滑坡治理锚索设计

word文档可复制编辑word文档可复制编辑word文档可复制编辑1.滑坡基本特征1.1地形地貌该滑坡位于某地区某河左岸某村，海拔高程位于235~270m之间，相对高差35m，坡度变化较大，约5～30°，呈阶梯状，前缘、后缘及台地之间交接部位较陡，发育多条“V”型冲沟，深度1~10m。滑坡区纵向长约110m，横向宽约200m，面积约1.7×104m2，平均厚度约10m，体积约17×104m3。设计基本地震加速度为0.10g（抗震设防烈度为7度）。1.2气象水文该区域属亚热带季风气候区，春早、夏热、秋雨绵、冬暖而多雾，无霜期长，气候温暖湿润，雨量充沛。多年平均气温16.6℃～18.7℃，极端最低气温-4.5℃（1961年1月17日），极端最高温42℃（1961年7月24日），相对湿度80%左右；年降雨量1149.3～1213.5mm，其中5～9月降雨量占全年降雨量的70%，9月份出现高峰值，占全年降雨量的15.6%，冬季（12月至次年2月）降雨量最少，仅占全年降雨量的4.2%，日最大雨量220.5mm(1982年7月11日)，三日最大雨量357.7mm。根据当地水文资料，设计暴雨强度为0.153mm/min。1.3地层岩性勘察区地层由坡积物、滑坡堆积物及侏罗系上统沙溪庙组（Js）组成。2坡积物（Qdl）：厚约1～3m，为紫红色粉质粘土夹块碎石，块碎石直径0.1～40.5m，含量约15％～20％，主要分布于山间凹地、平台及斜坡坡脚地带。滑坡堆积（Qdel）：粘性土夹碎石或碎块石夹粘性土，厚度不均，约8~30m。4侏罗系中统上沙溪庙组（J）砂岩：青灰-灰绿色、灰白色、黄灰色，主要2S矿物成分为长石、石英，及少量白云母，细-中粒结构，中厚层-厚层状构造，较坚硬，产状：330°∠5°。1.4滑坡边界滑坡后缘以处于陡坡上部的平缓台地与田坎交界处为界，陡坡上部平缓处可见地面裂缝；前缘直至坡脚；两侧以冲沟为界。滑坡范围内，田地里可见长度约50m，宽约3-5cm裂缝，走向185°；某居民住宅地坪可见裂缝长7.0m，宽宽1-3cm，走向175°，地面下沉约2~10cm，该裂缝于2004年9月出现，以后逐年加宽；某居民房屋可见拉张裂缝、地面裂缝等现象，裂缝走向约195°。1.5滑体物质组成含碎块石粉质粘土：表层为耕植土，含少量碎石及植物根系，褐黄色~褐红色，硬塑～~可塑状，结构略显松散，韧性干强度中等，刀切面稍有光泽，碎石主要成分为强风化砂岩，棱角状，粒径0.2~0.5cm，块石主要成分为砂岩，棱角状，直径0.3~3m不等。该层土石比一般8:2~7:3，大重度平均值为19.68kN/m3。块碎石土：紫红色、褐色、灰色，块石主要成分为砂岩，偶见中风化泥岩，碎石主要成分为强风化砂岩，块碎石间充填有褐黄色~红棕色，粉质粘土呈可塑~硬塑状，结构较密实。该层土石比一般4:6~2:8，大重度平均值为20.80kN/m3。1.6滑带特征滑带土为含碎石角砾粉质粘土，呈紫红色、褐黄色，褐灰色，厚0.1~0.3m。粉质粘土以可塑状为主，局部呈软塑状，干强度中等，韧性中等，手捻滑感明显。分布在滑体底部与基岩接触面之间。其主要物理力学指标如下：表1-1土体设计参数表序号序号项目单位滑带土滑体土1重度天然kN/m3-19饱和kN/m3-202抗剪强度天然CkPa2032φ度1620饱和CkPa1724φ度13133地基承载力kPa-3004基底摩擦系数0.301.7滑床特征滑床为侏罗系中统上沙溪庙组中风化砂岩，较完整，强风化层基本不可见。砂岩天然重度23.23-25.19kN/m3。表1-2岩石设计参数表序号序号项目单位中风化砂岩1重度天然kN/m324饱和kN/m3252抗压强度天然MPa17饱和MPa133锚固体与砂岩粘结强度kPa10004地基承载力MPa2.005锚杆与砂浆粘结强度kPa砂浆标准抗压强度%106地基系数（K）MN/m31507岩石侧应力容许值б[]kPa30008基底摩擦系数0.401.8危害人数与可能经济损失危害人数为1010人，可能直接经济损失约1050万元。2.治理工程总体设计2.1等级划分、工况及安全系数表2-1给出一般滑坡防治工程的分级方案，具体如下：表2-1一般滑坡防治工程分级级别级别ⅠⅡⅢ危害对象县级和县级以上城市主要集镇。或大型工矿企业、重要桥梁、国道专项设施一般集镇。县级或中型工矿企业，省道及一般专项设施受灾程度危害人数/人>10001000~500<500受灾程度直接经济损失/万元>10001000~500<500潜在经济损失/万元>1000010000~5000<5000施工难度复杂一般简单工程投资/万元>10001000~500<500由于该工程危害人数大于1000人，直接经济损失大于1000万元，所以该滑坡为Ⅰ级防治工程。安全系数与防治级别、工况及安全系数类型有关，取值如下表2-2：表2-2滑坡防治工程设计安全系数推荐表工程级别与工况 Ⅰ级防治工程 Ⅱ级防治工程 Ⅲ级防治工程安全系数类型 设计 校核 设计 校核 设计 校核工况 工况 工况 工况 工况工况工况工况工况工况工况工况Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ1.3~1.2~1.10~1.10~1.25~1.15~1.05~1.05~1.15~1.10~1.02~1.02~抗滑动 1.4 1.3 1.151.151.301.301.101.101.201.201.051.051.7~1.5~1.30~1.30~1.6~1.4~1.20~1.20~1.5~1.3~1.10~1.10~抗倾倒 2.0 1.7 1.501.501.91.61.401.401.81.51.301.302.2~1.9~1.40~1.40~2.1~1.8~1.30~1.30~2.0~1.7~1.20~1.20~抗剪断2.5 2.2 1.501.502.42.11.401.402.32.01.301.30注：工况Ⅰ—自重；工况Ⅱ—自重+地下水；工况Ⅲ—自重+暴雨+地下水；工况Ⅳ—自重+地震+地下水。为简化问题，三种工况下的安全系数按表2-3取得：表2-3防治工程等级及安全系数说明表工程等级工程等级Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级工况Ⅰ1.351.251.15工况Ⅱ1.251.201.10工况Ⅲ1.151.101.05该工程安全系数类型为抗滑动安全系数，考虑到抗震设防烈度为7度，则各工况下安全系数取值如下：工况Ⅰ：自重，安全系数取1.35；工况Ⅱ：自重+暴雨，安全系数取1.25；工况Ⅲ：自重+暴雨+地下水，安全系数取1.15；工况Ⅳ：自重+地震+地下水，安全系数取1.15。2.2设计依据规范及相关教材及参考书《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）；《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）；《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)；《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）；《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)；《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；《岩土支挡与锚固工程》（教材）。2.3设计标准锚索的设计应充分研究该工程的安全性、经济性和施工可行性，与其他支挡结构作比较，选择最适宜的方案。该工程滑床滑体均无有机质土、淤泥质土等会使锚固体腐蚀破坏的土质出现，无液限w＞50%的高塑性土层，也无相对密实度Dr＜0.3的松散地L层，故可以设置永久性锚杆（索）。该工程的使用年限大于2年，故应按永久性锚杆（索）设计。该工程所在滑坡前缘、后缘及台地之间交接部位较陡，且发育多条“V”型冲沟，又根据当地水文资料，设计暴雨强度为0.153mm/min，故应使用预应力锚索。计算滑坡预应力锚固力前，应对未施加预应力的滑坡稳定性系数进行计算，作为设计的依据，滑坡设计荷载包括：滑坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。预应力锚索设计锚固力的确定可分为两种情况：岩质滑坡和堆积层（包括土质）滑坡。该地区为后一种情况，应根据相应的方法——传递系数法而非极限平衡法进行计算。锚索上覆地层厚度不应小于4m，锚索间距不宜大于4m，但也不得小于1.5m，预应力锚索一般取4m—10m。2.4设计参数该工程区域内土体设计参数如下：表2-4土体设计参数表序号序号项目单位滑带土滑体土1重度天然kN/m3-19饱和kN/m3-202抗剪天然CkPa2032φ度1620强强度饱和CkPa1724φ度13133地基承载力kPa-3004基底摩擦系数0.30岩石相关参数如下：表2-5