第05章 邊坡工程20160410

15巖土邊坡工程巖土邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩(wěn)定和安全。維持邊坡穩(wěn)定性的方法：1借助擋土墻的自重來(lái)平衡墻后巖土體傳來(lái)的推力；2在巖土體中“釘釘子”；如錨桿，抗滑樁3改變土體的性質(zhì)；如加筋本章將介紹：錨桿、抗滑樁、擋土結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)和巖石邊坡工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)用2邊坡工程研究的理論基礎(chǔ)需要多種學(xué)科的相互結(jié)合、相互滲透，不僅包括工程數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)，還應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、巖土工程測(cè)試技術(shù)等手段。經(jīng)過(guò)100多年的研究和發(fā)展，從邊坡的規(guī)律性分析，到邊坡的變形破壞機(jī)制的研究，以及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，均取得了令人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨(dú)立的學(xué)科體系。這一體系應(yīng)包括四大部分：①邊坡（或滑坡）的區(qū)域分布規(guī)律性研究；②邊坡的變形破壞機(jī)制研究；③邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；④邊坡工程治理。概述邊坡工程的研究現(xiàn)狀31邊坡工程中的巖體結(jié)構(gòu)控制理論

巖土力學(xué)的發(fā)展為邊坡工程的研究奠定了基礎(chǔ)，特別是巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其穩(wěn)定性取決于邊坡的各類(lèi)結(jié)構(gòu)面的特征。中科院地質(zhì)所孫廣忠先生提出了“巖體結(jié)構(gòu)控制論”，并出版了專(zhuān)著《巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)》，孫玉科先生等將赤平投影法和實(shí)體比例投影法應(yīng)用于邊坡工程。美國(guó)學(xué)者石根華提出了“關(guān)鍵塊體理論”，主要解決被多個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)面、開(kāi)挖面所切割的邊坡或硐室之穩(wěn)定性問(wèn)題。南京大學(xué)羅國(guó)煜教授等提出了巖坡優(yōu)勢(shì)面控制論，認(rèn)為巖坡的變形破壞受巖坡內(nèi)的優(yōu)勢(shì)面所控制。上述理論的共同的特點(diǎn)是注重巖體結(jié)構(gòu)研究，各類(lèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡的變形破壞起著控制作用。

42邊坡工程中的分形理論

分形理論是美國(guó)數(shù)學(xué)家(B.B.Mandelbort)(1973)首次提出來(lái)的，它主要是研究自然界中一些具有自相似但沒(méi)有特征長(zhǎng)度的圖形或現(xiàn)象，其研究方法是通過(guò)確定圖形或現(xiàn)象的分維數(shù)，以揭示該現(xiàn)象或圖形的內(nèi)在本質(zhì)和規(guī)律。分形理論被廣泛地應(yīng)用于物理學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、巖石力學(xué)等學(xué)科中，近年來(lái)，邊坡工程中開(kāi)始應(yīng)用分形理論進(jìn)行有意義的探索。研究表明，邊坡巖體結(jié)構(gòu)常呈不規(guī)則分形狀態(tài)，可以用分維來(lái)表征，利用分維可以定量地描述斷層、層理、節(jié)理、泥化夾層等宏觀結(jié)構(gòu)面的形態(tài)特征、分布、產(chǎn)狀及粗糙度等。同樣，巖體的微觀結(jié)構(gòu)面或破壞面也呈不規(guī)則的分形狀態(tài)，這種不規(guī)則反應(yīng)了巖體破壞時(shí)的能量耗散及微觀結(jié)構(gòu)效應(yīng)，也可用分維來(lái)表示。分維數(shù)是巖體變形破壞的某一統(tǒng)計(jì)特征量，分維數(shù)可以充當(dāng)巖體變形破壞變量的角色進(jìn)行巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性演化過(guò)程的分析[13]。分形理論在邊坡工程的應(yīng)用有廣闊的前景，目前，三峽庫(kù)區(qū)、西北黃土地區(qū)及一些典型的滑坡體均有所應(yīng)用，在分布規(guī)律研究、機(jī)制分析和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面取得較好成果。53邊坡工程中的3S理論

在信息社會(huì)中，全球是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，3S系統(tǒng)已在地學(xué)領(lǐng)域取得初步嘗試，在1996年國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上，充分利用3S技術(shù)在巖土工程建設(shè)中的作用已引起極大注意。所謂3S系統(tǒng)是指地理信息系統(tǒng)(GIS，GeographyInformationSystem)、遙感系統(tǒng)(RS，RemoteSensingSystem)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS，GlobalPositioningSystem)。三者融為一體為邊坡工程的防治與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了新一代觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。集GIS、GPS和RS為一體的3S系統(tǒng)，是一個(gè)完整的有機(jī)整體。例如針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)邊坡，崔政權(quán)大師率先提出“3S工程”的概念和設(shè)想，從1997年著手建立“三峽庫(kù)區(qū)邊坡穩(wěn)態(tài)3S實(shí)時(shí)工程分析系統(tǒng)”，并給出了系統(tǒng)的框圖，何滿潮教授將該系統(tǒng)按功能分為三大部分，即3S接收處理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)和工程分析專(zhuān)家系統(tǒng)。64邊坡工程中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱(chēng)NN-Neuralnetwork）是指由大量簡(jiǎn)單神經(jīng)元經(jīng)廣泛互連構(gòu)成的一種計(jì)算結(jié)構(gòu)，它是一種廣義的并行處理系統(tǒng)。人腦的認(rèn)知模式被認(rèn)為是一種并行的分布式模式，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用類(lèi)似于人大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)造模型仿真人大腦的功能，即把對(duì)信息的儲(chǔ)存和計(jì)算推理同時(shí)儲(chǔ)存在一個(gè)單元里。因此，在某種程度上神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為可以模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)的工作過(guò)程。特別是通過(guò)抽象、簡(jiǎn)化和模擬手段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分反映了人腦的某些功能特征，且具有高度非線性、自組織、自學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)處理、聯(lián)想記憶、容錯(cuò)性等特征。近年來(lái)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始應(yīng)用于邊坡工程的穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià)，對(duì)于解決復(fù)雜的邊坡系統(tǒng)工程的穩(wěn)定性問(wèn)題提供了一條新的途徑。75邊坡工程中的數(shù)值計(jì)算和仿真

從70年代開(kāi)始，數(shù)值計(jì)算被廣泛地應(yīng)用于邊坡工程，比較成熟的三大數(shù)值方法是有限單元法、邊界單元法和離散單元法。其中有限單元法是通過(guò)離散化，建立近似函數(shù)把有界區(qū)域內(nèi)的無(wú)限問(wèn)題簡(jiǎn)化為有限問(wèn)題，并通過(guò)求解聯(lián)立方程對(duì)工程問(wèn)題進(jìn)行應(yīng)力位移分析的數(shù)值模擬方法，它假定工程巖體是連續(xù)的力學(xué)介質(zhì)，并在許多的重大工程中得到應(yīng)用。邊界單元法是采用在區(qū)域內(nèi)部滿足控制條件但不滿足邊界條件的近似函數(shù)逼近原問(wèn)題解的數(shù)值方法，它與有限單元法相比，具有方程個(gè)數(shù)少，所需數(shù)據(jù)量小等特點(diǎn)。由于巖坡的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，一些邊坡呈碎裂結(jié)構(gòu)和層狀碎裂結(jié)構(gòu)，構(gòu)成非連續(xù)性力學(xué)介質(zhì)，利用有限單元法和邊界單元法求解遇到了困難，取而代之的是離散單元法，一些學(xué)者稱(chēng)其為散體元法。離散單元法由Cundall于1971年提出，該方法充分考慮了節(jié)理巖體的非連續(xù)性，以分離的塊體為出發(fā)點(diǎn)，將巖塊假定為剛體的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并允許塊體有較大的位移，甚至脫離母體而自由下落，特別適用于節(jié)理化巖體或碎裂結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)邊坡。由于其原理明了，并且容易結(jié)合CAD技術(shù)仿真邊坡變形破壞的演變過(guò)程，因此倍受人們的青睞。86邊坡工程中的可靠性分析理論

可靠性分析最早主要應(yīng)用于宇航、電子工業(yè)界，之后逐漸推廣到機(jī)械工程，可靠性分析方法從70年代開(kāi)始應(yīng)用于邊坡工程領(lǐng)域，它基于對(duì)邊坡巖體性質(zhì)、荷載、工程地質(zhì)條件等的不確定性認(rèn)識(shí)，借鑒結(jié)構(gòu)工程可靠性理論方法，結(jié)合邊坡工程的具體情況，用可靠指標(biāo)或破壞概率描述邊坡工程質(zhì)量的理論體系，它較傳統(tǒng)的確定性理論能更好地反映邊坡工程實(shí)際狀態(tài)，正確合理地解釋許多用確定性理論無(wú)法解釋的工程問(wèn)題，更為重要的是概率模型有助于形成新的考慮風(fēng)險(xiǎn)與可靠性的觀念。95.1錨桿5.1.1概述錨桿技術(shù)指的是在天然地層中鉆孔至穩(wěn)定地層中，插入錨拉桿，然后在孔中灌注水泥砂漿。置于穩(wěn)定地崖中的錨桿部分稱(chēng)為錨固段，利用錨固段的抗拔能力，維持土體或巖體的邊坡(或地基)穩(wěn)定。10錨桿是一種受拉桿件，它的一端與支護(hù)結(jié)構(gòu)等聯(lián)結(jié)，另一端錨固在巖土體中，將支擋結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)所承受的荷載（側(cè)向土壓力、水壓力以及上浮力、傾覆力、拉拔力等）通過(guò)拉桿傳遞到穩(wěn)定巖土層中的錨固體上，在由錨固體將傳來(lái)的荷載分散到周?chē)€(wěn)定的巖土層中去。錨桿不僅可用于臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，在永久性建筑工程中應(yīng)用比較廣泛。11應(yīng)用實(shí)例

錨桿技術(shù)是建筑工程中的一項(xiàng)實(shí)用新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的、愈來(lái)愈多的運(yùn)用。12深圳黃貝嶺邊坡工程

13居民住宅邊坡

141516171819山西省運(yùn)城～三門(mén)峽高速公路K14+200高邊坡（高64m）治理后20山西省運(yùn)城～三門(mén)峽高速公路K14+420整治后砂質(zhì)高邊坡21徽杭高速公路竹嶺隧道西進(jìn)口左側(cè)滑坡治理工程近竣工22徽杭高速公路竹嶺隧道西進(jìn)口右側(cè)高邊坡失穩(wěn)治理工程近竣工23徽杭高速公路竹嶺隧道西洞口左側(cè)滑坡治理工程在施工中242526271錨桿的構(gòu)造

錨桿一般為灌漿錨桿，由拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護(hù)套管和錨固體等組成。28（1）錨頭裝置29（2）腰梁

腰梁是傳力結(jié)構(gòu)，將錨頭的軸向拉力傳導(dǎo)支擋結(jié)構(gòu)上。腰梁設(shè)計(jì)要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、材料、錨桿傾角、受力（特別是軸向力的垂直分力的大?。┑惹闆r?！?0（3）拉桿

常用的錨桿拉桿有鋼管、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線，一般把采用鋼管或粗鋼筋作拉桿的錨桿稱(chēng)錨桿，而用鋼絲束或鋼絞線的稱(chēng)為錨索。究竟采用何種拉桿，主要根據(jù)設(shè)計(jì)軸向承載力和現(xiàn)有材料的情況來(lái)選擇。31（4）錨固體

錨固體是指處于潛在滑動(dòng)面以外的穩(wěn)定土體中的錨桿尾端部分，通過(guò)錨固體與土體之間的相互作用，將拉桿的軸力傳遞到穩(wěn)定土層。錨固體提供的錨固力的大小是保證支擋結(jié)構(gòu)等穩(wěn)定的關(guān)鍵。

32（5）自由段保護(hù)套管自由段保護(hù)套管對(duì)自由段的錨桿起防腐和隔離作用。332錨桿的類(lèi)型（1）按拉桿材料分類(lèi)可分為：鋼管錨桿、鋼筋錨桿、鋼絲束錨桿、鋼絞線錨桿。（2）按鎖定應(yīng)力情況分類(lèi) 可分為：預(yù)應(yīng)力錨桿、普通錨桿。（3）按使用期限分類(lèi)可分為：臨時(shí)性錨桿和永久性錨桿。345.1.2錨桿計(jì)算5.1.2.1錨桿破壞形式和承載力計(jì)算錨桿的作用原理

當(dāng)錨桿錨固段受力時(shí)，首先通過(guò)拉桿與周邊水泥沙漿（水泥漿）固結(jié)體之間的握裹力傳到固結(jié)體中，然后通過(guò)固結(jié)體傳到周?chē)鷰r土體。傳遞過(guò)程隨著荷載的增加，拉桿與固結(jié)體之間的握裹力發(fā)揮到最大時(shí)，錨固體與巖土體之間就會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生土與錨固體之間的摩阻力，直到極限摩阻力。35錨桿的破壞形式錨桿的破壞形式通常有4種：①錨拉桿被拉斷；②拉筋(錨拉桿)從筋漿界面處脫出；③錨固體從漿土界面處脫出；④連錨帶巖土一起拔出。前3種指的是單根錨桿的抗拔力(即承載力)問(wèn)題，屬于錨桿的強(qiáng)度破壞問(wèn)題；第④種即破壞面在土體內(nèi)部的破壞形式，屬于錨桿與土總體穩(wěn)定性破壞問(wèn)題．365.1.2.2灌漿錨桿的抗拔力（承載力計(jì)算）373839日本錨桿協(xié)會(huì)提出的錨固段周邊的抗剪強(qiáng)度值40我國(guó)鐵道部科學(xué)研究院提出的錨固段周邊的抗剪強(qiáng)度值415.1.3錨桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算424344455.1.4錨桿試驗(yàn)與檢驗(yàn)基本試驗(yàn)基本試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定所設(shè)計(jì)的錨桿在設(shè)計(jì)位置的極限抗拔力，了解錨桿抵抗破壞時(shí)和承受荷載后的力學(xué)性狀，為錨固工程設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)?；驹囼?yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3根，其錨桿參數(shù)、材料、施工工藝、地質(zhì)條件和擬設(shè)計(jì)的錨桿相同。驗(yàn)收試驗(yàn)驗(yàn)收試驗(yàn)的目的是為了檢驗(yàn)錨桿在超過(guò)實(shí)際拉力并接近極限拉力條件下的工作性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錨桿設(shè)計(jì)施工中的缺陷，并判定工程錨桿是否符合設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)的5%，且不得少于最初施做的3根。試驗(yàn)結(jié)果的分析曲線施工完成后待砂漿達(dá)到70%以上的強(qiáng)度才能進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)每級(jí)荷載按事先預(yù)計(jì)極限荷載的1/10施工，同時(shí)按有關(guān)規(guī)程讀數(shù)，最終繪制成荷載—變位曲線圖和變位量—穩(wěn)定時(shí)間曲線，以明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)作為屈服拉力。465.1.5錨桿的施工要點(diǎn)5.1.5.1成孔475.1.5.2安放錨拉桿485.1.5.3灌漿49

抗滑樁是防止滑坡的一種工程結(jié)構(gòu)，設(shè)于滑坡的適當(dāng)部位，一般完全埋置于地下(有時(shí)也露出地面)，樁的下段須埋置在滑動(dòng)面以下穩(wěn)定地層的一定深度。5.2.1概述5.2抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算5051525354555657

抗滑樁的分類(lèi)施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁材料木樁鋼樁鋼筋混凝土樁截面形態(tài)

圓形樁管形樁矩形樁剛度剛性樁彈性樁結(jié)構(gòu)形式排式單樁承臺(tái)式樁排架樁……58(1)圓樁(2)方樁(3)擋土墻排式單樁品字形排樁5960承臺(tái)式樁承臺(tái)式樁61抗滑樁的優(yōu)點(diǎn)抗滑能力強(qiáng)，圬工數(shù)量小，在滑坡推力大、滑動(dòng)帶深的情況下，能夠克服抗滑擋土墻難以克服的困難。(當(dāng)單排樁所承受的滑坡推力超過(guò)200噸,樁長(zhǎng)超過(guò)35m時(shí)需作可行性論證)。樁位靈活，可以設(shè)在滑坡體中最有利于抗滑的部位，可以單獨(dú)使用，也可與其他構(gòu)筑物配合使用?？梢匝貥堕L(zhǎng)根據(jù)彎矩大小合理地布置鋼筋(優(yōu)于管形樁、打入樁)。62(4)施工方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。采用混凝土或少筋混凝土護(hù)壁，安全、可靠。(5)間隔開(kāi)挖樁孔，不易惡化滑坡?tīng)顟B(tài)，有利于搶修工程。(6)通過(guò)開(kāi)挖樁孔，可直接揭露校核地質(zhì)情況，修正原設(shè)計(jì)方案。(7)施工影響范圍小，對(duì)外界干擾小。63應(yīng)用實(shí)例64坡腳錨索樁、坡上錨索地梁加固65上下兩排樁加固666768695.2.2抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算抗滑樁設(shè)計(jì)的要求和步驟

(一)抗滑樁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求(1)．整個(gè)滑坡體具有足夠的穩(wěn)定性，即抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求值，保證滑體不從樁頂滑出，不從樁間擠出。(2)．樁身要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。樁的斷面和配筋合理，能滿足樁內(nèi)應(yīng)力和樁身變形的要求。(3)．樁周的地基抗力和滑體的變形在容許范圍內(nèi)。(4)．抗滑樁的間距、尺寸、埋深等都較適當(dāng)，保證安全，方便施工，并使工程量最省。70

抗滑樁的設(shè)計(jì)任務(wù)就是根據(jù)以上要求，確定抗滑樁的樁位，間距、尺寸、埋深、配筋、材料和施工要求等。這是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，常常要經(jīng)分析研究才能得出合理的方案。（二）抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

(1)首先查明滑坡的原因、性質(zhì)、范圍、厚度等基本條件，分析滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)。

(2)根據(jù)滑坡地質(zhì)剖面及滑動(dòng)面處巖（土）的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，計(jì)算滑坡推力。71(3)根據(jù)地形、地質(zhì)及施工條件等確定設(shè)樁的位置及范圍。(4)根據(jù)滑坡推力大小、地形及地層性質(zhì)，擬定樁長(zhǎng)、錨固深度、樁截面尺寸及樁間距等樁參數(shù)。(5)確定樁的計(jì)算寬度，并根據(jù)滑體的地層性質(zhì)，選定地基系數(shù)。(6)根據(jù)選定的地基系數(shù)及樁的截面形式、尺寸，計(jì)算樁的變形系數(shù)（或）及其計(jì)算深度（h或h），據(jù)此判斷是按剛性樁還是按彈性樁來(lái)設(shè)計(jì)。(7)根據(jù)樁底的邊界條件采用相應(yīng)的公式計(jì)算樁身各截面的位移(變形)、內(nèi)力及側(cè)壁應(yīng)力等，并計(jì)算確定最大剪力、彎矩及其部位。72(8)校核地基強(qiáng)度:若樁身作用于地基的彈性應(yīng)力超過(guò)地層容許值或者小于其容許值過(guò)多時(shí)，則應(yīng)調(diào)整樁的埋深或樁的截面尺寸，或樁的間距，重新計(jì)算，直至符合要求為止。(9)根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，繪制樁身的剪力圖和彎矩圖。(10)對(duì)于鋼筋混凝土樁，還需進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。735.2.3抗滑樁的計(jì)算方法理論基礎(chǔ)：將地基土視為彈性介質(zhì)，應(yīng)用彈性地基梁的計(jì)算原理，以捷克學(xué)者溫克勒提出的“彈性地基”的假說(shuō)作為計(jì)算的理論基礎(chǔ)。計(jì)算方法懸臂樁法地基系數(shù)法有限元法(矩陣分析法)m法K法m-k法具體過(guò)程略745.3擋土結(jié)構(gòu)在港口、水利、路橋及房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)物（擋土墻）是一種常見(jiàn)的建筑物。擋土結(jié)構(gòu)物：承受來(lái)自填土的壓力用來(lái)?yè)踝蟮奶钔辆S護(hù)穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)形式。75767778798081825.3.1重力式擋土墻重力式擋土墻：以擋土墻自身重力來(lái)維持其在水土壓力等作用下穩(wěn)定的擋土墻。它廣泛應(yīng)用于我國(guó)鐵路、公路、水利、礦山等工程；其缺點(diǎn)是工程量大，地基沉降大，它適合于擋土墻高度在5～6m的小型工程。835.3.1.1重力式擋土墻的穩(wěn)定性（1）抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算84（2）抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算855.3.1.2增加擋土墻穩(wěn)定性的措施(1)增加抗滑穩(wěn)定的措施①將擋土墻基底做成逆坡，利用滑動(dòng)面上部分反力抗滑。②在擋墻底部增設(shè)凸榫基礎(chǔ)(防滑鍵)，以增大抗滑力。③在擋土墻基底鋪砂或碎石墊層以提高μ值，增大抗滑力。

(2)增加抗傾覆穩(wěn)定的方法①將墻背做成仰斜，可減小土壓力，但施工不方便。②做卸荷臺(tái)，如圖所示，它位于擋土墻豎直墻背上。卸荷臺(tái)以上的土壓力不能傳遞到卸荷臺(tái)以下，土壓力呈兩個(gè)小三角形，因而減小了總土壓力，減小了傾覆力矩。③伸長(zhǎng)墻前趾，加大穩(wěn)定力矩力臂。該措施混凝土用量增加不多，但需增加鋼筋用量。865.3.1.3墻背地下水對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響擋土墻建成使用時(shí)，如遇暴雨，有大量雨水經(jīng)墻后填土下滲，結(jié)果使填土的內(nèi)摩擦角減小，重度增大，土的抗剪強(qiáng)度降低，土壓力增大，同時(shí)墻后積水，增加動(dòng)水壓力或靜水壓力，對(duì)墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。在一定條件下，或因水壓力過(guò)大，或因地基軟化而導(dǎo)致?lián)跬翂ζ茐摹跬翂ζ茐拇蟛糠质且驗(yàn)闊o(wú)排水措施或排水不良而造成的，因此擋土墻設(shè)計(jì)中必須設(shè)置排水。為使墻后積水易排出，通常在擋土墻的下部設(shè)置泄水孔。當(dāng)墻高H>12m時(shí)，可在墻的中部加一排泄水孔，一般泄水孔直徑為50～lOOmm，間距為2—3m。為了減小動(dòng)水力對(duì)擋土墻的影響，應(yīng)增密泄水孔，加大泄水孔尺寸或增設(shè)縱向排水措施。875.3.1.3墻背地下水對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響885.3.2錨桿擋土墻與錨釘墻5.3.2.1錨桿擋土墻錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土面板及錨桿組成的支擋結(jié)構(gòu)物。面板起支護(hù)邊坡土體并把土的側(cè)壓力傳遞給錨桿，錨桿通過(guò)其錨固在穩(wěn)定土層中的錨固段所提供的拉力來(lái)保證擋土墻的穩(wěn)定，而一般擋土墻是靠自重來(lái)保持其穩(wěn)定。錨桿擋土墻可作為山邊的支擋結(jié)構(gòu)物，也可用于地下工程的臨時(shí)支撐。對(duì)于開(kāi)挖工程，它可避免內(nèi)支撐，以擴(kuò)大工作面而有利于施工，目前，錨桿在我國(guó)已得到廣泛應(yīng)用。89錨桿擋土墻按其鋼筋混凝土面板的不同，可分為柱板式和板壁式兩種型式。9091(1)錨桿的布置與長(zhǎng)度計(jì)算錨桿布置包括確定錨桿的層數(shù)、錨桿的水平間距和錨桿的傾角等。①錨桿的層數(shù)錨桿的層數(shù)取決于支擋結(jié)構(gòu)的截面和其所受的荷載，要考慮挖土后未經(jīng)設(shè)置錨桿時(shí)支擋結(jié)構(gòu)所能承受力的大小和位移控制的要求。錨桿層數(shù)越多施工工期越長(zhǎng)。因此，錨桿層數(shù)的多少，必須根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)承載力的大小、基坑工程的位移控制要求和基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行合理的計(jì)算確定。在設(shè)計(jì)錨桿層位時(shí)，應(yīng)盡量避免在流砂層設(shè)置錨頭，以防流砂從錨孔流出。一般情況下相鄰排間距不小于2m。92②錨桿的水平間距錨桿的水平間距取決于支擋結(jié)構(gòu)承受的荷載和每根錨桿能承受的拉力值。在支擋結(jié)構(gòu)的荷載一定的情況下，錨桿水平間距越大，每根錨桿承受的拉力則越大，因此，需經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。另外，錨桿的水平間距過(guò)小，則錨桿間回產(chǎn)生相互影響，使單根錨桿的抗拔力降低。錨桿的水平間距一般要大于1.5m。③錨桿的傾角錨桿傾角是指拉桿軸線與水平方向的夾角，其大小決定了錨桿水平分力和垂直分力的大小，也影響作錨固段和自由段的劃分，對(duì)錨桿的整體穩(wěn)定性和施工的便易也有影響。錨桿傾角一般為10-45，且不大于45。93④錨桿長(zhǎng)度：945.3.2.2錨釘墻（1）土釘墻土釘墻是由放置在土體中的土釘體，被加固的土體和噴射混凝土面板組成，三者形成一個(gè)類(lèi)似重力式墻的擋土墻，以此來(lái)抵抗墻后傳來(lái)的土壓力．我們稱(chēng)這個(gè)土擋土墻為土釘墻。①土釘支護(hù)的加固機(jī)理土釘墻的加固機(jī)理表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

a．土釘對(duì)復(fù)合土體起著箍束骨架作用，從而提高了原位土體強(qiáng)度。

b．土釘與土體間的相互作用。②土釘墻的穩(wěn)定分析與重力式擋墻類(lèi)似95土釘支護(hù)的施工步驟土釘墻施工順序圖96（2）錨釘墻①?gòu)?qiáng)錨弱釘支護(hù)體系該體系以錨桿為基坑邊坡的主要加固手段，抑制基坑邊坡的整體剪切失穩(wěn)破壞，然后輔以土釘支護(hù)，抑制基坑邊坡局部破壞；②強(qiáng)釘弱錨支護(hù)體系即以土釘為基坑邊坡的主要加固手段，形成土釘墻，然后輔以錨桿支護(hù)，限制土釘墻及墻后土體的位移。975.3.3錨碇板擋墻錨碇板擋墻是由墻面板、鋼拉桿及錨碇板和填料組成，如圖。鋼拉桿外端與墻面板相連，內(nèi)端與錨碇板相連，它與錨桿擋墻的區(qū)別是它不是靠鋼拉桿與填料間摩阻力來(lái)提供抗拔力，而是由錨碇板提供。它是一種適合于填土的輕型支擋結(jié)構(gòu)。985.3.3.1錨碇板（1）內(nèi)力計(jì)算按中心有支點(diǎn)的單向受彎構(gòu)件計(jì)算99（2）抗拔力計(jì)算1005.3.4加筋土擋墻

組成：加筋土擋墻由墻面板、拉筋和填料3部分組成。

工作原理：是依靠填料與拉筋間的摩擦力，來(lái)平衡墻面板上所承受的土壓力；并以加筋與填料形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)抵抗拉筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力，從而保證加筋土擋墻的穩(wěn)定性。101102Soilreinforcementconcept103公路、鐵路中的應(yīng)用路基加固路堤邊坡加固路塹邊坡加筋加固路面加固路塹路堤邊坡防護(hù)（坡面防護(hù)，沖刷防護(hù)）過(guò)濾與排水隧道防滲防漏10412.6m5.3mRainierAvenueWrapped-FaceGeotextileWall(Seattle,Washington,1989)105HighburyAvenueproppedpanelwall,LondonOntario,1989(Bathurst1993)7.1m106Thef