广西南宁至百色二级公路隆安段滑坡处治工程设计及施工毕业论文.doc

广西南宁至百色二级公路隆安段滑坡处治工程设计及施工毕业论文第一篇 滑坡治理工程设计第1章 设计条件分析11 工程概况南宁至百色二级公路隆安段K1820+700K1820+925处滑坡场地位于隆安县城北西面3.5km，距右江河750m。右江支流的小河转弯段，属于右江河谷地区，丘陵地貌。地面标高8097m。由于雨季降雨量增多且频繁，场地从隆安去百色方向公路右边的边坡开始塌方，引发此处滑坡、路基下沉等现象。根据地面调查，受破坏路段长225m，其中南段是滑坡，长70m，宽75m，顺着路基边坡下滑，滑舌已伸到小河床，呈鼓丘状隆起。后缘正在水泥路边，滑壁高4.004.20m，滑轴方向40。在滑体上形成两个台阶，每个台阶上面都分布有拉张裂缝，呈上宽下窄，宽者1020mm，渗出地下水或泉水，ZK12号终孔后地下水往外自流。根据计算，滑体的体积约为3万立方米，属中型滑坡，按力学性质分，为一牵引工程滑坡。在北段右边的3m人行道，由于南段滑坡下滑牵引影响，使边坡长约170m发生不同程度崩塌或路基下沉现象，水泥路面下的土层下沉量0.10m0.40m，而且由南向北有减弱。但是，值得重视的是该路段约45m长的水泥路面出现断裂，两组X型裂隙发育，向两侧路边延伸，呈弧状，隙宽23cm，路基的土层下沉量1012cm；同样路段右边的斜坡上（断头河上方）也出现一条裂隙，长20m，隙宽1015mm，呈弧形，地面向上鼓起。这些地质现象的分布，是可能诱发滑坡的预兆，应该给予综合治理。12工程地质条件121 地层岩性与岩土工程特性根据南宁地矿地质工程勘察院提供的南宁至百色二级公路隆安段滑坡岩土工程勘察报告，场地工程地质条件为：1、 素填土（为地层编号，下同）：该层整个场地均有分布，以含碎石土或粉质粘土为主，已逐层夯实压密，呈硬塑状态，近路基边坡呈可塑状态。层厚3.209.80m，一般67m，路基较薄，边坡较厚。在滑动面以上的含水量一般为25%，而在滑动带的含水量为2830%。2、 含植物根茎的淤泥质土：该层仅有6个钻孔遇到，其中滑坡体鼓丘上有ZK4、ZK8号孔遇到，厚度1.092.17m，含水量40.140.9%，比其它层都高；液性指数1.001.11，呈软塑流塑状态。盖在该层上面的填土层，是滑体下滑延伸形成的滑舌盖在层上面，这些堆积物属小河床沉积层，推测是河道转弯段。3、 第四系冲积层含碎石粘土（局部为粘土）：该层分布于整个场地，由于施工清基，已有部分土层被铲除，使填土层直接覆盖在基岩层上。该层一般厚度1.50m2.00m，处于滑动带里，含水量比较大，27.030.1%，液性指数0.370.58，为可塑状土。4、 强风化泥质砂岩：该层分布于整个场地，风化呈土状、碎块状，仍保留其母岩结构，裂隙发育。厚度一般34m，最厚7m。该层为滑坡体的滑床。5、 中风化泥质砂岩：该层分布于整个场地，灰绿色泥质砂岩，坚硬，钻探取出岩芯呈圆柱状。该层厚度大于200m。122 地震效应根据中国地震参数区划图（GB18306-2001），滑坡区地震动峰值加速度小于0.05g，地震基本烈度小于级，场区内无区域性活动断裂带，区域稳定性较好。13 水文地质条件根据地面调查和钻探揭露，赋存于路基边坡的填土层中的为上层滞水，水位变化大，水位埋深0.544.05m；在滑体ZK12号孔，钻入基岩9.20m，终孔后地下水从孔口冒出自流，属于基岩裂隙水。另外，坡脚有泉水外流，出水量可以供给一台小型水泵抽水。因此，在场地里有上层滞水和基岩裂隙水两种类型。场地的地下水水质对砼结构不具腐蚀性。14 滑坡特征141 滑坡边界、规模与形态分析南段滑坡，长70m，宽75m，顺着路基边坡下滑，滑舌已伸到小河床，呈鼓丘状隆起。后缘正在水泥路边，滑壁高4.004.20m，滑轴方向40。在滑体上形成两个台阶，每个台阶上面都分布有拉张裂缝，呈上宽下窄，宽者1020mm，渗出地下水或泉水，ZK12号终孔后地下水往外自流。根据计算，滑体的体积约为3万立方米，属中型滑坡，按力学性质分，为一牵引工程滑坡。 北段右边的3m人行道，由于南段滑坡下滑牵引影响，使边坡长约170m发生不同程度崩塌或路基下沉现象，水泥路面下的土层下沉量0.10m0.40m，而且由南向北有减弱。142 滑坡变形特征根据实地调查，该滑坡近年来断续发生变形迹象，雨季尤为明显。主要表现为南段滑坡的滑体上形成两个台阶，每个台阶上面都分布有拉张裂缝，呈上宽下窄，宽者1020mm，渗出地下水或泉水；北段右边斜坡上（断头河上方）也出现一条裂隙，长20m，隙宽1015mm，呈弧形，地面向上鼓起。 第2章 设计依据及设计原则 21 工程设计依据本边坡工程设计和施工遵循下列技术标准： 南宁地矿地质工程勘察院提供的南宁至百色二级公路隆安段滑坡岩土工程勘察报告 建筑边坡工程技术规范 （GB50330-2002）建筑地基基础技术规范 （GB50007-2002）混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）混凝土结构工程质量验收规范 （GB50204-2002）混凝土强度检验评定标准 （GBH107-87）建筑地基与基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002）建筑工程质量验收统一标准 （ JB50300-2001）地质灾害防治工程设计规范 （DB50/5029-2004）建筑桩基技术规范 （ JGJ94-94）总图制图标准 （GB/T50103-2001）等规程规范22 设计原则与设计思路1、设计方案是建立在确保边坡稳定的基础上，根据滑坡场地现状地形图范围所进行的，采用技术先进、经济合理的设计方案，体现生态防护的理念。2、依据地质灾害防治工程设计规范（DB50/5029-2004），滑坡后缘是二级公路，一级滑坡取安全系数K=1.15。二级公路路面动荷载为q=10kPa。3、根据勘察结果，边坡各地层作支护设计时，其力学参数采用表2-1中数值。 表2-1 滑坡土体设计参数位置 指标地层名称抗剪强度重度内摩擦角（）凝聚力C（kPa）滑体素填土 101019.0淤泥质土 81218.5第四系冲积含碎石粘土 181619.7滑床强风化泥质砂岩 3521.0中风化泥质砂岩 22.0滑动带滑坡7.09.519.04、勘察期间，钻孔中见地下水，主要为上层滞水和基岩裂隙水，水量较小，故边坡土方施工时，须做好地表水的疏排工作，在坡顶设置截水沟，在坡面按一定间距设置泄水孔，在坡的中部设置泄洪槽，以防止雨水流入边坡坡体内，影响边坡的安全稳定。5、抗滑桩人工挖孔及支护施工时，在坡顶应设置一定数量的沉降和位移观测点，定期对边坡进行有效的系统监测。6、在边坡治理时对裸露的岩土体加以整治和护面，完善地表排水系统。7、采用动态的设计方法，充分结合设计条件进行设计，并在施工中进行动态跟踪。第3章 边坡支护方案边坡处理方案形式较多，如放坡、砼挡土墙、毛石挡土墙、砼地下连续墙、抗滑桩、锚杆喷射混凝土及预应力锚索抗滑桩等等。各种方案都有其优点和局限性，因此，选择合理的方案是保证滑坡治理工程质量的关键。分析本滑坡处治工程的实际情况，整个治理工作可分为三个部分：滑壁变形控制、滑体处理和滑坡前缘处理。本工程的重点在于对滑体的处理，而对滑壁采用锚杆控制变形，在滑坡前缘设置重力式抗滑挡土墙。因此，对于整个滑坡治理工程而言，采用的是复合治理方案。下面主要论述滑体处理的方案比较。31 三种支护方案的简介311锚杆喷射混凝土锚杆喷射混凝土是将拉筋设置在土体内部（采用压力注浆），拉筋全长与土粘结，并在坡面上挂钢筋网喷射混凝土的边坡支护结构。1锚杆喷射混凝土的作用机理土的抗剪强度较低，抗拉强度几乎可以忽略，但土体具有一定的整体性，存在使边坡保持较陡坡度（甚至直立）的临界高度。当超过这个临界高度或其它因素作用下，边坡将发生突发性整体性破坏。一般挡土结构是基于一种被动制约的机制，即以自身结构承担其后土体的侧压力，以防止土体失稳破坏。锚杆喷射混凝土则在土体放置一定长度和密度的拉筋，与土共同工作，弥补土体自身强度的不足，拉筋与土体的整体刚度，由弥补了一个复合土体、抗剪强度低的弱点。通过相互作用，土体自身的结构强度潜力得到了充分发挥，改变了变形和破坏性状，显著地提高了整体稳定性。锚杆喷射混凝土对边坡稳定的作用主要表现在以下几方面 ：（1）注浆锚杆改变了土体性质未加拉筋的土体是原位土，自身有一定的强度和刚度，但加了注浆拉筋的土体一方面浆体将部分土体置换出来提高边坡的强度；另一方面锚孔中注浆是采用加压注浆，因此浆液会顺着坡体中的裂隙扩渗，形成网状胶结。故土体的内摩檫角和粘聚力明显的提高了。（2）分担作用在复合土体里，拉筋与土体共同承担外荷载和土体自重应力拉筋起着分担作用。当土体进入塑性状态后，应力逐渐向拉筋转移，当土体开裂时，拉筋的分担作用更加突出，其内部出现弯剪、拉剪等复合应力，最终导致浆体破碎、钢筋屈服、坡体失稳，此时坡体的破坏是一个渐进的过程。（3）应力的传递和扩散作用在相同荷载作用下，加筋后的边坡土体比素土的应变水平低，从而推迟了开裂区域的形成和发展。（4）坡面变形的约束作用钢筋网喷射混凝土面主要是将土压力传递给拉筋，此外防止边坡局部破坏，保证拉筋不受侵蚀风化。2锚杆喷射混凝土的优缺点（1）在坡面处理时，局部超、欠挖边坡可进行表面修整，不需要大量刷坡。（2）由于坡面全封闭，消除了水害影响，边坡稳定性较好，软弱夹层避免受侵害。（3）无局部塌方、碎落、冲刷，边沟内很少有堆积物，建成后维护小。（4）喷射混凝土表面具有一定的粗糙度，可以吸收汽车行驶产生的噪音反射，减小车辆行驶的噪音。（5）当边坡大于10米时，使用该方案经济可靠。主要缺点是外观粗糙、不平整，工艺所需设备多，机械费用占有很大的比例，需一定的养护期（一般为14天）。适用性：锚杆喷射混凝土主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。312 抗滑桩抗滑桩是埋设于滑面上、下岩体中阻止滑体移动的桩形结构物。露天矿主要采用两种形式的抗滑桩，一种是小断面的钻孔桩，一种是大断面的大型钢筋混凝土桩。钻孔桩就是用露天矿穿孔机从被加固岩体表面穿孔直至滑体以下一定深度，然后将桩体的骨架部分如钢轨置入钻孔中，轨面或轨底正对滑坡推力方向，再在钢轨与孔壁间浇注混凝土，使钢轨与周围岩体牢固地结合在一起。钻孔桩适用于支挡滑坡推力较小的单个或数个台阶的滑动。大型钢筋混凝土桩断面面积常在4平方米左右，断面可为矩形或圆形，矩形的长边平行于滑体推力方向。设桩时通常采用人工或辅以轻便机械开挖小井至滑动面以下一定深度，而后在小井中布置钢筋，浇注混凝土成桩。大型钢筋混凝土桩适宜于支挡滑坡推力大的滑体移动。作用原理：作用于桩体上的滑坡推力，一部分由桩体传至桩前滑体，由桩前滑动面向上的抗滑力平衡；另一部分由桩体传至滑动面以下岩体中，因而桩前滑坡推力减小，滑体稳定性提高。即利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土上。抗滑桩能迅速、安全、经济地解决一些比较困难的工程，因此发展较快。它的优点有：（1）抗滑能力大，污工数量小，在滑坡推力大，滑动面深的情况下，较其他抗滑工程经济、有效。（2）桩位灵活，可以在滑坡中最有利于抗滑的部位，单独使用，也能与其他建筑物配合使用。分排设置时，可将巨大的滑体切割成若干分散的单元体，对滑坡起到分而治之的功效。（3）抗滑桩可以根据弯距沿桩长变化合理布设钢筋，因此较打入的管桩经济。（4）施工方便，设备简单，具有工程速度快，施工质量好，比较安全等优点。施工时可以间隔开挖，不至于引起滑坡条件的恶化，因此对整治通车路线上的滑坡和处在缓慢滑动阶段特别有效。（5）开挖桩孔能校对地质情况，检验和修改原有的设计，使其符合实际。缺点：抗滑桩是大悬臂受力，主要靠滑动面以下的的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力，受力机制不合理，需要的桩长截面大，材料消耗多，工程造价高。 适用性 ： 抗滑桩适用于裂隙不太发育、完整性较好的缓倾斜中厚岩体、滑动面较单一倾角较小的滑坡，同时要求有一个明显的滑动面，滑面以下为完整的基岩（或密实的基础）能提供足够的抗力。不适用于软塑体滑坡。 313 预应力锚索抗滑桩抗滑桩已是一种很成熟的滑坡加固方法。它成群布置，借助桩的受力段及桩背土体与桩两侧的摩阻力而形成的土拱效应以稳定滑体，不使其从桩间滑出，它的作用机理是利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土上。如果在桩的上部加上锚索，将一部分下滑力转移到锚索上，由锚索承担，这样就可以减少埋于滑床中桩的传递作用于桩周岩体的滑坡推力，桩埋入滑床中的深度相对减小，并使原来的悬臂抗滑桩，变成了一端近似铰接另一端近似弹性固端的一种梁式结构。预应力锚索抗滑桩结构主要由抗滑桩、预应力锚索、锚具等组成。位于滑面以下稳定基岩内的锚索称锚固段，其余为张拉段。对锚索施加预应力后，通过锚具将其与抗滑桩相连接，它的另一端穿过滑坡体后锚固于滑床内，从而使抗滑桩和预应力锚索组成一个联合受力的体系。用锚索拉力和桩体共同平衡滑坡推力，彻底改变了一般抗滑桩大悬臂受力的受力机理，改变了抗滑桩单一靠嵌固段地基抗力平衡滑坡推力。这样的作用结果使得内弯矩大大变小，桩径变细，桩的埋置深度变浅，达到了结构受力合理、节省投资、节约材料的目的。从桩的受力机制看，普通悬臂抗滑桩是“被动”的受力状态，施工后在滑坡推力的继续作用下发生位移，桩才能逐渐具备抗滑能力，这对保护滑体上的已有建筑物非常不利，而预应力锚索抗滑桩是“主动”型。施加预应力后，滑体受到反推力，这样就可以立即起到止滑的作用。滑体上已有建筑物不在继续变形，个别情况下原有变形裂缝还会逐渐弥合。优点：（1）主动支护、柔性支护、概念明确、经济合理、工程造价低、便于施工。（2）预应力锚索抗滑桩作为一种支挡结构物，技术上具有明显的优越性。通过调整锚索作用点位置，可使得抗滑桩内力分布更合理，从而达到节省工程造价的目的。（3）预应力锚索抗滑桩较普通抗滑桩而言，能承受更大的外力，因此它的应用范围更为广泛。（4）预应力锚索抗滑桩因预应力锚索的约束，使得抗滑桩的变位受到有效的控制，从而使桩前土体强度得到充分发挥。缺点：预应力锚索抗滑桩作为一种新型支挡结构物，其理论尚不够成熟，计算较复杂，“变位协调法”基于锚索与桩身变位一致，但实际上，地质情况千变万化，施工工艺不尽相同，使得变位计算结果与实际存在较大出入，变位也不一定能很好协调，因此还需进行深入的研究和探讨。适用性：高陡边坡32 三种方案的综合论证321 技术比较三种方案均是可行的,无大的技术难题.在工程实践中,三种方法均已广泛应用于边坡支护中, 均为较理想的边坡支护施工方法。但是，各方法有其自身的优缺点。其优缺点见上文三种方案简介。所以只需从经济、工期两方面考虑三种方案。322经济、工期比较（见表3-1）323 综合论证由表3-1可以看出，在技术方案可行的条件下，关键是分析其经济性、工期两方面。从造价上看出，预应力锚索抗滑桩造价比锚杆喷射混凝土造价节约25.7万，比抗滑桩支护造价节约5.7万，预应力锚索抗滑桩经济性明显占优势；但从工期上看，抗滑桩工期为120天，比锚杆喷射混凝土少20天，比预应力锚索抗滑桩少10天。为了保证此二级公路尽早恢复安全通车，减少因交通障碍对当地造成经济损失，因此，通过综合性比较应该是抗滑桩支护方案最优，它虽然造价较预应力锚索抗滑桩高5.7万元，但是工期能缩短10天。33 疏水水对于边坡稳定性的影响主要是水压的力学作用，水压的减小就会使滑床向潜滑体提供有效的抗剪力，从而使滑体的稳定性增加，因此疏水的直接目的主要是降低水压，以提高边坡稳定性为目的的边坡疏水，必须遵循的三项基本原则：（1）防止地表水由开口张拉裂隙或裂隙进入边坡。（2）通过有选择性的地表和地下疏水，降低潜在破坏面附近的水压。（3）确定排水位置，使它只是降低边坡附近的水压，而不是场地周围进行大范围疏水。该滑坡为路基边坡，坡顶的疏水工作可以直接通过已有的公路边沟来完成，不需另外设置。表3-1 三种方案的主要参数及工程量、造价、工期比较方案锚杆喷射混凝土抗滑桩预应力锚索抗滑桩主要参数及工程量锚杆22m喷射混凝土厚10cm钢筋网8间距150mm锚杆长12m34锚杆1013根（9层2252=1013）桩尺寸23m桩间距6m桩长度12m桩根数38根桩顶冠梁0.83m桩尺寸22m桩间距4m桩长度12m桩根数56根锚索56根（钢绞线8根75，长17m）桩顶冠梁0.82m单价锚杆4000/t（含腰梁费用）挖孔桩：1000元/m3（包钢筋）土方施工：150元/m3（包括护壁）冠梁：500元/m3（包钢筋）挖孔桩：1000元/m3包钢筋）土方施工：150元/ m3（包括护壁）锚索：8600元/t锚头300元一个工程量1000m3（两个台阶）桩身混凝土：2736 m3挖土和护壁土方 ：2736m3 冠梁混凝土：540 m3桩身混凝土：2688 m3挖土和护壁土方：2688m3冠梁混凝土：360m3锚索用量：8.32t锚头56个造价造价：361.7万抗滑桩：273.6万挖土和护壁土方：41.1万冠梁：27.0万造价：341.7万抗滑桩：268.8万护壁土方：40.32万锚索：7.2万锚头：1.68万冠梁：18万造价：336.0万工期 总工期140天抗滑桩：110天冠梁：10天总工期：120天抗滑桩：100天锚索：20天冠梁：10天总工期：130天第4章 边坡支护结构设计及其计算41 滑坡稳定性分析与验算 滑壁高4m，滑体高18m，纵剖面长48m。路面动荷载，路面至滑面的垂直距离。土体为素填土， ，。详见K1820+700剖面滑坡推力示意图（附图01）。 滑块受到路基和路面动荷载的侧向水平推力计算：=0.704=1.420=0.73m=（198.88+10）0.704-210=109.04 kPa=210=23.83 kPa=194.881.420+ 210=155.49 kPa所以，= 109.04（8.88-0.73）=444.34 （8.88-0.73）=2.72m = =437.541 =1.84m所以，对O点求力矩 =437.514（8.88-1.84）-444.34（8.88-2.72） =343.150滑坡推力按传递系数法计算，计算结果见表4-1所示： (4-1) (4-2) (4-3) (4-4) (4-5) (4-6)以上各式中：87条块编号条块总面积 （）浸水部分面积（）浸水部分重（）条块重（）有效的滑动面长（）滑 面倾角（）动水压力下滑力（）抗滑力（）传递系数剩余下滑力（）154.9015.50302.251050.8511.032565.51509.62221.721.005364.34276.2545.00877.501471.2514.1628211.26901.97294.020.9341109.41369.0054.001053.001338.0012.3213121.47422.45277.120.9471244.89470.7250.32981.241368.8413.60000297.27881.64表4-1 K1820+700断面滑坡推力计算表（K=1.15）；第计算条块剩余下滑推力向第计算条块的传递系数；边坡稳定系数，取=1.15；第计算条块滑体在滑动面切线上的反力，；第计算条块滑动面上的抗滑力，；第计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值，取=9.5kPa；第计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值，取=7；第计算条块滑动面长度，；，第计算条块底面倾角和地下水位面倾角，计算时取；第计算条块单位宽度岩土体自重，；第计算条块单位宽度的动水压力，；水的重度，；第计算条块单位宽度岩土体的水下体积，；滑坡稳定性系数计算： 由表4-1可以看出，最后一块条块的剩余下滑力为881.64，此边坡属于不稳定边坡，必须进行处治。根据滑坡体的实际情况，结合表4-1宜在条块2处设抗滑桩，在滑块4处设挡土墙，详见K1820+700剖面滑坡推力示意图（附图01）；K1820+700剖面抗滑桩布置示意图（附图03）。由表易知，条块2处剩余下滑力为1109.41，取1110，桩前滑体抗力取被动土压力。42 锚杆设计由4.1的稳定性验算可知，滑壁在路面动荷载和路基主动土压力作用下是处于稳定状态的。但由于二级公路要求严格控制变形，故考虑在滑壁打上一排锚杆。锚杆设置于滑壁上2.0m处，其水平拉力为，安置角度。对O点取力矩，令=0，则/m锚杆的轴向拉力标准值和设计值可按下式计算： （4-7） （4-8）式中 锚杆轴向拉力标准值（kN）； 锚杆轴向拉力设计值（kN）；锚杆所受水平拉力标准值（kN）； 锚杆倾角（）； 荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。由公式（4-7）得： =由公式（4-8）得： =锚杆钢筋截面面积应满足下式的要求： （4-9）式中 锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（）； 锚筋抗拉工作条件系数，永久锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92； 边坡工程重要性系数； 锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值（kPa）。由公式（4-9）得： =取32的钢筋。锚杆锚固体与地层的锚固长度应满足下式要求： （4-10）式中 锚固段长度（m）； D锚固体直径（m）； 地层与锚固体粘结强度特征值（kPa）； 锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。由公式（4-10）得：=，取5m锚杆自由段长度=6.0m，外锚段长度=1.0m 所以，锚杆长度=1.0+5.0+6.0=12.0m。43 抗滑桩设计抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩，在滑坡推力的作用下，桩依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和被动抗力，以及滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持稳定。因此，使用抗滑桩的最基本的条件是：滑坡具有明显的滑动面，滑动面以上位非塑流性的地层，能够被桩所稳定；滑动面以下为较完整的基岩或密实的土层，能够提供足够的锚固力；在可能的条件下，尽量充分利用桩前地层的被动抗力，以期效果最显著，工程最经济。抗滑桩的设计应满足的要求：（1）整个滑坡体有足够的稳定性，即抗滑稳定安全系数满足设计要求值，保证滑体不越过桩顶，不从桩间挤出。（2）桩身要有足够的强度和稳定性，桩的断面和配筋合理，能满足桩内应力和桩身变形的要求。（3）桩周的地层抗力和滑体的变形在容许范围内。（4）抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都较适当，保证安全、方便施工，并使工程量最省。抗滑桩的设计任务就是根据以上要求，确定抗滑桩的桩位、间距、尺寸、埋深、配筋、材料和施工等。431设计计算参数及其分析1抗滑桩设计的基本假定：作用在抗滑桩上的外力包括：滑坡推力、受荷段地层（滑体）抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着力以及桩底应力等。这些力均为分布力。（1）滑坡推力作用于滑面以上部分的桩背上，可假定与滑面平行。通常假定每根桩所承受的滑坡推力等于桩矩（中至中）范围之内的滑坡推力。对于液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体，其靠近滑面的滑动速度较大，而滑体表层的滑动速度则较小，滑坡推力分布图形可假定为三角形。（2）抗滑桩截面大，桩周面积大，桩与地层的摩阻力、粘着力必然也大，由此产生的平衡弯矩显然有利，但其计算复杂，所以，一般不予考虑。（3）抗滑桩的基底应力，主要是由自重引起的。而桩侧摩阻力、粘着力又抵消了大部分自重。实测资料表明，桩底应力一般相当小，为简化计算，通常忽略不计，而对整个设计影响不大。2根据抗滑桩的设计要求和设计内容，抗滑桩的设计计算程序如图4-1所示。432 抗滑桩设计计算1、 设计资料否否是收集滑坡资料、分析原因、确定滑坡性质、范围等计算滑坡推力选择桩型，拟定桩长、锚固深度、截面尺寸等（推力、地形、地层参考类似工程）确定桩的计算宽度、选定地基系数计算桩的变形系数和计算深度，判断桩的计算性质（刚性或弹性桩）采用相应的计算方法计算桩的内力和变位、地基反力等，确定桩身的最大弯矩和剪力及位置绘制桩身弯矩、剪力图、变形曲线对钢筋混凝土桩进行配筋设计绘制施工图，提出施工技术要求等进行桩群的平面布置、拟定桩间距、桩位校核地基强度是否接近 图4-1 抗滑桩设计计算程序由地勘报告知，滑体主要为以含碎石粘土或粉质粘土为主的素填土，=19， =19.5，=10，10kPa。滑动面以下为强风化泥质砂岩，按密实土层考虑，=21, =35,=10kPa。抗滑桩设在条块2处位置，设桩处以下为强风化泥质砂岩，厚L=3.0m，底层为中风化砂岩，地基系数K=6。抗滑桩前后滑体高为6.0m，滑动面处的地基系数=80000，滑坡推力=1110，滑动面以下地基系数的比例为m=40000。（如图4-2所示）2、 作用在抗滑桩上的力系作用在抗滑桩上的外力包括：滑坡推力、受荷段地层（滑体）抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着力以及桩底应力等。实测资料表明，桩底应力一般相当小，为简化计算，通常可以忽略不计，而对整个设计影响不大。因此，实际作用在桩上的外力为：滑坡推力和桩侧应力。3、 抗滑桩的设计 根据滑坡体的位置和形状，抗滑桩设计为悬臂式桩板结构，初拟抗滑桩桩身尺寸为bh=2.0m3.0m，桩全长拟为12.0m，其中自由段=6.0m，锚固段=6.0m，桩之间的距离（中中）S=6.0m。桩截面面积：；桩截面惯性矩：；桩截面模量：；桩身混凝土（）弹性模量：；桩的抗弯强度：；桩的计算宽度：； 桩的计算深度：=3.0故按两种地层，桩的旋转中心在岩层计算。（2） 桩的转角 （4-12）代入：； ； =4.296；=3.0；=6660-3771.843288；（为滑坡推力与剩余下滑力之差）；得： =0.00153rad（3） 桩侧应力当0时 （4-13） 最大侧应力位置：令 则 =0.815当时 （4-14） = =3934.728918最大侧应力位置： （4） 剪力当0时 （4-15） =最大剪力位置：令 则： 故在地层分界处取得的剪力最大值。当时 （4-16） 代入：； ； rad； ； 得： 最大剪力位置：令 则 （5）弯矩当0时 （4-17） 最大弯矩位置：令 则 （此时）当时 （4-18）代入：； ； ； rad； ；得： 最大弯矩位置：令 则： （此时）各截面桩侧应力、剪力及弯矩计算：锚固段桩侧应力计算见表4-3 当0时 当时 表4-3 锚固段桩侧应力计算表 0525.83000525.8303.03934.7282754.001180.7280.5525.83037.39311.475551.7483.53934.7283213.00721.7280.815525.83060.95130.488556.293*4.03934.7283672.00262.7281.0525.83074.78645.900554.7164.2863934.7283934.730.0001.5525.830112.180103.275534.7354.53934.7284131.00196.2722.0525.830149.573183.600491.8035.03934.7284590.00655.2722.5525.830186.966286.875425.9215.53934.7285049.001114.2723.0525.830224.359413.100337.0896.03934.7285508.001573.372注：表中有*者表示最大值。 （6）桩侧应力复核 土层及严重风化破碎岩层 桩身对地层的侧压应力（）应符合下列条件： （4-19） 比较完整的岩质、半岩质地层桩身对围岩的侧压应力（）应符合下列条件： （4-20）式中 折减系数，根据岩层产状的倾角大小，取0.51.0； 折减系数，根据岩层破碎和软化程度，取0.30.5； 岩石单轴抗压极限强度，滑体换算高度：忽略地下水对土重的影响 由式（4-19）得： = =551.74525.83 =626.73556.293 由式（4-20）得： = =67201573.372 均符合要求。锚固段桩身剪力计算见表4-4 当0时 当时表4-4 锚固段桩身剪力计算 当0时y(m)QA1577.491y210.773y261.2y3Qy0.00028890002889.0000.5002889788.74652.6937.6502055.2111.00028891577.491210.77361.2001161.9361.50028892366.237474.239206.550255.07432.00028893154.982843.092489.600619.7472.50028893943.7281317.331956.2501415.8103.00028894732.4731896.9571652.4002088.030 当时y(m)Q1377y211831.184yQy3.00021012.52312393.00035493.6002088.030*3.50021012.52316868.25041409.1003528.3704.00021012.52322032.00047324.7004280.2104.50021012.52327884.25053240.3004343.5504.29621012.52325413.38050826.8004400.860*5.00021012.52334425.00059155.9003718.4005.50021012.52341654.25065071.5002404.7406.00021012.52349572.00070987.100402.581注：表中有*者表示最大值；有者表示理论上应为零，表中系计算误差值。锚固段桩身弯矩计算见表4-5 当0时 当时 表4-5 锚固段桩身弯矩计算 当0时y(m)MA2889y788.7456y270.2576y315.3y4My(kNm)0.00057780.0000.0000.0000.0005778.0000.50057781444.500197.1868.7820.9567017.4881.00057782889.000788.75670.25815.3007823.2971.50057784333.5001774.678237.11977.4568177.1591.65057784766.852147.360315.606113.4038195.288*2.00057785778.0003154.982562.061244.8008083.7572.50057787222.5004929.6601097.775597.6567570.7213.00057788667.0007098.7101896.9551239.3006688.288 当时y(m)M21012.523y5915.592y2459y3My(kNm)3.00015501.60763037.5705