巴南公路養(yǎng)護(hù)段邊坡治理工程方案設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文題目：巴南公路養(yǎng)護(hù)段邊坡治理工程方案設(shè)計(jì)摘要重慶市巴南區(qū)公路養(yǎng)護(hù)段東側(cè)的邊坡出現(xiàn)了大面積滑塌現(xiàn)象，塌落巖塊總體積約400m3。若不及時(shí)整治，將嚴(yán)重威脅邊坡上、下方建筑物和周邊居民的安全。在工程中大量的挖方填方一方面引起巖土體的移動(dòng)、變形和破壞，增加了地質(zhì)脆弱帶邊坡的不穩(wěn)定性，另一方面由于植被和地表土損失，自然植被恢復(fù)困難，如果對(duì)邊坡不做處理，這些裸露邊坡會(huì)為降水匯流的形成提供特定的邊界條件和動(dòng)力來源的同時(shí)，也是邊坡坡面土體含水量降低、土質(zhì)松散，巖石風(fēng)化碎裂從而發(fā)生坡面土體寢室、水土流失、山體坍塌、滑坡、河流阻塞、水污染等災(zāi)害，因此公路邊坡的防護(hù)是公路工程建設(shè)中的重要組成部分。它既要保持邊坡的整體穩(wěn)定性，又要兼顧路容美化協(xié)調(diào)自然環(huán)境。本文主要研究內(nèi)容：1.工程地質(zhì)條件。邊坡所處位置原始地形為斜坡，邊坡已開挖成型，形成折線形邊坡，坡腳高程200.00～201.52m，邊坡坡角56～58度。北側(cè)邊坡頂部高程206.02～220.68m；東側(cè)邊坡坡頂部隨地形起伏而高低變化，高程220.68～227.68m。2.水文地質(zhì)條件。水文地質(zhì)條件簡單，地下水貧乏，在雨季時(shí)坡頂斜坡在大氣降雨強(qiáng)度較大時(shí)有坡面流形成，部分會(huì)滲入淺部第四系覆蓋層及巖體裂隙中，形成裂隙水。3.地層巖性。該邊坡位置基巖裸露，出露地層為侏羅系中統(tǒng)自流井組（J2Z）頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，產(chǎn)狀陡，坡頂及坡底處分布有第四系人工素填土（Q4ml）、第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）、第四系崩積層塊石（Q4col）。4.三維地質(zhì)模型。東側(cè)側(cè)邊坡為順層的巖質(zhì)邊坡，第②組裂隙產(chǎn)狀303°∠56°，傾向與邊坡傾向接近，傾向與坡腳一致，傾角為56°，小于坡面傾角，故東面邊坡破壞可簡化為單平面滑動(dòng)破壞模型。本文主要采用的措施與方法：1.調(diào)差資料。通過調(diào)查當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)與周邊環(huán)境結(jié)合地勘資料及勘察人員所提供的邊坡滑坡前后的的照片對(duì)該邊坡有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。2.理論分析。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，北側(cè)邊坡第①組裂隙產(chǎn)狀185°∠62°,傾向與邊坡傾向一致,傾角為62°,大于坡面傾角58°,判斷為基本穩(wěn)定邊坡；東側(cè)邊坡第②組裂隙產(chǎn)狀303°∠56°，傾向與邊坡傾向接近，傾向與坡腳一致，傾角為56°，小于坡面傾角，判斷為順層滑坡。3.定量計(jì)算。通過調(diào)差資料與理論分析，以三維地質(zhì)模型為理論基礎(chǔ)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。本文的主要研究成果：1.裂隙水壓力是導(dǎo)致坡體垮塌的主要因素。2.根據(jù)穩(wěn)定性分析可知：當(dāng)=45.5°時(shí)，=1該邊坡處于臨界平衡狀態(tài)通過提高安全系數(shù)后反算錨桿應(yīng)提供的抗力，設(shè)計(jì)結(jié)果為在東側(cè)剖面（3-3剖面）設(shè)計(jì)采用10根錨桿，錨桿長為5m，錨固段長度為3.5m。關(guān)鍵詞：公路邊坡治理設(shè)計(jì)平面滑動(dòng)預(yù)應(yīng)力錨桿裂隙水壓力Abstracte,GovernanceDesign,Planesliding,Prestressedanchor,Fissurewaterpressure目錄第一章緒論………………………1第一節(jié)工程概況……………1第二節(jié)研究意義與研究內(nèi)容……………2第三節(jié)我國道路邊坡治理現(xiàn)狀……………3第四節(jié)道路邊坡治理對(duì)策…………………4第二章邊坡區(qū)域地質(zhì)環(huán)境概況…………………6第一節(jié)地質(zhì)環(huán)境概況………………………6第二節(jié)工程地質(zhì)條件………………………6第三章邊坡破壞機(jī)制分析……………………9第一節(jié)邊坡的分類…………9第二節(jié)邊坡的破壞形式…………………10第三節(jié)影響邊坡穩(wěn)定性破壞的因素……………………11第四節(jié)邊坡破壞機(jī)制……………………12第四章邊坡支護(hù)方案的選擇…………………14第一節(jié)邊坡的重要性等…………………14第二節(jié)選擇支護(hù)方案……………………14第五章邊坡治理工程設(shè)計(jì)……………………16第一節(jié)邊坡穩(wěn)定性分析…………………16第二節(jié)邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………20第六章結(jié)論……………………26致謝…………………………27參考文獻(xiàn)…………………………28附圖I邊坡治理工程平面設(shè)計(jì)圖附圖II3-3剖面設(shè)計(jì)圖緒論工程概況重慶市巴南區(qū)養(yǎng)護(hù)段邊坡位于巴南區(qū)花溪鎮(zhèn)其龍村9社。2007年7月17日特大暴雨后，東側(cè)邊坡發(fā)生垮塌，塌落巖塊堆積于養(yǎng)護(hù)段辦公樓后院內(nèi)，垮塌方量約400m3，同時(shí)在坡半腰處仍懸掛部分碎裂巖塊，坡頂緊鄰圍墻外側(cè)，部分通道已塌落破壞；北側(cè)邊坡坡面巖體風(fēng)化嚴(yán)重，局部有掉塊現(xiàn)象。邊坡全貌如圖1-1和圖1-2所示。圖1-1東側(cè)邊坡全貌圖圖1-2北側(cè)邊坡全貌圖研究意義與研究內(nèi)容1.2.1研究意義2007年7月中旬暴雨后，位于重慶市巴南區(qū)公路養(yǎng)護(hù)段東側(cè)的邊坡出現(xiàn)了大面積滑塌現(xiàn)象，塌落巖塊總體積約400m3。若不及時(shí)整治，將嚴(yán)重威脅邊坡上、下方建筑物和周邊居民的安全。在公路路基的施工過程中大量的挖方填方一方面引起巖土體的移動(dòng)、變形和破壞，增加了地質(zhì)脆弱帶邊坡的不穩(wěn)定性，另一方面由于植被和地表土損失，自然植被恢復(fù)困難，如果對(duì)邊坡不做處理，這些裸露邊坡會(huì)為降水匯流的形成提供特定的邊界條件和動(dòng)力來源的同時(shí)，也是邊坡坡面土體含水量降低、土質(zhì)松散，巖石風(fēng)化碎裂從而發(fā)生坡面土體寢室、水土流失、山體坍塌、滑坡、河流阻塞、水污染等災(zāi)害，因此公路邊坡的防護(hù)是公路工程建設(shè)中的重要組成部分。它既要保持邊坡的整體穩(wěn)定性，又要兼顧路容美化協(xié)調(diào)自然環(huán)境。1.2.2研究內(nèi)容及技術(shù)路線由于邊坡的破壞程度不同，本文選取穩(wěn)定性較差的東側(cè)剖面（3-3剖面）進(jìn)行分析，以地勘資料為基礎(chǔ)，結(jié)合工程地質(zhì)平面圖抽象出三維地質(zhì)模型并進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，最后進(jìn)行邊坡治理設(shè)計(jì)，技術(shù)路線如圖1-3所示。工程地質(zhì)測繪與鉆探資料工程地質(zhì)測繪與鉆探資料工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件確定三維地質(zhì)模型確定三維地質(zhì)模型穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算提高安全穩(wěn)定性系數(shù)反算錨桿應(yīng)提供的抗力邊坡治理設(shè)計(jì)邊坡治理設(shè)計(jì)圖1-3技術(shù)路線圖1.2.3工作量表自本文從開始準(zhǔn)備到論文最終定稿，本人認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)環(huán)節(jié)，通過老師的指導(dǎo)與自己的努力，花了大量的時(shí)間與精力來完成，將工作量匯總?cè)绫?-1所示。制圖制表編輯公式查閱文獻(xiàn)準(zhǔn)備期總共用時(shí)單位幅個(gè)個(gè)篇日日數(shù)值91118201452第三節(jié)我國道路邊坡治理現(xiàn)狀1.3.1邊坡綠化以草本植物為主,生態(tài)護(hù)坡的效果欠佳我國在道路坡面生態(tài)工程方面雖然取得了一定的成果和效益,但由于對(duì)植被演替規(guī)律的深層次規(guī)律認(rèn)識(shí)不足,我國在道路坡面生態(tài)綠化工程的實(shí)施仍帶有很大的盲目性和隨意性,其實(shí)施和研究尚處于初級(jí)階段,還存在以下問題:普遍采用單一或簡單的混合草種而拋棄喬灌木,草本植物在護(hù)坡前期效果不錯(cuò),但由此建立的生態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)脆弱,很容易遭破壞;在栽種草本植物時(shí),過多地把注意力放在國外草種的引進(jìn)上,而忽視了在本地適應(yīng)更好、更易于形成良好群落結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定關(guān)系的地方草種[6,7,8]。1.3.2邊坡設(shè)計(jì)治理措施簡單,自然環(huán)境的破壞嚴(yán)重道路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中大量采用漿砌片石護(hù)坡、錨索等勞動(dòng)密集型的邊坡防護(hù)方式。這些防護(hù)方式由于材料簡單,施工干擾大,質(zhì)量難以控制。許多道路建設(shè)的設(shè)計(jì)文件中都沒有對(duì)環(huán)境生態(tài)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。大量采用的漿砌片石護(hù)坡及噴射水泥砂漿等防護(hù)方式完全封閉了植物生長的環(huán)境,使得由于道路開挖而破壞的自然植被永久不能恢復(fù)。少量的綠化設(shè)計(jì)往往只是局部貼草皮,沒有對(duì)邊坡整個(gè)植被的逐步恢復(fù)進(jìn)行考慮。缺乏植物覆蓋的邊坡加大了水土流失,給生態(tài)環(huán)境帶來了不利影響。我國的道路建設(shè),特別是高速公路建設(shè)因起步較晚,建設(shè)資金有限,在觀念上、技術(shù)上和建設(shè)規(guī)模上與發(fā)達(dá)國家相比都有一定的差距,在道路邊坡設(shè)計(jì)、邊坡防護(hù)治理措施方面普遍存在以下問題:地貌破壞,植被難以恢復(fù),造成大量水土流失;高填深挖,邊坡不穩(wěn)定性增大;大量石料采用,資源緊張,成本高;路容外觀較差,噪音大等[5]。相比之下,美、日等發(fā)達(dá)國家非常重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境。這些國家建設(shè)高速公路的時(shí)間比較早,他們很早就已將生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)措施納入了高速公路建設(shè)之中,并且為此進(jìn)行了長期的研究和實(shí)踐。如今這些國家已基本廢除了漿砌片石和噴射水泥砂漿護(hù)面等破壞自然環(huán)境的工藝,在邊坡防護(hù)中取而代之的是各種柔性支護(hù)和綠化措施,基本上實(shí)現(xiàn)了全路段綠化[6,9]。1.3.3邊坡植被恢復(fù)水平較低,生態(tài)綠化的任務(wù)艱巨近年來,我國在道路建設(shè)中,修建高速公路比較普遍采用了三維網(wǎng)植草、噴混植草、客土噴播等國外的生態(tài)護(hù)坡工程技術(shù)對(duì)高速公路巖質(zhì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化,但其余道路邊坡除少數(shù)需要漿砌片石、噴射水泥砂漿護(hù)面、漿砌擋墻、砌石護(hù)坡等傳統(tǒng)的工程護(hù)坡方式進(jìn)行邊坡治理外,大部分邊坡一是采取傳統(tǒng)的樹、草單種或混種的方式進(jìn)行邊坡治理,二是未進(jìn)行人工綠化而保持原貌,這當(dāng)中還包括少部分高速公路邊坡[5,7,8]。建設(shè)時(shí)期久遠(yuǎn)的道路邊坡,特別是較偏遠(yuǎn)的山區(qū)公路邊坡除個(gè)別采取了工程護(hù)坡處理外,大多數(shù)是直接種植樹、草或未作任何綠化處理,其邊坡創(chuàng)面上的植物基本上是自然生長所形成。隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高,對(duì)我國道路邊坡綠化工作提出了更高的要求,我國道路邊坡種類繁多且面積大,大多邊坡綠化水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到生態(tài)恢復(fù)和邊坡治理的目的。全國綠色通道建設(shè)的目標(biāo)要求在2010年力爭對(duì)全國所有可綠化的道路等通道實(shí)行全面綠化,這將有很大面積的道路邊坡需要進(jìn)行植被恢復(fù)與重建。目前全國高速公路里程已超過2.5萬km,“十五”期間還將修建大量的高速公路。而全國整個(gè)道路邊坡每年植被恢復(fù)與重建所需草種、生態(tài)種植基等的費(fèi)用將會(huì)非常大,道路邊坡生態(tài)綠化的工作任務(wù)還十分艱巨。第四節(jié)道路邊坡治理對(duì)策1.4.1邊坡設(shè)計(jì)施工要以邊坡穩(wěn)定性和保護(hù)環(huán)境生態(tài)為前提科學(xué)合理的設(shè)計(jì)施工是防范道路邊坡不穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)生態(tài)防護(hù)、提高經(jīng)濟(jì)效益的根本途徑。道路邊坡的設(shè)計(jì)施工應(yīng)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,預(yù)防因規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后對(duì)環(huán)境造成不良影響,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在選線設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及運(yùn)營管理中,作到進(jìn)行精心設(shè)計(jì),使邊坡處于安全穩(wěn)定的環(huán)境中。應(yīng)采用合理邊坡坡率和邊坡形式,充分地確保路基的穩(wěn)定,充分考慮橋、涵、路的結(jié)合,減少高填深挖,設(shè)置合適的防護(hù)工程,注意防水和排水,臨河路堤要防河渠水的沖刷與浸泡[3,5]。全面貫徹環(huán)境保護(hù)的思想,以平衡土石方借棄土、少占林地、少占農(nóng)田、保護(hù)水源地、水源林、漁地等自然生態(tài)為目標(biāo),采用土地復(fù)墾恢復(fù)植被等一切必要的措施,恢復(fù)自然,保護(hù)環(huán)境。道路邊坡設(shè)計(jì)到施工,應(yīng)引入競爭機(jī)制,選擇一個(gè)資質(zhì)好的承包單位,先提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案,邀請(qǐng)專家評(píng)審,確定最佳方案,再進(jìn)行施工。施工過程中,應(yīng)進(jìn)行工程監(jiān)理,以保證方案正確、投資合理、施工質(zhì)量良好,使治理工程達(dá)到預(yù)期目的。1.4.2提高土壤植被系統(tǒng)的生態(tài)護(hù)坡效應(yīng)在維護(hù)邊坡穩(wěn)定與邊坡生態(tài)景觀恢復(fù)實(shí)踐中,以植被為主體的坡面生態(tài)工程逐漸發(fā)展起來,植被越來越成為控制侵蝕和穩(wěn)定邊坡的一個(gè)有效措施[10,11,12]。道路邊坡的不穩(wěn)定性通?？煞譃楸韺硬环€(wěn)定性、淺層不穩(wěn)定性和深層不穩(wěn)定性,在我國的廣大山地,表層和淺層的不穩(wěn)定過程是邊坡最常見的兩類侵蝕類型,植被對(duì)解決這兩類不穩(wěn)定性具有很大潛力[10,13]。道路坡面過程受不同形態(tài)的能量驅(qū)動(dòng),其結(jié)果是以侵蝕形式發(fā)生的坡面物質(zhì)的移遷。植被作為地表的保護(hù)層,能夠以不同方式影響坡面侵蝕過程。決定土壤侵蝕過程的重要因素有氣候、土壤、水文和地形,其中前面三個(gè)受植被的影響,草本植物及灌木的枝葉和根系集中分布于土壤表面,能夠削弱有效降雨量和調(diào)節(jié)土壤的抗蝕性,植被對(duì)坡面的水文和機(jī)械保護(hù)效應(yīng)所產(chǎn)生的深根錨固、淺根加筋、降低孔壓、削弱濺蝕、控制徑流的生態(tài)作用使其具備了抗蝕護(hù)坡的工程性能[8,10,14]。道路邊坡土壤是植物形成、生長、演替的基礎(chǔ),而植被在道路邊坡防護(hù)以及生態(tài)景觀恢復(fù)方面又有著不可取代的重要作用。植被在道路邊坡保護(hù)和侵蝕控制方面的功能是土壤植被系統(tǒng)中土壤與植被相互作用的結(jié)果。土壤植被系統(tǒng)是在一定地區(qū)由植物根系分布范圍內(nèi)的土壤、母質(zhì)和巖石以及以植被為主的生物群所構(gòu)成的有機(jī)整體,在系統(tǒng)內(nèi)部,植被穩(wěn)定土壤,土壤反過來養(yǎng)育植被,兩者構(gòu)成了所謂的"固結(jié)-維養(yǎng)關(guān)系",使其具有克服不穩(wěn)定因素、保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及保證土壤和植被之間的相互作用、促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)發(fā)育演化的雙重作用[13]。應(yīng)充分發(fā)揮土壤保持技術(shù)、地表加固技術(shù)在道路邊坡防護(hù)中的作用,建立良好的土壤植被系統(tǒng),提高道路邊坡的生態(tài)護(hù)坡效果。通過對(duì)坡面的有效覆蓋和及時(shí)地保護(hù)表土,使其免受表面侵蝕和土壤退化。通過植物根系固持土壤,降低土壤空隙水壓來加固和提高抗滑力。土壤保持技術(shù)主要包括草皮移植、草播種、喬灌播種、抗蝕網(wǎng)格和活枝網(wǎng)格,地表加固技術(shù)主要技術(shù)包括活枝扦插、枝條籬墻、活枝捆剁、排水式活枝捆剁、溝壑式栽種、壓條和枝干籬墻等[6]。1.4.3合理選擇與搭配生物護(hù)坡工程的植物物種進(jìn)行道路邊坡坡面植被恢復(fù)、建立新的植物群落時(shí)需要合理選擇植物的物種,使其具有適應(yīng)性、生物多樣性、功能性。為保證有良好的植被,在植物選擇上,應(yīng)廢除傳統(tǒng)的單一植草觀念,選擇適合當(dāng)?shù)貧夂蚣暗刭|(zhì)條件以植物進(jìn)行目標(biāo)群落設(shè)計(jì),以求達(dá)到恢復(fù)自然的目的。植物種類選擇也有別于普通植草,植物物種可盡量采用與當(dāng)?shù)靥烊恢脖活愃频姆N類,使植被可以實(shí)現(xiàn)從草坪到樹林的演替,而且鄉(xiāng)土植物更容易與自然融為一體,使得人工植被更接近原始生態(tài)。道路邊坡坡面植被重建的設(shè)計(jì)與施工過程中,所選物種必須具有耐瘠性、耐旱性、深根性、青綠期長、再生能力強(qiáng)、生長迅速、抗病蟲害能力強(qiáng)、抗外界干擾能力強(qiáng)。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ),較高水平的生物多樣性有利于生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)展和優(yōu)化。道路邊坡應(yīng)采用喬、灌、草、藤、花等植物進(jìn)行合理配植,使同一群落內(nèi)功能相似類群的物種多樣性增加,提高生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的應(yīng)變性及功能性[15,16,17]。道路生態(tài)防護(hù)的植物物種選擇與搭配是道路建設(shè)工程中可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策之一。植物物種選擇與搭配應(yīng)使環(huán)保機(jī)能、景觀機(jī)能及安全機(jī)能都相應(yīng)得到提高,使其同時(shí)具有治理水土流失、綠化、美化、改善行車條件、防止眩光、降低噪音等多種功能。第二章邊坡區(qū)域地質(zhì)環(huán)境概況地質(zhì)環(huán)境概況2.1.1地形地貌邊坡所處位置原始地形為斜坡，邊坡開挖形成時(shí)間約10年，邊坡已開挖成型，坡腳高程200.00～201.52m，邊坡坡角56～58度。地形平坦開闊，北側(cè)邊坡頂部高程206.02～220.68m，北接已建龍泉面粉廠；東側(cè)邊坡坡頂部隨地形起伏而高低變化，高程220.68～227.68m，其上接居民區(qū)，地形平坦，坡角2～5度。2.1.2氣象水文擬建場地位于巴南區(qū)花溪鎮(zhèn)其龍村，場地屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。全年氣候溫和，四季分明，雨量充沛，無霜期長，云霧多日照少，濕度大風(fēng)速小，靜風(fēng)頻率高。多年平均氣溫18.6°C，最高氣溫42.3°C（1976年9月25日），最低氣溫-1.8°C（1980年1月13日），年均日照1152.6小時(shí)，年均降水量1099.3毫米，降水量的年內(nèi)分配有明顯旱季和雨季，75%～80%集中在5～10月。年均無霜期345天，年均相對(duì)濕度81%，年均風(fēng)速0.9米/秒，靜止無風(fēng)占風(fēng)向頻率的54%，受冬季風(fēng)和夏季風(fēng)影響，最多風(fēng)向?yàn)槠憋L(fēng)，次之為偏南風(fēng)?？辈靺^(qū)場地位于斜坡及坡頂?shù)囟危匆姾恿魉低ㄟ^。經(jīng)過調(diào)查勘察區(qū)無地表水體。第二節(jié)工程地質(zhì)條件2.2.1水文地質(zhì)條件邊坡位置基巖裸露，巖性為頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，產(chǎn)狀陡，地下水貧乏，水文地質(zhì)條件簡單。應(yīng)注意在雨季時(shí)坡頂斜坡在大氣降雨強(qiáng)度較大時(shí)有坡面流形成，部分會(huì)滲入淺部第四系覆蓋層及巖體裂隙中，形成裂隙水，故應(yīng)封閉裂縫，防止雨水滲入坡體。2.2.2地層巖性邊坡處已經(jīng)基巖裸露，出露地層為侏羅系中統(tǒng)自流井組（J2Z）頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，坡頂及坡底處分布有第四系人工素填土（Q4ml）、第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）、第四系崩積層塊石（Q4col），其巖性特征分述如下：（1）第四系人工素填土（Q4ml）素填土：灰褐色，結(jié)構(gòu)松散～稍密，由路面混凝土、磚塊、砂頁巖碎石組成，塊徑3～8cm，為人工修復(fù)路面堆積而成，堆積時(shí)間2-3年。鉆探揭露厚度0.25m～0.35m，主要出露于場地后側(cè)路面及居民區(qū)。（2）第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）粉質(zhì)粘土：灰褐色、黃褐色，可硬塑狀，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，夾泥巖、頁巖碎石。根據(jù)調(diào)查該層厚度一般為0.30～1.50m。僅分布于邊坡頂部旱地處。（3）第四系崩積層塊石（Q4col）塊石：黃褐色，成分由黃褐色砂質(zhì)頁巖崩積于坡角堆積而成，塊徑0.30～1.5m，堆積時(shí)間約一個(gè)月。根據(jù)調(diào)查該層厚度一般為0～1.50m，僅分布于邊坡坡角處。（4）侏羅系中統(tǒng)自流井組（J2Z）a、砂巖（J2Z-Ss）：黃褐色、青灰色，中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖石呈黃褐色，巖心較碎，中風(fēng)化巖石多呈青灰色，巖心較完整，局部層間裂隙較發(fā)育?？辈煦@探揭露深度4.52m～17.55m，發(fā)育于北側(cè)邊坡內(nèi)，多與頁巖呈互層狀產(chǎn)出。b、頁巖（J2Z-Sh）：青灰色，灰綠色，成分以粘土礦物為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖心較碎，多呈碎塊狀，中風(fēng)化層巖心較完整，多呈柱狀，局部層間裂隙發(fā)育，裂面多見紅褐色鐵錳質(zhì)氧化膜侵染?？辈旖衣逗穸?.78m～13.35m，發(fā)育于整個(gè)邊坡場地，是場地主要巖性。c、砂質(zhì)頁巖（J2Z-Sh）：黃褐色，青灰色，成分以粘土礦物為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖心較碎，呈碎塊狀，顏色呈黃褐色，中風(fēng)化層巖心較完整，呈柱狀，顏色呈黃褐色、青灰色?？辈旖衣逗穸?5.60m～19.10m。主要發(fā)育于東側(cè)邊坡內(nèi)，是該側(cè)邊坡主要巖性。2.2.3地質(zhì)構(gòu)造場地地處南溫泉背斜北西翼，巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀303°∠56°。本場地邊坡處基巖出露。東側(cè)邊坡根據(jù)場地基巖露頭調(diào)查，東側(cè)邊坡場地內(nèi)主要發(fā)育三組裂隙：①216°∠41°，間距0.80～1.50m，無充填，裂面較平直，張開5～60mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合一般；②303°∠56°，間距0.30～0.50m，無充填，裂面平直，張開3～40mm構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合較差，為巖體層間裂隙；③36°∠56°，間距0.80～1.00m，無充填，裂面平直，張開5～50mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合一般。北側(cè)邊坡根據(jù)場地基巖露頭調(diào)查，北側(cè)邊坡側(cè)邊坡頁巖較完整，砂巖體主要發(fā)育四組裂隙：①185°∠62°，間距0.50～1.00m，無充填，裂面較平直，張開5～60mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合一般；②233°∠86°，間距0.30～0.50m，無充填，裂面平直，張開3～40mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合較一般；③287°∠52°，間距0.20～0.50m，無充填，裂面平直，張開5～50mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合一般。④322°∠45°，間距0.40～0.80m，無充填，裂面平直，張開3～40mm，構(gòu)造裂隙，屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合較一般；2.2.4地震效應(yīng)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001），場地位于抗震不利地段，屬抗震設(shè)防烈度6度區(qū)，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g。場地土屬堅(jiān)硬場地土，等效剪切波速大于500m/s（經(jīng)驗(yàn)值），設(shè)計(jì)特征周期0.25s，場地類別為Ⅰ類。2.2.5不良地質(zhì)現(xiàn)象（1）北側(cè)邊坡總體坡度58°，因差異風(fēng)化而形成陡坎或凹腔處有少量掉塊，且表面風(fēng)化嚴(yán)重，總體上未出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象，現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好；（2）東側(cè)邊坡總體坡度56°，于二零零七年七月十七號(hào)大暴雨后跨塌，邊坡頂部出現(xiàn)多出拉張裂縫，現(xiàn)狀穩(wěn)定性較差，在該側(cè)邊坡中部有塊徑0.30～1.50m的砂質(zhì)頁巖塊石懸于邊坡中部，目前該側(cè)邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性差，有繼續(xù)破壞跨塌的趨勢(shì)，威脅上部居民房和居民及下部公路養(yǎng)護(hù)段辦公樓的安全。第三章邊坡破壞機(jī)制分析第一節(jié)邊坡的分類為了達(dá)到邊坡達(dá)到邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的效果，首先要明確邊坡的類型，才能因地制宜，給出合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。為此，眾多學(xué)者、專家做了大量的工作，將邊坡的類型匯總?cè)绫?-1所示。表3-1邊坡的分類分類依據(jù)名稱備注巖性土質(zhì)邊坡由土層組成的邊坡巖質(zhì)邊坡由巖石組成的邊坡巖土混合邊坡由土層和巖層共同組成的邊坡邊坡高度一般邊坡巖質(zhì)邊坡坡高：H<10m,土質(zhì)邊坡坡高：H<10m高邊坡巖質(zhì)邊坡坡高：15m<H<30m,土質(zhì)邊坡坡高：10m<H<15m超高邊坡巖質(zhì)邊坡坡高：H>30m,土質(zhì)邊坡坡高：H>15m邊坡長度長邊坡坡長L>300m中長邊坡100m<坡長L<300m短邊坡坡長L<100m邊坡坡度緩坡坡度α<15°中等坡15°<坡度α<30°陡坡30°<坡度α<60°急坡60°<坡度α<90°倒坡坡度α>90°邊坡結(jié)構(gòu)體特征塊體結(jié)構(gòu)邊坡巖體呈塊狀、厚層狀，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，多為剛性結(jié)構(gòu)面，貫穿性軟弱結(jié)構(gòu)面少見層狀結(jié)構(gòu)邊坡巖體多呈現(xiàn)互層和層間錯(cuò)動(dòng)帶常為貫穿性軟弱結(jié)構(gòu)面碎裂結(jié)構(gòu)邊坡由碎裂狀巖體構(gòu)成，或?yàn)閿鄬悠屏褞В驗(yàn)楣?jié)理密集帶散體結(jié)構(gòu)邊坡各種巖石的構(gòu)造破碎及其強(qiáng)烈影響帶、強(qiáng)風(fēng)化破碎帶使用年限臨時(shí)邊坡只在施工期間存在的邊坡短期邊坡只存在10—20年的邊坡，如基坑邊坡永久邊坡長期使用的邊坡穩(wěn)點(diǎn)性穩(wěn)定坡穩(wěn)定性條件好，邊坡不會(huì)發(fā)生破壞不穩(wěn)定坡穩(wěn)點(diǎn)性條件差或已經(jīng)局部發(fā)生破壞，必須經(jīng)過處理才能穩(wěn)點(diǎn)巖層與坡面關(guān)系近水平層狀邊坡由近水平層狀巖土體構(gòu)成的邊坡順傾向邊坡巖土層與邊坡方向相同逆傾向邊坡巖土層與邊坡方向相反，傾向邊坡山體內(nèi)重慶市巴南區(qū)養(yǎng)護(hù)段邊坡所處位置原始地形為斜坡，邊坡開挖形成時(shí)間約10年，邊坡已開挖成型，形成折線形邊坡，坡腳高程200.00～201.52m，邊坡坡角56～58度。地形平坦開闊，北側(cè)邊坡頂部高程206.02～220.68m；東側(cè)邊坡坡頂高程220.68～227.68m。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)差可初步判斷該邊坡為陡的巖質(zhì)高邊坡，且為順向坡。第二節(jié)邊坡的破壞形式 為了便于穩(wěn)定性計(jì)算，參照霍克的分類方法將巖體邊破壞坡劃分為平面滑動(dòng)、楔形狀滑動(dòng)、圓弧滑動(dòng)及傾倒破壞4類，其中平面滑動(dòng)又據(jù)滑動(dòng)面的數(shù)目劃分出3個(gè)亞類，各類及亞類邊坡破壞的主要特征見表3-2[2]。表3-2巖體邊坡破壞類型表類型亞類主要特征平面滑動(dòng)單平面滑動(dòng)滑動(dòng)面傾向與邊坡面基本一致，并存在走向與邊坡垂直或近垂直的切割面，滑動(dòng)面的傾角小于邊坡角且大于其摩擦角一個(gè)滑動(dòng)面，常見于傾斜層狀巖體邊坡中一個(gè)滑動(dòng)面和一個(gè)近鉛直的張裂縫，常見于傾斜層狀巖土邊坡中同向雙平面滑動(dòng)兩個(gè)傾向相同的滑動(dòng)面，下面一個(gè)為主滑動(dòng)面多平面滑動(dòng)三個(gè)或三個(gè)以上滑動(dòng)面，?？煞譃閮山M，其中一組為主滑動(dòng)面楔形狀滑動(dòng)兩個(gè)傾向相反的滑動(dòng)面，其交線傾向與坡向相同，傾角小于坡腳切大于滑動(dòng)面的摩擦角，常見于堅(jiān)硬塊狀巖體邊坡中圓弧形滑動(dòng)滑動(dòng)面近似圓弧形，常見于強(qiáng)烈破碎、劇風(fēng)化巖體或軟弱巖體邊坡中傾倒破壞巖體被結(jié)構(gòu)面切割成一系列傾向與坡向相反的陡立柱狀或板狀體。當(dāng)為軟巖時(shí)，巖柱向坡面產(chǎn)生彎曲；為硬巖時(shí)，巖柱被橫向結(jié)構(gòu)面切割成巖塊，并向坡面翻到重慶市巴南區(qū)養(yǎng)護(hù)段邊坡破壞形式為：東側(cè)邊坡：根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，該側(cè)邊坡為順層的巖質(zhì)邊坡，結(jié)合東側(cè)邊坡全貌圖，暴雨后垮塌的臨空面是光滑的，可判斷沒有粘聚力，故東面邊坡破壞可簡化為單平面滑動(dòng)破壞模型如圖3-1所示。北側(cè)邊坡：根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，第①組裂隙產(chǎn)狀185°∠62°,傾向與邊坡傾向一致,傾角為62°,大于坡面傾角58°,判斷為基本穩(wěn)定邊坡。場地內(nèi)主要以東側(cè)邊坡順層滑動(dòng)破壞為主，北側(cè)邊坡現(xiàn)狀為切向坡，現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好，故本次主要以東側(cè)邊坡為研究對(duì)象進(jìn)行分析。張裂隙破裂面張裂隙破裂面圖3-1單平面滑動(dòng)示意圖第三節(jié)影響邊坡穩(wěn)定性破壞的因素3.3.1邊坡穩(wěn)定性主要影響因素一、巖性邊坡處已經(jīng)基巖裸露，出露地層為侏羅系中統(tǒng)自流井組（J2Z）頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，其巖性特征分述如下：1.砂巖（J2Z-Ss）：黃褐色、青灰色，中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖石呈黃褐色，巖心較碎，中風(fēng)化巖石多呈青灰色，巖心較完整，局部層間裂隙較發(fā)育。發(fā)育于北側(cè)邊坡內(nèi)，多與頁巖呈互層狀產(chǎn)出。2.頁巖（J2Z-Sh）：青灰色，灰綠色，成分以粘土礦物為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖心較碎，多呈碎塊狀，中風(fēng)化層巖心較完整，多呈柱狀，局部層間裂隙發(fā)育，裂面多見紅褐色鐵錳質(zhì)氧化膜侵染。發(fā)育于整個(gè)邊坡場地，是場地主要巖性。3.砂質(zhì)頁巖（J2Z-Sh）：黃褐色，青灰色，成分以粘土礦物為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)風(fēng)化層巖心較碎，呈碎塊狀，顏色呈黃褐色，中風(fēng)化層巖心較完整，呈柱狀，顏色呈黃褐色、青灰色。主要發(fā)育于東側(cè)邊坡內(nèi)，是該側(cè)邊坡主要巖性。二、巖石的特征巖石是構(gòu)成邊坡的基本元素，不同的巖石組合有其常見的變形破壞。如堅(jiān)硬完整的塊狀或厚層狀巖石組合，容易形成高陡的邊坡；軟弱地層巖石形成的邊坡則坡度較緩。巖石的抗剪強(qiáng)度低、親水能力強(qiáng)、抗風(fēng)化能力低，那么由此類巖石組成的邊坡容易發(fā)生滑坡。該地區(qū)主要是由砂巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖組成的巖組，頁巖是整個(gè)邊坡的主要巖性，切其局部層間裂隙發(fā)育。三、地質(zhì)構(gòu)造由2.2節(jié)可知場地地處南溫泉背斜北西翼，巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀303°∠56°。本場地邊坡處基巖出露。東側(cè)邊坡：根據(jù)場地基巖露頭調(diào)查，東側(cè)邊坡場地內(nèi)主要發(fā)育三組裂隙，均屬硬性結(jié)構(gòu)面，其中有一組結(jié)合較差，為巖體層間裂隙，且為順層巖質(zhì)邊坡。北側(cè)邊坡：根據(jù)場地基巖露頭調(diào)查，北側(cè)邊坡側(cè)邊坡頁巖較完整，砂巖體主要發(fā)育四組裂隙：均屬硬性結(jié)構(gòu)面，結(jié)合一般，且其坡巖層傾角大于坡腳。3.3.2邊坡穩(wěn)定性外部影響因素一、水的作用水的滲入是巖土的質(zhì)量增大，進(jìn)而是滑動(dòng)面的滑動(dòng)力增大；其次，在水的作用下巖土被軟化而抗剪強(qiáng)度降低；另外，地下水的滲流對(duì)巖體產(chǎn)生動(dòng)水壓力和靜水壓力，這些都對(duì)巖體邊坡的穩(wěn)點(diǎn)性產(chǎn)生不利的影響[2]。二、風(fēng)化作用風(fēng)化作用是巖體內(nèi)裂隙增多、擴(kuò)大，透水性增強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度降低。三、地震因地震波的傳播而產(chǎn)生的地震慣性力直接作用于邊坡巖體，加速邊坡破壞。四、人為因素邊坡的不合理設(shè)計(jì)、爆破、開挖或加載，大量生產(chǎn)生活用水的滲入等都能造成邊坡變形坡壞，甚至整體失穩(wěn)。3.3.3誘發(fā)因素該側(cè)邊坡形成時(shí)間較久遠(yuǎn)，約近十年時(shí)間，其間間斷出現(xiàn)局部掉塊現(xiàn)象，表層風(fēng)化嚴(yán)重，在二零零七年七月十七日特大暴雨后發(fā)生跨塌，故本次特大暴雨是該側(cè)邊坡的主要誘發(fā)因數(shù)。邊坡破壞機(jī)制在巖體力學(xué)試驗(yàn)、巖體工程及自然界巖體中見到的破壞現(xiàn)象，在模型試驗(yàn)中都可見到，不僅如此，有些破壞現(xiàn)象往往只可在模型試驗(yàn)中見到（R.E.Goodman,1976）[2]。通過大量工程實(shí)踐和野外觀察現(xiàn)象可知，巖體破壞機(jī)理與巖體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，常見的巖體破壞機(jī)制及巖體結(jié)構(gòu)的關(guān)系見表3-3。表中資料表明，完整結(jié)構(gòu)巖體破壞的主要機(jī)制為張破裂和剪破裂，碎裂結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制最為復(fù)雜，各種結(jié)構(gòu)巖體出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象在這里都可出現(xiàn)。塊裂結(jié)構(gòu)巖體的主要破壞機(jī)制為結(jié)構(gòu)體沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)。巖體破壞機(jī)制主要為七種：①張破裂；②剪破裂；③結(jié)構(gòu)體沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)；④結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動(dòng)；⑤傾倒；⑥潰屈破壞；⑦彎折破壞。表3-3巖體破壞機(jī)制類型整塊體結(jié)構(gòu)巖體塊狀結(jié)構(gòu)巖體碎裂裝結(jié)構(gòu)巖體散體狀結(jié)構(gòu)巖體張破裂；剪破裂；流動(dòng)變形；結(jié)構(gòu)體沿結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)結(jié)構(gòu)體張破裂；結(jié)構(gòu)體剪破裂；結(jié)構(gòu)體流動(dòng)變形；結(jié)構(gòu)體沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)；結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)動(dòng)；結(jié)構(gòu)體組合體傾倒；結(jié)構(gòu)體組合體潰屈剪破裂；流動(dòng)變形；由此可見，巖體的破壞機(jī)制是十分復(fù)雜的，根據(jù)調(diào)查可發(fā)現(xiàn)東側(cè)邊坡經(jīng)過近十年的裸露、風(fēng)化、剝蝕作用，坡頂構(gòu)造裂隙及邊坡后緣拉張裂縫非常發(fā)育，在本次特大暴雨的沖刷、浸泡、滲透，該側(cè)邊坡上部臨空面巖體在水力作用下，發(fā)生軟化，使卸荷裂隙貫通，在裂隙水壓力作用下發(fā)生垮塌破壞。第四章邊坡支護(hù)方案選擇第一節(jié)邊坡的重要性等級(jí)邊坡工程應(yīng)按其損壞后可能造成的破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)不良影響）的嚴(yán)重性、邊坡類型和坡高等因素，根據(jù)表4-1確定安全等級(jí)。表4-1邊坡工程安全等級(jí)邊坡類型邊坡高度破壞后果安全等級(jí)巖質(zhì)邊坡巖體類型為I類或II類H≤30很嚴(yán)重一級(jí)嚴(yán)重二級(jí)不嚴(yán)重三級(jí)巖體類型為III類或IV類15＜H≤30很嚴(yán)重一級(jí)嚴(yán)重二級(jí)H≤30很嚴(yán)重一級(jí)嚴(yán)重二級(jí)不嚴(yán)重三級(jí)土質(zhì)邊坡10＜H≤15很嚴(yán)重一級(jí)嚴(yán)重二級(jí)H≤10很嚴(yán)重一級(jí)嚴(yán)重二級(jí)不嚴(yán)重三級(jí)注：1一個(gè)邊坡工程的各段，可根據(jù)實(shí)際情況采用不同的安全等級(jí)2對(duì)危害性極嚴(yán)重、環(huán)境和地質(zhì)條件復(fù)雜的特殊邊坡上程，其安全等級(jí)應(yīng)根據(jù)工程情況適當(dāng)提高。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》第3.2.2條有關(guān)規(guī)定，結(jié)合邊坡周圍環(huán)境、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及地勘報(bào)告，綜合分析確定本邊坡為巖質(zhì)邊坡，且工程安全等級(jí)為一級(jí)。第二節(jié)選擇支護(hù)方案邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)場地地質(zhì)和環(huán)境條件、邊坡高度以及邊坡工程安全等級(jí)等因素，參照表4-2選定。表4-2邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)常用形式條件結(jié)構(gòu)類型邊坡環(huán)境邊坡高度H(m)邊坡工程安全等級(jí)說明重力式擋墻場地允許，坡頂無重要建（構(gòu)）筑物土坡，H≤8巖坡，H≤10一、二、三級(jí)土方開挖后邊坡穩(wěn)定較差時(shí)不應(yīng)采用扶壁式擋墻填方去土坡，H≤10一、二、三級(jí)土質(zhì)邊坡懸臂式支護(hù)土坡，H≤8巖坡，H≤10一、二、三級(jí)土層較差，或?qū)鯄ψ冃我筝^高時(shí)，不宜采用板肋式或格構(gòu)式錨桿擋墻支護(hù)土坡，H≤15巖坡，H≤30一、二、三級(jí)坡高較大或穩(wěn)定性較差時(shí)宜采用逆作施工，對(duì)擋墻變形有較高要求的土質(zhì)邊坡，宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿排樁式錨桿擋墻支護(hù)坡頂建（構(gòu)）筑物需要保護(hù)，場地狹窄土坡，H≤15巖坡，H≤30一、二級(jí)嚴(yán)格按逆作施工。對(duì)擋墻變形有較高要求的土質(zhì)邊坡，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨桿巖石錨噴支護(hù)I類巖坡H≤30一、二、三級(jí)II類巖坡H≤20二、三級(jí)III類巖坡H≤15二、三級(jí)坡率法坡頂無重要建（構(gòu)）筑物，場地有放坡條件土坡，H≤10巖坡，H≤25二、三級(jí)不良地址段，地下水發(fā)育區(qū)、流塑狀土?xí)r不宜采用本邊坡所處位置原始地形為斜坡，邊坡開挖形成時(shí)間約10年，邊坡已開挖成型，為順層滑坡，邊坡坡角56～58度。；東側(cè)邊坡坡頂部隨地形起伏而高低變化，其上接居民區(qū)，地形平坦，坡角2～5度。結(jié)合重慶類似邊坡支護(hù)工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)綜合考慮邊坡支護(hù)方式選擇為：東側(cè)邊坡采用錨桿與面板結(jié)合的方式進(jìn)行支護(hù)。第五章邊坡治理工程設(shè)計(jì)根據(jù)邊坡破壞的實(shí)際情況、周邊環(huán)境及邊坡巖層等情況將邊坡分為東側(cè)坡段和北側(cè)坡段，在整個(gè)場地選取7個(gè)剖面對(duì)整個(gè)邊坡進(jìn)行了勘察（見附圖I），根據(jù)實(shí)際情況及地勘資料可知：位于東側(cè)的3-3剖面所代表的坡段破壞較為嚴(yán)重，作為支護(hù)重點(diǎn)，該坡段采用錨桿與面板結(jié)合的支護(hù)；位于北側(cè)的4-4剖面和5-5剖面代表的坡段基本處于穩(wěn)定，但根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來看，采用錨桿鋼筋網(wǎng)噴射砼坡面面支護(hù)。因此，本文以3-3剖面為研究對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。邊坡穩(wěn)定性分析5.1.1設(shè)計(jì)采用參數(shù)根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002表4.5.4，抗剪參數(shù)折減系數(shù)取0.9，計(jì)算結(jié)果如表5-1所示。表5-1巖土邊坡設(shè)計(jì)參數(shù)巖土名稱重度抗剪強(qiáng)度CΦkN/m3Mpa°強(qiáng)風(fēng)化砂巖24.50*0.300*24.00中風(fēng)化砂巖24.790.78725.4強(qiáng)風(fēng)化頁巖24.500.10021.00*中風(fēng)化頁巖24.920.28922.06強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)頁巖25.00*0.20022*中風(fēng)化砂質(zhì)頁巖25.110.40723.21加*者均為經(jīng)驗(yàn)值5.1.2東側(cè)邊坡（3-3剖面）穩(wěn)定性分析（5-1）（5-2）（5-3）（5-4）（5-5）式中：——；——滑動(dòng)面上的抗滑力（）；——滑動(dòng)面上的下滑力（）；——靜水壓力（）；——巖石的粘聚力（）；——巖石的內(nèi)摩擦角（°）；——坡腳（°）；——破裂面與水平面的夾角（°）；——裂隙水高（）；——水的密度（）；——重力加速度（）；根據(jù)幾何關(guān)系，利用三角函數(shù)將各邊用表示：（5-6）（5-7）將式5-6和5-7代入5-1～5-5式得：計(jì)算參數(shù)如表5-4所示。表5-2地勘報(bào)告提供參數(shù)名稱厚度坡腳坡高重度單位m°mkN/m3kPa°數(shù)值1.55626.42520022（5-8）將以上各參數(shù)代入式5-6，則計(jì)算結(jié)果為：（5-9）由式5-9可得出結(jié)論：是關(guān)于的一個(gè)函數(shù)，并對(duì)式5-9進(jìn)行求導(dǎo)可得，在0°≤≤56°，是隨著的減小而減小的一個(gè)單調(diào)函數(shù)，當(dāng)=45.5°時(shí)，=1該邊坡處于臨界平衡狀態(tài)。即：①當(dāng)>45.5°時(shí)，>1邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；②當(dāng)=45.5°時(shí)，=1邊坡處于臨界平衡狀態(tài)；③當(dāng)<45.5°時(shí)，<1邊坡處于失穩(wěn)狀態(tài)。穩(wěn)定安邊坡工程全系數(shù)安全等級(jí)計(jì)算方法一級(jí)邊坡二級(jí)邊坡三級(jí)邊坡平面滑動(dòng)法折線滑動(dòng)法1.351.301.25圓弧滑動(dòng)法1.301.251.20注：對(duì)地質(zhì)條件很復(fù)雜或破壞后果極嚴(yán)重的邊坡工程，其穩(wěn)定安全系數(shù)宜適當(dāng)提高。由4.1節(jié)知：重慶市巴南區(qū)養(yǎng)護(hù)段邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)。故該邊坡穩(wěn)定性系數(shù)必須達(dá)到1.35以上。第二節(jié)邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.1錨桿設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ=1.30邊坡工程重要性系數(shù)γ0=1.1（安全等級(jí)為一級(jí)的邊坡）錨固體與地層粘結(jié)工作條件系數(shù)ζ1=1.00（永久性錨桿）錨桿抗拉工作條件系數(shù)ζ2=0.69（永久性錨桿）鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)ζ3=0.60（永久性錨桿）錨筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300000kPa鋼筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fb=2400kPa5.2.2錨桿計(jì)算1.計(jì)算錨桿應(yīng)提供抗力由5.1節(jié)計(jì)算可知，當(dāng)=45.5°時(shí)，=1邊坡處于臨界平衡狀態(tài)。（5-10）（5-11）式中：——錨桿應(yīng)提供的抗力（）；其他參數(shù)同式5-6～5-8；將η=1.5及表5-4中的參數(shù)代入式5-11得：T=500.7KN。該剖面設(shè)計(jì)10層錨桿，將其平均分配到各個(gè)錨桿上，故每根錨桿多要所要提供的抗力為T/10=50.07KN。簡化力學(xué)模型如圖5-4所示。ββ錨桿αθT圖5-4錨桿力學(xué)模型簡化圖2.求解錨桿所受水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)圖5-3錨桿力學(xué)模型簡化圖可知單根錨桿的水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值：(5-12)3.求解錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值、根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002第7.2.1可知錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算：(5-13)(5-14)將代入式5-13得：代入式5-14得：3.計(jì)算錨桿鋼筋截面面積根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002第7.2.2可知錨桿鋼筋截面面積可按下式計(jì)算：(5-16)式中：——錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積（m2）；——苗筋抗拉工作條件系數(shù)，永久性錨桿取0.69，臨時(shí)性錨桿取0.92；——邊坡工程重要性系數(shù)，重要性一級(jí)取1.1，二、三級(jí)取1.0；，——錨筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa）。將及其它參數(shù)代入式5-16得：由于參數(shù)給定錨筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300000kPa，故錨桿選筋為：1B224.計(jì)算錨固段長度（1）計(jì)算錨桿錨固體與地層的錨固長度根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002第7.2.3可知錨桿錨固體與地層的錨固長度可按下式計(jì)算：(5-17)式中：——錨固段長度（m）；——錨固體直徑（m），——地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值（kPa），應(yīng)通過試驗(yàn)確定，當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可按表5-4取值；——固體與地層粘結(jié)工作條件系數(shù)，對(duì)永久性錨桿取1.00，對(duì)臨時(shí)性錨桿取1.33。表5-4巖石與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值巖石類別frb值（kpa）巖石類別frb值（kpa）極軟巖135～180較硬巖550～900軟巖180～380堅(jiān)硬巖900～1300較軟巖380～550注：l表中數(shù)據(jù)適用于注漿強(qiáng)度等級(jí)為M30；2表中數(shù)據(jù)僅適用于初步設(shè)計(jì)，施工時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)檢驗(yàn)；3巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育時(shí)，取表中下限值；4表中巖石類別根據(jù)天然單軸抗壓強(qiáng)度fr劃分：fr＜5Mpa為極軟巖，5Mpa≤fr＜15Mpa為軟巖，15Wpa≤fr＜30MPa為較軟巖，30MPa≤fr＜60MPa為較硬巖，fr＞60MPa為堅(jiān)硬巖。東側(cè)邊坡的主要地層巖性為頁巖和砂質(zhì)頁巖，故歸為軟巖類，取為300kpa，將及其它參數(shù)代入式5-17得：（2）計(jì)算錨桿鋼筋與錨固砂漿的錨固長度根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002第7.2.4可知錨桿鋼筋與錨固砂漿的錨固長度可按下式計(jì)算：(5-18)式中：——錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度（m）；——鋼筋根數(shù)（根）；——錨桿鋼筋直徑（m）；——邊坡工程重要性系數(shù)，重要性一級(jí)取1.1，二、三級(jí)取1.0；——鋼筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa），應(yīng)通過試驗(yàn)確定，當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)可按表5-5取值；——鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)，對(duì)永久性錨桿取0.60，對(duì)臨時(shí)性錨桿取0.72。表5-5鋼筋、鋼絞線與砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fb（MPa）錨桿類型水泥漿或水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)M25M30M35水泥砂漿與螺紋鋼筋間2.102.402.70水泥砂漿與鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲見2.752.953.40將及其它參數(shù)代入式5-18得：故錨桿錨固長度為：根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2002第7.4.1可知錨桿總長度應(yīng)為錨固段、自由段和外錨段的長度之和，并應(yīng)滿足下列要求：錨桿錨固段長度應(yīng)按式（5-17）、（5-18）進(jìn)行計(jì)算，并取其中大值。巖石錨桿的錨固段長度不應(yīng)小于3m，且不宜大于45D和6.5m，或55D和8m；位于軟質(zhì)巖中的預(yù)應(yīng)力錨索，可根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定最大錨固長度，故錨固段段長度可取為≥3.5m。由地勘報(bào)告可知層厚為1.5m，結(jié)合工程的實(shí)際情況和計(jì)算結(jié)果得錨桿長度，錨桿長度為錨固段長度與自由段長度之和，如圖5-5所示。ββ錨桿潛在滑裂面αθ錨固段自由段張裂隙圖5-5錨桿模型圖計(jì)算得：錨桿長度為≥+1.5=5m。5.2.3邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案經(jīng)計(jì)算和構(gòu)造要求確定3-3剖面支護(hù)設(shè)計(jì)如下所示：（1）清除清除邊坡坡面上不穩(wěn)定巖石及土體，及東側(cè)邊坡坡腳處塌落碎巖塊。（2）采用面板與鋼筋組合進(jìn)行支護(hù),在面板上打入錨桿，3-3剖面共設(shè)計(jì)10層錨桿，錨桿選用1B22制作，長度為5m，毛孔直徑不小于110mm，水平入射角為15°。（3）坡頂裂隙封閉處理，防止雨水滲入坡體。（4）在坡腳種植藤蔓植物,以作綠化。第六章結(jié)論本文是對(duì)重慶市巴南區(qū)花溪鎮(zhèn)其龍村9社養(yǎng)護(hù)段邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析和治理工程的設(shè)計(jì)。通過以上各章節(jié)的討論，可得出如下結(jié)論：（1）邊坡所處位置原始地形為斜坡，邊坡已開挖成型，坡腳高程200.00～201.52m，邊坡坡角56～58度。地形平坦開闊，北側(cè)邊坡頂部高程206.02～220.68m；東側(cè)邊坡坡頂部隨地形起伏而高低變化，高程220.68～227.68m。邊坡位置基巖裸露，巖性為頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，產(chǎn)狀陡，地下水貧乏，水文地質(zhì)條件簡單。在雨季時(shí)坡頂斜坡在大氣降雨強(qiáng)度較大時(shí)有坡面流形成，部分會(huì)滲入淺部第四系覆蓋層及巖體裂隙中，形成裂隙水，故裂隙水壓力是導(dǎo)致坡體垮塌的主要因素。（2）根據(jù)地勘資料和計(jì)算可判斷，北側(cè)邊坡坡面傾角為58°,地勘報(bào)告中第①組裂隙產(chǎn)狀185°∠62°,傾向與邊坡傾向一致,傾角為62°,大于坡面傾角58°,判斷為基本穩(wěn)定邊坡；東側(cè)邊坡經(jīng)過近十年的裸露、風(fēng)化、剝蝕作用，坡頂構(gòu)造裂隙及邊坡后緣拉張裂縫非常發(fā)育，在本次特大暴雨的沖刷、浸泡、滲透，該側(cè)邊坡上部臨空面巖體在水力作用下，發(fā)生軟化，使卸荷裂隙貫通，在裂隙水壓力作用下發(fā)生沿順層垮塌破壞。（3）根據(jù)穩(wěn)定性分析可知：當(dāng)=45.5°時(shí)，=1該邊坡處于臨界平衡狀態(tài)。（4）根據(jù)提高安全系數(shù)后反算錨桿應(yīng)提供的抗力，初步設(shè)計(jì)在東側(cè)剖面（3-3剖面）設(shè)計(jì)采用10根錨桿，錨桿長為5m，錨固段長度為3.5。（5）考慮到水對(duì)滑坡垮塌的影響較大，由于在雨季時(shí)坡頂斜坡在大氣降雨強(qiáng)度較大時(shí)有坡面流形成，部分會(huì)滲入淺部第四系覆蓋層及巖體裂隙中，形成裂隙水，故應(yīng)封閉裂縫，防止雨水滲入坡體。致謝在大學(xué)即將結(jié)束之際，經(jīng)過努力，畢業(yè)論文終于完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我有機(jī)會(huì)將自己在大學(xué)期間所學(xué)多專業(yè)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)并綜合運(yùn)用，在此過程中，我對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和掌握程度得到了極大的提高。在論文的編寫期間，我得到了李云安