岩土工程毕业设计

长沙市雨花区蔡家冲路K1+540-K1+660段滑坡处治施工设计-47-1岩土工程勘察1.1前言蔡家冲路为长沙市城市主干道，为长沙市重点项目.其西接湖南省人民政府及天心区人民政府，东接长沙南北大动脉万家丽路，路幅宽86米，滑坡前已基本建成。蔡家冲路K1+520～K1+720段现路面标高在55.00-56.25m,其右侧为湖南省森林植物公园天际岭国家森林植物公园，右侧全为挖方区，边坡坡度为1:1.5，切深14.00～26.00m。2005年3月上旬雨后，K1+580～K1+660段出现山体滑坡，大量土体及树木随雨水冲刷至道路上，严重影响交通。且滑坡体上方为植物公园内机动车道且有二个电力铁塔，勘察时，一个电力铁塔已受滑坡影响正准备搬迁。而时正值雨季，山体滑坡仍在继续发育，已严重威胁植物公园内机动车道及电力铁塔的安全，情况十分紧急，破坏后果将很严重，边坡安全等级为一级。1.2勘察目的运用各种勘察测试手段和方法，对建筑场地进行调查研究，分析判断修建各种工程建筑物的地质条件以及建设对自然地质环境的影响；研究地基、基础和上部结构共同工作时，保证地基强度、稳定性以及不致产生过大沉降变形的措施，分析并提出地基的承载能力；提供基础设计、施工以及必要时进行地基加固所需要的工程地质和岩土工程资料。1.3勘察工程布置本次勘察采用了现场调查、位移测量监测、综合工程地质测绘，钻探、标准贯入试验、常规的岩、土、水试样的室内试验，特别对滑动带取原状土样进行重复剪切试验，以求得滑动带土的峰值强度和残余强度。钻探时，对第四系地层采用冲击钻探，套管护壁，对基岩采用回转钻进。采用薄壁敞口取土器重锤少击法进行原状土样采取，土样质量达到Ⅰ级。本次共完成工作量如下表。勘探工作量一览表 表1-1工作项目单位工作量综合工程地质测绘km20.1钻探米/孔252.50/22跟管钻进米252.50取原状土样并试验组35取岩样并试验组6取水样并试验组2标准贯入试验次54滑坡场地测量组日5测量放孔个22简易水文观测个22本次勘察原由设计单位布置钻孔11个，后由于勘察时滑坡范围扩大，长已为K1+540～K1+660段，纵深已接近植物公园内机动车道。根据滑坡处理需要经建设方同意增加钻孔11个，本次勘察实际施工钻孔22个，勘察范围也调整为K1+540～K1+660。1.4设计依据设计单位提出的《蔡家冲路边坡塌方处地质勘察技术要求》；《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）；《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）；《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）1.5工程地质及水文地质条件1.5.1地形地貌该滑坡场地位于长沙市蔡家冲路K1+540～K1+660段东南侧，湖南省森林植物公园西北侧，原始地貌为低山剥蚀丘陵。地形上呈东南高，西北低，东南侧山顶标高为102.70米，该段蔡家冲路标高为55.00-56.00米左右。山坡植被发育，山坡上部较陡；下部较缓，地形坡度15°～25°。在下部由于蔡家冲路修建，形成一个高达14～26米的高边坡，边坡坡度为1：1.50。勘察期间，由于山体已出现滑动，K1+540～K1+660段护坡已破坏，护坡上部出现一个长约120多米，宽100多米的滑坡体。1.5.2地层岩性根据钻孔揭露，场地内地层从上往下依次为（其地层序号为①~⑦）:素填土（Ｑ４ml）:褐黄色、灰黄色、灰黑色、松散，很湿，主要由粘性土混少量砂砾组成，回填年限一年左右。该层主要分布于电力铁塔附近，即ZK4、ZK20、ZK22，厚度:0.40-4.10m，平均1.83m；层底标高:71.95-85.97m，平均78.61m；层底埋深:0.40-4.10m，平均1.83m。②耕土（Ｑ４pd）:褐灰色、灰色，可塑，湿，内含植物根茎，稍有光滑，中等～低干强度，中等～低韧性。该层广泛分布于场地内，厚度:0.20-0.50m，平均0.38m；层底标高:70.14-85.57m，平均78.94m；层底埋深:0.20-1.40m，平均0.49m。③含砾粉质粘土（Ｑdl）：灰黄色、黄褐色，滑坡体内为松散状态，滑坡周界外为稍密～松散，湿，内含15～30%的砂砾石。无摇震反应，稍有光滑，中等干强度，中等韧性。场区普遍分布，厚度:0.50-3.60m，平均1.45m；层底标高:68.31-83.87m，平均75.37m；层底埋深:0.70-4.10m，平均1.67m。④残积粘土（Ｑel）：深红色，可塑～软塑，很湿～饱和，无摇震反应，光滑，高干强度，高韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。该层主要分布于滑坡体内，为滑动面，厚度:0.40-0.80m，平均0.59m；层底标高:67.71-80.05m，平均72.78m；层底埋深:1.40-2.60m,平均1.81m。⑤残积粘土（Ｑel）：褐红色，硬塑～可塑，很湿，无摇震反应，无摇震反应，光滑，高干强度，高韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。为潜在滑动面，场区普遍分布，厚度:0.30-2.10m，平均0.78m；层底标高:68.30-80.76m，平均74.62m；层底埋深:2.00-4.60m，平均2.72m。⑥残积粉质粘土（Ｑel）：褐红色，硬塑，湿，无摇震反应，稍有光滑，中等干强度，中等韧性，系下伏粉砂岩风化残积而成，遇水易软化。场区普遍分布，厚度:0.70-4.30m，平均2.15m；层底标高:65.91-79.57m，平均72.34m；层底埋深:1.10-8.30m，平均4.71m。⑦强风化泥质粉砂岩（E）：紫红色，粉砂质结构，块状构造，泥质胶结，风化强烈，节理裂隙不甚发育，节理面见铁锰质氧化物，岩芯破碎呈坚硬土状、块状，柱状，手拆易断，遇水易崩解，暴露在空气中易进一步风化，采取率70～85%，RQD为65～75%，岩体较完整，岩石为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层分布于整个场地下部，已控制厚度3.10-5.00m。⑧中风化泥质粉砂岩（E）：紫红色，浅红色，粉砂质结构，块状构造，泥质胶结，风化较强烈，节理裂隙不发育，节裂面较光滑，岩芯呈长柱状、短柱状、少量碎块状，锤击声较脆，不易碎，回转进尺稍慢，采取率为85～95%，RQD为80～90%，岩石为极软岩,岩体完整，岩体基本质量等级为Ⅴ类。该层分布于整个场地下部，已控制厚度3.60-4.70m。根据探井揭露和场地现场调查，场地内岩层走向275°，倾向95°，倾角15°，为单斜结构，与滑坡呈斜交，对边坡稳定有利。土壤的主要物理力学性质和原位测试成果如下：本次勘察共采取含砾粉质粘土③原状土样9组、残积粘土④原状土样7组、残积粘土⑤原状土样9组、残积粉质粘土⑥原状土样10组、进行室内试验，其结果见《土壤物理力学性质试验成果汇总表》。含砾粉质粘土③、残积粘土④、残积粘土⑤、残积粉质粘土⑥主要物理力学性质统计见下表1-2、表1-3、表1-4、表1-5。含砾粉质粘土③要物理力学性质指标统计表表1-2指标项目范围值平均值(μ)标准差（σ）变异系数（δ）统计个数天然含水量ω（％）30.6-36.233.31.68300.05059天然密度ρ（g／cm3）1.85-1.891.870.01750.00949比重ds2.70-2.742.720.01480.00549孔隙比e0.900-1.0440.9450.04590.04869塑性指数Ip10.1-15.811.71.86750.15969液性指数Il0.34-0.980.720.20100.27828平均压缩系数（MPa）-10.49-0.590.530.03180.05999压缩模量Es(MPa)3.40-4.003.670.21040.05739凝聚力C（KPa）25.0-35.031.03.63320.11726内摩擦角φ（°）8.5-10.19.225注：数据异常者未参与数理统计。残积粘土④要物理力学性质指标统计表表1-3指标项目范围值平均值(μ)标准差（σ）变异系数（δ）统计个数天然含水量ω（％）26.9-32.129.562.10930.07137天然密度ρ（g／cm3）1.91-1.971.950.02240.01157比重Gs2.77-2.782.770.00530.00197孔隙比e0.799-0.9160.8430.04100.04867塑性指数Ip19.2-26.323.02.82830.12327液性指数Il0.27-0.310.290.01370.04846平均压缩系数（MPa）-10.33-0.370.350.01350.03837压缩模量Es(MPa)5.08-5.455.240.14700.02807重复剪峰值强度凝聚力C（KPa）16-22192.1600.11377内摩擦角φ（°）6.2-7.06.60.37160.05647残余强度凝聚力C（KPa）3-64.31.11270.25967内摩擦角φ（°）2.0-2.72.40.26100.10947注：数据异常者未参与数理统计。残积粘土⑤要物理力学性质指标统计表表1-4指标项目范围值平均值(μ)标准差（σ）变异系数（δ）统计个数天然含水量ω（％）23.3-26.824.91.14800.046210天然密度ρ（g／cm3）1.96-2.001.990.01420.00729比重ds2.77-2.792.780.00710.00259孔隙比e0.708-0.7710.7480.01860.02489塑性指数Ip16.1-20.917.71.87950.10629液性指数Il0.01-0.380.0810平均压缩系数（MPa）-10.17-0.230.190.02170.111910压缩模量Es(MPa)7.7-11.218.980.84110.093610重复剪峰值强度凝聚力C（KPa）33-68559.94900.18058内摩擦角φ（°）10.6-16.312.91.86550.14498残余强度凝聚力C（KPa）11-19142.86600.20848内摩擦角φ（°）4.7-5.35.10.23150.04568注：数据异常者未参与数理统计。残积粉质粘土⑥重要物理力学性质指标统计表表1-5指标项目范围值平均值(μ)标准差（σ）变异系数（δ）统计个数天然含水量ω（％）14.8-25.222.33.88520.17409天然密度ρ（g／cm3）1.97-2.112.060.04470.021799比重ds2.73-2.752.740.00730.00279孔隙比e0.485-0.7410.6260.07650.12239塑性指数Ip10.4-18.012.62.54060.20139液性指数Il00平均压缩系数（MPa）-10.14-0.240.210.03290.15408压缩模量Es(MPa)6.91-12.447.931.87160.23598凝聚力C（KPa）55.0-73.063.67.13010.11218内摩擦角φ（°）22.1-24.523.50.84470.03608注：1、液性指数小于零按零考虑2、数据异常者未参与数理统计。本次勘察对场地内各主要岩土层进行了标准贯入试验，其统计结果修正后见下表六原位测试成果统计表表1-6土层名称测试方法范围值平均值标准差变异系数统计个数素填土①标贯试验2.9-4.03.63含砾粉质粘土③标贯试验3.0-5.93.71.00.2912残积粘土④标贯试验2.9-4.03.20.40.136残积粘土⑤标贯试验5.9-7.66.60.70.107残积粉质粘土⑥标贯试验13.0-21.918.42.50.1417强风化泥质粉砂岩⑦标贯试验>50>5091.5.3地质构造根据《长沙地区区域地质调查报告》（湖南省地质矿产局1989年）及野外勘察结果分析：本线路位于长沙洼陷中。长沙洼陷属永安地洼的南西端，在不断的拱断作用下，由地洼沉积层组成褶皱平缓的红色盆地，以及多期活动直至挽近时期仍在活动的三条主干断裂组成的活动断裂带为期特色。但在本场地勘察范围内地质构造简单，未发现有大的断裂存在。1.5.4地震效应本区属长江中下游地震亚区的麻城—岳阳—定远地震带。长沙市区据历史记载共发生过28次地震，无大于5级地震的记录，主要以小震形式释放能量，烈度在六度或六度以下。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）长沙市区抗震设防烈度为六度。1.5.5水文地质条件本地区属亚热带季风气候，温暖湿润，雨量丰富，年降水量1562mm，年日照1695小时，无霜期272天，春夏之交多暴雨，4~6月占全年降雨量的40%。本次勘察对钻孔进行了地下水观测，场地地下水主要为上层滞水。上层滞水埋藏于耕土②和含砾粉质粘土③中，初见水位埋深0.30～3.20m，即标高70.48～76.76m；稳定水位埋深0.10～2.70m，即标高69.24～84.37m。上层滞水受大气降水的补给。素填土①因堆积年限仅1年左右，结构松散，透水性较强；耕土②、含砾粉质粘土③、残积粘土④、残积粘土⑤、残积粘土⑥为粘性土或含粘粒较多，故透水性较差，致雨后滑坡体内或其表面低洼处有积水。强风化泥质粉砂岩⑦、中风化泥质粉砂岩⑧为泥质岩，且节理裂隙不发育，为不透水层。本次勘察经在ZK5、ZK8取上层滞水2件进行简易水质分析，分析结果详见《水质分析报告》。根据场地各地层的渗透性和规范GB50021-2001第12.2.1条、第12.2.4条、第12.2.5条关于场地地下水对建筑材料的腐蚀性评价标准，进行地下水对建筑材料的腐蚀性评价，见表八至表十一。评价结果表明：本场地上层滞水水质对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价表1-7腐蚀等级腐蚀介质环境类型实测值（mg/L）评价结果ⅠⅡⅢ弱硫酸盐含量SO42-（mg/L）250～500500～15001500～300020.00无腐蚀性中500～15001500～30003000～6000强>1500>3000>6000弱镁盐含量Mg2+（mg/L）1000～20002000～30003000～400016.89无腐蚀性中2000～30003000～40004000～5000强>3000>4000>5000弱铵盐含量NH4+（mg/L）100～500500～800800～10000.15无腐蚀性中500～800800～10001000～1500强>800>1000>1500弱苛性碱含量OH-（mg/L）35000～4300043000～5700057000～700000.00无腐蚀性中43000～5700057000～7000057000～100000强>57000>70000>100000弱总矿化度（mg/L）10000～2000020000～5000050000～60000331.60～353.98无腐蚀性中20000～5000050000～6000060000～70000强>50000>60000>70000备注：场地环境类型为Ⅱ类。按地层渗透性水对混凝土结构的腐蚀性评价表1-8腐蚀等级PH值侵蚀性CO2（mg/L）HCO32-（mmol/L）ABABAB弱5.0～6.54.0～5.015～3030～601.0～0.5_中4.0～5.03.5～4.030～6060～100<0.5_强<4.0<3.5>60___实测值6.51～6.5410.24～14.202.88～2.96评价结果无腐蚀性无腐蚀性无腐蚀性备注：该场地地下水为B（弱透水层中的地下水）。水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价表1-9腐蚀等级水中的CL-含量（mg/L）实测值（mg/L）评价结果长期浸水干湿交替弱>5000100～50046.79+5～56.43+5（含SO42-折算成的CL）无腐蚀性中500～5000强>5000备注：该场地环境为干湿交替环境。水对钢结构腐蚀性评价表1-10腐蚀等级PH值，（CL-+SO42-）的含量（mg/L）实测值（mg/L）评价结果弱PH值3～11（CL-+SO42-）<50066.79～76.43弱腐蚀性中PH值3～11（CL-+SO42-）≥500强PH值<3（CL-+SO42-）任何浓度2.边坡稳定性分析及评价2.1边坡稳定性分析目的与方法2.1.1边坡稳定性分析的目的边坡稳定性分析的目的：一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价；二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。2.1.2边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析的方法主要有:地质分析法(历史成因分析法)、力学计算法、工程地质类比法、过程机制分析法、理论体边坡已有的变形迹象,阐明其形成演变机制。分析中要特别注意变形模式的转化标志,它往往是失稳的前兆2.2边坡稳定性计算方法2.2.1边坡失稳模式（滑动面的确定）根据地表调查、钻探、探井等资料，按滑坡发育程度划分为Ⅰ#、Ⅱ#两个滑坡体。其位置见《滑坡范围平面图》，现将其特征描述如下：Ⅰ#滑坡体：位于K1+580侧，根据地表调查结果，该滑坡地面变形强烈，西南侧剪切裂缝发育，滑坡体中下部扇形张裂缝发育，滑坡下部滑动时已破坏了原有边坡，滑坡后缘清楚，拉张裂呈弧形，最大错落高度达2.50米，勘察期间由于3月26日暴雨，滑坡后缘仍在扩展。Ⅱ#滑坡体：位于K1+660侧，由于滑坡后缘已施工有抗滑桩（防护电力铁塔）。滑坡后缘壁近直立，错落高度最大达4.50米。由于滑坡下部已有支护，滑坡体下滑时受到阻力在滑坡体中下部出现鼓张裂缝。现场钻探过程中观察到，滑坡体范围内耕土②、含砾粉质粘土③变形较大，裂缝发育，这两层土是滑动体主要组成部分。滑坡体范围内，钻孔均观测到残积粘土④，该层呈现可～软塑状，其下伏土层残积粘土⑤的性状明显好于上覆的残积粘土④，室内试验也证明了残积粘土④强度较差，残积粘土⑤的强度相对较高。滑动体平面范围普遍发育有残积粘土④，而滑动体平面范围外基本未见本层。综上所述，结合场地的地形、地质等条件综合判断，滑动带位于残积粘土④中，滑动面为残积粘土④底面或含砾粉质粘土③与残积粘土⑤的界面。根据现场滑动迹象、地形、地质等条件以及3月21日和3月29日的滑坡边界线的变化，综合判断滑动的大致方向：Ⅰ、Ⅱ滑体的滑动方向基本一致，均垂直于蔡家冲路。根据现场坡顶原有的截水沟的破坏情况，分析判断，Ⅰ号滑体滑动距离达十多米以上，Ⅱ号滑体滑动距离也达数米。滑坡原因如下：1）边坡上侧为坡残积相土体，由于上部的耕土②和坡积的含砾粉质粘土③土体为松散结构，透水性较好，粘聚力和结合力较低，而下部的残积粘土遇水易软化，特别是降水大量入渗后，残积土上部遇水软化，土体变为可塑、软塑，抗剪强度显著降低，土体比重明显增大，上部饱水的疏松土层与下部为相对隔水层的坚硬的土层的接触界面容易形成饱水软土滑腻面，摩擦力和粘聚力大为降低，上部土体很容易沿此接触面发生滑动。这是典型的土层牵引性滑坡。（2）暴雨是本滑坡发生的主要诱发原因，滑坡产生和扩展均是在暴雨过程中或暴雨之后。暴雨的强烈入渗，导致土体含水饱和，强度降低。（3）边坡开挖后未及时进行有效支护。由于边坡的开挖，边坡坡角大大变陡，产生和扩大了临空面，从而破坏了原天然山坡的稳定性。2.2.2稳定性计算公式根据地表调查，本次滑坡已完成蠕变—滑动—基本恢复稳定的一个过程，但尚处在下一个滑坡的蠕变阶段。滑坡体以外尚有开裂变形迹象，暴雨后滑动仍将可能加剧，滑坡体有向周围扩大的趋势，滑坡稳定性反分析验算如下：根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）之5.2.8条及其说明，用反分析法检验滑动面的抗剪强度指标如下：n-1n-1∑(RiПψj)+Rni=1j=iFs=————————n-1n-1∑(TiПψj)+Tni=1j=iψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi+1Ri=Nitanφi+cili式中Fs——稳定系数θi——第i块段滑动面与水平面的夹角（°）Ri——作用于第i块段的抗滑力（KN/m）Ni——第i块段滑动面的法向分力（KN/m）φi——第i块段土的内摩擦角（°），根据试验结果，φ=2.4°ci——第i块段土的粘聚力（Kpa）Li——第i块段滑动面长度（m）Ti——作用于第i块段滑动面上的滑动分力（KN/m）出现与滑动方向相反的滑动分力时，TI应取负值ψj——第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数（j=i）2.2.3计算采用岩土体物理力学计算参数本次勘察在强风化泥质粉砂岩⑦中取岩样7组、中风化泥质粉砂岩⑧中取岩6组进行试验，结果统计结果见下表。岩石抗压强度统计表表2-1岩石名称试验项目范围值平均值标准差变异系数备注强风化泥质粉砂岩⑦块体密度2.41-2.502.450.03150.0129颗粒密度2.67-2.692.680.00900.0034自然抗压强度（MPa）1.5-1.91.70.14960.0865吸水率3.91-4.154.010.08640.0216中风化泥质粉砂岩⑧块体密度2.45-2.502.480.01720.0069颗粒密度2.68-2.692.690.00550.0020自然抗压强度（MPa）3.1-5.94.21.0860.2586吸水率3.87-4.124.010.10360.0258Ⅰ#滑体参数表表2-2块体编号1#2#3#4#5#块体重（KN/m）216382672648242斜面长（m）4.1012.2418.0416.349.2斜面倾角（°）12.512.512.57.50根据上表中数据，则有ψ1=1，ψ2=1，ψ3=0.99，ψ4=0.99Ⅱ#滑体参数表表2-3块体编号1#2#3#4#块体重（KN/m）25541523958(约)斜面长（m）10.1213.148.392.43斜面倾角（°）14.414.49.09.0根据上表中数据，则有ψ1=1，ψ2=0.99，ψ3=1.02.2.4计算过程（结果）因滑体处于不稳定状态，故令Fs=0.95，即Ⅰ#滑体验算表表2-4条块编号i条块自重Gi（kN/m）条块滑带长度li（m）内摩擦角标准值φi（°）条块底面倾角θi（°）cosθisinθi滑体i在滑动面法线上反力Ni=Gicosθi（kN/m）下滑力Ti=Gisinθi（kN/m）Nitanφi（kN/m）传递系数ψi=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi下滑力∑Tiψiψi+1…ψn-1+Tn（kN/m）∑(Nitanφi)ψiψi+1…ψn-1+(Nntanφn)（kN/m）∑liψiψi+1…ψn-1+ln（kN/m）12164.102.412.50.9760.216210.88046.7518.8381.00353.1487.7359.07238212.242.412.50.9760.216372.94582.68015.6311.00367218.042.412.50.9760.216656.071145.44727.4980.99464816.342.47.50.9910.131642.45684.58126.9270.9952429.202.40.01.0000.000242.0000.00010.143Ⅱ#滑体验算表表2-5条块编号i条块自重Gi（kN/m）条块滑带长度li（m）内摩擦角标准值φi（°）条块底面倾角θi（°）cosθisinθi滑体i在滑动面法线上反力Ni=Gicosθi（kN/m）下滑力Ti=Gisinθi（kN/m）Nitanφi（kN/m）传递系数ψi=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi下滑力∑Tiψiψi+1…ψn-1+Tn（kN/m）∑(Nitanφi)ψiψi+1…ψn-1+(Nntanφn)（kN/m）∑liψiψi+1…ψn-1+ln（kN/m）125510.122.414.40.9690.249246.98963.41610.3521.00211.4239.2233.85241513.142.414.40.9690.249401.962103.20616.8470.9932398.392.49.00.9880.156236.05837.3889.8941.004582.432.49.00.9880.15657.2869.0732.401C1=4.19kpaφ1=2.4°C2=4.78kpaφ2=2.4°2.3剩余滑坡推力计算求推力（k=1.3）1#滑坡推力计算表2-6滑块编号滑块自重(KN/m)滑面长度(m)滑面倾角(°)下滑力(KN/m)抗滑力(KN/m)传递系数(ψi)剩余推力(KN/m)Ⅰ2164.1012.546.71526.0171.0034.713Ⅱ38212.2412.582.68066.9171.0075.280Ⅲ67218.0412.5145.447103.0860.99161.275Ⅳ64216.347.584.58195.3920.99176.792Ⅴ2429.200.00048.691128.5882#滑坡推力计算表2-7滑块编号滑块自重(KN/m)滑面长度(m)滑面倾角(°)下滑力(KN/m)抗滑力(KN/m)传递系数(ψi)剩余推力(KN/m)Ⅰ25510.1214.463.41658.6241.0023.817Ⅱ41513.1414.4103.20679.5250.99237.510Ⅲ2398.399.037.38849.9141.00236.700Ⅳ582.349.09.07313.992234.5032.4边坡稳定性评价（1）边坡上侧为坡残积相土体，由于上部的耕土②和坡积的含砾粉质粘土③土体为松散结构，透水性较好，粘聚力和结合力较低，而下部的残积粘土遇水易软化，特别是降水大量入渗后，残积土上部遇水软化，土体变为可塑、软塑，抗剪强度显著降低，土体比重明显增大，上部饱水的疏松土层与下部为相对隔水层的坚硬的土层的接触界面容易形成饱水软土滑腻面，摩擦力和粘聚力大为降低，上部土体很容易沿此接触面发生滑动。这是典型的土层牵引性滑坡。（2）暴雨是本滑坡发生的主要诱发原因，滑坡产生和扩展均是在暴雨过程中或暴雨之后。暴雨的强烈入渗，导致土体含水饱和，强度降低。（3）边坡开挖后未及时进行有效支护。由于边坡的开挖，边坡坡角大大变陡，产生和扩大了临空面，从而破坏了原天然山坡的稳定性。2.5治理建议（1）边坡加固——施工方案Ⅰ：锚索加固设计施工方案Ⅱ：抗滑桩加固设计（2）防排水（3）边坡防护3.边坡处治方案设计该边坡处治地段地处长沙市城市主干道，为长沙市重点项目.其西接湖南省人民政府及天心区人民政府，东接长沙南北大动脉万家丽路，路幅宽86米，滑坡前已基本建成。该地区属亚热带季风气候，温暖湿润，雨量丰富，年降水量1562mm，无霜期272天，春夏之交多暴雨，4~6月占全年降雨量的40%。上层滞水埋藏于耕土②和含砾粉质粘土③中，初见水位埋深0.30～3.20m；稳定水位埋深0.10～2.70m。上层滞水受大气降水的补给。该边坡含水量丰富，不宜进行削坡处治，拟采用锚索加固或抗滑桩加固及防排水、边坡防护相结合对此边坡进行处治。3.1方案一：锚索加固设计预应力锚索，简称锚索，是由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固的方法。岩土锚固的基本原理就是利用锚索(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定，由于锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的符合体，使其能有效地承受拉力和剪力。在岩土锚固中通常将锚索和锚索统称为锚索。这种技术大大减轻结构物的自重、节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的经济效益和社会效益。采用预应力锚索进行边坡加固,具有不破坏岩体,施工灵活,速度快,干扰小,受力可靠,且为主动受力等优点,。预应力锚索长度一般不超过50m，单束锚索设计吨位一般为500~2500kN，最大设计载荷一般不超过3000kN，预应力锚索的间距一般为4~10m。3.1.11#滑坡锚索加固设计(1)分析1#滑坡第一块（包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）①锚索的倾角：锚索的最佳倾角可以根据规范得出。其中：锚索的倾角；滑面的内摩擦角；滑面倾角。=12.50-（450+2.40/2）=-33.70但是根据经验，一般锚索的俯角的范围是：150‹β‹450，可取β=300②锚索的轴向拉力标准值和设计值：假设锚索间距4m4m，成正方形布置，则每排锚索（纵向）承受的下滑力为4m宽的滑体，锚索的轴向拉力标准值为：727.240(KN)1.3×727.240=945.412(kN)其中：——锚索的轴向拉力标准值（kN）；——锚索所受水平拉力标准值（kN）；——锚索的轴向拉力设计值（kN）；——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；——锚索的水平间距（m）；——单位宽度滑坡体的剩余下滑力（kN）。③锚索截面面积确定及验算：假设锚索轴向拉力设计值N=700kN2.2×700/1.86=827.957mm2验算：=1.1×945.412/(0.69×1.86×1)=810.311mm2故，锚索的设计截面面积满足要求故取812的钢绞线，截面面积A=904mm2其中：n——锚索布置的排数（设1排）；——所配钢绞线的抗拉强度设计值（N/mm2）；——安全系数，对于永久性锚索取2.2—2.4（取2.2）——边坡的重要性系数，取1.1；——锚索抗拉工作条件系数，永久性锚索取0.69。④锚索长度计算及验算：锚索的承载力（锚固力）设计值：QUOTE1251×1.862.2764.291=700kN其中：——安全系数，同上（取2.2）；——所配钢绞线的抗拉强度设计值，同上；——单根锚索所配钢绞线的截面面积（mm2）。最小锚固体长度：=2.2×764.291/(3.14×0.132×900)=4.507m取=4.6m其中：——锚固体宽度。取1.2倍钻孔直径即=1101.2=132mm；——安全系数，同上（取2.2）；——锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值，查表取=900kPa验算：=QUOTE888.0537/13.14×0.132×900故，锚索的锚固长度满足要求。其中：——锚固体长度（m）d——锚索的钢筋直径（m）——锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚索取0.6——地层与锚固体间的粘结强度特征值，取900（KPa）。锚固力计算：=3.14×4.6×0.132×900=1715.947kPa=1715.947×sin(12.5+300)=1159.277kPa=854.709kPa稳定性计算：=（0.6*（210.880+372.945+656.071+1159.277）+144.052）/(46.751+82.680+145.447+854.709)>1.3其中f=0.6Ni——作用在第i条滑块上法向力Ti——作用在第i条滑块上的切向力Ci——作用在第i条滑面上的粘聚力Li——第i条滑面长度Pn——锚索锚固力沿滑面法向的分力Pt——锚索锚固力沿滑面切向的分力f——滑面上的摩擦系数所以经过锚索加固后的边坡稳定性系数大于规范要求的安全系数（1.3），因此加固后的边坡满足安全要求。（2）分析1#滑坡第二块（包括Ⅳ）:①锚索的倾角：第二块体经计算β不在规定范围内，故取锚索的倾角β为300。块体的自重G=648KN/m又θ=7.50，所以N=Gcosθ=642.456KN/mT=Gsinθ=84.581KN/mR=NtanΦ+cl=642.456×tan2.4+4.19×16.34=95.391KN/mE=K×T-R=1.3×82.581-1477.56=11.964KN/m②锚索的轴向拉力标准值和设计值：假设锚索间距4m4m，成正方形布置，则每排锚索（纵向）承受的下滑力为4m宽的滑体，锚索的轴向拉力标准值为：QUOTE4×150.065COS21.8COS4554.786kN1.3×54.786=71.222KN③锚索截面面积确定及验算：假设锚索轴向拉力设计值N=700kN2.2×700/1.86=827.956mm2验算：=1.1×71.222/(0.69×1.86*1)=61.044mm2其中n=1即在这一段打一排锚索，此时锚索的设计截面面积满足要求。取8Φ12的钢绞线，截面面积A=904mm2④锚索长度计算及验算：锚索的承载力（锚固力）设计值：QUOTE1251×1.862.2764.291kN=700kN最小锚固体长度：=2.2×764.291/(3.14×0.132×900)=4.507m取=4.6m验算：=2.68mQUOTE787.9349/20.69×3.14×0.132×900故，锚索的锚固长度满足要求。锚固力计算：=3.14×4.6×0.132×900=4055.875KN=2452.178kPa=1953.234kPa稳定性验算:=（0.6×（642.456+2452.178）+4.19×16.34）/（84.581+1953.234）>1.3(其中f=0.6)因此经过锚索加固后的边坡稳定性系数大于规范要求的安全系数（1.3），因此加固后的边坡满足安全要求。（3）分析1#滑坡第三块（包括Ⅴ）：由分析及前面的计算可知，第三块的滑块自重沿滑面的切向分力即下滑力T=0KN/m，k>1.3，所以本块在自然条件下已经是处于稳定状态，故不需要打锚索。3.1.21#滑坡外锚结构设计采用预应力锚索整治滑坡时，锚索提供的作用力主要有沿滑动面产生的抗滑力，及锚索在滑动面产生的法向阻力。则设计锚固力为：=167.959KN/m外锚结构设计根据被加固滑坡体边坡岩土情况，采用地梁作为外锚结构，锚头固定在地梁上。每根地梁设置2孔锚索，锚索间距4m，按简支梁进行内力计算。地梁与边坡岩土接触面积由地基容许承载力确定，计算中可近似地将梁底地基反力按均布考虑。设计地梁长度为3m，由《公路挡土墙设计规范》知地基容许承载力为300kPa，则梁的宽度为：L=(2×167.959)/(300×3)=0.37取梁的宽度为0.4m。3.1.31#滑坡梁的截面设计梁的厚度由最大弯矩及剪力计算确定，则：(1)、梁的内力①、截面尺寸选择取梁的厚度为h＝500mm；高宽比：h/b＝500/400＝1.25，符合高宽比的一般规定。初选h0＝500mm-60mm＝440mm（按两排布置纵筋）。②、荷载计算梁的自重设计值：g1＝1.2×0.4m×0.5m×25kN/m3＝6kN/m则梁的恒荷载设计值：g＝g1+g2＝6kN/m+167.959kN/m×2/3＝117.727kN/m（2）、配筋计算①、已知条件混凝土强度等级C25，1＝1，fc＝11.9N/mm2，ft＝1.27N/mm2；HRB335钢筋：fy＝300N/mm2，ξb＝0.550；HPB235箍筋：fyv＝210N/mm2②、截面尺寸验算沿梁全长的剪力设计值的最大值出现在支座处，Vmax＝167.959kN,hw/b＝440mm/400mm＝1.1<4，属一般梁。=0.25×11.9N/mm2×400mm×440mm＝523.600kN>Vmax＝167.959kN故截面尺寸满足要求。③纵筋计算（采用单筋截面）a、跨中截面（M＝FL=167.959×0.4=67.184kN·m）=0.072<ξb＝0.550As=(1×11.9×400×440×0.072)/300=503mm2>0.2%bh＝0.2%×400mm×600mm＝480mm选用4Ф10+2Ф12，As＝540mm2④腹筋计算可否按构造配筋:0.7ftbh0=0.7×1.27×400×440=156.464kN>Vmax不需要按照计算配筋。要按照相应的规范配筋。选用Ф6@250mm地梁配筋图如下图。图3-1纵筋配置示意图图3-2腹筋配置示意图由上述设计过程，可以得出以下设计结果：锚索设计要素表3-1编号设计倾角（°）设计锚固力（kN）锚索间距（m）锚索长度锚固段（m）自由段（m）张拉段（m）第一级边坡30167.9594551.5地梁设计要素表3-2编号截面尺寸（mm×mm）设计荷载（kN/m）纵筋配置腹筋配置第一级边坡500×400117.7274Ф10+2Ф12Ф6@253.1.42#滑坡锚索加固设计（1）分析2#滑坡第一块（包括Ⅰ、Ⅱ）①锚索的倾角：锚索的最佳倾角可以根据规范得出。其中：锚索的倾角；滑面的内摩擦角；滑面倾角。=14.40-（450+2.40/2）=-31.80但是根据经验，一般锚索的俯角的范围是：150‹β‹450，可取β=300②锚索的轴向拉力标准值和设计值：假设锚索间距4m4m，成正方形布置，则每排锚索（纵向）承受的下滑力为4m宽的滑体，锚索的轴向拉力标准值为：1062.547(KN)1.3×1062.547=1381.311(kN)其中：——锚索的轴向拉力标准值（kN）；——锚索所受水平拉力标准值（kN）；——锚索的轴向拉力设计值（kN）；——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；——锚索的水平间距（m）；——单位宽度滑坡体的剩余下滑力（kN）。③锚索截面面积确定及验算：假设锚索轴向拉力设计值N=700kN2.2×700/1.86=827.957mm2验算：=1.1×1381.311/(0.69×1.86×1)=1183.920mm2故，锚索的设计截面面积满足要求故取814的钢绞线，截面面积A=1206mm2其中：n——锚索布置的排数（设1排）；——所配钢绞线的抗拉强度设计值（N/mm2）；——安全系数，对于永久性锚索取2.2—2.4（取2.2）——边坡的重要性系数，取1.1；——锚索抗拉工作条件系数，永久性锚索取0.69。④锚索长度计算及验算：锚索的承载力（锚固力）设计值：QUOTE1251×1.862.21019.618=700kN其中：——安全系数，同上（取2.2）；——所配钢绞线的抗拉强度设计值，同上；——单根锚索所配钢绞线的截面面积（mm2）。最小锚固体长度：=2.2×1019.618/(3.14×0.132×900)=6.013m取=6.1m其中：——锚固体宽度。取1.2倍钻孔直径即=1101.2=132mm；——安全系数，同上（取2.2）；——锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值，查表取=900kPa验算：=QUOTE888.0537/13.14×0.132×9002.68m故，锚索的锚固长度满足要求。其中：——锚固体长度（m）d——锚索的钢筋直径（m）——锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚索取0.6——地层与锚固体间的粘结强度特征值，取900（KPa）。锚固力计算：=3.14×6.1×0.132×900=2275.495kPa=1715.947×sin(14.4+300)=1563.464kPa=1135.976kPa稳定性计算：=（0.6×（246.985+401.962+1563.464）+110.950）/(63.416+103.206+1135.976)>1.3其中f=0.6Ni——作用在第i条滑块上法向力Ti——作用在第i条滑块上的切向力Ci——作用在第i条滑面上的粘聚力Li——第i条滑面长度Pn——锚索锚固力沿滑面法向的分力Pt——锚索锚固力沿滑面切向的分力f——滑面上的摩擦系数所以经过锚索加固后的边坡稳定性系数大于规范要求的安全系数（1.3），因此加固后的边坡满足安全要求。（2）分析2#滑坡第二块（包括Ⅲ、Ⅳ）:由分析及前面的计算可知，第二块的滑块k>1.3，所以本块在自然条件下已经是处于稳定状态，故不需要打锚索。3.1.52#滑坡外锚结构设计采用预应力锚索整治滑坡时，锚索提供的作用力主要有沿滑动面产生的抗滑力，及锚索在滑动面产生的法向阻力。则设计锚固力为：=319.321KN/m外锚结构设计根据被加固滑坡体边坡岩土情况，采用地梁作为外锚结构，锚头固定在地梁上。每根地梁设置2孔锚索，锚索间距4m，按简支梁进行内力计算。地梁与边坡岩土接触面积由地基容许承载力确定，计算中可近似地将梁底地基反力按均布考虑。设计地梁长度为3m，由《公路挡土墙设计规范》知地基容许承载力为300kPa，则梁的宽度为：L=(2×319.321)/(300×3)=0.71取梁的宽度为0.8m。3.1.62#滑坡梁的截面设计梁的厚度由最大弯矩及剪力计算确定，则：(1)、梁的内力①、截面尺寸选择取梁的厚度为h＝900mm；高宽比：h/b＝900/800＝1.13，符合高宽比的一般规定。初选h0＝900mm-60mm＝840mm（按两排布置纵筋）。②、荷载计算梁的自重设计值：g1＝1.2×0.8m×0.9m×25kN/m3＝21.6kN/m则梁的恒荷载设计值：g＝g1+g2＝21.6kN/m+319.321kN/m×2/3＝234.481kN/m（2）、配筋计算①、已知条件混凝土强度等级C25，1＝1，fc＝11.9N/mm2，ft＝1.27N/mm2；HRB335钢筋：fy＝300N/mm2，ξb＝0.550；HPB235箍筋：fyv＝210N/mm2②、截面尺寸验算沿梁全长的剪力设计值的最大值出现在支座处，Vmax＝319.321kN,hw/b＝840mm/800mm＝1.05<4，属一般梁。=0.25×11.9N/mm2×800mm×840mm＝1999.2kN>Vmax＝319.321kN故截面尺寸满足要求。③纵筋计算（采用单筋截面）a、跨中截面（M＝FL=319.321×0.8=255.457kN·m）=0.070<ξb＝0.550As=(1×11.9×800×840×0.070)/300=1599.360mm2>0.2%bh＝0.2%×800mm×900mm＝1440mm2选用4Ф18+2Ф20，As＝1645mm2④腹筋计算可否按构造配筋:0.7ftbh0=0.7×1.27×800×840=597.408kN>Vmax不需要按照计算配筋。要按照相应的规范配筋。选用Ф6@250mm地梁配筋图如下图。图3-3纵筋配置示意图图3-4腹筋配置示意图由上述设计过程，可以得出以下设计结果：锚索设计要素表3-3编号设计倾角（°）设计锚固力（kN）锚索间距（m）锚索长度锚固段（m）自由段（m）张拉段（m）第一级边坡30319.32146.551.5地梁设计要素表3-4编号截面尺寸（mm×mm）设计荷载（kN/m）纵筋配置腹筋配置第一级边坡900×800234.4814Ф18+2Ф20Ф6@253.2方案二：抗滑桩设计抗滑桩工作原理：抗滑桩深入土层或岩层的柱形构件，在边坡处治工程中由于在改善滑坡状态促使滑坡向稳定转化有较好的效果,所以常被采用．边坡处治工程中，抗滑桩的工作原理是通过桩身将上部承受的坡体推力传给眨下部的侧向土体或岩体，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．抗滑桩的设置原则应保证提高滑坡体的稳定性系数达到规定的安全值；滑坡体不越过桩顶或从桩间滑动；不产生新的深层滑动．图3-5抗滑桩工作原理示意图3.2.1抗滑桩设计计算根据该滑坡具体特点，抗滑桩具体设计参数为：抗滑桩为方桩，横截面为1.5m×2m，共20根；桩中心水平间距5m，混凝土护壁厚30cm，1#滑坡锚固深度为4.0m，桩长8.0m,2#滑坡锚固深度为3.0m，桩长6.0m。冠梁采用构造配筋，C20水泥垫层。所有抗滑桩均采用人工挖孔施工方式，浇注混凝土强度C30。其弹性模量为。3.2.21#滑坡的桩的设计设计资料：物理力学指标：滑体：γ1=27.8kN/m3，φ1=2.4°，C1=4.19kPa根据岩性及地层情况，滑面处的地基系数采用A=300000kN/m3，滑床土的地基系数随深度变化的比例系数采用m=80000kN/m4，桩附近的滑体厚度为4m，该处的滑坡推力E=176.792kN/m，桩前剩余抗滑力E'=0kN/m。抗滑桩采用C30钢筋混凝土，其弹性模量Eh=28×106kPa，桩断面为b×a=1.5m×2m的矩形，截面S=3m2，截面模量1m3，截面对桩中心惯性矩1m4，相对刚度系数EI＝0.85Eh·I＝23800000m2，桩的中心距l=5m，桩的计算宽度Bp=b+1=2.5m，桩的埋深h=4m(1)采用m法计算桩身的内力①计算桩的刚度桩的变形系数00.384m-1桩的换算深度α·h=1.538<2.5，故按刚性桩计算。②计算外力每根桩承受的水平推力T=176.792×5=883.96kN每根桩前的剩余抗滑力P=0×5=0kN桩前被动土压力196.962kN/m桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力，故桩前抗力按剩余抗滑力控制。滑坡推力按三角形分布；桩前抗力按三角形分布，如下图。滑面处的剪力Q0=883.96-0=883.96kN，滑面处弯矩M0=883.96×1.333-0×1.333=1178.613kN·m。③计算转动中心的深度及转角转动中心的深度：=2.591m转角：=5.354×10-04rad④求桩身内力及侧向应力侧向应力：滑动面以下深度y处桩截面的弯矩和剪力，取y处上部为分离体，由∑M=0及∑X=0求得：当y<y0时：当y≥y0时：计算结果见下列图表：表3-5桩埋深（m）侧应力σ（kPa）剪力Q（kN）弯矩M（kN·m）0416.152883.961178.6130.4389.437480.0231450.5200.8349.015109.6551567.1081.2294.886-213.4381544.5471.6227.051-475.5481404.4892145.508-662.9701174.0672.450.259-761.996885.8992.8-58.698-758.918578.0843.2-181.361-640.031294.2053.6-317.731-391.62783.3284-467.808-1.251×10-12-1.592×10-12侧应力为0的一点即为剪力最大点，求得当埋深：y=2.591m时σy＝0，所以：Qmax=-774.105kN剪力为0的一点即为弯矩最大点，求得当埋深：y=0.929m时Qy＝0，所以：Mmax=1574.102kN（2）抗滑桩桩侧地基应力验算地基y点得横向容许承载力应满足：KH——在水平方向的换算系数，根据岩层构造取0.5；η——折减系数，根据岩石的裂隙、风华及软化程度，取0.3；R——岩石单轴抗压极限强度，R＝20000kPa。依次计算出桩侧各点的容许应力值，如表2：表3-6桩埋深（m）侧应力σ（kPa）允许侧应力[σ]（kPa）0416.15230000.4389.43730000.8349.01530001.2294.88630001.6227.05130002145.50830002.450.25930002.8-58.69830003.2-181.36130003.6-317.73130004-467.8083000（3）抗滑桩结构设计①纵向钢筋设计抗滑桩结构设计按极限应力状态法，截面强度根据《混凝土结构设计规范》GBJ10－89进行计算。桩截面受压区高度：式中：fcm——混凝土弯曲抗压设计强度；h0——有效高度，h0=2-00.08=1.92m；K——安全系数，取1。代入解得：x1=3.775m（舍去），x2=6.542×10-02m纵向受力钢筋所需面积：式中：fy——钢筋抗拉设计强度，选用Ⅱ级钢，fy＝310MPa。得：As=25.811cm2。选用822，实际钢筋面积As=30.411cm2②箍筋设计=774.105=2399.04所以，仅需按构造要求配箍筋。选用Ф8@2003.2.32#滑坡的桩的设计设计资料：物理力学指标：滑体：γ1=27.8kN/m3，φ1=2.4°，C1=4.77kPa根据岩性及地层情况，滑面处的地基系数采用A=300000kN/m3，滑床土的地基系数随深度变化的比例系数采用m=80000kN/m4，桩附近的滑体厚度为3m，该处的滑坡推力E=236.700kN/m，桩前剩余抗滑力E'=0kN/m。抗滑桩采用C30钢筋混凝土，其弹性模量Eh=28×106kPa，桩断面为b×a=1.5m×2m的矩形，截面S=3m2，截面模量1m3，截面对桩中心惯性矩1m4，相对刚度系数EI＝0.85Eh·I＝23800000m2，桩的中心距l=5m，桩的计算宽度Bp=b+1=2.5m，桩的埋深h=3m（1）采用m法计算桩身的内力①计算桩的刚度桩的变形系数00.384m-1桩的换算深度α·h=1.153<2.5，故按刚性桩计算。②计算外力每根桩承受的水平推力T=236.7×5=1183.5kN每根桩前的剩余抗滑力P=0×5=0kN桩前被动土压力100.608kN/m桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力，故桩前抗力按剩余抗滑力控制。滑坡推力按三角形分布；桩前抗力按三角形分布，如下图。滑面处的剪力Q0=1183.5-0=1183.5kN，滑面处弯矩M0=1183.5×1-0×1=1183.5kN·m。③计算转动中心的深度及转角转动中心的深度：=1.919m转角：=1.361×10-03rad④求桩身内力及侧向应力侧向应力：滑动面以下深度y处桩截面的弯矩和剪力，取y处上部为分离体，由∑M=0及∑X=0求得：当y<y0时：当y≥y0时：计算结果见下列图表：表3-7桩埋深（m）侧应力σ（kPa）剪力Q（kN）弯矩M（kN·m）0783.4831183.5001183.5000.3713.874620.7661452.8350.6624.667117.5891561.9150.9515.863-311.3351530.8131.2387.460-651.3061384.0101.5239.459-887.6251150.3951.871.860-1005.594863.2702.1-115.337-990.515560.3432.4-322.133-827.689283.7352.7-548.526-502.41679.9753-794.517-3.411×10-131.620×10-12侧应力为0的一点即为剪力最大点，求得当埋深：y=1.919m时σy＝0，所以：Qmax=-1016.352kN剪力为0的一点即为弯矩最大点，求得当埋深：y=0.677m时Qy＝0，所以：Mmax=1566.404kN(2)抗滑桩桩侧地基应力验算地基y点得横向容许承载力应满足：KH——在水平方向的换算系数，根据岩层构造取0.5；η——折减系数，根据岩石的裂隙、风华及软化程度，取0.3；R——岩石单轴抗压极限强度，R＝20000kPa。依次计算出桩侧各点的容许应力值，如下表：表3-8桩埋深（m）侧应力σ（kPa）允许侧应力[σ]（kPa）0783.48330000.3713.87430000.6624.66730000.9515.86330001.2387.46030001.5239.45930001.871.86030002.1-115.33730002.4-322.13330002.7-548.52630003-794.5173000（3）抗滑桩结构设计①纵向钢筋设计抗滑桩结构设计按极限应力状态法，截面强度根据《混凝土结构设计规范》GBJ10－89进行计算。桩截面受压区高度：式中：fcm——混凝土弯曲抗压设计强度；h0——有效高度，h0=2-00.08=1.92m；K——安全系数，取1。代入解得：x1=3.775m（舍去），x2=6.509×10-02m纵向受力钢筋所需面积：式中：fy——钢筋抗拉设计强度，选用Ⅱ级钢，fy＝310MPa。得：As=25.682cm2。选用822，实际钢筋面积As=30.411cm2②箍筋设计=1016.352=2399.04所以，仅需按构造要求配箍筋。选用Ф8@2003.3方案比选3.3.1锚索方案预算锚索钻孔工程量=∑锚索单根长×锚索排数×每排根数=11.5×1×10+11.5×1×13+13×1×14=446.5m钢绞线工程量=锚索钻孔工程量×每孔钢绞线根数=446.5×8=3572m锚索制安工程量=钢绞线工程量×1.1×10-3=3572×1.1×10-3=3.929t岩土工程锚索加固预算定额表表3-9序号项目名称单位工程量定额直接费定额人工费定额机械费基价合价单价合价单价合价1锚索钻孔100m4.4653199.7914287.0622275.3510159.4382326.8110389.2072钢绞线m3572521.321862155.043锚索制安t3.9298246.532400.499334.91315.82210.2440.2334锚索张拉100根0.32145643.5212.7663.828377.69113.3075塑料定位器个3002.16306锚具套30216307钻机进出场费台次3906.852720.5517.0351.0981224368钻机按拆费台次32703.868111.58410.881232.641958.465875.38合计1910746.10112822.81818854.127总计1942423.046岩土工程锚索加固预算取费表表3-10序号费用项目名称计算式金额（元）A直接工程费（一）+（二）+（三）2105586.582（一）直接费①+②+③1942423.046①按定额估价表计算的费用∑工程量×定额基价1910746.101②人工费调整∑定额人工费×2.32%297.489③机械费调整∑定额机械费×1.45%273.385（二）其他直接费（一）×3.0%58272.691（三）现场经费（一）×5.4%104890.845B间接费A×7.61%160235.139C利润A×6.00%126335.195D单独计取费用④33899.944④远地施工增加费A×1.61%33899.944E材料差价不计F税前工程造价A+B+C+D2426056.86G税金F×3.413%82801.321H劳保基金(F+G)×3.50%87810.036I工程总造价F+G+H2596668.2173.3.2抗滑桩方案预算（1）工作量的计算：1#边坡人工钻孔灌注桩单桩体积=钢管最大截面积×实际灌注长度=2×1.5×8=24（m3）2#边坡人工钻孔灌注桩单桩体积=钢管最大截面积×实际灌注长度=2×1.5×6=18（m3）以上考虑的是单桩，实际抗滑桩数为20根,两种型号抗滑桩各有10根。总人工钻孔灌注桩体积=24×10+18×10=420(m3)（2）钢筋笼工作量=主筋重量+箍筋重量①对1#边坡主筋重量=（设计桩长—保护层厚度×2+勾长）×主筋根数×QUOTE14πd2×7.8t/m3=（8-0.03×2+0.1375）×（8×10）××3.14×0.0222×7.8=1.915（t）采用半圆弯钩,所以勾长=6.25d=6.25×0.022=0.1375m采用方形箍筋箍筋重量=（方箍周长+搭接长）×箍筋根数×QUOTE14πd2×7.8t/m3=（6.76+0.44）×400××3.14×0.0082×7.8=1.129（t）方箍周长=（桩截面长-保护层厚度×2+桩宽-保护层厚度×2）×2=（2-0.03×2+1.5-0.03×2）×2=6.76（m）其中搭接长度=20d，d为箍筋直径，故搭接长度=20×0.022=0.44（m）所以对于1#边坡，钢筋笼工作量=1.915+1.129=3.044（t）②对2#边坡主筋重量=（设计桩长—保护层厚度×2+勾长）×主筋根数×QUOTE14πd2×7.8t/m3=（6-0.03×2+0.1375）×（8×10）××3.14×0.0222×7.8=1.441（t）采用半圆弯钩,所以勾长=6.25d=6.25×0.022=0.1375m采用方形箍筋箍筋重量=（方箍周长+搭接长）×箍筋根数×QUOTE14πd2×7.8t/m3=（6.76+0.44）×300××3.14×0.0082×7.8=0.846（t）方箍周长=（桩截面长-保护层厚度×2+桩宽-保护层厚度×2）×2=（2-0.03×2+1.5-0.03×2）×2=6.76（m）其中搭接长度=20d，d为箍筋直径，故搭接长度=20×0.022=0.44（m）所以对于2#边坡，钢筋笼工作量=1.441+0.846=2.287（t）③总钢筋笼工作量=3.044+2.287=5.331（t）岩土工程抗滑桩预算定额表表3-11序号项目名称单位工程量定额直接费定额人工费定额机械费备注基价合价单价合价单价合价1钻孔灌注桩10m425399.51226779.421043.6943834.982597.82109108.442钢筋笼制作t5.3313589.6719136.531369.021967.246543.582897.8253钢筋笼安装t5.331373.531991.28850.43268.842334.251781.8874挖泥浆池漕m36.8762.395184.25762.395184.25按普通土5泥浆外运m320870.8217416.4146.572931.4724.25144856钻机进出场费台次3906.852720.5517.0351.0981224367钻机安拆费台次32703.868111.58410.881232.641958.465875.388合计281340.01955470.448136584.532合计473394.999岩土工程抗滑桩预算取费表表3-12序号费用项目名称计算式金额（元）A直接工程费（一）+（二）+（三）513159.659（一）直接费①+②+③473394.999①按定额估价表计算的费用∑工程量×定额基价281340.019②人工费调整∑定额人工费×2.32%1286.914③机械费调整∑定额机械费×1.45%1980.476（二）其他直接费（一）×3.0%14201.85（三）现场经费（一）×5.4%25563.33B间接费A×7.61%39051.45C利润A×6.00%30789.58D单独计取费用④8261.871④远地施工增加费A×1.61%8261.871E材料差价不计F税前工程造价A+B+C+D591262.56G税金F×3.413%20179.791H劳保基金(F+G)×3.50%21400.482I工程总造价F+G+H632842.8333.3.3方案比较通过对两种方案——锚索加固方案和抗滑桩加固方案的预算统计，得出锚索加固方案预计需要2596668.217元，抗滑桩加固方案预计需要632842.833元。有上述数据可知：抗滑桩加固方案更加经济实惠。故该边坡处治加固设计选用抗滑桩加固方案对边坡进行加固设计。3.4边坡防排水设