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广元至南充高速公路K196+500-K196+700段软基路堤滑坡勘察与治理设计

【摘要】本设计以广元至南充高速公路K196+500-K196+700段滑坡勘察报告为依据，分析了滑坡的工程地质条件及基本特征。在此基础上研究了影响滑坡失稳的因素，进而分析了滑坡的成因机制。然后对滑坡的稳定性进行了定性评价，并采用极限平衡原理和传递系数法，计算出滑坡的稳定性系数和滑坡推力，对滑坡稳定性进行了定量评价。在此基础上提出了两种治理方案，按照“经济合理，工期短，工程技术可行，治理效果安全可靠”的设计原则，从中选取了抗滑桩+排水工程+削坡反压+路面路基恢复的治理方案，对滑坡做了治理设计。

【关键词】滑坡；稳定性；治理设计；抗滑桩；排水工程

 

目  录

第1章  前 言 1

1.1选题依据及其意义 1

1.2滑坡治理主要方法研究 1

1.3设计依据及设计思路 2

1.3.1设计依据 2

1.3.2设计思路 2

1.4本次设计主要成果 3

第2章  滑坡区自然地理及工程地质条件 5

2.1 自然地理条件 5

2.1.1地理位置 5

2.1.2气象水文 5

2.2 滑坡工程地质条件 5

2.2.1地形地貌 5

2.2.2 地层岩性 6

2.2.3岩土体的物理力学性质 7

2.2.3 地质构造与地震效应 7

2.2.4水文地质条件 7

第3章  滑坡基本特征 9

3.1滑坡的基本特征 9

3.2滑坡变形特征 9

3.3滑坡体结构特征 9

3.4滑带及滑床结构特征 10

3.5滑坡成因机制分析 12

3.5.1影响因素 12

3.5.2成因机制 12

第4章  滑坡稳定性分析 14

4.1滑坡稳定性定性评价 14

4.2滑坡稳定性定量评价 14

4.2.1滑坡计算参数选取 14

4.2.2剖面选取 15

4.2.3计算工况 16

4.2.4计算原理与结果 16

4.2.5潜在滑面稳定系数计算 17

4.2.6滑坡稳定性综合评价 18

4.3滑坡推力计算 19

4.3.1安全系数的选取 19

4.3.2滑坡推力计算原理 19

4.3.3滑坡推力计算结果 20

第5章  滑坡治理设计 23

5.1治理设计原则 23

5.2治理设计依据 23

5.3滑坡治理方案拟定 23

5.4滑坡治理方案比选 24

5.5滑坡治理工程分项设计 24

5.5.1抗滑桩布置和选型 24

5.5.2抗滑桩内力计算 25

5.5.3抗滑桩内力结果 28

5.5.4抗滑桩的配筋设计 32

5.6排水工程设计 35

5.6.1原坡脚排水沟维护 35

5.6.2盲沟设计 35

5.6.3截水沟设计 35

5.7削坡和反压设计 36

结  论 37

致   谢 38

参考文献 39

附  图 40

 

第1章  前 言

1.1选题依据及其意义

滑坡是一种地质灾害，滑坡的发生可能会导致河流堵塞，交通阻断，电力、通讯措施受损，房屋被毁，和其他的经济损失，甚至会造成人员伤亡。我国大部分地区为山区,高原和丘陵分布广，故滑坡灾害发生密度大,频率高,我国已成为世界上受滑坡危害最严重的国家之一,每年因滑坡灾害造成的损失数以亿计,给国家和人民生命财产带来巨大损失,产生严重社会影响。要致富，先修路，随着我国经济的发展，需要修建大量的公路。在修建公路的过程中会遇到很多滑坡，特别是在西部，遇到的滑坡稳定问题越来越突出。

为了减小滑坡给人类带来的损失，需要对滑坡的治理工程进行准确分析，完做出合理的，有效的设计。为了检验在校四年的学习成果，选取了广元至南充高速公路K196+500-K196+700段滑坡治理作为毕业设计。

广元至南充高速公路K196+500-K196+700段+845～K196+500-K196+700段+960左侧填筑路堤上，该路段根据测绘调查及访问，该滑坡2003年雨季曾产生局部蠕滑，滑坡后缘及斜坡面已出现轻微不规则的裂缝，以后平行于边缘裂缝在滑坡体上部发生多道断续的裂缝，各处裂缝宽度一般1～5mm，受降雨、饱水影响，滑体前缘（沟边）见多处裂缝，潮湿或渗水。渗水作用直接影响滑带土体的抗剪强度。今年进入雨季后，特别是6月中、下旬连续降雨造成地表水集中大量沿裂缝渗入滑带，致使滑带土体强度急剧降低，导致滑坡加速下滑。滑坡在蠕动变形阶段曾采用水泥砂浆填灌后壁裂缝，由于裂缝不断发展，仍有大量地表水渗入坡体，导致坡体变形不断发展，于2004年6月24日滑坡后壁下座0.20～1.20m，后壁处路面严重变形、塌陷，产生大量大致平行滑坡后壁弧形阶梯状裂缝，在滑坡体中后部甚为密集。路堤斜坡的开裂、变形。坡脚排水沟隆起变形。滑坡的变形以及严重影响了高速公路的通行，如果滑坡继续滑动，将使公路不能运行，本设计以该工程实例为题，针对该滑坡的具体情况，进行整治工程设计。

1.2滑坡治理主要方法研究

滑坡是一种地质灾害，其产生条件、作用因素、运动机理具有多样性、多变性和复杂性，致使预测困难，治理费用也较昂贵，且一直是世界各国研究的重要地质工程问题之一。近20年来，特别是“国际减灾十年活动”开展以来，国际上研究和防治滑坡灾害空前活跃，各项研究进一步扩展和深入，防治工程措施也在完善已有措施的基础上向轻型化、小型化方向发展，随着机械、材料等领域的发展与科技进步，对滑坡体的加固措施向复合型、轻型化、小型化和机械化施工方向发展，土锚钉、加筋土、格构锚固等防治措施也相继应用于滑坡治理中，并取得了较好的效果。

总体说来,滑坡的工程防治主要有三个途径:一是终止或减轻各种诱发因素的作用;二是改变坡体内部力学特征,增大抗滑强度而使变形终止;三是直接阻止滑坡的起动发生[4]。

滑坡治理措施主要有：抗滑挡土强，抗滑桩，锚固工程。辅助措施有：排水工程，削坡减载、反压固脚，前缘护脚等。还可以采取绕避，岩土强度加固法，抗滑明洞，柔性防护工程等治理方法。

1.3设计依据及设计思路

1.3.1设计依据

本报告编制的主要依据如下：

（1）《广元至南充高速公路K196+500-K196+700段滑坡勘察报告》，四川交通厅公路规划勘察设计研究院；

（2）《建筑地基基础设计规范》GB5OOO7-2002；

（3）《地质灾害防治工程设计规范》DB505029～2004；

（4）《岩土工程勘察规范》GB 50021～2001； 

（5）《混凝土结构设计规范》GB50010～2002；

（6）《建筑边坡工程技术规范》GB50330～2002；

（7）《建筑抗震设计规范》GB50011～2001；

（8）《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99。

1.3.2设计思路

结合滑坡地勘报告，本设计的设计思路如下：

（1）根据滑坡勘察报告，分析滑坡的工程地质条件和滑坡特征，在此基础上研究了影响滑坡失稳的因素，进而分析了滑坡的成因机制。

（2）根据滑坡变形特征，对滑坡进行稳定性定性评价，通过计算，对滑坡稳定性进行定量评价。

（2）根据稳定性评价，初步拟定两种滑坡的治理方案。

（3）按照“技术可行、安全可靠、经济合理、简单易实施”的设计原则，从中推荐一种方案。

（4）对推荐方案进行设计计算。

以上的设计思路的流程图如图1-1。

 

图1-1  设计思路流程图

1.4本次设计主要成果

此次设计的成果包括滑坡治理设计报告一份。滑坡治理设计报告包括滑坡区自然地理及工程地质条件、滑坡基本特征及稳定性评价、治理工程设计与计算等章节和一份滑坡治理设计图。滑坡治理设计图包括：

（1）滑坡整治工程平面布置图

（2）A型抗滑`桩横断面及平面布置设计图

（3）B型抗滑桩横断面及平面布置设计图

（4）Ⅲ--Ⅲ＇剖面设计图

（5）Ⅳ--Ⅳ＇剖面设计图

（6）Ⅴ--Ⅴ＇剖面设计图

（7）Ⅵ--Ⅵ＇剖面设计图

（8）A型抗滑桩配筋图

（9）B型抗滑桩配筋图

（10）护壁设计图

（11）锁口设计图

 

参考文献

[1] 李天斌，许强.岩土工程设计[R].成都理工大学.2006.4.

[2] 沈蒲生，梁兴文.混凝土结构设计原理[M].高等教育出版社.2005.6.

[3] 李海光.新型支挡结构设计和工程实例[M].人民交通出版社.2004.1.

[4] 葛华,刘汉超,许　强. 滑坡防治工程概念设计方法探讨[J]. 成都理工大学工程地质研究所. 水文地质工程地质.2006 年第2 期.

[5] 王卓娟,李孝平. 抗滑桩在滑坡治理中的研究现状与进展[J]. 灾害与防治工程,2007 年第1 期(总第62 期).

[6] 王鸿. 综合排水治理公路滑坡[R]. 中铁西北科学研究院,甘肃兰州.

[7] 中国建筑科学研究院等.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）[s].中国建筑工业出版社.

[8] 中国建筑科学研究院等.建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）[s]. 中国建筑工业出版社.

[9] 国土资源部中国水文地质工程地质勘查院. 地质灾害防治工程设计规范[s].

[10] 重庆市建筑委员会. 建筑边坡工程技术规范(GB 50330－2002)[s]. 中国建筑工业出版社.

[11] 中华人民共和国建设部. 岩土工程勘察规范(GB 50021--- 2001) [s]. 中国建筑工业出版社.

[12] 中华人民共和国建设部. 混凝土结构设计规范( GB 50010-2002) [s]. 中国建筑工业出版社.

[13] 同济大学.公路排水设计规范(JTJ018—97) [s].

[14] 李渝生,苏道刚等.峨眉山综合工程地质实习指导书[R].成都理工大学.2004.

[15] 张倬元，王仕天，王兰生.工程地质分析原理[M].地质出版社.1993.

[16] 李廉锟.结构力学[M].高等教育出版社.1996.

[17] 陈晨.岩土工程施工[M].吉林大学出版社.2004.

[18] Sullivan W R, Reese L C, Fenske C W. Unified Pilesin Claz,Con On Num Methods in Offshore PilingLondon Inst[J]. CivEngrs, 1979(17): 59-63.

[19] Terzaghi K. Theoretical Soil mechanics[M]. New York: JohnWi2ley & Sons, 1943.

[20] Richard L H. The arch in soil arching[J]. Journal of Geotechnical Engineering, 1985.