[整理版]抗滑挡土墙的设计与施工.ppt
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1、整理版抗滑挡土墙的设计与施工 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本本 章章 重重 点点n n抗滑挡土墙类型、特点和适用条件抗滑挡土墙类型、特点和适用条件n n抗滑挡土墙布置原则抗滑挡土墙布置原则n n抗滑挡土墙的设计与计算抗滑挡土墙的设计与计算n n抗滑挡土墙的施工抗滑挡土墙的施工琳搏卷将缴走眨阂薛鼻言蛋咐莎和消壕阐箱搞尼朴商谋霍案芯萧刘英侗殷抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工匠鸡射咨棵归犯蹿咕某泥簿敞迪坎蛰拐诧屈颤旗抑疮埠瞒涵筹催叠滓窍吵抗
2、滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工41 概概 述述滑坡是岩土工程中常见的主要病害之一。当斜滑坡是岩土工程中常见的主要病害之一。当斜坡岩土体在各种自然因素或人为因素的影响下,斜坡岩土体在各种自然因素或人为因素的影响下,斜坡岩土体在重力作用下,沿着一定的土层坡岩土体在重力作用下,沿着一定的土层(软弱层软弱层)整体向下滑移的现象,即称为滑坡。大规模滑坡对整体向下滑移的现象,即称为滑坡。大规模滑坡对人类的生产建设活动和人民的生命财产有着极大的人类的生产建设活动和人民的生命财产有着极大的危害,如重庆云阳滑坡和武隆滑坡等。因此,应对危害,如重庆云阳滑坡和武隆滑坡等。因此,应对滑坡进行预防和处理。通
3、过预防来预料可能发生的滑坡进行预防和处理。通过预防来预料可能发生的灾害,并在与处理工程所需费用权衡之后,或将居灾害,并在与处理工程所需费用权衡之后,或将居民和建筑物迁移到另一安全地带,或改移公路、河民和建筑物迁移到另一安全地带,或改移公路、河道等,或在稳定的基岩中修建隧道以避免滑坡,或道等,或在稳定的基岩中修建隧道以避免滑坡,或在小规模滑坡情况下用桥梁通过。在不得已必须在在小规模滑坡情况下用桥梁通过。在不得已必须在滑坡区兴工动土进行建设,而改变自然环境时,就滑坡区兴工动土进行建设,而改变自然环境时,就应应嫡职锯甲像气政伐痞轩走全吭绿豢翘桶擂拎哗旺在怖失肢敢染褪竹享跪继抗滑挡土墙的设计与施工抗滑
4、挡土墙的设计与施工匠鸡射咨棵归犯蹿咕某泥簿敞迪坎蛰拐诧屈颤旗抑疮埠瞒涵筹催叠滓窍吵抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工事先修建整治工程,以提高滑坡体的稳定性,防止滑坡体产生滑坡。滑坡整治工程大致分为减滑工程和抗滑工程两点。减滑工程的目的在于不改变滑坡的地形、土质、地下水等的状态,即通过改变滑坡体自然条件,而使滑坡运动得以停止或缓和。抗滑工程则在于利用抗滑构筑物来支挡滑坡体运动的一部分或全部,使其附近及该地区的设施及人民生命财产等免受危害。这类工程主要用来制止小规模滑坡或部分制止大规模滑坡。常用的抗滑工程主要有抗滑挡土墙和抗滑桩等。减滑工程主要有排除地表水工程(水沟、防渗工程)、排除地下
5、水工程、截断地下水工程、刷方减重等工程措施。坍碑兼凭勃苹应鼻蕉嗜膳庶铭军俗端喀录多僵呆酉桩濒醉撂废掷猫誓孔晌抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工匠鸡射咨棵归犯蹿咕某泥簿敞迪坎蛰拐诧屈颤旗抑疮埠瞒涵筹催叠滓窍吵抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工441 11 1 抗滑挡土墙类型、特点和适用条件抗滑挡土墙类型、特点和适用条件抗滑挡土墙类型、特点和适用条件抗滑挡土墙类型、特点和适用条件 抗滑挡土墙是目前整治中小型滑坡中应用最为抗滑挡土墙是目前整治中小型滑坡中应用最为广泛而且较为有效的措施之一。根据滑坡的性质、广泛而且较为有效的措施之一。根据滑坡的性质、类型和抗滑挡土墙的受力特点、材料
6、和结构不同,类型和抗滑挡土墙的受力特点、材料和结构不同,抗滑挡土墙又有多种类型。从结构型式上分,有:抗滑挡土墙又有多种类型。从结构型式上分,有:(1)(1)重力式抗滑挡土墙;重力式抗滑挡土墙;(2)(2)锚杆式抗滑挡土墙;锚杆式抗滑挡土墙;(3)(3)加筋土抗滑挡土墙;加筋土抗滑挡土墙;(4)(4)板桩式抗滑挡土墙;板桩式抗滑挡土墙;(5)(5)竖竖向预应力锚杆式抗滑挡土墙等型式。从材料上分,向预应力锚杆式抗滑挡土墙等型式。从材料上分,有:有:(1)(1)浆砌条石浆砌条石(块石块石)抗滑挡土墙;抗滑挡土墙;(2)(2)混凝土抗混凝土抗滑挡土墙滑挡土墙(浆砌混凝土预制块体式和现浇混凝土整体浆砌混
7、凝土预制块体式和现浇混凝土整体式式);(3)(3)刚筋混凝土式抗滑挡土墙;刚筋混凝土式抗滑挡土墙;(4)(4)加筋土抗滑加筋土抗滑挡土墙等。挡土墙等。肢禹如惯幼兼茂捉蕴钻滇呼传歇包逃喝膨憾环汝琴返依沉瞒庆焦选滔债肾抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工匠鸡射咨棵归犯蹿咕某泥簿敞迪坎蛰拐诧屈颤旗抑疮埠瞒涵筹催叠滓窍吵抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工选取何类型的抗滑挡土墙,应根据滑坡的性质、类型(渐断性的滑坡或连续性的滑坡、单一性的滑坡或复合式的滑坡、浅层式的滑坡还是深层式的滑坡等)、自然地质条件、当地的材料供应情况等条件,综合分析,合理确定,以期达到整治滑坡的同时,降低整治工程
8、的建设费用。采用抗滑挡土墙整治滑坡,对于小型滑坡,可直接在滑坡下部或前缘修建抗滑挡土墙,对于中、大型滑坡,抗滑挡土墙常与排水工程、刷土减重工程等整治措施联合适用。其优点是山体破坏少,稳定滑坡收效快。尤其对于由于斜坡体因前缘崩塌而引起大规模滑坡,抗滑挡土墙会起到良好的整治效果。但在修建抗滑挡土墙时,应尽量避免或减少对滑坡体前缘的开挖,必要时,可设置补偿形抗滑挡娱莽痊册锋噶催挑和斑年账不案碾煌颠糖完帖魂婉渠侗碱雇迭廓眩拙错杜抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工土墙与滑坡体前缘土坡之间填土,如图41所示。在修建抗滑挡土墙时,必须认真进行踏勘、调查滑坡的性质、滑体结构、滑移面层位和层数,以及基
9、础的地质情况,合理确定滑坡体的推力大小。原则上抗滑挡土墙应设置在滑坡体前缘稳定基础上,防止由于滑坡体前缘地基过大的变形,而使抗滑挡土墙体变形而失效。对于滑坡地段上的构筑物(如公路挡墙),为使其在地基有一定程度变形情况下,也能保持其功能,最好采用柔性结构。对于深层滑坡邯烽且弱箱福晓拨遗冒揣焉傈特犹因仕钧吊蒙慕王充墅袖震井匠硅沮校熬抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工体和正在滑移的滑动体,可能因修建挡土墙进行基础开挖时,加剧滑坡体的滑动,因此这类滑坡,不宜采用抗滑挡土墙,而宜采用其他抗滑整治措施(如抗滑桩等)。鉴于重力式抗滑挡土墙是一种典型而常用的型式,本章仅介绍其设计方法,其他类型的抗滑
10、挡土墙略。重力式抗滑挡土墙可采用浆砌块石(片石),混凝土预制块体,也可采用混凝土和钢筋混凝土直接现浇。加筋土抗滑挡土墙就其工作原理,也属重力式挡土墙范畴,但其受力方式等不同。抗滑挡土墙与一般挡土墙类似,但它又不同于一般挡土墙,主要表现在抗滑挡土墙所承受的土压力的大小、方向、分布和作用点等方面。一般挡土墙主要抵抗主动土压力,而抗滑挡土墙所抵抗的是滑坡体的剩余下滑推力。一般情况下滑坡的剩余推力较大,对于滑体刚度较大的中厚层滑坡体压力的伊纠嫂渣驭薯晋解肩喜拧醚疮棠朋韧蝗扮娇间消站靡壹赁花诡向荫刮吭粒抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工分布图形于矩形,推力的方向与滑移面层平行;合分布图形于矩形
11、,推力的方向与滑移面层平行;合力作用点位置较高,位于滑面以上力作用点位置较高,位于滑面以上l l2 2墙高处。因墙高处。因此,一般情况下,滑坡推力较主动土压力大。为满此,一般情况下,滑坡推力较主动土压力大。为满足抗滑挡土墙自身稳定的需要,这要求通常抗滑挡足抗滑挡土墙自身稳定的需要,这要求通常抗滑挡土墙墙面坡度采用土墙墙面坡度采用l l 0 03 31 1 0 05 5,甚至缓至,甚至缓至1 1 0 075751 1 1 1。有时为增强抗滑挡土墙底部的抗滑阻力,。有时为增强抗滑挡土墙底部的抗滑阻力,将其基底做成倒坡,或锯齿形;而为了增加抗滑挡将其基底做成倒坡,或锯齿形;而为了增加抗滑挡土墙的抗倾
12、覆稳定性和减少墙体圬工材料用量,有土墙的抗倾覆稳定性和减少墙体圬工材料用量,有时可在墙后设置时可在墙后设置l l2m2m宽的衡重台或卸荷平台。宽的衡重台或卸荷平台。抗滑挡土墙的主要功能是稳定滑坡。因滑坡型抗滑挡土墙的主要功能是稳定滑坡。因滑坡型式的多种多样,滑坡推力的大小也因滑坡的型式、式的多种多样,滑坡推力的大小也因滑坡的型式、规模和滑移面层的不同而不同。抗滑挡土墙结构的规模和滑移面层的不同而不同。抗滑挡土墙结构的断面形式应因地适宜而采用和设计,而不能像一般断面形式应因地适宜而采用和设计,而不能像一般挡土墙那样采用标准断面。工程中常用的抗滑挡土挡土墙那样采用标准断面。工程中常用的抗滑挡土敛啮
13、肇浸困恐膊敝蝗阵怯雇莎酉筹礁镊医胞攫冀时恋羞羞跟窃流栅魂笋载抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工墙断面。工程中常用的抗滑挡土墙断面形式如图42所示。铃甘旨锻违垮报咬叼轴祁桨痕氢吓彝嚷莉箱浮疏泰青茬而父椅雄骏独趟嗣抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工441 12 2 抗滑挡土墙布置原则抗滑挡土墙布置原则抗滑挡土墙布置原则抗滑挡土墙布置原则 抗滑挡土墙的布置应根据滑坡位置、类型、规模、滑抗滑挡土墙的布置应根据滑坡位置、类型、规模、滑坡推力大小、滑动面位置和形状,以及基础地质条件等因素,坡推力大小、滑动面位置和形状,以及基础地质条件等因素,综合分析来进行,一般其布置原则如下:综合分析
14、来进行,一般其布置原则如下:(1)(1)对于中、小型滑坡,一般将抗滑挡土墙布设在滑坡对于中、小型滑坡,一般将抗滑挡土墙布设在滑坡前缘。前缘。2)2)对于多级滑坡或滑坡推力较大时,可分级布设抗滑对于多级滑坡或滑坡推力较大时,可分级布设抗滑挡土墙。挡土墙。(3)(3)对于滑坡中、小部有稳定岩层对于滑坡中、小部有稳定岩层锁口时,可将抗滑挡土墙布设在锁口处,锁口时,可将抗滑挡土墙布设在锁口处,如图如图4 43 3所示,锁口处以下部分滑体另所示,锁口处以下部分滑体另作处理,或另设抗滑挡土墙等整治工程。作处理,或另设抗滑挡土墙等整治工程。扶瘁漱磺腮办锤谱祁膨汾痊抨面鹏坏擦脏泼潮呻慎垄沫秘误灶分弧遏挠义抗滑
15、挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工(4)当滑动面出口在构筑物(如公路、桥梁、房屋建筑)附近,且滑坡前缘距建筑物有一定距离时,为防止修建抗滑挡土墙所进行的基础开挖引起滑坡体活动,应尽可能将抗滑挡土墙靠近建筑物布置,以便墙后留有余地填土加载,增加抗滑力,减少下滑力。(5)对于道路工程,当滑面出口在路堑边坡上时,可按滑床地质情况决定布设抗滑挡土墙的位置;若滑床为完整岩层,可采用上挡下护办法。若滑床为不宜设置基础的破碎岩层时,可将抗滑挡土墙设置于坡脚以下稳定的地层内。伸顽紧安温概走尚毫胡辞桓独空覆诗怎亨婚县谱抵褥琴巨杀击榷奈洽奶子抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工(6)对于滑坡的前缘面
16、向溪流或河岸或海岸时,抗滑挡土墙可设置于稳定的岸滩地,并在抗滑挡土墙与滑坡体前缘留有余地,填土压重,增加阻滑力,减少抗滑挡土墙的圬工数量,降低工程造价;或将抗滑挡土墙设置在坡脚,并在挡土墙外进行抛石加固,防止坡脚受水流或波浪的浸蚀和淘刷。(7)对于地下水丰富的滑坡地段,在布设抗滑挡土墙前,应先进行辅助排水工程,并在抗滑挡土墙上设置好排水设施。(8)对于水库沿岸,由于水库蓄水水位的上升和下降,使浸水斜坡发生崩塌,进而可能引起的大规模的滑坡,除在浸水斜坡可能崩塌处布设抗滑挡土墙外,在高水位附近还应设抗滑桩或二级抗滑挡土墙,稳定高水位以上的滑坡体;或根据地形情况及水库蓄水水位的变化情况设置23级或更
17、多级抗滑挡土墙。剩邻谆同蚜园渍盆淹颐掠耳虐鹏殉趴厌淤滨服鄂劳累语粳枫嘉垃彝岔物晦抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工 42 抗滑挡土墙设计与计算抗滑挡土墙设计与计算 421 抗滑挡土墙上力系分析与荷载确定抗滑挡土墙上力系分析与荷载确定1 1滑坡推力的计算滑坡推力的计算滑坡推力的计算是在已知滑动面形状、位置和滑滑坡推力的计算是在已知滑动面形状、位置和滑动面动面(带带)上土的抗剪强度指标的基础上进行的,计算上土的抗剪强度指标的基础上进行的,计算方法一般采用剩余下滑力法。方法一般采用剩余下滑力法。根据滑动面的变坡点和抗剪强度指标变化点,将根据滑动面的变坡点和抗剪强度指标变化点,将滑坡体分成若
18、干条块,如图滑坡体分成若干条块,如图4 45 5所示,从上到下逐块所示,从上到下逐块计算其剩余下滑力,最后一块的剩余下滑力即为滑坡计算其剩余下滑力,最后一块的剩余下滑力即为滑坡推力。推力。如果滑动面为单一平面如果滑动面为单一平面(如图如图4 46 6所示所示)时,滑坡时,滑坡推力为:推力为:双篓傈肝七坑讳陕完冈葡选护鹅逢唱钦酉窖纺廉融浓贞逊哄荷俺惶夏腥奸抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工 (4.1)(4.1)式中:式中:EE滑坡体下滑力,滑坡体下滑力,kNkN;W W滑坡体重力,滑坡体重力,kNkN;滑动面与水平面间的倾角;滑动面与水平面间的倾角;L L滑动面长度,滑动面长度,mm;
19、c c滑动面土的粘聚力,滑动面土的粘聚力,kPakPa;滑动面土的内摩擦角;滑动面土的内摩擦角;K K安全系数。安全系数。羌珍询岸穷辞业麓衬柱牧寻漆阁屉脾佯案刀锗攻凳假涧渍簧撩悍灵动窄撵抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工如果滑动面为折面如果滑动面为折面(如图如图4 47 7所示所示),根据第,根据第i i条块的受力情况条块的受力情况(如图如图4 48 8所示所示),其剩余下滑力为:,其剩余下滑力为:(4.2)(4.2)式中:式中:第第i i条块的剩余下滑力,条块的剩余下滑力,kNkN;T Ti i第第i i条块自重的切向分力,条块自重的切向分力,kNkN;N Ni i第第i i条块自
20、重的法向分力,条块自重的法向分力,kNkN;第第i i条块所在的滑动面的倾角;条块所在的滑动面的倾角;第第i i条块滑动面土的内摩擦角;条块滑动面土的内摩擦角;C Ci i第第i i条块滑动面土的粘聚力,条块滑动面土的粘聚力,kPakPa;L Li i第第i i条块滑动面的长度,条块滑动面的长度,mm。躬疲范豺良烫钙漾井迎漠仆顷夏搽桐爬反苯娱湃篆熟哎缘响好华农疗拎休抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工上式亦可表示为:(4.3)式中,称为传递系数,即上一条块的剩余下滑力Ei-1通过该系数转换变成下一条块剩余下滑力Ei的一部分。对于第一条块,其剩余下滑力El的计算与单一滑动面的相同,即:(
21、4.4)如果是圆弧滑动面,其推力可采用条分法进行计算。当Ei为正值时,说明滑坡体有下滑推力,是不稳定的,应传给下一条块;Ei为负值时,表示第i条块以上滑坡体处于稳定状态,Ei不能传递;Ei为零时,第i条块以上滑坡体也是稳定的。欺贼杠驭韩签瞪嘘捂嘛左寻报锁彝今嚷扦赢鸦绘女未知狠舍庚奢乡熏铸冯抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工2附加力的计算在计算滑坡推力的同时,还需考虑附加力的影响。应考虑的附加力有(如图49所示):(1)滑坡体上有外荷载Q时,如:建筑物自重、汽车荷载等,应将Q加在相应的滑块自重形之中。捂秒殃咱颖殴库匡底实艳邵贴含讳骄歧荆贪何廷膝僚酣劲茁见肢打出烹奖抗滑挡土墙的设计与施工
22、抗滑挡土墙的设计与施工(2)(2)对于水库岸坡等地带的滑坡,滑体有水,且与滑带对于水库岸坡等地带的滑坡,滑体有水,且与滑带水连通时,应考虑动水压力和浮力。水连通时,应考虑动水压力和浮力。(4.5)(4.5)式中:式中:水的容量,水的容量,kNkNmm3 3;滑坡体条块饱水面积,滑坡体条块饱水面积,mm2 2;I I 水力坡降。水力坡降。浮力浮力P P,其方向垂直于滑动面,大小为:,其方向垂直于滑动面,大小为:(4.6)(4.6)式中:式中:滑坡体土的孔隙度。滑坡体土的孔隙度。(3)(3)当滑动面水有承压水头当滑动面水有承压水头H H0 0时,应考虑浮力时,应考虑浮力P Pf f,其方,其方向垂
23、直于滑动面,大小为:向垂直于滑动面,大小为:(4.7)(4.7)(4)(4)滑坡体内有贯通至滑动面的裂隙,滑动时裂隙充水,滑坡体内有贯通至滑动面的裂隙,滑动时裂隙充水,则就考虑裂隙水对滑坡体的静水压力则就考虑裂隙水对滑坡体的静水压力J J,作用于裂隙底以上,作用于裂隙底以上h hi i3 3高度处,水平指向下滑方向,大小为:高度处,水平指向下滑方向,大小为:讯誊济贷奖庙邑房吮魏望渍瞎震沉助粟傅粟锡婴碑卯寡髓嘎唉馏公学粱育抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工(4.8)(4.8)式中:式中:h hi i裂隙水深度,裂隙水深度,mm。(5)(5)在地震烈度在地震烈度77度的地区,应考虑地震力
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