滑坡防治及设计(挡土墙、抗滑桩设计).ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,削坡减重或坡脚加载治理工程,削坡,或坡脚,加载,工程，实际上是一种降低滑坡驱动力或增加其有效抗滑力的直接工程措施。削坡减重工程设计时，重点是减重。削坡减重要在滑坡稳定性分析基础上，正确确定,削坡位置,、削坡减重，以达到治理滑坡的目的。滑坡治理的削坡减重和坡脚的加载反压是经常,联合使用,的，,削坡减重及坡脚加载反压工程，不需砌石或别的圬工，设计施工简单，通常又比较经济实用，所以在滑坡治理时应,优先考虑,能否使用这种工程措施。,刷方减载设计,一般包括滑坡后缘减载、表层滑体或潜在滑移体的清除、削坡降低坡度以及设置马道等。,刷方减载对于滑坡稳定系数的提高值可以作为设计依据。,当堆积体或土质边坡高度超过,l0m,时，须设马道放坡，马道宽,2.0,3.0m,。当岩质边坡高度超过,20m,时，须设马道放坡，马道宽,1.5,3.0m,。当开挖高度大时，宜沿滑坡倾向设置多级马道，沿马道应设横向纵向排水沟。,刷方减载后形成的边坡高度大于,8m,时，必须采用分段开挖，边开挖边护坡，护坡之后才允许开挖至下一个工作平台，严禁一次开挖到底。根据岩土体实际情况，分段工作高度宜为,3,8m,。,采用爆破方法对后缘滑体或危岩体进行刷方减载，应尽量减少对岩土体稳定性的影响。,对于实施削坡处理后的坡面应进行相应的护坡处理。,回填压脚工程,采用土石等材料堆填滑坡体抗滑段，以增加滑坡抗滑能力，提高其稳定性。,回填体应经过专门设计，其对于滑坡稳定系数的提高值可作为工程设计依据。,填料宜采用碎石土，碎石土中碎石粒径小于,8cm,，碎石含量为,30,80,。碎石土最优含水量须做现场碾压试验，含水量与最优含水量误差小于,3,。,碎石土应碾压，无法碾压时必须夯实，距表层,0,80cm,填料压实度大于,93%,，距表层,80cm,以下填料压实度大于,90%,。,河,(,江,),水位变动带的回填压脚须对回填体进行地下水渗流和冲刷处理，设置反滤层和进行防冲刷护坡。,1),抗滑挡土墙,重力挡墙适用于移民迁建区的居民区、工业和厂矿区以及航运、道路建设涉及的规模小、厚度薄的滑坡阻滑治理工程。,重力式挡抗滑墙应与排水、减载、护坡等其它工程措施相配合使用。,挡土墙墙高,土质边坡高度不宜大于,8m,岩质边坡高度不宜大于,10m,滑动推力不宜大于,150KN/m,否则应采用特殊形式挡土墙，或每隔,4,5m,设置厚度不小于,0.5m,、配比适量构造钢筋的混凝土构造层。,由于滑坡的推力大和作用点较高，因此重力式抗滑挡土墙具有,胸坡缓、外形矮而胖,的特点。右图是我国铁路系统在治理滑坡实践中已用过的一些形式。,档土墙,墙形,的选择宜根据,滑坡稳定状态、施工条件、土地利用和经济性等因素确定,。,对岩质边坡和挖方形成的土质边坡宜采用,仰,斜式,，高度较大的土质边坡宜采用,衡重式或仰斜式,。,在地形地质条件允许情况下，宜采用,仰斜式,档土墙；施工期间滑坡稳定性较好且土地价值低，宜采用,直立式,；施工期间滑坡稳定性较好且土地价值高，宜采用,俯斜式,。,可根据地质条件采用,特殊形式档土墙,，如减压平台档土墙、锚定板档土墙及加筋土档土墙等。,A,挡土墙所受压力,可采用滑坡推力公式和土压力公式计算，取其大值,；,B,作用在墙背上的,主动土压力,，可按库仑理论计算公式；,C,挡土墙前部的,被动土压力,，一般不予考虑，但当基础埋置较深，且地层稳定，不受水流冲刷和扰动破坏时，可采用,1/3,1/2,被动土压力值或静止土压力，被动土压力,可按,库仑理论,计计算公式,；,作用于抗滑挡墙的,土压力,抗滑挡墙与一般挡土墙区别,主要是所受土压力的大小、方向、分布和作用点不同。,滑坡挡墙所受土压力则主要是滑坡推力，抗滑挡墙上土压力计算依滑坡推力计算理论进行，土压力大小为,挡墙位置滑坡的剩余推力,大小；,抗滑挡墙上,土压力方向,根据滑坡结构的特点，假定其与墙后较长一段滑面（带）平行。,(3),挡土墙设计及构造,根据滑坡地形、地质条件，综合考虑确定挡墙,平面布置,及挡墙安全,高度,、挡墙,类型,及截面,尺寸,；,墙基底应力,应满足基础底面,平均压力设计值,，小于等于,地基承载力,；,挡墙强度,计算必须保证,正应力强度,小于等于墙体设计抗压、抗拉强度，,剪应力强度,小于等于墙体抗剪强度设计值，,偏心距,小于等于,1/6,计算截面的截面宽度。,抗滑挡墙的,布置,不仅影响工程效果和造价，而且确定施工的难易。它与,滑坡范围、推力大小、滑动面位置形状、滑坡危害程度及基础情况有关,。挡墙设置于滑坡前缘为宜，滑坡特点不同，会依滑坡具体情况而将抗滑挡墙设置在不同位置。,当滑体长度大而厚度小,总推力过大，坡脚挡墙难以实施时，可,分级设置,抗滑挡墙,(,如图）。,重力式抗滑挡土墙,墙身材料,可采用石砌体、片石混凝土或混凝土。混凝土或片石混凝土材料混凝土最低强度等级,C15,或,C20,，,片石砌体水泥砂浆,M7.5,或,M10,。,石料应采用不易风化的石块，其极限抗压强度片石和块石不得小于,30MPa,，粗料石不得小于,40MPa,。,采用毛石砼或素砼现浇时，毛石混凝土或素凝土墙顶宽不宜小于,0,6m,，毛石含量,15,抗滑挡墙,墙高,必须验算确定。,基础宽与墙高之比一般,0.50.7,。,基础埋入,完整稳定岩层中不小于,0.5m,，埋入稳定土层中不少于,2m,。滑面,以下不小于,12m,。,墙基底,横向常采用,逆坡。对土质地基，基底逆坡坡度不宜大于,0.1:1.0,；对岩质地基，基底逆坡坡度不宜大于,0.2:1.0,。,挡土墙位于纵向斜坡上时，当基底纵坡大于,5,时，应将基底设计为台阶形式。,抗滑挡墙,截面积,在确定了,滑坡推力、墙前被动土压力、抗滑安全系数及各种土工特性指标参数,后可计算确定，进而可依已定安全挡墙高度去确定挡墙截面具体尺寸。,（,2,）,在挡土墙背侧应设置,200,400,mm,的反滤层，孔洞附近,lm,范围内应加厚至,400,600,mm,。回填土为砂性土时，挡土墙背侧最下一排泄水孔下侧应设倾向坡外，厚度不小于,300,mm,的防水层,。,伸缩缝及沉降缝,挡墙,伸缩缝,每,520m,设置一道，缝宽,2030mm,，缝中填沥青麻筋、沥青木板或其他有弹性的防水材料，沿内、外、顶三方填塞,.,填塞深度不应小于,150mm,。伸缩缝间距，对条石、块石挡土墙应采用,20,25m,，对素混凝土挡土墙应采用,10,15m,。在地基岩土性质变化和挡土墙高度变化较大处应设沉降缝。,、,在挡土墙拐角处，应适当加强构造措施。,墙后填土,（,1,）墙后填料应选,透水性较强,的填料，当采用粘土作为填料时，宜掺入适量的石块且夯实，密实度不小于,85%,。,（,2,）不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害的岩土体作为填料。,（,3,）挡土墙后回填表面设置为倾坡外的缓坡，坡度取,120,130,，或墙顶内侧设置,排水沟,，可通过挡土墙顶引出，但注意墙前坡体冲刷。,重力式挡墙的抗倾覆稳定性应按下式验算：,基底应力验算,为了保证挡土墙的基底应力不超过地基的容许承载力，应进行基底应力验算,截面强度验算,为了使挡土墙墙型结构合理和避免发生显著的,不均匀沉陷,，还应控制作用于挡土墙基底的合力偏心压缩承载力,偏心压缩承载力验算,受剪承载力验算,A,截面积,(,m,2,),挡土墙工程结构设计安全系数：,基本荷载情况下，抗滑稳定性,Kc,1.3,；抗倾覆稳定性,Ks,1.6,；,特殊荷载情况下，抗滑稳定性,Kc,1.2,；抗倾覆稳定性,Ks,1.3,。,施工方式,打入桩,钻孔桩,挖孔桩,截面形态,圆形桩,管形桩,矩形桩,材 料,木桩,钢桩,钢混桩,刚 度,刚性桩,弹性桩,结构形式,排式单桩,承台桩,排架桩,尺 寸,常规桩,微型桩,抗滑桩类型,地基反力：,根据设桩的位置及桩前滑坡体的稳定情况，抗滑桩可分为,悬臂式,和,全埋式,两种。,当桩前滑坡体不能保持稳定可能滑走的情况下，抗滑桩应按,悬臂式桩,考虑；而当桩前滑坡体能保持稳定，抗滑桩将按,全埋式桩,考虑。,桩侧岩土体的,弹性抗力系数,简称为,地基反力系数,，是,地基承受的侧压力,(,应力,),与桩在该位置处产生的,侧向位移,的比值。也即单位土体或岩体在弹性限度内产生单位压缩变形时所需施加于其单位面积上的力。,m,地基系数随深度变化的,比例系数,；,n,随岩土类别变化的常数，如,0,、,0.5,x,嵌固段距滑带深度,(m),；,x,。,与岩土类别有关的常数,(m),。,K,法。地基系数为常数,k,，即,n=0,。滑床为较完整的岩质和硬粘土层。,m,法。地基系数随深度呈线性增加，即,n=1,。一般地，简化为,k=mx,。滑床为硬塑半坚硬的砂粘土、碎石土或风化破碎成土状的软质岩层。,同时要,考虑边坡支挡,防护时，采用,桩拱墙,（图,2-51,）、,桩基挡墙,及,椅桩墙,（图,2-52,和图,2-53,）等；当滑动面埋深很大，抗滑桩悬臂段过长时，采用,拉杆锚固桩,或,锚索桩,等形式（图,2-55,、图,2-56,）；,（,2,）抗滑桩结构形式和桩截面选择,抗滑桩,结构形式,的选择取决于,滑坡规模的大小、滑坡深度、滑坡推力大小、设桩位置以及施工条件,等因素。,抗滑,桩截面,的选择主要考虑两方面：,一是受力要求；二是施工方便,。,人工挖孔,抗滑桩当推力方向明确时，一般采用,矩形,断面，截面宽,1.52.5m,，截面长,2.03.5m,；使用,机械,成桩或推力方向不明确是，可用,圆形,截面。抗滑桩的,截面长边方向按平行于滑动方向设置,，以增强抗弯刚度。抗滑桩截面,尺寸大小,根据,滑坡推力大小，桩间距及地基许抗力,决定。,（,3,）,抗滑桩,平面布置,滑坡,上部和中部不宜设桩,，一般设在平缓抗滑地段或特殊需要设桩的位置，,原则上布置一排，必要时布置两排,，分级稳定。,垂直滑坡主轴方向的,桩间距,的确定，一是在滑坡,主轴附近桩间距小些,。一般桩间距中对中在,5,10m,之间。,(4),抗滑桩长度的确定,。,长度由两部分组成,，即,滑动面以下,的,嵌,固长度和,滑动面以上,直接承受滑坡推力的非,嵌,固长度。,嵌,固长度,与,滑床地层强度、滑坡推力大小、抗滑桩间距、截面和刚度有关,，也与是否考虑桩前,滑体抗力有关,。,嵌,固段过短，稳定性差，,嵌,固段过长，施工困难，且不经济。为此，通常,调整桩截面和桩间距及非,嵌,固段长度来达到减小,嵌,固长度,的目的。,非,嵌,固长度,与,设桩位置与滑体厚度、滑体物质成分,有关。非,嵌,固段长度,过短,，滑体可能越顶而过；非,嵌,固段,过长,，桩身弯矩很大，受力条件恶化，易造成桩位移太大，而引起滑坡治理工程失败。,对于,土层或软质岩层,，,嵌,固长度与非,嵌,固长度之比为,1,：,2,到,1,：,1,比较合适，对于完整而,坚硬的岩层,，可采用,1,：,3,。,抗滑桩,长度小于,35m,，当滑带埋深大于,25m,时，是否采用抗滑桩应充分讨论,嵌固长度：原则上由桩的嵌固段传递到滑面以下地层的,侧向压应力不得大于该地层的容许侧向抗压强度,、桩基底的,压应力不得大于地基的容许承载力来确定,。,当嵌固段地层为土层及严重风化破碎岩层时，桩身对地层的侧压力应符合下列条件：,当嵌固段地层为比较完整的岩质、半岩质地层时，桩身对围岩的侧向压应力应符合下列条件：,桩身对地层的侧压应力，,kPa,；,折减系数，取决于岩土体裂隙、风化及软化程度，沿水平方向的差异性等，一般为,0.10.5,桩前岩土体作用于桩身的被动抗力,桩后岩土体作用于桩身的主动抗力,R,岩石单轴抗压极限强度,(kPa),弹性桩内力计算步骤,:,将滑面以上抗滑桩受荷段上所有作用力均当做,外荷载,；,根据桩周地层的性质确定弹性抗力系数（即地基系数），建立桩的,挠曲微分方程式,；,通过,数学求解,可得滑面以下桩身任一截面的变位和内力计算的一般表达式；,根据桩底,边界条件,计算出滑面处的位移和转角；,计算桩身任一深度处的,变位和内力,。,（,5,）抗滑桩内力,“,m”,法和“,K”,法,(6),抗滑桩的结构设计,矩形钢筋混凝土抗滑桩纵向受拉钢筋的配置根据弯矩图确定。,矩形钢筋混凝土抗滑桩应进行斜截面抗剪强度验算，以确定箍筋的配置。,矩形截面受弯构件正截面承载力计算,矩形截面受弯构件斜截面承载力计算,构造要求,纵向受力钢筋,箍筋,架立钢筋,弯起钢筋,桩身混凝土强度：宜采用,C20,、,C25,和,C30,。,纵向受拉钢筋,级别：,应采用,级以上的带肋钢筋。,直径：,直径应大于,16mm,净距：,应在,120mm,250mm,之间,束筋：,当用束筋时，每束不宜多于,3,根。,排数：,当配置单排钢筋有困难时，可设置,2,排或,3,排，,排距应控制在,120mm,200mm,之间。,保护层：,钢筋笼的混凝土保护层厚度应大于,50mm,。,截断：,纵向受拉钢筋,截断：,截断点应在计算不需要该钢筋的截面以外，其,伸出长度有规定。,纵向受力钢筋的最小搭接长度,(,mm,),注：表中,d,为钢筋直径；月牙纹钢筋直径,d,25,mm,时，其伸出长度应按表中数值增加,5,d,采用。,箍筋,形式：,箍筋宜采用封闭式,肢数：,不宜多于,3,肢,直径：,lO,16mm,之间，,间距：,应小于,500mm,。,构造钢筋及,架立钢筋,桩的两侧及受压边，应适当配置纵向构造钢筋，其间距宜为,400,500mm,，直径不应小于,12mm,。,桩的受压边两侧，应配置架立钢筋，其直径不宜小于,16mm,。,弯起钢筋,桩内不宜配置弯起钢筋，可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施，以满足斜截面的抗剪强度。,钢筋的连接,钢筋应采用焊接、螺纹或冷挤压连接。,接头类型以对焊、帮条焊和搭接焊为主。,当受条件限制，必须在孔内制作时，纵向受力钢筋应以对焊或螺纹连接为主。,