高边坡的设计

高边坡的设计主要内容一、高边坡问题的提出二、高边坡的种类和变形类型三、高边坡的调查与勘察四、高边坡的设计五、工程实例前言地质灾害地质灾害是地质体在众多因素作用下变形、破坏、运动而给人类生存环境造成危害和生命财产损失的地质现象。如深层地壳运动造成的地震、火山喷发、地裂缝、由斜坡块体运动形成的山崩（崩塌）、滑坡、错落、倾倒、坍塌和岩体深层蠕变；由地表水作用形成的泥石流、碎屑流、水土流失；由地下水作用引起的岩溶塌陷、地面沉降、湿陷、涌水突泥等；由表生地质作用引起的沙漠化、盐渍化、风化剥落、膨胀、收缩等等。这里我们主要讨论斜坡块体运动的各种类型。斜坡灾害关于斜坡的变形和运动类型，美国人伐纳斯（Varnes）1978年曾提出崩塌、倾倒、滑坡、侧向扩展、流动等类型，如。我国早期也把他们统称为“塌方”、“塌方滑坡”、“塌方流泥”，铁路和公路部门称其为：“路基病害”。后来，随着研究的深入，逐渐把他们从变形机制和防治上加以区分。我们按照变形的深度（规模）、运动特征和物质类别将其分为坡面变形，边坡变形和坡体变形三类。一、高边坡问题的提出（一）高边坡的界定一般认为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边坡。罢（二）高边坡禽的变形、破坏集及其造成的损鱼失滨醋乎高边坡早已存币在，也曾造成旨过变形和损失载。近年来，高逮边坡数量越来翁越多，高度越吸来越高。变形距量大，增加投丸资、延误工期材、造成灾害。纯纲(魄三罪)辈高边坡的特征予立哭1旁、高边坡是将膀地质体的一部许分改造成人为妙工程设施，因丝此其稳定性取富决于自然山坡交的稳定状况恢(终稳定、不稳定蚊、极限平衡芒)字、地质条件坟(巷地层岩性、地咳质构造、坡体躺结构、岩体结估构、水文地质蹈条件、风化程熄度等息)阿和人为改造的价程度稻(刃开挖深度、坡孕形、坡率等步)筋。援2复、由不同的地况层、岩性、风朗化程度的岩土圈体构成的自然凑山坡，受地质畜构造影响程度结不同，水文地坛质条件不同，纸在自然营力作揭用下形成了各萍种形态的斜坡类，如直线坡、炕凸形坡、凹形魂坡、阶梯状坡删，且具有不同核的稳定状态，跃这是在漫长的壶地质历史时期挽形成的，是动异态的、保变化的。自然劈斜坡是人工边贪坡的基础。煌3枯、人工边坡是晕对自然斜坡的正改造，它也有脖直线坡、凸形星坡、凹形坡，讨更多的是阶梯废状边坡。人工兔边坡改变了自睡然山坡的应力蠢状态和地下水和的渗流条件，澡而且是在短短蹲几个月内改造非完成的。自然吊山坡的应力调涂整有一个过程页，强度低的软桂弱岩层调整较择快，常在施工宫期就发生变形咬；强度高的坚畜硬岩层调整较暗慢，或可自身沟稳定，或在耐1沉～恩3照年后发生变形音。只有当人工虚边坡顺应自然疯，对其改变不车大时，才可保童持稳定，否则稍就会发生失稳考，甚至引起自镜然山坡的破坏权。牌4搁、自然山坡和阔人工边坡都处趴在各种自然营脊力的作用之下摔，如阳光照射横、降雨冲刷和老下渗、风化和严地震等。但人失工边坡所造成插的自然状态的狂改变使这种作深用更强烈，如夫开挖暴露风化舟加剧、破坏植傍被地表水容易丈下渗、坡体松堂弛、爆破震动英等都使边坡更吴容易发生变形婚。兴5条、自然条件千坑差万别，所以率高边坡设计也筋变得十分复杂俩，每个工点都界需单独分析和再计算，这也许道就是目前高边疤坡设计尚无规宾范可循的原因絮。另二、高边坡的椒种类和变形类核型驻（一）高边坡呜的种类取（二）高边坡烛的变形类型求（三）高边坡融变形的条件和羊原因分析劳三、高边坡的外设计方法仗绝高边坡设计目传前尚无统一的饭方法，一般采份用三种方法相棵结合：照1鄙、工程地质比等拟法框——境从自然稳定坡叮的调查中寻找授可供比拟的坡搅形、坡率和坡础高。促2童、力学计算法纤——宰选择符合坡体赖结构和破坏模画式的计算方法旅对设计的坡形溪进行稳定性计俩算，调整坡形丹或增加支挡工千程以达到合理进的设计。既保恳整体稳定，又事保局部稳定。羽3慰、经验对比法分——快以类似地质条耕件下稳定的人积工边坡作参考屡设计新的边坡配。信4脑、坡形坡率的烛设计：一般采岗用台阶状坡形画。期给每级台阶的高持度：律8睛～很10m很。用饭台阶（卸荷平斑台）宽度：一毁般溪2穷～歉3m疮；高度大于稠30m痕的边坡，在中乏部留芽4斑～急6m糠的宽平台。庙耀坡率：土质边详坡：咐1:1踏～若1:1.5轨（黄土边坡除辟外）；类土质然边坡：施1:1习～尿1:1.5辰；乏希草强风化岩边坡伪：怠1:0.75奖～肢1:1甲；东勉六中风化岩边坡畜：块1:0.5鸣～临1:0.75邪；贱捏坐微风化岩边坡泳：却1:0.3碗～琴l:0.5肾。传习对岩层顺倾地塔段的高边坡，崭当岩层倾角大时于桑40腐°殃时，可采用顺彼层面刷方。但钥当倾角较缓时旋，不宜顺层刷爱方，那样会增碌大边坡高度，智破坏植被，增闯大征地和弃方魂，于环境保护输不利，还可能章留下不稳定隐歌患。并5缠、加固工程的劲设计：对计算跨评价不稳定和漠欠稳定的边坡鄙必须设置一定瞧的加固工程措煮施，常用者有姥挡土墙、抗滑桌桩、预应力锚啊索抗滑桩、预间应力锚索框架睬（地梁、墩）南，锚杆框架（窄地梁）等，可熟根据边坡的具盾体情况单独或慕组合使用。丙6预、排水系统设循计：（遥1疯）地面排水系角统；（廉2悦）地下排水。发㈠、喂滑坡推力计算平醋壁滑坡推力计算悟是边坡工程设尼计所必须的工忽作内容，初涉树滑坡防治工作传的技术人员往音往觉得桑难以把握。约溪滑坡推力计算辨主要涉及以下学内容：毅1石、滑坡推力的肠计算范围；捕2胆、计算公式的追选择；店3筹、滑带各段强场度指标（让c首、枝φ秆）引值的选取；瞧4吓、附加力的考秘虑与确定；合5可、安全系数的受确定；郊6轧、计算推力的鼻校核。绳1顿、滑坡推力计纹算范围的确定堵揭1渴、首先从地质国分析上划分各痰滑动条块，各坚条分别计算。心2村、同一条滑坡泰是否分级及前负后级之间的关摆系。一般只计牌算到贯通裂缝串的一级，若前功面稳定后面自警然会稳定。肾3脏、多层滑面应江分层计算其滑劲坡推力。位2花、计算公式的彻选择尽况毫计算方法很多缠，应根据不同比滑面情况选择丘，一般多用分锅块推力传递系乖数法。向拨深第缝i润块的剩余下滑预力为：搁旋E淘i屋=KW姜i磨sin染α取i靠-W提i遥cos俯α民i寒tg街φ等i牢–跑C团i堡L在i姑+E隐i-1鬼Φ门i酱式中：群K奥余—防安全系数，一迈般取方K=1.10暂~1.25低；冻弯W起i矛—泥第有i算块滑体的重量睬，培KN证；耻梯α碧i努—悔第倦i甘块滑体滑面倾找角，度；斥不C睛i浪—丰第弹i耐块滑体滑带土资的黏聚力，叔Kpa技；少塑φ纤i幸孝—精第于i神块滑体滑带土斥的内摩擦角，悔度；杜渗L西i凉睁姜—战第日i瞎块滑体滑面的禁长度，扫m孙；乳住E肚i-1摄—膀第普I-1别块滑体滑面传姻给第钻i著块滑体的剩余盾下滑力；存扰馆Φ居i摘—专传递系数。反饮修Φ糊i舍=cos京（鹊α唇i限–态α煎i-1克）醋–俩沈sin线（接α缸i叹–命α宰i-1么）闪tg英φ单i赶3驴、滑带各段抗旋剪强度指标（积币c惰、兽φ端）斑值的选取渡帮1谋、由于地质条奥件和土性的差歇别很大，不同湿滑坡贴c球、钩φ互值差别较大。担取样试验因取昆样代表性、试资验方法等问题刻导致数值分散顽，故至今国内打外均是参考试亲验值并结合经劲验值，用反算窗法求主滑段抛c粉、蛛φ还值。蹦2爸、试验法。既并要做原状土的眉，更要做重塑储滑带的不同含畜水量下的（天涉然、塑限、软态塑状态）峰值挥强度和残余强源度。潮痛滩3挣、经验数据对黄比是指同类地高质条件下同类外型滑坡滑带土闹指标的类比。青牵引段和抗滑盟段岩性变化和费c悼、麦φ雪值变化小，可乐据经验选取。赔4牌、反算法，主科要是反算主滑赖段辜c怠、伏φ针值。漆杂（仗1恶）首先判定滑蜘坡当前的稳定怜度，如争1.0蒙、熊0.98吼、街1.02膛等；荣库（论2商）一个平衡断冈面方程求一个持指标，两个平趣衡断面方程联拘立求史c床、辨φ备两个值，也可片用图解法求。锈踩（锦3西）有条件恢复宇滑前极限平衡蚕状态时，用极萌限平衡断面反掘求；若无法恢毛复原断面时（叹如古种老滑坡），只仔能以现有稳定神断面反求。滨4爽、附加力的考菌虑想禁1脉、地震力的考迹虑（神7度度以上地震区虹考虑）；桶2库、静、动水压衣力的考虑；堤3质、滑体浸入水退下浮力的考虑宣；嘴4爱、其它附加力芳的考虑。由5环、安全系数的缸确定委1响、对滑坡性质单等了解的程度窃，清楚者取小愤、不清楚者取嗽大；拥2册、保护对象的伯重要性，重要填者取大值；恒3邮、滑坡的危害皱性，危害大者状取大值；骑4料、临时工程取抛大值，永久工柔程取大植。苏6掏、计算推力的撒校核此1同、从当地已被雨破坏建筑物的短强度确定其下纽限值；的2拔、从当地滑坡戴剪出口和抗滑告段滑体厚度界塞定滑坡推力下建限值（如被动宇土压力）；当3赠、从类似滑坡剖性质和规模比燃拟滑坡推力值笋。夹㈡、抗滑挡土贝墙踪抗滑挡土墙与由一般挡土墙的蚊区别有以下几亿点：澡（川1抚）不是承受一窜般土压力，而张是滑坡推力，静后者比前者大询得多。明（驶2闭）胸坡缓、重事心低，胸坡乱1妈∶历0.4铅～塌1脏∶扁1扰。歼（蝇3摸）基础埋深大克，基岩中胳0.5能～锅1.0领m追，围土层中榨1.5柔～狼2.0秃m稻或更大，必须或置于滑面以下谢稳定地层。粮（扶4软）尽量利用墙富背填土重量。梁（搅5援）墙后纵向盲卵沟要求高。倚（步6呆）墙体稳定性挨检算中除抗滑踪、抗倾覆和截检面强度检算外愈，还应检算从握墙底滑动和从秧墙顶滑出的可例能以决定墙的绿埋深和墙高。钟（思7琴）推力作用点评位置一般不在闲三分之一墙高恳，而在二分之消一或五分之二咸墙高处。鬼（已8库）施工必须分冰段跳槽开挖，征从两侧向中部扭推进，避免因瞎挖基造成边坡着滑动。厘㈢、抖预应力锚索的渴设计州1雹、准确地探明勉滑坡滑动面的污位置并计算滑栽坡推力。载榴2正、根据工程地企质和水文地质哥资料、岩土的砖力学性质、滑更面倾角、深度翼，作出初步设肤计和概算，选外择适宜的施工缘工艺，同时做车现场抗拨力试秘验和成孔试验眨。阿中据试验的结果灿，做正式施工喷图设计西。恨计算锚索根数赏N国巩P访抗愚——复单根锚索的抗珍拨力，通过现蹲场试验取得；宏覆P册n幅—尖—岛P氏抗展沿滑动面法线植方向的分力；直参P集t熊—服—割P蒜抗愈与滑坡滑动方栋向相反的分力碍；闷斯φ苗——努滑面的内摩擦超角；雷军α苦——做锚索与滑面的刚夹角；啊淋E脸总惰——兽滑坡的总下滑雕力；馒窜K舞——慰安全系数，规牧定一般情况下挑不小于忙2.0污。押禁锚索的有效锚拴固段长度继L科效（即在滑动钱面以下的锚固辆深度）也由现熄场抗拔力试验曲确定。善降如果属于抢险巩工程、时间紧搭迫，来不及做煤现场抗拔力试带验，可按下式勿计算：昌摩将上面两式比霜较，取较大者胸做为有效锚固弹段长度，如上甘所述，一般情束况下都由边华控制设计。应倡注意自由段长扩度不能小于环5圾m嫁。盼式中：万枯屡d选——斧单根钢绞线的跑直径；尿侦D格——胳锚索孔的直径植；肃届τ朱1营——佳钢绞线与水泥邀砂浆之间的粘译结力；锅迷τ喂2书——煎水泥砂浆柱体刃与围岩之间的未平均粘聚力；望津P牵——番单束锚索设