锚索抗滑桩技术教程课件.ppt

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1、8 预应力锚索与抗滑桩技术,8.1 引言8.2 抗滑桩技术8.3 预应力锚索抗滑桩作用机理8.4 预应力锚索抗滑桩设计8.5 预应力锚索抗滑桩技术的应用,8 预应力锚索与抗滑桩技术,滑坡问题: 边坡加固和滑坡治理 (1)风景区复杂地质条件 (2)村庄附近人工扰动 (3)公路边坡施工扰动 (4)铁路边坡施工扰动 (5)建筑物滑动附加荷载 目前除采用锚杆和锚索支护及挡墙技术外,较多地采用了抗滑桩技术来加固边坡,实现边坡的稳定。,8.1 引言,边坡加固和滑坡治理设计实例,综合运用锚喷、抗滑桩、土钉、预应力锚索(杆)、挡墙等技术,边坡加固和滑坡治理设计实例,8.1 引言,由于抗滑桩技术具有:抗滑能力强

2、,开挖和混凝土工程量小,且不会恶化原有的地质条件,桩位设置灵活,对保证工程质量,加快施工进度,缩短工期和节约投资均具有显著作用,因此在边坡加固、滑坡治理等工程中广泛应用。,8.1 引言,在实际应用过程中,一般将抗滑桩技术与其它岩土加固技术联合运用,如与锚杆、预应力锚索、注浆等技术相结合,组成各种复合加固技术。随着预应力锚索技术的引进和发展,在抗滑桩的基础上出现了“预应力锚索抗滑桩技术”作为一种新型稳定边坡技术,能够极大地节省原材料,降低造价,且可取得更好的支护与加固效果。因此,在边坡加固和滑坡治理工程中得到了很好地应用。,应用概况:公路与铁路边坡、露天矿山边坡、基坑等抗滑桩技术优点:抗滑能力强

3、,开挖和混凝土工程量小,不会恶化原有的地质条件,桩位设置灵活,可集中在利于支挡滑坡部位。,8.2 抗滑桩技术,缺点:配筋不能充分发挥其抗拉的优势,抗滑主要以扩大横截面积取胜预应力锚索抗滑桩可解决此问题!应用效果:当滑动面较平缓且部位较浅时,可望取得较好的抗滑效果仅简述常用的大型钢筋混凝土桩(简称大桩)和钢轨桩等两种抗滑桩的设计方法。,8.2 抗滑桩技术,大型钢筋混凝土抗滑桩具有以下优点:抗滑力大、设桩地点灵活,可以将桩设置在最有利于支挡滑坡的部位;在挖掘桩孔的同时可以进行工程地质勘探,可同时进行原位大试件剪切试验,为有效支挡滑坡体创造有利条件,施工比较方便等。因此,在防治由中硬或中硬以下岩石组

4、成的不同破碎程度的边坡中形成的中浅层滑坡方面得到广泛应用。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,设计步骤:搞清引起滑坡的主要原因、范围、滑体厚度,分析其稳定状态和发展趋势;根据滑坡工程地质剖面图及滑动面土、岩抗剪强度指标,计算滑坡推力;根据滑体各部位的滑坡推力大小和平盘施工条件,确定桩体在剖面上的位置和加固范围;建立抗滑工程造价与抗滑桩的主要设计参数(桩间距、桩体锚固深度、桩体断面BpDp)间的函数关系,以抗滑工程造价最低为目标,进行抗滑桩设计参数的优化,寻求最优的设计参数。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,实际设计过程:根据滑坡推力大小、地形及地层性质,拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距

5、。确定桩的计算宽度,并根据滑体地层性质,选定地基系数。根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸,计算桩的变形系数及其计算深度,据此判断按刚性桩或弹性桩来设计。根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位、内力及侧壁应力等,并计算最大剪力、弯矩及其部位。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,抗滑桩抗滑原理示意图,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,在抗滑桩设计计算中,一般将其周围岩土体视为弹性介质,应用弹性地基梁理论,以温克勒(Winkler)提出的“弹性地基”假说作为计算的理论基础。,“悬臂桩法”设计方法因简便常用的设计方法。一般是先估算滑坡推力,并假定单桩承受一个桩间距的滑坡推力;再假定滑

6、坡推力的分布图式;然后以建立在温克勒弹性地基模型基础上的计算公式进行设计计算。就是说把滑坡和抗滑桩分开考虑和计算。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,“悬臂桩法”特点:由于计算方法是以温克勒弹性地基梁模型为理论依据。因此。只适用于桩和土均处于弹性工作状态。为了充分发挥桩前土体的抗力,允许抗滑桩有较大的位移,这时抗滑桩与岩土体均已处于弹塑性状态;且设计方法是把桩作为平面受力结构考虑的,而实际上抗滑桩在滑坡体中是一复杂的空间受力结构。由此可见,该设计方法存在一定的局限性。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,(1)抗滑桩内力计算1)受荷段内力计算2)锚固段内力计算 如H21.0,则为刚性桩,可按刚性

7、桩计算若H2 1.0,则属于弹性桩,按弹性桩计算,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,(2)桩体稳定条件分析抗滑桩在外力作用下,既要保证本身足够强度,又要保证桩体不发生倾倒破坏。为使桩体稳定,必须满足:式中ymax为桩侧最大压应力,MPa;为基岩极限承载能力,MPa,按下式计算:式中K为岩层构造换算系数,0.51.0;Cj为岩石裂隙、风化折减系数,0.30.5;R为岩石单轴抗压强度,MPa。 这是一般工程计算中取岩石强度2040的原因!,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,(3)桩体结构设计钢筋混凝土结构从桩体弯矩图可以看出,桩身弯矩变化较大,上下端弯矩很小,这两部分可按混凝土构件考虑,不需要配置

8、受力钢筋,混凝土桩所能承受的弯矩由下式确定: 一般而言,在桩体迎推力侧配置适当的受拉钢筋,可以充分发挥钢筋混凝土构件的承载能力,其纵向受拉钢筋面积按下式计算:,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,说明:根据选用钢筋或钢轨可确定其数量;还需校核纵向受力钢筋能否保证桩体截面强度、混凝土受压区高度;而后给出钢筋用量表,并绘制钢筋布置图。预应力锚索抗滑桩:是对受拉侧钢筋施加预应力,可改善抗滑桩的受力特性。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,(4)桩体设计参数的优化问题桩体设计参数主要指桩的间距、截面、锚固深度。它们不仅关系到工程的安全,而且这些参数还直接影响抗滑工程造价。为寻求合理的抗滑桩设计参数,可编

9、制电算程序对抗滑桩的上述主要设计参数进行优化。,8.2.1 大型钢筋混凝土抗滑桩,钢轨桩定义:将钢轨置入钻孔,再用混凝土或水泥砂浆把钢轨与孔壁岩体联成一体而形成钢轨桩,可适用于滑坡推力不大、岩体较完整的岩质边坡。钢轨桩优点:通常认为与大断面钢筋混凝土抗滑桩相比,它具有更轻便、灵活、便于施工等优点。在国内外露天矿滑坡防治工程中得到广泛应用。,8.2.2 钢轨抗滑桩,边坡整体滑动时钢轨桩一般呈现两个相反方向弯曲变形:在滑面以上(下),桩的弯曲部分凹(凸)向推力方向。随推力逐渐增大,这两个弯曲变形也逐渐加大,最终桩体呈现三段破坏。当推力方向与桩体最大截面模数受力方向有一定交角时,桩体还出现扭转现象。

10、随桩周围岩体强度增大,桩体中段的破坏长度逐渐缩短,桩体受剪力较大。,(1)钢轨桩的受力状态和变形破坏特征,还存在不同破坏形式:当坚硬岩体沿一很薄的滑面滑动时,抗滑桩是受剪切而破坏;如岩体沿软弱破碎带或弱层滑动,由于在滑面处出现塑性变形,因而桩体是受弯曲而破坏;如果滑体是松散体或碎裂岩体,则桩体也是受弯曲而破坏。,(1)钢轨桩的受力状态和变形破坏特征,在计算钢轨桩抗滑力时,应研究现场地质情况;有条件时还可进行现场桩体应力测试、模型试验等;以分析桩体的应力状态和破坏形式;进而确定按剪切或弯曲条件的计算方法。,(2)钢轨抗滑桩的设计要求,也可将钢轨桩视为弹性地基上的弹性地基梁,采用链杆法求解桩体内力

11、。实际上,目前钢轨桩的设计方法还不成熟。应具体问题具体分析。,(2)钢轨抗滑桩的设计要求,1)锚固深度和桩长锚固深度:应以桩体在滑坡推力作用下不被拔出,以及在桩底不会产生新的滑面为条件。当滑床岩体较完整,强度较大时,锚固深度可取小些。例如,阜新海州露天煤矿86站的锚固深度取35 m。桩长:应保证不会产生越过桩顶的滑坡。但在一般情况下,为施工方便而使桩长能露出滑体表面。这样也为地面观测造成方便条件。,(2)钢轨抗滑桩的设计要求,(2)钢轨抗滑桩的设计要求,2)桩距和排距桩距:主要取决于桩的总数和岩体强度,加固后要防止软弱岩体自桩间挤出。如滑坡推力较小,岩体强度又较高,则桩距可适当大些。排距:双排

12、或多排孔时,排距一般与桩距接近。但露天矿采场边坡通常因限于施工条件而考虑每个台阶只设l2排桩。,(2)钢轨抗滑桩的设计要求,粘土岩易被水浸润而软化,宜选用较大直径的钢轨桩或管桩。随桩径增大,桩后易形成坚实粘土岩楔,起阻止桩间挤出作用。一些工程中有关钢轨桩间距的资料有参考价值。如阜新海州露天煤矿86站的钢轨桩间距为35m;白银露天矿为45m;大冶铁矿为3m。,8.3 预应力锚索抗滑桩作用机理,8.3.1 预应力锚索抗滑桩的应用原因8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,8.3.1 预应力锚索抗滑桩的应用原因,抗滑桩: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

13、形成的土拱效应以稳定滑体,不使其从桩间滑出。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,作用于桩周的岩土体上。在我国已采用的最大抗滑桩断面达6m4。,8.3.1 预应力锚索抗滑桩的应用原因,改进方式:在桩的上部加上预应力锚索,将一部分下滑力转移到锚索上,由锚索承担。可减少埋于滑床中桩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短;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。,8.3.1 预应力锚索抗滑桩的应用原因,一般抗滑桩:桩身内力大,且最大抗力发生在滑面的附近,造成桩身截面过大,抗滑桩锚固段长度为整个桩长的l/32/5。预应

14、力锚索抗滑桩:使抗滑桩单纯锚固的特点得到了改善。在桩顶使用预应力锚索施加与位移相反的反向力控制桩顶位移,使抗滑桩的受力更合理;可大幅度减少桩身内力、桩的横截面及埋置深度;达到了节省材料和降低造价的目的。,8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,一般抗滑桩:属于被动受力结构。抗滑桩工程完工后,并不立即起支挡作用;只有滑坡推力作用在桩上,使桩产生位移和变形,形成地基反力产生抵抗力矩时,才阻止滑坡进一步滑动。这种受力机制,对任何需要治理的滑坡,特别是滑坡体上或前缘处有重要建筑物时,都不能很快地阻止滑坡的变形、开裂。,8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,预应力锚索抗滑桩:则属于主动式受力结构。先给

15、锚索施加预应力,实质上是给滑坡主动施加了一个阻止其下滑的外力,可立即阻止滑坡的活动,起到主动稳定滑坡体的作用。,图8-3 抗滑桩和预应力锚索抗滑桩结构与弯距分布,8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,根据两者的对比可看出:两者的受力状况是不同的。 由于预应力锚索抗滑桩在上端设置锚索,变成了近似一端铰接一端固定的梁式结构,锚索桩最大弯矩的大小、位置与锚索施加预应力的大小有关。如考虑滑坡推力为矩形分布,不考虑桩身土体抗力,则悬臂杆件的最大弯矩在固定端,其最大弯距为 而简支梁结构的最大弯矩在梁跨中部,其最大弯距为,8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,而预应力锚索抗滑桩的受力情况则介入这两者之间

16、,其最大弯矩比悬臂桩的最大弯矩值小,且位置也高,桩身内力发生了根本的变化。滑动面以上锚索桩身外侧受拉,而抗滑桩则桩身内侧受拉,从而使桩身受力钢筋分别布置在不同的受拉面。 预应力锚索抗滑桩在桩顶施加了与滑坡推力相反的支撑力,所以桩在滑面以下所受侧向反力之和等于滑坡推力减去锚索提供相同方向的拉力。预应力锚索通过对置于滑面以下稳定岩土层中的锚固段施加预应力来平衡滑坡中一部分下滑力,受力条件好,施工也较为方便。,8.3.2 预应力锚索抗滑桩的受力特点,这样,预应力锚索抗滑桩的受力情况决定了它的特点:截面相对变小桩长变短配筋量也变少预应力大小可调整实现控制桩顶位移,8.4 预应力锚索抗滑桩设计,8.4.

17、1 预应力锚索抗滑桩设计原则8.4.1 滑坡推力和锚索拉力计算8.4.2 桩身内力计算8.4.3 预应力锚索参数设计计算,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,一般情况下,预应力锚索抗滑桩用于整治滑动面较深、且推力大的大型滑坡。它的设置应保证滑体不越过桩顶,或从桩间滑走,并不产生新的深层滑坡。它的设计包括两部分:抗滑桩桩体的设计和预应力锚索的设计。,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,预应力锚索抗滑桩设计应遵循的原则:设计应尽可能地考虑桩、锚索与土体的强度和变形特征预应力锚索抗滑桩设计应合理设计还应考虑两种受力情况设计荷载包括作用于预应力锚索抗滑桩上的外力,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原

18、则,设计应尽可能地考虑桩、锚索与土体的强度和变形特征确定该桩为刚性桩还是弹性桩;滑动面性状;滑坡近期内是否活跃;黏聚力和内摩擦角值大小的确定;计算滑坡推力的大小及桩身内力的计算;桩间距及其它不利因素:桩的位置应设在滑坡体较薄,锚固段地基强度较高的地段,其平面布置、桩间距(610 m)、桩长及截面尺寸等的确定,应综合考虑,达到经济合理。,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,还需考虑锚索参数的影响:拉力和预应力的确定锚索空间布置锚索孔倾角锚索的应力松驰与徐变锚索的防锈锚固方法强度计算等,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,预应力锚索抗滑桩设计应合理当桩承受设计滑坡推力时,锚索拉力应达到设计拉力

19、值。锚索设计拉力太小则锚索起不到“支点”作用,桩顶位移得不到控制,锚索只能起一新加的较小力作用在桩顶,虽可减小桩身内力,大部分滑坡推力仍通过桩身传递到滑床,桩身受力状态未脱离抗滑桩受力状态。锚索设计拉力太大当桩身承受最大滑坡推力时,锚索拉力达不到设计值而造成浪费,并且给锚索的施工工艺和实施带来很大的困难。,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,设计还应考虑两种受力情况一是桩身受锚索预应力和桩侧土弹性抗力作用,滑坡推力作为均布荷载作用在桩上。可用普通的地基系数法计算全桩的内力和位移;二是桩受滑坡推力、桩前剩余抗滑力、锚索拉力、桩侧土弹性抗力的作用。按最不利组合计算桩身内力和位移。在实际应用中应具

20、体情况具体分析,采用其中的一种受力情况来分析和设计。,8.4.1 预应力锚索抗滑桩设计原则,设计荷载包括作用于预应力锚索抗滑桩的外力可计算的滑坡推力,桩前滑体抗力(指滑动面以上桩前土体对桩的反力),桩锚固段地层抗力,锚索预应力。桩侧摩阻力、粘聚力及桩身自重和桩底反力可不列入计算。在预应力锚索抗滑桩的设计计算中,锚索设计拉力的确定是该计算中最重要的一点,一旦设计拉力确定了,其它的设计计算都可确定。,8.4.2 滑坡推力和锚索拉力计算,应满足的几个假定:土体对桩身的作用力是线弹性的,且沿桩身均匀分布桩身、其它部件、土体在张拉及整个工作阶段呈线弹性滑动面是确定的,且在整个工作期间不会改变所研究的滑坡

21、可以简化为平面应变问题桩的嵌入部分的受力仍可按悬臂桩的嵌入部分计算,8.4.2 滑坡推力和锚索拉力计算,(1)滑坡推力的确定对于一个需要整治的滑坡体,首先必须确定其滑坡推力,根据滑坡特性,计算出极限平衡状态下滑坡推力曲线,取一定安全系数Fs1.051.25,确定设计滑坡推力曲线,据此定出抗滑桩的位置。同时应考虑该处滑坡体较薄,且锚固段应设置在较好的地层,锚索的设置也适宜,不能太长。锚索和桩的位置定好后,该处的下滑推力可根据设计滑坡推力曲线确定其大小。,8.4.2 滑坡推力和锚索拉力计算,已知滑动面、地基地层性质、桩身材料等,根据经验拟定选择桩截面尺寸、桩间距。桩的锚固段大至为桩长的1/3l/5

22、,锚索锚固段必须在滑动面以下的稳定岩层中,其长度根据计算结果确定。调整锚索直径及股数,使其受力最为合理。,8.4.2 滑坡推力和锚索拉力计算,(2)锚索拉力计算预应力锚索抗滑桩为一超静定结构,将桩与锚索视为一个整体,桩简化为受横向变形约束的弹性地基梁。根据位移变形协调原理,按地基系数法确定锚索拉力及桩身内力。土压力按最常用的三角形及矩形两种考虑,锚索拉力按弹性支座考虑。假定锚索与桩变形协调,即锚索伸长量等于锚索作用点处桩的位移。,(2)锚索拉力计算,设桩上作用有n根锚索,当桩与锚索的变形协调完成后,锚索拉力分别为 , , , ,并设 ,则有: 对 O 点的弯矩为: 锚索拉力对 O 点产生的弯矩

23、总和为: 土压力对 O 点的弯矩为: 则 O 点的总弯矩为: O 点的总剪力为: 变形协调方程为: 式中, 为桩上第根锚索作用点的水平位移; 为第 i 根锚索的水平伸长量。 根据材料力学有: ,(2)锚索拉力计算,式中, 为第根锚索的自由段长度; 为第 i 根锚索截面面积; 为锚索的弹性模量,取1.8108kN/m2。令 ,则式中: 为第 根锚索作用点距 O点的高度; 为第 根锚索作用点在土压力作用下的水平位移; 为第 根锚索作用点在锚索拉力作用下的水平位移; 为在锚索拉力与土压力共同作用下 O点的水平位移; 为在锚索拉力与土压力共同作用下 O点的转角。,1)求锚索作用点在土压力作用下的水平位

24、移,在第 i 根锚索作用点施加单位力,则在单位力作用下桩身弯矩为 当土压力为三角形分布时,土压力在桩上产生的弯短为则:令:则:,1)求锚索作用点在土压力作用下的水平位移,同理可求出当土压力为矩形时,2)求锚索作用点在锚索拉力作用下的水平位移,与求 相同,设 1,则第 i 根锚索作用点产生的单位位移为 因此,使第i 根锚索作用点产生的位移为: 则,3)求O点的水平位移 和转角,无论用 法或 法,也无论桩底为自由端、固定端或铰支端,都有: 关于 意义与计算请参考抗滑桩设计与计算。把前式代入后有:,解此方程组,即可求出 。,令则 (8-17)把式(17)代入 (10),可得 (8-18)对每一根锚索

25、均有与式(18)相似的方程,从而形成一方程组如下:,8.4.2 滑坡推力和锚索拉力计算,在实际工作中,可先求出使桩的正负弯矩大致相等时锚索所承担的总拉力 ,则每根锚索所需施加的预应力为 。另在计算 时, 计算结果为负,这是因为在推导桩的计算公式时规定的符号所致。而在方程中要求的 为正,因此在计算 时,所得结果应取绝对值。在利用计算机解方程组时,最好采用高斯列主元素消去法,尽量不要采用简单消去法,因简单消去法容易造成其它元素数量级的巨大增长和舍入误差的扩散。,计算例子,有一截面2.0m2.5m桩,滑面以下桩长7 m,滑面以上桩长15 m,桩后每延米土压力651 kN,桩间距6 m。桩上设三根锚索

26、,锚索间距3m,最上一根距桩顶1m,当桩正负弯矩基本一致时,桩身最大弯矩2676kN.m,锚索拉力870kN。锚索不施加预应力,锚索随桩协调变形而产生的拉力从上至下分别为367 kN、302 kN、233 kN。每根锚索应分别施加预应力503 kN、568 kN、638 kN,则受力趋于合理。图上可以看出,弯矩明显减小,且桩身受力更为合理。,8.4.3 桩身内力计算,(1)非锚固段桩身内力计算:求出锚索设计拉力后,桩身上端外力均为已知,按悬臂端求出桩身各截面的Q、M及锚固段顶端O点处的剪力和弯距。(2)锚固段桩身内力计算:由锚固段顶端剪力和弯距,按地基系数法求取锚固段各截面的Q、M以及桩身的横

27、向压应力及变位。(3)抗滑桩结构配筋:予以配筋求出桩身内力后可按极限状态法计算抗滑桩的结构予以配筋。,8.4.4 预应力锚索参数设计计算,钢绞线数量:根据锚索设计拉力 R 计算需要的钢绞线根数 n式中 为钢铰线屈服抗拉荷载。锚固段长度:可考虑两个因素一是按锚索与砂浆的握裹力计算锚固段长度一是按锚孔砂浆与孔壁摩阻力计算锚固段长度锚索下倾角:按照锚索最优倾角计算结果和具体施工条件确定,并可根据确定的下倾角调整锚索自由段的长度。锚索预应力:可根据计算锚索设计拉力确定锚索预应力。,8.5.1 工程概况山东省道327线济南段仲宫至枣林段自2000年元月开始施工后,受雨水影响于2000年11月在枣林处发生

28、山体滑坡,严重影响交通。累计平面滑移约10m,最大裂口达100cm,可见深度约2.0m。滑坡的平面及剖面特征:,8.5 公路滑坡工程稳定分析及治理与加固技术,8.5.2 滑坡规模及形成与发展分析 (1)滑坡规模钻孔勘察查明,主滑动面平均深度为7.8m。滑坡体横断面面积543m2,平均宽度40m,体积21720m3,重433400 kN,属中型滑坡。该滑坡对道路及民用设施安全构成威胁。(2)滑坡类型滑坡床埋藏深度6.508.90m,可归入中层滑坡(620m);按滑动面形状和移动类型分归入地表堆积物的斜体移动;按滑动岩层成分、构造、产状、滑床和滑带特点以及变形特征和位移动力分类可归入牵引式(流动式

29、滑坡和滑坍)滑坡;该滑坡为中层牵引式地表堆积物的斜坡移动。,(3)滑坡的形成与发展滑坡的形成首先决定于所处的地形地貌和岩性。滑坡处于中低山的北侧靠山顶部位,位势能高。其次滑坍体界面利用了片麻理这一薄弱面。早期滑坡阶段,滑坡体顺后缘滑坡陡壁做向下剪切运动,滑动擦痕清晰。滑坡形成后,滑坡体向北继续移动。大致北移3.0m以后因受北侧沟缘的阻挡,开始改变方向。处于滑坡体中部附近的强风化的残-坡积物在蠕动压密作用下滑动面开始形成,滑坡体随即向北东方向作大规模移动。因此,枣林滑坡当时处于滑动阶段,如遇外界诱发因素,随时可进入巨滑状态。,(3)滑坡的形成与发展滑动原因为坡体后部倾角大,坡体含有片麻理,其强度

30、低极易滑动,这是滑坡赋存的基础地质条件;公路建设导致人工切坡,临空界面和临空高度的增大加剧了坡体的不稳定性,这是滑坡产生的地貌条件;坡体在大量地表水进入进一步软化滑坡体,增大可塑流动性,并且极大的润滑了滑动面,加速了滑坡的形成和滑移速度。这是滑坡发生、发展的诱因。,8.5.3 滑坡治理方案(1)鉴于地下水对边坡稳定性影响很大,必须采用排水措施。(2)由于坡体己下滑67m,上部坡体已经平缓,故削坡减重作用不大,且要破坏坡体上丰富的植被,故不能采用削坡减重方法。 (3)锚杆、锚索是一种较好的加固方法,尤其对带有滑面的坚硬岩体特别有效。 (4)在滑坡下部修建抗滑挡土墙是整治滑坡经常采用的有效措施。(

31、5)抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支挡建筑物。,8.5.3 滑坡治理方案综合上述因素,选择采用预应力锚索抗滑桩方案,结合地面及地下排水等方法治理滑坡。为了减小抗滑桩弯矩,提高滑坡整治效果,穿过抗滑桩配预应力锚索。为了使各抗滑桩受力均匀,在抗滑桩上部6m范围的坡面采用锚喷网加固。在抗滑桩之间采用浆砌石墙护面。,8.5.4 预应力锚索抗滑桩的设计(1)滑坡稳定性分析该边坡为平面双滑块破坏模式。边坡已滑动,认为滑坡处于临界平衡状态,即边坡抗滑稳定系数Fs=1。取Fs=1,根据反演计算并结合实验室试验结果,滑坡体抗剪强度指标结果为:滑块1和滑块2的粘聚力及内摩擦角分别为11.3kPa、12.2和8

32、.5kPa、21.2。引起滑体滑动的是滑体自重。锚索和抗滑桩的作用是共同阻止滑体沿滑面滑动,并具有安全系数的许用值Fs。锚索的作用认为是单独作用时使滑坡体具有安全系数Fs=1.05。,(2)预应力锚索参数锚索安装角度:25,向下方倾斜25。锚索锚固力及锚索类型:锚索Fs=1.05,锚固力1600.6kN。选用2根75钢绞线。锚索位置:2根锚索的间距为3m,上部锚索距桩顶0.5 m。锚固段长度:灌注水泥砂浆,上部锚索9.0 m,下部8.0 m。 锚索张拉段长度:上部21.0 m、下部17.0 m。则上部锚索长30.0 m,下部锚索长25.0 m。锚索张拉力:锚索的张拉力取800 kN。,(3)抗

33、滑桩的设计抗滑桩设计应满足的要求抗滑体具有足够稳定性,抗滑稳定安全系数满足要求;保证滑体不越过桩顶,不从桩间挤出;桩深要有足够的强度和稳定性;桩断面和配筋合理,满足桩内应力和桩身变形要求;桩周地基抗力和滑体变形在容许范围内。抗滑桩设计就是根据以上要求合理确定抗滑桩:桩位、间距、尺寸、埋深、配筋、材料等。,设计资料滑体容重=20.0kN/m3;滑床容重=22.0kN/m3;地基比例系数m=100MPa/m2;桩全长21m,其中受荷段Hl=6m,锚固段H2=28m;桩间距S=6m;桩截面积Fba=1.52.0=3.0m2;桩的混凝土标号C25;桩承受的滑坡推力Er=4478.4kN;安全系数Fs=1.25;将锚索的张拉力施加在抗滑桩上;抗滑桩为悬臂式弹性桩,桩底边界条件按自由端考虑;锚索张拉力的水平分力Et=725.0 kN。,桩身内力在桩深8.3m处,桩身最大弯矩Mmax= 1.19104kN.m。抗滑桩配筋按单筋矩形截面受最大弯矩进行配筋计算(采用二级钢筋)。抗滑桩受拉钢筋选3032钢筋(双排)。最终预应力锚索抗滑桩结构型式。,

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