沿江路滑坡治理工程-毕业论文

成都学院学士学位论文（设计）宜宾市沿江路滑坡治理工程毕业设计专业：土木工程学号： *学生： *指导老师：*摘要： 随着我国经济的快速发展，我国加大了基础工程的建设，公路建设在基础建设中占有相当大的比例，我国的山区分布较为广泛，有时需要面临挖方或者填方才能满足线路要求，所以经常面临各种边坡工程。在边坡工程中滑坡是常见的地质问题，如何良好的解决滑坡这样的地质灾害，是我们现如今面临的一个严峻问题。宜宾市南岸沿江路K3-000 K3-500 路段中，出现的陡缓转换型滑坡，滑坡体大约长250m，滑坡体宽 120 左右，边坡支护采用单锚抗滑桩，抗滑桩支护施工快速、简单、抗滑能力强、圬工小，且锚索的应用能充分利用岩土体的抗剪强度平衡结构物的拉力，积极调用岩土体的自身强度和自稳能力，因而能大量节约建筑材料和工程投资。边坡支护设计中，滑坡滑动面由勘察资料给出，从滑体的分条到滑动面的强度值反算、滑坡推力的计算原理、用不平衡推力法对滑坡推力的计算、抗滑桩的布置、抗滑桩结构设计、锚索结构设计、防排水设计、施工组织设计，一步步的按照规范和设计要求，最后完成对宜宾市南岸沿江路 K3-000 K3-500 路段的坡体支护。关键词： 边坡工程；边坡支护；单锚抗滑桩；抗滑桩结构设计；防排水设计成都学院学士学位论文（设计）Yibin city riverside road landslide treatment engineeringgraduate designSpecialty: *Student Number:*Student:*Supervisor: *Abstract: With the rapid development of Chinas economy, Chinas increased construction of foundation engineering, highway construction in foundation construction occupies considerable proportion, the mountains of Chinas distribution is widely, sometimes need to face excavation or filling in order to meet the demand of line, so often face various kinds of slope engineering. Landslide is a common geological problem in slope engineering, how to solve the geological hazards such as landslide is a serious problem that we are facing now.Yibin City, south along the Yangtze River Road K3-000k3-500 Road, the steep slow conversion type landslide, landslide approximately 250 m long, the landslide body width of about 120, slope supporting the use of single anchor anti slide pile, anti slide pile construction is quick and simple, anti sliding ability, small masonry, and the application of anchor can make full use of the rock and soil shear strength balance structure of tension, called to active rock and soils strength and stability, so it can save a lot of building materials and engineering investment.Slope supporting design, landslide slip surface by survey data is given, from the slide bar to the strength of sliding surfaces of back calculation, landslide thrust calculation principle, imbalance thrust force method to calculate the landslide thrust value, anti slide pile layout, anti slide pile structure design, structure design of anchor cable, anti drainage design, construction organization design, step by step according to the specification and design requirements, the final completion of of Yibin City, south along the Yangtze River Road K3-000k3-500 sections of the slope body support.Key words: Slope engineering; slope support;single anchor anti slide pile; anti slide pile structure design;waterproof and drainage design成都学院学士学位论文（设计）目录1.概论.51.1背景 .51.2我国研究现状 .51.3几种常见的支护结构 .62.工程概况 .72.1自然条件 .72.1.1自然地理 .72.1.2气象条件 .72.1.2水文条件 .72.2工程地质条件 .82.2.1宏观地形地貌 .82.2.2坡体岩性与岩土工程地质特征 .93.滑坡基本特征及边坡稳定性 .103.1滑坡基本特征 .103.1.1滑坡形态 .103.1.2滑坡结构特征 .103.2滑坡成因分析 .103.3滑坡推力计算 .113.3.1滑坡推力计算原理 .113.3.2剖面选取 .133.3.3滑坡推力计算 .133.4滑坡稳定性评价 .133.4.1边坡稳定性评价原则 .133.4.2滑坡稳定性定性分析评价 .144.抗滑桩设计.164.1设计步骤 .164.2土体的物理力学性质 .164.3抗滑桩类型、特点及适用类型 .174.3.1抗滑桩类型 .174.3.2各类桩型的特点及使用条件 .17I成都学院学士学位论文（设计）4.4抗滑桩设计要求和设计内容 .184.5抗滑桩设计荷载确定 .184.5.1滑坡推力的确定 .184.5.2地基反力的确定 .194.6抗滑桩计算方法 .204.7抗滑桩的布设 .204.7.1抗滑桩的布设原理 .204.7.1抗滑桩的布设 .214.8抗滑桩类型判别 .224.9抗滑桩内力计算 .224.9.1抗滑桩内力计算原理 .224.9.2抗滑桩内力计算 .265.排水工程设计原则 .275.1防治原则 .275.2地表排水 .275.2.1截水沟及其设计原则 .275.2.2排水沟及其设计原则 .285.3排水工程设计 .286.施工组织设计 .306.1锚索施工 .306.1.1预应力锚索施工方法 .306.1.2锚索张拉锁定封锚 .316.2抗滑桩施工 .316.2.1抗滑桩桩位开挖 .316.2.2抗滑桩钢筋绑扎及焊接 .327.结论与建议.337.1结论.337.2建议.33参考文献 .34II成都学院学士学位论文（设计）1. 概论1.1 背景随着我国经济的发展，我国的房屋建设、道路交通得到了高速的发展，边坡工程更是甚为常见，边坡加固在工程中占有相当大的比重， 边坡加固工程作为防止滑坡的有效方法受到了广泛的关注与研究。房屋建设、道路交通对国民经济的增长起到了巨大的推动作用， 但同时生态环境造成了一系列的负面影响：路基开挖引起岩、土体松动、变形，增加了边坡的不稳定性，更容易导致坡体失稳；再者由于地表植物、表体土壤的破坏，引起坡面的土体、岩石被雨水侵蚀、风化，导致山体滑坡等灾害。我国的道路交通比较发达，同时我国也是一个坡体灾害相当严重的一个国家，坡体在长江流域、四川、云贵地区分布相当的广泛。当公路经过山区时，选择的路线不是很多，很多时候只能开挖山体，山体的地质结构也比较复杂，这就意味着公路会经过地质灾害易发的地段， 如何解决这一类地质灾害， 这是公路建设面临的一个较为严重的问题。1.2 我国研究现状我国对与边坡工程的仔细研究开始于新中国的成立之后，随着我国基础建设的迅速发展，工程建设中常常会涉及的自然边坡问题越来越多，同时由于挖、填土产生了大量的人工边坡，因而我国对边坡的工程地质课题研究也在逐步增加。国内对边坡的工程地质研究基本分为三个阶段。1、被动治理阶段（ 50 年代 60 年代中期）。 20 世纪 50 年代初期，由于我国在边坡变形破坏产生的条件、作用因素、运动机理及其危害性等方面缺乏认识，所以在建设中盲目挖方、填方，导致边坡失稳的事件频频发生，才被迫对已经发生了的边坡进行勘测、治理和研究。这样既耽误了工期，同时又增加了投资，产生很大的浪费。2、专题研究阶段（ 60 年代中期 80 年代初期）。人们逐渐从实践中意识到如果要有效的预防、减轻和防治边坡失稳造成的灾害，必须要深入、系统地研究各种边坡的类型、分布、产生的条件、作用因素及其发生和运动的机理，对此列出了若干个专题进行研究。3、由治理为主发展到以预防为主阶段，逐步形成不稳边坡防治的理论体系（80 年代至今）。随着国民经济的快速发展，不稳定边坡失稳造成的影响更加突出，对防灾、减灾的要求也更高。5成都学院学士学位论文（设计）1.3 几种常见的支护结构(1)重力式挡土墙重力式挡土墙在现实生活中是一种比较常见的支护结构，其具有结构简单、 施工方便和就地取材等优点，但其稳定性主要靠自身来保证，所以重力式挡土墙墙身断面大，占地较多，不能充分发挥建筑材料的强度性能，也不能实行机械化与工业化。（ 2）锚杆（索）挡墙锚杆（索）挡土墙是由钢筋混凝土墙面和刚锚杆(索）组成，依靠锚固在稳定地层内的锚杆（索）对墙面的水平拉力保持枪墙身的稳定性，墙面一般由预制的锚杆（索）和挡土板组成，称为板柱式墙，也可以就地浇筑成为整体的板壁式墙。使用的锚杆主要有楔缝式锚杆（索）和灌浆锚杆（索）两种。（ 3）边坡锚固边坡锚固通常可以称为岩土锚固，这种锚固技术通常情况下是将一种可以受拉的杆件埋置入土层之中，以此来达到提高岩（土）体自身的强度和自稳能力，并且可以减轻结构物的自重，节约工程材料，可以保证工程的稳固和安全，有显著的经济效益和社会效益，这种技术目前在工程的运用的十分广泛。（ 4）抗滑桩边坡治理工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给下部的侧向土体或者岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定。6成都学院学士学位论文（设计）2. 工程概况2.1 自然条件2.1.1 自然地理宜宾市位于四川盆地南部,地处东经 10339-10520，北纬 2749-2916之间，东靠长江 ,西接大小凉山 ,南近滇、黔 ,北连川中腹地，地形整体呈西南高、东北低态势，地势西南高 ,东北低 ,地貌有丘陵、河谷阶地、低山 3 种类型，全市地貌以中低山地和丘陵为主体 ,岭谷相间 ,平坝狭小零碎 ,自然概貌为七山一水二分田。 市境内海拔 500 米 -2000 米的中低山地占 46.6%,丘陵占 45.3%,平坝仅占 8.1%。2.1.2 气象条件1、气象宜宾属于亚热带湿润季风气候，四级分明，气候温和，雨量充沛。其特征是：冬天暖和春天来得早，很少有霜降的情况；夏天十分的炎热且雨水充沛；秋天常常下绵绵细雨，有些时候会持续很久，总的来说宜宾就是云多、风不多、日照多。（ 1）降雨由气象站给与的数据可知，市区内多年来平均的降雨为1000mm，年最大的降雨量为1800mm，年最小的降雨量为600mm；从上个世纪开始年降雨似乎有下降的趋势。综合多年来的数据得知日降雨量最大为200mm；每年暴雨的天数为38 天；降雨量最多的的月份是 58 月。（ 2）气温市区范围内多年来的平均气温为17，极端的气温为40，最低气温为 -2；一年中最冷的月份是1 月，一般气温为 7，最高气温集中在7 月，平均温度为26。（3）蒸发和日照市区内多年来平均的蒸发量为 800mm，1 月的蒸发量是最少的， 平均蒸发量为 24mm， 7 月份是蒸发量最高的，平均蒸发量为 150mm。市区内全年的平均相对湿度是比较大的， 可以达到 85%，每年日平均相对湿度大于平均湿度的有 250 天；全年的平均日照率在全国范围内来说是属于最少的区域之一， 其值只有 25%。2.1.2 水文条件长江起源于宜宾市， 是金沙江与岷江汇合后形成的。根据水文观测站提供的数据可以7成都学院学士学位论文（设计）得知金沙江多年平均的流量为4500m3 / s ，最大的流量为 30000m3 / s ，最高的洪水位达到了 300m，最低水位为 280m。2.2 工程地质条件2.2.1 宏观地形地貌宜宾市位于四川盆地西南缘，为丘陵到盆周山地的过渡地段。总的地形趋势由西向东逐渐降低，由北向南逐渐层高，被三江河谷下切成江南、江北和西部地貌景观。其中，江北和西部为丘陵区，江南为低山深丘区。市区四周山系多成北东-南西走向。根据地貌形态及成因划分为三种地貌类型。1、侵蚀堆积地形（ 1）漫滩沿江均有分布， 一般以边滩的分布位于河床两侧，在岷江及长江也有以心滩的形式出现，漫滩平面形态多呈条状，长1510m-8280m，宽 110m-650m，顶面高于水位 5-10m。以堆积为主，也有基岩滩。(2)阶地I 级阶地：分布于南岸坝，旧城区等，阶地宽150-1500m，长 3-8km。阶面高于水面8.8-23.5m 一般保存较为完整，冲沟切沟浅，建筑多分布于该阶地之上。前人勘探揭露发现，堆积物一般厚为10-40m，最厚可达60m，岩性组成多为 “二元相结构 ”，上部由亚粘土，亚砂土构成，厚1.5-15.5m，下部由砂卵石层构成，厚15-40m，前缘见胶结现象，有的地区可见带状的淤层分布。II 级阶地：一般面积较小，分布于天池坝，南岸坝等处，多呈条带状，长2-8.5km，宽 100-1500m，高于江水面 23-56m，比 I 级阶地高 10-28m，上部由冲积区、冲洪积亚砂土，亚粘土夹卵石组成，下部基地多为侏罗纪砂泥岩。III 级阶地：分布于菜坝、南岸坝等处，阶地长2.5-6.5Km，宽 450-1550m，阶地遭受后期剥蚀较为严重，由于水流的冲击切割的深度一般为5-15m，在 III 级阶地后缘，普遍较深的沟壑，宽120-230m。III 级阶地的前缘高出现在的江水面3060m，比 II 级阶地高出 2045m。南岸坝是由堆积物构成的，所以属于堆积阶地，堆积物的主要构成为棕红色的粘土、粘土和卵石，厚度一般为 245m。2、构造剥蚀地形圆形浅丘：次类分布的面积较小，仅在分布在黄角坡一带， 丘谷相对高度小于25m，丘顶呈园状，海拔高程一般420-450m，河谷开阔平缓，环绕丘包，该地貌由白垩系窝8成都学院学士学位论文（设计）头山组红色砂泥岩构成。据此我们可以知道宜宾市南岸沿江路K3-000k3-500 路段中，东侧高于水面50m，西侧高于水面 45m，总体坡度较缓，出现的陡缓转换型滑坡属于II 级阶地与 III级阶地两者均有。2.2.2 坡体岩性与岩土工程地质特征分析地质勘探的结果可以得知，地层由上至下旧为： 1、人工填土； 2、粉质粘土包括：粉质粘土，坡积粉质粘土；3、泥岩和灰质泥岩。其岩(土）性特征描述如下：1、人工填土层：人工填土的物理力学性质十分复杂，只能够定量的分析，人工填土中主要包含粉质粘土、粘土、块石， 而块石的粒径在 50100cm 之间。人工填土的性能比较好，但是由于有粉质粘土、粘土层，使的在黏土层之间能够形成良好的隔水层，同时受到雨水的的影响使得土体包含水分， 故非常容易在黏土层的顶面形成软弱面， 对边坡的自身稳定及其不佳。填土的厚度较为大，一般在 1 19m，其最大厚度可以达到 22m。2、坡积粉质粘土层：整体呈灰白色，多数表现为可塑状态，其湿度相对较大，具有中等程度膨胀性。 坡积粉质黏土层主要分布在人工填土层以上或者人工填土层之中亦或者出露于地表，其厚度变化范围不是很大，一般在 0.52m，然而最大的厚度可以到达 5m。其物理力学性能较差，具有中等膨胀的性质，在雨水或地下水的作用下，该土层很容易产生滑动或者流动。3、粉粘土：由岩体风化剥蚀形成，呈现红色或暗红色，具有软塑的状态。此层主要集中分布在人工填土层下或者坡积粉质粘土层下，其厚度变化范围不大，一般处于0.52.5m 之间，物理力学性能较差，具有中等膨胀性质，在地表水或地下水作用下，十分容易产生滑动。4、泥岩：呈褐黄色，为泥质结构，低度、中度风化，节理发育的裂隙比较明显，岩体及其破碎，在表层大部分已经呈现为土状， 风化程度十分严重， 其厚度可以达到2 8m，下表面风化程度较小， 勘探所得到的岩芯呈现碎块状或柱状，此层主要集中分布在粉质粘土层之下。5、灰质泥岩：呈灰黑色，湿度相对较小，表现为十分干燥，泥质结构，薄、中厚层状结构，弱等或中等风化程度，节理裂隙及其发育不明显，岩体破碎的程度不是很大，表面表现为碎块状，下表面风化的程度较弱，勘探所得到的岩芯呈短柱状或片状。9成都学院学士学位论文（设计）3. 滑坡基本特征及边坡稳定性3.1 滑坡基本特征3.1.1 滑坡形态滑坡的主滑方向由北向南，朝着长江方向，滑体东西长约250m，南北宽约 120m。滑体后缘壁倾角 50，其滑体中部有凹陷，中下部有鼓张裂缝，滑体前缘整体比较规则。3.1.2 滑坡结构特征1、滑体结构。滑体主要主要为中等膨胀的粘土带有碎石的人工填土层。人工填土包括泥岩、块石、碎石和大量的粘土，呈松散状态，结构不均匀，粒径大者超过1m，一般在 40-60cm 间。按滑坡物质组成划分为土质滑坡。滑坡体平均厚度 7m，按滑坡体厚度划分为中层滑坡。没有地下水活动。2、滑动面特征：滑坡滑动面在人工填土之中，滑动面整体呈现折线形，整体坡度10-30 之间，垂直埋深3-11m，滑动面由人工填土构成，滑动面处于黏土层之中。3、滑床结构。滑床由人工填土组成，结构不规整。3.2 滑坡成因分析根据勘察资料表明滑坡体的物质组成、 环境条件及其结构状态， 并考虑到原来该地的特征，综合分析认为，该处滑坡的形成原因主要与下列因数密切相关：1、人类工程是滑坡的主要因素在建设沿江路以前沿岸的房屋建筑中大量的挖土都堆积在该区，使得该区形成高填方台地，改变了边坡的原始应力状态， 进而影响边坡的岩土体发生了应力重新分布，促使边坡发生交大的变形来适应新的环境，以此来达到新的平衡。另外由于人类的耕种使得该地的植被遭到严重的破坏，使得坡体表面的土体极易风化，为地表水的下渗提供了利的条件。加之在修筑沿江路时对该坡体进行了开挖，无疑使得坡体遭到了进一步的破坏。2、强降雨作用是滑坡形成的诱导因素由于该地区属于亚热带地区，有属于盆地，长江从该地段经过。日照充足，降雨量丰富。该地区降雨量达，在夏季大于、暴雨时有发生。丰富的降雨量使得坡体充分含水，雨水的浸透和侵蚀，增大了表层岩土体的容重，降低了其抗剪强度，同时，在地表水下渗过程中，在人工填土层之间的粘土层形成了滞水层，使得其上层土体长期浸泡软化，最终发生滑坡。同时由于特大暴雨，使得地下水补给大大增加，从而产生10成都学院学士学位论文（设计）动水压力和孔隙水压力。由于整个坡体的堆积土太多、太高，荷载较大，上部滑块首先滑动。在上部滑块的挤压下，下部的人工填土产生变形，故该滑坡为推移式滑坡。3.3 滑坡推力计算3.3.1 滑坡推力计算原理传递系数发计算滑坡推力对于一些滑动面倾角较缓、 相互间变化不大的折线滑动面，其滑坡推力的计算可以采取计算较为方便的传递系数法，又称为不平衡力传递法。传递系数法是一种平面分析法，其计算过程有如下假定：1、危险滑动面的形状、位置已知，不可压缩并做整体滑动，不考虑条块之间的挤压变形，并且其滑动面是组倾角已知的线段构成的一条折线。2、条块之间只传递压力，不传递拉力，并且需要沿折线点将滑动土体划分为各个土条具有竖向边界编号顺序由高到低。3、条块之间的作用力用以集中力表示，它的作用力平行于前一块的滑面方向，作用在分界面的中点。当前一块土体（i-1）的总抗滑力不足时，第i 块土条与 i-1 土条的竖向边界上受到 i-1 传来的剩余下滑力，如果当前i-1 个土条的总体抗滑力足够， 则 i-1 土条剩余下滑力为0。4、垂直滑坡主轴取单位长度（一般是1m）宽的岩土体作为计算的基本断面，不用考虑两侧的摩擦力。基于以上假定对第i 块土条，沿其底部滑动面（与水平方向夹角为i ）建立的平衡方程，计算 Ei ，计算图示如图 4-1 所示，途中 C 为土条的重心， O 为坐标原点， WQi 为土条受到的重力与荷载力的竖向合力。图 3-1第 i 土条的静力平衡计算图式按照 1-1 建立 x、 y 两个轴向力的平衡关系式：X0Ei WQi . sin ai Ei 1. cos(ai 1ai )Ri0Y0WQi . cosai Ei 1. sin(ai 1 ai )N i0(3-1)式中， Ri 和 Ni 分别是土条 i 的底部滑动面上的抗滑力（平行于x 轴）和支持力（平行于 y 轴），没有在图 4-1 中标出。且两者存在以下关系：11成都学院学士学位论文（设计）Ri cil i fN i ci l i Ni tani（3-2）式中， ci、 i 和 li 分别为第 i 土条底部滑动面上土体的黏结力、内摩擦角和长度。将3-2 式子带入 3-1 中，可以得到 Ei 的表达式：N iWQi .cosaiEi1. sin(ai 1ai )EiWQi .sin aiEi 1.cos(ai 1ai )Ri令WQi .sin aiEi1.cos(ai 1ai )ci l iNi tan iWQi .sin aiEi1 cos( ai 1ai )ci liWQi .cosaiEi 1.sin(ai 1 ai ) tan iWQi .sin a