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文檔簡介
第十三講
邊坡防護(hù)綜述邊坡防護(hù)技術(shù)講義§緒論本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.邊坡失穩(wěn)及其根本原因。2.邊坡穩(wěn)定的影響因素。3.邊坡防護(hù)的概念。4.邊坡防護(hù)設(shè)計步驟及具體內(nèi)容。邊坡失穩(wěn)——邊坡失去原有穩(wěn)定狀態(tài),產(chǎn)生塌滑變形的現(xiàn)象。邊坡失穩(wěn)的根本原因:邊坡中土體內(nèi)部某個面上的剪應(yīng)力達(dá)到了它的抗剪強(qiáng)度。邊坡失穩(wěn)的具體原因:(1)滑面上的剪應(yīng)力增加:如填土作用使邊坡的坡高增加、滲流作用使下滑力產(chǎn)生滲透力、降雨使土體飽和,容重增加、地震作用等;(2)滑面上的抗剪強(qiáng)度減?。喝缃饔檬雇馏w軟化、含水量減小使土體干裂,抗滑面面積減小、地下水位上升使有效應(yīng)力減小等。§緒論本章理論一.邊坡失穩(wěn)及其原因邊坡穩(wěn)定影響因素主要有:1〕巖土性質(zhì);2〕巖層的構(gòu)造與結(jié)構(gòu);3〕水文地質(zhì)條件;4〕地形地貌;5〕風(fēng)化作用;6〕氣候作用;7〕地震作用;8〕人類活動。一個邊坡的失穩(wěn)往往是多種因素共同作用的結(jié)果,這些因素可以歸為兩類。外因——外界力〔開挖、超載、地震、滲流水等〕的作用破壞了巖土體原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)。內(nèi)因——巖土體抗剪強(qiáng)度降低〔如持續(xù)降雨等〕而導(dǎo)致原有應(yīng)力平衡狀態(tài)的破壞。二.邊坡穩(wěn)定的影響因素§緒論本章理論其中Ⅰ類為不穩(wěn)定邊坡,易失穩(wěn);Ⅱ類為欠穩(wěn)定邊坡,長時間降雨時會失穩(wěn);Ⅲ類為基本穩(wěn)定邊坡,在長期風(fēng)化營力作用下,遇到超長降雨,會失穩(wěn);Ⅳ類為穩(wěn)定邊坡,一般不會失穩(wěn)。表中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類邊坡需要加固處理,Ⅳ類邊坡不需加固,只需要繼續(xù)坡面防護(hù)。三.邊坡穩(wěn)定性分類安全系數(shù)<11~1.11.1~1.251.25類別不穩(wěn)定Ⅰ欠穩(wěn)定Ⅱ基本穩(wěn)定Ⅲ穩(wěn)定Ⅳ表邊坡穩(wěn)定性分類表求出勢能產(chǎn)生的下滑趨勢力與坡體土〔巖〕自身強(qiáng)度產(chǎn)生的阻止坡體下滑的下滑抵抗力之比,并取之作為安全系數(shù),以對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分類?!炀w論本章理論邊坡防護(hù)——對不穩(wěn)定或欠穩(wěn)定〔Ⅰ、Ⅱ類〕邊坡進(jìn)行坡體加固,以保證邊坡的穩(wěn)定和安全。邊坡之所以會發(fā)生失穩(wěn)破壞,是由于勢能產(chǎn)生的下滑趨勢力大于坡體土〔巖〕自身強(qiáng)度產(chǎn)生的阻止坡體下滑的下滑抵抗力。因此可以采取一些措施,以減小下滑趨勢力或增大下滑抵抗力,從而使邊坡重新達(dá)到應(yīng)力平衡狀態(tài)。這些措施就是邊坡防護(hù)技術(shù),亦稱邊坡處治技術(shù)。常用邊坡防護(hù)技術(shù)為:1)改變邊坡形態(tài);2)加強(qiáng)邊坡排水;3)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu);4)設(shè)置加固結(jié)構(gòu)。四.邊坡防護(hù)方法§緒論本章理論分析地質(zhì)資料確定支護(hù)方案邊坡穩(wěn)定分析支護(hù)結(jié)構(gòu)計算出圖、施工、監(jiān)測§緒論本章理論五.邊坡防護(hù)步驟具體步驟是1.分析地質(zhì)資料:邊坡工程處治就是根據(jù)地質(zhì)勘察資料,對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計算分析,判斷其穩(wěn)定性,并對不穩(wěn)定的邊坡進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此,邊坡工程支護(hù)設(shè)計首先就必須充分收集和了解有關(guān)邊坡的資料,并對資料進(jìn)行分析,以充分熟悉和了解整個邊坡。
需要了解和分析的邊坡的資料一般有以下內(nèi)容:地質(zhì)測繪資料;地質(zhì)勘察報告;水文條件;地震資料;邊坡的相關(guān)資料?!炀w論本章理論2.進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析邊坡穩(wěn)定性分析就是對由勢能產(chǎn)生的下滑趨勢力(以后稱下滑推力)與坡體自身強(qiáng)度產(chǎn)生的阻止坡體下滑的下滑抵抗力之比(以后稱阻滑力)進(jìn)行比較。工程中采用邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K(或FS)來衡量。見表所示。K(或FS)由公式計算。式中為整個滑動面上的平均抗剪強(qiáng)度(阻滑力);式中為整個滑動面上的平均剪應(yīng)力(下滑推力)?!炀w論本章理論3.確定邊坡支護(hù)方案應(yīng)該根據(jù)邊坡的地層的工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、荷載特性、使用要求、原材料供應(yīng)、施工技術(shù)條件等因素,來確定邊坡的支護(hù)方案。
§緒論本章理論4.進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算邊坡支護(hù)設(shè)計,就是考慮如何“減小下滑推力(刷方減重、排水)增大阻滑力(支護(hù)、注漿、排水)〞,以及增大或減小多少的問題。具體需要作的設(shè)計計算工作主要有:1)整體穩(wěn)定性分析:將加固措施作用于不穩(wěn)定邊坡,與邊坡一起重新進(jìn)行穩(wěn)定性分析(支護(hù)結(jié)構(gòu)提供額外的阻滑力),以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)可以提供足夠的阻滑力,從而保證邊坡的安全。據(jù)此確定加固結(jié)構(gòu)的最小尺寸及埋深。2)局部穩(wěn)定性分析:將穩(wěn)定性分析中得到的不穩(wěn)定邊坡的剩余下滑推力作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上,驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(如擋土墻抗滑移、抗傾覆)?!炀w論本章理論3)支護(hù)結(jié)構(gòu)作用效應(yīng):計算支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng),并按照驗(yàn)算內(nèi)容計算出各種作用效應(yīng)組合。4)支護(hù)結(jié)構(gòu)截面設(shè)計:根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)組合,進(jìn)行截面尺寸和配筋設(shè)計,以滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求?!炀w論本章理論5.出設(shè)計文件及施工和監(jiān)測方案將計算結(jié)果,用圖紙及文件的形式表達(dá)出來,并制定施工和監(jiān)測方案。第一章結(jié)束§緒論本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.邊坡穩(wěn)定性的判斷。2.邊坡穩(wěn)定性分析方法。3.非粘性土邊坡穩(wěn)定性分析。4.無張節(jié)理平面滑動巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析。5.有張節(jié)理平面滑動巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析。6.圓弧滑動土質(zhì)邊坡條分法穩(wěn)定性分析。7.折線滑動土質(zhì)邊坡不平衡推力傳遞系數(shù)法穩(wěn)定性分析。§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論采用分析邊坡的安全系數(shù)的方法,分析其穩(wěn)定性。表建筑波安全系數(shù)規(guī)定值一級邊坡二級邊坡三級邊坡平面滑動法折線滑動法1.351.301.25圓弧滑動法1.301.251.20計算方法安全系數(shù)K邊坡安全等級
上表中的安全等級根據(jù)邊坡破壞的后果而定:一級邊坡為破壞后果很嚴(yán)重的邊坡;二級邊坡為破壞后果嚴(yán)重的邊坡;三級邊坡為破壞后果不嚴(yán)重的邊坡。§邊坡穩(wěn)定性分析一.邊坡穩(wěn)定性分析邊坡穩(wěn)定性分析的方法較多,總體可以分為三大類。一是定性分析方法。包括:1)根據(jù)邊坡工程地質(zhì)條件定性分析方法;2)經(jīng)驗(yàn)類比方法;3)赤平投影方法等。二是將邊坡視為剛體的極限平衡理論法。包括:1)平面滑動或楔形滑動靜力分析法;2)條分法;3)不平衡推力傳遞系數(shù)法等。三是以彈塑性理論為基礎(chǔ)的數(shù)值計算方法。包括:1)有限元法;2)有限差分法;3)邊界元法等?!爝吰路€(wěn)定性分析本章理論二.邊坡穩(wěn)定性分析方法非粘性土的抗剪強(qiáng)度,僅有內(nèi)摩擦角,沒有粘聚力。邊坡上土單元自重為:下滑力:抗滑力:安全系數(shù):當(dāng)時,干砂天然休止角=內(nèi)摩擦角,所以當(dāng)坡角小于土的內(nèi)摩擦角時邊坡穩(wěn)定。1z§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論三.非粘性土邊坡穩(wěn)定性分析如下圖,巖質(zhì)邊坡一般是因?yàn)檐浫鯅A層或風(fēng)化開裂等原因而產(chǎn)生的單一滑動面,其抗剪強(qiáng)度即有內(nèi)摩擦角,也有粘聚力,有時還有靜水壓力存在。邊坡下滑力:邊坡抗滑力:安全系數(shù):§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論四.無張節(jié)理平面滑動巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析邊坡有張節(jié)理時,在降雨情況下,由于底部排水不暢,張節(jié)理會臨時充水達(dá)到一定高度,沿張節(jié)理滑動面會產(chǎn)生靜水壓力,從而使滑動力突然增大,這也就是暴雨過后容易產(chǎn)生滑動的重要原因?!爝吰路€(wěn)定性分析本章理論五.有張節(jié)理平面滑動巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析U-水壓力在滑動面上產(chǎn)生的浮力V-張性斷裂面上的水壓力邊坡有張節(jié)理時,計算也不復(fù)雜。即將靜水壓力產(chǎn)生的效果(沿坡面切向分力會增大下滑力,沿坡面法向分力會減小阻滑力)考慮進(jìn)去,重新計算安全系數(shù)即可。§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論后緣裂縫靜水壓力V:沿滑動面靜水壓力U:計算時作如下假定:1)張節(jié)理是直立的;2)降水沿張節(jié)理的底部進(jìn)入滑動面,在大氣壓下沿滑動面底部流出。那么此時降水引起的靜水壓力為:那么此時穩(wěn)定系數(shù)K:§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論滑體中取一任意土條i,不考慮土條間的作用力,那么土條上僅有重力、阻滑力和重力法向分力,其中對圓心O點(diǎn)的力矩為零,那么穩(wěn)定安全系數(shù)K就是所有重力對O點(diǎn)的力矩之和與阻滑力對O點(diǎn)的力矩之和之比。重力對O點(diǎn)的力矩為:阻滑力對O點(diǎn)的力矩為:;引入那么有:此時邊坡的安全系數(shù)K為:§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論六.圓弧滑動土質(zhì)邊坡條分法穩(wěn)定性分析繼續(xù)推導(dǎo):又有:那么安全系數(shù):由于:那么有:最終:§邊坡穩(wěn)定性分析本章理論劃分土條,選定[K]值。然后從邊坡頂部第1塊土條開始,對每一塊土條用下式計算其不平衡推力(剩余下滑力)P1,即為第1和第2土條間的剩余推力;再計算第2塊土條在原有荷載和P1共同作用下的不平衡推力(剩余下滑力)P2;直至算到最后一塊。那么此時的剩余下滑力即為邊坡在安全系數(shù)為[K]值時的邊坡下滑力。式中注:利用上式計算時,當(dāng)?shù)贸龅哪骋煌翖lPi<0時,需取其為零繼續(xù)計算?!爝吰路€(wěn)定性分析本章理論七.折線滑動土質(zhì)邊坡不平衡推力傳遞系數(shù)法穩(wěn)定性分析非粘性土質(zhì)平面滑面有張節(jié)理巖質(zhì)邊坡瑞典圓弧法邊坡不平衡推力傳遞系數(shù)法無張節(jié)理巖質(zhì)邊坡式中§邊坡穩(wěn)定性分析本章公式§邊坡穩(wěn)定性分析第二章結(jié)束本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.坡率法與刷方減重的概念。2.坡率法與刷方減重的區(qū)別。3.坡率法的設(shè)計內(nèi)容及考慮因素。4.土質(zhì)邊坡坡面破壞的破壞形式及防護(hù)措施。5.巖質(zhì)邊坡坡面破壞的破壞形式及防護(hù)措施。6.刷方減重的設(shè)計內(nèi)容及本卷須知?!炱侣史八⒎綔p重本章理論1.坡率法僅通過控制邊坡的高度和坡度(不做其他支護(hù))而使邊坡穩(wěn)定的邊坡設(shè)計方法,即為坡率法。
坡率法是邊坡設(shè)計方法,常用于挖方工程中。是邊坡設(shè)計工作。通過設(shè)計,合理控制邊坡的高度和坡度,從而保證施工后的邊坡的穩(wěn)定性。2.刷方減重刷方減重是將不穩(wěn)定邊坡致滑段的滑體超重部分挖除,以減小滑體的下滑力,而使邊坡穩(wěn)定的方法。
刷方減重是針對不穩(wěn)定邊坡的,其目的是對不穩(wěn)定邊坡進(jìn)行處置,這一點(diǎn)與坡率法不同。§坡率法及刷方減重一.坡率法與刷方減重概念與區(qū)別§坡率法及刷方減重本章理論坡率法設(shè)計就是要在保證邊坡的穩(wěn)定的條件下,確定邊坡的形狀和坡度。因此,坡率法的設(shè)計內(nèi)容是:1)確定邊坡的形狀;2)確定邊坡的坡度(即邊坡坡率);3)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算;4)設(shè)計坡面防護(hù);5)邊坡坡面水系設(shè)計?!炱侣史八⒎綔p重二.坡率法設(shè)計內(nèi)容及考慮因素本章理論§坡率法的設(shè)計1.土質(zhì)邊坡坡面破壞形式土質(zhì)邊坡坡面破壞形式主要是沖刷破壞。沖刷破壞會導(dǎo)致水土流失,嚴(yán)重的會發(fā)生泥石流。2.土質(zhì)邊坡坡面防護(hù)方法土質(zhì)邊坡可以采用如下方法防護(hù)坡面:1)坡面植被;2)設(shè)置骨架,并在骨架內(nèi)植草;3)邊坡掛網(wǎng)生物防護(hù);4)圬工護(hù)坡。三.土質(zhì)邊坡坡面破壞形式及防護(hù)措施本章理論§坡率法的設(shè)計1.軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖是指新鮮巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度小于30M的巖石。2.軟質(zhì)巖邊坡坡面破壞形式軟質(zhì)巖邊坡的坡面破壞形式主要是繼續(xù)風(fēng)化。3.軟質(zhì)巖邊坡坡面防護(hù)方法
軟質(zhì)巖邊坡坡面防護(hù)主要工作就是防止邊坡坡面繼續(xù)風(fēng)化。具體方法同前面土質(zhì)邊坡的防止方法一樣,另外還有噴砂漿或噴混凝土罩面。主要還是植物防護(hù)和骨架植物防護(hù)。四.巖質(zhì)邊坡坡面破壞形式及防護(hù)措施本章理論§坡率法的設(shè)計4.硬質(zhì)巖軟質(zhì)巖是指新鮮巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于30M的巖石。5.硬質(zhì)巖邊坡坡面破壞形式硬質(zhì)巖邊坡的坡面破壞形式主要是繼續(xù)風(fēng)化和巖石崩塌破壞。6.硬質(zhì)巖邊坡坡面防護(hù)方法
軟硬質(zhì)巖邊坡坡面防護(hù)主要工作就是防止邊坡坡面繼續(xù)風(fēng)化及崩塌落石破壞。做法是罩面、設(shè)置柔性防護(hù)網(wǎng)、灌漿、設(shè)置遮擋建筑物(如明洞)等。本章理論四.巖質(zhì)邊坡坡面破壞形式及防護(hù)措施§刷方減重設(shè)計1)設(shè)計前必須弄清滑坡的成因和性質(zhì),查明滑動面的位置、形狀及可能發(fā)展的范圍,根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計計算,以確定減重范圍。2)刷方減重的棄土,不能堆置在滑坡的阻滑地段,應(yīng)盡量堆置與滑坡前緣,以便增大阻滑力,起到堆載阻滑的作用。3)牽引式滑坡或滑坡帶的土具有卸載膨脹性質(zhì)的滑坡,不宜采用刷方減重的方法。4)刷方減重后,應(yīng)檢驗(yàn)滑面從殘存滑體的薄弱部分剪出的可能性。5)刷方減重后,必須做坡面防護(hù)。五.刷方減重的設(shè)計內(nèi)容本章理論§刷方減重設(shè)計
滑坡超重計算是刷方減重設(shè)計的重要依據(jù)。一個滑坡應(yīng)在上面部位減重,減重多少完全取決于滑坡超重計算的結(jié)果。超重計算在主滑動面上進(jìn)行,對于大面積的滑坡應(yīng)取多個縱斷面計算(如第二章最后的工程實(shí)例)。計算方法采用不平衡推力傳遞系數(shù)法。并根據(jù)計算的每個土條的下滑力和剩余下滑力,最終確定減重位置和數(shù)量。需要注意的是,一定要確定好減重的位置。不能把阻滑段的土減掉,這樣反而更加不安全。本章理論六.刷方減重設(shè)計本卷須知第三章結(jié)束§坡率法及刷方減重本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.抗滑擋土墻的作用及應(yīng)用范圍。2.抗滑擋土墻上的基本力系。3.抗滑擋土墻上基本力系的計算方法。4.抗滑擋土墻上的附加力系及相應(yīng)計算方法。5.抗滑擋土墻合理高度的概念及確定方法。6.抗滑擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算。7.抗滑擋土墻的強(qiáng)度驗(yàn)算?!炜够瑩跬翂Α炜够瑩跬翂?.抗滑擋土墻是一種能夠抵抗側(cè)向土壓力,防止墻后土體坍塌和增加其穩(wěn)定性的建筑物。2.抗滑擋土墻作用
抗滑擋土墻是目前邊坡支護(hù)和處治中小型邊坡中應(yīng)用最為廣泛而且較為有效的措施之一。抗滑擋土墻的主要作用就是穩(wěn)定邊坡,適用于牽引式滑坡(因挖去山坡坡腳失去支撐而引起的滑坡)。在交通工程中,抗滑擋土墻可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口,同時防止水流沖刷路基,同時也常用于處理路基邊坡滑坡崩塌等路基病害。尤其廣泛應(yīng)用于山區(qū)邊坡。本章理論一.抗滑擋土墻的作用及適用范圍基本力系基本力系是指由滑坡體和抗滑擋土墻本身的下滑力和阻滑力,它與滑體的大小、重量、滑動面形狀和滑面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ有關(guān)。作用在抗滑擋土墻上的基本力系,一是擋土墻提供的阻滑力,二是擋土墻上的側(cè)壓力。擋土墻上的側(cè)壓力為主動土壓力或滑坡推力,二者在力的大小、方向、分布和合力作用點(diǎn)等方面都不一樣,擋土墻設(shè)計時,需要依實(shí)際情況選擇?!炜够瑩跬翂Ρ菊吕碚摱?抗滑擋土墻上的基本力系作用在普通擋土墻上的土壓力,是按庫倫理論或朗金理論來計算,其破裂面與土壓力的大小均隨墻高和墻背形狀的變化而變化。作用在抗滑擋土墻上的滑坡推力那么在滑動面(如直線、折線或圓弧滑動面等)的情況下按剩余下滑力法來計算。采用平面滑動法、瑞典圓弧法、不平衡推力傳遞系數(shù)法等方法。一般情況下,滑坡推力遠(yuǎn)大于擋土墻上的主動土壓力。而且此其合力作用點(diǎn)比普通土壓力的合力作用點(diǎn)高,一般位于滑面以上l/2墻高處,且推力的方向與滑移面層平行?!炜够瑩跬翂Ρ菊吕碚撊?抗滑擋土墻上的基本力系計算方法當(dāng)滑坡推力小于主動土壓力時,理論上應(yīng)把主動土壓力作為設(shè)計推力進(jìn)行設(shè)計。但一般滑坡推力的合力作用點(diǎn)位置卻較主動土壓力的作用點(diǎn)高,因此二者產(chǎn)生的傾覆力矩就不一定哪個大了。即擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性應(yīng)該取其力矩較大者進(jìn)行驗(yàn)算。亦即,當(dāng)滑坡推力小于主動土壓力時,擋土墻抗滑移驗(yàn)算應(yīng)取主動土壓力;而擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算時,卻需要計算并比較哪個的傾覆力矩更大些?!炜够瑩跬翂Ρ菊吕碚撍?抗滑擋土墻上基本力系的選擇1)滑坡體上有外荷載Q(建筑物自重、汽車荷載)時,應(yīng)將Q加在相應(yīng)的滑塊自重W之中。2)對于水庫岸坡等地帶的滑坡,滑體有水,且與滑帶水連通時,應(yīng)考慮動水壓力。3)滑坡體內(nèi)有貫通至滑動面的裂隙,滑動時裂隙充水,那么就考慮裂隙水對滑坡體的靜水壓力J,作用于裂隙底以上hi/3高度處,水平指向下滑方向,大小為:。4)設(shè)防烈度大于6度時,需考慮地震作用,按照抗震規(guī)范計算?!炜够瑩跬翂Ρ菊吕碚撐?抗滑擋土墻上的附加力系抗滑擋土墻的高度如果不合理的話,盡管它使滑坡體原來的出口受阻,但滑坡體可能沿新的滑動面發(fā)生越過抗滑擋土墻的滑動。因此,抗滑擋土墻的合理墻高應(yīng)保證滑坡體不發(fā)生越過墻頂?shù)幕瑒?。合理墻高可采用試算的方法確定(如下頁圖4.10所示)。先假定一適當(dāng)?shù)膲Ω?,過墻頂A點(diǎn)作與水平線成夾角的直線,交滑動面于a點(diǎn),以Sa、Aa為最后滑動面,計算滑坡體的剩余下滑力。然后,再自a點(diǎn)向兩側(cè)每隔5°作出Ab、Ac…和Ab′、Ac′、…等虛擬滑動面進(jìn)行計算,直至出現(xiàn)剩余下滑力的負(fù)值低峰為止。假設(shè)計算結(jié)果為剩余下滑力為正值時,那么說明墻高不足,應(yīng)予增高;當(dāng)剩余下滑力為過大的負(fù)值時,那么說明墻身過高,應(yīng)予降低。§抗滑擋土墻本章理論六.抗滑擋土墻的合理高度的概念§抗滑擋土墻本章理論抗滑擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算與普通重力式擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算相同,僅是將主動土壓力改為設(shè)計推力和主動土壓力之間的較大值。驗(yàn)算內(nèi)容包括:抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。1.抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算上式中的計算參數(shù)與普通擋土墻的基本一樣,僅擋土墻承受的水平推力H不一樣,需要在主動土壓力和剩余滑坡推力間取較大值。§抗滑擋土墻本章理論七.抗滑擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算2.抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算上式中的計算參數(shù)與普通擋土墻的基本一樣,僅傾覆力標(biāo)準(zhǔn)值對O點(diǎn)的傾覆力矩MO不一樣。如前所述,此時需要計算并比較主動土壓力和剩余滑坡推力哪個產(chǎn)生的傾覆力矩MO更大些,并取其較大值進(jìn)行驗(yàn)算。§抗滑擋土墻本章理論 設(shè)計時要求基底最大應(yīng)力應(yīng)小于地基承載力,即§抗滑擋土墻本章理論八.抗滑擋土墻的強(qiáng)度驗(yàn)算1.墻下地基強(qiáng)度驗(yàn)算2.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算
為保證墻身的安全可靠,要求擋土墻墻身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度??够瑩跬翂Φ慕孛鎻?qiáng)度驗(yàn)算與普通重力式擋土墻的完全相同。驗(yàn)算的內(nèi)容包括:偏心受壓承載力驗(yàn)算、彎曲承載力驗(yàn)算和抗剪承載力驗(yàn)算。一般可取一、二個控制截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。
第四章結(jié)束§抗滑擋土墻本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.抗滑樁的作用原理及適用范圍。2.地基反力系數(shù)的概念,m、k、c的概念及其適用土質(zhì)。3.抗滑樁的計算寬度的概念及計算方法。4.剛性樁和彈性樁的概念及臨界埋深。5.剛性樁和彈性樁的判斷。§抗滑樁
抗滑樁依靠樁與樁周巖土體的相互嵌制作用把樁后側(cè)土壓力或滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中,利用穩(wěn)定地層的錨固作用和被動土壓力,使坡體或滑坡得到穩(wěn)定。通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體,依靠樁下部巖土體的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力,而使邊坡穩(wěn)定。
抗滑樁適用于除流塑性滑坡以外的各種類型滑坡?!炜够瑯侗菊吕碚撘?抗滑樁的作用原理及適用范圍
樁側(cè)巖(土)的彈性抗力系數(shù)簡稱地基反力系數(shù),是地基承受的側(cè)壓力與樁在該處產(chǎn)生的側(cè)向位移的比值。亦即單位土體或單位巖體在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位壓縮變形時所需施加于其單位面積上的力。其計算符合胡克定律。樁背后土壓力為被動土壓力,但實(shí)際受力不同于傳統(tǒng)土壓力理論,樁類似于彈性地基梁,樁背后土壓力類似于基底壓力,因此用地基反力系數(shù)計算。二.地基反力系數(shù)§抗滑樁本章理論二.地基反力系數(shù)1.“K〞法——地基反力系數(shù)是常數(shù),不隨深度而變化,以“K〞表示,相應(yīng)的計算方法稱為“K〞法,可用于地基較為完整硬質(zhì)巖層或性質(zhì)相近的半巖質(zhì)地層。2.“m〞法——地基反力系數(shù)隨深度按直線比例變化,即在地基內(nèi)深度為y處的水平地基系數(shù)為K=m·y或K=K0+my,相應(yīng)這一假定的計算方法稱為“m〞法,一般用于非巖地基(土類)及風(fēng)化破碎成土狀的軟質(zhì)巖層以及重度隨深度增加的地層。3.“C〞法——地基反力系數(shù)沿深度按凸拋物線增大的方法稱為“C〞法?!炜够瑯侗菊吕碚撊?地基反力系數(shù)的分力及其適用土層抗滑樁受滑坡推力的作用產(chǎn)生位移,那么樁側(cè)巖土體對樁將產(chǎn)生抗力。當(dāng)巖(土)變形處于彈性變形階段時,樁受到巖(土)的彈性抗力作用。巖(土)對樁的彈性抗力及其分布與樁的作用范圍有關(guān)。為了將空間的受力簡化為平面受力,并考慮樁截面形狀的影響,將樁的設(shè)計寬度(或直徑)換算成相當(dāng)于實(shí)際工作條件下的矩形樁寬BP,此BP稱為樁的計算寬度。試驗(yàn)說明,樁在水平荷載作用下,不僅樁身范圍內(nèi)的樁側(cè)巖土體受擠壓,由于樁土共同作用,樁身寬度以外一定范圍內(nèi)的土體也受到影響,呈現(xiàn)出空間受力狀態(tài)。§抗滑樁本章理論四.抗滑樁計算的寬度的概念為了簡化計算,可將空間受力狀態(tài)簡化為平面問題,可考慮將樁的寬度或直徑換算成相當(dāng)于實(shí)際各種條件下的矩形樁,樁的寬度表現(xiàn)為BP,其取值可根據(jù)試驗(yàn)確定。具體做法是引入形狀換算系數(shù),以考慮樁的形狀影響;引入受力換算系數(shù)(或稱空間換算系數(shù))以考慮樁身范圍外的土的影響。試驗(yàn)說明,對不同尺寸的圓形樁和矩形樁施加水平荷載時,直徑為d的圓形樁與正面邊長為的矩形樁,在其兩側(cè)土體開始被擠出的極限狀態(tài)下,其臨界水平荷載值相等。所以,矩形樁的形狀換算系數(shù)為Kf=1,而圓形樁的形狀換算系數(shù)為Kf。§抗滑樁本章理論同時,由于將空間受力狀態(tài)簡化成為平面受力狀態(tài),在決定樁的計算寬度時,應(yīng)將實(shí)際寬度乘以受力換算系數(shù)(或空間換算系數(shù))KB。由試驗(yàn)資料可知,對于正面邊長b大于或等于1m的矩形樁受力換算系數(shù)KB為(1+1/b),對于直徑d大于或等于1m的圓形樁受力換算系數(shù)KB為(1+1/d)。故樁的計算寬度應(yīng)為:矩形樁:
圓形樁: 在計算樁側(cè)彈性抗力時,采用樁的正面計算寬度。計算樁底反力及樁身強(qiáng)度時,仍用樁的實(shí)際寬度。
§抗滑樁本章理論抗滑樁受到滑坡推力后,將產(chǎn)生一定的變形。根據(jù)樁和樁周巖(土)的性質(zhì)和樁的幾何性質(zhì),其變形可有兩種情況。1.樁的位置雖發(fā)生了偏離,但是樁軸仍保持原有的線型(即仍為直線);它之所以變形是由于樁周的巖(土)變形所致——此時樁可認(rèn)為剛度很大,猶如剛體一樣,那么樁稱為剛性樁。2.樁的位置和樁軸線型(此時為曲直線)同時發(fā)生改變,即樁軸和樁周巖(土)同時發(fā)生變形——此時樁就稱為彈性樁。兩種樁的變形見以下圖?!炜够瑯侗菊吕碚撐?抗滑剛性樁和彈性樁的概念ff剛性樁彈性樁§抗滑樁本章理論試驗(yàn)研究說明,當(dāng)樁埋入穩(wěn)定地層(即滑動面以下)內(nèi)的計算深度(樁的錨固深度h2與樁的變形系數(shù)α或β的乘積)為某一臨界值時,不管按剛性樁或按彈性樁計算,其水平承載力及傳遞到地層的壓力圖形均比較接近。因此,目前將這個臨界值作為判別剛性樁或彈性樁的標(biāo)準(zhǔn)(錨固深度h2為滑面根部到樁底部的距離)。當(dāng)埋深在這個臨界值以內(nèi)時,可認(rèn)為樁下部幾乎沒有錨固,那么此時樁是剛性樁;當(dāng)埋深超過這個臨界值時,可視為樁下部得到錨固樁的變形就不是線性的了,此時樁是彈性樁。§抗滑樁本章理論六.抗滑樁的臨界埋深1.按K法計算(滑床為巖質(zhì))時: 當(dāng)l2β時,抗滑樁屬剛性樁; 當(dāng)l2β時,抗滑樁屬彈性樁。 其中:為樁的變形系數(shù),以m-1計,可按下式計算:式中: K——地基系數(shù)(kN/m3); BP——樁的正面計算寬度(m); E——樁的彈性模量(kPa);
I——樁的截面慣性矩(m4)?!炜够瑯侗菊吕碚撈?剛性樁和彈性樁的判別2.按m法計算(滑床為土質(zhì))時: 當(dāng)l2時,抗滑樁屬剛性樁; 當(dāng)l2時,抗滑樁屬彈性樁。其中:為樁的變形系數(shù),以m-1計,可按下式計算:式中:m——水平方向地基系數(shù)隨深度而變化的比例系數(shù)(kN/m4)。其余參數(shù)(BP、E、I)的意義同前。§抗滑樁本章理論滑床為巖質(zhì)時按K法計算滑床為土質(zhì)時按m法計算當(dāng)l2β時,抗滑樁屬剛性樁;當(dāng)l2β時,抗滑樁屬彈性樁。當(dāng)l2時,抗滑樁屬剛性樁;當(dāng)l2時,抗滑樁屬彈性樁。矩形樁圓形樁一.樁的計算寬度BP二.彈性樁剛性樁判別§抗滑樁本章公式第五章結(jié)束§抗滑樁本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.巖土錨固技術(shù)概念、原理及作用。2.錨桿(索)的組成。3.錨桿(索)的布置原那么。4.錨桿(索)的錨固力的概念及分類。5.錨桿(索)的錨固力的計算。6.錨桿(索)的破壞形式。7.錨桿(索)的設(shè)計。8.錨桿(索)的試驗(yàn)。9.土釘墻的原理及其與錨桿(索)結(jié)構(gòu)的異同?!鞄r土錨固技術(shù)巖土錨固技術(shù)是一種把受拉桿件埋入地層中,以提高巖土自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力的工程技術(shù)。具體做法是,在天然地層中鉆孔直至穩(wěn)定地層中,插入鋼筋或鋼絞線,然后在孔中灌注水泥砂漿,形成拉桿。這種拉桿一般稱為錨桿或錨索,其中置于穩(wěn)定地層中的錨桿(或錨索)部分稱為錨桿(索)的錨固段。錨桿或錨索的劃分主要根據(jù)所用材料,采用螺紋鋼等硬性材料的拉桿稱為錨桿,采用鋼絞線等索狀柔性材料的拉桿稱為錨索?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論一.巖土錨固技術(shù)概念
巖土錨固的基本原理,就是利用錨桿或錨索周圍巖土的抗剪強(qiáng)度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力,將下滑推力傳遞給地層深處的穩(wěn)定巖土體,以保持邊坡的穩(wěn)定。具體說,就是利用錨桿或錨索的錨固段的抗拔能力,通過錨桿(索)的鋼筋或鋼絞線,將不穩(wěn)定邊坡的下滑推力傳遞給穩(wěn)定地層,將邊坡、錨桿(索)以及穩(wěn)定地層構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)體系,達(dá)到維持土體或巖體的邊坡(或地基)穩(wěn)定的目的?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論二.巖土加固邊坡的原理
錨桿是一種受拉桿件,它的一端與支護(hù)結(jié)構(gòu)等聯(lián)結(jié),另一端錨固在巖土體中,將支擋結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)所承受的荷載(側(cè)向土壓力、水壓力以及上浮力、傾覆力、拉拔力等)通過拉桿傳遞到穩(wěn)定巖土層中的錨固體上,在由錨固體將傳來的荷載分散到周圍穩(wěn)定的巖土層中去。
當(dāng)錨桿錨固段受力時,首先通過拉桿與周邊水泥沙漿(水泥漿)固結(jié)體之間的握裹力傳到固結(jié)體中,然后通過固結(jié)體傳到周圍巖土體。
§巖土錨固技術(shù)本章理論1.結(jié)構(gòu)作用——用錨桿(索)加固邊坡后,可使錨桿骨架和邊坡巖體連鎖在一起,形成一個共同工作的復(fù)合結(jié)構(gòu)。2.抗剪作用——當(dāng)邊坡滑動時,錨桿(索)在滑面位置受剪,起到抗剪作用。3.錨固作用——靠深入滑面以下的錨固段起作用,可提供邊坡承受外荷載的抗力。4.加固作用——可以增強(qiáng)地層的強(qiáng)度,改善地層的力學(xué)性能。5.加強(qiáng)作用——可以使錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力,并可對加固地層起到加筋作用?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論三.錨桿(索)加固邊坡的具體作用錨桿(索)一般由錨頭、自由段和錨固段組成。錨桿(索)鋼筋的總長就等于錨頭預(yù)留長度+自由段長度+錨固段長度。錨頭自由段錨固段§巖土錨固技術(shù)本章理論四.
錨桿(索)的組成錨桿(索)錨固設(shè)計時,應(yīng)充分研究錨固工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性和施工的可行性。
永久性錨桿的錨固段不應(yīng)設(shè)置在有機(jī)質(zhì)土、液限大于50或相對密度小于的土層中。這是因?yàn)闄C(jī)質(zhì)土?xí)疱^桿的腐蝕破壞;液限大于50%的土具高塑性,會引起明顯的徐變而導(dǎo)致錨固力不能長期保持恒定;相對密度小于的土較松散不能提供足夠錨固力。設(shè)計的錨桿必須達(dá)到所設(shè)計的錨固力要求,防止邊坡滑動剪斷錨桿。錨桿的鋼筋必須符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),且應(yīng)有效防腐?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論五.錨桿(索)的布置原那么1.錨桿上覆地層厚度應(yīng)不小于,以避開車輛反復(fù)荷載的影響,也避免采用高壓注漿使上覆土層隆起。2.錨桿水平與垂直間距不得小于,以避免群錨效應(yīng)發(fā)生而降低錨固力;宜大于,避免應(yīng)力集中。3.一般錨桿的安設(shè)角度不小于150,不大于450。4.預(yù)應(yīng)力錨索間距宜大于4m。§巖土錨固技術(shù)本章理論采用錨桿(索)加固邊坡,需要錨桿(索)能夠提供足夠的抗滑力,以有效地阻止坡體滑移。錨桿(索)提供的抗滑力,就是錨桿(索)的錨固力。此錨固力是拉桿的軸向拉力,方向沿錨桿(索)的軸線方向,大小可按計算確定。其計算方法是,將錨桿(索)結(jié)構(gòu)和滑坡體以及其他支擋結(jié)構(gòu)一起,組成完整的結(jié)構(gòu)體系。然后根據(jù)力及力矩的平衡條件,最終確定各個錨桿的錨固力。針對錨桿處于巖體內(nèi)或土體內(nèi),采取相應(yīng)方法計算錨固力?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論六.錨桿(索)錨固力的概念1.設(shè)計錨固力Pt通過邊坡的穩(wěn)定性分析,根據(jù)滑坡體推力和安全系數(shù),計算出錨桿(索)需要提供的拉力,這個需要的拉力就是錨桿(索)的設(shè)計錨固力,亦稱為錨固力標(biāo)準(zhǔn)值。2.容許錨固力Pa
容許錨固力是錨桿(索)設(shè)計時,進(jìn)行拉桿鋼筋和錨固段長度驗(yàn)算時采用的拉桿拉力值。為設(shè)計錨固力的倍,其取值即為設(shè)計錨固力乘以的安全系數(shù)K,亦稱為錨固力設(shè)計值?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論七.錨桿(索)錨固力的分類3.極限錨固力Pu
極限錨固力是錨索沿握裹砂漿或砂漿固結(jié)體沿孔壁滑移破壞的臨界拉拔力,亦稱為錨固力極限值
。極限錨固力可以通過破壞性拉拔試驗(yàn)得到,即取破壞性試驗(yàn)時,錨桿(索)的最大拉力值。4.容許錨固力Pa與極限錨固力Pu如前所述,容許錨固力Pa為設(shè)計錨固力Pt乘以安全系數(shù)K得到,其值不能小于極限錨固力Pu除以相應(yīng)的安全系數(shù),此安全系數(shù)通常取為。即應(yīng)有:§巖土錨固技術(shù)本章理論1.平面滑動時,公式如下所示?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論八.錨桿(索)錨固力的計算2.不平衡推力傳遞系數(shù)法計算時,僅考慮錨索沿滑面施加的抗滑力,不考慮垂直滑面產(chǎn)生的法向阻滑力,所需錨固力為:3.條分法計算在土層中,邊坡安設(shè)錨桿(索)后,錨桿(索)會提供沿拉桿軸向的拉力。此拉力可從兩個方面作用于滑坡體,一是沿滑面法向的分力PN,作用于滑面,會增大滑面的摩阻力;二是沿滑面切向的分力PT,會直接產(chǎn)生阻滑力。可根據(jù)力的平衡,采用條分法進(jìn)行計算,可以得到邊坡加固后的安全系數(shù)?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論當(dāng)錨桿錨固段受力時,首先通過拉桿與周邊水泥沙漿(水泥漿)固結(jié)體之間的握裹力傳到固結(jié)體中,然后通過固結(jié)體傳到周圍巖土體。傳遞過程隨著荷載的增加,拉桿與固結(jié)體之間的握裹力發(fā)揮到最大時,錨固體與巖土體之間就會發(fā)生相對位移,產(chǎn)生土與錨固體之間的摩阻力,直到極限摩阻力。錨桿(索)的作用就是要提供足夠的錨固力,因此錨桿(索)的驗(yàn)算目的就是要求其受力大于其設(shè)計錨固力前不會破壞。因此,可以從錨桿的破壞形式入手,了解錨桿(索)的驗(yàn)算內(nèi)容。§巖土錨固技術(shù)本章理論九.錨桿(索)的破壞形式及驗(yàn)算內(nèi)容錨桿(索)的破壞形式通常有4種:
1.錨拉桿鋼筋被拉斷;2.拉筋(錨拉桿)從筋漿界面處脫出;3.錨固體從漿土界面處脫出;4.連錨帶巖土一起拔出。前3種指的是單根錨桿的抗拔力(即承載力)問題,屬于錨桿的強(qiáng)度破壞問題;第4種即破壞面在土體內(nèi)部的破壞形式,屬于錨桿與土總體穩(wěn)定性破壞問題。因此錨桿(索)的驗(yàn)算內(nèi)容主要就是:
1.拉桿鋼筋(鋼絞線)面積驗(yàn)算;2.錨固段長度驗(yàn)算?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論為了避免出現(xiàn)前面的第一種破壞形式,要求拉桿的鋼筋不會被拉斷,需要驗(yàn)算錨桿(索)達(dá)到設(shè)計荷載N所需的最小鋼筋截面?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論為了避免出現(xiàn)前面的第二、第三種破壞形式,即避免拉筋從筋漿界面處脫出或避免錨固體從漿土界面處脫出,要求錨桿(索)的錨固段要有足夠的長度,以便于錨固力可以傳遞到穩(wěn)定地層中。因此錨桿(索)的錨固段長度的確定,就應(yīng)該包括兩方面內(nèi)容:1.握裹長度——錨固段足夠長,足以保證錨桿(索)鋼筋(鋼絞線)間的握裹力不小于極限錨固力。2.粘結(jié)長度——錨固段足夠長,足以保證錨桿(索)剛體與巖土體間的粘結(jié)力不小于極限錨固力。1.錨桿(索)鋼筋截面驗(yàn)算?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論十.錨桿(索)的驗(yàn)算2.錨固段握裹長度驗(yàn)算:3.錨固段粘結(jié)長度驗(yàn)算:5.拉桿總長度驗(yàn)算:4.錨固段長度驗(yàn)算:1.錨桿(索)的性能試驗(yàn)——亦稱破壞性試驗(yàn)或基本試驗(yàn),是在工程開工前為了檢驗(yàn)錨桿(索)的設(shè)計正確性而進(jìn)行的錨桿(索)破壞性抗拔試驗(yàn)。2.錨桿(索)性能試驗(yàn)的目的——確定所設(shè)計的錨桿在設(shè)計位置的極限承載力,了解錨桿抵抗破壞時和承受荷載后的力學(xué)性狀,為錨固工程設(shè)計提供可靠的依據(jù)。3.試驗(yàn)要求——基本試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3根,其錨桿參數(shù)、材料、施工工藝、地質(zhì)條件和擬設(shè)計的錨桿相同。
張拉過程采用逐級循環(huán)加載。§巖土錨固技術(shù)本章理論十一.錨桿(索)的性能試驗(yàn)1.錨桿(索)的驗(yàn)收試驗(yàn)——在工程完工后為了檢驗(yàn)施工質(zhì)量而進(jìn)行的檢驗(yàn)性抗拔試驗(yàn)。2.錨桿(索)驗(yàn)收試驗(yàn)的目的——檢驗(yàn)所施工的錨桿(索)是否達(dá)到設(shè)計要求,及時發(fā)現(xiàn)錨桿設(shè)計施工中的缺陷,并判定工程錨桿是否符合設(shè)計要求。3.試驗(yàn)要求——驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)的5%,且不得少于最初施做的3根。驗(yàn)收試驗(yàn)的最大試驗(yàn)荷載,對于永久性錨桿,取為設(shè)計軸向拉力值的倍;對于臨時性錨桿,取為設(shè)計軸向拉力值的倍。張拉過程同樣采用逐級循環(huán)加載。§巖土錨固技術(shù)本章理論十二.錨桿(索)的驗(yàn)收試驗(yàn)當(dāng)錨桿不夠長,達(dá)不到滑動面時,加錨的巖體如圖一個虛擬的重力擋土墻一樣,對邊坡起到支撐作用,同時在坡面掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土層,構(gòu)成土釘墻支護(hù)。結(jié)構(gòu)其主要作用是增加滑動面的抗滑摩阻力。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與錨桿(索)不同,土釘墻中,土釘群是共同受力、以整體作用考慮的,采用另外計算公式計算?!鞄r土錨固技術(shù)本章理論十三.土釘墻結(jié)構(gòu)的概念2.巖質(zhì)邊坡有靜水壓力3.瑞典圓弧法4.不平衡推力傳遞系數(shù)法1.巖質(zhì)邊坡無靜水壓力§巖土錨固技術(shù)本章計算一.確定錨桿錨固力二.容許錨固力4.三者之間的關(guān)系1.錨固力標(biāo)準(zhǔn)值(計算錨固力)——為按照前面公式計算出的,為保持邊坡穩(wěn)定所需要的錨桿提供的拉力值。2.錨固力設(shè)計值(容許錨固力)——為錨固力標(biāo)準(zhǔn)值乘以安全系數(shù)K而得到的,進(jìn)行拉桿鋼筋面積驗(yàn)算以及粘結(jié)長度驗(yàn)算采用的錨桿拉力值。3.錨固力極限值(極限錨固力)——一般由破壞性試驗(yàn)獲得,為錨桿(索)所能提供的最大拉力值?!鞄r土錨固技術(shù)本章計算三.拉桿截面積及長度2.拉桿與砂漿間握裹長度3.砂漿與巖土體間粘結(jié)長度4.錨固段長度1.拉桿截面所需總面積5.錨桿(索)總長§巖土錨固技術(shù)本章計算§巖土錨固技術(shù)第六章結(jié)束本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.格構(gòu)加固邊坡概念。2.格構(gòu)加固邊坡原理及注意機(jī)理。§格構(gòu)加固邊坡
格構(gòu)加固技術(shù)是在傳統(tǒng)格構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步的應(yīng)用。
其做法是利用漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土建成網(wǎng)格狀框格結(jié)構(gòu)進(jìn)行邊坡坡面防護(hù),同時在格構(gòu)節(jié)點(diǎn)處設(shè)置錨桿(索),并利用錨桿或錨索對邊坡加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。格構(gòu)技術(shù)一般與公路環(huán)境美化相結(jié)合,利用框格護(hù)坡,同時在框格之內(nèi)種植花草可以達(dá)到極其美觀的效果。這種技術(shù)山區(qū)高速公路中高陡邊坡加固中被廣泛采用,其護(hù)坡達(dá)到既美觀又安全的良好效果?!旄駱?gòu)加固邊坡本章理論一.格構(gòu)加固技術(shù)概念當(dāng)直接應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡時,錨索的外錨頭處位置常處于高應(yīng)力狀態(tài)區(qū),在外錨頭附近的淺層巖土表面出現(xiàn)應(yīng)力受拉區(qū),巖土容易破壞。為了分散其高應(yīng)力狀態(tài),避免淺層局部巖土的壓縮變形過大,進(jìn)而引起預(yù)應(yīng)力的損失,或避免此淺層巖土體破壞,而采用“格構(gòu)+加固〞的“格構(gòu)邊坡加固技術(shù)〞或稱“預(yù)應(yīng)力錨索地梁加固〞技術(shù),來解決這個問題。格構(gòu)作為錨索和坡體的連接體,可起到錨索外錨頭的作用,同時還能加強(qiáng)各錨索間的作用聯(lián)系,保證錨索在抗滑中的均勻性、連續(xù)性和整體性,從而達(dá)到穩(wěn)固邊坡的目的。§格構(gòu)加固邊坡本章理論格構(gòu)加固邊坡的主要原理是,利用格構(gòu)是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力收集在一起,并分配給格構(gòu)結(jié)點(diǎn)處的錨桿或錨索,然后通過錨索傳遞給穩(wěn)定地層,從而使邊坡坡體在由錨桿或錨索提供的錨固力的作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此就格構(gòu)本身來講僅僅是一種傳力結(jié)構(gòu),而加固的抗滑力主要由格構(gòu)結(jié)點(diǎn)處的錨桿或錨索提供。一般提到的格構(gòu)加固技術(shù)是一種廣義術(shù)語,它包含了格構(gòu)本身和錨桿(索)兩部分,即“格構(gòu)+加固〞兩部分。本課程主要討論的就是“格構(gòu)+加固〞形成的格構(gòu)加固技術(shù),有時亦稱“預(yù)應(yīng)力錨索地梁加固〞技術(shù)?!旄駱?gòu)加固邊坡本章理論二.格構(gòu)加固技術(shù)原理
格構(gòu)加固邊坡結(jié)構(gòu)中,錨索與格構(gòu)共同作用。錨索通過強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)力對坡體起到預(yù)加固的作用,坡體在預(yù)應(yīng)力的作用下,物理力學(xué)性能得到了一定程度的改善,增強(qiáng)了坡體的穩(wěn)定性;其次滑體垂直于滑面方向的壓力有較大的增加,增大了滑面上的摩阻力,從而減小了下滑力。格構(gòu)起著承受并傳遞錨固力的作用,同時加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性能。從前面的格構(gòu)加固邊坡的作用機(jī)理可知,格構(gòu)加固邊坡結(jié)構(gòu)是一種主動支擋加固結(jié)構(gòu),提前對坡體進(jìn)行加固,以防止坡體出現(xiàn)失穩(wěn)或穩(wěn)定性繼續(xù)惡化的情況?!旄駱?gòu)加固邊坡本章理論第七章結(jié)束§格構(gòu)加固邊坡本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.加筋土結(jié)構(gòu)的概念及應(yīng)用。2.加筋土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。3.加筋土結(jié)構(gòu)的摩擦加筋原理。4.加筋土結(jié)構(gòu)的摩擦加筋原理的適用條件。5.加筋土結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)粘聚力原理及其適用條件。6.加筋材料的指標(biāo)。7.加筋土擋墻的概念及計算內(nèi)容?!旒咏钔吝吰?.加筋土
加筋土——在土中加入加筋材料形成的復(fù)合土。2.加筋的作用在土中加入加筋材料可以提高土的強(qiáng)度,增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。3.加筋土的應(yīng)用加筋土的應(yīng)用——加筋土僅應(yīng)用于填方工程。4.加筋土的組成
加筋土結(jié)構(gòu)一般由基礎(chǔ)、面板、加筋材料、土體填料等部分組成?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚撘?加筋土結(jié)構(gòu)的概念1.結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀2.技術(shù)簡單、施工方便3.要求較低、節(jié)省材料4.施工速度快、工期較短5.造價較低、經(jīng)濟(jì)效益好6.適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛§加筋土邊坡本章理論二.加筋土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)加筋土埋設(shè)于松散顆粒中,拉筋與顆粒緊密相貼在一起,當(dāng)拉筋受力發(fā)生與顆粒有相對位移時,由于拉筋承受有法向應(yīng)力,那么會在土粒和拉筋之間產(chǎn)生摩擦力。如果加筋土擋墻受土體的推力而產(chǎn)生破壞,根據(jù)郎肯理論,沿破裂面可將墻體分為主動破壞區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。由于摩阻力的存在,使土體與拉筋形成一種新的復(fù)合土體,其中主動破壞區(qū)的拉筋會隨著土體一起向外移動,從而會對埋深在穩(wěn)定區(qū)的拉筋產(chǎn)生拉力。而穩(wěn)定區(qū)的土體與拉筋的摩阻力會阻止拉筋被拔出。§加筋土邊坡本章理論三.加筋土的摩擦加筋原理按照前面的摩擦加筋受力的分析,發(fā)現(xiàn)拉筋的作用相當(dāng)于通過筋帶將結(jié)構(gòu)錨固在穩(wěn)定土體中。因此才要求拉筋材料要保證表面粗糙,同時還要保證足夠的強(qiáng)度和模量。如果每一層的拉筋與土體的摩阻力均能抵抗本層拉筋承受的土推力,那么整個結(jié)構(gòu)就會是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這就是加筋土的摩擦加筋原理?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚摗旒咏钔吝吰卤菊吕碚撉懊娴姆治鲋饕谝稽c(diǎn),就是土顆粒和拉筋間的摩阻力,其作用一是保證下滑土體能夠?qū)⑾禄鹘o拉筋(主動滑動區(qū));二是將拉筋錨固在穩(wěn)定土層中(穩(wěn)定區(qū))。為保證土顆粒和拉筋間有足夠的摩阻力,另外還要保證拉筋不被拉斷,拉筋材料要保證兩點(diǎn):1.表面粗糙,能使筋-土間產(chǎn)生足夠的摩阻力(滿足前面的要求);2.同時還要有足夠的強(qiáng)度(在筋-土間產(chǎn)生錯動前不被拉斷)和模量(保證拉筋的變形與土體的變形大致相同)?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚撍?摩擦加筋原理的應(yīng)用
摩擦加筋原理忽略了筋帶在力作用下的變形,同時也未考慮土是非連續(xù)性的、各向異性的材料。因此:
摩擦加筋原理對于高模量的加筋材料(主要是金屬類材料)比較適用;一般僅適用于砂土類加筋。對于變形較大的合成材料(比如塑料等)只是近似。§加筋土邊坡本章理論從工程實(shí)際得知,填土中加入了拉筋后,可以明顯地增加填土的抗剪能力。因此可以像前面所述,從微觀上考慮土加筋后的受力特征,即筋-土是如何共同工作的。也可以拋開其微觀受力分析,直接從宏觀上探討加筋效果,即只考慮加筋后,復(fù)合的筋-土材料的抗剪強(qiáng)度增加了多少,而不考慮是如何增加的。從宏觀上考慮效果的受力特征的原理,就是準(zhǔn)粘聚力原理。其方法就是拋開筋-土材料的抗剪強(qiáng)度是如何增加的,只需要知道增加效果即可。即直接通過試驗(yàn)確定增加到多少,增加后的抗剪強(qiáng)度是多少。§加筋土邊坡本章理論五.加筋土的準(zhǔn)粘聚力原理砂土在豎向壓力下受到壓密,土?xí)l(fā)生側(cè)向應(yīng)變。如果在土中布置拉筋,由于拉筋對土體的摩擦阻力,當(dāng)土體受到垂直應(yīng)力作用時,在拉筋中將產(chǎn)生一個沿拉筋方向的軸向力,可以起限制土體側(cè)向變形的作用,相當(dāng)于在土中增加了一個對側(cè)壓力的反力,使土的抗剪強(qiáng)度提高了。根據(jù)未加筋土與加筋土的三軸對比試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)加筋砂土與未加筋砂土相比,其強(qiáng)度曲線很相似,斜率相同,但是強(qiáng)度增加了,相當(dāng)于增加了一個截距c?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚撘虼耍梢哉f加筋砂土力學(xué)性能的改善是由于新的復(fù)合土增加了一個截距c,這個c類似于粘聚力,它是砂土沒有的,純粹是砂土加筋的結(jié)果。此“粘聚力〞不是實(shí)際意義上的粘聚力,而是加筋土抗剪強(qiáng)度的增量,只是從宏觀上看,類似于粘聚力的效果,因此稱為“準(zhǔn)粘聚力〞或“似粘聚力〞。把加筋后土的強(qiáng)度的增加,看成是增加了一個粘聚力的理論,就是“準(zhǔn)粘聚力〞原理。準(zhǔn)粘聚力原理不僅適用于砂土,還適用于粘性土?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚摷咏畈牧蠎?yīng)該具有較高的強(qiáng)度,較高的模量(受力后變形小),表面粗糙(能與填料產(chǎn)生足夠的摩阻力),抗腐蝕性好,加工、接長方便,與面板的連接簡單可靠。加筋材料的設(shè)計取值,主要是兩個指標(biāo),一是強(qiáng)度,二是變形。對合成類材料,還要考慮其老化問題。§加筋土邊坡本章理論六.加筋材料的指標(biāo)要求加筋土擋墻由基礎(chǔ)、加筋材料、加筋體填料、面板、排水設(shè)施,以及欄桿等其他設(shè)施等構(gòu)成。加筋土擋墻(以及加筋土邊坡)的設(shè)計計算內(nèi)容一般包括:1)內(nèi)部穩(wěn)定計算——加筋材料抗拉強(qiáng)度計算和抗拔穩(wěn)定性計算;2)外部穩(wěn)定計算——加筋體傾覆穩(wěn)定、滑移穩(wěn)定、整體穩(wěn)定、基底應(yīng)力和地基承載力驗(yàn)算等;3)構(gòu)件強(qiáng)度和配筋計算——包括面板強(qiáng)度計算、鋼筋混凝土加筋帶強(qiáng)度計算、地基強(qiáng)度計算等;4)其他計算——如沉降變形計算等?!旒咏钔吝吰卤菊吕碚撈?加筋土擋墻的組成和計算§加筋土邊坡第八章結(jié)束本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.注漿加固邊坡的概念、作用、特點(diǎn)和適用范圍。2.漿液材料分類及要求。3.邊坡注漿考慮因素。4.滲入式注漿理論及其適用。5.劈裂性注漿理論及其適用。6.注漿加固的設(shè)計內(nèi)容。7.注漿加固效果評價的內(nèi)容和方法。§注漿加固邊坡注漿加固技術(shù)是指用液壓、氣壓或電化學(xué)方法,把某些能夠很好地與巖土固結(jié)的漿液注入到巖石的裂隙或土體的孔隙中。待漿液凝固后,對周圍松散破碎的巖土體起粘結(jié)和加固作用,使巖土體成為強(qiáng)度高、抗?jié)B性好及穩(wěn)定性高的新結(jié)構(gòu)體,從而使巖層和土體的強(qiáng)度大大提高,并改變巖土的力學(xué)性能,達(dá)到改善巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),增加邊坡的穩(wěn)定性的目的。注漿加固工程中,地質(zhì)特征是灌漿取得成功的前提,注漿材料和壓漿技術(shù)是注漿加固的關(guān)鍵。一.注漿加固技術(shù)概念§注漿加固邊坡本章理論注漿加固技術(shù)在邊坡處理中的應(yīng)用一般有兩個方面:1.是對于由崩滑堆積體、巖溶角礫巖堆積體、以及松動巖體構(gòu)成的極易滑動的邊坡,對坡體注入水泥砂漿,以固結(jié)坡體并提高坡體強(qiáng)度,避免不均勻沉降,防止出現(xiàn)滑裂面。2.是對于正處于滑動的邊坡、存在潛在滑面的邊坡或者不穩(wěn)定的滑坡,運(yùn)用注漿技術(shù)對滑帶壓力注漿,從而提高滑面抗剪強(qiáng)度,提高滑體穩(wěn)定性。綜上可知,邊坡注漿加固一般適用于以巖石為主的滑坡、崩塌堆積體、巖溶角礫巖堆積體,以及松動巖體邊坡。參見以下圖?!熳{加固邊坡本章理論一.注漿加固技術(shù)應(yīng)用注漿加固邊坡具有以下一些特點(diǎn):1)施工設(shè)備簡單;2)規(guī)模小、耗資少;3)占地面積小、施工靈活方便;4)工期短、見效快;5)施工噪聲和震動小;6)加固深度可深可淺,易于控制;7)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛?!熳{加固邊坡本章理論三.注漿加固技術(shù)特點(diǎn)漿液一般都是由主劑(即主要的原材料,簡稱漿材,如水泥、砂、粘土、粉煤灰、水玻璃等)、溶劑(水或其他溶劑)以及各種外加劑(如催化劑、固化劑、凝膠劑、緩凝劑等)按照一定的比例配成的混合液體。目前可供使用的漿材總體上可以分為粒狀漿材和化學(xué)類漿材兩大類。
粒狀漿材是指水泥、粘土、砂、粘土、粉煤灰等顆粒狀材料,配制成漿液后不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),又稱非化學(xué)漿材。而化學(xué)漿材是指配成漿液后要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料,主要有水玻璃類漿材和有機(jī)高分子類漿材?!熳{加固邊坡本章理論四.漿液材料分類1.滲入性——指漿液滲入巖土孔隙的能力;影響漿液的擴(kuò)散距離。2.穩(wěn)定性——指漿液的化學(xué)穩(wěn)定性,即漿液是否會發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),以致影響漿液的基本力學(xué)性質(zhì)。3.結(jié)石率——指漿液的最初體積與凝固后結(jié)石體積之比,一般以百分?jǐn)?shù)表示;結(jié)石率越高,加固效果就越好。4.強(qiáng)度特性——強(qiáng)度越高,加固效果就越好。5.耐久性——在灌漿加固的巖土體中,可能使?jié){液灌注后力學(xué)強(qiáng)度降低、灌漿效果降低甚至無效?!熳{加固邊坡本章理論五.漿液材料要求
邊坡注漿的關(guān)鍵問題是結(jié)構(gòu)面和孔隙。1.結(jié)構(gòu)面:包括斷裂構(gòu)造,層間滑動,原生軟弱夾層,填筑邊坡原始坡面線,巖土界線等。2.孔隙:除結(jié)構(gòu)面以外,影響邊坡巖土體力學(xué)性質(zhì)另一重要因素是孔隙,孔隙的多少及分布規(guī)律影響注漿工程中注漿參數(shù)取值范圍及注漿方法種類、加固前后邊坡巖土體物理性質(zhì)及力學(xué)強(qiáng)度對于孔隙,當(dāng)其尺寸大于注漿材料顆粒時可注,小于漿材粒徑時不可注。強(qiáng)度低的土層中,可用壓密變形方法減少孔隙大小及數(shù)量。§注漿加固邊坡本章理論六.邊坡注漿考慮因素為了加固邊坡,必須用注漿法方法加固巖土體,注漿參數(shù)又必須滿足邊坡特殊工程地質(zhì)條件,否那么不但加固目的難以達(dá)到,而且還可能導(dǎo)致新的工程災(zāi)害。注漿理論是論研究漿液在巖土裂縫中的流動規(guī)律,揭示地質(zhì)條件、漿液性質(zhì)和注漿工藝之間的相互關(guān)系,為注漿設(shè)計和現(xiàn)場施工提供科學(xué)的依據(jù)。
注漿理論分為滲入性注漿理論和水力劈裂注漿理論。§注漿加固邊坡本章理論七.注漿加固技術(shù)理論
滲入式注漿是指采用普通注漿壓力(一般為一個大氣壓)注漿,不破壞巖土的原有結(jié)構(gòu),由漿液滲入巖土空隙并填充、結(jié)石,從而加固邊坡的方法。
滲入式注漿存在尺寸效應(yīng)和流變效應(yīng)的制約,一般在大孔隙介質(zhì)中容易實(shí)施,對于小縫隙、低滲透性巖土不適用。
滲入式注漿一般適用于碎裂巖石、砂等邊坡,對土質(zhì)邊坡效果不好。§注漿加固邊坡本章理論八.滲入式注漿理論
尺寸效應(yīng)是指由于滲入性注漿是在注漿壓力較小、地層結(jié)構(gòu)不受破壞的條件下使?jié){液滲入裂縫,因而要完全實(shí)現(xiàn)滲入性注漿,就必須使?jié){材的顆粒尺寸小于裂縫的尺寸。流變效應(yīng)是指漿液在裂縫中流動時,漿液內(nèi)部、漿液與孔壁之間將產(chǎn)生摩擦阻力,從而影響滲入性灌漿的可灌性。滲入性灌漿由于存在尺寸效應(yīng)和流變效應(yīng)的制約,一般在大空隙介質(zhì)中容易實(shí)施?!熳{加固邊坡本章理論八.滲入式注漿理論
劈裂式注漿是通過增大注漿壓力,使細(xì)小裂縫產(chǎn)生水力劈裂,使細(xì)小裂縫產(chǎn)生水利劈裂而變成較大裂縫,從而提高漿液的可注性,使?jié){液可以注入原先難以到達(dá)的縫隙處填充、結(jié)石,從而加固邊坡的方法。
劈裂式注漿的特點(diǎn)是加大注漿壓力,以產(chǎn)生水利劈裂。因此劈裂注漿的理論主要解決的問題就是確定能夠產(chǎn)生水力劈裂的最小注漿壓力。對于不同地層在注漿過程中要產(chǎn)生水利劈裂所須的最小注漿壓力可通過劈裂注漿理論公式進(jìn)行計算。劈裂式注漿適用于大多數(shù)巖土體邊坡。§注漿加固邊坡本章理論九.劈裂式注漿理論對邊坡進(jìn)行注漿加固設(shè)計,主要內(nèi)容包括:邊坡工程地質(zhì)調(diào)查、注漿方案選擇、注漿標(biāo)準(zhǔn)的確定、邊坡注漿位置的確定、漿液的配方設(shè)計、鉆孔的布置與注漿壓力的確定以及注漿后邊坡的穩(wěn)定性驗(yàn)算等。具體內(nèi)容如下:1.首先運(yùn)用注漿理論公式或通過現(xiàn)場注漿試驗(yàn)確定漿液擴(kuò)散半徑;2.確定漿液擴(kuò)散半徑后,在邊坡上確定的注漿范圍內(nèi)進(jìn)行注漿孔的平面布置;3.確定注漿壓力以提高可灌性。注意,當(dāng)灌漿壓力超過地層壓重和強(qiáng)度時,將有可能導(dǎo)致地層破壞。因此一般以不使地層結(jié)構(gòu)破壞或僅發(fā)生局部少量破壞作為確定注漿壓力的基本原那么。§注漿加固邊坡本章理論十.注漿加固的設(shè)計邊坡注漿加固后,需要對加固效果進(jìn)行評價,看是否達(dá)到設(shè)計要求和預(yù)期效果。評價主要是對注漿區(qū)域巖土介質(zhì)的物理力學(xué)性能進(jìn)行分析,同時對注漿后的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析驗(yàn)算。注漿效果的評價方法可以采用靜態(tài)力學(xué)檢驗(yàn)法、動力測試評價法、電探法、化學(xué)分析等方法。測試可以在邊坡表面進(jìn)行,也可以鉆孔后在孔內(nèi)進(jìn)行。邊坡注漿加固后的穩(wěn)定性驗(yàn)算,仍然采用條分法進(jìn)行,只是需要采用注漿后的巖土體靜力學(xué)試驗(yàn)測得的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行。注漿加固后邊坡的穩(wěn)定性驗(yàn)算,除了驗(yàn)算原滑動面的穩(wěn)定性外,還需驗(yàn)算注漿后可能引起的新的滑動面或破裂面的穩(wěn)定性?!熳{加固邊坡本章理論十一.注漿加固效果評價第九章結(jié)束§注漿加固邊坡本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.邊坡中水對其穩(wěn)定性的影響。2.邊坡排水的作用和處治原那么。3.邊坡地表排水的目的和方法。4.邊坡地表排水的設(shè)計步驟。5.邊坡地下排水的目的和方法。6.邊坡地下排水的設(shè)計步驟。7.邊坡地下排水的具體措施?!爝吰屡潘こ趟畬吰碌闹苯佑绊懼饕袃煞矫妫阂皇菍吰卤砻娴臎_刷會造成泥石流災(zāi)害;二是滲入土體的孔隙或巖石的裂隙而改變其物理力學(xué)性質(zhì),并增加孔隙水壓力。其中地表水沖刷的影響比較簡單,主要破壞形式就是泥石流,一般在暴雨情況下發(fā)生,而且一般在特殊的地形地貌下發(fā)生。降雨、融雪形成的地表水滲入土體的孔隙或巖石的裂隙后,對邊坡的穩(wěn)定性就有較大影響?!爝吰屡潘こ桃?水對邊坡穩(wěn)定性的影響本章理論1.增加巖土體重度,加大滑坡體的重量,增大下滑力;2.降低巖土體抗剪強(qiáng)度(c、φ等),減小阻滑力。3.補(bǔ)充到地下水中,使地下水位上升,增大靜水壓力。4.滲透到地下的滲透水,以一定的流速流過透水層進(jìn)入到不透水的面層(此層與上層的結(jié)合層一般就是滑動面或滑動帶)上滯留,這樣就形成了一個具有很大孔隙水壓的含水層,即增大孔隙水壓力。這種較大的水壓力,一方面在透水層中引起流砂或砂層剪切破壞;另一方面在不透水層上的結(jié)合層(如前所述,往往為滑動面或滑動帶)中,引起土顆粒的塑性破壞。§邊坡排水工程本章理論地表水經(jīng)過孔隙滲入滑坡體,并到達(dá)滑動面,造成滑動面巖土強(qiáng)度的降低,促使和加劇滑坡的形成和滑動。因此,要防止巖土體的抗剪強(qiáng)度的降低,就必須控制地表水和地下水。排水工程是治理滑坡中一項(xiàng)重要的措施,一切滑坡地區(qū)的防治措施,都必須修建排除地表水的工程或排出地下水的工程。
排水工程可以使地表水不滲入或滯留在滑坡體內(nèi),也可以排出和疏干滑坡體內(nèi)已有的水,從而增加滑坡的穩(wěn)定性,達(dá)到治理滑坡的目的?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚摱?邊坡排水的作用排水工程的修建原那么是“截、排、引〞。排水工程從排水對象上可以分為兩種,地表排水工程和地下排水工程。地表水排水的方法是“排除〞,即不讓地表水進(jìn)入邊坡。一般采用“截水溝、排水溝、急流槽〞來攔截和排除地表水。地下水排水的方法是“排出〞,即將邊坡已有的地下水排出出邊坡。一般采用“截水滲溝、盲溝、支撐滲水溝、匯水隧洞、砂井-平孔、平孔排水〞等排水措施,來疏干和排引地下水?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚撊?邊坡排水的原那么排除地表水的目的有兩個:1.攔截、引離滑坡范圍以外的地表水,使其不進(jìn)入滑坡體。2.將降落或出露在滑坡范圍內(nèi)的雨水盡速排除,使其不滲入滑坡體。根據(jù)以上兩個目的,地表水的排水設(shè)施可以分為滑坡體內(nèi)和滑坡體外的兩種。
滑坡體外的設(shè)施的主要作用是攔截。
滑坡體內(nèi)的設(shè)施的主要作用是及時將滑坡范圍的水排除,重點(diǎn)是及時?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚撍?邊坡地表排水目的地表排水工程的目的是“攔截、引離滑坡范圍外的地表水〞和“快速排除降落或出露在滑坡范圍的雨水或泉水〞。因此地表排水的方法就是1.在滑坡體外修筑截水溝、排水溝等,以使別處地表水不進(jìn)入邊坡;2.在滑坡體內(nèi)修筑樹叉狀及網(wǎng)狀排水系統(tǒng),以迅速引走坡面雨水。地表排水工程設(shè)計的內(nèi)容和步驟是:1.確定地表水匯流量以合理確定排水工程的有效斷面。2.根據(jù)滑坡區(qū)域地形地貌,充分利用自然溝谷,在滑坡體內(nèi)外設(shè)計地表排水體系?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚撐?地表排水的方法和設(shè)計步驟由于水會降低巖土的抗剪強(qiáng)度,而如果將邊坡巖土中的地下水排出滑坡體,那么邊坡的巖土體會干燥,即巖土體的抗剪強(qiáng)度會增加,同時降低巖土的重度,以提高滑坡體的穩(wěn)定性。因此排出地下水,消除地下水的影響,往往是治理滑坡的根本措施。排出地下水的原那么是“可疏不可堵〞。應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件,滑面水分布類型,補(bǔ)給來源及方式,合理采用攔截、疏干、排引等排水措施。達(dá)到“追蹤尋源,截斷水流,降低水位,晾干土體,提高巖土抗剪強(qiáng)度,穩(wěn)定滑坡〞的目的。§邊坡排水工程本章理論六.邊坡地下排水目的與原那么1.確定地下水滲透流量;2.設(shè)計地下排水體系;3.設(shè)計地下排水體系構(gòu)件常用的排除地下水的措施有:1.攔截地下水的設(shè)施截水明溝、槽溝、排水隧洞、截水滲溝。2.疏干地下水的設(shè)施邊坡滲溝、支撐盲溝、疏干排水隧洞、滲水暗溝、滲井、滲管、平孔排水、垂直鉆孔排水等。3.降低地下水的設(shè)施槽溝、縱向滲溝、橫向滲溝、排水隧洞、帶滲井及滲管的隧洞等?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚撈?地下排水的方法和設(shè)計步驟地下排水的主要構(gòu)件是滲溝
滲溝具有疏干表層土體,增加坡面穩(wěn)定性;截斷并引排地下水、降低地下水位,防止土壤細(xì)粒間的沖移和浸蝕作用;在邊坡的下部,還要防止開挖暗溝會使土體喪失穩(wěn)定性的情況。常用滲溝形式有:1.截水滲溝——當(dāng)滑坡范圍外有豐富的地下水進(jìn)入滑坡體時,需要在垂直于地下水流方向上設(shè)置截水滲溝,以使地下水在流入滑坡體前就被引離排出。2.邊坡滲溝——邊坡滲溝的作用是用以引排邊坡上局部出露的泉水或上層滯水,疏干潮濕的邊坡,并支撐邊坡,減輕坡面沖刷?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚摪?地下排水主要構(gòu)件3.支撐滲溝——支撐滲溝主要起到支撐不穩(wěn)定的土體,兼具引排土中水,疏干土體的作用。4.排水隧洞——對于滑面以上的其他含水層,可在排水隧洞上設(shè)置假設(shè)干滲井或滲管將水引進(jìn)洞內(nèi)排出;對于滑面以下的承壓含水層,可在排水隧洞底部設(shè)置滲水孔將水引入洞內(nèi)排出。5.平孔排水——在邊坡中水平鉆進(jìn)成孔,再用材料加固,就形成了平孔,可以用以排除地下水。這種方法就是平孔排水?!爝吰屡潘こ瘫菊吕碚摗爝吰屡潘こ痰谑陆Y(jié)束本章內(nèi)容本章主要講述了以下一些內(nèi)容:1.邊坡防護(hù)技術(shù)實(shí)質(zhì)。2.邊坡工程監(jiān)測意義。3.邊坡工程監(jiān)測任務(wù)和作用。4.邊坡工程監(jiān)測內(nèi)容。5.邊坡工程監(jiān)測種類。6.邊坡工程變形監(jiān)測概念、內(nèi)容和作用。7.邊坡工程應(yīng)力監(jiān)測概念、內(nèi)容和作用。8.邊坡地下水監(jiān)測概念、內(nèi)容和作用?!爝吰鹿こ瘫O(jiān)測邊坡處治的實(shí)質(zhì)有二:
一是修建一種結(jié)構(gòu),通過該結(jié)構(gòu)人為給不穩(wěn)定的邊坡土體施加一個外力作用(如擋土墻、抗滑樁、錨桿、錨索、格構(gòu)等);
二是通過人為改善原有邊坡的環(huán)境(如刷方減重、注漿、排水等)。最終使其達(dá)到處治后的新的力學(xué)平衡狀態(tài)。§邊坡工程監(jiān)測本章理論一.邊坡防護(hù)的實(shí)質(zhì)由于邊坡內(nèi)部巖土力學(xué)作用的復(fù)雜性,從地質(zhì)勘查到邊坡處治設(shè)計、施工,均不能完全考慮邊坡內(nèi)部的真實(shí)力學(xué)實(shí)際。因此需要對邊坡工程的防治進(jìn)行監(jiān)測,以便于從宏觀層面對邊坡穩(wěn)定及加固效果進(jìn)行評價。
邊坡工程監(jiān)測的意義,就是為了反映邊坡巖土真實(shí)力學(xué)效應(yīng),檢驗(yàn)邊坡設(shè)計和施工的可靠性,檢驗(yàn)處治后的邊坡的穩(wěn)定狀態(tài),§邊坡工程監(jiān)測本章理論二.邊坡工程監(jiān)測意義邊坡處治工程監(jiān)測的主要任務(wù)是:檢驗(yàn)邊坡工程的設(shè)計和施工效果,確保邊坡的安全。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反演分析邊坡的內(nèi)部力學(xué)作用,同時積累資料作為其他邊坡設(shè)計和施工的參考資料。§邊坡工程監(jiān)測本章理論三
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