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文档简介
长江三峡工程库区滑坡及库岸防治工程设计有关规定 (试行)长江勘测规划设计研究院二一年十月目 录第一章 总 则 1第二章 设计标准3 一、工程等级 3 二、设计水位 3 三、荷载 4 四、荷载组合 5 五、计算方法与计算参数 5 六、安全系数 7第三章 排水工程8 一、一般规定 8 二、排水工程设计 8第四章 刷方减载 10第五章 重力式挡土墙设计 11 一、概述 11 二、重力式挡土墙设计 11第六章 加筋挡土墙 14第七章 抗滑桩 16 一、一般规定16 二、抗滑桩设计16 三、抗滑桩结构设计19第八章 回填压脚 22第九章 预应力锚固工程 23 一、一般规定23 二、岩体预应力锚固设计与施工 24 三、土层预应力锚固与施工 25第十章 滑坡治理注浆设计与施工一般原则 27 一、一般规定27 二、注浆对象27第一章 总 则 1为了规范和统一我委三峡工程库区滑坡与库岸防治工程设计程序和设计标准,使工程设计做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规定。 2滑坡与库岸防治工程设计应遵循下列基本原则: (1)防治工程应与移民迁建区的社会、经济和环境发展相适应,与新址规划、环境保护、土地利用相结合。 (2)防治工程应进行技术经济论证,做到安全可靠、经济合理、技术先进、美观适用。并对工程治理与搬迁方案进行论证比选。 (3)应充分考虑三峡工程水库运行调度的特点、以及滑坡与库岸岩土体水文地质特性,合理确定滑坡与库岸稳定分析模式。 3滑坡与库岸防治工程设计前,必须进行专门的工程地质与水文地质勘察,应重点查明: (1)滑坡的范围、规模、地质背景、性状及其危害程度。分析滑坡产生的主次条件和滑坡原因,并判断稳定程度。预测发展趋势并提出预防与治理方案建议。 (2)滑坡体内滑带部位、滑痕、倾角,滑体及滑带的岩土性状和组成,及其物理力学特性。 (3)滑体及滑带地下水的分布情况。 (4)库岸除上述对滑坡的要求外,还应查明库水对岸坡的淘刷作用。 4滑坡与库岸防治工程设计应从实际出发,广泛吸取其它工程实践经验,认真分析滑坡与坍岸可能发生或发展的主要原因,选取排水、支挡、锚固、卸载、反压、护坡、以及改变岩土体力学特性等防治处理措施。 5本规定系根据三峡工程库区滑坡与库岸防治工程特将我国现行有关国家和行业标准相关内容摘编组成。采纳的主要规程、规范有: (1)建筑地基基础设计规范(GBJ789);(2)防洪标准(GB5020194);(3)城市防洪工程设计规范(CJJ5092)(4)碾压式土石坝设计规范(SDJ21884); (5)岩土工程勘察规范(GB500294); (6)水利水电工程地质勘察规范(GB502899), (7)水工预应力锚固设计规范(SL21298); (8)水工预应力锚固施工规范(SL4694); (9)土层锚杆设计与施工规范(CECS22:90); (10)堤防工程设计规范(GB5028698); (11)砌体结构设计规范(GBJ388); (12)混凝土结构设计规范(GBJ1089); (13)土工合成材料应用技术规范(GB502998); (14)公路加筋土工程设计规N(JTJ01591); (15)建筑桩基技术规范(JGJ9494);(16)室外排水设计规范(GBJ1487)。第二章 设计标准 一、工程等级 滑坡和库岸工程应根据失事后果(危及人的生命、造成经济损和社会影响及修复的可能性)的严重性、工程本身的规模等,参照建筑地基基础设计规范(GBJ789)、防洪标准(GB5020194)和城市防洪工程设计规范(CJJ5092)有关规定进行分级。1、 滑坡防治工程等级工程等级一二三危害人数(人)10001000500500危害对象县级及县级以上城市中的重要工业与民用建筑;高速及1级公路;重要港区陆域;大型管道工程;国家及省会城市间的干线通信设施等。县级及建制镇的一般工业与民用建筑;2级公路;中等港区陆域;中型管道工程;省会至地市间的重要通信设施等。一般集镇及农村据名店;3、4级公路;一般港区陆域;中型管道工程;地市间及地市至县的一般通信设施等。备 注对2、3级建筑物,其失事后影响特别大或有其他特殊原因时,通过论证其工程等级可提高1级。2库岸防护工程等级 库岸防护工程等级按照分区段库岸工程保护对象的重要性,参照上述滑坡防治工程等级确定。 二、设计水位 1三峡工程分期运用调度水位(1)围堰发电期:运行水位135 m;(2)初期运行期:正常蓄水位156m; 防洪限制水位135m; 消落低水位140m;(3)后期运行期:正常蓄水位175m;防洪限制水位145m; 消落低水位155 m;(4)20a一遇洪水最高蓄水位:初期150.1m,后期157.5m;(5)200a一遇洪水最高蓄水位:初期160.7m;后期166.9m。2设计水位 滑坡及库岸工程设计水位根据三峡工程坝前水位按一定频率回水线确定,即: 汛期:按20a一遇洪水回水线确定; 非汛期:按坝前初期和后期正常蓄水位接11月份20a一遇涞水回水线确定。三、荷载1.自重2.建筑物附加荷载按建筑物实有荷载施加,也可采用等效土重法简化计算。3.地下水作用荷载地下水荷载是滑坡及库岸防治工程设计的主要荷载,应根据三峡水库运行调度特点和工程区岩土体特性,通过试验和渗流分析确定岸坡内的地下水位线位置。正常水位降落幅度按照从水库正常高水位降落到防洪限制水位计算。对岩质滑坡应视滑裂面边界条件考虑作用于滑裂面上的渗压水作用。4.库水位荷载设计水位见本章“二”。5地震荷载根据有关规范按中国地震烈度区划图(1990)确定基本烈度进行验算。6暴雨荷载根据土石坝设计规范:仅对岸坡未设排水、而且土体渗透系数为10-510-4 cms时需进行暴雨荷载影响复核。因此,在滑坡治理时,对暴雨的影响主要考虑采取截、防、排措施进行预防。有条件时可根据滑坡及岸坡土体入渗系数、导水率等指标经入渗计算确定暴雨入渗影响。 暴雨重现期:一级建筑物50a;二级建筑物20a;三级建筑物10a。 暴雨强度:采用各场区1d平均暴雨强度计算。 四、荷载组合 1基本组合(1)正常运行水位:自重+建筑物附加荷载+库水位荷载+相应地下水荷载;(2)正常降落水位:自重+建筑物附加荷载+正常降落库水荷载+相应地下水荷载。 2特殊组合 (1)蓄水过程:自重+建筑物附加荷载+蓄水过程(从现状至135m蓄水或从135m至145m蓄水)+相应地下水荷载 (2)地震:基本组合(2)+地震注:在没有渗流分析成果时,正常降落水位浸润线滞降高度参考取值:对于K为10-5量级的土体取降落高度;对于K为10-4量级的土体取0.7倍降落高度;对于K为10-3量级的土体取0.3倍降落高度;对K为10-2量级及以下的土体不考虑库水滞降。基本组合(1)的库水位荷载,除包括水库特征水位外,至少还应考虑2种不同库水位作稳定分析的不利水位。五、计算方法与计算参数1计算方法(1)滑坡 滑坡体稳定性采用极限平衡法分析,沿滑床的推力计算采用传递系数法;对于滑体厚度较大时还应计算沿滑体土内的稳定,可采用圆弧滑动法或折线滑动法。一般应选择不少于2个平行于滑动方向的具有代表性的断面(其中应有一个是滑动主轴断面)进行稳定计算。(2)库岸 对均质或基本均均质岸坡土体(无明显滑带)可采用圆弧滑动法计算。 2计算参数 计算参数应与计算方法及运用工况对应的试验方法一致。(1) 滑坡 室内与现场力学试验 一般情况下,浸润线以下滑带采用饱和快剪的残余强度指标,润线以上滑带采用天然状态快剪的残余强度指标。对于重要滑坡,应进行现场大型直剪和滑面重合剪测抗剪强度指标。 工程类比与反演分析 由于库区滑坡地质条件复杂,试验手段、试验方法不能完全模拟天然状态的滑坡土体结构和滑移模式,因此,进行滑坡稳定分析时采用的岩土体抗剪强度参数,除参考试验值外,一般还应进行工程类比和反演复核,最后将3种不同方法获取的强度参数进行综合分析比较,确定设计参数。 反演分析荷载应考虑现阶段滑坡实际遇到的最不利地下水条件。安全系数取值可按水利水电工程地质勘察规范要求,并参考其它相关规范规定执行。一般情况下,对于稳定性好的滑坡取K=1.15l.25,基本稳定状态取K=1.05l.15,临界稳定状态取K= 1O105,有滑动趋势的滑坡取K=0951.0。采用反演参数进行整治工程设计时应考虑蓄水作用适当折减。(2)库岸 室内试验 根据岸坡(土质)土体物理性能,以及库岸不同运行工况要求,参照碾压式土石坝设计规范要求对应的试验方法和力学参数使用。抗剪强度指标的测定和应用表控制稳定时期强度计算方法土类使 用仪 器试验方法与代号强度指标试验起始状态施工期有效应力方法无粘性土直剪仪慢剪C、 填土用填筑含水量和填筑密度的土,地基用原状土三轴仪排水剪(S或CD)粘性土饱和度小于80%直剪仪慢剪三轴仪不排水剪测孔隙压力(Q或UU)饱和度大于80%直剪仪慢剪三轴仪固结不排水剪测孔隙压力(R或Cu)总应力法粘性土渗透系数10-7cm/s直剪仪慢剪Cu、u任何渗透系数三轴仪 不排水剪(Q或UU)稳定渗流期和水库水位降落期有效应力法无粘性土直剪仪慢剪C、 同上,但要预先饱和粘性土三轴仪排水剪(S或CD)粘性土直剪仪慢剪三轴仪固结不排水剪测孔隙压力(R或CD)水库水位降落期总应力法粘性土Ccu、cu 工程类比与反演分析 根据室内试验得到的库岸土体物理特性指标(含水量、干密度、流、塑性以及颗粒组分等指标)与其它工程同类型土质试验指标进行比较,对试验参数进行合理性分析。对于天然库岸岸坡也可进行反演分析,反演安全系数根据岸坡稳定情况,一般可取K=1.101.25。六、安全系数1滑坡当采用传递系数法计算时,对一级建筑物基本组合取1.25,特殊组合取1.15;二级建筑物基本组合1.15,特殊组合取1.05;三级建筑物基本组合取1.1,特殊组合取1.05。2库岸对于均质岸坡,先采用瑞典圆弧法搜寻最不利滑裂面,然后对该滑裂面采用传递系数法进行计算,对应的安全系数与滑坡工程取值相同。第三章 排水工程 一、一般规定1排水工程设计应在滑坡与库岸防治总体方案基础上,结合工程地质与水文地质条件,以及场区降雨条件,制定地表排水、地下排水或两者相结合方案。2当滑坡与坍岸体上存在地表水体且必须保留时,应进行防渗处理,并与拟建防排系统相接。 二、排水工程设计(一)地表排水1地表排水系统应根据滑坡与库岸地形及土层特性,由截、防、排等综合措施组成。2地表排水工程的设计标准应根据防护对象等级合理确定,选取某一降雨频率作为计算流量的标准。3地表排水工程应根据确定的降雨设计频率,按照短历史小流域产汇流公式计算地表汇流量。 当缺乏资料时,可按中国公路科学院提出的经验公式计算。即: 当汇水面积F3km2时Qp=SpF2/3 当汇水面积F3km2时Qp=SpF 式中:Sp设计降雨强度; 径流系数。4地表排水工程的水力计算,应对排水系统各主、支沟段控制的汇流面积进行分割计算,并根据设计降雨强度标准(按相应频率1d的平均降雨强度采用)分别计算各主、支沟段汇流量和输水量,在此基础上确定排水沟断面或校核已有排水沟过流能力。5.外围截水排水沟应设置在滑坡体或老滑坡后缘,远离裂缝5m以外的稳定斜坡上,平面上依地形而定。当排水沟需要通过裂缝或松散土层区时,应采取防渗堵漏措施。6.排水沟的平面与纵坡布置,应根据地形及满足过流要求,参照有关规定执行。排水沟安全超高一般不小于0.2m。7.当排水沟自然纵坡大于1:20或局部高差较大时,可设置陡坡或跌水。陡坡或跌水进出口段,应设置翼墙与上下游沟渠护壁连接。8.陡坡与缓坡连接曲线应根据水力计算确定,陡坡或跌水下游应采取消能和防冲措施。跌水高差在5m以内时,宜采用单级跌水,大于5m时宜采用多级跌水。9.排水沟材料可根据具体情况采用浆砌片石或块石、毛石混凝土或素混凝土等。砂浆标号宜用M7.5M10,混凝土标号宜用C20C15.10.排水沟应根据需要设置伸缩缝,缝间距1015m,缝内设置止水。(二)地下排水1当滑坡或坍岸体表层有积水湿地、泉水露头或地下水高时,为降低地下水、增加滑坡与坍岸体稳定性,宜设置地下排水工程。2.地下排水工程应根据岩土体含水层与隔水层水文地质结构及地下水动态特征,选用隧洞排水、钻孔排水、渗沟排水或盲沟排水等措施。3.各类地下排水措施的布置原则及水力计算,参照有关规程规范及其他工程经验执行。4.各类地下排水措施出口应高出库水位,否则应经论证后方能采用。第四章 刷方减载1刷方减载一般包括滑坡后缘减载、表层滑体或变形体的清除、削坡降低坡度、以及设置马道等。2当开挖高度较大,即当堆积体或土质边坡高度超过10m、岩质边坡高度超过20m时,宜在开挖坡面设置马道放坡,马道宽23m,沿马道应设置排水沟。3采用爆破方法对后缘滑体或危岩体进行刷方减载,必须专门对周围环境进行调查,对爆破振动对整体稳定的影响和爆破飞石对周围环境的危害作出评估。4刷方减载后形成的边坡高度大干8m时,必须采用分梯段开挖,边开挖边支护,上一梯段支护完成后才允许开挖下一梯段,根据岩土体稳定特性,分段开挖高度宜取38m。严禁不支护一次开挖到底。5土质边坡高度大干8m时,宜采用喷锚网、钢筋混凝土格构等支护;边坡高度小于8m、且稳定条件允许时,可以一次开挖到底,采用浆砌块石挡墙支护及护坡。第五章 重力式挡土墙 一、概述1重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持墙体在土压力作用下的稳定。重力式挡土墙可用砌体砌筑或混凝土浇注建成。重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜,垂直和俯斜三种类型。2按土压力理论,仰斜墙背的土压力最小,俯斜墙背的主动土压力最大,垂直墙背位于两者之间。3如挡土墙修建时需要开挖,因仰斜墙背可与开挖的临时边坡相结合,而俯斜墙背后需要回填土,因此,对于支挡挖方工程的边坡,以仰斜墙背为好。反之,如果是填方工程,则宜用俯斜墙背或垂直墙背,以便填土易夯实,在个别情况下,为减小土压力,采用仰斜墙也是可行的,但应注意墙背附近的回填土质量。4当墙前原有地形比较平坦,用仰斜墙比较合理;若原有地形较陡,用仰斜墙会使墙身增高很多,此时宜采用垂直墙或俯斜墙。5挡土墙应设置排水孔,其间距宜为23m,外斜5,尺寸不小于100mm。墙后要做好滤水层和必要的盲沟,在墙顶地面宜设防水层。当墙后有山坡时,应在坡下设置排水沟。6墙后填土宜选择透水性较强的填料。当采用粘性土作为填料时,宜掺入适量的块石。7挡土墙每隔1020m设置伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在拐角处应适当采取加强的构造措施。 二、重力式挡土墙设计挡土墙必须具有足够的整体稳定性和结构强度。设计时应验算挡土墙在荷载作用下,沿基底的滑动稳定;绕墙趾转动的倾覆稳定和地基的承载力。当基底下存在软弱土层时,还应验算该土层的滑动稳定,当不能满足要求时,应考虑采取工程措施,以保证安全。1.作用在挡土墙上的荷载(1)永久荷载 墙身自重;土重;墙背回填土及表面的超载引起的土压力(主动土压力或剩余下滑力);墙顶附加荷载;墙背与第二破裂面之间的有效荷载。(2)可变荷载 车辆荷载引起的土压力;静水压力和浮力;渗压力;波浪压力。(3)偶然荷载地震;施工及临时荷载;水流漂浮物撞击力。2荷载组合挡土墙设计时,应根据可能同时出现的作用荷载,选择荷载组合,常用的荷载组合见下表:常用荷载组合表组合荷 载 名 称挡土墙结构自重、土重和土压力相结合挡土墙结构自重、土重和土压力与汽车荷戴引起的土压力相结合组合I与设计水位的静水压力及浮力相结合组合与设计水位的静水压力及浮力相结合组合I与地震力相结合根据荷载性质,荷载组合又可分为主要组合、附加组合和偶然组合。(1)主要组合:永久荷载与可能发生的主要可变荷载组合;(2)附加组合:永久荷载与主要可变荷载和附加可变荷载组合;(3)偶然组合:永久荷载、主要可变荷载与一种偶然荷载组合;3挡土墙的稳定验算挡土墙前的被动土压力,一般不予考虑。当基础较深,地层稳定,不受水流冲刷和扰动破坏时,结合墙身的位移条件,可以适量考虑被动土压力。(1)抗滑稳定验算与安全系数 Kc=(N+Ep)Ex式中:N作用于基底的竖向力代数和; Ep墙前被动土压力及其它水平作用力代数和; Ex墙背主动土压力及其它水平作用力代数和; P基底摩擦系数。 抗滑安全系数:主要组合时Kc1.3;附加组合时Kc1.2;考虑偶然组合时Kc1.1。当挡土墙设计高度超过12m时,应适当加大安全系数。(2)抗倾稳定验算与安全系数 Ko=MyMo式中:My各力系对墙趾的稳定力矩之和; Mo各力系对墙趾的倾覆力矩之和。 抗倾安全系数:主要组合时Kc1.5;附加组合时Kc1.3;考虑偶然组合时Kc1.1。当挡土墙设计高度超过12m时,应适当加大安全系数。 4基底应力及偏心距验算 正常情况下用常规方法进行验算;若基底下有软弱夹层时,应验算该土层的稳定性,稳定性可用圆弧滑动法进行验算。 5挡土墙截面强度验算 为保证墙身的安全可靠,应保证墙身具有足够的强度,验算其截面承载力,其中包括:偏心受压承载力验算、弯曲承载力验算。(1) 用砌体砌筑的挡土墙截面强度验算用砌体砌筑的挡土墙截面,在垂直及水平向压力作用下,使截面承受偏心压缩的作用。按砌体结构设计规范(GBJ388)中相应的公式分别计算偏心受压构件受压承载力和受剪承载力。(2)混凝土挡土墙截面强度验算对于混凝土浇注的挡土墙,则应按素混凝土偏心受压计算,除应计算弯矩作用平面的受压承载力外,还应按轴心受压构件验算其受压承载力,此时,不考虑弯矩,但应考虑稳定系数的影响。按水工混凝土结构设计规范(SLT19196)相应的公式计算。 第六章 加筋土挡墙 1.加筋土挡墙稳定分析采用极限平衡法,其设计包括:挡墙外部的整体稳定计算、挡墙内部稳定计算。 2.外部稳定性计算应采用重力式挡墙的稳定计算方法计算,计算内容包括挡墙的水平抗滑稳定、深层抗滑稳定、抗倾稳定和地基承载力。墙背土压力按主动土压力和滑坡传递至挡墙处的剩余下滑力两者中的大值计算。3.内部稳定计算包括筋材强度计算和抗拔稳定计算,计算方法和公式按土工合成材料应用技术规范(GB502998)和公路加筋土工程设计规范(JTJ01591)有关规定执行。 4.加筋土挡土墙设计的荷载类型按下表采用: 荷载类型表荷载类型编号荷载名称永久荷载 1加筋体重力 2加筋体上填土重力 3加筋体外土的侧压力 4水的浮力基本可变荷载 5汽车 6平板挂车或履带车 7车辆荷载引起的侧压力偶然荷载 8地震力备注荷载计算按公路加筋土工程设计规范(JTJ01591)进行。5结构计算时,应根据可能同时出现的作用荷载,选择荷载组合:组合I:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种与永久荷戟的一种或几种相组合;组合:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种永久荷载的一种或几种与其它可变荷载的一种或几种相组合;组合:平板挂车或履带车与结构重力、土的重力及土侧压力中的一种或几种相组合; 组合:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种与永久荷载的一种或几种与偶然荷载中的船只和漂流物撞击力相结合; 组合V:在进行施工阶段验算时,根据可能出现的施工荷载(如结构重力、脚手架、材料机具、人群)进行组合; 组合:结构重力、土重及土侧压力中的一种或几种与地震力相组合。 6加筋土挡墙的水平抗滑、深层抗滑稳定、抗倾稳定和筋材抗拔稳定安全系数不小于下表中规定。安全系数和稳定系数表 荷载组合筋带抗拔安全系数Kt稳定系数基底滑移Kc倾覆Ko整体滑动Ks 组合I 2.0 1.3 1.5 1.25组合 1.7 1.3 1.3 1.25 组合V 1.6 1.2 1.2 1.25 组合 1.2 1.1 1.2 1.1第七章 抗滑桩 一、一般规定1.抗滑桩适用于有明显滑动面,滑动面以下为稳定的岩土地层的滑坡。是将桩埋于稳定地层中,依靠桩与桩周岩(土)体的相互嵌制作用来承受土体的下滑力,使变形体得到稳定。抗滑桩的设置必须满足下列要求: (1)滑坡体必须达到规定的安全值;(2)保证滑坡体不越过桩顶或从桩间滑走;(3)不产生新的深层滑动。2本章适用于单排钢筋混凝土埋式抗滑桩,多排及悬臂、预应力锚拉桩可参照本节规定。3抗滑桩的设置位置应在滑坡体中、下部选择滑坡体较薄、锚固段地基强度较高的地段,其平面布置、桩间距、桩长和截面尺寸等的确定,应综合考虑达到经济合理。4桩间距宜为25倍桩径,当滑体为粘性土且较潮湿或位于水库正常蓄水位以下,桩间土体易于坍塌时,宜在桩问增设防止坍塌的支挡工程。5抗滑桩的截面形状宜为矩形。桩的截面尺寸应根据滑坡推力大小、桩间距以及锚固段地基的横向容许抗压强度等因素确定。桩孔最小边宽不宜小于l.25m。 二、抗滑桩设计1作用于抗滑桩的外力,可计算滑坡推力(包括活载引起的滑坡推力)、桩前滑体抗力(指滑面以上桩前滑体对桩的反力)、锚固段地层的抗力。桩侧摩阻力和粘聚力以及桩身自重和桩底反力可不计算。2.作用于每根桩上的滑坡推力应按设计的桩间距计算。3.抗滑桩上滑坡推力的分布图形可为矩形、梯形、三角形,应根据滑体的性质和厚度等因素确定。(对于液性指数较小、刚度较大和较密实的滑体,滑体内竖直面上各点滑动速度大体一致,滑坡推力分布图形采用矩形;对于液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体,滑坡推力分布图形可采用三角形;介于上述两者之间的情况可采用梯形分布。)4滑坡推力应根据其边界条件(滑面与周界)和滑带上的抗剪强度指标,按建筑地基基础设计规范(GBJ789)第6.5.3条的规定计算确定(其中的安全系数按本规定第二章确定)。5滑动面以上桩前滑体抗力,可由极限平衡时的滑坡推力曲线或由桩前被动土压力确定。设计时选用其中小值。当桩前滑体可能滑走时,不应考虑其抗力。6滑动面以上的桩身内力,应根据滑坡推力和桩前滑体抗力计算。滑动面以下的桩身变位和内力计算,先判断是刚性桩还是弹性桩,刚性桩用角变位法计算,弹性桩应根据滑动面处的弯矩和剪力按地基的弹性抗力进行计算。(参考抗滑桩设计与计算(铁道部第二勘测设计院编1983)和路基(人民交通出版社1996)。7滑动面以下的地基系数应根据地基的性质和深度按下列条件确定:当为较完整的岩质和硬粘土时,地基系数应为常数K;当为硬塑半干硬的砂粘土及碎石类土,风化破碎的岩块时:桩前滑动面以上无滑体或无超载时,地基系数应为三角形分布,桩前滑动面以上有滑体或有超载时,地基系数应为梯形分布。8抗滑桩底支承可采用自由端或铰支端。(具体考虑参见抗滑桩设计与计算(铁道部第二勘测设计院编1983)和路基(人民交通出版社1996)。9抗滑柱锚固深度的计算采用假定桩身长,根据下列地层的横向容许承载力试算确定。(1)地层为土层或风化成土、砂砾状岩层时,滑动面以下深度为h23和h2 (滑动面以下桩长)处的横向压应力h2/3和h2应小于等于地基的横向容许承载力。地基y处横向容许承载力按下式计算: H=4(1h1+2y)tgcos +c式中:H地基的横向容许承载力,kPa; 1滑动面以上土的重度,kPa; 2滑动面以下土的重度,kPa; 滑动面以下土的内摩擦角,度; c滑动面以下土的粘聚力,kPa; h1设桩处滑体地面至滑动面的距离,m; y滑动面至计算点的深度,m。(2)地层为岩层时,桩的最大横向压应力max应小于等于地基的横向容许承载力。地基的横向容许承载力按下式计算: 桩为矩形截面时, H=KHR式中:KH在水平方向的换算系数,根据岩层构造,可采用0.51.0; 折减系数,根据岩层的裂隙、风化及软化程度,可采用0.300.45; R岩石单轴抗压极限强度(kPa)。 桩为圆形截面时, H=KHR/1.2710锚固段桩的换算长度(h2、h2)符合下列条件时,可按刚性桩计算,否则接弹性桩计算。(1)锚固段地基系数为常数K时 h2l.0式中:h2滑动面以下桩长(m); 桩的变形系数(m-1),按下式计算: =(KBp4EI)1/4 其中:K地基系数,kPam,见附表1; E桩的混凝土弹性模量,kPa; I桩的截面贯性矩,m4; Bp桩的计算宽度,m,矩形桩Bp=b+1 圆形桩Bp=0.9(d+1) B矩形桩的设计宽度,m; d圆形桩的直径,m。(2)锚固段地基系数为三角形分布时, h22.5式中:桩的变形系数,m-1,按下武计算: =(mBpEI)1/5 其中:m地基系数(随深度增加的比例系数),kPam2,见附表2。(3)锚固段地基系数为梯形分布时,可将桩分成若干小段,采用常数分布近似计算。 三、抗滑桩结构设计 1抗滑桩的结构设计,可按极限状态法计算。 2抗滑桩按受弯构件设计,无特殊要求时,可不作变形、抗裂、挠度等项验算。对于利用抗滑柱作为建筑物桩基的工程,即“承重阻滑桩”,应按建筑桩基技术规范(JGJ9494)进行桩基竖向承载力、桩基沉降、水平位移和挠度验算,并须考虑地面附加荷载对桩的影响。 3桩身混凝土标号,宜采用C20。当地下水有侵蚀性时,水泥应按有关规定选用。 4纵向受力钢筋直径不应小于16mm,净距不宜小于12cm,困难情况下可适当减小,但不得小于8cm。如用束筋时,每束不宜多于三根。如配置单排钢筋有困难时,可设置两排或三排。受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于6cm。 5纵向受力钢筋的截断点应在按计算不需要该钢筋的截面以外,其伸出长度不应小于:I级钢筋和5号钢筋为30d,级钢筋为35d,级钢筋为40d(d为钢筋直径)。 6桩内不宜设置斜筋,可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施,以满足斜截面的抗剪强度。 7箍筋宜采用封闭式。肢数不宜多于4肢,其直径不应小于14mm,间距不应大于50cm。 8桩的两侧和受压边,应适当配置纵向构造钢筋,其间距宜为4050cm,直径不宜小于12mm。桩的受压边两侧,应配置架立钢筋,其直径不宜小于16mm。附表1 抗滑桩地基系数K及地层物理力学指标表地层种类内摩擦角()弹性模量(104T/m2)泊松比地基系数K(T/m3)剪切应力(T/m2)粗粒长岗岩、正长岩、辉绿岩、玢岩80以上5436906707870.250.300.282.01052.51052.5105150以上中粒花岗岩、粗粒正长岩、坚硬白云岩80以上5436506507000.250.251.81052.0105150以上坚硬石灰岩坚硬砂岩、大理岩粗粒花岗岩、花岗片麻岩8044010004665435436000.250.301.21052.0105150较坚硬石灰岩较坚硬砂岩不坚硬花岗岩75804409004465005436000.250.300.81051.2105120140坚硬页岩普通石灰岩普通砂岩70752005004408004605000.150.300.250.300.250.300.41050.810570120坚硬泥灰岩较坚硬页岩不坚硬石灰岩不坚硬砂岩70801201983604406001002780.290.380.250.300.250.300.250.300.31050.41055070较坚硬泥灰岩普通页岩软石灰岩6570901903004405000.290.380.150.200.250.21050.31053050不坚硬泥灰岩硬化粘土软片岩硬煤4535013050705300.290.380.300.370.150.180.300.400.61041.21041530密实粘土普通煤胶结卵石掺石土30451305305105100.300.370.300.40-0.31040.61041015附表2 土的地基系数序号土 的 名 称竖直方向m0(T/m4)水平方向m(T/m4)10.75IL1.0的软塑粘土及砂粘土;淤泥1002005014020.5 IL 0.75的软塑粘砂土、砂粘土及粘土;粉砂及松砂土2004001002803硬塑粘砂土、砂粘土及粘土;细砂和中砂4006002004204坚硬的粘砂土、砂粘土及粘土;粗砂60010003007005砾砂;碎石土、卵石土1000200050014006密石的大漂石80001200040008400注:IL为土的液性指数,其m0和m值的条件,相应于桩顶位移0.61.0cm附表3 岩石的抗压强度和地基系数顺序抗压强度(T/m2)地基系数(T/m3)单轴向极限值R侧向容许值竖直方向K0水平方向K110001502001000020000600016000215002003002500015000200003200030040030000180002400043000400600400002400032000540006008006000036000480006500075010008000048000640007600090012001200007200096000880001200160015000025000090000200000第八章 回填压脚1回填压脚系指经过专门设计的,在滑体的阻滑区段增加竖向荷载以提高滑体稳定性的工程措施。2.回填压脚填料应遵循就地取材的原则。根据库区岸坡土体特性及移民搬迁建设实际,一般以碎块石为宜。3.库水位变动带的回填压脚须对回填体进行地下水渗流和库岸冲刷处理,设置反滤层并进行防冲刷防护。4对小型滑坡,通过论证可以采用加筋土挡墙作为压脚支挡结构。5.回填压脚可与护岸基脚相结合。第九章 预应力锚固工程 一、一般规定1预应力锚固工程根据加固区岩土体特性分为岩锚工程和土锚工程。其中岩锚工程设计参照水工预应力锚固设计规范(SL21298)和水工预应力锚固施工规范(SL4694)有关章节执行;土锚工程设计参照土层锚杆设计与施工规范(CECS22:90)有关章节执行。 2锚杆材料可根据锚固工程性质、锚固部位、工程规模选择高强度、低松弛的预应力钢丝、纲绞线和高强钢筋。各种材料的力学性质必须符合相应的国家标准。3预应力锚杆的外锚头、锚夹具、内锚头、以及连接锚杆杆体的受力部件的材料性能,应符合国家有关钢材质量的要求。各部件力学强度应达到钢材极限抗拉强度的95以上。4锚固工程使用的水泥(砂)浆原材料,应采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。水泥的质量应符合国家GBl75的规定。其它防腐保坍材料也应符合国家有关标准。5锚固工程设计必须具备如下工程地质与水文地质资料:(1)锚固工程区地形、地貌及建筑物布置资料;(2)岩锚工程范围内的围岩级别、主要构造的产状、各结构面的组合关系以及地下水发育程度。岩体的抗压强度、抗拉强度、声波波速、岩体及滑裂面的C、(指标和胶结材料与被锚固介质的粘结强度。对于、V级围岩,还应提供围岩的流变特性。(3)土锚工程范围内的土层种类与土的抗剪强度、颗粒级配、渗透系数、水的侵蚀性等物理力学性能和化学性能。6.当滑坡体表层为堆积层或土质滑坡,预应力锚杆应与钢筋混凝土梁、格构或抗滑桩组合使用。7锚杆设计应包括以下内容:(1)确定锚固范围和锚固深度。(2)选择锚固方式。(3)计算锚固力大小。(4)确定预应力锚杆的数量,选择布置方式。(5)确定锚杆的结构形式及结构参数。(6)编制施工技术要求和特殊情况的技术处理措施。(7)安全监测。 二、岩体预应力锚固设计与施工1.锚杆体选型(1)边坡及滑坡加固锚杆一般采用胶结式锚固方式。(2)永久性预应力锚固工程,宜优先选用高强度、低松弛的钢丝或纲绞线。2锚杆体结构设计(1)预应力错杆体的锚固段、张拉段、外锚头,以及各种连接部件,应按等强度的原则进行设计。且锚固段所提供的锚固力,必须大于预应力锚杆的超张拉力。(2)锚固段长度按防止锚杆体从胶结体中拔出和胶结体沿孔壁滑移的要求,通过计算确定。对重要工程,还应通过现场拉拔试验进行验证。(3)锚杆体沿长度方向每隔24m设置一道隔离架。隔离架中应预留灌浆管和排气管的通道。(4)锚杆体内锚段水泥浆胶结材料的强度等级不应低于C35;张拉段水泥浆强度等级不应低于C25;外锚头垫墩混凝土强度等级不应低于C30;封裹混凝土强度等级不应低于C20。3张拉力控制和张拉程序设计(1)施加设计张拉力时,锚杆体内钢丝或纲绞线的平均应力,不应大干钢材极限强度的60;施加超张拉力时,不应大于钢材极服强度的69。(2)锚杆的张拉力应分级施加,逐级增加至超张拉荷载。每级持荷时间5lOmin。4预应力锚固设计(1)根据边坡失稳滑移面模式及力学指标,采用极限平衡理论进行稳定性分析,在充分考虑滑坡自身强度作用的原则下,按有关规范要求确定由预应力锚杆提供的抗滑力。(2)在边坡锚固设计时,应做好截水、排水设计。5预应力锚杆施工(1)预应力锚杆施工包括造孔、锚杆制作与安装、张拉、灌浆与锚杆监测、试验等工序。(2)锚杆造孔孔径应满足杆体9孔壁间浆液厚度不小于20mm的要求。造孔精度、清孔要求等参照有关规范要求执行。根据钻进记录确定是否对岩体进行固结灌浆。(3)锚杆制作应在加工车间或厂棚内进行,严禁直接在露天场地加工。杆体下料长度、编制秩序与编号、以及运输与安装等工艺应符合规范和设计文件要求。(4)锚杆张拉机具、设备和仪表等,使用前必须进行率定,并由专人负责保管、使用。所有设备率定间隔周期为6个月。未经率定认证的设备不得使用。(5)张拉设备的量程不得小于设计张拉力的1.5倍。压力表的读数精度不得低于1.5级,压力表量程应使读数控制在1434表范围内。(6)锚杆张拉宜采取单根预紧整杆张拉工艺分级实施。分级等及各阶段应力控制标准应符合设计要求。(7)锚杆防腐材料及要求应符合设计要求。三、土层预应力锚固与施工1.土层锚杆的布置与结构参
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