边坡工程防治综述

第三讲

边坡工程防治综述边坡防护技术讲义1整理课件§3.1概述3.1.1处治对象

经稳定性分析后，不稳定或有潜在失稳可能的边坡。对于此类边坡，当其破坏会造成较大损失时，需采取防治措施来改善边坡的稳定性。边坡防治时，需综合考虑边坡岩土体的工程性质、环境因素、地质条件、植被完整性、地表水、地下水等因素，进行综合治理。2整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么边坡防治的目的即为使边坡及其支护结构在规定的时间内，规定的条件下，保持自身的稳定。边坡防治要求边坡满足平安性、适用性和耐久性的要求。具体就是边坡防护设计时，要求满足：1)承载能力极限状态，主要是满足边坡及其结构的平安性2)正常使用极限状态，主要是满足边坡及其结构的适用性和耐久性。3.2.1边坡工程极限状态设计原那么3整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么一.承载能力极限状态对应于支护结构到达承载力破坏、锚固系统失效或坡体失稳。表示为：二.正常使用极限状态对应于支护结构和边坡的变形到达结构本身或邻近建筑物的正常使用，或者影响到结构耐久度。表示为：3.2.1边坡工程极限状态设计原那么4整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么一.边坡稳定性分析中涉及的主要荷载边坡岩土体自重；边坡上各种建筑物及其他产生的附加荷载(超载)；地下水产生的静水压力、渗透压力的荷载；地震荷载等。二.荷载效应的组合边坡工程设计时，应按照最不利原那么进行组合而成荷载效应。一般包括：荷载效应的根本组合、标准组合、准永久组合等。3.2.2边坡设计中的荷载效应原那么5整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么三.边坡稳定性分析中的采用荷载组合1.正常使用极限状态的标准组合按地基承载力确定支护结构的根底底面积和埋深时。简单说，就是进行地基根底设计时——荷载效应组合采用正常使用极限状态的标准组合，相应的抗力采用地基承载力特征值。2.承载能力极限状态的根本组合确定锚杆、支护结构立柱、挡板、挡墙等的截面尺寸、内力及配筋时。简单说，就是进行结构构件设计时——荷载效应组合采用承载能力极限状态的根本组合。3.2.2边坡设计中的荷载效应原那么6整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么3.承载能力极限状态的根本组合，但荷载分项系数均取1.0边坡及支护结构的稳定性验算和锚杆锚固体与地层的锚固长度计算时；计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定性及滑坡推力时。简单说，就是进行边坡受力及稳定性验算时——荷载效应组合采用承载能力极限状态的根本组合，但其荷载分项系数均取1.0。这是由于岩土类的特殊性，难以准确确定支护结构受力，此时计算往往采用引入平安系数的方式进行稳定性分析，因此各荷载分项系数取1.0。3.2.2边坡设计中的荷载效应原那么7整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么4.正常使用极限状态的准永久组合计算锚杆变形和支护结构水平位移和垂直位移时。简单说，就是进行边坡变形验算时——荷载效应组合采用正常使用极限状态的准永久组合。5.抗震设计的地震作用效应组合地震作用下结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的根本组合。简单说，就是进行抗震验算时——荷载效应组合采用抗震标准规定的地震作用效应组合。此时对应的截面验算表达式为：3.2.2边坡设计中的荷载效应原那么8整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么6.临时性边坡的荷载组合对于设计年限在2年以内的边坡设计计算。简单说，就是进行基坑支护设计时——荷载效应组合采用?建筑基坑支护技术规程?(JGJ120-99)的相应的荷载组合。7.正常使用极限状态的标准组合，并考虑长期作用影响在进行构件抗裂设计时——荷载效应组合采用正常使用极限状态的标准组合，同时考虑长期作用影响。3.2.2边坡设计中的荷载效应原那么9整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么一.边坡工程的设计内容边坡工程的设计包括边坡稳定性分析；支护结构的选型、计算和构造设计；并对施工、监测及质量验收提出要求。二.边坡工程的计算原那么因此边坡工程设计时，应进行以下计算：1.边坡稳定性分析。包括支护前及支护后的稳定性分析。2.支护结构的强度验算。包括立柱、面板挡墙及其根底的抗压、抗弯、抗剪、局压、锚杆抗拉承载力计算等。3.2.3边坡工程设计的计算原那么10整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么3.锚杆锚固段的抗拔承载力计算及立柱和挡墙根底的地基承载力验算。4.支护结构的整体和局部稳定性验算。5.必要时需要进行变形验算。3.2.3边坡工程设计的计算原那么11整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么随着科学技术的开展以及试验设备和技术的进步而逐渐采用的设计原那么，亦称信息反响法。这是由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性，地质勘察参数难以准确确定，加上边坡支护的设计理论(平安系数)和设计方法(诸多假定)带有经验性和类比性，因此边坡工程的设计往往难以一次定型，需要根据施工中反响的信息和监控资料不断校核、补充和完善。即为信息反响法。这种方法是较为科学的动态设计方法。3.2.4边坡工程设计的信息化原那么12整理课件§3.2边坡防治设计的根本原那么

边坡支护设计时，应根据边坡的具体情况，结合主体工程，综合考虑边坡多个因素，采取综合措施。在保证边坡自身稳定的前提下，综合考虑主体建筑物、周边建筑物、周边环境以及整体美观、适用、经济等特点进行优化设计。3.2.5边坡工程设计中的综合防治原那么3.2.6边坡工程设计中的环境保护原那么包括稳定边坡的坡面防护，支护后边坡的坡面防护，需要兼顾平安、美观、防水土流失、防风化等功能。13整理课件边坡之所以会发生失稳破坏，是由于势能产生的下滑趋势力大于坡体土〔岩〕自身强度产生的阻止坡体下滑的下滑抵抗力。因此可以采取一些措施，以减小下滑趋势力或增大下滑抵抗力，改善边坡的受力环境，从而使边坡重新到达应力平衡状态。这些采取的能够改善边坡受力环境的措施就是边坡防护技术，亦称边坡处治技术。因此，边坡防护工程按作用可分为减滑工程和抗滑工程两种。3.3.1边坡防护原理及分类一.边坡防护的原理§3.3边坡防治常用措施14整理课件

因此，边坡防护工程按作用可分为减滑工程和抗滑工程两种。1.减滑工程：

减滑工程的目的在于不改变滑坡的地形、土质、地下水等的状态，即通过改变滑坡体自然条件，减小下滑力，从而使滑坡运动得以停止或缓和。即为：不设置支护结构，仅对边坡自身采取措施来使边坡稳定的方法。

减滑工程主要有排除地表水工程(水沟、防渗工程)、排除地下水工程、截断地下水工程、刷方减重、注浆加固、焙烧加固等工程措施。3.3.1边坡防护原理及分类二.边坡防护按作用原理分类§3.3边坡防治常用措施15整理课件2.抗滑工程：抗滑工程那么在于利用抗滑构筑物来支挡滑坡体运动的一局部或全部，使其附近及该地区的设施及人民生命财产等免受危害。即为：设置支护结构(抗滑构筑物)，并利用支护结构抵抗剩余下滑力，从而使边坡稳定的方法抗滑工程主要有抗滑挡土墙、抗滑桩、岩土锚固、格构加固、加筋边坡等工程措施。§3.3边坡防治常用措施3.3.1边坡防护原理及分类16整理课件

根据前述边坡支护的原理和分类，边坡防护可采用：1.减滑工程(不设置支护结构)：具体方法为：

1)改变边坡形态；如坡率法，刷方减重法等。

2)加强边坡排水；如坡面截、排水法，坡内截、排水法等。

3)改变边坡岩土性质；如注浆加固法，焙烧加固法，电化学加固法等。§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围一.边坡防护的方法17整理课件

2.抗滑工程(设置支护结构)：具体方法为：

1)设置支挡结构；如设置抗滑桩结构；设置挡土墙结构，含重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土类、锚定板类挡土墙等。

2)设置加固结构；如设置锚杆结构；锚索结构；土钉墙结构；格构式加固结构等。

3)设置复合结构；如设置桩+锚索的桩锚结构；桩+挡土墙的桩墙结构；以及下部桩墙结构，上部格构加固或锚杆结构等。§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围18整理课件形态排水支挡加固滑动区搬出物质抗滑区增加物质减缓斜坡坡度地表排水渗水材料坑道排水种植植物挡土墙、桩、墩、支撑、扶壁、固定网锚索土钉锚杆注浆种植植物§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围19整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围20整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围21整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围22整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围23整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围24整理课件边坡防护的方法有很多，需要综合考虑对边坡的稳定性有影响的因素及对边坡的要求等，采取最适宜的方法，从而即保证边坡的平安，也满足经济适用的原那么。具体是根据边坡的高度、场地地质条件、边坡环境、边坡的平安等级等因素，来选定支护方法。选择支护方法时参见P149页表4-1。二.边坡防护方法的适用范围§3.3边坡防治常用措施3.3.2边坡防护方法及适用范围25整理课件§3.3边坡防治常用措施条件结构类型边坡环境边坡高度(m)边坡工程安全等级说明重力式挡土墙场地允许，坡顶无重要建(构)筑物主坡，H≤8岩坡，H≤10一、二、三级

土方开挖后边坡稳定性较差时不应采用扶壁式挡土墙主坡，H≤10一、二、三级土质边坡悬臂式挡土墙主坡，H≤8岩坡，H≤10一、二、三级

土层较差或对挡墙变形较高时，不宜采用板肋式或格构式锚杆挡墙支护坡顶建(构)筑物需要保护，场地狭窄主坡，H≤15岩坡，H≤30一、二、三级

坡高较大或稳定性较差时宜采用逆作法施工；对挡墙变形有较高要求的土质边坡，应采用预应力锚杆排桩式锚杆挡墙支护一、二级

严格按照逆作法施工；对挡墙变形有较高要求的土质边坡，应采用预应力锚杆岩石喷锚支护Ⅰ类岩坡，H≤30一、二、三级Ⅱ类岩坡，H≤30二、三级Ⅲ类岩坡，H≤15二、三级坡率法坡顶无重要建(构)筑物，场地有放坡条件主坡，H≤10岩坡，H≤25二、三级

不良地质段，地下水发育区，流塑状土时不应采用3.3.2边坡防护方法及适用范围表4-1边坡支挡结构常用形式26整理课件1.削坡减载〔刷方减重〕§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法27整理课件方法：(1)外围截水沟(2)内部排水沟(3)坡面夯实防渗(4)盲沟(5)排水沟2.防渗排水§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法28整理课件◆焙烧法加固◆化学灌浆3.土质改进§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法29整理课件挡土墙抗滑桩§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法4.支挡结构常用于浅层边坡的防治：◆挡土墙◆框架梁〔格构〕、钢筋混凝土连续梁◆抗滑桩30整理课件抗滑桩§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法31整理课件常用于深层边坡的防治：◆抗滑排桩◆锚索、框架梁体系门型钢架桩排架抗滑桩预应力锚索5.加固结构§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法32整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法33整理课件六棱砖植草防护§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法34整理课件坡脚锚索桩、坡上锚索地梁加固§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法6.复合结构35整理课件§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法6.复合结构36整理课件◆坡面植草绿化◆罩面〔喷砼、圬工、挂网〕◆坡面植草绿化◆铺设土工合成材料7.坡面防护§3.3边坡防治常用措施3.3.3常见的边坡防护方法37整理课件分析地质资料确定支护方案边坡稳定分析支护结构计算3.4.1边坡防护设计步骤出图、施工监测§3.4边坡防治设计程序38整理课件

边坡工程处治就是根据地质勘察资料，对边坡的稳定性进行计算分析，判断其稳定性，并对不稳定的边坡进行支护结构设计。因此，边坡工程支护设计首先就必须充分收集和了解有关边坡的资料，并对资料进行分析，以充分熟悉和了解整个边坡。

需要了解和分析的边坡的资料一般有以下内容：1.地质测绘资料主要反映边坡的地形、地貌特征以及结构面的产状和性质等。包括边坡的坡角、坡高、坡顶、坡底等。§3.4边坡防治设计程序3.4.2分析地质资料39整理课件2.地质勘察报告是边坡稳定性分析的主要资料。包括边坡的地层结构，各地层的产状、构造、岩层的完整性及破碎程度、风化程度等，以及可能的滑动面〔破裂面〕的位置、形态等。3.水文条件应该掌握边坡地段处地表水及地下水的情况以及设计标准年限内的最大降雨量等。4.地震资料当边坡所在地的地震设防烈度到达6度及6度以上时，应计算地震的影响。§3.4边坡防治设计程序3.4.2分析地质资料40整理课件5.土质试验报告对地质勘察取的土进行试验，得到各层土的类别及各层土的物理、力学性质。其中稳定性所必须的三个土参数为：边坡土的重度γ、抗剪强度指标

c(粘聚力)和φ(内摩擦角)。6.边坡的相关资料边坡的使用功能以及边坡的环境资料。包括边坡的超载(边坡为公路波工程)、边坡周围环境等内容。§3.4边坡防治设计程序3.4.2分析地质资料41整理课件边坡稳定性分析就是对由势能产生的下滑推力与坡体自身强度产生的阻止坡体下滑的阻滑力进行比较。工程中采用边坡稳定平安系数K(或FS)来衡量。见表2.1所示。K(或FS)由公式计算。式中R为坡体岩土提供的广义抗滑力(剪应力、抗滑力、抗滑力矩等)；式中S为坡体岩土的广义下滑力(剪应力、下滑力、滑动力矩等)。§3.4边坡防治设计程序3.4.3边坡稳定性分析42整理课件§2.1概述上式中平安系数K取自P14的表2-1?建筑边坡工程技术标准?(GB50330-2002)。表2.1建筑波平安系数规定值一级边坡二级边坡三级边坡平面滑动法折线滑动法1.351.301.25圆弧滑动法1.301.251.20计算方法平安系数K边坡平安等级3.4.3边坡稳定性分析

目前边坡稳定性分析常用的方法有传统的极限平衡理论和数值分析计算方法。边坡稳定性分析的详细内容见第二章。43整理课件应该根据边坡的地层的工程性质、水文地质条件、荷载特性、使用要求、原材料供给、施工技术条件等因素，来确定边坡的支护方案。如参照P149~P150的表4-1选择支护方案。方案确定的原那么是：使用上平安可靠、施工技术上简便可行、经济上合理。一般需要作几个不同方案的比较，从中得到较为适宜而又合理的设计方案与施工方案。§