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[摘 要]边坡,作为工程建设最常见的工程形式,一般指自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本地地质环境之一。随着世界人口不断增加,人类活动空间的不断扩展,以技术和经济条件为前提的工程活动也不断增加,地质环境受到了扰动,加之全球气候不断变化等因素,使得滑坡事件频频发生。而我国是一个多地质灾害的国家,在众多地质灾害中,由于分布广、危害大,滑坡对国民经济和人民生命财产都造成巨大的损失,是一个严重的工程问题【1】。
[关键词]滑坡 钢管桩 稳定性 研究
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0116-01
0 前言
边坡失稳是各种水利、铁道、公路、港口和房建等工程建设中共同遇到的问题,边坡加固工程,就是结合边坡的地形地质、水文、滑坡的形成机理和发展阶段,因地制宜采取一种或多种措施,以防止滑坡的产生或对己发生的滑坡灾害进行治理在边坡加固和滑坡治理的施工过程中,还会有可能引起滑坡体的局部复活或者加剧滑坡体的活动,因此如何选择合适的治理及加固措施,并选择与之相适应的施工工艺,保证其稳定性能,具有重要的现实意义。
1 工程实例
某滑坡威胁输气管道,需进行工程治理,其滑向为287°,滑体物质主要为含砾粉质粘土和强风化千枚岩,滑体平均厚度约为4.0m,滑床为绢云千枚岩,滑体的物理力学参数见表1。场地地震动峰值加速度值为0.10g,抗震设防烈度为7度。
2 滑坡稳定性计算及评价
推断存在天然工况、暴雨饱和工况、天然+地震工况这三种工况。
根据已知信息选取的计算参数如(表2)。
通过理正软件采用不平衡推力传递系数法进行计算得出了2-2剖面在3种工况下的稳定性系数,如(表3)。
根据稳定性计算结果可知:2-2剖面在天然工况条件下稳定性系数1.12695,为基本稳定状态;在天然+地震工况条件下稳定性系数为1.07051,为基本稳定状态;在暴雨饱和工况下稳定性系数为0.99523,为不稳定状态。
3滑坡治理工程设计
根据滑坡体的特征及目前的稳定情况,考虑到地震作用因素的影响,设计按以下3种工况来考虑:
工况1:天然状态,该工况适用于天然状态下坡体稳定性,此工况抗滑安全系数取1.25。工况2:天然状态+地震,该地区抗震设防烈度为7度区,设计基本地震加速度值为0.10g,此校核工况抗滑安全系数取1.1。工况3:天然状态+暴雨,该工况是针对持续强降雨的最坏情况,此工况条件下滑面强度明显降低,滑坡体重新滑动的可能性大,此校核工况抗滑安全系数取1.1。
抗滑桩设计按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),采用m法进行计算。计算参数按规范要求取值,m取15000 KN/m4。滑面初始弹性系数A=44000 KN/m3,A1=39000 KN/m3。根据上表中设桩处的剩余下滑力计算结果,抗滑桩结构按设桩处滑坡剩余下滑力设计,设计推力为706.2KN/m。
在滑坡治理区域高程833.86m和845.12m处分别设置A区和B区两排微型钢管桩,钢管桩长9m,直径采用108mm,嵌固深度不小于3.6 m。C20混凝土中压灌浆,每两个钢管间隔1 m,梅花形布置,其中A区设置135根,B区设置113根,桩之间采用C25钢筋混凝土连续梁连接,连续梁主筋与微型钢管桩之间焊接,共布置248根微型钢管桩,形成微型钢管桩群。具体设计布置详见图4-1和图4-2。
4 重力式挡土墙设计
挡土墙设计按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)进行计算,设挡墙处滑坡剩余下滑力设计值为182.779KN/m(由郎肯主动土压力公式计算所得)。设计挡墙基础埋入坡面以下1.4m,墙高5.5m,墙顶宽度1.3m,背坡倾斜坡度 1:0.5,采用1个扩展墙趾台阶,墙趾台阶宽0.5m、高0.5m。经验算下滑力为130.73 kN,抗滑力为171.918 kN,滑移验算满足Kc=1.321> 1.300;倾覆力矩为117.886 kN-m,抗倾覆力矩为968.336 kN-m,倾覆验算满足:K0=8.214>1.500。设计墙顶高程808.0m。每10m设置1道伸缩沉降缝,宽3cm,用沥青毛毡填塞。墙体设置泄水孔,间距2.0m,梅花型布置,墙后设置滤水层,挡墙采用MU30浆砌片石砌筑,挡土墙细部结构详见重力式挡墙结构图。
5 结论
通过微型钢管灌注的水泥浆渗入到钻孔周围的土体之中,与岩土体发生充分混合,进而提高了滑体、滑带和滑床的粘聚力和摩擦角,加强了微型钢管桩治理区域岩土体的完整性和整体强度。微型钢管桩桩距小且呈梅花形布置,再加上桩对桩间土体的加固作用,可有效防止边坡局部溜滑的发生。微型钢管桩一般是成排布置,具有呈平面或空间刚架体系特点,能承受较大剪切力和弯矩。微型钢管桩在横向力作用下,由于桩土之间的摩擦、粘聚力等原因,在钢管桩内产生了抗拉应力增量,同时在土体中产生了相应的压应力增量,促成土体的抗剪强度增加,使其整体抗剪强度得到较大的提高。
参考文献
[1] 李白,刘小丽,黄敏.微型桩在基坑工程中的应用与思考[J].工程地质学报,2011,19(增刊):492-497.
[2] 刘凯,刘小丽,苏媛媛1微型抗滑桩的应用发展研究现状[J]1岩土力学, 2008,28(增):675-6791.
[3] 程良奎,范景伦.岩土锚固[M].北京:中国建筑工业出版社,20031.
[4] 铁道部第二勘测设计院.抗滑桩的设计与计算[M]1北京:中国铁道出版社,19821.
作者简介
伊龙(1989—) 男,河北省保定市人,长安大学在校研究生,专业:地质工程。
[关键词]滑坡 钢管桩 稳定性 研究
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0116-01
0 前言
边坡失稳是各种水利、铁道、公路、港口和房建等工程建设中共同遇到的问题,边坡加固工程,就是结合边坡的地形地质、水文、滑坡的形成机理和发展阶段,因地制宜采取一种或多种措施,以防止滑坡的产生或对己发生的滑坡灾害进行治理在边坡加固和滑坡治理的施工过程中,还会有可能引起滑坡体的局部复活或者加剧滑坡体的活动,因此如何选择合适的治理及加固措施,并选择与之相适应的施工工艺,保证其稳定性能,具有重要的现实意义。
1 工程实例
某滑坡威胁输气管道,需进行工程治理,其滑向为287°,滑体物质主要为含砾粉质粘土和强风化千枚岩,滑体平均厚度约为4.0m,滑床为绢云千枚岩,滑体的物理力学参数见表1。场地地震动峰值加速度值为0.10g,抗震设防烈度为7度。
2 滑坡稳定性计算及评价
推断存在天然工况、暴雨饱和工况、天然+地震工况这三种工况。
根据已知信息选取的计算参数如(表2)。
通过理正软件采用不平衡推力传递系数法进行计算得出了2-2剖面在3种工况下的稳定性系数,如(表3)。
根据稳定性计算结果可知:2-2剖面在天然工况条件下稳定性系数1.12695,为基本稳定状态;在天然+地震工况条件下稳定性系数为1.07051,为基本稳定状态;在暴雨饱和工况下稳定性系数为0.99523,为不稳定状态。
3滑坡治理工程设计
根据滑坡体的特征及目前的稳定情况,考虑到地震作用因素的影响,设计按以下3种工况来考虑:
工况1:天然状态,该工况适用于天然状态下坡体稳定性,此工况抗滑安全系数取1.25。工况2:天然状态+地震,该地区抗震设防烈度为7度区,设计基本地震加速度值为0.10g,此校核工况抗滑安全系数取1.1。工况3:天然状态+暴雨,该工况是针对持续强降雨的最坏情况,此工况条件下滑面强度明显降低,滑坡体重新滑动的可能性大,此校核工况抗滑安全系数取1.1。
抗滑桩设计按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),采用m法进行计算。计算参数按规范要求取值,m取15000 KN/m4。滑面初始弹性系数A=44000 KN/m3,A1=39000 KN/m3。根据上表中设桩处的剩余下滑力计算结果,抗滑桩结构按设桩处滑坡剩余下滑力设计,设计推力为706.2KN/m。
在滑坡治理区域高程833.86m和845.12m处分别设置A区和B区两排微型钢管桩,钢管桩长9m,直径采用108mm,嵌固深度不小于3.6 m。C20混凝土中压灌浆,每两个钢管间隔1 m,梅花形布置,其中A区设置135根,B区设置113根,桩之间采用C25钢筋混凝土连续梁连接,连续梁主筋与微型钢管桩之间焊接,共布置248根微型钢管桩,形成微型钢管桩群。具体设计布置详见图4-1和图4-2。
4 重力式挡土墙设计
挡土墙设计按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)进行计算,设挡墙处滑坡剩余下滑力设计值为182.779KN/m(由郎肯主动土压力公式计算所得)。设计挡墙基础埋入坡面以下1.4m,墙高5.5m,墙顶宽度1.3m,背坡倾斜坡度 1:0.5,采用1个扩展墙趾台阶,墙趾台阶宽0.5m、高0.5m。经验算下滑力为130.73 kN,抗滑力为171.918 kN,滑移验算满足Kc=1.321> 1.300;倾覆力矩为117.886 kN-m,抗倾覆力矩为968.336 kN-m,倾覆验算满足:K0=8.214>1.500。设计墙顶高程808.0m。每10m设置1道伸缩沉降缝,宽3cm,用沥青毛毡填塞。墙体设置泄水孔,间距2.0m,梅花型布置,墙后设置滤水层,挡墙采用MU30浆砌片石砌筑,挡土墙细部结构详见重力式挡墙结构图。
5 结论
通过微型钢管灌注的水泥浆渗入到钻孔周围的土体之中,与岩土体发生充分混合,进而提高了滑体、滑带和滑床的粘聚力和摩擦角,加强了微型钢管桩治理区域岩土体的完整性和整体强度。微型钢管桩桩距小且呈梅花形布置,再加上桩对桩间土体的加固作用,可有效防止边坡局部溜滑的发生。微型钢管桩一般是成排布置,具有呈平面或空间刚架体系特点,能承受较大剪切力和弯矩。微型钢管桩在横向力作用下,由于桩土之间的摩擦、粘聚力等原因,在钢管桩内产生了抗拉应力增量,同时在土体中产生了相应的压应力增量,促成土体的抗剪强度增加,使其整体抗剪强度得到较大的提高。
参考文献
[1] 李白,刘小丽,黄敏.微型桩在基坑工程中的应用与思考[J].工程地质学报,2011,19(增刊):492-497.
[2] 刘凯,刘小丽,苏媛媛1微型抗滑桩的应用发展研究现状[J]1岩土力学, 2008,28(增):675-6791.
[3] 程良奎,范景伦.岩土锚固[M].北京:中国建筑工业出版社,20031.
[4] 铁道部第二勘测设计院.抗滑桩的设计与计算[M]1北京:中国铁道出版社,19821.
作者简介
伊龙(1989—) 男,河北省保定市人,长安大学在校研究生,专业:地质工程。