋514～K86＋812段右側(cè)，規(guī)模大，其縱長約325m，橫寬180-260m，滑體平均厚度約35m，滑坡體積約200萬立方米，主滑方向232°，滑坡右側(cè)(北)周界清晰，左側(cè)周界較為模糊。

二、古滑坡激活原因分析

古滑體概況

（2）滑體后部形成圈椅狀拉張裂隙，且與滑體右側(cè)剪脹裂隙貫通，并延伸至前緣窯深溝內(nèi)的剪出口，剪出口見有鼓張裂縫，滑體表面未見裂隙。（3）該滑坡的滑床為二疊系的泥巖和砂巖，滑面呈鏡面位于泥巖中，滑動擦痕明顯，為一特大型深層推移式巖土質(zhì)古滑坡。二、古滑坡激活原因分析

實(shí)例3.祁臨高速公路古滑坡加固工程圖3-1Ⅰ?；露位w范圍實(shí)例3.祁臨高速公路古滑坡加固工程圖3-2Ⅰ＃滑坡產(chǎn)生的張裂隙實(shí)例3.祁臨高速公路古滑坡加固工程圖3-2Ⅰ?；庐a(chǎn)生的張裂隙

激活原因

(1)原坡體處于極限平衡狀態(tài)，施工時(shí)棄方于坡體中后部，打破了原有平衡，不均衡加載使滑體沿古滑面發(fā)生推移式滑動，為一典型的推移式滑坡，剪出口處的滑動距離約5-20厘米。

(2)滑坡被激活初期，由于地表水沿張裂縫灌入滑面，使其抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步降低，加速了滑坡的進(jìn)程。

二、古滑坡激活原因分析

激活原因

（3）滑坡整體滑動過程中，由于受基巖產(chǎn)狀的控制，滑體右側(cè)的位移速度明顯大于左部，并形成貫通性裂縫。

總之，古滑面和易滑地層(強(qiáng)-弱風(fēng)化泥巖)的存在是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)，坡體后部加載是滑坡發(fā)生的直接誘因，地表水的滲入又加速了這一進(jìn)程。二、古滑坡激活原因分析

根據(jù)模擬計(jì)算和綜合分析，Ⅰ?；录庸坦こ虒Σ?圖3-3)主要包括：卸載、反壓、巖土體改性高壓注漿、抗剪錨桿樁等：(1)卸載：清除了坡體表層的棄方，減小坡體下滑力；(2)回填反壓：利用清除的棄方及卸載土石方在滑體前進(jìn)行反壓，減小滑體下滑空間，增加下滑阻力；

三、工程對策

(3)巖土體改性：在古滑體表面打下向鉆孔實(shí)施高壓注漿，既可增加古滑面的抗滑力又實(shí)現(xiàn)了巖土體的整體改性，防止古滑體上上次生滑體的出現(xiàn)，一舉兩得；(4)在注漿孔內(nèi)插入2-3根螺紋鋼筋，穿過古滑面，形成抗滑錨桿樁，可進(jìn)一步增加古滑體的抗滑能力。三、工程對策實(shí)例3.祁臨高速公路古滑坡加固工程圖3-3Ⅰ?；轮卫砉こ虒Σ呤疽鈭D

2002年5月，古滑坡加固工程全部完工，監(jiān)測結(jié)果表明：采用卸載、反壓以及高壓注漿抗剪錨桿樁等工程措施后，古滑體的滑動被有效地控制，水平方向位移在5mm以內(nèi)，效果十分明顯，沒有再次出現(xiàn)任何新的激活跡象，加固工程取得了完全成功。

四、加固效果實(shí)例4祁臨高速公路路塹滑坡加固工程山西省祁臨高速公路K86＋234-k86＋587整個(gè)路塹邊坡(圖4-1)位于一古滑體上，開口線以外大部分為黃土覆蓋，部分坡段見有石炭系地層出露，巖性為含燧石條帶或團(tuán)塊的灰?guī)r和泥頁巖，黃土層見NW-SE向張裂縫，黃土陷穴(井)發(fā)育，呈串珠狀，極易產(chǎn)生次生滑坡。一、工程背景該段地貌形態(tài)屬低山剝蝕、侵蝕地貌?？傮w地勢北東高、南西低，最高海拔標(biāo)高為973米，最低標(biāo)高為888米，相對高差85米。除北部和南部有一小塊石炭系燧石條帶(團(tuán)塊)和泥頁巖出露外，其余均為第四系黃土所覆蓋，部分為農(nóng)田。一、工程背景該段路塹邊坡在開挖過程中不斷發(fā)生滑塌，設(shè)計(jì)院曾進(jìn)行了4次設(shè)計(jì)變更，均由于塌方嚴(yán)重而無法實(shí)施。直至放坡到1.5:1，滑塌仍然十分嚴(yán)重，滑塌體積達(dá)10000m3。

業(yè)主亟需提出一項(xiàng)新的、有效的技術(shù)方案對其進(jìn)行治理，2002年4月，我們承擔(dān)了這項(xiàng)任務(wù)。一、工程背景實(shí)例4.祁臨高速公路路塹滑坡加固工程圖4-1K86＋234-k86＋578路塹左邊坡滑塌

K86＋234-k86＋587路塹邊坡在開挖過程中經(jīng)常發(fā)生滑塌，經(jīng)分析其主要原因是：a.順坡向節(jié)理裂隙發(fā)育；b.泥頁巖吸水膨脹、風(fēng)化，強(qiáng)度大幅度降低甚至完全喪失；c.坡體一經(jīng)開挖即處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且隨著時(shí)間的推移，坡體位移不斷增大，最終導(dǎo)致滑坡的發(fā)生且難以制止。二、滑坡原因分析

工程對策

如上所述，含有大量易風(fēng)化的膨脹性泥巖，是邊坡滑塌失穩(wěn)主要原因，如繼續(xù)清坡，則可能導(dǎo)致更大規(guī)模的塌方，已不可能達(dá)到原設(shè)計(jì)清出穩(wěn)定坡面的要求，經(jīng)充分研究認(rèn)為：沿坡面建造護(hù)坡?lián)跬翂κ亲罴逊桨?，但具體實(shí)施，卻存在以下困難：三、工程對策及方案優(yōu)化工程對策

(1)如從坡腳到坡頂沿坡面全部建成擋土墻，工程量太大，反之，則可能發(fā)生未護(hù)坡面滾石危脅路面交通安全；

(2)坡面起伏大，難以確定擋墻參數(shù)

(3)難以保證施工過程中的安全。

三、工程對策及方案優(yōu)化方案優(yōu)化

鑒于上述原因，決定采用以中高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨桿為支擋手段的多臺階肋柱式擋土墻，可圓滿解決本段邊坡加固的所有問題：

(1)建成后坡面上形成的三個(gè)階梯平臺，可以有效地阻擋上部滑塌坡面的滾石危害。

(2)墻背與坡面間的填料經(jīng)注漿后，經(jīng)由預(yù)應(yīng)力錨桿將墻體、坡體連接為穩(wěn)定的整體。

(3)最終形成的坡面統(tǒng)一、美觀。

三、工程對策及方案優(yōu)化實(shí)例4.祁臨高速公路路塹滑坡加固工程圖4-2路塹高陡邊坡滑塌治理工程對策示意圖

監(jiān)測表明：鋼筋混凝土擋墻、中高壓注漿預(yù)應(yīng)力錨桿及底錨有效地控制了坡面上巖土體位移，水平方向位移為8cm左右，主要發(fā)生在坡體中上部，且加固區(qū)域附近位移很小，加固效果十分明顯，并且在這種加固措施實(shí)施后，沒有發(fā)生上部邊坡失穩(wěn)問題，完全滿足邊坡穩(wěn)定要求；四、加固效果擋土墻垂直位移量在2.5cm以內(nèi)，且這一部分位移量主要是由擋土墻自重所引起的，表明坡體的穩(wěn)定性良好。鋼筋混凝土擋墻最大水平位移均小于7mm，且臺階平臺沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，表明其完全處于穩(wěn)定狀態(tài)。四、加固效果預(yù)應(yīng)力錨桿樁最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在錨桿樁中部，達(dá)370kN，其底部承受的荷載最小，約50kN，錨桿樁端部荷載基本保持初始預(yù)應(yīng)力值，預(yù)應(yīng)力不但沒有衰減，而且略有增加；預(yù)應(yīng)力錨桿軸向力在初始階段有一個(gè)衰減過程，其預(yù)應(yīng)力損失大約為10%左右，而后隨著坡體的變形，錨桿軸向力逐步增加，最后穩(wěn)定在190KN左右。四、加固效果實(shí)例5錦州－－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

2000年10月，錦朝高速公路第十二合同段K90＋170～K90＋820段路塹開挖完成后，左坡先后發(fā)生兩次中等規(guī)模的滑坡。滑塌量達(dá)20000m3，局部伴隨著底鼓，整個(gè)路基施工處于停頓狀態(tài)。一、工程背景實(shí)例6.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-1滑坡段坡頂張裂隙實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-5削坡段坡面(臺階及坡頂已發(fā)現(xiàn)明顯張裂縫)工程地質(zhì)特征

(1)區(qū)域內(nèi)巖石較為單一，主要地層巖性白堊系砂巖及泥頁巖，互層狀產(chǎn)出，屬全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化單斜巖層。

(2)巖層的傾向和傾角在不同地段產(chǎn)狀有所變化，傾向的變化范圍在279°～351°之間；

(3)傾角的變化較大，在17～35°之間。

二、滑坡地質(zhì)構(gòu)造特征工程地質(zhì)特征

(4)從揭露的斷面觀察，砂巖及泥頁巖的層厚變化比較大，從0.5m至15m不等，但沿線路走向，出露在路基標(biāo)高以上的巖體，砂巖逐漸減少，泥頁巖出露逐漸增多，直至全為泥頁巖，其強(qiáng)度較低，尤其在飽水狀態(tài)下易膨脹，C、φ值急劇下降，甚至接近0，易造成邊坡剝離性滑塌。二、滑坡地質(zhì)構(gòu)造特征構(gòu)造特征

區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造帶，第一次出現(xiàn)滑坡后，為查明原因，曾進(jìn)行了補(bǔ)充勘察，此次勘察在K90＋314段查明一傾伏小褶曲構(gòu)造。褶曲呈反“S”型，軸面產(chǎn)狀為240°～250°，傾角30°～50°，褶曲處巖層雖然破碎，但其卻不是邊坡塌方的主因。

二、滑坡地質(zhì)構(gòu)造特征構(gòu)造特征巖體節(jié)理裂隙非常發(fā)育，RQD指標(biāo)非常低，可見的巖石塊度非常小，加之泥巖的抗風(fēng)化能力極差，開挖后，在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到全風(fēng)化狀態(tài)，此類巖體為碎裂結(jié)構(gòu)或散體結(jié)構(gòu)，這是造成邊坡塌方最主要的原因。二、滑坡地質(zhì)構(gòu)造特征水文地質(zhì)特征

據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)沒有明顯的蓄水構(gòu)造及含水層。路塹開挖后，原有的排水系統(tǒng)被破壞，而路床成為相對低點(diǎn)，山體接受大氣降水通過構(gòu)造裂隙在邊坡坡腳處排出并進(jìn)入路床，在路床上形成兩處（K90＋320、K90＋780）明顯的疏水通道。二、滑坡地質(zhì)構(gòu)造特征實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-7路面涌水現(xiàn)象實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-3滑坡段新揭露的未風(fēng)化泥質(zhì)頁巖實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-2風(fēng)化后的泥頁巖實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-4滑坡暴露的結(jié)構(gòu)面圖4K90＋314～K90＋525滑坡露出滑移面

圖3K90＋314～525滑坡段未風(fēng)化泥質(zhì)頁巖

圖5K90＋525～K90＋705削坡段坡面(臺階及坡頂已發(fā)現(xiàn)明顯張裂縫)實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程

圖6-6施工中的人行天橋路塹先后發(fā)生兩次滑坡，第一次滑坡滑體厚度15米左右，第二次為20米左右。兩次滑坡的總體積約9萬方，屬中型滑坡。該滑坡受張裂縫的控制，兩次滑坡只是時(shí)間上的差別，應(yīng)視為一個(gè)滑體，按照有關(guān)規(guī)范分類，該滑坡為推動牽引式滑坡。三、滑坡破壞模式

K90＋303車行天橋0＃橋臺加固方案

(1)預(yù)應(yīng)力底錨在橋臺的內(nèi)側(cè)基座布置一組高壓注漿預(yù)應(yīng)力底錨，錨固深度約20m，每根地錨由三根φ25螺紋鋼組成，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值300KN，安裝過程中實(shí)施2～3次高壓注漿。其主要目的在于：

四、加固方案

K90＋303車行天橋0＃橋臺加固方案

a.

一組底錨構(gòu)成一個(gè)樁群，這樣可以將橋臺承力層由滑動帶轉(zhuǎn)移到深部穩(wěn)定地層。

b.施加預(yù)應(yīng)力可強(qiáng)化底錨本身的抗剪性，既提高橋臺基礎(chǔ)的承載力，又穩(wěn)定了邊坡，一舉兩得。

d.實(shí)施高壓注漿，有效地封堵巖層的節(jié)理裂隙和軟弱結(jié)構(gòu)面，進(jìn)一步提高邊坡的整體穩(wěn)定性。四、加固方案

K90＋303車行天橋0＃橋臺加固方案

2.預(yù)應(yīng)力側(cè)錨保證橋臺的永久整體穩(wěn)定，還需要采取以下措施：

a.在橋臺基座外（朝向路面）側(cè)，布置三排預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)一步加強(qiáng)對橋臺的鎖定，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值180KN。

b.在橋臺上下的坡面上布置3排、4排預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿長度分別為10m、15m，錨桿排距為4m，間距3m，錨桿設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值為140KN。

四、加固方案

實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程圖6-9K90＋303車行天橋0＃橋臺加固方案

K90＋170～K90＋314左坡加固方案

(1)在一、二級邊坡上分別布置5排、6排錨桿，錨桿排距為4m，間距3m，錨固深度15m，傾角45°，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值140KN，錨桿安裝過程中進(jìn)行注漿。

(2)在坡面上布置泄水孔，將坡體內(nèi)積水排到坡腳邊溝中。四、加固方案

實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程圖6-8K90＋170～K90＋314左坡加固方案滑塌區(qū)K90＋314～K90＋525左坡加固方案

首先對頂部張裂隙進(jìn)行緊急處理，具體措施如下：

(1)將坡頂?shù)牧严短畛?、鏟平、壓實(shí)。

(2)為防止雨水滲入，在坡頂鋪一層0.5m厚的三合土類的隔水層。

(3)對于坡面裂隙，進(jìn)行注漿充實(shí)，坡面布置垂向抗滑錨桿，同時(shí)利用錨桿孔進(jìn)行分層高壓注漿。五、加固方案

滑塌區(qū)K90＋314～K90＋525左坡加固方案

為防止施工或運(yùn)行過程中路基再次隆起，采用一項(xiàng)特殊的施工技術(shù)——抗滑止水錨桿擋墻。具體措施是：

（1）在路基左側(cè)水溝位置，打三排垂直錨桿，錨桿體為一根φ32mm（或兩根φ25mm）螺紋鋼，錨桿排距為2m，間距2m，孔深8～10m。（2）在其安裝過程中，采用特殊施工工藝實(shí)施1～3次高壓注漿，終孔壓力為3～6Mpa。

五、加固方案

實(shí)例5.錦州－朝陽高速公路路塹滑坡加固工程圖6-10滑塌區(qū)K90＋314～K90＋525左坡加固方案

2002年初錦朝高速公路全線通車，監(jiān)測結(jié)果表明：加固后的橋臺及邊坡已完全穩(wěn)定至今，沒有引起任何新的滑坡失穩(wěn)問題，這足以證明我們所采取的技術(shù)方案是可行和有效的。六、加固效果

實(shí)例6廣州新寶利大廈深基坑加固廣州新寶利大廈位于市中心，擬建37層，設(shè)計(jì)建設(shè)三層地下停車場，基坑開挖深度12.6米。由于地價(jià)昂貴，業(yè)主強(qiáng)烈要求在有限的空間能得到充分地利用。緊挨基坑北側(cè)又有一所已被鑒定為危房的六層建筑物，南側(cè)有一條正在施工的地鐵線路，從而使該基坑的開挖與施工成了一項(xiàng)難度極大的工作，采用常規(guī)的止水及支護(hù)方法必須占用大量的平面空間，根本無法滿足業(yè)主的要求。一、工程背景實(shí)例6.廣州新寶利大廈深基坑加固

圖5-1廣州新寶利大廈基坑工程照片經(jīng)充分的研究與論證，決定打破常規(guī)，另辟蹊徑，采用專有技術(shù)及特殊的施工工藝，首創(chuàng)鉆孔樁與止水帷幕成一體的新技術(shù)（簡稱為鉆孔樁擋土隔水連續(xù)墻），在具體工程實(shí)踐中取得了巨大成功。

一、工程背景工程地質(zhì)情況

根據(jù)15個(gè)工程地質(zhì)鉆孔資料，場地巖土層自上而下共分為三層：①第四系人工填土層；②沖積層和風(fēng)化殘積層；③白堊系紅巖層。以上各層厚度變化劇烈，基坑底局部處于強(qiáng)風(fēng)化巖層，絕大部分處于沖積層內(nèi)。整個(gè)土層為粉質(zhì)粘土，呈紫紅色，稍濕，局部呈花斑狀，硬塑—堅(jiān)硬狀態(tài)。二、工程地質(zhì)及周邊狀況水文情況

場區(qū)內(nèi)地下水主要來源于第四系土層中的孔隙水和基巖中的裂隙水。由于整個(gè)巖土層的透水性較差，含水微弱，水文地質(zhì)情況相對簡單。但由于基坑頂部有一層厚度約為3-４米的雜填土層，土質(zhì)松散，極易接受和儲存大氣降水，而大量降水又易對周圍建筑造成地基下沉的嚴(yán)重后果。因此，本工程治水的重點(diǎn)應(yīng)集中在雜填土層水的封堵和治理上。二、工程地質(zhì)及周邊狀況周邊狀況

基坑北側(cè)有一座六層建筑物，是一所正在使用的小學(xué)校舍，建于30年代，基礎(chǔ)為4.5米深的木排樁，基本處于雜填土層，該建筑物已被廣州市有關(guān)部門鑒定為危房，而本大廈的征地紅線又緊貼該建筑物的基礎(chǔ)外墻（圖5-1）?；幽蟼?cè)有一條正在施工的地鐵線路，地鐵公司不允許采用常規(guī)的錨桿、土釘技術(shù)進(jìn)行深基坑的支護(hù)。

二、工程地質(zhì)及周邊狀況

總體看來，由于雜填土層松軟且富水，校舍又緊挨基坑，采用常規(guī)的基坑圍護(hù)方案必將以犧牲基坑的平面空間為代價(jià)，而要解決這一矛盾，首先要確定一套確實(shí)可行的止水方案，因此全部設(shè)計(jì)工作考慮的重點(diǎn)應(yīng)放在基坑北側(cè)止水方案的確定上。二、工程地質(zhì)及周邊狀況

在基坑的周邊