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文檔簡(jiǎn)介
1、巖土工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1前言1.1任務(wù)由來(lái) 河西下街滑坡的復(fù)活變形始于2002年8月雨季,誘發(fā)因素主要為特大暴雨,據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,該月降水量超過(guò)歷史年平均降水量(308mm)?;麦w中一股常年不斷的泉水對(duì)坡體的浸泡也是滑坡產(chǎn)生變形滑動(dòng)的重要原因。此外,滑坡體原始坡度較大,約3546°左右,二得公路建設(shè)過(guò)程中,滑坡前緣邊坡開(kāi)挖形成了高約38m的臨空面,修建有擋墻。在雨水、地質(zhì)環(huán)境條件和人類工程活動(dòng)的綜合作用下,該滑坡發(fā)生滑動(dòng)變形并致使50m長(zhǎng)的擋土墻發(fā)生開(kāi)裂變形,其中約7m鋼筋混凝土擋墻發(fā)生傾倒破壞。二得公路是得榮縣連接云南的唯一通道,滑坡體自2002年8月復(fù)活以來(lái),每年均有不
2、同程度的變形破壞現(xiàn)象,前緣發(fā)生坍塌,曾多次阻斷公路。目前,滑坡前緣坍塌的土體和傾倒的混凝土擋墻占據(jù)了二得公路的大半部分,現(xiàn)可通行的公路僅4m單車放行道,嚴(yán)重阻礙了城區(qū)交通?;麦w上分布有數(shù)條裂縫,已將前緣的擋土墻推倒,如不及時(shí)進(jìn)行治理必將對(duì)二得公路的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生不良影響,阻斷交通,造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)給生產(chǎn)和人民生活等帶來(lái)諸多不便。1.2主要目的、任務(wù) 1.2.1主要目的由于該滑坡、不穩(wěn)定斜坡跡象明顯,危害嚴(yán)重,采取切實(shí)可行的治理工程已經(jīng)迫在眉睫。前緣發(fā)生坍塌而多次阻斷公路,嚴(yán)重阻礙了城區(qū)交通。在勘查成果的基礎(chǔ)上,遵循地質(zhì)災(zāi)害防治的基本原則,按照可行性研究報(bào)告提出的治理工程的推薦方案
3、,對(duì)癥下藥,提出針對(duì)各類地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)切實(shí)可行的治理措施。對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)、對(duì)滑坡治理工程分項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算、并繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖和編寫(xiě)施工圖設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.2.2主要任務(wù)確定滑坡特征,防治范圍、目標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn);防治工作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);防治實(shí)施效果預(yù)測(cè);提出工程施工組織及工程監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案;1.2.3防治原則防治工程以對(duì)癥下藥、綜合治理、安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、方案優(yōu)化、施工方便為總的原則,具體講:(1).經(jīng)過(guò)勘查人員的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析,及勘查和可研報(bào)告,在綜合分析滑坡、不穩(wěn)定斜坡的發(fā)育特征、誘發(fā)因素的基礎(chǔ)上,針對(duì)起特征提出針對(duì)性的治理措施,確定合理、可行的治理方案。針對(duì)河西下街滑坡變形主要是降雨、
4、地表水的下滲和地下水等因素引起一系列特征,可分為強(qiáng)、弱變形區(qū),確定其治理方案為“抗滑樁地表截水、盲溝擋土墻”的治理措施。(2).根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性和危害性大小,確定本治理工程為一般永久性工程,各級(jí)防治工程必須安全可靠,力求確?;略诠こ棠晗迌?nèi)的整體穩(wěn)定。(3).設(shè)計(jì)要針對(duì)滑坡的類型和特征,因地制宜,遵循各類工程配合使用、綜合整治的原則,并盡可能縮短施工周期。(4).在治理工程中,應(yīng)在滑坡體上建立監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)控治理工程和治理后的滑坡動(dòng)態(tài),檢測(cè)治理效果,為今后地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警提供依據(jù)。1.3設(shè)計(jì)依據(jù):本施工圖設(shè)計(jì)報(bào)告編制的主要依據(jù)如下:(1).河西下街滑坡勘查報(bào)告(2).河西下街滑坡勘查圖
5、件(3).有關(guān)的技術(shù)規(guī)程,規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。主要有:混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB503302002)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500112002)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50032001)巖土工程設(shè)計(jì) 成都理工大學(xué) 許強(qiáng) 李天斌2.治理工程的必要性和緊迫性 紅巖子滑坡位于得榮縣城定曲河上游約115km 處的定曲河左岸,是一復(fù)活變形老滑坡體,鄉(xiāng)(域) 至得(榮) 公路從滑坡區(qū)對(duì)岸坡腳通過(guò)。紅巖子滑坡由三個(gè)部分組成,即紅巖子老滑坡體、紅巖子滑坡上滑體及紅巖子崩滑體, 其中紅巖子老滑坡面積01035km2 , 體積約70 ×104m3 ; 滑坡上滑體面積約0
6、101km2 ,體積約1418 ×104m3 ; 紅巖子崩滑體面積01006km2 ,體積約9 ×104m3 。老滑坡體后緣發(fā)育拉張裂縫數(shù)條, 長(zhǎng)約30 50m , 斷續(xù)延伸長(zhǎng)約150m。紅巖子崩滑體后部也已形成了一條基本貫通, 寬013015m ,深115210m 的拉張裂縫,前緣表層坡體溜滑,剪出口變形特征明顯,滑坡中部平臺(tái)前沿張拉裂縫進(jìn)一步貫通,崩滑體靠上游前沿坡體表層坡面泥石流也進(jìn)一步發(fā)育。種種跡象表明紅巖子滑坡復(fù)活變形有加劇發(fā)展趨勢(shì),其后果將堵斷定曲河河道,滑坡潰壩后將對(duì)下游得榮縣城的安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。二得公路是得榮縣連接云南的唯一通道,滑坡體自2002年8月復(fù)活
7、以來(lái),每年均有不同程度的變形破壞現(xiàn)象,前緣發(fā)生坍塌,曾多次阻斷公路。目前,滑坡前緣坍塌的土體和傾倒的混凝土擋墻占據(jù)了二得公路的大半部分,現(xiàn)可通行的公路僅4m單車放行道,嚴(yán)重阻礙了城區(qū)交通?;麦w上分布有數(shù)條裂縫,已將前緣的擋土墻推倒,如不及時(shí)進(jìn)行治理必將對(duì)二得公路的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生不良影響,阻斷交通,造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失,給生產(chǎn)和人民生活等帶來(lái)諸多不便。因此,為確?;掠绊懛秶鷥?nèi)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,確保當(dāng)?shù)厣鐣?huì)政治穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,立即采取切實(shí)有效的治理工程措施已迫在眉睫。3.地理地質(zhì)環(huán)境 3.1地形地貌:河西下街滑坡表面呈階梯狀,坡度較陡,平均坡度約50°?;w橫向長(zhǎng)約13
8、5米,縱向?qū)捈s120米,面積0.016Km2,滑坡厚度18m,體積11.3×104 m3。根據(jù)近期變形強(qiáng)弱,可將滑坡體劃分為強(qiáng)變形區(qū)和弱變形區(qū)。強(qiáng)變形區(qū)橫向長(zhǎng)95.0m,體積約7.8×104 m3。弱變形區(qū)橫向長(zhǎng)40m,體積約3.5×104 m3?;潞缶壌嬖诙副?,坡面上存在數(shù)條裂縫,滑坡變形跡象明顯。3.2地質(zhì)災(zāi)害體的基本特征 3.2.1滑坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征據(jù)調(diào)查及物探資料, 紅巖子2滑坡巖土體結(jié)構(gòu)特征主要為冰水堆積物(Q3fgl)經(jīng)塌滑而成, 勘察區(qū)內(nèi)巖土層從上至下依次為:上部為灰色至黃灰、灰白色碎塊石土,中部為淺灰黃色角礫石土,下部為灰-淺灰白色、黃色薄-厚層
9、狀、透鏡體結(jié)晶灰?guī)r。3.2.2形態(tài)特征紅巖子2滑坡位于縣城河西下街,屬于縣城河西第四系大堆積體的南端部分,為原自然沉積的冰水堆積物上的復(fù)活變形體,距縣城中心區(qū)域僅300m?;峦庑纬嗜σ螤?,周界明顯,北側(cè)及后緣發(fā)育明顯的滑坡陡坎及陡壁,北側(cè)陡坎高13.0m,陡坎壁為新鮮裸露面,滑坡跡象明顯,后緣壁高約58米,標(biāo)高2455米?;w前緣以公路內(nèi)側(cè)為界,標(biāo)高2385米,前后緣相對(duì)高差85米,南側(cè)以裸露基巖為界?;w表面呈階梯狀,坡度較陡,平均坡度約50°?;w橫向長(zhǎng)約135米,縱向?qū)捈s120米,面積0.016Km2?;缕骄駷?8m,體積11.3×104m3。根據(jù)近期變形強(qiáng)弱,
10、將滑坡體劃分為強(qiáng)變形區(qū)和弱變形區(qū),強(qiáng)變形區(qū)橫向長(zhǎng)95.0m,體積約7.8×104 m3。弱變形區(qū)橫向長(zhǎng)40m,體積約3.5×104 m3,滑體內(nèi)細(xì)小沖溝發(fā)育,表層巖土體由于塌滑后結(jié)構(gòu)相對(duì)松散,坡體內(nèi)地形較陡,后緣坡度30°35°,中前部為35°55°。3.2.3滑體結(jié)構(gòu)特征根據(jù)勘查報(bào)告,紅巖子2滑坡滑體厚為:1.08.0m,主要物質(zhì)成分為粉質(zhì)粘土、粉砂土夾碎塊石,結(jié)構(gòu)疏松,碎塊石主要成分為片巖、灰?guī)r及大理巖等,滑體表面植被茂密,局部開(kāi)墾為農(nóng)作物耕地,坡體上拉張裂縫發(fā)育,局部形成小的陡坎。3.2.4滑動(dòng)帶及滑床特征根據(jù)勘查報(bào)告,紅巖子2
11、滑坡滑動(dòng)帶為上部碎塊石土與中下部角礫石土的接觸帶,為沿新近滑動(dòng)的軟弱結(jié)構(gòu)面,滑帶厚:0.20.5m,主要成份為粉質(zhì)粘土夾角礫,含水量較大,一般大于30%,滑面呈彎弧形,中后部陡峻,坡度為35°-45°,中前部略緩,坡度為25°-30°,前緣反翹,為-5°-1°?;瑤б陨匣w土較為松散,塊石粒徑較大,干,滑帶以下滑床土體稍密、稍濕,充填骨料主要為角礫石,塊石含量較少,為更新世(Q3fgl)冰水堆積層,滑體土結(jié)構(gòu)特征與滑床土特征無(wú)明顯差異,而在力學(xué)特性上則由于其結(jié)構(gòu)上相對(duì)松散而顯得較差?;矠樵瓲罡率?Q3fgl)冰水堆積層,稍密、稍濕
12、,透水性一般,完整性較好,主要成分為角礫石土,膠結(jié)一般,厚度較大,覆蓋于泥盆系基巖之上。3.2.5地下水特征滑體處于地形高陡地段,地下水的補(bǔ)給主要來(lái)源于坡體后緣巖土體內(nèi)的基巖裂隙水和土體上層滯水、毛細(xì)孔隙水以及大氣降水,地下水通過(guò)松散冰水堆積層以自重作為徑流動(dòng)力從山頂向坡腳滲流,在滑坡體上和坡腳以泉點(diǎn)形式滲出,補(bǔ)給定曲河。3.3滑坡形成機(jī)理 滑坡在區(qū)域構(gòu)造上經(jīng)歷了多期較強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形跡為得榮復(fù)背斜,紅巖子滑坡處背斜SW 翼,區(qū)內(nèi)基巖內(nèi)的層間褶皺、撓曲也較發(fā)育,巖石較為破碎,斷裂構(gòu)造大體上呈南北向展布, 主干斷裂構(gòu)造形跡有中格潘擁斷層(F31) ,斷層走向NE20°?;?/p>
13、坡區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形跡以節(jié)理、裂隙為主,大氣降水使得坡面巖土體部分飽水,力學(xué)性能下降,在陡峻的地形條件下產(chǎn)生淺層滑動(dòng),從而誘發(fā)紅巖子滑坡在前緣和后緣地形陡峻部位產(chǎn)生淺層復(fù)活,而地形地貌條件、地層及巖性結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地表不良工程地質(zhì)作用等因素促進(jìn)了淺層滑體的變形加劇,也是滑坡復(fù)活變形產(chǎn)生重要因素。3.3.1滑坡形成的主控條件及影響因素3.3.1.1地層巖性地層巖性是滑坡形成的物質(zhì)條件,該滑坡發(fā)育于泥盆系中下統(tǒng)下段中的綠色鈣質(zhì)泥片巖、綠泥黝簾透閃片巖、夾灰-淺灰白色薄-厚層狀、透鏡體結(jié)晶灰?guī)r及淺灰-深灰色絹云石英片巖中,基巖產(chǎn)狀246°46°。第四系底層覆蓋厚度大,由上到下:上部
14、淺灰黃色粉質(zhì)粘土夾碎石角礫層,該層主要分布于滑坡后緣,物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)粘土夾碎塊石,硬塑;中部紅黃色粉質(zhì)粘土加塊石、漂礫層。該層主要分布于滑體中部,物質(zhì)粘土硬塑,局部含泥鈣質(zhì);下部與基巖接觸為淺灰色砂土加砂礫石及淺黃色粉質(zhì)粘土夾碎石塊,塊石成分以灰?guī)r、花崗巖、綠片巖為主,花崗巖中等風(fēng)化,巖土體結(jié)構(gòu)較為松散。第四系全新統(tǒng)分布于滑坡上部,主要以灰?guī)r、花崗巖、火山超基性巖等為主。由于無(wú)力風(fēng)化作用強(qiáng)烈,表層巖土體因風(fēng)化作用常產(chǎn)生風(fēng)化裂隙,表層土體飽水后穩(wěn)定條件下降,為滑坡的產(chǎn)生提供了物質(zhì)條件。3.3.1.2地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造結(jié)構(gòu)往往是巖體強(qiáng)度的薄弱部位,結(jié)構(gòu)裂隙的發(fā)育破壞了巖體的完整性,并為地下水徑流提供
15、了通道,同時(shí),使風(fēng)化作用向深部發(fā)展?;率軈^(qū)域構(gòu)造應(yīng)力影響,主要構(gòu)造形跡以節(jié)理、裂隙為主,其中以一組190°210°80°85°的剪節(jié)理及另一組120°130°50°65°的張性裂隙較為發(fā)育,對(duì)巖石起主要破壞作用。3.3.1.3地形地貌條件滑坡區(qū)地貌屬高原剝蝕型深切河谷地貌,河谷呈V 型谷。區(qū)內(nèi)地貌特點(diǎn)是: 山高坡陡,溝谷狹窄, 巖石裸露,植被稀少, 沖溝發(fā)育,區(qū)內(nèi)溝深嶺窄,地形崎嶇,侵蝕與溶蝕作用強(qiáng)烈, 坡體沖溝發(fā)育;地形呈折線型,即上陡中緩下陡,上部垮滑體地形坡度約30°38°,后緣陡壁高約
16、20m ; 中部為老滑坡平臺(tái),地形坡度8°15° 下部溜滑體40°, 紅巖子崩滑體坡度約30°地形坡度約28° 50°,其中前緣陡坎高約10m 。為滑坡的形成提供了良好的臨空條件。3.3.1.4氣象水文條件滑坡處于金沙江畔干熱河谷氣候區(qū),主要受青藏高原氣候影響,受西風(fēng)環(huán)流的南支急流和印度洋氣候控制,晝夜溫差大,降雨充沛?;聟^(qū)內(nèi)巖土體因受高原氣候強(qiáng)烈的晝夜溫差作用,特別是該區(qū)地處干熱河谷,各種自然風(fēng)化營(yíng)力作用強(qiáng)烈,形成了斜坡破壞的有利環(huán)境條件。3.3.1.5滑坡特征紅巖子滑坡區(qū)滑坡體平面圖見(jiàn)圖一.根據(jù)其變形跡象,活動(dòng)特征等,可將紅巖子
17、滑坡區(qū)分以下三個(gè)部分加以闡述。圖一 紅巖子滑坡區(qū)滑坡體平面圖(1)紅巖子老滑坡紅巖子老滑坡外形似一圈椅狀,滑坡東西長(zhǎng)240m , 南北寬160m , 前后緣相對(duì)80°。地形坡度為:后緣32°38°,中部12°17°,下部37°40°。下部滑體內(nèi)發(fā)育有沖溝,前緣覆蓋于河床殘留階地之上?;矠榈谒南瞪细率赖谋逊e地層,成份為粉質(zhì)砂土夾碎塊石、漂石層,系松散堆積體土層內(nèi)滑坡,滑面形態(tài)呈彎弧形?;瑤Ъ盎岔斆嫫露葹?后緣45°35°,前緣反翹,為-2°1°?;w下部由于巖土體結(jié)
18、構(gòu)、地形地貌條件及外動(dòng)力地質(zhì)作用等綜合作用坡面泥石流較為發(fā)育,滑坡體內(nèi)未見(jiàn)地下水露頭或濕地分布。(2) 紅巖子滑坡上滑體特征紅巖子上滑體外形似三角形,滑體前后緣相對(duì)高差80m , 滑體長(zhǎng)約100m , 寬約160m , 后緣形成一陡壁,拉張裂縫帶呈斷續(xù)分布,前緣覆蓋于老滑體中部; 坡體內(nèi)地形較陡; 巖土體結(jié)構(gòu)特征主要為冰水堆積物經(jīng)垮滑而成,物質(zhì)成份為淺灰黃色粉質(zhì)砂土夾碎塊石、角礫組成?;w滑動(dòng)帶為中上部沿老滑帶滑動(dòng),中下部為沿新近垮塌的軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng),滑動(dòng)帶似一弧形,滑帶土為更新世冰水堆積層經(jīng)滑移后而成,滑帶土結(jié)構(gòu)特征與滑體土特征無(wú)明顯差異,而在力學(xué)特性上則由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)松散而顯得較差。雨季時(shí)
19、地表水沿裂縫帶入滲產(chǎn)生相對(duì)較高的孔隙水壓力,加之巖土體局部飽水后物理力學(xué)性能降低,形成垮滑, 而在其它時(shí)間內(nèi)也由于巖土體在自重應(yīng)力下的卸荷作用,形成局部下滑。 紅巖子崩滑體特征崩滑體形似三角形,滑體長(zhǎng)60m , 寬100m , 平均厚3m , 前后緣相對(duì)高差60m , 地形陡峻,平均坡度40°,主要由更新世冰水積物固組成,物質(zhì)成分主要為半固態(tài)-固結(jié)態(tài)的泥鈣質(zhì)粉砂土夾塊石、含大塊的冰川源礫?;w結(jié)構(gòu)相對(duì)松散,滑面呈弧形,坡度45°50°,滑面埋深約10m , 東西向呈連續(xù)延伸,已形成貫通狀態(tài),滑體穩(wěn)定性條件較差。后緣拉張裂縫長(zhǎng)約60m , 寬約30 50
20、cm , 深約115210m , 呈連續(xù)弧形分布。滑體前緣陡坎已有不同程度的崩落,定曲河在雨季漲水時(shí)對(duì)坡腳的沖刷掏蝕作用,對(duì)滑體的穩(wěn)定性十分不利。3.3.2滑坡形成機(jī)制分析滑坡區(qū)內(nèi)陡峻的地形地貌條件及巖體內(nèi)存在高地應(yīng)力作用,其對(duì)邊坡巖土體的應(yīng)力分布產(chǎn)生較大影響,主要表現(xiàn)為坡體內(nèi)高地應(yīng)力集中,坡體內(nèi)積累的應(yīng)力向臨空方向膨脹回彈同時(shí)在臨空面附近特別是在坡腳及地形變化較大處產(chǎn)生新的應(yīng)力集中,在斜坡體自重及區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下,坡體向臨空面方向順層面沿坡腳部位剪應(yīng)力集中帶形成剪切破壞面,并在坡腳出露,呈持續(xù)蠕動(dòng)變形;大氣降水沿風(fēng)化、變形裂隙入滲巖土體, 滑帶土力學(xué)性能顯著降低,隨著變形持續(xù)發(fā)展,坡體上巖
21、土體逐漸松弛,坡體變形進(jìn)入累進(jìn)式破壞階段。隨著地表水不斷下滲,地下徑流活動(dòng)的不斷加劇,追蹤面不斷擴(kuò)大,地表變形趨于明顯,在久雨或暴雨的作用下,后緣裂隙充水產(chǎn)生靜壓力,另一方面導(dǎo)致滑帶土軟化,使其抗剪強(qiáng)度迅速下降,最終導(dǎo)致整體滑坡。計(jì)算參數(shù)的選?。罕硪?#160; 河西下街滑坡穩(wěn)定性計(jì)算滑帶抗剪強(qiáng)度參數(shù)統(tǒng)計(jì)表剖面編號(hào)工況采用值C (KPa) (°)-2032-1129-826天然重度平均值為20.0kN/m3,飽和重度為21.0kN/m3。4. 滑坡穩(wěn)定性分析及推力計(jì)算 4.1滑坡穩(wěn)定性分析 4.1.1計(jì)算原理圖二 條塊受力簡(jiǎn)圖本次計(jì)算采用瑞典條分法和傳遞系數(shù)法
22、進(jìn)行計(jì)算,瑞典條分法的假設(shè)條件為:不考慮條塊間的相互有效作用力。計(jì)算公式為:式中: K穩(wěn)定性系數(shù);Wi第i條塊重量(KN/m); Ci第i條塊內(nèi)聚力(kpa); i第i條塊內(nèi)摩擦角(。);i第i條塊滑面傾角(。);Ui第i條塊間的水壓力(kpa); Ubi第I條塊底滑面上水壓力(kpa); Li第i條塊滑面長(zhǎng)度(m);
23、60; Qi第i條塊上的地震力(KN/m)。傳遞系數(shù)法,也稱不平衡推力傳遞法,該方法的基本假設(shè)條件為條間力的方向,即規(guī)定條塊向下的作用力方向與該條塊的滑面平面。計(jì)算公式為: 在滑面上滿足破壞方程:
24、0; 根據(jù)以上公式可得到下式: 式中: 其中i為傳遞系數(shù),Ti為條塊i的下滑力,Ri為條塊i的抗滑力,其余物理量與瑞典條分法中的相同。4.1.2計(jì)算模型及工況本次計(jì)算的目的,是為滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理設(shè)計(jì)提供依據(jù),根據(jù)該滑坡的機(jī)制,在進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí),主要考慮降雨對(duì)滑坡體的影響,考慮的荷載主要有:滑坡體自重、地下水產(chǎn)生的動(dòng)水壓力。計(jì)算時(shí)還要考慮地震力的影響。綜合考慮上述幾種荷載對(duì)滑坡的作用,將滑坡穩(wěn)定性計(jì)算劃分為兩種工況:第一種工況(工況):天然情況,地下水位取勘察期間實(shí)際水位; 第二種工況(工況):暴雨工況,考慮滑坡體全飽水狀
25、態(tài);第三種情況(工況):地震工況,考慮地震水平慣性力;計(jì)算選取工況為設(shè)計(jì)工況。 4.1.3計(jì)算結(jié)果按照上述工況進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果匯總于表45。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià),將穩(wěn)定性劃分為四級(jí):穩(wěn)定系數(shù)Fs1.15為穩(wěn)定,1.15Fs1.05基本穩(wěn)定,1.05Fs1.0為欠穩(wěn)定,F(xiàn)s1.0為不穩(wěn)定。滑坡H1、H2和H3各剖面,在各種工況下的推力和穩(wěn)定性計(jì)算的條分圖詳見(jiàn)下圖所示:圖三 滑坡條分圖圖四 滑坡條分圖圖五 滑坡條分圖表二 各工況下穩(wěn)定系數(shù)工況剖面天然暴雨地震瑞典條分傳遞系數(shù)法瑞典條分
26、傳遞系數(shù)法瑞典條分傳遞系數(shù)法-0.9937330.9990.8263970.83120.9444380.9495-1.0434931.07380.8075090.83470.8967960.9208-0.9942331.0010.8494050.85620.9392210.9455在計(jì)算過(guò)程中結(jié)合滑坡區(qū)的工程地質(zhì)條件合理選取參數(shù),其中一剖面:內(nèi)聚力C=16kpa,內(nèi)摩擦角=32,;二剖面:內(nèi)聚力C=11kpa,內(nèi)摩擦角=29;三剖面:內(nèi)聚力C=8kpa,內(nèi)摩擦角=26。天然重度0=20KN/m3,飽水重度sat=21KN/m3 ;降水條件下水位取1/4倍的滑塊厚度處。各種工況下的計(jì)算參數(shù)如表二
27、所示。表三 各種工況下的計(jì)算參數(shù)的選取工況天然容重(KN/m3 )飽和容重(KN/m3)C(Kpa)(。)天然20211632暴雨20211129地震2021826根據(jù)表二計(jì)算結(jié)果,剖面-、-穩(wěn)定性相對(duì)較高,剖面-穩(wěn)定性較低,結(jié)合滑坡區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)條件,進(jìn)一步說(shuō)明了參數(shù)的選擇合理,與變形破壞機(jī)制相吻合。在天然狀況下穩(wěn)定性系數(shù)在0.741.0之間,處于極限平衡,不穩(wěn)定狀態(tài),開(kāi)始變形失穩(wěn)。在暴雨或地震作用下,將可能發(fā)生滑坡。由于二得公路位于滑坡下,坡體失穩(wěn)后, 將阻斷交通,造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。于是, 因此,為確?;掠绊懛秶鷥?nèi)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)次滑坡進(jìn)行治理。4.
28、2滑坡推力計(jì)算 本次滑坡推力計(jì)算采用的是規(guī)范規(guī)定的剩余下滑力傳遞法。將滑動(dòng)方向和速度大體一致的滑體視為一個(gè)計(jì)算單元,在順滑動(dòng)主軸方向的地質(zhì)縱斷面上按滑面的產(chǎn)狀、巖土性質(zhì)及地面轉(zhuǎn)折點(diǎn)劃分為若干地質(zhì)條塊,由后向前計(jì)算各條塊分界面上的剩余下滑力,即是該部位的滑坡推力,最后一塊的剩余下滑力就是整個(gè)滑坡的下滑力?;峦屏τ?jì)算按傳遞系數(shù)法由下式計(jì)算: 式中: Pi-第i條塊剩余下滑力; i-傳遞系數(shù);Ti為條塊i的下滑力;Ri為條
29、塊i的抗滑力;Ks為安全系數(shù)?;峦屏τ?jì)算的模型如圖六所示:圖六 滑坡推力計(jì)算模型滑坡推力計(jì)算中設(shè)計(jì)安全系數(shù) ,考慮該滑坡的重要性及危害性,選取如下:工況:采用 =1.20;工況II:采用 =1.10工況:采用 =1.10對(duì)三個(gè)滑坡進(jìn)行推力計(jì)算,以便為滑坡支擋結(jié)構(gòu)的選取和驗(yàn)算提供依據(jù)。計(jì)算結(jié)果匯總于表三。表四 滑坡剩余下滑推力計(jì)算結(jié)果總匯(單位:kN/m)計(jì)算工況-天然1677.70 2227.37 2683.06 暴雨1186.74 2486.04 1745.61 地震2199.48 2811.32 2016.52 4.3主要結(jié)論 滑坡體推力計(jì)
30、算結(jié)果表明,由滑坡推力看出天然工況的穩(wěn)定性比其它兩工況好點(diǎn),其次是地震工況。所以治理工程圍繞暴雨工況進(jìn)行,治理工程課采用抗滑樁作為主要的支擋結(jié)構(gòu)。5.滑坡治理工程施工圖設(shè)計(jì) 5.1治理方案的選取 通過(guò)地面調(diào)查及鉆孔等資料,綜合分析研究,為減少下滑力,增加抗滑力,使坡體處于相對(duì)較穩(wěn)定狀態(tài),須在滑坡前緣布置抗滑樁,再在坡體表面設(shè)置排水工程,可以達(dá)到預(yù)定的目的,對(duì)于設(shè)計(jì)中本工程治理采取的方案為“抗滑樁+排水”。根據(jù)治理對(duì)象的特點(diǎn),分別選擇合適地段設(shè)置抗滑樁。排水系統(tǒng),設(shè)置排水溝。5.2抗滑樁計(jì)算與設(shè)計(jì) 5.2.1樁的平面布置位置及間距的選取原則 樁布置在應(yīng)設(shè)在滑坡體較薄,錨固
31、段地基強(qiáng)度較高、滑面較平緩等綜合考慮較好的地段。平面上多成排布置。排的走向與滑體的滑動(dòng)方向相互垂直。設(shè)計(jì)初步選定為將樁不知在滑體的下部,該部位下滑力相對(duì)較小,坡面較緩,宜在此處設(shè)樁。 樁間距也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合確定,兩樁之間在能形成土拱的的條件下,土拱的支撐力和樁側(cè)摩擦力之和應(yīng)大于一根樁所能承受的滑坡推力。一般取5-6m。本設(shè)計(jì)中取6m。5.2.2抗滑樁樁身計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 以設(shè)計(jì)工況和校核工況的推力計(jì)算結(jié)果為依據(jù),經(jīng)過(guò)分析知剖面穩(wěn)定性較其他較低,故選取其在暴雨工況為設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),滑坡推力為2075.77KN。樁的布置形式詳見(jiàn)施工圖。 查相關(guān)規(guī)范知,樁的
32、截面尺寸及相關(guān)長(zhǎng)度初步取值如下:樁截面尺寸為2.0×3.0m,受荷段16m,錨固段8m計(jì)算,樁總長(zhǎng)24m,樁間距6m,樁總共9根。采用“m”法計(jì)算,樁底支承條件為自由支承。抗滑樁的計(jì)算深度均為=b+1=3m5.2.3抗滑樁樁身材料選擇(1)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,樁護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20.(2)鋼筋:HPB235級(jí),HRB335級(jí)(3)混凝土保護(hù)層厚度:樁為50mm,梁的為35mm。5.2.4樁體受力計(jì)算5.2.4.1設(shè)計(jì)資料及相關(guān)參數(shù)的選取設(shè)計(jì)抗滑樁長(zhǎng)度為24m,受荷段16m,錨固段8m,間距6m,樁截面b×a=2×3=6m2,樁截面慣性矩I=ba3/12=
33、2×33/12=4.5m4,樁截面模量W=ba2/6=3m3,樁的混凝土(C30)彈性模量E=26×103Mpa,樁抗彎剛度EI=2.6×104×4.5×103=1.17×108KN·m2,樁的計(jì)算寬度B=bp+1=2+1=3m,樁的變形系數(shù) 樁的計(jì)算深度h2=0.31×8=2.48m<2.5m,屬于剛性樁,樁底端的邊界條件按自由端考慮。圖七 樁身內(nèi)力計(jì)算示意圖5.2.4.2外力計(jì)算作用于每根樁上的滑坡推力E=En×s=2075×6=12450KN。應(yīng)力分布按三角形分布計(jì)算:&
34、#160; 由于該滑面較陡,樁前抗力可不考慮,故樁前抗力為零。5.2.4.3受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算(設(shè)計(jì)算界面距地面為y米) 剪力: 彎矩:5.2.4.4錨固段內(nèi)力計(jì)算(1)確定轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置 :由方程(1)確定: (1) 所以: 5.3 m(2)樁的轉(zhuǎn)角:
35、0; 代入相關(guān)參數(shù)得=0.004rad(3)樁側(cè)應(yīng)力: =(100000+40000y)(5.3-y)×0.004
36、60; =2120+448y-160y2 最大樁側(cè)應(yīng)力位置: 令 448-320y=0 則y=1.4m(4)剪力: &
37、#160; 最大剪力位置:令 480y2-1305.65y-6264=0則y=5.22m根據(jù)上面的計(jì)算式,可以計(jì)算任意截面處的剪力,以及繪制相應(yīng)的剪力圖。(5)彎矩:代入相關(guān)參數(shù): 40y4-224y3-3180y2+12450y+66400最大剪力位置:令
38、 160y3-672y2-6360y+12450=0則y=1.76(m)根據(jù)上述計(jì)算式,可以計(jì)算任意截面處的剪力,以及繪制相應(yīng)的彎矩圖。(6)樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核:Kpa 樁側(cè)應(yīng)力符合要求。表五 各截面內(nèi)力計(jì)算各截面內(nèi)力計(jì)算yQM受荷段148.616.2-2194.4129.6-3437.4437.4-4777.61036.8-512152025-61749.63499.2-72381.45556.6-83110.48294.4-93936.611809.8-
39、10486016200-115880.621562.2-126998.427993.6-138213.435591.4-149525.644452.8-151093554675-1612441.666355.22120錨固段1538075295.224082-2035.676664.823763-8836.870604.820244-14063.658171.213525-16756413803606-1595423207.2-9527-10697.67588.8-25848-26.8-579.2-4536 圖八 樁的剪力計(jì)算圖圖九 樁的彎矩計(jì)算圖圖十
40、0; 錨固段樁側(cè)應(yīng)力計(jì)算圖5.2.5抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.5.1抗滑樁的縱向受拉鋼筋的配置最大彎矩處,根據(jù)下面的計(jì)算公式: =77033.2×1.35×1.1=115272KN·m=0.0634< =0.55選用HRB335級(jí)鋼筋 選取直徑為32則主筋根數(shù)為:均大于0.2%和 ,均滿足要求。5.2.5.2抗滑樁斜截面設(shè)計(jì)Vmax=39160-18190.65×5.971-1508.525×5.9712+338.5×5.9713=-111171KN >Vmax根據(jù)下面計(jì)算式計(jì)算: 箍筋選HRB335級(jí)直徑為18,采用三肢箍筋, 箍筋間距為: mm 取間距為100
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