邊坡工程防治綜述

第三講

邊坡工程防治綜述邊坡防護(hù)技術(shù)講義1整理課件§3.1概述3.1.1處治對象

經(jīng)穩(wěn)定性分析后，不穩(wěn)定或有潛在失穩(wěn)可能的邊坡。對于此類邊坡，當(dāng)其破壞會造成較大損失時，需采取防治措施來改善邊坡的穩(wěn)定性。邊坡防治時，需綜合考慮邊坡巖土體的工程性質(zhì)、環(huán)境因素、地質(zhì)條件、植被完整性、地表水、地下水等因素，進(jìn)行綜合治理。2整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么邊坡防治的目的即為使邊坡及其支護(hù)結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，保持自身的穩(wěn)定。邊坡防治要求邊坡滿足平安性、適用性和耐久性的要求。具體就是邊坡防護(hù)設(shè)計時，要求滿足：1)承載能力極限狀態(tài)，主要是滿足邊坡及其結(jié)構(gòu)的平安性2)正常使用極限狀態(tài)，主要是滿足邊坡及其結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性。3.2.1邊坡工程極限狀態(tài)設(shè)計原那么3整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么一.承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)到達(dá)承載力破壞、錨固系統(tǒng)失效或坡體失穩(wěn)。表示為：二.正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)和邊坡的變形到達(dá)結(jié)構(gòu)本身或鄰近建筑物的正常使用，或者影響到結(jié)構(gòu)耐久度。表示為：3.2.1邊坡工程極限狀態(tài)設(shè)計原那么4整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么一.邊坡穩(wěn)定性分析中涉及的主要荷載邊坡巖土體自重；邊坡上各種建筑物及其他產(chǎn)生的附加荷載(超載)；地下水產(chǎn)生的靜水壓力、滲透壓力的荷載；地震荷載等。二.荷載效應(yīng)的組合邊坡工程設(shè)計時，應(yīng)按照最不利原那么進(jìn)行組合而成荷載效應(yīng)。一般包括：荷載效應(yīng)的根本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合等。3.2.2邊坡設(shè)計中的荷載效應(yīng)原那么5整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么三.邊坡穩(wěn)定性分析中的采用荷載組合1.正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合按地基承載力確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的根底底面積和埋深時。簡單說，就是進(jìn)行地基根底設(shè)計時——荷載效應(yīng)組合采用正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合，相應(yīng)的抗力采用地基承載力特征值。2.承載能力極限狀態(tài)的根本組合確定錨桿、支護(hù)結(jié)構(gòu)立柱、擋板、擋墻等的截面尺寸、內(nèi)力及配筋時。簡單說，就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時——荷載效應(yīng)組合采用承載能力極限狀態(tài)的根本組合。3.2.2邊坡設(shè)計中的荷載效應(yīng)原那么6整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么3.承載能力極限狀態(tài)的根本組合，但荷載分項系數(shù)均取1.0邊坡及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗算和錨桿錨固體與地層的錨固長度計算時；計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定性及滑坡推力時。簡單說，就是進(jìn)行邊坡受力及穩(wěn)定性驗算時——荷載效應(yīng)組合采用承載能力極限狀態(tài)的根本組合，但其荷載分項系數(shù)均取1.0。這是由于巖土類的特殊性，難以準(zhǔn)確確定支護(hù)結(jié)構(gòu)受力，此時計算往往采用引入平安系數(shù)的方式進(jìn)行穩(wěn)定性分析，因此各荷載分項系數(shù)取1.0。3.2.2邊坡設(shè)計中的荷載效應(yīng)原那么7整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么4.正常使用極限狀態(tài)的準(zhǔn)永久組合計算錨桿變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移和垂直位移時。簡單說，就是進(jìn)行邊坡變形驗算時——荷載效應(yīng)組合采用正常使用極限狀態(tài)的準(zhǔn)永久組合。5.抗震設(shè)計的地震作用效應(yīng)組合地震作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的根本組合。簡單說，就是進(jìn)行抗震驗算時——荷載效應(yīng)組合采用抗震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的地震作用效應(yīng)組合。此時對應(yīng)的截面驗算表達(dá)式為：3.2.2邊坡設(shè)計中的荷載效應(yīng)原那么8整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么6.臨時性邊坡的荷載組合對于設(shè)計年限在2年以內(nèi)的邊坡設(shè)計計算。簡單說，就是進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計時——荷載效應(yīng)組合采用?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?(JGJ120-99)的相應(yīng)的荷載組合。7.正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長期作用影響在進(jìn)行構(gòu)件抗裂設(shè)計時——荷載效應(yīng)組合采用正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合，同時考慮長期作用影響。3.2.2邊坡設(shè)計中的荷載效應(yīng)原那么9整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么一.邊坡工程的設(shè)計內(nèi)容邊坡工程的設(shè)計包括邊坡穩(wěn)定性分析；支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型、計算和構(gòu)造設(shè)計；并對施工、監(jiān)測及質(zhì)量驗收提出要求。二.邊坡工程的計算原那么因此邊坡工程設(shè)計時，應(yīng)進(jìn)行以下計算：1.邊坡穩(wěn)定性分析。包括支護(hù)前及支護(hù)后的穩(wěn)定性分析。2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度驗算。包括立柱、面板擋墻及其根底的抗壓、抗彎、抗剪、局壓、錨桿抗拉承載力計算等。3.2.3邊坡工程設(shè)計的計算原那么10整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么3.錨桿錨固段的抗拔承載力計算及立柱和擋墻根底的地基承載力驗算。4.支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體和局部穩(wěn)定性驗算。5.必要時需要進(jìn)行變形驗算。3.2.3邊坡工程設(shè)計的計算原那么11整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么隨著科學(xué)技術(shù)的開展以及試驗設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步而逐漸采用的設(shè)計原那么，亦稱信息反響法。這是由于邊坡巖土介質(zhì)的復(fù)雜性、可變性和不確定性，地質(zhì)勘察參數(shù)難以準(zhǔn)確確定，加上邊坡支護(hù)的設(shè)計理論(平安系數(shù))和設(shè)計方法(諸多假定)帶有經(jīng)驗性和類比性，因此邊坡工程的設(shè)計往往難以一次定型，需要根據(jù)施工中反響的信息和監(jiān)控資料不斷校核、補(bǔ)充和完善。即為信息反響法。這種方法是較為科學(xué)的動態(tài)設(shè)計方法。3.2.4邊坡工程設(shè)計的信息化原那么12整理課件§3.2邊坡防治設(shè)計的根本原那么

邊坡支護(hù)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)邊坡的具體情況，結(jié)合主體工程，綜合考慮邊坡多個因素，采取綜合措施。在保證邊坡自身穩(wěn)定的前提下，綜合考慮主體建筑物、周邊建筑物、周邊環(huán)境以及整體美觀、適用、經(jīng)濟(jì)等特點進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。3.2.5邊坡工程設(shè)計中的綜合防治原那么3.2.6邊坡工程設(shè)計中的環(huán)境保護(hù)原那么包括穩(wěn)定邊坡的坡面防護(hù)，支護(hù)后邊坡的坡面防護(hù)，需要兼顧平安、美觀、防水土流失、防風(fēng)化等功能。13整理課件邊坡之所以會發(fā)生失穩(wěn)破壞，是由于勢能產(chǎn)生的下滑趨勢力大于坡體土〔巖〕自身強(qiáng)度產(chǎn)生的阻止坡體下滑的下滑抵抗力。因此可以采取一些措施，以減小下滑趨勢力或增大下滑抵抗力，改善邊坡的受力環(huán)境，從而使邊坡重新到達(dá)應(yīng)力平衡狀態(tài)。這些采取的能夠改善邊坡受力環(huán)境的措施就是邊坡防護(hù)技術(shù)，亦稱邊坡處治技術(shù)。因此，邊坡防護(hù)工程按作用可分為減滑工程和抗滑工程兩種。3.3.1邊坡防護(hù)原理及分類一.邊坡防護(hù)的原理§3.3邊坡防治常用措施14整理課件

因此，邊坡防護(hù)工程按作用可分為減滑工程和抗滑工程兩種。1.減滑工程：

減滑工程的目的在于不改變滑坡的地形、土質(zhì)、地下水等的狀態(tài)，即通過改變滑坡體自然條件，減小下滑力，從而使滑坡運(yùn)動得以停止或緩和。即為：不設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，僅對邊坡自身采取措施來使邊坡穩(wěn)定的方法。

減滑工程主要有排除地表水工程(水溝、防滲工程)、排除地下水工程、截斷地下水工程、刷方減重、注漿加固、焙燒加固等工程措施。3.3.1邊坡防護(hù)原理及分類二.邊坡防護(hù)按作用原理分類§3.3邊坡防治常用措施15整理課件2.抗滑工程：抗滑工程那么在于利用抗滑構(gòu)筑物來支擋滑坡體運(yùn)動的一局部或全部，使其附近及該地區(qū)的設(shè)施及人民生命財產(chǎn)等免受危害。即為：設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)(抗滑構(gòu)筑物)，并利用支護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗剩余下滑力，從而使邊坡穩(wěn)定的方法抗滑工程主要有抗滑擋土墻、抗滑樁、巖土錨固、格構(gòu)加固、加筋邊坡等工程措施?！?.3邊坡防治常用措施3.3.1邊坡防護(hù)原理及分類16整理課件

根據(jù)前述邊坡支護(hù)的原理和分類，邊坡防護(hù)可采用：1.減滑工程(不設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu))：具體方法為：

1)改變邊坡形態(tài)；如坡率法，刷方減重法等。

2)加強(qiáng)邊坡排水；如坡面截、排水法，坡內(nèi)截、排水法等。

3)改變邊坡巖土性質(zhì)；如注漿加固法，焙燒加固法，電化學(xué)加固法等?！?.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍一.邊坡防護(hù)的方法17整理課件

2.抗滑工程(設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu))：具體方法為：

1)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)；如設(shè)置抗滑樁結(jié)構(gòu)；設(shè)置擋土墻結(jié)構(gòu)，含重力式、懸臂式、扶壁式、加筋土類、錨定板類擋土墻等。

2)設(shè)置加固結(jié)構(gòu)；如設(shè)置錨桿結(jié)構(gòu)；錨索結(jié)構(gòu)；土釘墻結(jié)構(gòu)；格構(gòu)式加固結(jié)構(gòu)等。

3)設(shè)置復(fù)合結(jié)構(gòu)；如設(shè)置樁+錨索的樁錨結(jié)構(gòu)；樁+擋土墻的樁墻結(jié)構(gòu)；以及下部樁墻結(jié)構(gòu)，上部格構(gòu)加固或錨桿結(jié)構(gòu)等。§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍18整理課件形態(tài)排水支擋加固滑動區(qū)搬出物質(zhì)抗滑區(qū)增加物質(zhì)減緩斜坡坡度地表排水滲水材料坑道排水種植植物擋土墻、樁、墩、支撐、扶壁、固定網(wǎng)錨索土釘錨桿注漿種植植物§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍19整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍20整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍21整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍22整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍23整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍24整理課件邊坡防護(hù)的方法有很多，需要綜合考慮對邊坡的穩(wěn)定性有影響的因素及對邊坡的要求等，采取最適宜的方法，從而即保證邊坡的平安，也滿足經(jīng)濟(jì)適用的原那么。具體是根據(jù)邊坡的高度、場地地質(zhì)條件、邊坡環(huán)境、邊坡的平安等級等因素，來選定支護(hù)方法。選擇支護(hù)方法時參見P149頁表4-1。二.邊坡防護(hù)方法的適用范圍§3.3邊坡防治常用措施3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍25整理課件§3.3邊坡防治常用措施條件結(jié)構(gòu)類型邊坡環(huán)境邊坡高度(m)邊坡工程安全等級說明重力式擋土墻場地允許，坡頂無重要建(構(gòu))筑物主坡，H≤8巖坡，H≤10一、二、三級

土方開挖后邊坡穩(wěn)定性較差時不應(yīng)采用扶壁式擋土墻主坡，H≤10一、二、三級土質(zhì)邊坡懸臂式擋土墻主坡，H≤8巖坡，H≤10一、二、三級

土層較差或?qū)鯄ψ冃屋^高時，不宜采用板肋式或格構(gòu)式錨桿擋墻支護(hù)坡頂建(構(gòu))筑物需要保護(hù)，場地狹窄主坡，H≤15巖坡，H≤30一、二、三級

坡高較大或穩(wěn)定性較差時宜采用逆作法施工；對擋墻變形有較高要求的土質(zhì)邊坡，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨桿排樁式錨桿擋墻支護(hù)一、二級

嚴(yán)格按照逆作法施工；對擋墻變形有較高要求的土質(zhì)邊坡，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨桿巖石噴錨支護(hù)Ⅰ類巖坡，H≤30一、二、三級Ⅱ類巖坡，H≤30二、三級Ⅲ類巖坡，H≤15二、三級坡率法坡頂無重要建(構(gòu))筑物，場地有放坡條件主坡，H≤10巖坡，H≤25二、三級

不良地質(zhì)段，地下水發(fā)育區(qū)，流塑狀土?xí)r不應(yīng)采用3.3.2邊坡防護(hù)方法及適用范圍表4-1邊坡支擋結(jié)構(gòu)常用形式26整理課件1.削坡減載〔刷方減重〕§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法27整理課件方法：(1)外圍截水溝(2)內(nèi)部排水溝(3)坡面夯實防滲(4)盲溝(5)排水溝2.防滲排水§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法28整理課件◆焙燒法加固◆化學(xué)灌漿3.土質(zhì)改進(jìn)§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法29整理課件擋土墻抗滑樁§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法4.支擋結(jié)構(gòu)常用于淺層邊坡的防治：◆擋土墻◆框架梁〔格構(gòu)〕、鋼筋混凝土連續(xù)梁◆抗滑樁30整理課件抗滑樁§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法31整理課件常用于深層邊坡的防治：◆抗滑排樁◆錨索、框架梁體系門型鋼架樁排架抗滑樁預(yù)應(yīng)力錨索5.加固結(jié)構(gòu)§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法32整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法33整理課件六棱磚植草防護(hù)§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法34整理課件坡腳錨索樁、坡上錨索地梁加固§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法6.復(fù)合結(jié)構(gòu)35整理課件§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法6.復(fù)合結(jié)構(gòu)36整理課件◆坡面植草綠化◆罩面〔噴砼、圬工、掛網(wǎng)〕◆坡面植草綠化◆鋪設(shè)土工合成材料7.坡面防護(hù)§3.3邊坡防治常用措施3.3.3常見的邊坡防護(hù)方法37整理課件分析地質(zhì)資料確定支護(hù)方案邊坡穩(wěn)定分析支護(hù)結(jié)構(gòu)計算3.4.1邊坡防護(hù)設(shè)計步驟出圖、施工監(jiān)測§3.4邊坡防治設(shè)計程序38整理課件

邊坡工程處治就是根據(jù)地質(zhì)勘察資料，對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計算分析，判斷其穩(wěn)定性，并對不穩(wěn)定的邊坡進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，邊坡工程支護(hù)設(shè)計首先就必須充分收集和了解有關(guān)邊坡的資料，并對資料進(jìn)行分析，以充分熟悉和了解整個邊坡。

需要了解和分析的邊坡的資料一般有以下內(nèi)容：1.地質(zhì)測繪資料主要反映邊坡的地形、地貌特征以及結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和性質(zhì)等。包括邊坡的坡角、坡高、坡頂、坡底等?！?.4邊坡防治設(shè)計程序3.4.2分析地質(zhì)資料39整理課件2.地質(zhì)勘察報告是邊坡穩(wěn)定性分析的主要資料。包括邊坡的地層結(jié)構(gòu)，各地層的產(chǎn)狀、構(gòu)造、巖層的完整性及破碎程度、風(fēng)化程度等，以及可能的滑動面〔破裂面〕的位置、形態(tài)等。3.水文條件應(yīng)該掌握邊坡地段處地表水及地下水的情況以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)年限內(nèi)的最大降雨量等。4.地震資料當(dāng)邊坡所在地的地震設(shè)防烈度到達(dá)6度及6度以上時，應(yīng)計算地震的影響?！?.4邊坡防治設(shè)計程序3.4.2分析地質(zhì)資料40整理課件5.土質(zhì)試驗報告對地質(zhì)勘察取的土進(jìn)行試驗，得到各層土的類別及各層土的物理、力學(xué)性質(zhì)。其中穩(wěn)定性所必須的三個土參數(shù)為：邊坡土的重度γ、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

c(粘聚力)和φ(內(nèi)摩擦角)。6.邊坡的相關(guān)資料邊坡的使用功能以及邊坡的環(huán)境資料。包括邊坡的超載(邊坡為公路波工程)、邊坡周圍環(huán)境等內(nèi)容。§3.4邊坡防治設(shè)計程序3.4.2分析地質(zhì)資料41整理課件邊坡穩(wěn)定性分析就是對由勢能產(chǎn)生的下滑推力與坡體自身強(qiáng)度產(chǎn)生的阻止坡體下滑的阻滑力進(jìn)行比較。工程中采用邊坡穩(wěn)定平安系數(shù)K(或FS)來衡量。見表2.1所示。K(或FS)由公式計算。式中R為坡體巖土提供的廣義抗滑力(剪應(yīng)力、抗滑力、抗滑力矩等)；式中S為坡體巖土的廣義下滑力(剪應(yīng)力、下滑力、滑動力矩等)?！?.4邊坡防治設(shè)計程序3.4.3邊坡穩(wěn)定性分析42整理課件§2.1概述上式中平安系數(shù)K取自P14的表2-1?建筑邊坡工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(GB50330-2002)。表2.1建筑波平安系數(shù)規(guī)定值一級邊坡二級邊坡三級邊坡平面滑動法折線滑動法1.351.301.25圓弧滑動法1.301.251.20計算方法平安系數(shù)K邊坡平安等級3.4.3邊坡穩(wěn)定性分析

目前邊坡穩(wěn)定性分析常用的方法有傳統(tǒng)的極限平衡理論和數(shù)值分析計算方法。邊坡穩(wěn)定性分析的詳細(xì)內(nèi)容見第二章。43整理課件應(yīng)該根據(jù)邊坡的地層的工程性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、荷載特性、使用要求、原材料供給、施工技術(shù)條件等因素，來確定邊坡的支護(hù)方案。如參照P149~P150的表4-1選擇支護(hù)方案。方案確定的原那么是：使用上平安可靠、施工技術(shù)上簡便可行、經(jīng)濟(jì)上合理。一般需要作幾個不同方案的比較，從中得到較為適宜而又合理的設(shè)計方案與施工方案?！?/p>