工程前沿案例作業(yè)

1、中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué)研 究 生 課 程 作 業(yè)課程名稱 工程前沿案例 教師姓名 研究生姓名 研究生學(xué)號(hào) 研究生專業(yè) 地質(zhì)工程 所在院系 工程學(xué)院 類 別: 碩士 日 期: 2016年4月 評(píng) 語(yǔ)對(duì)課程論文的評(píng)語(yǔ):平時(shí)成績(jī)：課程論文成績(jī)：總 成 績(jī)：評(píng)閱人簽名：注：1、無(wú)評(píng)閱人簽名成績(jī)無(wú)效；2、 必須用鋼筆或圓珠筆批閱，用鉛筆閱卷無(wú)效；3、 如有平時(shí)成績(jī)，必須在上面評(píng)分表中標(biāo)出，并計(jì)算入總成績(jī)。 巴東縣西壤坡新城區(qū)沿江路小商品滑坡抗滑樁治理設(shè)計(jì)摘 要：滑坡是自然界中常見的一種工程地質(zhì)病害，一旦發(fā)生，將給人類帶來(lái)較大影響，輕者摧毀農(nóng)田，堵塞河流，重者直接威脅著人畜的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文以巴東縣西壤

2、坡新城區(qū)沿江路小商品滑坡為研究對(duì)象，通過(guò)資料收集、野外勘探、室內(nèi)試驗(yàn)等手段查明了滑坡的基本特征、產(chǎn)生原因及形成機(jī)理等，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)、滑坡推力計(jì)算、抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算，給出該滑坡抗滑樁具體設(shè)計(jì)治理方案。關(guān)鍵字：滑坡；治理設(shè)計(jì)；抗滑樁；彎矩；剪力1.引言 在山區(qū)修建高速公路，遇到的主要地質(zhì)災(zāi)害即為滑坡，滑坡會(huì)直接損壞路基、橋梁及隧道，造成交通癱瘓、重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷害。因此，對(duì)于山區(qū)高速公路滑坡的治理必須予以足夠重視，必須要對(duì)影響工程而又無(wú)法避讓的滑坡進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)。本文給出了該公路段的滑坡的治理的具體措施，并得出了結(jié)論。2.國(guó)內(nèi)外滑坡研究現(xiàn)狀2.1 滑坡研究及治理的現(xiàn)狀 滑坡是斜坡

3、上的巖土體在重力作用下沿某一貫通面整體向下移動(dòng)，造成坡體失穩(wěn)的現(xiàn)象。根據(jù)滑體物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)形式等因素，可將滑坡分為堆積層滑坡、巖質(zhì)滑坡、變形體；也可按滑坡體厚度、規(guī)模、運(yùn)動(dòng)方式、穩(wěn)定程度、形成原因和年代等因素來(lái)分類，以便于認(rèn)識(shí)、判斷和治理 。 邊坡穩(wěn)定性研究在理論和工程實(shí)踐上均是重要研究課題。我國(guó)發(fā)生的大量滑坡不但豐富了滑坡工程實(shí)踐內(nèi)容，而且推動(dòng)了滑坡穩(wěn)定性研究進(jìn)程。幾十年來(lái)，我國(guó)在滑坡研究方面取得了顯著成就。我國(guó)從1950年后才逐漸展開了對(duì)滑坡較為全面的研究工作，其經(jīng)歷主要分為三個(gè)階段： 第一階段：二十世紀(jì)五十年代初，我國(guó)開始大規(guī)模發(fā)展各種建設(shè)工程，由于對(duì)滑坡認(rèn)識(shí)不深，造成大量的工程滑坡事故

4、，然后被動(dòng)治理，既誤工期又傷財(cái)，在被動(dòng)治理大量滑坡的過(guò)程中逐步開始了滑坡的防治研究。 六十年代初開始， 吸取了以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，開始采用避讓的辦法，盡可能躲開大滑坡及滑坡群，但對(duì)滑坡的運(yùn)動(dòng)機(jī)理認(rèn)識(shí)還不深。 第二階段：二十世紀(jì)六十年代中期開始，人們開始研究滑坡的分布、類型、運(yùn)動(dòng)機(jī)理等來(lái)預(yù)防滑坡災(zāi)害，并從單一滑坡研究轉(zhuǎn)向滑坡群和分布規(guī)律的研究。我國(guó)鐵道部門和其他單位對(duì)滑坡影響因素、滑坡形成條件、滑帶土抗剪強(qiáng)度以及大中型滑坡治理措施進(jìn)行了專題研究，對(duì)滑坡災(zāi)害的有效工程治理措施和防治原則進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，總結(jié)出滑坡穩(wěn)定性的判斷方法，變被動(dòng)治理為主動(dòng)治理和提前預(yù)防，建立了一個(gè)較為完善的理論系統(tǒng)，為滑坡治

5、理提供了依據(jù)。 第三階段：二十世紀(jì)八十年代至今，隨著我國(guó)城市、交通、礦山等行業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)滑坡研究亦蓬勃發(fā)展，在滑坡理論實(shí)踐和測(cè)試評(píng)價(jià)方面都有很大的提高，對(duì)滑坡災(zāi)害的影響更加重視。對(duì)于工程項(xiàng)目中可能遇到的滑坡提前調(diào)查評(píng)估，盡可能避開危害及規(guī)模較大的滑坡，將損失和危害降到最低?；聻?zāi)害綜合預(yù)測(cè)和防治進(jìn)一步深化，開始對(duì)滑坡的發(fā)生時(shí)間定量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，對(duì)危害大的滑坡深入研究，同時(shí)兼顧大自然環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，滑坡治理向滑坡預(yù)防預(yù)報(bào)全面轉(zhuǎn)型。 近年來(lái)，國(guó)際上的滑坡研究成果主要表現(xiàn)在滑坡災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與地理信息系統(tǒng)技術(shù)。很多研究人員將滑坡災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法、區(qū)域制圖技術(shù)作為研究重點(diǎn)，這表明滑坡地質(zhì)災(zāi)害的

6、研究方向由災(zāi)害評(píng)估向管理發(fā)展。M.Michael-Leib等研究人員把地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）作為技術(shù)平臺(tái)，把滑坡災(zāi)害的危險(xiǎn)性、易損性和風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)作為一個(gè)整體來(lái)研究。采用二維和三維相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法，對(duì)凱恩斯地區(qū)不穩(wěn)定斜坡的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)研究，這一成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，成為國(guó)際上滑坡災(zāi)害及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃制圖技術(shù)應(yīng)用的最前沿水平和發(fā)展風(fēng)向標(biāo)。 國(guó)外很多報(bào)告和論文，對(duì)于滑坡機(jī)理以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和室內(nèi)外試驗(yàn)兩方面相結(jié)合作為研究重點(diǎn)，研究了滑帶土的孔隙水壓力變化對(duì)滑坡活動(dòng)機(jī)理的影響。非飽和土力學(xué)的理論原理和計(jì)算方法開始初步應(yīng)用到邊坡穩(wěn)定

7、性分析中2。歐洲學(xué)者開始了基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）的邊坡水文穩(wěn)定性模型（Stability Hydrologic Model）結(jié)合大氣環(huán)流模型( General Circulation Model)來(lái)研究氣候變化與邊坡穩(wěn)定性的相互關(guān)系。在很多情況下，氣候因素會(huì)影響地下水升降與孔隙水壓力增減，進(jìn)而引起邊坡失穩(wěn)致使滑坡發(fā)生?，F(xiàn)代工業(yè)大量排放 CO 2 造成的全球變暖，尤其是降水的形式和氣壓的變化，對(duì)未來(lái)滑坡活動(dòng)產(chǎn)生的影響越來(lái)越大 。 我國(guó)是一個(gè)滑坡災(zāi)害非常嚴(yán)重的國(guó)家，滑坡治理成為一項(xiàng)投資巨大、技術(shù)復(fù)雜、施工危險(xiǎn)而艱巨的抗災(zāi)工程，國(guó)家在滑坡防治工

8、作方面耗費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力。近十多年來(lái)，在傳統(tǒng)防治措施的基礎(chǔ)上開發(fā)出很多新的技術(shù)手段，但滑坡治理發(fā)展的基本思路任是各種措施的綜合運(yùn)用。我國(guó)滑坡治理歷程大致可分為三個(gè)階段： 從五十年代開始，鐵路工程遇到很多滑坡，我國(guó)鐵路部門率先開始系統(tǒng)地研究和治理滑坡災(zāi)害，根據(jù)我國(guó)國(guó)情總結(jié)出一系列有效的滑坡治理原則和方法，其研究和認(rèn)識(shí)滑坡方法主要有：根據(jù)滑坡的地貌形態(tài)分析、工程地質(zhì)勘察和常規(guī)土工試驗(yàn)?；路乐畏椒ㄖ饕獮槔@避、支擋、排水、減重反壓等綜合措施，為滑坡治理奠定了基礎(chǔ)。 從六十年代開始，研究和認(rèn)識(shí)滑坡方法得到更進(jìn)一步發(fā)展：滑帶土殘余強(qiáng)度研究、土體微觀結(jié)構(gòu)研究、模型試驗(yàn)研究和滑坡空間預(yù)測(cè)?；路乐?/p>

9、方法開始采用：鉆孔地下排水法、沉井擋土墻和挖孔樁等措施。 從八十年代開始，隨著我國(guó)城市、交通、礦山等行業(yè)的高速發(fā)展，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論、區(qū)域性滑坡、滑坡預(yù)報(bào)方法論和新技術(shù)手段的研究?；路乐畏矫嫣岢鲂录夹g(shù)，不斷向小型化、多樣化方向發(fā)展，開始試驗(yàn)新型支擋工程：剛架樁、排架抗滑樁、錨索樁、微型樁和水平鉆孔及虹吸排水等措施，另外還廣泛運(yùn)用滑帶土的改良技術(shù)。 抗滑樁在滑坡治理中仍發(fā)揮著重要作用。由于抗滑樁是“大截面”構(gòu)件，是先在滑坡體上挖孔，再放置鋼筋籠或者型鋼，最后澆筑混凝土而形成樁體，在澆筑過(guò)程中，由于孔壁粗糙，水泥砂漿會(huì)產(chǎn)生滲透，混凝土與一定范圍的樁周土體產(chǎn)生凝結(jié)，和穩(wěn)定地層緊緊粘結(jié)在

10、一起，只要樁和地基不破壞，容許樁身出現(xiàn)較大位移。抗滑樁會(huì)在下滑推力作用下，與樁周土體共同抗滑，這種樁土共同作用的效應(yīng)，是其他很多支擋結(jié)構(gòu)物難以相比的。 滑坡治理措施主要有：抗滑擋土強(qiáng)，抗滑樁，錨固工程。輔助措施有：排水工程，削坡減載、反壓固腳，前緣護(hù)腳等。還可以采取繞避，巖土強(qiáng)度加固法，抗滑明洞，柔性防護(hù)工程等治理方法。2.2抗滑樁的分類 建筑基礎(chǔ)工程中承受側(cè)向力的樁基礎(chǔ)和抗滑樁性質(zhì)完全不同，前者是直接承受垂直方向荷載并轉(zhuǎn)移到土體中，故稱之為“主動(dòng)樁” 。而抗滑樁在支擋滑坡過(guò)程中主要承受側(cè)向力，其荷載作用主要是由于坡體變形而引起，故稱之為“被動(dòng)樁” 。被動(dòng)樁與巖土體之間的相互作用機(jī)理復(fù)雜， 其

11、設(shè)計(jì)計(jì)算和研究也處于探索之中。 一直到八十年代初期，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)抗滑樁的理論計(jì)算和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究，國(guó)內(nèi)抗滑樁設(shè)計(jì)理論逐漸趨于完善。雖然我國(guó)對(duì)于抗滑樁的研究及應(yīng)用相比國(guó)外略晚，但在邊坡治理問(wèn)題的迫切需要下，通過(guò)多年的研究與技術(shù)引進(jìn)，其發(fā)展過(guò)程基本上與國(guó)外同步。 八十年代以來(lái)，錨索技術(shù)開始在滑坡防治中大量使用，前景廣闊。預(yù)應(yīng)力錨索是外端固定于坡面，另一端錨固在滑動(dòng)面以內(nèi)的穩(wěn)定地層中穿過(guò)邊坡滑動(dòng)面的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過(guò)直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài)，具有抗拉力大，對(duì)滑體擾動(dòng)小，可以機(jī)械化施工等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，公路、水電、建筑、冶金和煤炭等部門也修建了不少抗

12、滑樁，并在設(shè)計(jì)、計(jì)算和施工方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，從而把抗滑樁的技術(shù)水平又向前推進(jìn)了一大步 。 抗滑樁根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以有不同的類型：按材料可分為木樁、鋼樁和鋼筋混凝土樁；按施工方式可分為打入樁、鉆孔樁和挖孔樁；按截面形式可分為圓形樁、管型樁和矩形樁；按結(jié)構(gòu)形式可分為排式單樁、承臺(tái)式樁和排架樁；按樁土的相對(duì)剛度可分為彈性樁和剛性樁；按樁的埋置情況可分為懸臂式樁和全埋式樁。對(duì)于工程中常用的抗滑樁有如下類型：1、懸臂式抗滑樁 在我國(guó)各地山區(qū)道路施工過(guò)程中，因超挖易形成具有一定臨空高度的路塹邊坡，懸臂式抗滑樁是該特殊路段常見的一類邊坡支擋結(jié)構(gòu)。懸臂式抗滑樁被廣泛應(yīng)用于削方邊坡支護(hù)、斜坡填方地基加

13、固、地質(zhì)災(zāi)害治理等領(lǐng)域，其工作機(jī)理是大懸臂受力，用地基抗力來(lái)平衡下滑推力，但由于樁實(shí)有的抗滑力無(wú)從直接得知，只能通過(guò)假設(shè)近似計(jì)算。懸臂式抗滑樁主要承受水平方向的外力或者自身重力作用，其荷載作用主要是由于坡體變形而引起，稱之為被動(dòng)樁，這不利于保護(hù)滑坡體上的建筑物。普通懸臂抗滑樁內(nèi)部受力的不合理性易造成抗滑樁的錨固段較深，另外，由于懸臂抗滑樁水平變形遠(yuǎn)小于坡體變形，容易導(dǎo)致樁體后側(cè)坡體發(fā)生局部開裂。2、錨桿抗滑樁 錨桿抗滑樁是上世紀(jì) 80 年代開始應(yīng)用的一種新型支擋結(jié)構(gòu)，它是在普通抗滑樁的頂部或者適當(dāng)位置加設(shè)錨桿，為抗滑樁增加一個(gè)變形約束，使抗滑樁的受力變?yōu)橹鲃?dòng)受力，改善抗滑樁的受力狀態(tài)，使其工作

14、狀態(tài)為近似簡(jiǎn)支梁或超靜定結(jié)構(gòu)，具有較小樁身截面，較短抗滑樁懸臂部分長(zhǎng)度， 和較大抵抗力矩，較小抗滑樁的截面尺寸和埋入深度，合理化的樁身的彎矩分布，工程造價(jià)較低、施工進(jìn)度較快等優(yōu)點(diǎn)。在滑坡治理工程中，錨桿可以單獨(dú)運(yùn)用來(lái)穩(wěn)定滑體，也可以采用和抗滑樁組合結(jié)構(gòu)形式，但在土層滑坡中應(yīng)用錨桿抗滑樁支擋體系時(shí)，至今對(duì)于錨桿橫向受力尚末完全搞清楚。在實(shí)際工程中，當(dāng)下滑推力非常大時(shí)，錨桿錨固力有限，且錨桿易被剪斷和破壞，無(wú)法改變抗滑懸臂受力的狀況。3、下沉式抗滑樁 下沉式抗滑樁，就是樁頂標(biāo)高低于滑坡體表面一定深度的懸臂式抗滑樁，由于懸臂長(zhǎng)度減短，相應(yīng)彎矩值也小，其材料消耗量就比一般抗滑樁要經(jīng)濟(jì)，受力特性得到了很

15、大的改善，其優(yōu)勢(shì)在厚層土質(zhì)滑坡治理中尤為明顯。此類樁的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在對(duì)滑體本身的強(qiáng)度要求比較高，如果滑體強(qiáng)度較低就會(huì)使滑體變形增大，或者部分滑體會(huì)沿著樁頂平面剪出。另外，此方面的工程應(yīng)用相對(duì)較少，受力分析等資料也少有所見，現(xiàn)行規(guī)范中還存在著較大的空白，有待于進(jìn)一步去深入研究。4、承臺(tái)式抗滑樁 將 34 根抗滑單樁在樁頂用承臺(tái)聯(lián)結(jié)，共同抵抗承擔(dān)滑體推力，這種結(jié)構(gòu)形式的整體性較好，抗滑力較大。3.巴東縣西壤坡新城區(qū)沿江路小商品滑坡概況 沿江路小商品滑坡位于巴東縣西壤坡新城區(qū)境內(nèi)，長(zhǎng)江右岸，地理坐標(biāo)X: 3435710， Y: 37435704，地處巴東新港及209國(guó)道、巴秭公路的城區(qū)主干道上，滑坡

16、的北側(cè)100m處為巴東大橋，交通運(yùn)輸繁忙，地理位置重要。圖1 滑坡位置圖4.滑坡成因分析 滑坡的形成主要受地形地貌，地層巖性和水（降水和地下水）三大因素的綜合制約。地形上有臨空面是形成滑坡的必要條件，地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，特別是巖層產(chǎn)狀及其力學(xué)性質(zhì)特征等對(duì)滑坡形成起著重要作用即內(nèi)因，而水對(duì)滑坡的形成起著催化作用，是誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的重要外部因素即外因。該滑坡為一典型的大型黃土滑坡。由于下泥溝水流連續(xù)不斷的下切和側(cè)蝕，使得該段原有邊坡持續(xù)變高變陡，加上黃土的垂直節(jié)理發(fā)育，坡面沖溝較多，雨季雨水容易滲入，在多年一遇的持續(xù)強(qiáng)降雨后，坡體中的黃土體接近飽和，黃土的容重增大、強(qiáng)度降低，加上全風(fēng)化泥巖

17、遇水后強(qiáng)度降低，因而形成了滑動(dòng)。該滑坡前緣臨空較高，滑體較厚，位能較高，剪出口在下泥溝水面附近，在長(zhǎng)時(shí)間降雨和其他不利因素的誘發(fā)下，有再次滑動(dòng)的可能，其穩(wěn)定性不滿足高速公路設(shè)防要求?；w主滑段沿江路小商品距離路線很近，該滑坡失穩(wěn)后會(huì)直接毀壞該段路基，危害公路正常運(yùn)營(yíng)，必須對(duì)其進(jìn)行治理。5.滑坡的治理設(shè)計(jì)原則、思路及范圍設(shè)計(jì)原則：在安全可靠的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)合理、簡(jiǎn)潔實(shí)用。先保路、次治穩(wěn)、后治本，分期分批治理。先通過(guò)應(yīng)急搶險(xiǎn)工程，保證在春融及勘察設(shè)計(jì)期間不產(chǎn)生大的滑動(dòng)，防止對(duì)文物及人員造成損壞及傷害，然后在關(guān)鍵部位實(shí)施一些“短平快”工程，保證在雨季到來(lái)之前，對(duì)滑坡進(jìn)行有效的錨拉加固，最后在地質(zhì)勘

18、察工作的基礎(chǔ)上尋求安全穩(wěn)妥、經(jīng)濟(jì)合理的完善治理工程。設(shè)計(jì)思路： 由于該滑坡規(guī)模大，一次全部治理費(fèi)用和時(shí)間均不允許，采用分期治理逐項(xiàng)攻破原則，滑坡路段道路的穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)范圍：鑒于滑體主滑段沿江路小商品段距離路線很近，滑體較厚，公路受滑坡危害大。為保證公路安全在滑體前緣設(shè)置抗滑樁進(jìn)行治理。6.抗滑樁具體設(shè)計(jì)計(jì)算6.1滑坡推力計(jì)算6.1.1計(jì)算剖面的確定 本次設(shè)計(jì)選擇該滑坡主滑斷面作為設(shè)計(jì)剖面，該滑坡由兩層滑體及滑帶組成，第一層滑體為碎石土，第二層滑體為碎裂巖，兩層滑帶均為塑性很高的泥化層，滑床為中風(fēng)化泥巖，具體見圖1-1。 6.1.2計(jì)算參數(shù)的確定 滑坡穩(wěn)定性和推力的計(jì)算應(yīng)提供的參數(shù)有：滑坡體的天

19、然重度、飽和重度；滑動(dòng)面的天然抗剪強(qiáng)度參數(shù)c、和飽和抗剪強(qiáng)度參數(shù)c、。根據(jù)2014支擋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，滑坡計(jì)算參數(shù)取值如下：滑體重度：第一層滑體（碎石土）： 天然：=18.91kN/m3 飽和：sat=19.47kN/m3 第二層滑體（碎裂巖）： 天然：=23.92kN/m3滑帶強(qiáng)度參數(shù)：兩層滑帶特征相近，均取相同的飽和參數(shù)。 內(nèi)聚力 c=20kPa 摩擦角=12.5°表1-1 滑床巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖物理性質(zhì)指標(biāo)力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)天然密度(g/cm3)比重吸水率()飽水率()飽和單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)彈性模量(×104MPa)泊松比2.642.702.

20、994.5130.61.610.256.1.3 計(jì)算工況確定 根據(jù)勘察技術(shù)要求綜合確定防治工程等級(jí)為級(jí)。由設(shè)計(jì)技術(shù)要求2.3.3，暴雨強(qiáng)度及相應(yīng)洪水水位按10年設(shè)計(jì)，20年校核，在此前提下，根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求2.3.8及2014支擋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書關(guān)于計(jì)算工況的要求，繪制計(jì)算工況表，選取表中所示四中工況進(jìn)行穩(wěn)定性及推力驗(yàn)算。表2.2取表3-1四種工況進(jìn)行穩(wěn)定性及推力計(jì)算。表1-2 計(jì)算工況表滑面工況編號(hào)荷載組合備注滑面11自重+地表荷載現(xiàn)狀2自重+地表荷載+20年一遇暴雨滑面23自重+地表荷載現(xiàn)狀4自重+地表荷載+20年一遇暴雨 在各種工況下，具體荷載取值作如下考慮：自重荷載在靜水位以上按天然

21、重度計(jì)算，靜水位以下按浮重度計(jì)算。地表荷載主要為樓房建筑的荷載，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)斷面測(cè)量和調(diào)查的樓層數(shù)，按每層15kpa的荷載計(jì)算。20年一遇5日暴雨按降雨入滲引起的滑坡表層土體飽和自重計(jì)算，根據(jù)表層坡體土的滲透系數(shù)低，并設(shè)置了排水系統(tǒng),降雨入滲引起的滑坡體荷載增量按2m厚度的飽和土體進(jìn)行計(jì)算。6.1.4 各工況穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果 根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定性計(jì)算方法，按表1-2所示四種工況對(duì)沿江路小商品滑坡滑體主滑面的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表1-3所示。其中主滑剖面分塊如附圖1所示。表1-3 沿江路小商品滑坡體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表滑面工況編號(hào)荷載組合穩(wěn)定系數(shù)備注 滑面11自重+地表荷載1.304現(xiàn)狀2自重+地表

22、荷載+20年一遇暴雨1.303滑面23自重+地表荷載1.0773現(xiàn)狀4自重+地表荷載+20年一遇暴雨1.07596.1.5 滑坡推力及樁身荷載計(jì)算 推力計(jì)算公式采用推力傳遞法，即設(shè)計(jì)技術(shù)要求中的式4.3.1。式中：推力傳遞系數(shù) 第個(gè)條塊末端的滑坡推力 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 第個(gè)條塊地下水位以上土體天然重量 第個(gè)條塊地下水位以下土體飽和重量 第個(gè)條塊土體兩側(cè)靜水壓力的合力 第個(gè)條塊土體底部孔隙壓力 第個(gè)條塊所在滑動(dòng)面上的內(nèi)摩擦角 第個(gè)土體條塊所在滑動(dòng)面的傾角 第個(gè)條塊所在滑動(dòng)面上的單位粘聚力 第個(gè)土體條塊所在滑動(dòng)面的長(zhǎng)度根據(jù)表中穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，選取穩(wěn)定性系數(shù)最?。ǚ€(wěn)定性最差）的工況，即第四種工況進(jìn)行

23、滑坡推力計(jì)算即抗滑樁設(shè)計(jì)。主滑斷面滑坡推力計(jì)算條分圖如圖1-1，推力曲線如圖1-2。圖1-1 沿江路小商品滑坡體主滑剖面推力計(jì)算分塊圖圖1-2 沿江路小商品滑坡體主滑剖面滑坡推力、抗力曲線圖 根據(jù)圖 1-2可知，需要由抗滑樁承擔(dān)了的剩余下滑力從11塊到14塊均無(wú)大的變化，而結(jié)合圖 1 1 可知，在條塊 13 與 14 塊之間的滑坡體厚度相對(duì)較薄， 且地形相對(duì)平坦， 故設(shè)計(jì)抗滑樁位于第12快與第 13 塊界面處，此處的滑坡推力 T=4443.46 kN/m，滑坡抗力 R 2532.80kN/m。由滑坡推力、抗力曲線可知該滑坡有明顯的阻滑段， 故需考慮樁前土體的抗滑力。抗滑樁上承受的設(shè)計(jì)推力等于滑

24、坡推力減去樁前被動(dòng)土壓力和滑坡抗力的較小值，而被動(dòng)土壓力一般大于樁前土體的抗滑力，因此設(shè)樁處的滑坡推力減去樁前滑坡抗力即為抗滑樁身所承受的荷載F0=1910.65kN/m。6.2內(nèi)力分析6.2.1計(jì)算參數(shù)確定樁間距：l=6.0m單樁所受滑坡推力F=T×6=11463.9kN樁身截面尺寸：b×h=2.5×3.5m ，計(jì)算寬度Bp=b+1=3.5m樁身截面慣性矩：I=bh3/12=8.93m4樁身混凝土彈性模量：彈性模量：E=3.0×107kPa滑面以下巖土體水平方向地基系數(shù)：(K法)K=3×105kPa/m3 樁的變形系數(shù)： =0.1769m-1

25、滑面以下巖土體側(cè)向容許應(yīng)力：根據(jù)勘察結(jié)果滑面以下巖土體為中厚層灰白色長(zhǎng)石石英質(zhì)細(xì)砂巖和褐紅色薄層粉砂質(zhì)泥巖互層，較破碎，裂隙發(fā)育，一般呈塊裂狀結(jié)構(gòu)，巖石的單軸抗壓極限強(qiáng)度c=30.6MPa，其側(cè)向容許應(yīng)力：c=KRHR =0.5×0.3×30600=4590kPa式中：KRH水平方向的換算系數(shù)，根據(jù)巖層構(gòu)造，可采用0.51.0，此處取0.5； 折減系數(shù)，根據(jù)巖層的裂隙、風(fēng)化及軟化程度，可采用0.30.45，此處取0.3。6.2.2樁型判斷 根據(jù)設(shè)樁處滑坡橫斷面擬定樁長(zhǎng)為31.0m，其中受荷段h1=21.0m，嵌固段h2=10.0m。樁嵌固段換算長(zhǎng)度：bh2=1.769>

26、;1.0 ，因此該抗滑樁為彈性樁，樁底按自由端考慮。6.2.3樁身內(nèi)力計(jì)算 1、受荷段內(nèi)力采用懸臂梁模型計(jì)算，受荷段樁身所受荷載按三角形分布荷載考慮： 受荷段樁身內(nèi)力及水平位移按下式計(jì)算：彎矩 剪力 水平位移 轉(zhuǎn)角 式中： 滑動(dòng)面以上樁身計(jì)算截面距樁頂?shù)木嚯x 由錨固段計(jì)算得滑動(dòng)面處樁身水平位移及轉(zhuǎn)角。2、錨固段內(nèi)力采用彈性地基梁模型按“M”法計(jì)算由受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果得滑動(dòng)面處彎矩及剪力：80247.3kN·m 11463.9kN受荷段樁身內(nèi)力、變形及錨固段側(cè)壁應(yīng)力按下式計(jì)算：彎矩 剪力 水平位移 轉(zhuǎn)角 側(cè)壁應(yīng)力 式中：“K”法的影響函數(shù)值，按下式計(jì)算：3、按以上公式計(jì)算所得樁身受

27、荷段與錨固段彎矩及剪力如表1-4即表1-5所示，樁身受荷段與錨固段彎矩即剪力曲線如圖1-3所示，樁身水平位移及側(cè)壁應(yīng)力曲線如圖1-4所示：表1-4 受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表距樁頂距離（m）剪力Q（kN）彎矩M（kN·m）水平位移x（m）轉(zhuǎn)角y（rad）0000.097263547-0.002860662125.99523818.6650793650.092832933-0.0028606622103.980952469.320634920.088402368-0.0028606623233.9571429233.95714290.083972094-0.002

28、8606614415.9238095554.56507940.079542741-0.0028606595649.88095241083.1349210.075115523-0.0028606546935.82857141871.6571430.070692429-0.00286064471273.7666672972.1222220.066276419-0.00286062981663.6952384436.5206350.061871616-0.00286060692105.6142866316.8428570.057483502-0.002860573102599.523818665.0

29、793650.053119114-0.002860526113145.4238111533.220630.048787231-0.002860463123743.31428614973.257140.044498577-0.00286038134393.19523819037.179370.040266008-0.002860274145095.06666723776.977780.03610471-0.00286014155848.92857129244.642860.032032392-0.002859974166654.78095235492.165080.028069479-0.002

30、859772177512.6238142571.534920.024239307-0.002859527188422.45714350534.742860.020568319-0.002859236199384.28095259433.779370.017086254-0.0028588922010398.0952469320.634920.013826348-0.0028584892111463.980247.30.010825521-0.00285802表1-5 錨固段樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表錨固段樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果表距樁頂距離（m）剪力Q（kN）彎矩M（kN·m）水平位移x(m)側(cè)應(yīng)力

31、(kN)轉(zhuǎn)角y（rad）2111463.980247.30.0108255213247.656187-0.00285802221549.22767386517.469270.0081227282436.818454-0.00254369323-5696.60931884235.440090.0057402281722.068282-0.00222275324-10608.0387275902.14340.0036702791101.08355-0.00192235225-13498.6976763692.495280.001882451564.7352693-0.00166091926-146

32、41.9889549486.620050.00033175399.52604895-0.00144933127-14259.5793234916.45022-0.001034334-310.3001148-0.00129192328-12516.7762321420.30807-0.002269751-680.9252447-0.00118732129-9523.91795410299.04062-0.003424472-1027.341455-0.00112905230-5343.1283692768.037206-0.004539631-1361.889355-0.001105965310

33、 0-0.005642977-1692.893024-0.001102461 (a) 樁身Q圖 Qmax=14641.99kN (b) 樁身M圖 Mmax=86517.47kN·m圖1-3 沿江路小商品滑坡抗滑樁內(nèi)力圖(a)樁身變位X圖 Xmax=0.097 m (b)錨固段樁側(cè)應(yīng)力圖 max=3247.66kPa圖1-4 沿江路小商品滑坡體抗滑樁樁身水平位移及側(cè)壁應(yīng)力曲線 由圖 1 3 可知，受荷段處剪力隨深度呈線性分布，彎矩呈拋物線分布；錨固段剪力隨深度呈二次拋物線型分布，彎矩呈三次拋物線型分布。自滑動(dòng)面往下剪力極巨減小， 在滑動(dòng)面下約 1.2 米處出現(xiàn)零剪力點(diǎn)，對(duì)應(yīng)該點(diǎn)出現(xiàn)最大

34、彎矩值， 隨深度增加，剪力進(jìn)而反向增大，約滑面5米處出現(xiàn)最大剪力值， 同時(shí)也是彎矩圖的拐點(diǎn)， 繼而剪力再次減小，直到樁端處剪力和彎矩均為零。由圖 1 4 可知受荷段樁身位移與主滑方向一致，并且位移量隨深度增加呈 非線性減小，直到滑面下約5米處位移為零，進(jìn)而樁身錨固段變位與主滑方向相反，計(jì)算得樁身最大變位Xmax=0.097m，樁身最大側(cè)應(yīng)力max=3247.66kPa, 側(cè)向容許應(yīng)力c=4500kPamax，故嵌固深度滿足。6.3結(jié)構(gòu)計(jì)算6.3.1結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)選取鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全系數(shù)取值，依據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求4.3.3.7條，在推力計(jì)算時(shí)已經(jīng)考慮了荷載組合,并計(jì)入了安全系數(shù)k，推力值即為荷載

35、效應(yīng)。因此結(jié)構(gòu)重要系數(shù)0=1.0，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)G=1.0。樁身采用C30混凝土，設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度： fc14.3MPa； 主筋采用HRB335鋼筋，抗拉強(qiáng)度：fy300MPa,抗壓強(qiáng)度：f /y300MPa；箍筋采用HPB300鋼筋， 抗拉強(qiáng)度：fyv270MPa。6.3.2正截面抗彎計(jì)算 縱向鋼筋配筋計(jì)算=1.0×1.0×86517.47=86517.47kNm截面有效高度h0=h-0.18=3.32m=0.251鋼筋的設(shè)計(jì)截面 0.099m2主筋直徑采用36，則主筋根數(shù) 97.3 取98根縱向鋼筋配筋率較核>0.2 故取=0.215%<故滿足最小配筋率要求，

36、>故滿足適筋要求，受壓側(cè)只需按構(gòu)造配筋。6.3.3斜截面抗剪計(jì)算=1.0×1.0×14641.99=14641.99kN驗(yàn)算截面限制條件： < 4（故屬于厚腹梁）Q<0.25fcbh0=0.25×1.0×14300×2.5×3.32=29672.5kN (截面滿足要求)最大剪力截面配筋計(jì)算： 因?yàn)?Q>0.7ftbh0=0.7×1430×2.5×3.32=8308.3kN故需按計(jì)算配置箍筋，設(shè)四肢箍筋，選用18箍筋面積 Asv=n Asvl=4×=4×=1.017×10-3m2箍筋間距為 m 取0.15m箍筋最小配筋率 箍筋的配筋率 滿足要求。6.4樁身結(jié)構(gòu)圖6.5樁位布置圖經(jīng)驗(yàn)算此設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)安全系數(shù) 1.15。7.結(jié)論與展望7.1結(jié)論 本文以巴東縣西壤坡新城