边坡工程

陈文昭

目录

  • 1 边(滑)坡工程概论
    • 1.1 课程简述
    • 1.2 边(滑)坡的概念及类型
    • 1.3 边坡的变形破坏
    • 1.4 边坡的安全等级的划分
    • 1.5 边(滑)坡工程设计基本原则
    • 1.6 边坡工程设计的一般规定
    • 1.7 边坡工程常用处理措施
    • 1.8 边坡工程的地质勘探
    • 1.9 边坡工程施工
    • 1.10 边坡工程质量检验、监测及验收
    • 1.11 边坡工程设计
  • 2 边(滑)坡工程安全性分析评价
    • 2.1 边(滑)坡稳定性分析概述
    • 2.2 单平面滑动边坡稳定性分析
    • 2.3 条分法
    • 2.4 瑞典条分法
    • 2.5 Bishop条分法
    • 2.6 不平衡推力传递法
    • 2.7 Janbu条分法
    • 2.8 最危险滑裂面的确定方法
    • 2.9 土坡稳定分析中的图解法简介
  • 3 支挡结构荷载计算
    • 3.1 边坡支护结构上的侧向岩土压力计算
    • 3.2 滑坡推力计算
  • 4 坡率法与削坡减载设计
    • 4.1 概述
    • 4.2 坡率法的设计
    • 4.3 削坡减载的设计
  • 5 挡土墙设计与计算
    • 5.1 概述
    • 5.2 挡土墙分类及适用范围
    • 5.3 重力式挡土墙的设计
    • 5.4 悬臂式挡土墙的设计
    • 5.5 扶壁式挡土墙的设计
  • 6 抗滑桩的设计与施工
    • 6.1 概述
    • 6.2 抗滑桩设计荷载的确定
    • 6.3 抗滑桩内力分析与变形计算
    • 6.4 抗滑桩结构承载力设计
    • 6.5 抗滑桩的设计
    • 6.6 施工注意事项
  • 7 锚杆(索)设计与施工
    • 7.1 概述
    • 7.2 锚杆(索)的设计与计算
    • 7.3 锚杆(索)的构造设计
    • 7.4 锚杆(索)的施工
    • 7.5 锚杆(索)的试验与检测
  • 8 锚杆(索)挡墙支护
    • 8.1 概述
    • 8.2 锚杆(索)挡土墙设计荷载及内力计算
    • 8.3 土质边坡的静力平衡法和等值梁法
    • 8.4 锚杆挡墙肋柱和挡土板的结构设计
    • 8.5 锚杆挡墙构造设计
  • 9 排水工程设计与施工
    • 9.1 概述
    • 9.2 地表排水设计
    • 9.3 地下排水设计
  • 10 边坡工程读书报告及课程设计
    • 10.1 边坡工程读书报告写作安排
    • 10.2 边坡工程课程设计任务书
抗滑桩的设计

1、抗滑桩的平面布置
    抗滑桩的平面布置指的是桩的平面位置和桩间距。
    一般根据边坡的地层性质、推力大小、滑动面坡度、滑动面以上的厚度、施工条件、桩型和桩截面大小以及可能的锚固深度以及锚固段的地质条件等因素综合考虑决定。
  对一般边坡工程:根据主体工程的布置和使用要求而确定布桩位置。
  对滑坡治理工程:抗滑桩原则布置在滑体下部,即在滑动面平缓、滑体厚度较小、锚固段地质条件较好的地方,同时也要考虑到施工的方便。
  对地质条件简单的中小型滑坡:一般在滑体前缘布设一排抗滑桩,桩排方向应与滑体垂直或近垂直。
  对于轴向很长的多级滑动或推力很大的滑坡:可考虑将抗滑桩布置成两排或多排,进行分级处治,分级承担滑坡推力;也可考虑在抗滑地带集中布置2~3排、平面上呈品字形或梅花形的抗滑桩或抗滑排架。
  对滑坡推力特别大的滑坡:可考虑采用抗滑排架或群桩承台。
  对于轴向很长的具有复合滑动面的滑体:应根据滑面情况和坡面情况分段设立抗滑桩,或采用抗滑桩与其他抗滑结构组合布置方案。


2、抗滑桩的间距
  

    抗滑桩的间距受滑坡推力大小、桩型及断面尺寸、桩的长度和锚固深度、锚固段地层强度、滑坡体的密实度和强度、施工条件等诸多因素的影响,目前尚无较成熟的计算方法。
    合适的桩间距应该使桩间滑体具有足够的稳定性,在下滑力作用下不致从桩间挤出。可按在能形成土拱的条件下,两桩间土体与两侧被桩所阻止滑动的土体的摩阻力不少于桩所承受的滑坡推力来估计。
    一般采用的间距为6~10m。当桩间采用了结构连接来阻止桩间楔形土体的挤出,则桩间距完全决定于抗滑桩的抗滑力和桩间滑体的下滑力。
    当抗滑桩集中布置成2~3排排桩或排架时,排间距可采用桩截面宽度的2~3倍。


3、桩的锚固深度
 

    抗滑桩锚固深度的计算,应根据地基的横向容许承载力确定。当桩的位移需要控制时,应考虑最大位移不超过容许值。
(1)地层为岩层时,桩的最大横向压应力    应小于或等于地基的横向容许承载力[地基的横向容许承载力与岩石单轴抗压极限强度的对应关系可按有关规范采用]。当桩为矩形截面时,地基的横向容许承载力可按下式计算:

4、桩型选择
  

    适用于抗滑桩的桩型有钢筋混凝土桩和钢管桩、H型钢桩等,最常用的是钢筋混凝土桩。
    抗滑桩桩型的选择应根据滑坡性质、滑坡处的地质条件、滑坡推力大小、工程造价、施工条件和工期要求等因素综合考虑,按安全、可靠、经济、方便的原则,结合设计人员的工程经验来选择。
(1)钢筋混凝土桩
    钢筋混凝土桩是抗滑桩用得最多的桩型,其断面形式主要有圆形、矩形。圆形断面可机械钻孔成桩,也可人工挖孔成桩,桩径根据滑坡推力和桩间距而定,从φ600~φ2000,最大可达φ4500。矩形断面可充分发挥其抗弯刚度大的优点,适用于滑坡推力较大,需要较大刚度的地方。一般为人工成孔抗滑桩,断面尺寸b×h一般为1000×1500、1200 × 1800、1500×2000、2000 ×3000等。
   滑坡推力大、桩间矩大,选择桩径较大或桩断面尺寸较大的桩,反之则选桩径小的桩。

(2)钢管桩
钢管桩一般为打入式桩,其特点是强度高、抗弯能力大、施工快、可快速形成桩排或桩群。钢管桩桩径一般为D400~D900,常用的是D600。
 钢管桩适合于有沉桩施工条件和有材料可资利用的地方,或工期短、需要快速处治的滑坡工程。

(3)H型钢桩
H型钢桩与钢管桩的特点和适用条件基本相同,其型号有HP200、HP250、HP310、HP360 等。


5、桩的配筋计算
  

    抗滑桩从使用安全和经济方面考虑,都宜采用钢筋混凝土桩。
    钢筋混凝土桩的配筋计算一般根据所算得的桩身最大弯矩值Mmax,进行配筋计算,再验算最大弯矩值断面的抗裂要求、剪力最大截面处的抗剪强度。配筋计算方法与一般钢筋混凝土结构相同,不赘述。

(2)抗滑桩的构造要求
①桩身混凝土的强度等级宜为 C30 。当地下水有侵蚀性时,水泥应按有关规定选用,耐久性设计应满足《混凝土结构设计规范》的要求。桩身中的主筋宜采用 HRB400 钢,箍筋可采用 HRB 335 钢或 HRB 400 钢;
②抗滑桩井口应设置锁口,桩井位于土层和风化破碎的岩层时宜设置护壁,一般地区锁口和护壁棍凝土强度等级宜为C15 ,严寒和软弱地基地段宜为 C20;
③抗滑桩纵向受力钢筋直径不应小于16 mm,净距不宜小于 120 mm ,困难情况下可适当减小,但不得小于 80 mm。 当用束筋时,每束不宜多于 3 根。当配置单排钢筋有困难时,可设置2 排或 3 排。受力钢筋混凝土保护层不应小于 70 mm ;

④纵向受力钢筋的截断点应按现行国家标准《混凝土结构设计规范) 的规定计算;
⑤抗滑桩内不宜设置斜筋,可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施,满足斜截面的抗剪强度;
⑥箍筋宜采用封闭式,肢数不宜多于 4 肢,其直径不宜小于 14 mm,间距不应大于 400 mm;
⑦抗滑桩的两侧和受压边,应适当配置纵向构造钢筋,其间距不应大于 300 mm ,直径不宜小于 12 mm。桩的受压边两侧,应配置架立钢筋,其直径不宜小于 16 mm。当桩身较长时,纵向构造钢筋和架立钢筋的直径应增大。