滑坡治理工程設(shè)計（ppt89頁）

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,第四部分：滑坡治理工程設(shè)計,,設(shè)計步驟,,（一）滑坡認識,,1,、勘察成果消化,,2,、外業(yè)勘察核實,,3,、綜合滑坡分析,,（二）滑坡治理工程設(shè)計（以抗滑樁為例）,,1,、滑坡設(shè)計原則及應重點考慮的問題,,2,、滑坡穩(wěn)定性分析,,3,、指標反算,,4,、推力計算,,5,、內(nèi)力計算,,6,、配筋設(shè)計,,7,、割筋設(shè)計,,8,、設(shè)計圖紙,,9,、工程預算,,滑坡防治工程設(shè)計的技術(shù)規(guī)定,,1.,防

2、治工程設(shè)計的前期階段工作和設(shè)計的概念,,滑坡防治工程設(shè)計前期階段工作設(shè)計文件是沿用鐵路工程設(shè)計的習慣分數(shù)和稱謂,.,,滑坡防治工程設(shè)計應經(jīng)過項目建議書、防治工程可行性研究、防治工程初步設(shè)計、防治工程施工圖設(shè)計等多個不同過程的研究和設(shè)計，必要時還有補充施工圖設(shè)計。它們對應的前期勘察階段分別是：可行性研究勘察、初,(,步,),勘,(,察,),階段、詳,(,細,),勘,(,察,),階段和施工勘察階段。,,而設(shè)計階段則又是一回事，它一般分為一階段設(shè)計和二階段設(shè)計，除非特殊要求才有三階段設(shè)計；畢竟滑坡防治工程相對于鐵路、公路和其他如橋梁、隧道等大中型工程而言規(guī)模要小一些，在設(shè)計階段的選擇上很少有技術(shù)設(shè)計

3、的過程，反而常有補充施工圖設(shè)計的過程。一階段設(shè)計只做施工圖設(shè)計初步和施工圖設(shè)計，三階段設(shè)計包括初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計。如一階段初步設(shè)計、一階段施工圖設(shè)計；二階段初步設(shè)計、二階段施工圖設(shè)計。這個階段就不同于的階段，如這個階段只規(guī)定初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計為階段，而不講可行性研究等作為階段，如不經(jīng)過初步設(shè)計直接進行施工圖設(shè)計的就叫一階段施工圖設(shè)計，既作初步設(shè)計又做施工圖設(shè)計的設(shè)計文件。如果是初步設(shè)計就叫二階段初步設(shè)計，是施工圖設(shè)計的就叫二階段施工圖設(shè)計。,,防治工程設(shè)計依據(jù),,防治工程設(shè)計的主要依據(jù)有三種。第一是合同協(xié)議意向書等法律性文件，這是進行防治工程設(shè)計和使防治工程文件有效的首

4、要條件，至于合同鑒定后的設(shè)計變更，則是另一回事，它只需會議紀要等即可；第二是前期提供的有關(guān)設(shè)計項目的前期調(diào)查報告、勘察文件、收集的資料等技術(shù)性文件資料；第三是相關(guān)規(guī)范與標準。,,目前，主要引用和參考的規(guī)范有,,《,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50007-2002,）,,《,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范,》,（,GB50330-2002,）,,《,公路路基設(shè)計規(guī)范,》,（,JTGD30-2004,）,,《,鐵路路基支檔結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,》,（,TB10025-2001,）,,《,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50010-2002,）,,《,建筑抗震設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50011-2001,）,,《

5、,公路工程技術(shù)標準,》,（,JTGB01-2003,）,,《,堤防工程設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50286-98,）,,,《,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50003-2001,）,,《,錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范,》,（,GB50086-2001,）,,《,水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范,》,（,DL5353-2006,）,,《,地質(zhì)災害防治工程設(shè)計規(guī)范,》,（,GB50029-2004,）,,《,滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范,》,（,DZ50029-2006,）,,《,三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災害防治工程設(shè)計要求,》,（,2004.12,）,,《,公路設(shè)計手冊,—,路基,》,,等其它國家現(xiàn)有規(guī)范。,防治工

6、程設(shè)計依據(jù),,,防治工程分級,,同樣是一個滑坡，其危害對象可能是城鎮(zhèn)居民、工礦企業(yè)、道路橋梁，不同的危害對象可能造成不同的經(jīng)濟損失，則對該滑坡的防治力度的要求就不同。因此可通過分級予以定位，最后體現(xiàn)在不同的安全系數(shù)，或不通過分級直接在安全系數(shù)的取值來反映。,,對于公路滑坡，其防治工程力度一般隨著倍防護工程的安全級別確定而通過安全系數(shù)自然確定，這樣通過綜合判斷，直接定安全系數(shù)而無需分級。而對于非公路邊坡可另作規(guī)定，如三峽庫區(qū)三期工程將地質(zhì)災害防治工程分為三級；而工程等級的確定則是通過危害對象，危害人數(shù)和可能造成的經(jīng)濟損失三項指標中的兩項,,地質(zhì)災害防治工程分級,級別,,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,危害對象,,縣

7、級和縣級以上遷建城市,主要遷建集鎮(zhèn)、省道和國道、橋梁,移民遷建居民點、一般工礦企業(yè),,,受災對象與損失,危害人數(shù)（人）,﹥,2000,2000~300,﹤,300,,可能經(jīng)濟損失（萬元）,﹥,10000,10000~2000,﹤,2000,,水電水利工程邊坡分類和級別劃分,類 別,,,級 別,A,類,,樞紐工程區(qū)邊坡,B,類,,水岸邊坡,,Ⅰ,級,影響,1,級水工建筑物安全的邊坡,滑坡產(chǎn)生危害性涌浪或滑坡災害可能危及,1,級建筑物安全的邊坡,,Ⅱ,級,影響,2,級、,3,級水工建筑物安全的邊坡,可能發(fā)生滑坡并危及,2,級、,3,級建筑物安全的邊坡,,Ⅲ,級,影響,4,級、,5,級水工建筑

8、物安全的邊坡,,要求整體穩(wěn)定而允許部分失穩(wěn)或緩慢滑落的邊坡,,設(shè)計工況,,,設(shè)計工況將滑坡所處位置的發(fā)育條件、誘發(fā)因素尤其水的影響作用而定，一般情況下有以下幾種。,,工況,1,（持久工況）：自重,+,地表荷載,+,正常地下水,,工況,2,（短暫工況）：自重,+,地表荷載,+N,年一遇暴雨,,工況,3,（偶然工況）：自重,+,地表荷載,+,正常地下水,+,地震,,工況,4,（偶然工況）：自重,+,地表荷載,+ N,年一遇暴雨,+,地震,,而三峽庫區(qū)三期共有,5,個工況即：,,工況,1,：自重,+,地表荷載,+,水庫特征水位,+ N,年一遇暴雨（,q,枯）,,工況,2,：自重,+,地表荷載,+,水

9、庫特征水位,+ N,年一遇暴雨（,q,全）,,工況,3,：自重,+,地表荷載,+,水庫水位從,175.0m,降至,145.0m+ N,年一遇暴雨（,q,枯）,,工況,4,：自重,+,地表荷載,+,水庫水位從,162.0m,降至,145.0m+ N,年一遇暴雨（,q,全）,,工況,5,：自重,+,地表荷載,+ N,年一遇暴雨（,q,全）,,其中，,N,對于,Ⅰ,、,Ⅱ,、,Ⅲ,級滑坡工程分別為,50,年、,20,年、,10,年一遇期。,,安全系數(shù),,安全系數(shù)一般是根據(jù)滑坡保護工程的重要性，滑坡防治工程分級，對于滑坡規(guī)模，性質(zhì)和成因的了解程度而定。如對公路而言一般工程可取,K=1.10~1.25,

10、，對重要工程可取,K=1.25~1.30,，若在地震作用下,K=1.05~1.10,,對三峽三期防治工程，不同工況下的安全系數(shù)規(guī)定如下,涉水或非涉水工程,水庫運行水位,工況編號,荷載組合,最小安全系數(shù),,,,,,,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,涉,,水,,工,,程,靜,,止,,水,,位,1,自重,+,地表荷載,+,水庫特征水位,+ N,年一遇暴雨（,q,枯,）,1.25,1.20,1.15,,,2,自重,+,地表荷載,+,水庫特征水位,+ N,年一遇暴雨（,q,全,）,1.25,1.20,1.15,,水,,位,,降,,落,3,自重,+,地表荷載,+,水庫水位從,175.0m,降至,145.0m+ N,年一遇暴雨

11、（,q,枯,）,1.20,1.15,1.10,,,4,自重,+,地表荷載,+,水庫水位從,162.0m,降至,145.0m+ N,年一遇暴雨（,q,全,）,1.20,1.15,1.10,非涉水工程,,5,自重,+,地表荷載,,+ N,年一遇暴雨（,q,全,）,1.20,1.15,1.10,,滑坡設(shè)計中應考慮的問題,1,對包括勘察資料在內(nèi)的一切與滑坡有關(guān)的背景資料、歷史資料、監(jiān)測數(shù)據(jù)圖紙等資料進行分析總結(jié)，既要盡可能利用到前期成果又不可輕信。以上偏失的數(shù)據(jù)和分析意見，要有通過自己的深入分析，總結(jié)出更深刻的屬于自己的認識。,,2,工程的可行性,,3,工程的先進性,,4,工程與工程間的協(xié)調(diào)性,,5,

12、工程與環(huán)境的完美結(jié)合,,6,工程的可實施性,,7,工程的耐久性和長期安全性,,8,設(shè)計中慎重注意的問題：樁長問題、質(zhì)量問題、應急預案和事先預測。,,,滑坡設(shè)計中應考慮的問題,,滑坡推力計算,,,滑坡推力計算是防滑工程設(shè)計所必須的工作內(nèi)容，初涉滑坡防治工作的技術(shù)人員往往覺得難以把握。,,滑坡推力計算主要涉及以下內(nèi)容：,,,1,、滑坡推力的計算范圍；,,,2,、計算公式的選擇；,,,3,、滑帶各段強度指標（,c,、,φ,）,值的選??；,,,4,、附加力的考慮與確定；,,,5,、安全系數(shù)的確定；,,,6,、計算推力的校核。,,滑坡推力計算范圍的確定,,,1,、首先從地質(zhì)分析上劃分各滑動條塊，各條分別

13、計算。,,,2,、同一條滑坡是否分級及前后級之間的關(guān)系。一般只計算到貫通裂縫的一級，若前面穩(wěn)定后面自然會穩(wěn)定。,,,3,、多層滑面應分層計算其滑坡推力,。,,計算公式的選擇,,計算方法很多，應根據(jù)不同滑面情況選擇，一般多用分塊推力傳遞系數(shù)法。,,,第,i,塊的,剩余下滑力為：,,,E,i,,=,KW,i,sinα,i,,-,W,i,,cosα,i,tgφ,i,,– C,i,L,i,+E,i-1,Φ,i,,式中：,K —,安全系數(shù)，一般取,K=1.10,~,1.25,；,,,W,i,,—,第,i,塊,滑體的重量，,KN,；,,,α,i,—,第,i,塊滑體滑面傾角，度；,,,C,i,,—,第,i

14、,塊滑體滑帶土的黏聚力，,Kpa,；,,,φ,i,—,第,i,塊滑體滑帶土的內(nèi)摩擦角，度；,,,L,i,—,第,i,塊滑體滑面的長度，,m,；,,,,E,i-1,—,第,I-1,塊滑體滑面?zhèn)鹘o第,i,塊滑體的剩余下滑力；,,,Φ,i,—,傳遞系數(shù)。,,,Φ,i,=,cos,（,α,i,–α,i-1,）,–,,sin,（,α,i,–α,i-1,）,tgφ,i,,,滑帶各段抗剪強度指標（,c,、,φ,）值的選取,,,1,、由于地質(zhì)條件和土性的差別很大，不同滑坡,c,、,φ,值差別較大。取樣試驗因取樣代表性、試驗方法等問題導致數(shù)值分散，故至今國內(nèi)外均是參考試驗值并結(jié)合經(jīng)驗值，用反算法求主滑段,c,、

15、,φ,值。,,,2,、試驗法。既要做原狀土的，更要做重塑滑帶的不同含水量下的（天然、塑限、軟塑狀態(tài)）峰值強度和殘余強度。,,3,、,經(jīng)驗數(shù)據(jù)對比是指同類地質(zhì)條件下同類型滑坡滑帶土指標的類比。牽引段和抗滑段巖性變化和,c,、,φ,值變化小，可據(jù)經(jīng)驗選取。,,,4,、反算法，主要是反算主滑段,c,、,φ,值。,,（,1,）首先判定滑坡當前的穩(wěn)定度，如,1.0,、,0.98,、,1.02,等；,,（,2,）一個平衡斷面方程求一個指標，兩個平衡斷面方程聯(lián)立求,c,、,φ,兩個值，也可用圖解法求。,,（,3,）有條件恢復滑前極限平衡狀態(tài)時，用極限平衡斷面反求；若無法恢復原斷面時（如古老滑坡），只能以現(xiàn)有

16、穩(wěn)定斷面反求。,,,附加力的考慮,,,1,、地震力的考慮（,7,度以上地震區(qū)考慮）；,,,2,、靜、動水壓力的考慮；,,,3,、滑體浸入水下浮力的考慮；,,,4,、其它附加力的考慮。,,安全系數(shù)的確定,,,1,、對滑坡性質(zhì)等了解的程度，清楚者取小、不清楚者取大；,,,2,、保護對象的重要性，重要者取大值；,,,3,、滑坡的危害性，危害大者取大值；,,,4,、臨時工程取大值，永久工程取大植。,,計算推力的校核,,,,1,、從當?shù)匾驯黄茐慕ㄖ锏膹姸却_定其下限值；,,,2,、從當?shù)鼗录舫隹诤涂够位w厚度界定滑坡推力下限值（如被動土壓力）；,,,3,、從類似滑坡性質(zhì)和規(guī)模比擬滑坡推力值。,,滑坡

17、治理工程分項設(shè)計,,沖刷防護,,滑坡坡腳受到江、河水流、波浪的沖刷，是坡體穩(wěn)定性惡化，產(chǎn)生災害，因此，應根據(jù)滑坡重要性和工程的要求，進行必要的沖刷防護。,,沖刷防護工程一般分為：,,直接防護：,間接防護：改變水流方向（改變沖刷部位），形成新的,,河軸線,改河工程：改變河道,,沖刷防護工程常用類型及適用條件,,1,、拋石防護,,此類防護應用很廣，對經(jīng)常浸水且水深較深地段的路基邊坡防護及洪水季節(jié)防洪搶險時更為常用。,,材料 石料（要求質(zhì)地堅硬，耐凍且不宜風化崩解），缺少石料地區(qū)也可用預制混凝土塊作為拋投材料。,,結(jié)構(gòu),,1,）拋石的尺寸：保持石堆的穩(wěn)定為前提,,－－拋石堆頂上石塊的穩(wěn)定計算,,,

18、實驗表明，這種情況下石塊的穩(wěn)定受滑動控制。因此，可建立水流沖擊力與石塊摩擦力的平衡方程，得到：,,,,2),拋石堆的坡度和頂寬：,,水下邊坡不宜陡于,1:1.5,，當水較深，水流較大時，不宜陡于,1:2,～,1:3,。,,頂寬：不應小于所用最小石塊尺寸的,2,倍（,2D,）。,,3),斷面形式,,－岸坡和已有路基邊坡,,（斷面形式見下頁）,,施工注意事項：,,－為了使拋石堆有一定的密度，宜用不小于計算,D,尺寸的大小不同的石塊摻雜拋投。,,－除防洪搶險外，一般應于枯水季節(jié)施工。,,,2,、干砌片石護坡,單層,雙層,夯實整平邊坡,先作,1—2,層砂、礫石墊層，,墊層厚,10—15Cm,。,坡腳基

19、礎(chǔ)作法,墁石鋪砌（沖刷深度,1.0m,時）,,,漿砌片石腳墻（沖刷深度,1.0m,時）,,,3,、漿砌片石護坡,,,—,材料：堅硬石塊 抗壓強度應大于,30MPa,，,,,耐凍，不易崩解，風化,,砂漿：一般,75,，嚴寒地區(qū),100,。,,3—,結(jié)構(gòu)：,,—,墊層：,10-15cm,（,卵礫石墊層）,,,—,護坡厚度,d,：,一般不小于,30cm,，,V>=6m/s,時，采用,d,＝,50~60cm,，,也可計算：如右圖,,4,、混凝土板護坡,,,材料：混凝土板：,C,15,,嚴寒地區(qū)：,C,20,,結(jié)構(gòu),： （見下頁圖）,,－混凝土板尺寸,,－混凝土中的孔眼,,－墊層,,為了鋪設(shè)時受力

20、均勻，設(shè)砂礫石、卵礫石墊層，厚度一般,10~15cm,,,石籠內(nèi)充填：堅硬不易崩解的卵石、塊石；塊徑應大于網(wǎng)孔尺寸。,5,、石籠防護,,,2),石籠網(wǎng)：長方體和圓柱體,,,排水工程,,在邊坡上設(shè)置地表和地下排水系統(tǒng)的目的在于減少地表水入滲、降低地下水位，增強邊坡穩(wěn)定性，實踐證明：完善的排水系統(tǒng)對于邊坡穩(wěn)定具有重要作用，并作為一種重要的輔助工程措施，與抗滑結(jié)構(gòu)一道成為邊坡工程整治的重要手段。,,排水系統(tǒng)的設(shè)計應結(jié)合邊坡工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及降雨條件，制定地表排水、地下排水的設(shè)計方案。,,地表排水系統(tǒng)的工程設(shè)計標準應根據(jù)防護對象等級所確定的防洪標準予以確定；,,地下水排水工程應根據(jù)滑動面位置、

21、含水層與隔水層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地下水位動態(tài)變化特征等因素采用排水隧道、仰斜排水孔等工程措施。,,地表排水系統(tǒng)設(shè)計,,地表匯水流量計算,,,,缺乏相關(guān)資料時，可按如下經(jīng)驗公式計算：,,排水溝斷面形狀可為矩形、梯形、復式、,U,形等。其中矩形、梯形排水溝具有施工方便、易于維修清理，較大的水力半徑等原因而應用最為廣泛，在排水設(shè)計中宜優(yōu)先考慮。,,地表排水工程水力設(shè)計，應確定排水溝斷面或校核已有排水溝過流能力，排水溝過流量按下式計算,C,,流速系數(shù)可以根據(jù)巴浦洛夫共識或滿寧公式計算,,,地下排水系統(tǒng)設(shè)計,,攔截坡體深層地下水、降低地下水位，可在坡體內(nèi)部設(shè)置橫向排水隧道，與地下水流向基本垂直；縱向排水隧道

22、可設(shè)置在坡體內(nèi)部，兩側(cè)設(shè)置與地下水流向基本垂直的分支截排水隧道或仰斜排水孔,配有排水孔的截排水地下隧道排水能力可按下式計算,,抗滑樁設(shè)計,,,抗滑樁設(shè)計的要求,,（,1,）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足設(shè)計要求值，保證滑體不越過樁頂，不從樁間擠出,,（,2,）樁身要有足夠的強度和穩(wěn)定性，樁的斷面和配筋合理，能滿足樁內(nèi)應力和樁身變形的要求,,（,3,）樁周的地基抗力和滑體的變形在容許范圍內(nèi),,（,4,）抗滑樁的間距、尺寸、埋深等都較適當，保證安全、方便施工，并使工程量最省。,,抗滑樁設(shè)計的任務就是根據(jù)以上要求，確定抗滑樁的樁位、間距、尺寸、埋深、配筋、材料和施工要求等,,包括：滑坡推力、受荷段地層抗力、錨

23、固段地層抗力、樁側(cè)摩阻力和粘著力及樁底應力等,,（,1,）,滑坡推力作用,：作用于滑面以上部分的樁背上，假定與滑面平行。每根樁承受的樁距（中至中）范圍內(nèi)的滑坡推力。推力分布根據(jù)滑坡具體情況可以為矩形、三角形和梯形。,,（,2,）,樁前滑體抗力,：根據(jù)設(shè)樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況，抗滑樁可分為懸臂式和全埋式兩種。,,（,3,）,錨固段抗力,：當錨固段樁周巖土處于彈性變形階段時，可按彈性力計算；,,樁周摩阻力、粘著力以及抗滑樁的基底應力 一般不予考慮。,作用于抗滑樁的外力,,抗滑樁的計算寬度,,,對不同截面形狀的樁，土體的影響范圍也不相同。為了將空間的受力簡化為平面受力，并考慮樁截面形狀的影響

24、，將樁的設(shè)計寬度（或直徑）換算成相當于實際工作條件下的矩形樁寬度,B,P,，稱為樁的計算寬度。,矩形樁：,B,P,＝,b,＋,1 (b,為樁正面邊長,),,圓形樁：,B,P,＝,0.9(d,＋,1),（,d,為樁直徑）,,地基系數(shù),，常用,K,表示，是樁側(cè)巖土體的彈性抗力系數(shù)簡稱，基床系數(shù)隨深度變化規(guī)律：,,（,1,）基床系數(shù),K,不隨深度變化，對于較完整的巖層地基，可以認為基床系數(shù)為一場量，即,K,＝,CON,。采用這種基床系數(shù)計算樁內(nèi)力的方法稱為“,K,”,法。,,（,2,）對于風化破碎巖層或密實土層地基，認為基床系數(shù)隨深度成正比例增加， 比例系

25、數(shù),m,通常根據(jù)試驗實測或參考規(guī)范確定。按這種基床系數(shù)變化規(guī)律計算樁截面內(nèi)力的方法通常稱為“,m,”,法。,,（,3,）基床系數(shù),K,隨深度成拋物線規(guī)律增加， 比例系數(shù),c,可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定。,,剛性樁與彈性樁的區(qū)分,根據(jù)樁和樁周巖土的性質(zhì)，若樁的位置發(fā)生偏離但樁軸線仍保持原來的線型，樁的變位系樁周巖土變形所致，這樣的樁稱為剛性樁；若樁的位置和樁軸線同時發(fā)生改變，即樁和樁周巖土同時發(fā)生變形，則稱其為彈性樁。,按,K,法計算,,當,βh,≤1.0,時，抗滑樁屬剛性樁；,,當,βh,>1.0,時，抗滑樁屬彈性樁。,按,m,法計算,,當,αh,≤2.5,時，抗滑樁屬剛

26、性樁；,,當,αh,>2.5,時，抗滑樁屬彈性樁。,β,為樁的變形系數(shù),α,為樁的變形系數(shù),,樁的平面布置與樁的埋置深度,樁的平面布置與樁的埋置深度問題是抗滑樁設(shè)計的關(guān)鍵,,樁的平面位置及間距,,滑坡體上部，滑動面陡，拉張裂縫多，不宜設(shè)樁；中部滑動面往往較深且下滑力大，亦不宜設(shè)樁；下部滑動面較緩，下滑力較小或系抗滑地段，經(jīng)常是較好的設(shè)樁位置。實踐表明，對地質(zhì)條件簡單的中小型滑坡，宜在滑體前緣設(shè)一排抗滑樁，布置方向應與滑體滑動方向垂直或接近垂直。對于軸向很長的多級滑動或推力很大的滑坡，宜設(shè)兩排或多排抗滑樁分級處治，也可采用在上部設(shè)抗滑樁，下部設(shè)擋土墻聯(lián)合防治。當滑坡推力特大時，抗滑樁在平面上可按

27、品字形或梅花形交錯布設(shè)，必要時，還可考慮采用其它型式的抗滑樁。,,抗滑樁的間距,,受滑坡推力大小、滑體土的密實度和強度、樁的截面尺寸、樁的長度和錨固深度，以及施工條件等多種因素影響，目前尚無較成熟的計算方法。合適的樁距應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。也就是說，可按樁間土體與兩側(cè)被樁所阻止的土體的摩擦力大于樁所承受的滑坡推力來估算。有條件時可通過模擬試驗，取得土體能形成土拱的樁間距值，并結(jié)合實踐經(jīng)驗來考慮樁的間距。一般情況下，當滑體完整、密實或滑坡推力較小時，樁間距可取大些；反之，則應取小些。此外，滑坡主軸附近樁距應小些，兩側(cè)邊部樁距應大些。目前樁距一般選用,6,～

28、,10m,。,,抗滑樁的錨固深度,,樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層的適宜錨固深度，與該地層的強度、樁所承受的滑坡推力、樁的相對剛度以及樁前滑體對樁的反力等因素有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑面以下地層的側(cè)向壓力不得大于該地層的容許側(cè)向抗壓強度，樁基底的最大壓應力不得大于地基的容許承載力。,,根據(jù)實踐經(jīng)驗，常用的錨固深度，對于土層或軟質(zhì)巖層約為,1/3,～,1/2,樁長；對于完整且較堅硬的巖層可采用,4,～,6m,長。,,抗滑樁計算,,下面簡單介紹彈性樁按彈性抗力法計算的基本原理，其中地基系數(shù)采用“,m,”,法。,圖所示為滑面以下部分樁身，滑面以上部分懸臂梁對其產(chǎn)生水平力,H0,和彎矩,M0,作用。在荷

29、載作用下，樁將發(fā)生撓曲，支承樁的彈性介質(zhì)（土）將產(chǎn)生連續(xù)分布的水平抗力。忽略由于樁撓曲引起的豎向摩擦阻力，則各截面僅有水平向地基土反力。,,根據(jù)靜力平衡條件，樁的各物理量之間存在如下關(guān)系：,,,,按“,m,”,法時，有,p,＝,mzyb,0,，代入公式整理得到,樁的特征值,,由冪級數(shù)法可以求得其解,,當?shù)孛嫣幫瑫r作用,H,0,、,M,0,時，,地面處樁的水平位移,y,0,和轉(zhuǎn)角,為,,由此可以求出距地面任意深度處樁身的位移、轉(zhuǎn)角及樁身截面彎矩、剪力和樁側(cè)土的水平應力。,,抗滑樁正截面設(shè)計,抗滑樁一般按受彎構(gòu)件設(shè)計，配筋時按單筋矩形梁考慮，正截面受彎承載力計算公式：,,,混凝土受壓區(qū)高度按下式計

30、算：,,,,,,式中為相對界限受壓高度,.,,矩形截面受彎正截面示意圖,,,混凝土受壓區(qū)等效矩形應力圖系數(shù),,,,強度,≤,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,a,1.0,0.99,0.98,0.97,0.96,0.95,0.94,,最大彎矩處配筋 抗滑樁截面的最大彎矩為，則設(shè)計彎矩為：,,,,式中： 為結(jié)構(gòu)物重要性系數(shù)，對于安全等級取一級的取,1.1,，對于安全等級取二級的取,1.0,，三級的建筑物取,0.9,； 為受彎構(gòu)件安全系數(shù)，取,1.35,～,1.40,。,,,截面有效高度 ，其中,h,為樁截面原始高度；,a,為受力鋼筋砂漿保護層厚度

31、，一般取,0.10,～,0.15m,。則計算截面的實際受壓區(qū)高度系數(shù)為：,,,,,若成立，則鋼筋設(shè)計面積：,,選取鋼筋直徑為,d,，則主筋根數(shù)為：,,驗算鋼筋配筋率如下：,若,和,同時成立，則滿足要求，否則需要重新配筋。,,其它縱向受力鋼筋的驗算與,鋼筋相同。,,抗滑樁斜截面設(shè)計,矩形截面的受彎構(gòu)件其受剪截面應符合下列條件：,,,當 時,,當 時,,當 時,,V,按線性內(nèi)插確定,,,其中，斜截面上最大剪力,V,按下式確定：,,,,普通混凝土矩形、,T,形何,I,形截面的一般受彎構(gòu)件，當符合下式要求時，

32、可不進行截面的受彎承載力計算，僅需根據(jù),《,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,》,的有關(guān)規(guī)定按構(gòu)造要求進行配置箍筋?？够瑯秲?nèi)不設(shè)置斜筋，可采用調(diào)整箍筋的直徑、間距和樁身截面尺寸滿足斜截面的抗剪強度。當這些受彎構(gòu)件僅配置箍筋時，其截面的受剪承載力應符合下列規(guī)定：,,,,,,,式中： 為配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；,n,為在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)； 為單肢箍筋截面面積；,s,為沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距； 為箍筋抗拉強度設(shè)計值，按規(guī)范規(guī)定取值。,,一般抗滑樁截面符合 ，故應驗算最大剪力設(shè)計值 是否滿足條件，若

33、不滿足條件則應調(diào)整抗滑樁的截面或提高混凝土強度。在斜截面滿足上述要求下，進行箍筋配置設(shè)計，看是否需要按構(gòu)造配置箍筋，若需要配置箍筋，則按下面要求配置：,,,箍筋面積：,,箍筋間距：,,,實際配筋率,：,最小配筋率：,,然后驗算,是否成立。,,,樁板墻,板樁墻承受水平土壓力作用，通過樁底端的錨固段提供的被動土壓力來保持穩(wěn)定。根據(jù)有無錨栓及支撐情況，把板樁墻分為：懸臂式板樁墻、錨定板式板樁墻、內(nèi)支撐式板樁墻。應用最為廣泛的是懸臂式板樁墻。,懸臂式板樁擋土墻的破壞，一般是繞底端以上,o,點轉(zhuǎn)動，這樣，在轉(zhuǎn)動點,O,以上的前側(cè)及,O,點以下的墻身后側(cè)將產(chǎn)生被動土壓力，在墻身后側(cè)及,O,點以上部分將是主

34、動土壓力作用。,,根據(jù)力矩平衡條件可得,將計算求得的板樁入土深度，再提高,20,％作為實際板樁入土深度，則板樁總長度為：,板樁最大彎矩截面處，對應的剪力為零，由此可確定其截面位置,板樁最大彎矩為,,擋土板既可現(xiàn)澆，也可采用預制板拼裝。若采用預制板時，其混凝土強度等級不低于,C20,，界面一般為矩形、槽形，也可采用空心板。擋土板厚度不得小于,200mm,，板塊不得小于,300mm,，多采用,500mm,。板在樁上的搭接長度各端不得小于,1,倍板厚。,,預應力錨索抗滑擋土墻,為了改變普通重力式抗滑擋墻受力不合理，適用范圍狹窄的局限性，預應力錨索抗滑擋墻充分發(fā)揮預應力錨固技術(shù)和普通重力式抗滑擋土墻這

35、兩種抗滑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，以最佳的組合達到最有效地整治滑坡的目的。,,通過施加在普通重力式抗滑擋墻上的垂直向預應力荷載和擋墻自身重力所產(chǎn)生的摩擦阻力來平衡滑坡推力。預應力荷載既能提高重力式擋墻的抗滑和抗傾覆能力又能提高擋墻墻體的抗剪強度，因而可以大大減小抗滑擋墻的截面尺寸和基礎(chǔ)埋深，減少墻體工程量及基礎(chǔ)開挖方量，從而降低整治滑坡的工程造價，并能拓寬適用范圍，不僅能用于中小型滑坡的整治，甚至可用于大型滑坡的整治，使重力式抗滑擋墻這一傳統(tǒng)的滑坡整治結(jié)構(gòu)得到新生。,,通過施加在抗滑擋墻上的強大預應力荷載提供的摩擦阻力來平衡作用在擋土墻上的滑坡推力，并能提供較大的抗傾覆力矩，防治抗滑擋墻發(fā)生傾倒破壞。同時，

36、預應力錨索的存在，可以加強抗滑擋墻自身的抗剪強度，防止抗滑擋墻發(fā)生剪切破壞。,,抗滑擋土墻可以就地取材，采用漿砌片石砌筑。由于這里的抗滑擋墻不再僅僅依靠自身的重力產(chǎn)生的摩擦阻力來平衡滑坡推力，因而，抗滑擋墻的截面尺寸不必做得太大，基礎(chǔ)埋設(shè)深度也可以減小。,,抗滑擋墻的抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)為,為預應力錨索抗滑擋墻的抗滑的穩(wěn)定系數(shù)，一般要求,大于,1.3,,抗傾覆穩(wěn)定性,為預應力錨索抗滑擋墻的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，一般要求大于,1.6,,,根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計算得到的預應力錨索抗滑擋墻基礎(chǔ)底面的壓力，其值應符合以下兩式的要求：,對墻體抗剪進行驗算,最后，根據(jù)驗算結(jié)果進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,,,預應力錨索,預應力錨索體系能

37、夠及時主動地將拉力傳遞到巖土體上，充分發(fā)揮巖體的自承潛力，改善巖土體的應力狀態(tài)，增強巖土體的強度和穩(wěn)定性，減輕支護結(jié)構(gòu)的自重，控制工程的有害變形的發(fā)展，節(jié)約工程材料，并能保證施工的安全與穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。預應力錨固技術(shù)具有獨特的工程效應、施工工藝簡便、用途廣泛、造價經(jīng)濟的等特點，近二、三十年來預應力錨固技術(shù)在工程建設(shè)中的應用發(fā)展迅速，廣泛運用于道路工程、地下工程支護、巖土邊坡加固、水工結(jié)構(gòu)工程、高邊坡支護以及深基坑支擋。,,預應力錨索的設(shè)計就是根據(jù)錨固地層的工程地質(zhì)條件，計算外荷載，根據(jù)計算荷載決定錨桿布置和安設(shè)角度、錨固體尺寸、自由段長度等,由預應力錨索提供的抗滑力為,錨索錨固

38、段長度,,當獲得了滑坡推力后，根據(jù)確定的錨索間距及沿滑動方向上的錨索布置排數(shù)計算單根錨索的錨固力,,預應力錨索設(shè)計中的一些技術(shù)問題,,錨固角度的確定,,,錨索傾角受多種因素的影響，如施工條件、滑動面傾角、錨索提供的抗滑力以及經(jīng)濟方面的考慮等。一般錨索設(shè)置方向水平下傾，當單位長度錨索提供的抗滑力增量最大時，認為錨索的傾角為最優(yōu)錨固角。,,在此角度下，錨索能提供最大的抗滑力，但這種情況下，錨索的總長度比較長，成孔及灌漿難度大，達不到經(jīng)濟的目的。因此，從方便施工、既比較經(jīng)濟，又能提供比較大的抗滑力，一般選用的錨固角度為：,,預應力錨索的設(shè)置間距,,錨索間距取決于錨固力設(shè)計值、錨索直徑、錨固長度等因素

39、，應以所設(shè)計的錨固力能對巖體提供最大的張拉力為準。設(shè)置的間距過小，群錨效應很顯著，會減輕錨索的錨固效果；間距太大，單根錨索分擔的荷載大，同時不能形成有效的擠壓帶。,,錨索間距的選擇，可參考以下幾個準則：,,日本準則：錨索間距規(guī)定在,1.5m,以上；,,美國準則：規(guī)定,6,倍以上內(nèi)錨固段直徑間距；,,FIP,準則：規(guī)定,4,倍以上內(nèi)錨固段直徑間距或,2.0m,以上,,BS,準 則：規(guī)定防止巖崩的錨索間距在,1.5m,以上。,,國內(nèi)外工程實踐表明：錨索間距一般在,10m,以內(nèi)，對于斜坡巖體上的永久加固，要求錨索間距不宜超過,4-6m,。,,預應力錨索錨固段破裂面形狀,,在極限抗拔荷載作用下，錨桿（

40、索）的破裂面形狀有各種不同的假設(shè)，最簡單的假設(shè)是錨桿（索）沿漿體與巖土體的接觸面破壞,,錨索錨固段側(cè)阻力,,是預應力設(shè)計中的一個重要的力學參數(shù)，一般說來，它與巖體的種類、完整性、風化程度、成孔工藝，灌漿材料以及灌漿壓力等因素有關(guān)。根據(jù)工程經(jīng)驗，對于水泥漿膠結(jié)灌漿材料，側(cè)阻力大小可按下表選?。?圍巖級別,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,側(cè)阻力,τ,（,MPa,）,1.5,1.5-1.2,1.2-0.8,0.8-0.3,≤,0.3,國外大多常用的經(jīng)驗公式有：,Willams,方法,Horvath,和,Kenney,公式,Reynolds,和,Kaderabek,公式,,錨索錨固段側(cè)阻力分布規(guī)律,,,預應力錨索

41、錨固段側(cè)阻力分布規(guī)律與很多因素有關(guān)，也正是由于問題的復雜性，至今在錨索設(shè)計中仍假設(shè)側(cè)阻力分布模式為均勻分布，但大量的實測結(jié)果表明：錨固段側(cè)阻力并非均勻分布，而是在其前段形成峰值，然后逐步向末端減少并最終趨近于零，而且峰值位置也是隨加荷水平逐漸向后移動的。,,錨索預應力損失,,預應力損失一般包括兩部分，一是短期荷載作用下的預應力損失，包括：錨索張力鎖定后，在較短時間內(nèi)由于錨索體系的回彈變形、錨墩下基礎(chǔ)變形等原因造成的預應力損失量；另一部分是工作階段產(chǎn)生的預應力損失，包括：長期荷載作用下，由于灌漿材料的徐變、錨固段周圍巖體蠕變以及鋼絞線應力松弛等原因造成的預應力損失。,,短期內(nèi)，錨索鎖定回彈造成的

42、預應力損失包括：,,錨具、夾片回彈變形造成的預應力損失；,,張力系統(tǒng)包括千斤頂、油泵摩擦阻力造成的預應力損失；,,錨索錨墩下土體的沉降變形引起的預應力損失。,,根據(jù)國內(nèi)多項預應力錨索工程的長期觀測資料顯示：在錨索張拉鎖定后,3,－,10,天的預應力損失量占總預應力損失量的,30,－,50%,。由此可見，在張拉鎖定,3,－,10,天后進行補償張拉是消除預應力損失的有效辦法。當因工期所限不能進行補償張拉時，采用超張拉,3—6%,的設(shè)計鎖定噸位能達到同樣的效果。同時，試驗結(jié)果表明，采用反復張拉和超張拉不僅能減少鋼絞線的應力松弛，而且能基本消除鋼絞線與孔壁之間摩擦產(chǎn)生的預應力損失。,,錨索在長期荷載作

43、用下，預應力的損失主要由三部分組成：,,①鋼絞線的松弛,:,任何鋼材都具有應力松弛特性，長期荷載作用下，鋼絞線的松弛量與受荷大小及環(huán)境溫度有關(guān)，一般隨荷載的增加而增大,,,隨環(huán)境溫度的升高而增大。,,②巖體蠕變,:,巖體蠕變是錨索預應力損失的主要來源。巖層或土體在荷載影響區(qū)域內(nèi)的應力作用下，巖土體內(nèi)大量的節(jié)理、裂隙，在外加預應力荷載作用下，必然被壓縮，而這一過程不是短時間能完成的，需要持續(xù)一段時間。巖層蠕變主要發(fā)生在應力集中區(qū)，一般說來，巖體質(zhì)量越好，節(jié)理裂隙越少，巖體的變形越小，蠕變也越小，持續(xù)的時間也短。相反，對于多裂隙的軟巖，其預應力損失就相當可觀，預應力損失量可達４％－８％。,,③灌漿

44、材料徐變,:,徐變是灌漿材料（混凝土材料）的重要特征，在恒定荷載作用下，變形隨時間不斷增長。影響灌漿材料徐變特性的因素主要有：施加的荷載歷時、加荷齡期、環(huán)境溫度、濕度等。一般荷載歷時增加，徐變增大；加載齡期越小，徐變越大；環(huán)境溫度越高，徐變越大；環(huán)境濕度越高，徐變越大。因此，灌漿材料的徐變也是造成錨索預應力損失的重要因素之一。,,導致預應力錨索失效的因素很多，但歸納起來，主要有以下幾種：（,1,）灌注砂漿的開裂與腐蝕；（,2,）鋼絞線應力腐蝕和銹蝕；（,3,）錨頭的炭化和銹蝕；（,4,）預應力損失等。,,預應力錨索抗滑樁,,在普通抗滑樁樁頂或頂下一定部位設(shè)置一排或多排預應力錨索后，就形成錨索抗

45、滑樁。錨索抗滑樁是將錨索與鋼筋混凝土樁有機結(jié)合。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或勁性砼樁，錨桿（索）可以是預應力或非預應力錨桿（索），預應力錨桿（索）材料多采用剛絞線（預應力錨索）、四級精軋螺紋鋼（預應力錨桿）。錨桿（索）的數(shù)量根據(jù)坡高及推力荷載可采用樁頂單錨點作法和樁身多錨點作法。,,預應力錨索樁是樁與錨索的組合，這是我們自,1996,年在國道,318,線川藏路段二郎山龍膽溪滑坡及著名的二郎山隧道東西口引道十幾個大型滑坡上設(shè)計實施以來，用的最度哦的一種抗滑錨固工程。,,,預應力錨索樁設(shè)計,,（,1,）假設(shè)每根預應力錨索樁分擔相鄰兩樁“中－中”的滑坡推力，作用在樁上的荷載有：滑坡推力、預應力錨索提供

46、的預應力荷載、樁前抗力以及錨固段周圍巖土體提供的抗力。,,（,2,）考慮預應力錨索系統(tǒng)的伸長變形與樁的位移，樁間坡體推力的平均荷載集度按傳遞系數(shù)法計算確定。根據(jù)分析，此時樁后側(cè)坡體壓力分布按梯形、三角形或矩形分布，具體形式可根據(jù)坡體巖土體特點確定。,,（,3,）將樁、錨固段樁周圍巖土體及錨索系統(tǒng)作為一個整體，視為超靜定結(jié)構(gòu)，錨索與樁連接處的位移與錨索伸長變形相等,,將樁與錨索視為一個整體，樁簡化為受橫向變形約束的彈性地基梁，根據(jù)位移變形協(xié)調(diào)原理，按地基系數(shù)法確定錨索拉力及樁身內(nèi)力。,樁錨固段,O,點處的剪力,Q,0,及彎矩,M,0,,由位移變形協(xié)調(diào)關(guān)系，最終可得：,,求解上述方程組，即可獲得錨

47、索拉力荷載并計算樁身內(nèi)力。,,樁身內(nèi)力計算分為錨固段部分和非錨固段部分,,非錨固段,OA,部分樁身，令,L,0=0,；,L,n+1=,L,；,R,n+1=0,，得,錨固段部分樁身內(nèi)力計算,,錨固段樁身內(nèi)力計算可按普通抗滑樁計算，采用多段地基系數(shù)法，將錨固段樁身等分成若干段，每一小段的地基系數(shù)視為矩形分布。,,預應力錨索框架,,隨著人們對邊坡作用機理、加固工程效果及二者相互作用機理的深入認識和研究，邊坡治理工程結(jié)構(gòu)類型選取日趨合理。邊坡支檔加固措施正向復合型、輕型化、小型化和機械化施工方向發(fā)展，預應力錨索地梁正好順應了這一發(fā)展趨勢，將護坡和錨固有效的結(jié)合在一起，成為一種極具應用前景的支擋加固措施

48、。預應力錨索地梁集地梁格構(gòu)護坡和錨索（桿）加固為一體，利用鋼筋混凝土地梁進行坡面防護，并結(jié)合錨桿或錨索進行深層加固，形成一種有效的復合抗滑護坡體系，在格構(gòu)框架內(nèi)還可以進行綠化護坡，既可以防止表層巖土體的破壞，還能起到美化邊坡環(huán)境的效果。預應力錨索框架具有加固結(jié)構(gòu)加固效果可靠、適應地形變形能力強、方便施工、便于后期維護、對坡體表層擾動小等諸多優(yōu)點在滑坡、高邊坡治理工程中得到了非常廣泛的應用。,,,對于預應力框架的計算，一般將分解成單片地梁進行分析，分解的原則是地梁節(jié)點處的變形協(xié)調(diào)和力的平衡條件。而預應力錨索地梁則采用,Winker,地基模型、雙參數(shù)線彈性地基模型、彈性半空間體地基模型等方法計算,,確定了在已知土反力荷載和外加預應力荷載作用下，各微段地基、各微段地基梁中點處的變形量。根據(jù)兩者之間荷載、變形協(xié)調(diào)關(guān)系就可能建立聯(lián)立方程組，對預應力錨索地梁體系進行整體分析。,,