1、第九講擋土墻及支撐加固,邊坡防護技術(shù) 講義,4.1概述,4.1.1抗滑擋土墻及其應(yīng)用,1.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。,4.1概述,4.1.1抗滑擋土墻及其應(yīng)用,3.抗滑擋土墻具體作用： 公路上常用的擋土墻

2、，按其設(shè)置的位置，也有其他稱呼：路肩墻、路堤墻、路塹墻、山坡墻等。 1)路肩墻；2)路堤墻路肩墻或路堤墻設(shè)在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷和占地面積，防止路基邊坡或基底滑動，保證路堤穩(wěn)定。 3)路塹墻設(shè)置在塹坡底部，主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡，可降低挖方邊坡的高度，減少挖方數(shù)量，防止陡坡路堤下滑，避免山體坍塌。 4)山坡墻設(shè)置在塹坡上部，用于支擋山坡上可能坍滑的覆蓋層或破碎巖層，有的建有攔石作用。,4.1概述,4.1.2抗滑擋土墻分類及選擇,1.擋土墻分類 按結(jié)構(gòu)型式分：1)重力式擋土墻；2)錨桿式擋土墻；3)加筋土擋土墻；4)板樁式擋土墻；5)豎

3、向預(yù)應(yīng)力錨桿式滑擋土墻。 按結(jié)構(gòu)型式分：1)漿砌條石(塊石)擋土墻；2)素混凝土擋土墻；3)鋼筋混凝土擋土墻；4)加筋土擋土墻。 2.擋土墻種類的選擇 應(yīng)根據(jù)滑坡的性質(zhì)、類型(間斷性還是連續(xù)性、單一性還是復(fù)合式、淺層還是深層)、自然地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況等條件，綜合分析，合理確定，以期達到即能治理滑坡，同時還能降低整治工程的建設(shè)費用。,4.1概述,4.1.2抗滑擋土墻分類及選擇,采用抗滑擋土墻整治滑坡，對于小型滑坡，可直接在滑坡下部或前緣修建抗滑擋土墻，對于中、大型滑坡，抗滑擋土墻常與排水工程、刷土減重工程等整治措施聯(lián)合適用。其優(yōu)點是山體破壞少，穩(wěn)定滑坡收效快。尤其對于由于斜坡體因前緣崩

4、塌而引起大規(guī)?；?，抗滑擋土墻會起到良好的整治效果。但在修建抗滑擋土墻時，應(yīng)盡 量避免或減少對滑坡 體前緣的開挖，必要 時，可設(shè)置補償形抗 滑擋土墻與滑坡體前 緣土坡之間填土，如 圖4.1所示。,4.1概述,4.1.3抗滑擋土墻構(gòu)造,擋土墻一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施、變形縫等幾部分組成。 1.墻身 墻身包括墻背、墻面、墻頂和護欄四部分，墻身形式可見圖4.2。墻頂?shù)淖钚挾炔恍∮?00mm。 2.基礎(chǔ) 擋土墻的基礎(chǔ)一般采用天然地基，基礎(chǔ)埋深應(yīng)按地基的性質(zhì)、承載力要求、凍脹影響、地形、水文地質(zhì)條件等確定。基底埋深應(yīng)大于1.0m。,4.1概述,4.1.3抗滑擋土墻構(gòu)造,3.排水設(shè)施 擋土墻應(yīng)設(shè)置排水

5、設(shè)施，以疏干墻后填料中的水分，防止墻后積水導(dǎo)致墻身承受額外的靜水壓力。擋土墻后的排水是十分重要的。 4.變形縫 當(dāng)有可能發(fā)生地基不均勻沉降而引起墻身開裂時，擋土墻應(yīng)設(shè)置沉降縫；同時為了減少圬工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，擋土墻也應(yīng)設(shè)置溫度縫。沉降縫和溫度縫往往設(shè)置在一起，自墻頂做到墻底。,4.1概述,4.1.4抗滑擋土墻特點,1.受力特點 抗滑擋土墻與一般擋土墻類似，但它又不同于一般擋土墻，主要表現(xiàn)在抗滑擋土墻所承受的土壓力的大小、方向、分布和作用點等方面。 一般擋土墻主要抵抗主動土壓力，而抗滑擋土墻所抵抗的不僅是主動土壓力，主要的還是滑坡體的剩余下滑推力。 一般情況下滑坡的剩余推力較

6、大，對于滑體剛度較大的中厚層滑坡體壓力的分布圖形于矩形，推力的方向與滑移面層平行，合力作用點位置較高，位于滑面以上l2墻高處。而主動土壓力的合力作用點一般位于滑面以上l3墻高處。因此，一般情況下，滑坡推力較主動土壓力對擋土墻影響大。,4.1概述,4.1.4抗滑擋土墻特點,2. 形狀特點 為滿足抗滑擋土墻自身穩(wěn)定的需要，這要求通常抗滑擋土墻墻面坡度采用l03105，甚至緩至107511。有時為增強抗滑擋土墻底部的抗滑阻力，將其基底做成倒坡，或鋸齒形；而為了增加抗滑擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性和減少墻體圬工材料用量，有時可在墻后設(shè)置l2m寬的衡重臺或卸荷平臺。 抗滑擋土墻的主要功能是穩(wěn)定滑坡。因滑坡型式的

7、多種多樣，滑坡推力的大小也因滑坡的型式、規(guī)模和滑移面層的不同而不同?？够瑩跬翂Y(jié)構(gòu)的斷面形式應(yīng)因地適宜而采用和設(shè)計，而不能像一般擋土墻那樣采用標(biāo)準(zhǔn)斷面。 工程中常用的抗滑擋土墻斷面形式如圖42所示。,4.1概述,4.1.4抗滑擋土墻特點,4.1概述,4.1.5抗滑擋土墻的布置,抗滑擋土墻的布置應(yīng)根據(jù)滑坡位置、類型、規(guī)模、滑坡推力大小、滑動面位置和形狀，以及基礎(chǔ)地質(zhì)條件等因素，綜合分析來進行，一般其布置原則如下： 1)對于中、小型滑坡，一般將抗滑擋土墻布設(shè)在滑坡前緣。 2)對于多級滑坡或滑坡推力較大 時，可分級布設(shè)抗滑擋土墻。 3)對于滑坡中、小部有穩(wěn)定巖層 鎖口時，可將抗滑擋土墻布設(shè) 在鎖口處

8、，如圖43所示，鎖 口處以下部分滑體另作處理， 或另設(shè)抗滑擋土墻等整治工程。,4.1概述,4.1.5抗滑擋土墻的布置,4)當(dāng)滑動面出口在構(gòu)筑物(如公路、橋梁、房屋建筑)附近，且滑坡前緣距建筑物有一定距離時，為防止修建抗滑擋土墻所進行的基礎(chǔ)開挖引起滑坡體活動，應(yīng)盡可能將抗滑擋土墻靠近建筑物布置，以便墻后留有余地填土加載，增加抗滑力，減少下滑力。 5)對于道路工程，當(dāng)滑面出口在路塹邊坡上時，可按滑床地質(zhì)情況決定布設(shè)抗滑擋土墻的位置；若滑床為完整巖層，可采用上擋下護辦法。若滑床為不宜設(shè)置基礎(chǔ)的破碎巖層時，可將抗滑擋土墻設(shè)置于坡腳以下穩(wěn)定的地層內(nèi)。 6)對于滑坡的前緣面向溪流或河岸或海岸時，抗滑擋土墻

9、可設(shè)置于穩(wěn)定的岸灘地，并在抗滑擋土墻與滑坡體前緣留有余地，填土壓重，增加阻滑力，,4.1概述,4.1.5抗滑擋土墻的布置,減少抗滑擋土墻的圬工數(shù)量，降低工程造價；或?qū)⒖够瑩跬翂υO(shè)置在坡腳，并在擋土墻外進行拋石加固，防止坡腳受水流或波浪的浸蝕和淘刷。 7)對于地下水豐富的滑坡地段，在布設(shè)抗滑擋土墻前，應(yīng)先進行輔助排水工程，并在抗滑擋土墻上設(shè)置好排水設(shè)施。 8)對于水庫沿岸，由于水庫蓄水水位的上升和下降，使浸水斜坡發(fā)生崩塌，進而可能引起的大規(guī)模的滑坡，除在浸水斜坡可能崩塌處布設(shè)抗滑擋土墻外，在高水位附近還應(yīng)設(shè)抗滑樁或二級抗滑擋土墻，穩(wěn)定高水位以上的滑坡體；或根據(jù)地形情況及水庫蓄水水位的變化情況設(shè)置

10、23級或更多級抗滑擋土墻。,4.1概述,4.1.6抗滑擋土墻實例,4.1概述,4.1.6抗滑擋土墻實例,4.1概述,4.1.6抗滑擋土墻實例,4.1.7支撐加固,支撐加固主要用于加固危巖。 支撐就是在凹崖腔內(nèi)采用條石砌體或鋼筋混凝土墻或柱進行支撐，以承受危巖體的重力，從而減少危巖中的剪切力，使危巖得以穩(wěn)定。同時可將凹崖腔封閉，減緩凹崖腔的風(fēng)化進程。 支撐加固常用于危巖即將掉落處，或者是豎向位移即將發(fā)生的地方，是一種簡單而又有效的處置這類邊坡的穩(wěn)定措施。,4.1概述,4.2擋土墻壓力,4.2.1抗滑擋土上的力系,抗滑擋土墻上的力可分為基本力系和附加力系。 1.基本力系 基本力系是指由滑坡體和抗滑

11、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度指標(biāo)c、有關(guān)。 2.附加力系 附加力系是作用于抗滑擋土墻上除基本力系外的其他力系，包括：1)滑坡體的荷載(如建筑物自重、汽車荷載)；2)水庫岸坡等地帶的滑坡，應(yīng)考慮動水壓力和浮力；3)滑坡體內(nèi)貫通主滑動面的裂隙水對滑坡體的靜水壓力；4)其他偶然荷載(如地震作用、爆炸荷載)。,4.2擋土墻壓力,4.2.2抗滑擋土墻上的基本力系,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、分布和合力作用點等方面都不一樣，擋土墻設(shè)計時，需要依實際

12、情況選擇。 1.力的大小 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則在已知滑動面(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。一般情況下，滑坡推力遠大于擋土墻上的主動土壓力。,4.2擋土墻壓力,4.2.2抗滑擋土墻上的基本力系,2.力的方向 普通土壓力的方向與墻背法線成角(墻背摩擦角)，它與墻背的形狀及粗糙程度有關(guān)；對于朗金土壓力來說，則與墻頂填土(或土體)表面平行。 滑坡推力的方向與墻后滑動面(帶)有關(guān)，并認(rèn)為與緊挨墻背的一段較長滑動面平行。 3.力的分布及合力作用點 普通土壓

13、力為一般三角形分布，其合力作用點在墻踵以上13墻高處(如有車輛荷載作用或路堤墻，土壓力為梯形分布)。 滑坡推力分布和作用點則與滑坡的類型、部位、地層性質(zhì)、變形情況等因素有關(guān)。,4.2擋土墻壓力,4.2.2抗滑擋土墻上的基本力系,1)當(dāng)滑坡體為粘聚力較大的土層時，滑坡推力分布近似為矩形； 2)當(dāng)滑坡體為以內(nèi)摩擦角為主要抗剪特性的堆積體時，滑坡推力分布近似為三角形； 3)介于以上兩種情況之間，滑坡推力分布可近似假定為梯形。 由于抗滑擋土墻滑坡推力具有以上分布特征，因此其合力作用點比普通土壓力的合力作用點高，一般位于滑面以上l2墻高處，且推力的方向與滑移面層平行。,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推

14、力的計算,滑坡推力的計算是在已知滑動面形狀、位置和滑動面上的抗剪強度指標(biāo)的基礎(chǔ)上進行的，計算方法一般采用剩余下滑力法。 計算滑坡推力時，做了下面的假定： 1)滑坡體是不可壓縮的介質(zhì)，不考慮滑坡體的局部擠壓變形； 2)塊間只傳遞推力不傳遞拉力； 3)塊間作用力(推力)以集中力表示，方向平行于前一塊滑動面；,一.計算方法與假定,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推力的計算,4)垂直于主滑動方向取1m寬的土條作為計算單元，忽略土條兩側(cè)的摩阻力； 5)滑坡體的每一計算塊體的滑動面為平面，并沿滑動面整體滑動。 在以上假定下進行計算。計算時，根據(jù)滑動面的變坡點和抗剪強度指標(biāo)變化點，將滑坡體分為若干條塊，然后

15、從上到下逐 塊計算剩余下滑力， 最后一塊的下滑力就 是滑坡推力。 如右圖所示分塊。,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推力的計算,見右圖示，某滑 動面為單一平面時， 滑坡體上的力系如圖 所示，按照力的平衡 條件，滑坡體上的滑 坡推力E為：,二.單一滑面,三.圓弧滑面,圓弧滑動面的滑坡推力采用條分法計算，如瑞典圓弧法或簡化畢肖普(Bishop)法。,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推力的計算,當(dāng)滑動面如左上圖(圖4.7)為折線面時，其第i條塊的受力情況如右上圖(圖4.8)所示，按照力的平衡條件，其剩余下滑力E為：,四.折線滑面,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推力的計算,1.計算步驟 按劃分的條塊

16、，利用下面不平衡推力傳遞系數(shù)法的公式，從上到下逐塊計算剩余下滑力，算到最后一塊，則最后一塊的下滑力就是滑坡推力。,五.用不平衡推力傳遞系數(shù)法計算折面,其中,當(dāng)Ei為正值時，說明滑坡體有下滑推力，是不穩(wěn)定的，應(yīng)傳給下一條塊；Ei為負值時，表示第i條塊以上滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，Ei不能傳遞；Ei為零時，第i條塊以上滑坡體也是穩(wěn)定的。,4.2擋土墻壓力,4.2.3滑坡推力的計算,2.注意事項 1)當(dāng)計算求得的某土條Ei為負值時，說明上面?zhèn)€條塊在滿足安全的情況下已經(jīng)能夠自身穩(wěn)定。根據(jù)前面假定的第二條，負值的Ei(拉力)不應(yīng)再往下傳遞。因此，下面條塊計算時就要按照上一條塊傳來的推力等于零來考慮。 2)計算

17、斷面中有反坡時，由于滑動面傾角為負值，因而條塊的 也為負值，即此時它已不是下滑力，而是抗滑力了。因此，在計算本條塊的不平衡推力時， 就不應(yīng)該再乘安全系數(shù)K了。,4.2擋土墻壓力,4.2.4擋土墻上滑坡推力的確定,如前所述，主動土壓力和滑坡推力的大小、方向、作用點都不一樣，而抗滑擋土墻設(shè)計既要滿足抗滑擋土墻的要求，又要滿足普通擋土墻的要求。因此，抗滑擋土墻設(shè)計時，如何選擇擋土墻上的滑坡推力就是個重要的問題，尤其在滑坡推力小于主動土壓力時。 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)計推力進行設(shè)計。但一般滑坡推力的合力作用點位置卻較主動土壓力的作用點高，因此二者產(chǎn)生的傾覆力矩就不一定哪

18、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行驗算。 亦即，當(dāng)滑坡推力小于主動土壓力時，擋土墻抗滑移驗算應(yīng)取主動土壓力；而擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算時，卻需要計算并比較哪個的傾覆力矩更大些。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,在確定滑坡推力時，除需知道滑動面的位置外，還必須知道滑坡體的容重r，滑動面土的抗剪強度指標(biāo)c、值，以及設(shè)計所要求的安全系數(shù)K。 滑動面土的抗剪強度指標(biāo)c、值的確定是抗滑擋土墻設(shè)計成敗的關(guān)鍵，一般可用下面三個方面來獲得：1)土的剪切試驗；2)根據(jù)滑坡過去或現(xiàn)在的狀態(tài)進行反算；3)選用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 1.用剪切試驗方法確定滑動面土的抗剪強度指標(biāo) 土樣在剪切試驗過

19、程中，隨著剪切變形的增加，剪切應(yīng)力逐漸增加。當(dāng)剪切破裂面完全形成時，剪切,一.抗剪強度指標(biāo)c、的確定,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,應(yīng)力達到峰值(F)，然后隨變形的增加，剪切應(yīng)力逐漸下降，最終趨近于一穩(wěn)定值(w)。 其中，F(xiàn)為峰值抗剪強度；w則為殘余抗剪強度。 右圖即為剪切試 驗方法得到的土的應(yīng) 力應(yīng)變曲線。 2.不同滑坡試驗方法 1)新生滑坡 對于新生的即將 滑動的滑坡，由于滑 動面尚未完全形成，采用滑動面原狀土根據(jù)滑動面土,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,的充水情況(持續(xù)充水或季節(jié)充水)做固結(jié)快剪或快剪試驗，取其峰值作為抗剪強度指標(biāo)。 2)多次滑動的滑

20、坡 對于多次滑動并仍在活動的滑坡，由于滑動面已經(jīng)完全形成，滑動面土原狀結(jié)構(gòu)已遭受破壞，所以應(yīng)取殘余值作為抗剪強度指標(biāo)。 3)古滑坡 對于古滑坡或滑動量不大的滑坡，滑動面土的抗剪強度介于峰值強度與殘余強度之間，故較難確定。一般可在現(xiàn)場實際滑動面上做原位剪切試驗測定?？辜魪姸戎笜?biāo)也可做滑動面處原狀土樣的重合剪切試驗,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,來求得；另外還可以根據(jù)滑坡體當(dāng)前所處的狀態(tài)，用滑動面土的重塑土做多次剪切試驗，選用其中某幾次剪切試驗結(jié)果作為抗剪強度指標(biāo)。 3.殘余抗剪強度指標(biāo)可用以下試驗方法測定： 1)滑動面重合剪切試驗 從試坑或鉆孔中取含有滑動面的原狀土試樣，用直

21、剪儀保持沿原有滑動方向剪切，試驗方法同一般快剪試驗。由于滑動面已多次滑動，取樣及試驗保持原有含水量，則得到的將為殘余強度。當(dāng)試樣含水量太大，剪切時土易從剪切盒間擠出，此法將不適用。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,2)重塑土多次直剪試驗 由于多次滑動后，滑動面土原狀結(jié)構(gòu)已遭破壞，在原狀土不易取得時，用重塑土做剪切試驗得到的殘余強度，與用原狀土試驗得到的大致相同。試驗時用一般應(yīng)變式直剪儀按常規(guī)快剪方法，進行一次剪切后，在已有剪切面上再重復(fù)做多次剪切，直至土的抗剪強度不再降低為止。 3)環(huán)狀剪力儀大變形剪切試驗(簡稱環(huán)剪試驗) 試樣可用重塑土或原狀土，剪切時試樣因上下限制環(huán)的相對

22、旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生環(huán)形剪切面。環(huán)剪試驗的主要特點是試樣在剪切時剪切面積保持不變，相應(yīng)的正應(yīng)力也是恒定的，適合于進行大變形的殘余強度試驗。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,在室內(nèi)試驗中，也可以用三軸剪切試驗來較快地測得粘性土的殘余強度。試樣為含有滑動面的原狀土，或為人工制備剪切面的土，使剪切時剪切強度達到殘余值時的剪切位移可以縮小。 殘余強度指標(biāo)除用上述各種室內(nèi)試驗方法確定外，還可以做現(xiàn)場原位剪切試驗。 4.用反算法確定滑動面土的抗剪強度指標(biāo) 滑坡的每一次滑動都可以看成是一次大型的模型試驗，只要弄清滑動瞬間的條件，就可以求出該條件下滑動面土的抗剪強度指標(biāo)。,4.2擋土墻壓力,4.2.5

23、滑動面抗剪參數(shù)的確定,通常假定滑坡體行將滑動的瞬間處于極限平衡狀態(tài)，令其剩余下滑力為零，按安全系數(shù)K=1的極限平衡條件反算滑動面土的抗剪強度指標(biāo)。 實踐證明，只要反算條件可靠，所得指標(biāo)將能較好地反映土的力學(xué)性質(zhì)。因此，反算法得到較廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)滑動面土的性質(zhì)不同，滑坡極限平衡狀態(tài)抗剪強度指標(biāo)的推算可分為綜合C法、綜合法及兼有C、法。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,1)綜合C法 當(dāng)滑動面土的抗剪強度主要受粘聚力控制，且內(nèi)摩擦角很小時，將摩擦力的實際作用納入c的指標(biāo)內(nèi)(即認(rèn)為=0)，反算綜合粘聚力c。 實此種簡化只適用于滑動面飽水且滑動中排水困難，滑動面為飽和粘性土或雖含有

24、少量粗顆粒但被粘土所包裹而滑動時粗顆粒不能相互接觸的情況。 2)綜合法 當(dāng)滑動面土的抗剪強度主要為摩擦力而粘聚力很小時，可假定c=0，反算土的綜合內(nèi)摩擦角。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,綜合法適用于滑動面土由斷層錯動帶或錯落帶等風(fēng)化破碎巖屑組成，或為硬質(zhì)巖的風(fēng)化殘積土的情況。因為這種情況下滑動面土中粗顆粒含量很大，抗剪強度主要受摩擦力控制。 3)C、法 當(dāng)滑動面土由粗細顆?；旌辖M成時，必須同時考慮粘聚力和內(nèi)摩擦力，此時有如下幾種方法反算c、值： 在同一次滑動中，找出兩鄰近的瞬間滑動計算斷面，建立兩個反算式聯(lián)立求解；,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,根據(jù)同

25、一斷面位置，不同時間但條件相似的兩次滑動瞬間計算斷面，建立兩個反算式聯(lián)立解出； 根據(jù)滑動面土的條件和滑動瞬間的含水情況，參照類似土質(zhì)情況的有關(guān)資料定出其中的一個指標(biāo)值，反算另一個指標(biāo)值。,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,1.確定安全系數(shù)時要考慮的因素： 1)計算方法和計算指標(biāo)的可靠性； 2)對滑坡性質(zhì)、形成原因的認(rèn)識程度； 3)結(jié)構(gòu)物的重要程度； 4)滑坡可能造成的危害程度； 5)工程破壞后修復(fù)的難易程度。 2.安全系數(shù)的選擇 安全系數(shù)的選擇見下頁。,二.安全系數(shù)的確定,4.2擋土墻壓力,4.2.5滑動面抗剪參數(shù)的確定,4.2擋土墻壓力,4.2.6抗滑擋土墻上的附加力系,抗滑

26、擋土墻上附加力系的計算方法是： 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，則就考慮裂隙水對滑坡體的靜水壓力J，作用于裂隙底以上hi3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。,4.3擋土墻尺寸的確定,4.3.1平面尺寸,抗滑抗土墻承受的是滑坡推力，不同于普通重力式擋土墻。由于滑坡推力大，合力作用點高，因此抗滑擋土墻具有墻面坡度緩、外形矮胖、平面尺度大的特點，這有利于擋土

27、墻自身的穩(wěn)定。 抗滑擋土墻墻面坡度常用103105的坡率，有時甚至緩至l07511。其基底常做成反坡或鋸齒形，有時為了增加抗滑擋土墻的穩(wěn)定性和減少墻體圬工，還在墻后設(shè)置l2m寬的衡重臺或卸荷平臺，利用衡重臺或卸荷平臺上填土的重力來代替減少部分墻體的圬工用量，達到降低工程造價。,4.3擋土墻尺寸的確定,4.3.1平面尺寸,在平面上，抗滑擋土墻一般應(yīng)布置在滑坡前緣滑床平緩處。對于縱長形滑坡，當(dāng)用一級抗滑擋土墻不能承受全部滑坡推力或當(dāng)用一級抗滑擋土墻來承受全部滑坡推力不經(jīng)濟時，可在中部等適當(dāng)位置(如滑床有起伏變化的明顯變緩處)增設(shè)一級或多級抗滑擋土墻分別承受部分滑坡推力，達到最終承受全部滑坡推力，起

28、到穩(wěn)定滑坡的效果。常用抗滑擋土墻常見斷面形式如前面圖4.2所示。,4.3擋土墻尺寸的確定,4.3.2擋土墻高度,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410所示)。 先假定一適當(dāng)?shù)膲Ω?，過墻頂A點作與水平線成 夾角的直線，交滑動面于a點，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點向兩側(cè)每隔5作出Ab、Ac和Ab、Ac、等虛擬滑動面進行計算，直至出現(xiàn)剩余下滑力的負值低峰為止。若計算結(jié)果為剩余下滑力為正值時

29、，則說明墻高不足，應(yīng)予增高；當(dāng)剩余下滑力為過大的負值時，則說明墻身過高，應(yīng)予降低。,4.3擋土墻尺寸的確定,4.3.2擋土墻高度,4.3擋土墻尺寸的確定,4.3.3擋土墻基礎(chǔ)埋深,基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)通過計算予以確定。 一般情況下，無論何種型式的抗滑擋土墻，其基礎(chǔ)必須埋人到滑動面以下的完整穩(wěn)定的巖(土)層中，且應(yīng)有足夠的抗滑、抗剪和抗傾覆的能力；對于基巖不小于05m，對于穩(wěn)定堅實的土層不小于2m，并置于可能向下發(fā)展的滑動面以下，即應(yīng)考慮設(shè)置抗滑擋土墻后由于滑坡體受阻，滑動面可能向下伸延。 當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度較大，墻前有形成被動土壓力條件時(埋入密實土層3m、中密土層4m以上)，可酌情考慮被動土壓力的作

30、用。,抗滑擋土墻的基底應(yīng)力、合力偏心距及地基強度驗算與普通重力式擋土墻的驗算相同，驗算公式如下： 抗滑擋土墻的剛度一般很大，基底應(yīng)力可按直線分布，按偏心受壓公式計算，對于矩形墻底，可按下式計算： (4.9) 式中： 分別表示基底的最大和最小應(yīng)力； B 表示墻底寬度； Vk 表示作用的基底面上的豎向合力標(biāo)準(zhǔn)值； e 表示作用的基底面上的合力標(biāo)準(zhǔn)值作用點的偏心距， ；一般對于巖石地基，eB6，對于土質(zhì)地基，eB4； 合力作用點距墻前趾的距離；,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.1擋土墻基底應(yīng)力及地基強度驗算,MR、M0分別為豎向合力標(biāo)準(zhǔn)值和傾覆力標(biāo)準(zhǔn)值對墻底面前趾的穩(wěn)定力矩和傾覆力矩。 當(dāng) B3時，

31、將出現(xiàn)負值，即產(chǎn)生拉應(yīng)力。但墻底和地基之間不可能承受拉應(yīng)力，此時基底應(yīng)力將出現(xiàn)重分布。根據(jù)基底應(yīng)力的合力和作用在擋土墻上的豎向力合力相平衡的條件，得： 設(shè)計時要求基底最大應(yīng)力應(yīng)小于地基承載力，即 (4.11) 式中： 地基承載力設(shè)計值。,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.1擋土墻基底應(yīng)力及地基強度驗算,抗滑擋土墻的穩(wěn)定性驗算與普通重力式擋土墻的穩(wěn)定性驗算相同，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。驗算內(nèi)容包括：抗滑穩(wěn)定性驗算和抗傾覆穩(wěn)定性驗算。,一.抗滑移穩(wěn)定性驗算,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.2擋土墻的穩(wěn)定性驗算,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

32、不一樣，需要在主動土壓力和剩余滑坡推力間取較大值。,二.抗傾覆穩(wěn)定性驗算,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.2擋土墻的穩(wěn)定性驗算,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，并取其較大值進行驗算。,為保證墻身的安全可靠，要求擋土墻墻身應(yīng)有足夠的強度?？够瑩跬翂Φ慕孛鎻姸闰炈闩c普通重力式擋土墻的完全相同。 設(shè)計時，首先根據(jù)擋土墻的受力特點，計算出擋土墻的作用效應(yīng)(內(nèi)力M、V、N)。其次，根據(jù)擋土墻的材料，選擇相應(yīng)的規(guī)范(砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu))對墻身截面承載力進行驗算。 驗算的內(nèi)容包

33、括：偏心受壓承載力驗算、彎曲承載力驗算和抗剪承載力驗算。一般可取一、二個控制截面進行強度驗算。,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.3擋土墻截面強度驗算,在進行抗滑擋土墻設(shè)計時，還應(yīng)注意： 若在墻后有兩層以上滑動面存在時，則應(yīng)視其活動情況，將沿各層滑動面的滑坡推力繪制出綜合推力圖形(取各圖形之包絡(luò)線)進行各項驗算，特別應(yīng)注意上面中央幾層滑動面處擋土墻截面的驗算。 如原建擋土墻不足以穩(wěn)定或已被滑坡破壞而需要加固時，可經(jīng)過驗算另加部分圬工，使新舊墻成一整體共同抗滑。加固墻的設(shè)計計算與新墻基本相同，但應(yīng)特別注意新舊墻的銜接與截面驗算，必要時可另加鋼筋及其他材料，以保證新舊墻聯(lián)成整體共同發(fā)揮作用。 原滑坡的

34、滑動面受擋土墻的阻止后，應(yīng)防止滑動面向下延伸，致使擋土墻結(jié)構(gòu)失效，必要時，應(yīng)對墻基以下可能產(chǎn)生的新滑動面進行穩(wěn)定性驗算。,4.4擋土墻設(shè)計驗算,4.4.4擋土墻驗算注意事項,為保證抗滑擋土墻既能安全正常工作，又減少其斷面尺度，降低工程造價，其墻后填料的選擇也是一項重要的工作。 由土壓力理論知道，填土容重越大，土壓力也越大；填土的內(nèi)摩擦角越大，土壓力則越小。因此墻后應(yīng)選擇容重小，而內(nèi)摩擦角又大的填料，一般以塊石、礫石為好。這樣的填料透水性也強，抗剪強度穩(wěn)定，易排水。,4.5擋土墻的施工,4.5.1填料選擇,因粘性土的壓實性和透水性都較差，并且又常具有吸水膨脹性和凍脹性，產(chǎn)生側(cè)向膨脹壓力，影響擋土

35、墻的穩(wěn)定性。當(dāng)不得不采用粘性土作填料時，應(yīng)適當(dāng)加以塊石或碎石。任何時候不能采用淤泥、膨脹土作墻后填料。對季節(jié)性凍土地區(qū)，不能用凍脹性材料作為填料。填土必須分層夯實，達到要求強度，保證質(zhì)量。 另外為降低工程造價，選擇填料時，宜就近取材，充分利用刷方減載的棄土，必要時可對棄土進行改善處理，以滿足墻后填料的需要。,4.5擋土墻的施工,4.5.1填料選擇,墻身材料的選擇應(yīng)與抗滑擋土墻的結(jié)構(gòu)型式相適應(yīng)。 對于重力式抗滑擋土墻，墻身材料一般采用條石、塊石或塊石混凝土或素混凝土。條石或塊石應(yīng)質(zhì)地堅實，未風(fēng)化，風(fēng)化程度弱，強度較高，一般應(yīng)選擇Mu30號以上的條石或塊石；采用混凝土?xí)r，混凝土強度等級一般不應(yīng)低于

36、Cl5。,4.5擋土墻的施工,4.5.2墻身材料,對于錨桿式抗滑擋土墻、板樁式抗滑擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式抗滑擋土墻等型式，其墻身材料最好采用混凝土或鋼筋混凝土，混凝土強度等級不宜低于C20。對預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固區(qū)域，其混凝土等級不宜低于C30，錨固區(qū)域的大小應(yīng)通過計算合理確定，防止施加預(yù)應(yīng)力時錨固區(qū)域被壓壞。 對于加筋土抗滑擋土墻，其墻身材料一般采用級配良好的砂卵石或級配良好的碎石土作為加筋體部分的填料，筋帶最好采用鋼塑復(fù)合帶，加筋擋土墻的面板宜采用鋼筋混凝土面板。,4.5擋土墻的施工,4.5.2墻身材料,(1)抗滑擋土墻應(yīng)盡可能在滑坡變形前設(shè)置，或在坡腳土體尚未全面開挖前，以較陡的臨時邊坡分

37、段開挖設(shè)置。根據(jù)施工過程中建筑物的受力情況，施工時采取“步步為營”分段、跳槽、馬口開挖，并及時進行抗滑擋土墻的修建。 (2)在滑坡地段修建擋土墻前，應(yīng)事先作好排水系統(tǒng)，合理編制施工組織設(shè)計，集中施工力量，作好施工準(zhǔn)備，盡量縮短施工工期。 (3)注意掌握施工季節(jié)，盡可能避免雨季滑坡正在急劇發(fā)展時在滑坡腳開挖基坑和修建建筑物。由于開挖、填土而使地形有相當(dāng)大的變化，因此要充分注意排除地表水，也應(yīng)注意排除地下水，以防水的滯留。同時，對施工用水也應(yīng)特別注意。,4.5擋土墻的施工,4.5.3施工注意事項,(4)施工時應(yīng)先對滑坡體上(后)部進行刷方減載，以減小滑坡體產(chǎn)生的下滑力。刷方減載應(yīng)按自上而下的原則進

38、行。對刷方減載的棄土可作為抗滑擋土墻后的填料或抗滑擋土墻前的壓載體。若滑坡體前緣極為松散，有時需將其清除，在這種情況下，也應(yīng)采用自上而下的原則進行施工。 (5)當(dāng)?shù)叵滤S富時，除按設(shè)計要求作好主體工程的施工外，對輔助工程，如墻后排水溝、墻身泄水孔等，也應(yīng)切實注意其事故質(zhì)量，防止墻后積水。 (6)對墻后的回填土必須分層夯實，達到設(shè)計要求。,4.5擋土墻的施工,4.5.3施工注意事項,(7)墻體施工時，必須保證施工質(zhì)量，對漿砌條石擋土墻或漿砌塊石擋土墻，砌筑時，砂漿必須飽滿，砂漿強度應(yīng)符合設(shè)計要求，保證墻體的整體性和其剛度。 (8)施工時，應(yīng)保證基礎(chǔ)埋置到最深的可能滑動面以下的穩(wěn)定巖(土)中，并滿

39、足設(shè)計深度。,4.5擋土墻的施工,4.5.3施工注意事項,4.6.1邊坡防護方法及適用范圍,4.6其他擋土墻,擋土墻除了重力式的以外，還有衡重式、懸臂式和扶壁式等。,4.6.1邊坡防護方法及適用范圍,4.6其他擋土墻,前面說過，支撐加固主要用于會產(chǎn)生崩塌的危巖類邊坡，因此需要了解崩塌的機理。 崩塌的產(chǎn)生是由于巖體在重力和其他外力的共同作用下，超過了巖體的強度而引起破壞的。 其他外力主要有：生物作用、裂隙水凍結(jié)、暴雨導(dǎo)致裂隙水劇增引起靜水壓力暴漲、地震作用等。 其中生物作用和裂隙水凍結(jié)會導(dǎo)致風(fēng)化加劇，會逐漸導(dǎo)致崩塌的危險； 而地震和大暴雨會短時間使危巖的應(yīng)力劇增，直接導(dǎo)致崩塌。,4.7支撐加固,

40、4.7.1崩塌,一.崩塌的機理,新開挖的巖石邊坡，邊坡面上的原始地應(yīng)力被完全釋放，在慣性力的作用下，邊坡巖體向臨空面方向發(fā)生位移，使坡頂拉應(yīng)力進一步增大，當(dāng)拉應(yīng)力大于巖石抗拉強度時，首先在坡頂形成接近垂直的張節(jié)理。這些節(jié)理順著最大主應(yīng)力方向繼續(xù)發(fā)展，直至出現(xiàn)裂隙的擊穿貫通，最終形成順坡向的坡頂卸荷裂隙。 此時，邊坡巖體受原有構(gòu)造裂隙及新近出現(xiàn)的卸荷裂隙的切割，會形成較獨立的棱柱，且有向外倒塌的趨勢，此時如有外界因素(如暴雨等)的誘發(fā)，就會形成崩塌。,4.7支撐加固,4.7.1崩塌,二.巖石的應(yīng)力變化,地表附近的圍巖往往是沉積巖，而多數(shù)沉積巖都是硬質(zhì)巖和軟質(zhì)巖相互成層的。 巖質(zhì)邊坡開挖后，除了原始地應(yīng)力的釋放(產(chǎn)生順坡向的坡頂卸荷裂隙，一般是垂直向)外，還會發(fā)生卸荷回彈。 而由于沉積巖大多是硬質(zhì)巖和軟質(zhì)巖相互成層的，而硬質(zhì)巖和軟質(zhì)巖的巖性相差較大，會造成較大的差異卸荷回彈，從而導(dǎo)致產(chǎn)生水平剪切破裂面。 邊坡的水平剪切破裂面會減小結(jié)構(gòu)面切割的棱柱體的橫斷面積，從而減小支撐面的承載力，再有外部因素的影響時，就會引起不同。,4.7支撐加固,4.7.1崩塌,三.巖石的應(yīng)力變化,巖石的應(yīng)力變化,4.7支撐加固,4.7.1崩塌,應(yīng)力釋放導(dǎo)致,張節(jié)理發(fā)展,剪切擴容