地质灾害防治工程设计与施工.ppt

地质灾害防治工程设计与施工,地质灾害防治工程设计与施工,泥石流灾害防治工程设计规范（DZ/T02392004）第1.2.2条 风险性设计 泥石流是不良的复杂地质体，为非均质、各向异性介质，物理力学参数是随机变量，变异性大；其次，防治工程承受来自泥石流体和外界的各种荷载，不仅自身应具有足够的抗形变和破坏的能力，而且还要求下伏的地质体也具有优良的性质；另外，泥石流灾害防治工程迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。因此，泥石流灾害防治工程设计受诸多不确定因素的影响，必然存在着相当大的风险性，要求在施工过程中加强检验和监测，根据检测资料适时进行设计变更，以使设计能更接近实际，保证工程质量和安全，提高工程效益。,地质灾害防治工程设计与施工,地质灾害防治工程设计与施工,主要依据滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T02192006），介绍地质灾害滑坡防治工程设计的基本规定、滑坡防治工程分级及设计安全系数、排水工程、抗滑桩、预应力锚索、格构锚固、重力挡墙、注浆加固、刷方减载、回填压脚、植物防护等设计基本要求。,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定 2 滑坡防治工程分级及设计安全系数 3 排水工程 4 抗滑桩 5 预应力锚索 6 格构锚固 7 重力挡墙 8 其他防治工程,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定1.1 一般规定1.1.1 滑坡防治工程设计，可划分为可行性方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。对于规模小、地质条件清楚的滑坡，可简化设计阶段。1.1.2 可行性方案设计：根据防治目标，在已审定的滑坡防治地质勘查报告基础上进行编制；应对多种设计方案的技术、经济、社会和环境效益等进行论证，并作出工程估算；提交可行性方案设计报告及可行性方案设计附图册，并提交滑坡工程地质勘查报告及有关试验报告等附件；计算和估算内容可以计算书和估算书的形式作为附件提交。,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定1.1 一般规定1.1.3 初步设计：对可行性方案设计推荐方案进行充分论证和试验；提出具体工程实现步骤和有关工程参数，进行结构设计，编制相应的报告及图件，进行工程概算；提交初步设计报告及设计附图册，并提交有关试验报告等附件；计算和概算内容可以计算书和概算书的形式作为附件提交。1.1.4 施工图设计：对初步设计确定的工程图进行细部设计；提出施工技术、施工组织和安全措施要求；并满足工程施工和工程招投标要求；编制工程施工图件及说明，进行工程预算；提交施工设计图册及施工图说明书、预算书等。1.1.5 应急治理工程设计是滑坡灾害防治工程设计中的特殊内容，可简化上述设计阶段。但应急治理应与后续的正常治理相适应，并为正常治理提供基础。,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定1.2 滑坡防治工程施工图设计1.2.1 滑坡防治工程施工图设计，应对滑坡防治工程涉及的各工程单元进行施工图设计，并编制相应的施工图设计说明书。1.2.2 滑坡防治工程施工图设计，应详细说明设计的基本思路、施工条件、施工方法、施工机械、施工顺序、进度计划、施工管理和施工监理等。1.2.3 滑坡防治工程施工图设计，应提交相应的设计图册，一般为A3幅面，平面布置图可采用Al、AO或更大幅面。,地质灾害防治工程设计与施工,1 滑坡防治工程设计基本规定1.2 滑坡防治工程施工图设计1.2.4 滑坡防治工程施工图设计，应详细说明设计的计算公式、计算步骤和计算结果，并以计算书的形式单独提交。1.2.5 滑坡防治工程施工图设计，应详细说明预算的编制办法、费率标准、实际工程量及定额依据等，并以预算书的形式单独提交。,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.1 滑坡防治工程级别划分 根据受灾对象、受灾程度、施工难度和工程投资等因素，可按表2.1-1对滑坡防治工程进行综合划分。,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.2 滑坡荷载及强度标准2.2.1 荷载 a)滑坡体自重；b)滑坡体上建筑物等产生的附加荷载；c)地下水产生的荷载，包括静水压力和渗透压力等；d)地震荷载；e)动荷载，如汽车荷载等；f)江（库）水位。,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.2 滑坡荷载及强度标准2.2.2 荷载强度标准 a)暴雨强度按10年100年的重现期计；b)地震荷载按50年100年超越概率为10%的地震加速度计；c)库水位按坝前高程计，并根据不同地段作调整，即接洪水线。滑坡防治工程暴雨和地震荷载强度取值标准参见表2.2.21。,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.2 滑坡荷载及强度标准2.2.2 荷载强度标准,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式 滑坡稳定性评价应根据滑坡滑动面类型和物质成分选用恰当的方法，并可参考有限元法、有限差分法、离散元法等方法进行综合考虑。滑坡稳定性评价和推力计算公式推荐如下。,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡包括两种滑动面类型。滑动面为折线形、单一平面或圆弧形 1)滑动面为折线形,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡 1)滑动面为折线形 用传递系数法进行稳定性评价和推力计算，可用詹布法(Janbu)等方法进行校核。a.滑坡稳定性计算 b.滑坡推力：应按传递系数法计算,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡 1)滑动面为折线形 下滑力Ti 抗滑力Ri 传递系数,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡 1)滑动面为折线形 孔隙水压力 渗透压力平等滑面的分力 渗透压力垂直滑面的分力,地质灾害防治工程设计与施工,2 滑坡防治工程分级及设计安全系数2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡 2)滑动面为单一平面或圆弧形,地质灾害防治工程设计与施工,2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.1 堆积层（包括土质）滑坡 2)滑动面为单一平面或圆弧形 可用瑞典条分法等进行稳定性评价和推力计算，可用毕肖普法(Bishop)等方法进行校核。a.滑坡稳定性计算 b.滑坡推力计算公式 对剪切而言：对剪切而言：,地质灾害防治工程设计与施工,2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.2 岩质滑坡 用平面极限平衡法进行稳定性评价和推力计算。,地质灾害防治工程设计与施工,2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.2 岩质滑坡 用平面极限平衡法进行稳定性评价和推力计算。稳定性评价 后缘裂缝静水压力 沿滑面扬压力,地质灾害防治工程设计与施工,2.3滑坡稳定性评价计算公式2.3.3 滑坡滑带参数确定 滑带力学参数，可采用试验、经验数据类比与反演相结合的方法确定。反演公式推荐为：内聚力 内摩擦角一般条件下，稳定系数K可根据下列情况确定：滑坡处于整体暂时稳定-变形状态：Ks=l.001.05;滑坡处于整体变形-滑动状态：Ks=O.951.00。,地质灾害防治工程设计与施工,2.4 滑坡防治工程设计安全系数 滑坡防治工程设计中设计抗滑、抗倾、抗剪断等三个安全系数。1)抗滑安全系数 设计：自重，Ks=1.21.4；自重十地下水，Ks=1.11.3。校核：自重十暴雨十地下水，Ks=1.021.15；自重十地震十地下水，Ks=1.021.15。,地质灾害防治工程设计与施工,2.4 滑坡防治工程设计安全系数 2)抗倾安全系数 对于崩滑体防治工程，应采用抗倾安全系数进行设计。设计：自重，Ks=1.52.0；自重十地下水，Ks=1.31.7。校核：自重十暴雨十地下水，Ks=1.11.5；自重十地震十地下水，Ks=1.11.5。,地质灾害防治工程设计与施工,2.4 滑坡防治工程设计安全系数 3)抗剪断安全系数 当采用注浆或微型桩加固滑带时，应采用抗剪断安全系数进行设计。设计：自重，Ks=2.02.5；自重十地下水，Ks=1.72.2。校核：自重十暴雨十地下水，Ks=1.21.5；自重十地震十地下水，Ks=1.21.5。,地质灾害防治工程设计与施工,2.4 滑坡防治工程设计安全系数 4)滑坡防治工程设计，应根据其工程级别进行，即I级防治工程的安全系数取高值，级防治工程的安全系数取低值。5)滑坡防治工程设计，可采用分级方法进行，即主体防治工程安全系数可取高值，附属或临时防治工程安全系数可相应降低。6)滑坡防治工程设计安全系数取值，推荐如下（参见表2.41）。,地质灾害防治工程设计与施工,2.4 滑坡防治工程设计安全系数,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.1 一般规定 3.1.1 排水工程设计，应在滑坡防治总体方案基础上，结合工程地质、水文地质条件及降雨条件，制定地表排水、地下排水或二者相结合的方案。3.1.2 地表排水工程的设计标准，应根据防护对象等级所确定的防洪标准予以确定，并依此确定排水工程建筑物的级别、安全超高及安全系数。3.1.3 当滑坡体上存在地表水体，且应保留时，应进行防渗处理，并与拟建排水系统相接。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.1 一般规定 3.1.4 地下排水工程，应视滑动面状况、滑坡所在山坡汇水范围内的含水层与隔水层水文地质结构及地下水动态特征，选用隧硐排水、钻孔排水或盲沟排水等方案。3.1.5 当地质条件和水文条件复杂时，排水工程对于滑坡稳定系数的提高值可不作为设计依据，但可作为安全储备加以考虑。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.1 地表排水工程，应根据滑坡的规模、范围及其重要程度，准确、合理地选定设计标准，即选定某一降雨频率作为计算流量的标准。将大于设计标准或在非常情况下使工程仍能发挥其原有作用的安全标准，作为校核标准。3.2.1.2 地表排水工程设计的频率地表汇水流量计算，可根据中国水利科学院水文研究所提出的小汇水面积设计流量公式计算。即：,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 式中：QP设计频率地表水汇流量(m3/S)；径流系数；Sp设计降雨强度(mm/h)；F汇水面积(km2)；流域汇流时间(h)；n降雨强度衰减系数。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 当缺乏必要的流域资料时，可按中国公路科学研究所提出的经验公式计算，即：当F3 km2时，当F3 km2时，式中：各量同上,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 图3.2.1-1 滑坡地面排水沟断面形状示意图,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.4 地表排水工程水力设计，应首先对排水系统各主、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和校核标准分别计算各主、支沟流汇流量和输水量；在此基础上，确定排水沟断面或校核排水沟过流能力。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.5 排水沟过流量计算公式为：式中：Q过流量(m3/S)；W过流断面面积（m2）；C流速系数(m/s)；R水力半径(m)；i水力坡降，已采用下列二式计算：,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 a)巴甫洛夫斯基公式：CRy/n 式中，y为与n、R有关的指数。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 b)满宁公式：CR1/6/n 式中：R水力半径(m)；n糙率。对刚性材料的排水沟，n的取值，建议采用DL/T5166-2002溢洪道设计规范、SL182004渠道防渗工程技术规范的推荐值。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.6 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以外的稳定斜坡面上。依地形而定，平面上多呈“人”字形展布。沟底比降无特殊要求，以能顺利排除拦截的地表水为原则。根据外围坡体结构，截水沟迎水面需设置泄水孔，推荐尺寸为100 mm100 mm300 mm300 mm。3.2.1.7 当排水沟通过裂缝时，应设置成叠瓦式的沟槽，可用土工合成材料或钢筋混凝土预制板制成。3.2.1.8 有明显开裂变形的坡体，应及时用粘土或水泥浆填实裂缝，整平积水坑、洼地，使降雨能迅速沿排水沟汇集、排走。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.9 滑坡体上若有水田，应改为旱地耕作。若有积水的池、塘、库，应停止耕作。滑坡体后缘（外围），若分布有可能影响滑坡的积水的池、塘、库时，宜停止耕作；否则其底和周边均应实施防渗工程。3.2.1.10 排水沟进出口平面布置，宜采用喇叭口或八字形导流翼墙。导流翼墙长度可取设计水深的34倍。3.2.1.11 当排水沟断面变化时，应采用渐变段衔接，其长度可取水面宽度之差的520倍。3.2.1.12 排水沟的安全超高，不宜小于0.4 m，最小不应小于0.3 m;对弯曲段凹岸，应考虑水位壅高的影响。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计 3.2.1 地表排水 3.2.1.13 排水沟弯曲段的弯曲半径，不应小于最小容许半径及沟底宽度的5倍。最小容许半径可按式(10)计算：式中：Rmin最小容许半径(m)；v沟道中水流流速(m/s)；A沟道过水断面面积(m2)。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计 3.2.1 地表排水 3.2.1.14 在排水沟纵坡变化处，应避免上游产生壅水。断面变化，宜改变沟道宽度，深度保持不变。3.2.1.15 设计排水沟的纵坡，应根据沟线、地形、地质以及与山洪沟连接条件等因素确定，并进行抗冲刷计算。当自然纵坡大于1:20或局部高差较大时，可设置陡坡或跌水。3.2.1.16 跌水和陡坡进出口段，应设导流翼墙，与上、下游沟渠护壁连接。梯形断面沟道，多做成渐变收缩扭曲面；矩形断面沟道，多做成“八”字墙形式。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.1 地表排水 3.2.1.17陡坡和缓坡连接剖面曲线，应根据水力学计算确定；跌水和陡坡段下游，应采用消能和防冲措施。当跌水高差在5m以内时，宜采用单级跌水；跌水高差大于5m时，宜采用多级跌水。3.2.1.18排水沟，宜用浆砌片石或块石砌成；地质条件较差，如坡体松软段，可用毛石混凝土或素混凝土修建。砌筑排水沟砂浆的标号，宜用M7.5M10。对坚硬块片石砌筑的排水沟，可用比砌筑砂浆高1级标号的砂浆进行勾缝，且以勾阴缝为主。毛石混凝土或素混凝土的标号，宜用Cl0C15。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计 3.2.1 地表排水 3.2.1.19 陡坡和缓坡段沟底及边墙，应设伸缩缝，缝间距为10 m15 m。伸缩缝处的沟底，应设齿前墙，伸缩缝内应设止水或反滤盲沟或同时采用。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 3.2.2.1 当滑坡体表层有积水湿地和泉水露头时，可将排水沟上端做成渗水盲沟，伸进湿地内，达到疏干湿地内上层滞水的目的。渗水盲沟，应采用不含泥的块石、碎石填实，两侧和顶部做反滤层（图3.2.2-1）。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 1大块干砌片石；2反滤层；3干砌片石；4浆砌片石；5牙石。图3.2.2-1 滑坡地下水排水支撑盲沟断面示意图,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 3.2.2.2 为拦截滑坡体后山和滑坡体后部深层地下水及降低滑坡体内地下水位，应将横向拦截排水隧硐修于滑坡体后缘滑动面以下，与地下水流向基本垂直；纵向排水疏干隧硐，可建在滑坡体（或老滑坡）内，两侧设置与地下水流向基本垂直的分支截排水隧硐和仰斜排水孔。配有排水孔的截排水隧硐，其排水能力可由式(11)计算（图3.2.2-2）：,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计 3.2.2 地下排水 注：图中数字单位为毫米。图3.2.2-2 滑坡地下排水廊道剖面示意图,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水,排水能力计算式：式中：Q单井涌水量(m3/d)；K渗透系数(m/d)；H水头或潜水含水层厚度(m);Sw排水孔中水位降深(m)；d井距之半(m)；rw井半径(m)；b1井排至排泄边界的距离(m)；b2井排之补给边界的距离(m)。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 3.2.2.3 对于规模小、滑面埋深较浅的滑坡，采用支撑盲沟排除滑坡体地下水。a)支撑盲沟长度计算公式 式中：L支撑盲沟长度(m)；Ks设计安全系数，取值1.3；T作用于盲沟上的滑坡推力(kN)；支撑盲沟后的滑坡滑动面倾角()；盲沟基础与地基内摩擦角()；盲沟内填料容量，采用浮容量(kN/m3)；h、b支撑盲沟的高、宽(m)。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 b)支撑盲沟排除地下水的出水量计算 1）当设计盲沟长度大于50m时 式中：Q盲沟出水量(m3/d)；L盲沟长度(m)；K渗透系数(md)；H含水层厚度(m)；h动水位至含水层底板的高度(m)；R影响半径(m)。,地质灾害防治工程设计与施工,3 排水工程3.2排水工程设计3.2.2 地下排水 b)支撑盲沟排除地下水的出水量计算 2)当设计盲沟长度小于50 m时，式中：Q盲沟出水量(m3/d)；L盲沟长度(m)；K渗透系数(md)；H含水层厚度(m)；h动水位至含水层底板的高度(m)；R影响半径(m)。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.1 一般规定 4.1.1 抗滑桩是滑坡防治工程中较常采用的一种措施。采用抗滑桩对滑坡进行分段阻滑时，每段宜以单排布置为主，若弯矩过大，应采用预应力锚拉桩。4.1.2 抗滑桩桩长宜小于35 m。对于滑带埋深大于25 m的滑坡，采用抗滑桩阻滑时，应充分论证其可行性。4.1.3 抗滑桩间距（中对中）宜为5 m10 m。抗滑桩嵌固段应嵌入滑床中，约为桩长的1/32/5。为了防止滑体从桩间挤出，应在桩间设钢筋砼或浆砌块石拱形挡板。在重要建筑区，抗滑桩之间应用钢筋砼联系梁联接，以增强整体稳定性。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.1 一般规定 4.1.4 抗滑桩截面形状以矩形为主，截面宽度一般为1.5 m2.5 m，截面长度一般为2O m4.Om。当滑坡推力方向难以确定时，应采用圆形桩。4.1.5 抗滑桩按受弯构件设计。对于利用抗滑桩作为建筑物桩基的工程，即“承重阻滑桩”，应进行桩基竖向承载力、桩基沉降、水平位移和挠度验算，并考虑地面附加荷载对桩的影响。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.1 抗滑桩所受推力可根据滑坡的物质结构和变形滑移特性，分别按三角形、矩形或梯形分布考虑。4.2.2 抗滑桩设计荷载包括：滑坡体自重、孔隙水压力、渗透压力、地震力等。对于跨越库水位线的滑坡，应考虑库水位变动时对滑坡体产生的渗透压力。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.3 抗滑桩推力应按滑坡滑动面类型选用相应的推力计算公式(在2.3滑坡稳定性评价中已介绍)。4.2.4 抗滑桩桩前应进行土压力计算。若被动土压力小于滑坡剩余抗滑力时，桩的阻滑力按被动土压力考虑。被动土压力计算公式：式中：Ep被动土压力(kN/m)；1、1分别为桩前岩土体的容重(kN/m3)和内摩擦角()；h1抗滑桩受荷段长度(m)。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.5 布置于地表水体水位一带的抗滑桩可不考虑滑体前缘的抗力，即抗滑力为0，但应进行嵌固段侧压力验算。4.2.6 抗滑桩受荷段桩身内力应根据滑坡推力和阻力计算，嵌固段桩身内力根据滑面处的弯矩和剪力按地基弹性的抗力地基系数(K)概念计算，简化式为：式中：m地基系数随深度变化的比例系数；y嵌固段距滑带深度(m)；y0与岩土类别有关的常数(m)；n随岩土类别变化的常数，如0，0.5，1,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 地基系数与滑床岩体性质相关，可概括为下列情况：a)K法。地基系数为常数K，即n=0。滑床为较完整的岩质和硬粘土层。b)m法。地基系数随深度呈线性增加，即n=1。一般地，简化为K=my。滑床为硬塑半坚硬的砂粘土、碎石土或风化破碎成土状的软质岩层。c)当0l时，K值随深度为内凸的抛物线变化。抗滑桩地基系数的确定可简化为K法和m法两种情况。若采用C法，应通过现场试验确定。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.7 抗滑桩嵌固段桩底支承根据滑床岩土体结构及强度，可采用自由端、铰支端或固定端。4.2.8 抗滑桩的稳定性与嵌固段长度、桩间距、桩截面宽度，以及滑床岩土体强度有关，可用围岩允许侧压力公式判定：,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 a)较完整岩体、硬质粘土岩等：式中：max嵌固段围岩最大侧向压力值(kPa)；1折减系数，取决于岩土体裂隙、风化及软化程度，沿水平方向的差异性等，一般为0.10.5；R岩石单轴抗压极限强度(kPa)。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 b)一般土体或严重风化破碎岩层：式中：max嵌固段围岩最大侧向压力值(kPa)；2折减系数，取决于土体结构特征和力学强度参数的精度，宜取值为0.51.0；p桩前岩土体作用于桩身的被动土压应力(kPa)；a桩后岩土体作用于桩身的主动土压应力(kPa)。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.9 抗滑桩嵌固段的极限承载能力与桩的弹性模量、截面惯性矩和地基系数相关。在进行内力计算时，应判定抗滑桩属刚性桩还是弹性桩，以选取适当的内力计算公式。判定式如下：,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 a)按“K”法计算，即地基系数为常数时，当h21O，属刚性桩；当h21O，属弹性桩。其中，为桩的变形系数(m-l)，其值为：式中：K地基系数(kN/m3)；BP桩正面计算宽度(m)，矩形桩BP=B+l，圆形桩BP=0.9(B+1)；E桩弹模(kPa)；I 桩截面惯性矩(m4)。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 b)按“m”法计算，即地基系数为三角形分布时，当ah22.5，属刚性桩；当ah22.5，属弹性桩。其中a桩的变形系数，(m-l)，其值为：式中：m地基系数随深度变化的比例系数(kN/m3)；其余符号注释同上。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.10 当滑坡对抗滑桩产生的弯矩过大时，推荐采用预应力锚拉桩（见图4.2.101）。其桩身可按弹性桩计算，但根据施加预应力的大小，抗滑桩配筋与上两种桩型明显不同。4.2.11 锚拉桩宜按超静定体系设计，将桩视为下端弹性嵌固于岩质滑床，上端锚索（杆）视为一弹性支座。桩在外荷载作用下，对桩锚和地基按弹性协调变形计算，求出各部分内力和位移。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 单位为米 图4.2.101 锚拉桩阻滑工程与建设用地相结合示意图,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.12 矩形抗滑桩纵向受拉钢筋配置数量应根据弯矩图分段确定，其截面积按如下公式计算：或 且要求满足条件b,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 当采用直径d25 mm HRB335级热轧钢筋时，相对界限受压区高度系数b=0.544;当采用直径d=28 mm40 mm HRB335级热轧钢筋时，相对界限受压区高度系数b=0.566。s、s计算系数由下式给定：式中：as纵向受拉钢筋截面面积(mm2)；M抗滑桩设计弯矩(Nmm)；fy受拉钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)；fcm砼弯曲抗压强度设计值(N/mm2)；h0抗滑桩截面有效高度(mm)；b抗滑桩截面宽度(mm)；k1抗滑桩受弯强度设计安全系数，取1.05。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.2抗滑桩设计 4.2.13 矩形抗滑桩应进行斜截面抗剪强度验算，以确定箍筋的配置。其计算公式为：且要求满足条件 式中：V抗滑桩设计剪力(N)，Vcs抗滑桩斜截面上砼和箍筋受剪承载力(N)；ft砼轴心抗拉设计强度值(N/mm2)；fyv箍筋抗拉设计强度设计值(N/mm2)，取值不大于310 N/mm2；h0抗滑桩截面有效高度(mm)；b抗滑桩截面宽度(mm)；Asv配置在同一截面内箍筋的全部截面面积(mm2)；S抗滑桩箍筋间距(mm)；K2抗滑桩斜截面受剪强度设计安全系数，取1.10。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.3抗滑桩构造 4.3.1 为保护环境，桩顶宜埋置于地面以下0.5 m，但应保证滑坡体不越过桩顶。当有特殊要求时，如作为建筑物基础等，桩顶可高于地面。4.3.2 桩身混凝土可采用普通混凝土。当施工许可时，也可采用预应力混凝土。桩身混凝土的强度宜采用C20、C25或C30。地下水或环境土有侵蚀性时，水泥应按有关规定选用。4.3.3 纵向受拉钢筋应采用级以上的带肋钢筋或型钢。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.3抗滑桩构造 4.3.4 纵向受拉钢筋直径应大于16 mm。净距应在120 mm250 mm之间。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，排距宜控制在120 mm200 mm之内。钢筋笼的混凝土保护层应大于50 mm。4.3.5 纵向受拉钢筋的截断点应在按计算不需要该钢筋的截面以外，其伸出长度应不小于表4.3.51规定的数值。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.3抗滑桩构造表4.3.51 纵向受拉钢筋的最小搭接长度,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.3抗滑桩构造 4.3.6 桩内不宜配置弯起钢筋，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。4.3.7 箍筋宜采用封闭式。肢数不宜多于三肢，其直径在10 mm16 mm之间，间距应小于500 mm。4.3.8 钢筋应采用焊接、螺纹或冷挤压连接。接头类型以对焊、帮条焊和搭接焊为主。当受条件限制，应在孔内制作时，纵向受力钢筋应以对焊或螺纹连接为主。,地质灾害防治工程设计与施工,4 抗滑桩4.3抗滑桩构造 4.3.9 桩的两侧及受压边，应适当配置纵向构造钢筋，其间距宜为400mm500mm，直径不应小于12mm。桩的受压边两侧，应配置架立钢筋，其直径不宜小于16mm。4.3.10 当采用预应力混凝土时，应符合下列要求：a)预应力施加方法宜采用后张法。如采用先张法，应充分论证其可靠性；b)预应力筋宜为低松弛高强钢铰线；c)下端锚固于桩身下部3m5m范围内。锚固段内，根据计算布置钢筋网片；d)上段锚固应选用可靠的锚具，并在锚固部位预埋钢垫板。垫板应与锚孔垂直；e)水泥砂浆强度等级不应低于M25。,地质灾害防治工程设计与施工,5 预应力锚索,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.1一般规定 5.1.1预应力锚索是对滑坡体主动抗滑的一种技术。通过预应力的施加，增强滑带的法向应力和减少滑体下滑力，有效地增强滑坡体的稳定性。5.1.2预应力锚索主要由锚固段、张拉段和外锚固段三部分构成。预应力锚索材料宜采用低松弛高强钢绞线加工，应满足GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线标准。5.1.3预应力锚索设置应保证达到所设计的锁定锚固力要求，避免由于钢绞线松弛而被滑坡体剪断；同时，应保证预应力钢绞线有效防腐，避免因钢铰线锈蚀导致锚索强度降低，甚至破断。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.1一般规定 5.1.4预应力锚索长度一般不超过50m.单索锚索设计吨位宜为500kN2500kN级，不超过3000kN级。预应力锚索布置间距宜为4m10m。5.1.5当滑坡体为堆积层或土质滑坡，预应力锚索应与钢筋砼梁、格构或抗滑桩组合作用。5.1.6预应力锚索设计时应进行抗拔试验。锚索试验内容包括内锚固段长度确定、砂浆配合比、拉拔时间、造孔钻机及钻具选定等。应根据公式计算和工程类比，选取合适的内锚固段长度，进行设计锚固力和极限锚固力试验，推荐合适的内锚固段长度和砂浆配合比是试验的主要内容。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.1计算滑坡预应力锚固力前，应对未施加预应力的滑坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。滑坡设计荷载包括：滑坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。对跨越库水位线的滑坡，应考虑每年库水位变动时对滑坡体产生的渗透压力或动水压力。5.2.2预应力锚索极限锚固力通常由破坏性拉拔试验确定。极限拉拔力指锚索沿握裹砂浆或砂浆固结体沿孔壁滑移破坏的临界拉拔力；容许锚固力指极限锚固力除以适当的安全系数(通常为2.02.5)，它将为设计锚固力提供依据，通常容许锚固力为设计锚固力的1.2L5倍；设计锚固力可根据滑坡体推力和安全系数确定。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.3预应力锚索将根据滑坡体结构和变形状况确定锁定值。即：a)当滑坡体结构完整性较好时，锁定锚固力可达设计锚固力的100%。b)当滑坡体蠕滑明显，预应力锚索与抗滑桩相结合时，锁定锚固力应为设计锚固力的50%80%。c)当滑坡体具崩滑性时，锁定锚固力应为设计锚固力的30%70%。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.4预应力锚索设计锚固力的确定可分为两种情况。a)岩质滑坡 根据极限平衡法进行计算，应考虑预应力沿滑面施加的抗滑力和垂直滑面施加的法向阻滑力。稳定系数和锚固力计算公式见附录A。b)堆积层（包括土质）滑坡 根据传递系数法进行计算，考虑预应力锚索沿滑面施加的抗滑力，可不考虑垂直滑面产生的法向阻滑力。计算公式参见第7.2.3条。所需锚固力为：,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.4预应力锚索设计锚固力的确定可分为两种情况。b)堆积层（包括土质）滑坡 所需锚固力为：式中：T设计锚固力(kN/m)；P滑坡推力(kN/m)；锚索倾角()。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.5内锚固段长度不宜大于10 m，可根据下列三种方法综合确定，其中经验类比方法更为重要。a)理论计算 1)按锚索体从胶结体中拔出时，计算锚固长度(单位m)：2)按胶结体与锚索体一起沿孔壁滑移，计算锚固长度(单位m)：,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 a)理论计算 式中：T设计锚固力(kN)；K安全系数，取值2.O4.0；钢绞线根数；d钢绞线直径(mm)；D孔径(mm)；Cl砂浆与钢绞线允许粘结强度(MPa)；C2砂浆与岩石的胶结系数(MPa)，为砂浆强度的1/10除以安全系数1.753.0。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 b)类比法 根据链子崖危岩体锚固工程等经验，推荐内锚固长度如表5.2.51。C)拉拔试验 当滑坡体地质条件复杂，或防治工程重要时，可结合上述方法，并对锚索进行破坏性试验，以确定内锚固段的合理长度。拉拔试验可分为7天、14天、28天三种情况进行，水灰比按0.380.45调配。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.6预应力锚索的最优锚固角 预应力锚索倾角主要由施工条件确定。也可根据两种方法综合考虑其最优倾角：a)理论公式 锚索倾角推荐公式：式中：锚索倾角()；滑面倾角()；滑面内摩擦角()。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.6预应力锚索的最优锚固角 预应力锚索倾角主要由施工条件确定。也可根据两种方法综合考虑其最优倾角：b)实际经验 对于自由注浆锚索，锚固角倾角应大于11，否则应增设止浆环进行压力注浆。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.7群锚效应 预应力锚索的数量取决于滑坡产生的推力和防治工程安全系数。锚索间距宜大于4m。若锚索间距小于4m，应进行群锚效应分析。推荐公式如下：a)日本VSL锚固设计施工规范采用公式：b)本规范推荐公式：,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.2预应力锚索设计 5.2.7群锚效应 a)日本规范公式：b)本规范推荐公式：式中：D锚索最小间距(m);L锚索长度(m)；d锚索钻孔孔径(m)；T设计锚固力(kN)；修正系数，取l05(kN2m)。5.2.8锚索内端排列 相邻锚索不宜等长设计，可根据岩体强度和完整性交错布置，长短差宜在2m5m之间。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造 5.3.1 预应力锚索所采用的钢绞线应符合国家标准(GB/T 5223-2002、GB/T 5224-2003)，7丝标准型钢绞线参数如表5.3.11。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造 5.3.2预应力锚索所采用的钢绞线亦可按照美国标准(ASTM A416-90a)、英国标准(BS5896:80)、日本标准(JIS G3536-88)执行。ASTM A 416-90a 7丝标准型钢绞线(270级)参数如表5.3.21。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造 5.3.3 对中支架 预应力锚索应设置对中支架（架线环），避免钢绞线打缠和砂浆握裹效果降低。对中支架可用钢板或硬塑料加工。每间隔1.5 m3.0 m，设置一个对中支架。5.3.4 注浆管 用高压胶管或塑料软管加工，直径宜为25 mm。注浆完毕后，应拔出注浆管。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造 5.3.5 固结砂浆 固结砂浆用砂含泥量不应超过总重量的3%；云母及轻物质含量不应超过总重量的3%；有机质含量用比色法试验时，不应深于标准色。5.3.6 添加剂 为了加速内锚固段的固结强度，可在砂浆中掺入无腐蚀性添加剂。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造5.3.7 内锚固段及注浆为了达到预应力锚索对滑带的加固效果，锚索张拉段应穿过滑带2m以上，对于隐蔽型滑面的松散层滑坡，张拉段要求进入新鲜基岩面1.5 m以上，见图5.3.71。,地质灾害防治工程设计与施工,5预应力锚索5.3预应力锚索构造 5.3.8 锚具 预应力锚索锚具品种较多，工程设计单位应在工程设计施工图上注明锚具的型号、标记和锚固性能参数。OVM锚具的基本参数如表5.3.81。,地质灾害防治工程设计与施工,6 格构锚固,地质灾害防治工程设计与施工,6格构锚固6.1 一般规定 6.1.1 格构锚固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋砼或预制预应力砼进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施。6.1.2 格构技术应与美化环境结合，利用框格护坡，并在框格之间种植花草，达到美化环境的目的。同时，应与市政规划、建设相结合，在防护工程前沿，可规划为道路、广场或其他建设用地，在护坡工程体内，可预留管网通道。,地质灾害防治工程设计与施工,6格构锚固6.1 一般规定 6.1.3 根据滑坡结构特征，选定不同的护坡材料 a)当滑坡稳定性好，但前缘表层开挖失稳，出现坍滑时，可采用浆砌