定南县某公路某段滑坡稳定性评价

1 本 科 生 毕 业 设 计（论 文） 论文题目 ： 定南县某公路某段滑坡稳定性评价 姓名 ： 学号 ： 09031127 班级 ： 090311 班 年级 ： 2009 级 专业 ： 水文与水资源工程 学院 ： 水文与环境工程学院学院 指导教师 ： 完成时间 ： 2013 年 5 月 28 日 2 作 者 声 明 本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教 师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术 规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标 注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人 承担。 本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。 特此声明。 毕业设计（论文）作者（签字）： 签字日期： 年 月 日 本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论 文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和 准确性。 学位论文指导教师签名： 年 月 日 3 定南县某公路某段滑坡稳定性评价 Landslide evaluation of a period of a road in Dingnan county 2013 年 5 月 28 日 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 目 录 4 摘 要 课题来源于实习所给资料，主要内容是某公路边坡勘察和治理。 斜坡变形破坏工程地质研究是研究斜坡在各种内、外地质营力作用下，不断地 改变着坡高和坡角，使坡体内应力分布发生变化。在掌握斜坡变形破坏工程地质勘 察及防治的基本内容，通过已经完成的斜坡工程勘察及治理的资料，对该斜坡场地 工程地质条件和水文地质条件进行评价，为斜坡变形破坏工程地质研究提供参考。 同时复习了斜坡、滑坡各种类型及各种要素对斜坡应力场的影响，进而学习到了如 何进行斜坡稳定性评价方法，具体先是应用公式、图解法进行计算和定性，评价斜 坡体内、外应力的关系。因地制宜采取各种斜坡治理的方法，具体有：支挡工程、 排水、减压反压和其他一些措施，而且，往往这些方法是互相配合使用。斜坡治理 是工程地质学学科重点内容，工程地质学又是地质学的分支学科，我们本科学习内 容主要是工程地质与水文地质，毕业后的去向也大多是工程地质方面的工作内容。 个人对工程地质颇为感兴趣，所以通过本课题的研究学习，一来，为以后的工作学 习打好基础通过对整个工程勘察施工过程介绍，学以致用。 关键字：高速公路；边坡；勘察；治理；评价 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 目 录 5 ABSTRACT This paper is from my internship , the main content is the slope of an highway survey and governance. Slope engineering geological studies is the study of slope deformation and destruction under various internal and external geological agents, constantly changing the slope height and slope Angle, then make changes in slope body stress distributions. In engineering geological investigation, prevention , control of slope deformation and destruction of basic contents, which were completed by slope engineering investigation and management of data, the slope of site engineering geological condition and evaluate the hydrogeological condition, engineering geological research to provide the reference for slope deformation and destruction.By reviewing both the slope and landslide of various types and various factors influence on the slope stress field, and then learned how to slope stability evaluation methods,the application formula, graphical methods to calculate, and qualitative evaluation of the slope body, the relationship between external stress. Adjust measures to local conditions to take all kinds of methods of slope treatment, including retaining engineering, drainage and decompression back pressure, and some other measures, these methods are often used to cooperate with each other. Slope governance is the important content of engineering geology subject ,it is an branch subject of engineering geology and geology.Engineering geology and hydrogeology are our undergraduate study mainly contents.After graduation, we are mostly working about engineering geological aspects . I am very interested in Engineering geology , through the study of this topic research and the construction to the project process, it provided a basis for work in future and i also get more knowledges. Key words: Highway; Slope; Survey; Governance; Evaluation 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 目 录 6 目 录 1 绪论 .1 1.1 工程简介 .1 1.2 基本内容与拟解决的主要问题 1 1.3 技术标准及资料 .2 2 地质环境条件 .2 2.1 气象、水文 .2 2.2 地形地貌 .2 2.3 地层岩性及侵入岩体 .2 2.4 地质构造与区域地壳稳定性 .4 2.4.1 区域地质 4 2.4.2 地质构造 4 2.5 水文地质条件 .5 2.6 岩土体类型及特征 .5 2.7人类工程活动对地质环境的影响 6 3 滑坡的基本特征 .7 3.1 滑坡体特征 .7 3.1.1 HP1滑坡 7 3.1.2 HP2滑坡 8 3.1.3 HP3滑坡 9 3.2 滑体物质组成与结构 .9 3.3 滑带物质组成与结构 10 3.4 滑床物质组成与结构 10 4 影响因素及形成机制 10 4.1 人类工程活动 11 4.2 水作用条件 11 4.3 地层岩性条件 11 4.4 滑坡形成机制 11 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 目 录 7 5 滑坡稳定性计算 .12 5.1计算参数的确定 .12 5.2稳定系数计算 .12 5.3滑坡剩余下滑力计算 .12 5.4 滑坡稳定性评价 21 5.5 滑坡危害程度与发展趋势评价 21 5.5.1 滑坡稳定性评价 .21 5.5.2 滑坡危害程度与发展趋势评价 .21 6 滑坡防治方案 .22 6.1设计要求 .22 6.2设计依据和标准 .22 6.3 设计原则 22 6.4 治理初步设计 23 6.5 防治措施建议 23 7 结论 24 致 谢 .25 参考文献 .26 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 1 1. 绪论 1.1 工程背景及简介 定南二级公路 K88+090K88+230 路段位于定南县境内，临近礼亨水库。工程 区原始地貌为坡度 1535的斜坡地形，定南二级公路以多个回头弯通过该斜坡 区域，区内有多段路基明槽开挖，加之该区域特殊的工程地质条件和雨季天雨水极 为充沛之特点，整个定南二级公路定南县境内多数路段边坡隐患问题较为突出； K88+090K88+230 路段边坡开挖后，建设指挥部积极组织进行边坡治理工程，主体 方案也抗滑桩为主，排水工程为辅，共设置 30 棵抗滑桩，桩间距 58m，抗滑桩工 程施工工作于 2010 年 5 月完成。但由于该路段工程地质条件复杂，加之当时该区域 正值雨季，其降雨量较大，导致于 2010 年 7 月底该边坡发生了较为强烈的滑动变形， 致使有 20 多颗抗滑桩严重变形，根据监测资料，抗滑桩桩顶最大变形位移量近 2.6m，后缘主裂缝宽度最大近 15m，下挫深度近 3m。 对该滑坡进行实地踏勘，通过实地调查，综合认为该滑坡规模大，变形速度快， 滑面已经基本贯通，如不及时治理将可能再次剧滑，严重制约着二级公路的施工进 度和后期的运营安全，甚至将导致现状滑坡后部坡体受到牵引带来更大规模的斜坡 失稳，斜坡上部的路基同时也将受到滑坡的威胁。见图 1-1，图 1-2，图 1-3 图 1-1 原地貌遥感卫星图 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 2 图 1-2 滑坡区现状地貌 图 1-3 滑坡区现状地貌 1.2 基本内容与拟解决的主要问题 为了确保工程建设的安全，受定南二级公路指挥部委托，我院承担了该滑坡的工程地质调 查及施工图设计工作，治理工程设计是在对整个滑坡变形机理进行研究后，在充分认识滑坡演 变机制基础上，以针对性强、安全可靠、技术可行、经济合理、方案优化、施工方便为总的原 则进行综合治理设计。 1.3 技术标准及资料 滑坡防治工程设计与施工技术规范 （DZ/T0219-2006） ； 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） ； 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 3 建筑抗震设计规范 （GB 50011-2002） 混凝土结构工程施工及验收规范 （GB/T50204-92 ） ； 边坡防治工程技术规范(DZ/T0218-2006) ； 崩塌、边坡、泥石流监测规范(DZ/T0221-2006)； 耿沧二级公路 K88+090K88+230 段滑坡工程地质调查报告 ； 参考临沧市耿马沧源（永和）二级公路 4 合同沧源段 （K73+902.1K89+170）两阶段施工图设计工程地质勘察报告 ； 参考1：20 万上老班、沧源幅地质调查报告 1.4 设计原则 治理工程设计是在对整个滑坡变形机理进行研究后，在充分认识滑坡演变机制 基础上，以针对性强、安全可靠、技术可行、经济合理、方案优化、施工方便为总 的原则进行综合治理设计，具体地讲： （1）明确治理对象范围，以保证治理范围内滑块整体稳定为原则。 （2）根据地质灾害点的危险性和危害性、工程投资等因素，确定该治理工程为 一般永久性工程，防治工程级别为级；各级防治工程必须安全可靠，力求确保现 状治理范围内公路及通行的车辆不因滑坡产生变形而受到威胁。 （3）加强滑坡监测，对紧急情况做到“事前防范、事中控制” 。 （4）治理工程设计针对滑坡区各部位的实际情况，因地制宜，在安全前提下选 取最经济的治理工程方案，对该滑坡重点还考虑了严重的次级剪出威胁，设计时已 经充分考虑。 （5）做到多种工程配合使用、综合整治以充分发挥治理工程的功效 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 4 2. 滑坡环境地质条件 2.1 气象、水文 2.1.1 气象 沧源地处低纬，北回归线从北部穿过，太阳辐射高度角较大，加之受西伯利亚 干冷气流、印度洋暖湿气流及复杂地形的影响，形成热带、亚热带气候类型和立体 气候并存的特征，全境气候温和，干湿两季分明，雨量充沛，日照充足。年极端最 低气温零下 4.3，最高气温为 33.7，年平均气温 17.4，年平均日照为 1876.7 小时。 定南县属降雨丰富的地区，雨季主要集中在 511 月，但全县降雨量不均匀，据全 县各气象站监测资料，全县各区多年平均降雨量在 17702200mm 之间，个别地区可 达 3500mm（翁丁水库附近）以上。而工程区所在的勐蕫镇，年均降水量 1776.4 毫 米，日最大降雨量 149 毫米，时最大降雨量 35.9 毫米，全年无霜期长达 317 天。不 利气候条件为降雨分布不均，易出现冬春干旱，夏秋雨水过剩，导致洪涝灾害。 定南县气象局厉市镇哨站各月平均降雨量见表 2-1。 表 2-1 定南县城区附近（厉市镇）多年平均降雨量统计表 月份 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 全年合计 降雨量 （mm）气象哨站 名称 多年平均 雨量 （ mm） 22.90 17.20 21.20 45.90 158.60 323.80 月份 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 勐董站 多年平均 雨量 （ mm） 359.50 335.40 202.50 159.30 94.50 35.60 1776.40 2.1.2 水文 定南县地处，澜沧江水系和怒江水系之间，有大小河流 84 条，工程区所在位置属 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 5 澜沧江水系勐董河（过永安寨后称为永安河）流域。 勐董河发源于中缅边界羊柏垭口，流经勐董坝后呈南北流问，穿过勐甘、勐角、 勐来坝约 30 千米，入落水洞潜流长 7 千米，在永安寨脚出洞后称永安河。 工程区位于勐董河左岸，山体斜坡上，距离勐董河河床约 1km，区内降水均由 地形汇集后流入该河流。 2.2 地形地貌 本次工程区位于勐董河冲积平原往南部山区过渡的山前坡麓地带，工程区附近地 貌类型为受勐董河中等强烈侵蚀构造中山地貌，附近小范围内勐董河河谷呈 U 字 形，所在山体切割切割深度近 500m，山体坡面较为平直，坡度 1525，工程区西 1km 为勐董水库。该区域植被茂盛，90%以上面积被半原始森林覆盖，耿沧二级公 路 K86+000K89+000 在该区域以多个回头弯展线的方式通过。 本次设计治理的滑坡位于公路里程桩号 K88+090K88+230 左侧，微地貌上属于 山体中下部坡麓地带，原地形图及卫星遥感照片显示，滑坡区原始地貌为受两条低 矮山脊挟持的相对凹陷斜坡，坡度约 15，原来为旱地，小范围内植被覆盖差。 2.3 地层岩性 2.3.1 地层结构 据地质调查报告，该区属断层交汇部位，地层岩性复杂，细分较为但根据开挖 断面揭露的基岩主要为绢云母片岩、粉砂质板岩，查阅 1：20 万地质地质资料，该 地层属奥陶系曼黑组（O 1mn） 。地层总体上分为：第四系残坡积层（Q col+dl） 、奥陶系 曼黑组（O 1mn）地层。地层结构的划分总体上较简单。 第四系松散堆积碎块石土包括 （1）第四系残坡积层（Q col+dl） 褐黄色，主要含碎石粘土，结构松散，顶部夹植物根等，碎石含量 10%20%。 主分布在整个工程区表层厚度约 0m3.5m 深度范围。据工程区各开挖断面粗略统 计，该层平均厚度 1.5m2m。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 6 （2）奥陶系曼黑组（O 1mn）地层 据区域资料该套地层以变质岩为主，工程区包含绢英砂岩、粉砂质板岩、夹薄 层状泥晶灰岩、粘板岩、夹变质岩屑石英砂岩、钙质板岩、结晶灰岩等。工程区及 附近开挖断面可见全、强风化中风化绢云母片岩、粉砂质板岩，其中以粉砂质板岩 为主，偶可见长 15m 不等，厚 0.10.3m 的褐黄色条带。 据本次治理滑坡前缘剪出口位置的开挖断面显示：工程区岩体破碎，岩体节理、 裂隙极发育，将岩体切割为 2cm5cm 大小的块状集合体（见照片 3-3） ，属碎块状结 构；大多数开挖断面呈强风化状态，局部呈中风化，确定的强风化层厚度约 39m， 风化层厚度大。因此，工程区岩体属 V 类岩体。 2.3.1 软弱结构 根据现场地质调查：工程区软弱夹层主要为强风化的粉砂质板岩及绢云母板岩在 浸水后迅速解体，强度急剧降低（见照片 3-4） ，因此，全强风化岩体被地下水浸 泡的部分是相对的软弱地层。 2.4 水文地质条件 工程区地下水类型根据其赋存形式、埋藏条件、水理性质及水动力特征，可分 为松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水二种类型。 2.4.1 松散岩类孔隙潜水 主要分布于边坡顶部，主要含水层为劳村组全风化砾岩夹泥岩层，含水层富水 性好，透水性差，主要受气候因素控制，水量主要接受大气降水补给，以蒸发和层 间下渗方式排泄，勘查期间未测得地下水位。 2.4.2 基岩裂隙水 基岩裂隙水分布于边坡下部，含水层岩性为奥陶系地层，地下水主要赋存于基 岩构造裂隙中。勘查区下部标高 124m 以下坡体（相对地平高约 5 米范围内）土体 长期湿润。基岩裂隙水主要补给来源于大气降水，以外渗方式排泄。 坡脚劳村组全工程区内地下水类型为基岩风化裂隙水，地下水含水层为强风 化中风化变质岩，富水性中强，埋深较浅，靠大气降水补给，岩基岩裂隙往地势 低洼处径流、排泄，勐董河为本区最低侵蚀基准面。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 7 沧源县降雨量丰富，为地下水提供了充足的水源补给；工程区所在部位为断层 交接部位附近，岩体破碎，风化层厚度大，裂隙发育，且为地下水存储提供了良好 的空间；从微地貌上讲，工程区地处山坡下部位置，地势相对低洼；因此，工程区 应当属于地下水的径流、排泄区。 工程区内 K88+180 位置左侧滑坡后缘位置见泉点出露（见照片 3-5） ，泉流量 0.8L/s，此外沿公路开挖 K88+090K88+230 段坡脚位置均有不同程度的渗水点，汇 集后总流量约 0.6L/s。 2.5 滑坡概况、变形历史、成因机制及定性认识 2.5.1 滑坡概况 现状滑坡在在平面图上呈北东南西走向的不规则圈椅状，南北长 115m，东西 宽 140m，主滑动方向 35，地形图上测得的滑坡总面积 14127m2 (见图 2-1)；剪出 口位于目前公路路基开挖坡脚（高程约 1447m）一线，此外位于第一级碎落台脚部 位置还存在一个潜在剪出口（已见鼓张裂缝） ，高程 1453m1458m；后缘以滑坡壁 为界，在纵断面上呈下缓上陡的形状，后缘高程约 1504m，前后最大高差约 57m； 由现状剪出口和后缘拉裂位置按经验确定的弧形滑动面平均厚度约 11m15m，滑坡 总方量约 18 万方，按滑坡防治工程设计与施工技术规范 （DZ/T0219-2006）属中 型滑坡。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 8 图 2-1 滑坡平面图 2.5.2 滑坡变形历史 我院技术人员从施工单位了解到， K88+090 K88+230 段路基于 2009 年 11 月 动工开挖，挖方工程在随后较短时间内挖至第一级碎落台，施工巡视人员发现后缘 出现拉张裂缝，随即向指挥部报告，路基开挖工程暂停。 险情出现后，公路指挥部立即组织相关单位在里程 K88+070K88+230段第一级 碎落台实施抗滑桩抢险工程，共设置 30棵 1.5m2m，长 15m的矩形抗滑桩，桩间 距 58m，桩顶露出碎落台高 1m。抗滑桩工程与 2010年 2月开工，2010 年 5月基本 完成抗滑桩浇筑。抗滑桩浇筑完成后随即进入雨季，滑坡所处环境条件发生巨大的 变化，在暴雨作用下，滑坡推力迅速增加，同时在地下水浸泡作用下抗滑桩锚固段 地层抗力系数降低，最终自 5月下旬起，已施工完成的抗滑桩出现倾斜，并随外外 推移 12m，30 棵抗滑桩中的 K88+100K88+190段共 20棵抗滑桩全部变形过大而失 效,由于缺乏相关监测资料，根据现在抗滑桩所在位置与原设桩处位置对比后认为： 在 2010年 5月2010 年 10月期间滑坡整体向前推移约 2m，滑动面已经基本贯通， 现状处于滑动后的蠕滑变形和能量蓄积状态。见图 2-2 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 9 图 2-2 抗滑桩失效 2.5.2 滑坡成因机制 滑坡成因影响、诱发因素包括： 1、公路原始地貌为自然斜坡，公路建设在斜坡前缘开挖，其挖方量达数万方， 形成了高 1525m 的临空面（软 极软岩高边坡） ，使得整个斜坡上部物质失去支撑， 同时开挖卸荷导致坡体应力重分布，一般的在应力重分布影响范围边界将出现拉张 应力，而坡脚部位则出现剪切应力集中，开挖导致的应力重分布是诱发滑坡形成的 主要因素之一。 2、该段地处构造复杂部位，岩体破碎，且斜坡组成物质自身为全强风化粉沙 板岩、绢云母片岩，属软质岩体，有力学性质差，遇水软化迅速之特点。 3、据现场观察，工程区内全强风化的粉沙板岩、绢云母片岩含大量亲水物质， 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 10 在浸水后迅速解体软化，因此被地下水浸泡的强风化岩土属于相对的软弱夹层，由 地下水浸泡强风化软质岩体形成的软弱层对滑坡的产生起着控制性作用。 4、定南县气候具有雨季集中的特点，部分时段单日降雨量大，雨水进入坡体 中使得滑坡体总重量增大，增加下滑力，同时往坡体内的下渗使得斜坡内强风化岩 土强度迅速降低（前述） 。 5、工程区位于地下水排泄区，自上部的地下水不断补给到坡体内，带给坡体 稳定的静水和动水压力，对边坡的稳定不利，如滑坡上的泉点。 随着上述边界条件的改变和影响，斜坡的抗力不能平衡自身重力时，应力重分 布范围内坡体物质产生变形（蠕动）以满足新的应力平衡需求，即通过坡体的变形 调整新的应力平衡；伴随着坡体变形的发展，坡体位移量增加最终使得蠕动坡体下 部形成一条贯通滑动面，滑坡最终形成。滑坡形成后，下滑动力来自于后部坡体的 推力，因此滑坡由牵引式转变为推移式。 原实施抗滑桩工程虽然在一定程度上增加了整个边坡的坡脚抗力，但在后部滑 坡的推力大，原实施抗滑桩不能满足其推力要求，导致多颗桩身倾斜变形，同时现 状抗滑桩工程在一定范围内也同时限制了坡脚物质的变形，使得坡体应力往抗滑桩 桩顶以上坡体上移并集中，由于桩体以上坡体物质强度太低，仍不能满足后部推力 的应力平衡要求，使得上部变形土体从桩顶以上坡面形成一定规模的鼓胀裂缝，次 级剪出形成上叠滑坡现状基本形成；此外，K88+090K88+160 段尚未挖至路基设计 标高，最大还有约 4m 的开挖高度，在上部滑坡推动作用和坡脚开挖卸荷作用下一 旦路基开挖到位，在设计路基位置还将出现新的滑动面，形成最深的一个滑动面， 主要原因是现状桩身倾斜严重，桩前岩土基本被挤压破坏，其次就是路基开挖的卸 荷效应影响。 2.5.3 滑坡定性认识 综合滑坡变形迹象和已有抗滑桩变形特征后认为： 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 11 1、该滑坡是由于坡脚开挖诱发的工程滑坡，滑动面深度 1020m，滑坡物质为 强 全风化变质岩，滑坡总方量约 18 万方，属工程诱发的中型推移式滑坡，按滑坡 厚度属中层滑坡。 2、地下水及地表降水进入坡体后浸泡全强风化岩体产生的相对软弱层对滑坡 起控制性作用，该软弱带也是滑动面所在层位。 3、滑坡已形成统一的滑动面，目前处于剧滑后的暂时蠕动变形状态，由于下部 桩体的失效及上叠滑动面的出现，滑坡变形将继续进行，如不及时治理，一旦能量 蓄积到一定数量级后，该滑坡将会再次出现新的滑动。 3 滑坡体稳定性分析 3.1 工程布置以及滑坡参数的选取 3.1.1 滑坡稳定性分析、计算 （1）分析、计算说明 一般来说， 不为零时，黏性土坡在稳定性计算采用瑞典条分法，瑞典分条法是忽略i 了土条块间力的互相影响的一种简化计算方法，由于该法应用时间较长，得到的安 全系数偏低，比较适合工程应用。根据该工程滑坡实际情况，采用瑞典分条法进行 计算稳定系数是较为适合此次边坡治理的方案。 （2）稳定系数计算 瑞典分条法中，滑坡稳定安全系数计算采用滑坡防治工程勘查规范 （DZ/T 02182006）附录 E 中公式（圆弧滑面）如公式： 11costaniKniiiiiniWcL 式中： K稳定系数； 第 i 块段土条重量作用线与法向分力夹角（） ；i 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 12 第 i 块段的重量（ kN/m） ；iW 第 i 块段土的内摩擦角（）i 第 i 块段土的黏聚力（kPa） ；ic 第 i 块段滑动面长度（m） ；iL （3） 、参数选定 现状下滑面已经形成，滑坡边界明显，滑动面较易确定，故参数反算采用现有滑 动面。反算采用假定参数带入各个剖面进行分别试算，使各个剖面均能满足经验安 全参数。其基本的计算条件限如下： 滑坡现在所处状态为继续滑动状态，稳定安全系数可取 0.950.99，但考 虑到下部已有抗滑桩作用，故将不考虑桩作用下现有滑动面现状安全系 数设定为 0.930.96； 根据剖面特性，本次设计采用 1-1，3-3 两条剖面为计算剖面，2-2, 4-4 剖面作为校核剖面，计算方法采用传统的瑞典条分法； 滑坡体表层土体厚度小，对滑坡影响很小，故计算模型将其视为全风化 基岩考虑； 滑坡所在位置风化层厚度大，故计算模型中开挖标高以上全部考虑为全 强风化（各剖面计算模型见图 3-1图 3-4 所示） ，岩土体重度参考工程地 质手册取经验值。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 13 图 3-1 1-1剖面计算模型 图 3-2 2-2剖面计算模型 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 绪 论 14 图 3-3 3-3剖面计算模型 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 15 图 3-4 4-4剖面计算模型 （说明：以上各图中的“潜在滑面”指滑坡沿现有桩桩顶位置剪出时的滑动 面， “潜在滑面”是指滑坡沿路基最终开挖高程剪出时的滑动面） 参数试算结果见下表所示（计算过程见附件计算书 ）： 表 3-1 各剖面现状滑动面参数反算分析表 C(kpa) () C(kpa) () 1#剖 面 圆 弧 法 23 23.5 21.5 15 21 15 0.9512#剖 面 圆 弧 法 23 23.5 21.5 15 21 15 0.9543#剖 面 圆 弧 法 23 23.5 21.5 15 21 15 0.944#剖 面 圆 弧 法 23 23.5 21.5 15 21 15 0.959现 有 滑动 面 饱 和 容 重 （ KN/m4）计 算 剖 面 稳 定 性 系 数计 算 方 法 天 然 容 重 （ KN/m3） 地 下 水 为 以 上 地 下 水 为 以 下滑 动 面 （2）潜在滑动面分析 由上表可知，滑带土参数取值试算结果与实际较相吻合。 根据反算结果，将试算得出的岩土参数带入软件计算各潜在滑动面的稳定性系 数，结果见下表： 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 16 表 3-2 各断面潜在滑动面稳定性计算成果表 1#剖 面 圆 弧 法 0.875 1#剖 面 圆 弧 法 0.9742#剖 面 圆 弧 法 0.861 2#剖 面 圆 弧 法 0.9823#剖 面 圆 弧 法 0.850 3#剖 面 圆 弧 法 0.9454#剖 面 现 有 滑 面 圆 弧 法 0.959 4#剖 面 圆 弧 法 1.020稳 定 性 系 数 滑 动 面 计 算 方 法 稳 定 性 系 数 潜 在 滑面 潜 在 滑 面计 算 剖 面 滑 动 面 计 算 方 法 计 算 剖 面 由表 3-2 计算结果可知，如不采取有效支护措施，继续开挖至路基高程时滑坡 将产生剧滑，进而带来严重后果；而现有抗滑桩桩顶位置也存在剪出的可能性。 （3）滑坡下滑推力计算 路基尚未挖至设计标高，故设计下滑推力计算采用潜在滑面作为计算剖面， 采用考虑为自重+地下水工况，计算方法采用圆弧法，计算过程详见设计书，计算结 果见下表。 表 3-3 滑各剖面剩余推力 1#剖 面 圆 弧 法 0.875 40 1364.3632#剖 面 圆 弧 法 0.861 40 137.7383#剖 面 圆 弧 法 0.850 30 1078.828 4#剖 面 现 有 滑 面 圆 弧 法 0.959 30 1056.043 潜 在 滑 面 剩 余 下 滑 力（ KN/m）条 分 数 量计 算 剖 面 滑 动 面 计 算 方 法 稳 定 性 系 数 2、治理工程选型 由前述分析可知，如不采取有效支护措施，继续开挖至路基高程时滑坡将产生 剧滑，同时滑坡存在多级潜在剪出口，故治理工程必须同时保证滑坡从众多剪出口 任意一个位置剪出，还要能满足滑坡最大推力需求。 根据相关治理工程经验和有关单位多次沟通研究，结合本工程实际情况，对该 工程采用以抗滑桩+排水工程为主体，坡面防护工程为辅助手段的治理思路。 3、治理工程的布置 根据滑坡实际情况，抗滑桩如布设在原有抗滑桩（原桩体之间仅有 4.6m 纯间距） 之间，则将阻断坡体内的地下水通道，造成地下水水位的抬高，从而导致滑坡推力 增加；另外桩设在该位置，在能够满足滑坡变形要求的前提下，桩身必须伸出坡面 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 17 近 10m，桩身悬臂太长，导致桩身结构控制难度大，工程投资增加，而且景观效果 不好，驾驶员行驶到该路段有极为压抑的心理，将会导致一定的不安全事故；所以 工程和营运安全上有隐患；而采用锚固工程的话，该滑坡滑体软，现状多数坡面被 地表水冲刷后，细沟发育，则会导致锚固工程预应力衰减快，框架梁掏空等隐患； 一旦锚固工程失效，则整个治理工程将失败。因此，该滑坡治理工程只能采用抗滑 桩工程进行治理，并同时兼顾次级剪出的隐患。在上述思路的前提下，该滑坡治理 工程设计如下： （1）抗滑桩工程的布置： 本次治理工程抗滑桩设在现状边坡坡口线一带，距离现有路基中线约 40m，布 置一排共 29 棵抗滑桩（里程桩号范围 K88+095K88+196） ，分为 A、B 两种桩型。 其中 A 型抗滑桩 17 棵，编号 z1z17，桩截面 2.5m3.5m，桩心间距 5m，桩长 32m，设计桩身锚固段深度 14.5m，并在桩顶以下 1m 和 2m 的位置各设置一根 8 束 锚索，两棵锚索设计荷载均为 1000KN,设计锁定荷载为 500KN；B 型抗滑桩共 12 棵， 编号 z18z29，桩截面 2.5m3.5m，桩心间距 5m，桩长 28m，设计锚固段深度 14.5m，并在桩顶以下 1m 和 2m 的位置各设置一根 5 束锚索，两棵锚索设计荷载均 为 600KN, 锁定荷载均为 300KN。 （2）排水系统布置 针对滑坡后缘地下水丰富的情况，在泉点位置及集中渗水位置设置 2 道支撑渗 沟以疏干上部地下水；在现有碎落台抗滑桩之间设置集水盲井，盲井中收集的地下 水由泄水孔排至公路边沟；滑坡外 5m 设置外位置截水沟拦截上部坡体汇集进入滑 坡的雨水。 （3）坡面防护工程 受桩顶高程限制，部分抗滑桩需开挖施工平台，在施工平台开挖边坡上采用 4m4m 锚杆框架梁护坡，框架梁类植草；新设计抗滑桩与现有碎落台之间边坡采 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 18 用 4m4m 框架梁植草护坡；现设桩位置碎落台以下边坡设置仰斜式挡土墙。 以上所述工程布置详见附图 1工程平面布置图 4 滑坡治理方案 4.1 治理工程设计 4.1.1 抗滑桩工程的布置 本次治理工程抗滑桩设在现状边坡坡口线一带，距离现有路基中线约 40m，布 置一排共 29 棵抗滑桩（里程桩号范围 K88+095K88+196） ，分为 A、B 两种桩型。 其中 A 型抗滑桩 17 棵，编号 z1z17，桩截面 2.5m3.5m，桩心间距 5m，桩长 32m，设计桩身锚固段深度 14.5m，并在桩顶以下 1m 和 2m 的位置各设置一根 8 束 锚索，两棵锚索设计荷载均为 1000KN,设计锁定荷载为 500KN；B 型抗滑桩共 12 棵， 编号 z18z29，桩截面 2.5m3.5m，桩心间距 5m，桩长 28m，设计锚固段深度 14.5m，并在桩顶以下 1m 和 2m 的位置各设置一根 5 束锚索，两棵锚索设计荷载均 为 600KN, 锁定荷载均为 300KN。 4.1.2 排水系统布置 针对滑坡后缘地下水丰富的情况，在泉点位置及集中渗水位置设置 2 道支撑渗 沟以疏干上部地下水；在现有碎落台抗滑桩之间设置集水盲井，盲井中收集的地下 水由泄水孔排至公路边沟；滑坡外 5m 设置外位置截水沟拦截上部坡体汇集进入滑 坡的雨水。 4.1.3 坡面防护工程 受桩顶高程限制，部分抗滑桩需开挖施工平台，在施工平台开挖边坡上采用 4m4m 锚杆框架梁护坡，框架梁类植草；新设计抗滑桩与现有碎落台之间边坡采 用 4m4m 框架梁植草护坡；现设桩位置碎落台以下边坡设置仰斜式挡土墙。 以上所述工程布置详见附图 1工程平面布置图 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 19 4.2 抗滑桩设计 4.2.1 抗滑桩设计参数的选取 变形限制： 抗滑桩验算以保证桩顶位移不大于边坡高度 0.3%为标准即最大位移 28.5mm， 已有抗滑桩不考虑其抗力作用，其抗力作为安全储备，桩间距按 5.0m 考虑。 计算参数设定： 该边坡为永久性边坡，抗滑桩计算时采用理正岩土 5.5 版，地震参数及抗倾覆 等安全系数选取见表 4-1 所示；抗滑桩设计参数见表 表 4-1 抗滑桩设计参数一览表 表 4-2 抗滑桩设计参数一览表 指标 抗滑动安全系 数 倾覆稳定安全系 数 地震抗滑稳定安 全系数 地震抗倾覆稳定安全 系数 地震力分项安全 系数 设定值 1.30 1.60 1.15 1.30 1.10 序号 设计参数 选取值 序号 设计参数 选取值 1 选用桩型 A/B 6 桩身截面（mm） 2.53.5 2 滑坡重度 (kN/m3) 23 7 设计桩长（m） 32/28 3 粘聚力 c (kPa) 21.521 8 锚固段长度（m） 14.5/14.5 4 内摩擦角 （） 15 9 初始弹性系数 A(MN/m3) 40 5 桩身砼强度 C30 10 M 值（MN/m4） 6080 6 设桩处设计滑坡推力 FS（KN/m） 2910/2422 11 frb 值 160200 备注：设桩处推力是根据软件计算结果取计算模型中设桩位置条块的剩余下滑力并非剩余下滑力。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 20 4.2.1 抗滑桩验算 4.3 其他工程设计 除抗滑桩外，其他工程均参见类似经验设计，未做专门计算。 4.4 施工图修改 根据专家组审查后出具的指导意见意见，结合应急抢险工程已实施情况，在与 二级公路指挥部沟通之后，在安全前提下对送审的临沧市耿沧二级公路 K88+090K88+230 段滑坡地质灾害治理工程施工图设计做如下修改： 1、抗滑桩部分，取消 28#桩，原 29#抗滑桩改为 28#；将 20#、22#、24#、26#4 颗抗滑桩截面改为 2m3m,桩长不变。 2、将抗滑桩施工平台以上锚杆框架梁改为框架梁护坡。 3、将锚拉抗滑桩设计不变，锚索孔预留，锚索在抗滑桩完成后根据监测情况 （建议最大 80mm）确定是否实施，如桩顶位移接近抗滑桩设计最大位移时即突击 实施。 4.5 工程运行监测 根据该工程实际情况滑坡治理工程后成果可以利用该工程地表位移监测即可，该 滑坡地表位移监测点的具体设置应该要充分考虑到对主体工程的位移变形情况进行 监测，故经过计算得到宜在各型抗滑桩顶设计 4 个位移监测点，具体桩号选择在 Z2、Z9、Z16、Z23、Z28。 4.6 监测的时间安排 根据崩塌、边坡、泥石流监测规范(DZ/T0221-2006)，以及还必须具体考虑到 工程状况所处时间进度阶段、工程规模和滑坡变形的速率等，其安排的监测时间各 不相同。 对于该滑坡治理工程具体情况，施工初期以人工开挖方式为主，因此监测应当以 地表监测为主，建议施工单位在施工过程中可在滑坡后缘位置设立报警监测装置。 在施工进度进入运营阶段，变形及变形速率在允许范围之内(桩位最大位移不大于 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 21 100mm)时，监测时间一般以 1 个水文年为 1 周期，正常情况下每 2 个月左右监测 1 次，雨季加强到 1 个月 1 次。 如果变形量增大或变形速率加快时，应该上报相关单位，加强监测力度。 5 施工组织设计 5.1 其他工程措施设计 5.1.1 施工便道规划 本次防治工程，主体工程为抗滑桩，抗滑桩布置于公路边缘，交通便利，该部分 工程可不考虑施工便道；设计考虑直接将建筑材料通过已有公路运输至施工工地， 并在统一场地堆放，不用单独修施工便道，但要求施工单位必须加强施工安全教育。 5.1.2 施工和人员生活用水和住宿 滑坡后部的泉点以及附近沟谷水源充足，施工人员生活用水可就近取用。本次治 理工程临近县城，且施工区附近有较多宽敞的空地，相关治理工程作业人员可以直 接在县城租住或在空地自设帐篷、活动板房，滑坡下部和上部不能拟定为工人住宿 场所，较为方便。 5.2 施工方法 5.2.1 抗滑桩工程 本工程由于特殊性，在施工开挖前必须进行坡脚反压，反压高程见附图中的断面 图。在反压未完成之前，严禁开挖。坡脚渗水点水量较大，地下水的排泄通畅有利 用坡体的施工，因此反压前应当在坡脚铺设简易盲沟疏导坡体内外排的地下水。 抗滑桩采用人工挖孔桩，具有施工简便，无需特殊机械设备的特点，主要施工内 容为基坑开挖及护壁，钢筋笼制作安装，灌注桩体混凝土等。根据混凝土结构设 计规范 （GB50010-2002） ，并结合工程具体特点，考虑到工程造价成本，比较各方 案，最佳为抗滑桩基坑用人工挖孔，并及时用 C20 混凝土制作护壁支护；按设计要 求捆扎焊接钢筋笼，用所有钢筋笼要求在坑内安装，尽量采用商品混凝土输送泵运 料入仓，进行桩体浇筑，若没有商砼，则在整个施工过程中必须严格控制质量。 东 华 理 工 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 致 谢 22 由于边坡治理范围内，雨季较长，桩孔开挖过程中应及时对地下水进行处理显得 更为重要。若滑坡体的富水性较差时，可采用坑内直接排水，当富水性好，水量很 大时，宜采用桩孔外管井排水。施工如遇管涌、涌水等现象应当及时抽水，如水量 较大不便于抽出，可在抗滑桩外坡体上打排水孔往坡体外排泄孔内地下水也可采用 短锚杆+注浆支护，同时及时通知设计单位。孔口必须设围栏和防止地表水、雨水流 入等安全设施。原材料和混凝土强度必须符合设计要求和有关规范的规定，钢筋配 置应符合设计。 抗滑桩的允许偏差项目应符合下表的规定： 表 5-1 抗滑桩允许偏差项目表 序号 项目 允许偏差 1 桩身断面尺寸 50mm 2 桩的垂直度 桩长5m，50mm：桩长5m，1，但不大于 250mm 3 主筋间距 l0mm 4 箍筋间距 l0mm 5 保护层厚度 l0mm 5.2.2 挡墙及弃土堆放工程 (1)、挡墙 1 挡墙在施工过程中如遇特殊情况应及时与设计方沟通，根据实际情况做相应 变更。 2 根据规范，结合具体工程项目特点，挡墙沉降缝间距为 10m，宽度 20mm， 与排水盲井相连的泄水孔采用钻机施工完成，孔内埋置 74mm 带孔 PVC 管，.墙 面采用原浆勾皮