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文档简介

京珠粤境高速公路K153+150~300边坡支护设计PAGE京珠粤境高速公路K153+150~300边坡支护设计中文摘要本设计为京珠高速甘塘至翁城段K153+150~K153+300边坡进行稳定性分析和加固设计,并且介绍了稳定性分析的方法,Janbu法和Bishop(毕肖普)条分法。在稳定性分析中,根据地形选择两个典型的剖面,运用slope5.0软件对该边坡做了相应的分析,每次分析进行全局搜索,搜索出其中最小安全系数对应的滑动面,之后对分析结果进行评价,从而确定出它的最小稳定性安全系数,确定是否进行加固。然后在对它进行加固设计时,综合考虑边坡所处地质条件等多方面因素,最终选用了抗滑桩和锚杆两个不同的加固方案。结合边坡防排水原则,对边坡进行了防排水设计。关键词:边坡;稳定性分析;加固;锚杆;抗滑桩;防排水SLOPESUPPORTDESIGNOFTHESLOPEATBEIJING-ZHUHAIEXPRESSWAYFROMK153+150~K153+300ABSTRACTThedesignisaboutreinforcementofslopewhichlocatesinBidIsectionK153+150~K153+300ofGantangtowengchengalongBeijing-Zhuhaiexpressway.Thecontentsofthedesignincludetheslopestabilityanalysisanddesignofstrengtheninggovernanceandstabilityontheanalysisoftheway,JanbuLawandBishop(Bishop)oftheAct.Thestabilityanalysis,Selectedtwotypicalcross-sectiontheuseofsoftwareslope5.0oftheslopetodothecorrespondinganalysistodetermineitsstabilityoftheminimumsafetyfactortodeterminewhetherreinforcement,overallsituationsearchwereperformedinordertoobtaintheslidingsurfacewhichwiththeleastsafetyfactor,thenevaluationwasmadetotheslope.Andthenitwasreinforcedinthedesign,consideringslopewheregeologicalconditions,andotherfactors,thefinalchoiceoftheanti-slidepileretainingwallandanchortwodifferentreinforcementprogramme.withslope-drainageprinciples,theslopeoftheanti-drainagedesign.Keywords:Slope;StabilityAnalysis;Reinforcement;Anchor;anti-slidingpile;anti-drainage目录1工程地质情况………………..……………….………….11.1工程地质概况………………………11.2勘察的目的和任务…………………11.3勘察依据的主要技术标准…………11.4地形地貌……………21.5地层岩性……………21.6地质构造……………31.7水文地质……………32路堑边坡稳定性分析及评价……………...42.1稳定性分析方法………..…………..42.1.1条分法…………………...….42.1.2以有限元为代表的数值计算方法….………52.2路堑边坡稳定性计算…….………..62.3边坡软件slide5.0介绍……….…...62.4边坡稳定性分析…………………62.4.1分析过程……………………62.4.2边坡滑面分析………………72.4.3分析结果……………………82.4.4路堑边坡稳定性分析综述…………………213锚索方案设计………….………………..……233.1锚索方案加固………………………233.1.1对Ⅰ-1剖面锚索加固……………………233.1.2对Ⅱ-2剖面锚索加固……………………244抗滑桩方案设计…………274.1剩余下滑力的计算…………………274.1.1滑坡推力计算理论…………274.1.2不平衡系数法计算下滑力…………………314.2抗滑桩加固设计…………………344.2.1抗滑桩的特点………………344.2.2抗滑桩的布设………………354.2.3抗滑桩内力计算方法………364.2.4抗滑桩的设计过程…………384.3抗滑桩施工………………………514.3.1抗滑桩的施工工艺…………514.3.2设桩工艺选择………………514.3.4施工中应注意的问题………535高边坡坡面防护的设计与施工…………565.1概述………………565.2设计方案及材料要求……………565.2.1设计方案……………………565.2.2材料要求……………………565.3施工方案及技术措施……………575.3.1搭设脚………………………575.3.2坡面手架修整………………575.3.3喷射混凝土作业……………575.4质量管理与检测…………………585.4.1现场质量管理措施…………585.4.2质量检测……………………586边坡排水工程的设计与施工……………596.1概述…………………596.1.1滑坡中的水及其对稳定性的影响…………596.1.2边坡排水工程设计的一般原则……………606.2地表排水工程的分类……………616.3地表排水体系设计………………616.3.1滑坡体外截水沟设置………626.3.2滑坡体地表排水沟设置……………………62参考文献……………….…….64致谢………………….…..65附录附录A开题报告附录B外文资料翻译京珠粤境高速公路K153+150~300边坡支护设计第85页共65页1工程地质概况1.1工程概况京珠国道主干线粤境高速公路甘塘至瓮城段I标段的K153+150~K153+300底层轻度较低,抗风化能力弱,水理性质差,存在不利边坡稳定的结构面组合,该段的边坡稳定性较差。为治理该边坡,工程地质勘察人员对该地段进行了详细的勘察工作。1.2勘察的目的及任务根据工程特点,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、《公路工程地质勘查规范》(JTJ064-98)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)的有关规定,确定本次勘察的主要目的及任务要求如下:查明边坡所处区域地形地貌特征及地层岩性,并根据钻探情况对该段岩性具体描述;查明边坡的地质构造,具体包括区域地质构造和边坡地质构造,并查明边坡岩石节理发育程度、节理面、存在的断裂构造;查明可能存在的不良地质作用,并查明其成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,提出政治所需的岩土技术参数及整治方案建议;查明边坡的水文地质条件,设置钻孔对水位进行观测,查明地下水类型及其补给、径流、排泄条件,分析评价地下水变化规律及其对边坡稳定性的影响;提出验算边坡稳定性和设计计算所需的参数;评价边坡的稳定性,并提出边坡的整治措施和监测方案的建议;提出边坡整治设计、施工注意事项的建议。1.3勘察依据的主要技术标准为提供准确的勘察成果资料,满足设计及施工需要,主要依据以下规范、标准进行本次勘察工作:(1)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);(2)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002);(3)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);(4)《土工试验方法标准》(CECS22:90);(4)《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005);1.4地形地貌线路总体呈NW~SE向,经过处为一低山风化剥蚀斜坡地貌,斜坡标高在135~311之间,高差176cm,自然坡角一般在~左右。坡面植被发育,杂木、灌木丛生,难以通行。斜坡脚与山区河流I级阶地分解明显,地表水体为北江②级分支水系的阳河。该段河流滩浅、平直,在枯水、平水期间对岸边冲刷较弱。1.5地层岩性根据钻探和地表调查表明,表层覆盖为第四系残、坡积层,基岩为泥盆系上统帽子峰组页岩、页岩夹灰岩、泥灰岩等,另外还有岩浆活动形成的脉岩。地层岩石以层理发育和含泥质、钙质高为其特征。从坡面上看主要分布为第四系残坡积亚粘土夹碎石,强风化页岩呈片状及土状,局部弱风化页岩、泥灰岩间夹强风化炭质页岩及脉岩。下面从钻探情况对该段岩性具体描述:(1)亚粘土:表层主要是亚粘土或碎土石夹亚粘土,一般为黄色或紫红色,含不均匀碎石,碎石一般为1~5cm,个别达到10cm,成分为页岩风化物。稍湿~潮湿,可塑~硬塑。该层厚0~8.4m不等。(2)页岩:页岩依风化程度不同又分为强分化页岩、弱风化页岩和微风化页岩,互层出现,一般为灰绿色或黄褐色:eq\o\ac(○,1)、强风化页岩:强风化呈土状及页片状,厚度一般在0.8~12.4m之间。eq\o\ac(○,2)、弱风化页岩:弱风化呈片块状,厚度一般在0.9~6.0m之间。eq\o\ac(○,3)、微风化页岩:岩石层面及节理岩呈铁锈色,质较硬,性脆,岩层较完整,岩芯柱节长一般为1~3cm、3~5cm、6~10cm,个别长达20cm,主要在K153+225剖面钻孔中发现。厚度一般在1.0~11.4m之间。(3)泥灰岩:灰、深灰色,常含方解石脉,质坚硬、性脆、致密,靠山坡上部岩石比较完整,中、下部岩石呈薄片层状,破碎。(4)炭质页岩:黑褐色,强风化呈片状及土状,含少量碎石,该层分布在微风化页岩或泥灰岩之间,也有些地方该层与强风化页岩互层,或在强风化页岩与泥灰岩之间,在工作区段分布较稳定,厚度一般在0.8~4.0m之间。(5)脉岩:棕褐色,强风化呈碎石土状,岩石中斜长石及暗色矿物均粘土化。1.6地质构造(1)区域地质构造背斜多呈倾伏状及对称的短轴背斜,而向斜则以倒转居多,倾角都在~。而NE向断层规模一般较大,长达10~40km,倾向不定,但倾角均在以上。由于燕山期花岗岩体的侵入,使得岩体褶皱加剧,地质构造较为复杂。(2)边坡地质构造边坡地质构造为一单斜构造,岩层走向NE~SEE,倾向~,倾角~不等,一般在~之间,岩层产状沿走向,倾向均变化较大,野外露头可见泥灰岩强烈柔皱现象。与边坡的关系是岩层倾向与坡面大致同向,走向与坡向斜交,夹角一般小于。边坡内查明有岩浆活动形成的脉岩,呈脉状产出,主要侵入在强、弱风化页岩中,与围岩接触界限清晰。1.7水文地质边坡地表~浅部的强~弱风化带因节理风化成裂隙,在大气降水补给条件下,上部的松散坡积层正好提供了大量的水源,逐步向下渗透,可形成风化裂隙含水带。地下水沿边坡迳流排泄,最终汇入阳河。2路堑边坡稳定性分析及评价该设计根据京珠国道主干线粤境高速公路甘塘至瓮城段I标段(K153+100~K154+200)路堑边坡治理工程地质勘查报告对K153+225段的剖面进行稳定性分析和评价,并根据分析结果对K153+150~K153+300处的边坡进行加固。2.1稳定性分析方法边坡稳定的分析方法总的来说可分为两大类:即以极限平衡理论为基础的条分法和以弹塑性理论为基础的数值计算方法。2.1.1条分法条分法以极限平衡理论为基础,由瑞典人彼得森(K.E.Petterson在1916年提出,20世纪30~40年代经过费伦纽斯(W.Fellenius)和泰勒(D.W.Taylor)等人的不断改进,直至1954年简布(N.Janbu)提出了普通条分法的基本原理,1955年毕肖普明确了土坡稳定安全系数,使该方法在目前的工程界成为普遍采用的方法。条分法实际上是一种刚体极限平衡分析方法。基本思路是:假定边坡的岩土体破坏是由于边坡内产生了滑动面,部分坡体沿滑动造成的。滑动面上的坡体服从破坏条件。由假设滑动面已知,通过考虑滑动面形成的歌隔离体的静力平衡,确定沿滑面发生滑动时的破坏荷载,或者说判断滑动面上的话题的稳定状态或稳定程度。该滑动面是认为确定的,其形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其他不规则曲面。隔离体可以是一个整体,也可由若干人为分隔的竖向土条组成。由于滑动面是人为假定的,我们只有通过系统地求出一系列滑面发生滑动时的破坏荷载,其中最小的破坏荷载要求的极限荷载与之相应的滑动面就是可能存在的最危险滑动面。2.1.2以有限元为代表的数值计算方法有限元法,是将边坡体离散成有限个单元体,或者说,用有限个单体所构成的离散化结构代替原来的连续体结构,通过分析单元体的应力和变形来分析整个边坡的稳定。有限元法与极限平衡法所不同的是,数值计算是以弹性(塑性)理论为基础,需要首先弄清楚岩土体的本构关系,即应力—应变关系,它既要求出单元土的力的平衡,也要考虑单元体的变形协调,同时还要考虑岩土体的破坏准则。由于岩土体应力—应变关系是非线性的,它使边坡的数值计算变得十分复杂。数值计算发展到今天,由于计算机的普及和大量应用,复杂而又精细的计算方法已不再是数值计算的障碍,而计算成果的优劣取决于岩土体的主要构造和有关参数的获得情况。2.2路堑边坡稳定性计算在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。1955年,毕肖普(A.W.Bishop)明确了土坡稳定安全系数的定义:(2-1)式中:——沿整个滑裂面上的平均抗剪强度;——沿整个滑裂面上的平均剪应力;——边坡稳定安全系数。按照上述边坡稳定性概念,显然,>1,土坡稳定;<1,土坡失稳;=1,土坡处于临界状态。由于极限平衡分析的计算方法简单易行,因而是目前边坡稳定性最常用的分析方法。因基于不同的假定,又形成了多种计算方法,如瑞典圆弧法、Bishop法、Janbu法等等。这些方法中,因Bishop条分法适用于任意形状的滑裂面,且接近于实际,求得的Fs值较高。所以本次边坡稳定性分析采用简化Bishop条分法。该法采用了假定各土条之间的切向条间力Xi和Xi+1略去不计的方法,即假定条间力的合力为水平力,则:Bishop(毕肖普)条分法计算公式如下:(2-2)式中:--安全系数;ci--第i条块滑动面上的粘聚力;bi--第i条块滑动面的长度;ei--Qi的作用点到圆心的垂直距离;Wi--第i条块的自重;Qi--第i条块的水平作用力。其中图图2.1Bishop(毕肖普)条分法分析示意图本设计边坡稳定性分析采用slide5.0稳定分析程序,其原理采用极限平衡法,包括瑞典条分法、Bishop法、Janbu法等。能计算考虑孔隙水压力情况下的边坡稳定性,目前在全国许多大型水电工程中均有应用。2.3边坡分析软件slide5.0介绍边坡软件是一个二维边坡的安全系数评估或不稳定的土壤或岩石中圆形或边坡非圆弧滑动面析。的概率稳定验算程序。边坡软件是非常简单易用的,且可以创建复杂的模型并能迅速简单的分外部负载、地下水和支持,都可以运用在各种不同的方式。边坡软件分析了使用垂直滑片表面的稳定极限平衡方法(如毕肖普,简布,斯宾塞等)。可以对单独滑动面进行分析,或用搜索方法查找给定斜坡上的临界滑动面。2.4边坡稳定定性分析2.4.1分析过程程对于选定的剖面,进进行多次可能能的滑动面搜搜索。每次搜搜索一般分析析30个可能的滑滑动面,每个个滑动面的圆圆心在指定的的范围内选取取,求得最小小的安全系数数对应的滑动动面。根据《公公路路基设计计规范》有关关边坡处理条条文的规定,如如果以上搜索索分析所得最最小安全系数数均大于1.25,则认为这这一剖面是稳稳定的,终止止搜索。如果果搜索分析所所得最小安全全系数有小于于1.25的,则认为为这一剖面是是不稳定的,改改变可能滑动动面出口及入入口继续进行行搜索,以确确认安全系数数小于1.25的区域。2.4.2边坡滑面面分析2.4.2.1设设计依据(1)、《公路路基基设计规范(JTJ013-95)》;(2)、京珠国道主主干线粤境高高速公路甘塘塘至瓮城段I标段(K1553+1000~K154++200)路路堑边坡治理理工程地质勘勘查报告(3)、京珠国道KK153+1150~K153++300段岩土主要物物理力学指标标建议值。如如表2-1、表2-2所示。表2-1岩土的主要要物理力学性性质指标剖面图野外定名/)C(kpa)K153+2255I亚粘土1.6741.2653.35995.609强风化炭质页岩1.8331.4703.37111.951强风化页岩1.8511.5424.35274.695表2-2岩石的只要要物理力学性性质指标剖面图野外定名干容重抗剪强度弹性模量(Mpaa)抗压强度(Mpa)凝聚力(Mpa))内摩擦角K153+2255微风化页岩26.452.024.626.92.4.2.2岩土主要物物理力学指标标建议值对室内外实验结果果及参数分析析结果的综合合分析,提出出路堑边坡稳稳定性分析及及加固设计用用岩土主要物物理力学指标标见表2-3表2-3岩土主要物理力学学指标建议值值地层容重(KN/m33)凝聚力C(Kpaa)摩擦角(。)表层土19.1015.020.0强风化炭质页岩18.1624.020.0强风化页岩19.8030.020.0微风化页岩20.00135.035.02.4.2.3路堑边坡整整治分类与设设计安全系数数根据《公路路基设设计规范(JJTJ0133-95)》和和该段工程地地质调查报告告情况,路堑堑边坡设计安安全系数为11.25,即即对于稳定性性小于1.225的边坡,要要求整治后安安全系数达到到1.25。由由于岩土工程程的不确定性性,当发现有有与设计中使使用的地质资资料不符时,要要进行动态设设计。2.4.3分析结果果首先我们对K1553+2255段的I-1剖面进行分分析,利用sslide5.0软件对边坡坡滑面从左向向右搜索可能能出现滑动的的坡段,搜索索次数为30次,并从中中找到安全系系数最小的坡坡面,对此坡坡面进行分析析并加固(先先对剖面自动动搜索再调整整搜索面)。图2.4.1I-11剖面自动搜索索最小安全系系数所对应的的滑移面示意意图图2.4.2I--1剖面第1次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=1..046图2.4.3I--1剖面第6次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=1..048图2.4.4I-11剖面第11次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.048图2.4.5I-11剖面第16次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.048图2.4.6I--1剖面第21次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.045图2.4.7I-11剖面第26次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.046图2.4.8I-11剖面第29次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.046图2.4.9I-11剖面第30次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.090图2.4.10II-1剖面第10次搜索显示示可能存在的的滑移面示意意图图2.4.11II-1剖面第20次搜索显示可可能存在的滑滑移面示意图图表2-3I-1剖面面可能滑动面面搜索结果表表搜索剖面次数编号号边坡位置搜索最小安全系数稳定状况1从坡顶往坡脚处搜索1.046不稳定21.045不稳定31.047不稳定41.045不稳定51.047不稳定61.048不稳定71.049不稳定81.045不稳定91.046不稳定101.047不稳定111.048不稳定121.049不稳定131.048不稳定141.047不稳定151.046不稳定161.048不稳定171.047不稳定181.048不稳定191.045不稳定201.045不稳定211.045不稳定221.047不稳定231.044不稳定241.044不稳定251.045不稳定261.046不稳定271.045不稳定281.044不稳定291.046不稳定301.090不稳定利用slide5..0软件对Ⅰ-1剖面进行分分析,通过数据列列表可以看出出,对于Ⅰ-1剖面在30次搜索结果果中,安全系系数Fs均小于1.25,是不稳定定的边坡,必必须对边坡进进行加固。下面对K153++190ⅡⅡ-2剖面进行行分析,利用用slidee5.0软软件对边坡滑滑面从左向右右搜索可能出出现滑动的坡坡段,搜索次次数为30次。并从中找到到安全系数最最小的坡面,对对此坡面进行行分析并加固固。图2.5.1Ⅱ-22剖面自动搜搜索最小安全全系数所对应应的滑移面示示意图图2.5.2Ⅱ-22剖面第1次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=11.046图2.5.3Ⅱ-22剖面第3次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=11.044图2.5.4Ⅱ-22剖面第7次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=1..045图2.5.5Ⅱ-22剖面第13次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.045图2.5.6Ⅱ-22剖面第18次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.047图2.5.7Ⅱ-22剖面第25次搜索最最小安全系数数所对应的滑滑移面示意图图Fs=11.046图2.5.8Ⅱ-22剖面第30次搜索最小小安全系数所所对应的滑移移面示意图Fs=11.046图2.5.9Ⅱ-22剖面第10次搜索显示示可能存在的的滑移面示意意图图2.5.10Ⅱ--2剖面第20次搜索显示示可能存在的的滑移面示意意图表2-4Ⅱ-2剖面可可能滑动面搜搜索结果表搜索剖面次数编号号边坡位置搜索最小安全系数稳定状况1从坡顶往坡脚处搜索1.046不稳定21.045不稳定31.044不稳定41.045不稳定51.046不稳定61.047不稳定71.045不稳定81.046不稳定91.048不稳定101.046不稳定111.045不稳定121.046不稳定131.045不稳定141.044不稳定151.045不稳定161.046不稳定171.047不稳定181.046不稳定191.047不稳定201.045不稳定211.046不稳定221.045不稳定231.045不稳定241.046不稳定251.046不稳定261.047不稳定271.045不稳定281.046不稳定291.045不稳定301.046不稳定利用slide5..0软件对Ⅱ-2剖面进行行分析,通过数据列列表可以看出出,对于Ⅱ-2剖面在30次搜索结果果中,安全系系数Fs均小于1.25,是是不稳定的边边坡,需要对边坡进进行加固。且且其长年暴露露在自然环境境中,承受着着诸如风吹、雨雨淋、水流冲冲刷等各种自自然条件的影影响,边坡更更容易破坏。2.4.4路堑堑边坡稳定性性分析综述::Bishop方法1.006由经验得对于边坡坡稳定性不利利的因素有::Bishop方法1.006(1)K153+1500~K153++300区段岩性从K153++225剖面看,这这套地层强度度较低,抗风风化能力弱,水水理性质差;;(2)岩层倾向与坡面大大致同向,走走向与坡向斜斜交,夹角一一般小于45°(3)边坡岩石节理极其其发育,节理理面平直稳定定,具扭性特特征,节理纵纵横变切岩石石,致使岩石石呈碎裂结构构体特征。(4)边坡内查明有岩岩浆活动形成成的脉岩,呈呈脉状产出,主主要侵入在强强、弱风化页页岩中。(5)该段地层在构造造运动作用下下,节理裂隙隙极发育,将将岩石切割成成碎裂或散裂裂状,并存在在不利边坡稳稳定的结构面面组合,该段段边坡稳定性性较差。3锚索方案设计在设计之前,首先先了解了关于于边坡支护的的各种方案,从从中分析各种种方案的优缺缺点,根据本本工程实际边边坡支护的发发展现状初步步选取一种支支护方案,本本设计所选取取的方案为锚锚索支护。本本设计方案拟拟采用锚索加加固,运用slidee5.0边坡软件对对边坡电算加加固,根据设设计段内的两两个剖面的稳稳定性分析情情况,用锚索索对滑动面处处加固,加固固具体方案如如下:3.1锚索方案案加固3.1.1对ⅠⅠ-1剖面锚索加加固对I-1剖面的滑动动面的锚索加加固从滑动面面的坡顶往坡坡底加固,从从位置为(554.4777,154,477)开始始加长为100m、与水平平面夹角为-45。外间距为1mm、锚索力为100N、锚索间距距为3m的两根锚锚索。从位置置(50.3329,150.3329)开始始加长为7mm、与水平面面夹角为-445。外间距为1mm、锚索力为为100N、锚锚索间距为33m的两根锚锚索。从位置置(46.6604,146.6604)开始始加长为5m、与水平面面夹角为、外外间距为1m、锚索力为100N、锚索间距为3m的两根锚索索。具体加固固后的稳定性性分析如下图图:3.1.1剖面II-1简布法锚索索加固后最小小安全系数Fs=1.3552(到达安安全系数要求求)3.1.2剖面II-1毕肖普法锚索加固后后最小安全系系数Fs=1.6227(到达安全全系数要求)3.1.2对ⅡⅡ-2剖面锚索加加固对Ⅱ-2剖面的滑动面面的锚索加固固从滑动面的的坡顶往坡底底加固,从位位置为(544.284,154,284)开始始加长为9m、与水平面面夹角为-45。外间距为1mm、锚索力为100N、锚索间距距为3m的两根锚锚索。从位置置(50.4462,150.4462)开始始加长为7mm、与水平面面夹角为-45。外间距为1mm、锚索力为100N、锚索间距距为3m的两根锚锚索。从位置置(46.7726,146.7726)开始始加长为5mm、与水平面面夹角为、外外间距为1mm、锚索力为100N、锚索间距距为3m的两根锚锚索。具体加加固后的稳定定性分析如下下图:3.1.3剖面面Ⅱ-2简布法锚索加固后后最小安全系系数Fs=1.3009(到达安全全系数要求)3.1.4剖面ⅡⅡ-2毕肖普法锚索加固后后最小安全系系数Fs=1.6226(到达安全全系数要求)通过锚索加固后用用slidee5.0软件分析所所得的滑移面面的示意图,可可以得到锚索索加固后边坡坡稳定性的分分析结果,总总结如下表33-1:3-1剖面安全全最小安全系系数表剖面编号简布法最小安全系系数毕肖普法最小安全全系数加固后的稳定状况况I-11.3521.627稳定Ⅱ-21.3091.626稳定通过上表可以看出出经过锚杆加加固后边坡稳稳定性得到大大大提升,达达到二级边坡坡的设计要求求。4抗滑桩方案设计根据本工程实际边边坡支护的发发展现状初步步选取一种支支护方案,对对比第三章中中用电算锚索索加固,本设设计所选取的的方案为抗滑滑桩加固边坡坡,且计算部部分用手算。根据设计段段内的两个剖剖面的稳定性性分析情况,用用抗滑桩对滑滑动面处加固固。首先对边边坡进行剩余余下滑力的计计算,根据下下滑力进一步步确定抗滑桩桩的计算,具具体如下:4.1剩余下滑力力的计算确定了潜在滑面后后,作用在支支挡结构上的的荷载就是松松弛区沿潜在在滑面所产生生的滑坡推力力。对于滑坡坡推力的计算算,当前国内内外普遍采用用的做法是利利用极限平衡衡理论计算每每米宽滑面的的推力,同时时假设断面两两侧为内力而而不计算侧向向阻力。目前前按滑移面形形状大致可归归纳为单一滑滑面、圆弧滑滑动面、折线线形滑面三种种类型。下面面简单介绍滑滑坡推力的现现有计算方法法。4.1.1滑坡推推力计算理论论4.1.1.1滑滑面为单一平平面或可简化化成单一平面面者图4.1滑面为单一一平面的滑坡坡如图4-1,对一一般散体结构构或破碎结构构状的坡体,或或顺层岩坡的的坡体,开挖挖后容易出现现这种滑面。由由于土中粘聚聚力c较小,计算算时可忽略c值,而用滑滑面上的综合合内摩擦角值值。滑体△ABC产生的推力力为(4-1-1)W滑体△AABC的自重力;;K设计所需需的安全系数数4.1.1.2滑面为一圆圆弧或可简化化成圆弧者(a)(b)(a)具有反倾部分的圆圆弧滑动面(b)无反倾部分分的圆弧滑动动面图4.2具有圆弧形滑面的的滑坡如图4.2,这种种滑面通常产产生于有粘性土及及含有粘性土土较多的堆积积土组成的坡坡体地段。一一般具有两种种类型,一是是如图4.2(a),滑动圆弧弧的圆心在斜斜坡之间,则则在垂线以外外的滑体对滑滑带而言,滑滑带反倾的全全部力为抗滑滑力R部分,在垂线线以内则有下滑力T部分。另外外一种如图4.2(b),滑动圆弧的的圆心在斜坡坡之外,无反反倾部分的圆圆弧滑面,没没有相应的抗抗滑力R部分。为此此滑坡推力的的计算式为(4-1-2)--作用于滑面上法向向力之和;--作用于滑面上滑动动力之和;--反倾抗滑部分分的阻滑力之之和;--沿滑面各段单单位粘结力c与滑面长l乘积的阻力力之和;--滑面岩体的内内摩擦角;K—设计所需安全系数数4.1.1.3滑滑面由许多平平面呈折线形形连接而成或或简化成折线线形图4.3滑面呈折线线形滑坡如图4.3,可将将滑面划分为为许多段,一一般每一折线线为一段,在在滑面为曲线线时则按等间间距分段,以以每段曲线之之弦代表该滑滑面的倾角。每米长为l,与水平之交角为,各段的重力为W,各段滑面岩土的抗剪强度为c、,为此,该滑坡作用于A点的设计计算推力E为(4-1-3)式中K为设计所需的安全全系数。对于于滑带反倾、无无下滑力的纯纯阻滑段,其其W为负值,不不需乘K。4.1.1.4传递系数法法计算滑坡推推力对于由一些倾角较较缓、相互间间变化不大的的折线段组成成的滑面,其其滑坡推力的的计算可采用用计算方便的的传递系数法法,又称为不不平衡推力传传递法。该方方法是我国铁铁路与工民建建等部门在进进行边坡稳定定检验中经常常用的方法。传递系数法假定::(1)滑坡体不可压压缩并做整体体下滑,不考考虑条块之间间挤压变形;;(2)条块之间只传传递推力不传传递拉力,不不出现条块之之间的拉裂;;(3)块间作用力(即即推力)以集集中力表示,它它的作用线平平行于前一块块的滑面方向向,作用在分分界面的中点点;(4)垂直滑坡主轴轴取单位长度度(一般为11.0m)宽宽的岩土体做做计算的基本本断面,不考考虑条块两侧侧的摩擦力。(a)(b)(a)坡体分块图(b)第i块单元的受受力图图4.4传递系数法法图示由图4.4可知,取取第i条块为分离离体,将各力力分解在该条条块滑面的方方向上,可得得到下列方程程:(4--1-4)由上式可得出第ii条块的剩余余下滑力,即即(4-1-5)以上各式中: Ei--第i段滑体沿沿滑面的剩余余下滑力,kkN/m;Ei-1--第i-11段滑体沿滑滑面的剩余下下滑力,kNN/m;Wi—第i块滑体的重量;Ψi—第i段滑体的推力传递递系数;(4-1-6)i—第i块滑体内摩擦角;;ci—第i块滑体的粘聚力;;li—第i块滑体沿滑面的长长度;i—第i块所在折线段滑面面的倾角(º);i-1—第(i--1)块所在折线线段滑面的倾倾角(º);计算时从上往下逐逐块进行。按按式(3-22-6)计算算得到的推力力可以判断滑滑坡体的稳定定性。如果最最后一块的EEn为正值,说说明滑坡是不不稳定的;如如果计算过程程中某一块的的Ei为负值或为为零,则说明明本块以上岩岩土体已稳定定。实际工程中计算滑滑坡的稳定性性还要考虑一一定的安全储储备,选用的的安全系数Ks应大于1.0.在推力计算算中如何考虑虑安全系数目目前认识还不不一致,一般般采用加大自自重下滑力来来计算,即(4-1-7)式中Ks—安全系数,一般取取为1.05~1.25,计算方法法同前。4.1.2不平衡衡系数法计算算下滑力剩余滑坡推力计算算采用不平衡衡推力法亦称称传递系数法法或者剩余推推力法,他是是我国工程技技术人员创造造的一种实用用滑坡稳定分分析方法,由由于该法计算算简单,并且且能够为滑坡坡治理提供设设计推力,因因此在水利部部门、铁路部部门得到了广广泛应用,在在国家规范和和行业规范中中都将其列为为推荐方法在在使用。采用用不平衡推力力传递系数法法计算,其公公式:(4-1-8)式中:(4-1--9)计算中Q值和值为为零,计算公公式可简化为为:(4-1-10)求下滑推力(=11.25)表4-1I-1剖剖面滑坡在FS=1.25的情况下滑力力计算()土条编号)165.611.8011.6110.5727.004.790.360-12.410260.501.5132.5128.3022.6516.010.360.9705.569356.111.3349.6441.2119.9527.680.360.97022.682452.171.2164.2550.7518.1539.410.360.97546.890548.571.1275.3556.4916.8049.860.360.97874.409645.201.0577.1254.7215.7554.340.360.98099.231742.031.0076.6351.3115.0056.920.360.981120.158839.000.9675.1147.2714.4058.370.360.983136.855936.110.9272.6942.8413.8058.730.360.983149.3521033.310.8969.4638.1513.3558.050.360.984157.6221130.600.8665.5133.3512.9056.390.360.985161.9221227.970.8460.8928.5612.6053.780.360.985162.4421325.400.8255.6623.8712.3050.280.360.986159.5981422.880.8149.8519.3812.1545.930.360.986153.7531520.410.7943.5115.1711.8540.780.360.986145.5581617.980.7836.6511.3111.7034.860.360.987135.4851715.580.7729.307.8711.5528.220.360.987124.1801813.210.7621.480.1711.4020.910.360.987107.5801910.860.7613.200.1411.4012.960.360.98793.476208.530.754.470.1111.2511.130.360.98780.187表4-2Ⅱ-2剖面面滑坡在FS=1.25情况下滑力计计算()土条编号)165.331.7611.1810.1626.404.670.360-12.305260.441.4931.4227.3322.3515.500.360.9724.985356.201.3245.1537.5219.8025.120.360.97619.289452.401.2062.5049.5218.0038.130.360.97942.960548.911.1671.1153.5917.4046.740.360.98168.258645.641.0572.0651.5215.7550.380.360.98391.344742.561.0071.7648.5315.0052.860.360.984111.007839.620.9570.4544.9214.2554.270.360.985127.025936.800.9268.2740.8913.8054.670.360.985139.0921034.080.8965.3236.6013.3554.100.360.985147.2941131.450.8661.6632.1712.9052.600.360.986151.8161228.890.8457.3627.7112.6050.220.360.986152.8191326.390.8252.4723.3212.3047.000.360.986150.6451423.950.8047.0319.0912.0042.980.360.987145.7231521.550.7941.0715.0911.8538.200.360.987138.4081619.190.7834.6111.3811.7032.690.360.987129.2201716.860.7727.688.0311.5526.490.360.987118.7371814.560.7620.305.1011.4019.650.360.988107.5731912.280.7512.482.6511.2512.190.360.98896.3862010.030.744.230.7411.104.170.360.98885.863通过上述K1533+225处的I-1剖面和K153++190处的I-2剖面滑坡剩剩余下滑力的的计算,I-1剖面的最终下下滑力大小为为80.1887KN,方向与水水平方向的夹夹角为8.53。,I-2剖面最终下下滑力大小为为85.8663KN,方向与水平平方向的夹角角为10.033。,可知两处处剖面的下滑滑力都大于零零,所以需要要对边坡进行行加固。4.2抗滑桩加加固设计抗滑桩是我国铁道道部门20世纪60年代开发、研研究的一种抗抗滑加固(支支挡)工程结结构,后来在在各个行业得得到广泛的应应用,是治理理大中型滑坡坡最主要的加加固(支挡)工工程结构。对对于高边坡加加固工程来说说,依据“分层开挖、分分层稳定、坡坡脚预加固”原则,抗滑滑桩与钢筋混混凝土挡板、桩桩间挡墙、土土钉墙等结构构结合,组成成复合结构,大大量使用在路路堑边坡的坡坡脚预加固工工程中。4.2.1抗滑滑桩的特点4.2.1.1作作用机理作用于桩体上的滑滑坡推力,一一部分由桩体体传至桩前滑滑体,由桩前前滑动面向上上的抗滑力平平衡;另一部分由由桩体传至滑滑动面以下岩岩体中,因而桩前滑坡坡推力减小,滑体稳定性提高。即利用埋于滑床中的桩将滑体中来平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土上。4.2.1.2优点 抗滑桩能迅速、安安全、经济地地解决一些比比较困难的工工程,因此发发展较快。它它的优点有::(1)抗滑能力大。在滑滑坡推力大,滑滑动面深的情情况下,较其其他抗滑工程程经济、有效效。(2)桩位灵活,可以在在滑坡中最有有利于抗滑的的部位,单独独使用,也能能与其他建筑筑物配合使用用。分排设置置时,可将巨巨大的滑体切切割成若干分分散的单元体体,对滑坡起起到分而治之之的功效。(3)抗滑桩可以根据弯弯距沿桩长变变化合理布设设钢筋,因此此较打入的管管桩经济。(4)施工方便,设备简简单,具有工工程速度快,施施工质量好,比比较安全等优优点。施工时时可以间隔开开挖,不至于于引起滑坡条条件的恶化,因因此对整治通通车路线上的的滑坡和处在在缓慢滑动阶阶段特别有效效。(5)开挖桩孔能校对地地质情况,检检验和修改原原有的设计,使使其符合实际际。4.2.1.3缺点抗滑桩是大悬臂受受力,主要靠靠滑动面以下下的的桩身所所受的地基反反力来平衡滑滑坡推力,受受力机制不合合理,需要的的桩长截面大大,材料消耗耗多,工程造造价高。4.2.1.4适用性抗滑桩适用于裂隙隙不太发育、完完整性较好的的缓倾斜中厚厚岩体、滑动动面较单一倾倾角较小的滑滑坡,同时要要求有一个明明显的滑动面面,滑面以下下为完整的基基岩(或密实的基础础)能提供足够够的抗力。不不适用于软塑塑体滑坡。4.2.2抗滑滑桩的布设4.2.2.1抗滑桩的平平面布设对滑坡治理工程,抗抗滑桩原则布布置在滑体的的下部,即在在滑动面平缓缓、滑体厚度度较小、锚固固段地质条件件较好的地方方,同时也要要考虑到施工工的方便。对对于地质条件件简单的中小小型滑坡,一一般在滑体前前缘布设一排排抗滑桩,桩桩排方向应与与滑体垂直或或接近垂直。对对于轴向很长长的多级滑动动或推力很大大的滑坡,可可考虑将抗滑滑桩布置成两两排或多排,进进行分级处治治,分级承担担滑坡推力;;也可以考虑虑在滑坡地带带集中布置2~3排、平面上上呈品字形或或梅花形的抗抗滑桩或抗滑滑排架。4.2.2.2抗滑桩的间间距抗滑桩的间距受滑滑坡推力大小小、桩型和断断面尺寸、桩桩的长度和锚锚固深度、锚锚固段地层强强度、滑坡体体的密实度和和强度、施工工条件等诸多多因素的影响响,目前尚无无较成熟的计计算方法。合合适的桩间距距应该使桩间间滑体具有足足够的稳定性性,在下滑力力作用下不致致从桩间挤出出。可按在能能形成土拱的的条件下,两两桩间土体与与两侧被桩所所阻止滑动的的土体的摩阻阻力不少于桩桩所承受的滑滑坡推力来估估计。桩间距距宜为6~10m。对于较潮潮湿的滑体和和较小截面的的桩,也可布布置为两排。一一般上下排的的间距为桩截截面宽度的2~3倍。4.2.2.3桩的锚固深深度桩埋入滑面以下稳稳定地层内的的适宜锚固深深度,与该底底层的强度、桩桩所能承受的的滑坡推力、桩桩的刚度以及及如何考虑滑滑面以上桩前前抗力等有关关。原则上由由桩的锚固段段传递到滑面面以下地层的的侧向压应力力不得大于该该地层的容许许侧向抗压强强度、桩基底底的压应力不不得大于地基基的容许承载载力来确定。锚固深度是抗滑桩桩发挥抵抗滑滑体推力的赖赖以生存的前前提和条件,锚锚固深度不足足,抗滑桩不不足以抵抗滑滑体推力,容容易引起桩的的失效。但是是锚固过深则则又造成工程程浪费,并增增加了施工难难度。可采取取缩小桩间距距,减小每根根桩所承受的的滑坡推力,或或增加桩的相相对刚度等措措施来适当减减小锚固深度度。4.2.3抗滑滑桩内力计算算方法悬臂桩简化法在防防治滑坡工程程实践中常采采用。其要点点是,滑动面面以上(受荷荷段)桩的计计算与悬臂桩桩法完全一样样。不同的是是,简化了滑滑动面以下(锚锚固段)的计计算:采用地地层的侧壁容容许应力作为为控制值,求求出桩的最小小锚固深度后后,再根据桩桩的侧壁应力力图来计算桩桩的内力。方方法分析直观观,计算简便便。4.2.3.1基本假设(1)同地层相比较,假假定桩为刚性性桩;(2)忽略桩与周围岩土土间的摩擦力力、黏结力;;(3)锚固段地层的侧壁壁应力呈直线线变化,其中中:滑动面和和桩底地层的的侧壁应力发发挥一致,并并等于侧壁容容许应力;滑滑动面以下一一定深度范围围内的侧壁应应力假定相同同,并设此等等压段内的应应力之和等于于受荷段荷载载。4.2.3.2基本公式(1)荷载按矩形分布时时如图4.5简化法计计算简图如图4.5所示::(4-2-1)当、h1、均已知,则由(44-2-1)可可以算出、、,即可得到桩桩侧地层应力力及桩的内力力。若另==锚固段地地层的侧壁容容许应力,将将(4-2--1)变形得得(4-2-1)则桩的最小锚固深深度(4-2-3)以上式中:--荷荷载,即每根根桩承受的滑滑坡推力与抗抗滑力之差(kN);--桩的受荷段长长度(m);--锚固段地层达达区的厚度(mm);--锚固段地层弹性区区厚度(m);--桩的计算宽度(mm)②、荷载按三角形分布布这种情况,只需将将前种情况荷荷载的作用点点至滑动面的的距离改为,同样可以导导出桩的最小小锚固深度::(4-2-4)4.2.4抗滑滑桩的设计过过程4.2.4.1对对Ⅰ-1剖面段抗滑桩的内力计计算本设计采用悬臂桩桩简化法。该该法在防治滑滑坡工程实践践中常采用。其其要点是,滑滑动面以上(受受荷段)桩的的计算与悬臂臂桩法完全一一样。不同的的是,简化了了滑动面以下下(锚固段)的的计算:采用用地层的侧壁壁容许应力作作为控制值,求求出桩的最小小锚固深度后后,再根据桩桩的侧壁应力力图来计算桩桩的内力。(1)设计资料:由边坡工程地质勘勘查报告知,滑滑体为亚粘土土,=19.110kN/mm3,=20°,滑动面以下下为微风化页页岩、强风化化炭质页岩、微微风化页岩。抗滑桩设在条块10处位置,桩前后滑体厚度基本相同,受荷段长度h1=6.0m。滑坡推力En=157.622kN/m,桩前土体剩余抗滑力为En,=77.435kN/m,侧壁容许抗压强度为[]=1700kN/m2。(2)抗滑桩的设计:根据滑坡体的位置置和形状,抗抗滑桩设计为为悬臂式桩板板结构,初拟拟抗滑桩桩身身尺寸为bh=10000mm15000mm,桩桩之间的距离离(中一中)S=6m。桩截面面积:F==bh=11.5=1.5m2;受荷段桩长:h11=6.0m;桩的计算宽度:BBP=b+l==2m;(3)外力计算:每根桩的滑坡推力力:ET=En·L=157.6622×6=945.77kN桩前被动土压力::Ep=1h12tan2(45°°+)=19.116.02tan2(45°+)==701.22kN/m因为En>En,,故采用剩余余抗滑力作为为桩前地层抗抗力。每根桩的剩余抗滑滑力:ER=En,·L=77.4335×6=464.66kN每根桩承受的滑坡坡推力与抗滑滑力之差:ET,=ET-ER=9455.7-4664.6=481kNN。(4)锚固深度计算:荷载按三角形分布布计算:==1.45取(5)、桩侧应力力计算:将上述已知值代入入下面几个式式子:(a)481×(3++)-2()-×2=0(b)=4(c)以(a)式=、(c)式中入(b)式,整整理后得:解得=0.63将值代入式(c),得得:=4-0.63=33.37m将值代入式(a)得得:381.7kNN/m2(6)、锚固段桩桩身内力计算算详见表4-3,计计算结果示于于图4.6和4.7图4.6桩身的应应力和的矩示示意图图4.7桩身底部部的形状及剪剪力示意图表4-3桩身剪力和和弯矩计算表表深度(m)剪力(kN)弯矩(kN·m)080.26=48814813=144430.630481-381..7×0.663×20481×(3+00.63)-381..7×2×00.63×==15952.000-2×(381..7+71..4)×1.377×=-6621481×(3+22)-2×3881.7×00.63×(+1.37)-2×711.4×1..37×1..37-2×××(381.77-71.44)×1.377××1.337=93382.315-2×381.77××1.6685=--643481×(3+22.315)-2×3881.7×00.63×(2.3155-0.3115)-2××3881.7×11.685×××1.6885=87223.000-643+×1555.2×00.685==-590481×(3+33)-2×3881.7×00.63×(3-0.3315)-2××3881.7×11.685××(×1.6885+0.6685)+2××1555.2×00.685×××0.6885=45664.00000由以上表中桩的内力力计算结果知知:=643kN;=1595kN·m在此设计中采用的的有关系数::按《建筑结构荷载载规范》(GGB500009-20001)的规定定,建筑结构构的安全等级级采用二级,结结构的重要性性系数γ0=1.0,永久荷载分分向系数采用用γG=1.355,无可变荷载载。混凝土强度等级CC30,1=1,fc=14.3N//mm2,ft=1.43N//mm2;HRB335钢筋筋:fy=300N//mm2,ξb=0.5500;HPB235箍筋筋:fyv=300N/mmm24.2.4.2桩的截面设设计(1)正截面设计桩的截面尺寸如图图4.8图4.8桩的界面尺尺寸图最大弯矩截面的配配筋:=1595kkN·m则=γ0γG=1.0×1..35×15595=2153kN·m令截面的有效高度度h0-0.1=1.5-00.1=1.4m=1-=0.080<ξbb钢筋的设计面积::5339mm22钢筋直径采用Φ220,则主筋筋的根数:N===10.888取11根纵向受力的束间净净距100mm,混凝土的保保护层为1000mm,按一排排布置,按两两排布置,排排与排间隔60mm,第一排布布置5根,第二排排布置6根。(2)斜截面设计验算截面限制条件件=643kN==1.0×1..35×6443=868kNN=1.4<4属一般梁。0.25fcbhho=0.25××14.3NN/mm2×1000mmm×1400mmm=5005kkN>V=868kNN故截面尺寸满足要要求。最大剪力截面配筋筋计算:0.7ftbhh0=0.7××1430××1.0×11.4=1401kkN>V=8868kN故满足设计要求(3)绘制材料图全部钢筋抗弯刚度度:每根25的钢筋抗抗弯刚度:对照设计弯矩,作作出材料图,在在桩的受拉侧侧配置的钢筋筋,其钢筋截截断点应伸至至不需要该钢钢筋的截面以以外的长度,所所以。(4)箍筋计算由TJ10-74“规范”第53条和第50条:强度满足抗滑桩的的要求。根据据钢筋混凝土土桩的构造要要求,箍筋率率一般不低于于@200mmm,采用螺旋旋箍筋;钢筋筋骨架中,应应每隔2m左右设一道道焊接加强箍箍筋。(5)纵向构造钢筋和和架立钢筋的的确定在桩的两侧分别布布置4根=12mm的构构造钢筋,在在桩的受压侧侧布置5根=12mm的架架立钢筋。(6)绘制钢筋布置图图4.2.4.3对Ⅱ-2剖面段抗滑桩的内力计计算本设计采用悬臂桩桩简化法。该该法在防治滑滑坡工程实践践中常采用。其其要点是,滑滑动面以上(受受荷段)桩的的计算与悬臂臂桩法完全一一样。不同的的是,简化了了滑动面以下下(锚固段)的的计算:采用用地层的侧壁壁容许应力作作为控制值,求求出桩的最小小锚固深度后后,再根据桩桩的侧壁应力力图来计算桩桩的内力。(1)设计资料:由边坡工程地质勘勘查报告知,滑滑体为亚粘土土,=19.110kN/mm3,=20°,滑动面以下下为微风化页页岩、强风化化炭质页岩、微微风化页岩。抗滑桩设在条块10处位置,桩前后滑体厚度基本相同,受荷段长度h1=6.0m。滑坡推力En=147.294kN/m,桩前土体剩余抗滑力为En,=61.431kN/m,侧壁容许抗压强度为[]=1700kN/m2。(2)抗滑桩的设计:根据滑坡体的位置置和形状,抗抗滑桩设计为为悬臂式桩板板结构,初拟拟抗滑桩桩身身尺寸为bh=10000mm15000mm,桩桩之间的距离离(中一中)S=6m。桩截面面积:F==bh=11.5=1.5m2;受荷段桩长:h11=6.0m;桩的计算宽度:BBP=b+l==2m;(3)外力计算:每根桩的滑坡推力力:ET=En·L=147.2294×6=883.88kN桩前被动土压力::Ep=1h12tan2(45°°+)=19.116.02tan2(45°+)==701.22kN/m因为En>En,,故采用剩余余抗滑力作为为桩前地层抗抗力。每根桩的剩余抗滑滑力:ER=En,·L=61.4331×6=368.66kN每根桩承受的滑坡坡推力与抗滑滑力之差:ET,=ET-ER=8833.8-3668.6=515kNN。(4)锚固深度计算:荷载按三角形分布布计算:==1.51mm取(5)桩侧应力计算算:将上述已知值代入入下面几个式式子:(a)515×(3++)-2()-×2=0(b)=4(c)以(a)式=、(c)式中入(b)式,整整理后得:解得=0.59将值代入式(c),得得:=4-0.63=33.41m将值代入式(a)得得:436.4kNN/m2(6)锚固段桩身内内力计算详见表4-4,计计算结果示于于图4.9和4.10图4.9桩身的应应力和弯矩示示意图图4.10桩身底底部的形状和和剪力示意图图表4-4桩身计算算的剪力和弯弯矩列表深度(m)剪力(kN)弯矩(kN·m)085.863×66=5155153=155450.590515-436..4×0.559×20515×(3+00.59)-436..4×2×00.59×==16972.000-2×(436..4+75..5)×1.411×=-7722515×(3+22)-2×4336.4×00.59×(+1.411)-2×755.5×1..41×1..41-2×××(436.44-75.55)×1.411××1.441=91182.295-2×436.44××1.7705=--744515×(3+22.295)-2×4336.4×00.59×(2.2955-0.2995)-2××4336.4×11.705×××1.7005=85113.000-744+×1880.4×00.705==-680515×(3+33)-2×4336.4×00.59×(3-0.2295)-2××4336.4×11.705××(×1.7005+0.7705)+2××1880.4×00.705×××0.7005=35774.00000由以上表中桩的内力力计算结果知知:=744kN;=1697kN·m在此设计中采用的的有关系数::按《建筑结构荷载载规范》(GGB500009-20001)的规定定,建筑结构构的安全等级级采用二级,结结构的重要性性系数γ0=1.0,永久荷载分分向系数采用用γG=1.355,无可变荷载载。混凝土强度等级CC30,1=1,fc=14.3N//mm2,ft=1.43N//mm2;HRB335钢筋筋:fy=300N//mm2,ξb=0.5500;HPB235箍筋筋:fyv=300N/mmm24.2.4.4桩的截面设设计(1)正截面设计桩的截面尺寸如图图4.8(同上)图44.8桩身截面尺尺寸图最大弯矩截面的配配筋:=1697kkN·m则=γ0γG=1.0×1..35×16697=2291kkN·m令截面的有效高度度h0-0.1=1.5-0..1=1.4m=1-=0.085<ξbb钢筋的设计面积::5672mm22钢筋直径采用Φ220,则主筋的的根数:N===11.556取12根纵向受力的束间净净距100mm,混凝土土的保护层为为100mm,按一排排布置,按两两排布置,第第一排布置6根,第二排排布置6根。(2)斜截面设计验算截面限制条件件=744kN==1.0×1..35×7444=1004kNN=1.4<4属一般梁。0.25fcbhho=0.25××14.3N//mm2×1000mmm×1400mmm=5005kNN>V=1004kNN故截面尺寸满足要要求。最大剪力截面配筋筋计算:0.7ftbhh0=0.7××1430×1.0×1.4=1401kNN>V=10004kN故满足设计要求。(3)绘制材料图全部钢筋抗弯刚度度:每根25的钢筋抗抗弯刚度:对照设计弯矩,作作出材料图,在在桩的受拉侧侧配置的钢筋筋,其钢筋截截断点应伸至至不需要该钢钢筋的截面以以外的长度,所所以。(4)箍筋计算由TJ10-74“规范”第53条和第50条:强度满足抗滑桩的的要求。根据据钢筋混凝土土桩的构造要要求,箍筋率率一般不低于于@200mmm,采用螺旋旋箍筋;钢筋筋骨架中,应应每隔2m左右设一道道焊接加强箍箍筋。(5)纵向构造钢筋和和架立钢筋的的确定在桩的两侧分别布布置4根=12mm的构构造钢筋,在在桩的受压侧侧布置5根=12mm的架架立钢筋。(6)绘制钢筋布置图图4.3抗滑桩施工工4.3.1抗滑桩桩的施工工艺艺钢筋混凝土抗滑桩桩施工采用人人工成孔,现现场灌注混凝凝土施工。灌注桩是一项质量量要求高,施施工工序较多多,并须在一一个短时间内内连续完成的的地下隐蔽工工程。因此,施施工应按程序序进行。备齐齐技术资料,编编制施工组织织设计,做好好施工准备。应应按设计要求求、有关规范范、规程及施施工组织设计计,建立各工工序的施工管管理制度。施施工、监理、设设计和业主各各方管理到位位、监控到位位、技术服务务和技术跟踪踪到位。保证证施工有序、快快速、高质地地进行。灌注桩施工的程序序为:收集技技术资料,阅阅读设计文件件→现场勘查→编写施工组组织设计→现场测量放放线,机械进进场→钻机安装(或或孔口围护,简简易绞车安设设)→钻(挖)孔孔,清孔→下钢筋笼,灌灌注混凝土→→汇总、整理理施工资料(进进行必要的检检测)→竣工验收。灌注桩施工先进性性试成孔施工工,试成孔的的数量为两个个,一边核对对地质资料,检检验所选的设设备、施工工工艺以及技术术要求是否适适宜,同时检检验并修正施施工技术参数数。如出现缩缩颈、坍孔、回回淤、吊脚或或出现流沙、地地下水量大等等情况,不能能满足设计要要求,或增加加了施工难度度、达不到工工期要求时,应应重新制定施施工方案,考考虑新的施工工工艺,甚至至选择更适合合的桩型。4.3.2设桩工工艺选择设桩工艺又称成孔孔方法或成孔孔工艺。灌注注桩施工的类类型较多,抗抗滑桩施工常常用的主要为为非挤土灌注注桩类型。正正确、恰当地地选择设桩工工艺、才能保保证施工质量量和施工工期期。设桩工艺选择时,应应根据具体的的地址情况、桩桩径和桩长、工工期要求,并并结合机具设设备供应情况况和各种设桩桩(成孔)工工艺的适用范范围和优缺点点,灵活、正正确的选用。4.3.3施工工质量控制(1)一般要求抗滑桩是一项质量量要求高的工工程,抗滑桩桩的施工质量量直接关系到到工程的成败败。因此,控控制施工质量量显得特别重重要。施工时时必须坚持质质量第一的原原则,推行全全面质量管理理。抗滑桩多采用灌注注桩,要特别别把好成孔(包包括钻孔和清清孔)、下钢钢筋笼和灌注注混凝土等几几道关键工序序。每一工序序完毕时,均均应及时进行行质量检验,上上道工序不清清,下道工序序就不能进行行,以免留存存隐患。施工时每一工地应应设专职质量量检验员,对对施工质量进进行全面检查查监督,质量量责任落实到到人,落实到到每一根桩。灌灌注桩的质量量控制,主要要是指钻孔、清清孔、钢筋笼笼制作、安防防、混凝土配配制、灌注等等工艺工序过过程的质量标标准和控制方方法,应以设设计文件和国国家或行业标标准为准,制制定出切合工工程呢个实际际和易于操作作的具体标准准和要求。(2)质量检验及质量标标准灌注桩钻、挖孔在在终孔和清孔孔之后,应进进行孔位和孔孔深检验。孔孔径、孔形、和和倾斜度宜采采用专用仪器器测定,或采采用外径为钻钻孔钢筋笼直直径加1000mm(不大大于钻头直径径)、长为4~6倍桩径的钢钢筋检孔器吊吊入钻孔内检检测。桩径检测可用专用用球星孔径仪仪,伞形孔径径仪和超声波波孔壁孔测定定仪等测定。孔孔深用专用测测绳测定,钻钻深刻有核定定钻杆和钻头头长度来测定定。孔底沉淀淀厚度可用CZ-IIIB型沉渣测定定仪测定。桩桩位允许偏差差可用经纬仪仪、钢尺和定定为圆环测定定。垂直度偏偏差用定为圆圆环、测锤和和测斜仪测定定。钢筋笼吊吊放入孔径位位容许偏差为为:钢筋笼定定位标高:550mm;钢钢筋笼中心与与桩中心:110mm。钢钢筋笼主筋的的焊接接头、接接头间距、焊焊接长度或其其他接长方法法,均应符合合钢筋混凝土土结构的相关关规定。(3)施工质量控制要要点孔位:在现场地面面设十字形控控制网、基准准点,随时复复测、校核。成孔:成孔设备就就为后,必须须平正、稳固固、确保在施施工中不发生生倾斜和移动动、松动。要要求现场施工工和管理人员员充分了解、熟熟悉成孔工艺艺、施工方法法和操作要点点,有事故预预防措施和事事故处理方案案。同时,规规范施工现场场管理。钢筋笼制作:采用用卡板成型法法或支架成型型法,加强箍箍筋直径适当当加大或适当当加密,加强强筋与主筋定定位后在接点点处电焊固定定;对直径较较大的桩(2m以上),加加强筋可考虑虑用角钢或扁扁钢,以增大大钢筋笼的刚刚度,或在钢钢筋笼内设临临时支撑梁。在在钢筋笼主筋筋外侧设钢筋筋定位器,以以控制主筋的的保护层厚和和钢筋笼的中中心偏差。钢钢筋笼沉放时时要对准孔位位、扶稳、缓缓慢放入孔中中,避免碰撞撞孔壁,到位位后立即固定定。混凝土灌注:混凝凝土的配合比比严格按混凝凝土施工规范范进行,严格格控制其塌落落度。一般采采用直长导管管法(孔内水水下灌注)或或串筒法(孔孔内无水灌注注)连续灌注注,成孔质量量合格后尽快快灌注,灌注注充盈系数一一般图纸控制制在1.1,软土控制制在1.2~1.3.直径大于1m的桩应每根根桩留1组试件,且且每个台班不不得少于1组试件。灌灌注时适当超超过桩顶设计计标高。当桩桩的尺寸较大大而又是人工工成孔时,可可考虑采用人人工入孔振捣捣混凝土,以以提高桩的浇浇注质量。检测:桩施工后,为为检查桩的质质量,应进行行必要的检测测。对桩径、桩桩混凝土质量量可采用超声声检测、振动动监测、钻孔孔取芯检测、电电动激振器检检测、水电效效应检测等。在在有条件的情情况下或大型型滑坡工程,应应考虑进行试试桩检测。试桩可分为鉴定性性试桩和破坏坏性试桩。鉴鉴定性试桩的的荷载为设计计荷载在1.2~1.5倍,可在一一般的桩上进进行。破坏性性试桩的荷载载可分级加荷荷,直到桩破破坏,应在专专供试验用的的桩上进行。4.3.4施工工中应注意的的问题 灌注桩施工从总体体上来看比较较简单,但在在成孔及钢筋筋笼吊放和混混凝土灌注中中也经常出现现一些问题

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