巖土工程支護(hù)緒論

1、巖土工程支護(hù)設(shè)計(jì)巖土工程支護(hù)設(shè)計(jì)貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 左雙英2013.3參考書目程良奎 巖土錨固,2003李海光新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例，2004蘇自約巖土錨固技術(shù)與工程應(yīng)用，2004韓立軍巖土加固技術(shù)，2005田裕甲巖土錨固新技術(shù)及實(shí)踐，2006趙其華巖土支擋與錨固工程，2008劉宗仁基坑工程，2008楊光華深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法及其應(yīng)用，2004張永興邊坡工程學(xué)，2008鄭穎人邊坡與滑坡工程治理，2010李志業(yè)，曾艷華地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與方法，2003王后裕，陳上明地下工程動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原理，2008參考規(guī)范 巖土工程類1巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)（2009年版）2

2、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB50218-94） 3建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002) 4建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008) 5建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)6建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002J220-2002） 7建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99） 8建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（GB50497-2009） 9公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98） 10公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004） 11.公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD70-2004） 巖土工程類12公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ004-89） 13鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（TB10012-20

3、07J124-2007） 14鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10001-2005） 15鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10025-2001） 16鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10003-2005） 17水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50487-2008） 18水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5073-2000） 19建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2002) 20中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001） 21建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（JGJ106-2003J256-2003） 22土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（GB50290-98） 23地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范（GB50307-1999） 參考

4、規(guī)范參考規(guī)范 結(jié)構(gòu)工程類1建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）（2006年版）2建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)（GB50223-2008）3建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）4建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）5混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）6混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）7混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ149-2006）8型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ138-2001、J130-2001）9砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003-2001）10多孔磚砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（JGJ137-2001、J129-2001）

5、（2002年版） 結(jié)構(gòu)工程類11水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T 5057-1996）12水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范（SL279-2002）13錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB50086-2001）14先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（GB 13476-2009）15水利水電地下工程錨噴支護(hù)（SDJ57-85）16水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范（SL386-2007）17水利水電工程錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范(SL377-2007)參考規(guī)范第1章 緒 論1.1 巖土工程問題現(xiàn)狀巖土工程問題現(xiàn)狀1.2 巖土工程支護(hù)現(xiàn)狀巖土工程支護(hù)現(xiàn)狀1.3 巖土體變形破壞機(jī)理巖土體變形破壞機(jī)理1.4 巖土支護(hù)工程的一般原理巖土支護(hù)工程的一般原理1

6、.5 巖土支護(hù)設(shè)計(jì)原則巖土支護(hù)設(shè)計(jì)原則第1章 緒 論1.1 巖土工程問題現(xiàn)狀1.1.1 自然斜坡 斜坡破壞系指斜坡巖(土)體中已形成貫通性破壞面時(shí)的變動(dòng)或沿不利結(jié)構(gòu)面組合而發(fā)生的滑落等。 被貫通性破裂面分割的斜坡巖土體，可以多種運(yùn)動(dòng)方式失穩(wěn)破壞，如滑落、崩落等，從而形成崩塌、滑坡、泥石流等斜坡地面地質(zhì)災(zāi)害。 (1) 崩塌 崩塌是被破裂面切割的陡峻巖質(zhì)邊坡在風(fēng)化營(yíng)力、重力、水壓力、地震力等作用下發(fā)生向臨空方向的墜落，崩塌包括了小規(guī)模塊石的散落和大規(guī)模的山(巖)崩。崩塌體通常破碎成碎塊堆積于坡腳，形成具有一定天然休止角的巖堆。在一定條件下，可在繼續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)展為碎屑流。(2) 滑坡 滑坡是斜坡巖

7、土體在重力、水壓力、地震力等作用下沿坡體內(nèi)傾斜破裂面或軟弱帶整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象，下滑形成的堆積體稱為滑坡體。滑坡可由自然原因引起，如暴雨(臺(tái)風(fēng))、地震等?；乱部赡苡扇祟惞こ袒顒?dòng)誘發(fā)，如工程場(chǎng)地開挖切掉坡腳可造成支撐力不夠而失穩(wěn)，水庫(kù)蓄水或泄流雨霧可造成下滑力增加以及滑動(dòng)面弱化而失穩(wěn)等。(3) 泥石流 泥石流是斜坡地質(zhì)災(zāi)害的另一種形式。它是由于降水(暴雨、融雪、冰川)而形成的一種夾帶大量泥砂、石塊等固液混合物質(zhì)的特殊洪流。它爆發(fā)突然，歷時(shí)短暫，來勢(shì)兇猛，具有強(qiáng)大的破壞力。泥石流在活動(dòng)過程中可以沖毀道路和橋梁、淤埋村鎮(zhèn)、堵塞河道，對(duì)沿途的各種設(shè)施、人民生命財(cái)產(chǎn)和資源環(huán)境造成危害和影響。2010年

8、年6月月28日日 關(guān)嶺滑坡關(guān)嶺滑坡典型泥石流示意圖1.1.2 人工邊坡 在人類工程活動(dòng)中，由于工程本身需要會(huì)形成各種邊坡，如水利水電工程中壩肩邊坡、隧洞進(jìn)口和出口高切坡；道路工程中的路塹邊坡；露天采礦中的開挖邊坡；城市深基礎(chǔ)施工中的基坑開挖邊坡等。 (1) 水利水電工程高邊坡 水利水電工程一般處于高山峽谷區(qū)，樞紐及其配套工程的邊坡開挖高度常超過100m，坡度陡、規(guī)模大、高度驚人。 高山峽谷區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，存在高地應(yīng)力、深部卸荷作用，使得巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。加上工程期的開挖速度快，巖體的卸荷速率大，卸荷引起了結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步擴(kuò)展和張開，因此高邊坡巖體卸荷松弛特征明顯，一般可能因?yàn)轫樒聨r層或結(jié)構(gòu)面存在而

9、產(chǎn)生整體滑動(dòng)破壞，或由于多組結(jié)構(gòu)面交切組合而產(chǎn)生局部塊體失穩(wěn)滑落或墜落，或由于高地應(yīng)力引起的坡面爆皮、松動(dòng)剝落。水電工程開挖邊坡尤其是高邊坡的穩(wěn)定性問題一般較為突出，大部分邊坡需要采用支擋和錨固措施來保證工程的順利進(jìn)行。 瀾滄江小灣水電站拱壩壩高292m，拱肩槽邊坡開挖高達(dá)600m-687m，開挖邊坡高度之大在我國(guó)乃至世界水電建設(shè)史上都是罕見的。 三峽永久船閘高邊坡，長(zhǎng)達(dá)4200多米的人工開挖巖質(zhì)邊坡，邊坡高度大于120m，最大開挖深度達(dá)170rn，不僅開挖邊坡高陡，而且整個(gè)工程對(duì)坡體變形和穩(wěn)定要求高(閘首部位直立墻邊坡的時(shí)效變形量5年內(nèi)不能大于5mm)。(2)路塹路堤邊坡（公路或鐵路邊坡）

10、道路工程一般穿越多個(gè)地貌單元，路塹邊坡的開挖會(huì)遇到不同的工程地質(zhì)狀況，可能有風(fēng)化巖體，也可能有特殊土，如黃土、膨脹土、軟土等。不同的巖土體，在路基施工過程中，路塹邊坡開挖可能產(chǎn)生不同的穩(wěn)定性問題。但不外乎局部塌滑、散落、傾倒、弧形滑動(dòng)、平面滑動(dòng)、土體流動(dòng)等。 塌滑破壞主要出現(xiàn)在土質(zhì)邊坡和碎裂結(jié)構(gòu)的巖質(zhì)邊坡中，一般在亞粘土、全強(qiáng)風(fēng)化的砂巖、頁巖、千枚巖構(gòu)成的高陡邊坡上淺表部巖土體會(huì)迅速變形而解體破壞；散落主要發(fā)生在極為破碎的巖質(zhì)邊坡中，風(fēng)化破碎的巖石受雨水沖刷或強(qiáng)地震力作用時(shí)巖石碎塊順坡落下；傾倒變形一般發(fā)生在反傾向巖質(zhì)邊坡和巖層近乎直立的順向坡中；弧形滑動(dòng)主要發(fā)生在粘土等均質(zhì)或似均質(zhì)邊坡巖土體

11、中。 路堤邊坡多屬于填方工程，一般有半挖半填和全填方兩種類型。常見的路堤邊坡的變形破壞有路面不問程度的開裂，或沉降引起的弧形裂縫，或路堤邊坡的整體失穩(wěn)等。 路基開挖邊坡的穩(wěn)定性受多種因素影響，包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)和坡形、降雨和氣候條件等。對(duì)于道路來講，對(duì)沿線復(fù)雜多變的地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)不清是造成邊坡失穩(wěn)的主要原因。從而使開挖邊披的坡形設(shè)計(jì)存在隱患，再加上水的作用則可能在施工期或運(yùn)營(yíng)期邊坡發(fā)生失穩(wěn)。部分基巖邊坡開挖后由于抗風(fēng)化能力斧，導(dǎo)致風(fēng)化剝落掉塊而影響道路安全運(yùn)行。2010年年4月月25日臺(tái)灣日臺(tái)灣“北二高北二高”七堵山體滑坡路段七堵山體滑坡路段 (3)露天采礦邊坡 露天采礦邊坡的變形

12、破壞形式和影響因素與路塹邊坡相似，但由于采礦生產(chǎn)的特殊性，它有以下特點(diǎn)：1）采礦邊坡穩(wěn)定性直接威脅采礦人員生命和采礦設(shè)備安全，影響和困擾采礦生產(chǎn)的自始至終；2）礦物及礦物資源不但是地質(zhì)作用及地質(zhì)變遷的產(chǎn)物，而且賦存于特定的地質(zhì)環(huán)境或地質(zhì)結(jié)構(gòu)之中，因此只能在既定的工程地質(zhì)條件下進(jìn)行開挖及施工；3）露天礦開采初期為了早投產(chǎn)、少投資，盡可能地少剝離一般都是采用臨時(shí)性邊坡，只是到露天開采的中后期才逐漸采用較大邊坡角的最終靠幫邊坡，露天礦邊坡一般亦總是處于不斷開挖的動(dòng)態(tài)變化過程；4）可以允許巖體適度的變形甚至破壞，只要這種變形或破壞不致危及礦山的生產(chǎn)產(chǎn)與安全就可認(rèn)為是穩(wěn)定的。撫順西露天礦撫順西露天礦海州

13、露天礦公園海州露天礦公園采石場(chǎng)采石場(chǎng)1.1.3 基坑工程 深基坑開挖是為地下建筑工程提供必要和安全的空間環(huán)境條件，為了節(jié)約土地，充分利用城市地下空間，必然大量興建高層建筑和地下工程，因此基坑的深度和規(guī)模會(huì)不斷加大。 深基坑開挖邊坡由于開挖深度常不能滿足自身安全和穩(wěn)定性要求，一般要進(jìn)行坑壁支護(hù)。因此深基坑開挖與支護(hù)(包括必要的降水)統(tǒng)一于基坑工程的整個(gè)過程。 由于各種復(fù)雜的原因，我國(guó)基坑工程事故發(fā)生率較高，尤其是東南沿海開放城市，其中有的城市較大的基坑工程事故竟占基坑總數(shù)的13左右。 基坑工程事故主要表現(xiàn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大位移，支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，基坑塌方及大面積滑坡，基坑周圍道路開裂和塌陷，與基坑相

14、臨的地下設(shè)施變位甚至于被破壞，臨近的建筑物開裂甚至倒塌等等。廣州廣州市海珠城廣場(chǎng)的深基坑坍塌事故市海珠城廣場(chǎng)的深基坑坍塌事故 （2005年年7月月21日）日）1.1.4 地下工程 地下工程：在地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結(jié)構(gòu)的工程。 如：城市地鐵、城市地下商業(yè)街、城市地下綜合管線、地下車庫(kù)、地下過街通道、地下人防國(guó)防工程、鐵路公路隧道、水電站地下廠房、地下儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)、地下核廢料處理庫(kù)、地下開采區(qū)等。特點(diǎn)：（1）地下工程所承受的荷載條件比地面工程復(fù)雜。 1）圍巖分級(jí)多，決定了地下工程圍巖壓力復(fù)雜多樣的特點(diǎn)； 2）圍巖不僅是荷載，也是抵抗變形的載體，與支護(hù)結(jié)構(gòu)一起形成共同受力的結(jié)

15、構(gòu)體系； 3）不同的施工方法，造成地下結(jié)構(gòu)的受力不同。（2）作業(yè)環(huán)境特殊，施工難度大，維護(hù)費(fèi)用高。 1）施工作業(yè)空間有限； 2）地下水的影響； 3）地下空間相對(duì)封閉，需要專門的照明、通風(fēng)、除濕防潮等措施。（3）受外界影響小，密閉性穩(wěn)定，抗震能力強(qiáng)。 1）內(nèi)部環(huán)境溫度穩(wěn)定，具有良好的儲(chǔ)熱性能和密閉性，如地下冷庫(kù)； 2）具有良好的抗震性，適宜于特殊精密儀器廠房建設(shè)； 3）地下工程埋藏于一定深度，對(duì)防核爆沖擊、毒氣沾染等襲擊有一定的防護(hù)能力，適宜于人防國(guó)防工程。（4）節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境，是可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。 1）地下空間資源的合理開發(fā)地鐵、地下綜合管線、地下停車場(chǎng)、地下商業(yè)街； 2）提供便利交通山

16、區(qū)隧道與橋梁，縮短線路、減少?gòu)澋?、減小坡度；瀑布溝水電站地下發(fā)電洞室位置圖泄洪洞導(dǎo)流洞截流引水隧道尾水隧道 地下水電站地下廠房洞室群地下廠房洞室群武漢長(zhǎng)江過江隧道 公路隧道 八達(dá)嶺公路隧道青藏線錫鐵山分水嶺隧道地下停車場(chǎng)地下交通地下街日本名古屋地下商店杭州寶石山地下會(huì)堂1.2 巖土工程錨固現(xiàn)狀（1）邊坡工程放坡、護(hù)坡、錨桿、錨索、擋土墻、格構(gòu)梁、抗滑樁等（2）基坑工程管棚、錨釘墻、樁板墻、地下連續(xù)墻等（3）地下工程超前支護(hù)：超前錨桿、超前導(dǎo)管、超前注漿管等一次支護(hù)：錨桿、錨索、噴射混凝土、鋼拱架等二次支護(hù)：鋼筋混凝土襯砌、塊石襯砌等（4）基礎(chǔ)工程淺基礎(chǔ)：條基、箱型基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ)：挖孔

17、灌注樁、預(yù)制樁、碎石復(fù)合樁、旋噴樁、深層攪拌樁等綠化加筋擋土墻綠化加筋擋土墻超前支護(hù)超前支護(hù)隧道內(nèi)鋼肋、掛網(wǎng)、噴混凝土一次支護(hù)二次支護(hù)洞口模注混凝土1.3 巖土體變形破壞機(jī)理 宏觀上巖體和土體是兩種性質(zhì)裁然不同的地質(zhì)體。巖石相對(duì)堅(jiān)硬，巖體中的結(jié)構(gòu)面和其所處的地應(yīng)力狀態(tài)對(duì)巖體的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生較大影響；而土體相對(duì)松軟，土體的穩(wěn)定性主要由它的性狀和臨空條件決定。 另外，巖體廣泛出露于高山區(qū)，常與水利水電工程、采礦工程發(fā)生聯(lián)系；而土體則分布于平原地區(qū)和江河沿岸。城市深基坑工程則多為土體；道路工程由于穿越較大區(qū)域，土體和巖體均會(huì)遇到。1.3.1巖質(zhì)邊坡變形破壞類型 (1)滑移壓致拉裂 在平緩層狀坡體中，河

18、谷下切或邊坡開挖引起坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移。在滑移面的鎖固點(diǎn)或錯(cuò)列點(diǎn)附近因拉應(yīng)力集中生成與滑移面近于垂直的拉伸裂隙，向上(個(gè)別情況向下)擴(kuò)展且其方向漸轉(zhuǎn)成與最大主應(yīng)力方向趨于一致(大體平行坡面)并伴有局部滑移。 這種拉裂面的形成機(jī)制與壓應(yīng)力作用下格里菲斯裂紋的形成擴(kuò)展規(guī)律近似，滑移和拉裂變形是由斜坡內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面處自下而上發(fā)展起來的，其變形演變過程可分卸荷回彈階段、壓致拉裂面自下而上擴(kuò)展階段、滑移面貫通階段。該類斜坡的變形破壞主要出現(xiàn)于高山峽谷地區(qū)的各類岸坡體中，且水平發(fā)育深度可達(dá)200m一300 m.?；茐褐吕炎冃螆D示 (2)滑移拉裂 在中緩傾外層狀坡或順坡向結(jié)

19、構(gòu)面較發(fā)育的塊狀體斜坡中，斜坡巖體沿下伏軟弱面向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體產(chǎn)生破壞?；评炎冃螆D示 (3)滑移彎曲 滑移彎曲主要發(fā)育在中陡傾外層狀體斜坡中，尤以簿層狀巖體及延性較強(qiáng)的碳酸鹽類層狀巖體中為多見。這兩類斜坡的滑移控制面傾角已明顯大于該面的峰值摩擦角，上覆巖體具備沿滑移面下滑條件。但由于前緣滑移面末臨空，使下滑受阻，造成坡腳附近順層板梁承受縱向壓應(yīng)力，在一定條件下可使之發(fā)生彎曲變形。巖休從變形到破壞可經(jīng)歷輕微彎曲階段、強(qiáng)烈彎曲隆起階段、切出面貫通階段等三個(gè)主要階段，最終發(fā)展成的滑坡具崩滑待性?；茝澢冃螆D示 (4)彎曲拉裂 在陡立或陡傾內(nèi)層狀巖體組成的陡極陡坡中，陡傾的

20、板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯(cuò)動(dòng)并伴有拉裂，彎曲體后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成平行于走向的反坡臺(tái)階和槽溝。板梁彎曲劇烈部位往往產(chǎn)生橫切板梁的折裂。彎曲拉裂變形圖示 (5)拉裂(張裂)剪出 在結(jié)構(gòu)面發(fā)育的塊狀巖體斜坡中，受結(jié)構(gòu)面切割和臨空面影響可形成多種潛在不穩(wěn)定塊體。 陡傾的x型結(jié)構(gòu)凹切割加上中緩傾外結(jié)構(gòu)面，在邊坡開挖形成的臨空條件下，形成分布于坡面上的棋盤格式塊體。在自重作用下，后緣裂面進(jìn)一步拉裂并向深部發(fā)展，最終拉斷后沿順坡向結(jié)構(gòu)面剪出形成崩塌（圖（a）,（b）。 多組結(jié)構(gòu)面切割形成潛在不穩(wěn)定楔形體。在開挖坡面臨空條件適當(dāng)時(shí)楔形體

21、或棱柱體可喪失其穩(wěn)定性，最初可沿多個(gè)面滑動(dòng)，最后沿順坡向結(jié)構(gòu)團(tuán)或結(jié)構(gòu)面的坡向交線剪出形成崩塌(圖(c)，(d)，(e)。巖體局部失穩(wěn)圖示1.3.2 土質(zhì)邊坡變形破壞類型(1)均質(zhì)土坡的圓弧形滑動(dòng) 當(dāng)均質(zhì)土體成坡較陡且臨空高度超過某一限值時(shí)，將沿與最大剪應(yīng)力有一定夾角的面產(chǎn)生破裂，形成潛在滑動(dòng)面為園弧形的不穩(wěn)定體(圖(a)。在不穩(wěn)定土體變形初期，一般在后緣坡面形成裂縫，隨著變形的發(fā)展，新的裂縫顯現(xiàn)，原先的裂縫進(jìn)一步張開，由于在暴雨條件下多數(shù)該類變形土體白重增大且受水壓力作用以及潛在滑動(dòng)面被軟化因而失穩(wěn)，形成滑坡。該類滑坡一般規(guī)模不大，失穩(wěn)后的滑面上陡下緩。 (2) 順層土體沿弱面蠕滑變形 當(dāng)順層

22、坡體存在相對(duì)軟弱層帶時(shí)，一旦該軟弱層帶前緣被揭露，強(qiáng)度較低。土體在自重和其他荷載作用下可沿此層帶發(fā)生蠕滑變形 (3)沿土體與基巖接觸面滑動(dòng) 第四系覆蓋層與基巖接觸面往往構(gòu)成巖土體的軟弱面。這一軟弱面可能起伏不平，但總體上斜向河谷或坡下，因此在自重作用下，上部土體可沿此面蠕滑而產(chǎn)生滑坡。值得注意的是由于蠕滑面的起伏，滑動(dòng)面較陡處為主動(dòng)滑動(dòng)段，平緩處則為阻滑段。 (4) 裂隙土體的崩落破壞 在一定程度膠結(jié)的土體中，垂且裂隙較為發(fā)育，如黃土、較老的泥石流堆積物和其他堆積體等。這類土體相對(duì)有較大的自穩(wěn)高度，在臨空條件下垂直裂隙松弛張開，從根部折斷崩落。相對(duì)于前述巖體發(fā)生的崩塌來講，崩落體的解體會(huì)更徹底

23、，一般規(guī)模不大。 綜上所述，巖土體的變形破壞可有不同的形式：（1）從變形特點(diǎn)可以歸為張裂變形、滑動(dòng)變形、蠕動(dòng)變形。（2）從巖土體的最終失穩(wěn)破壞方式上講，有崩(崩塌、崩落)和滑(滑坡、滑塌、滑落)兩種方式。高度飽和的土坡有時(shí)會(huì)出現(xiàn)土石流破壞類似泥石流，一般規(guī)模較小。1.4 巖土支護(hù)工程的一般原理 巖土體從變形到最終發(fā)展為破壞失穩(wěn)造成災(zāi)害有一定的歷程、巖上支檔和錨固工程實(shí)施的目標(biāo)是消除巖上體向破壞發(fā)展的變形趨勢(shì)，防止和減輕巖土體失穩(wěn)造成的各類損失。 從上述巖土體變形破壞機(jī)理可以看出，不同的巖土體工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，疊加不同的自然作用和人類工程活動(dòng)效應(yīng)會(huì)使巖土體的變形破壞機(jī)理不同。巖土支檔和錨固

24、工程必須在充分認(rèn)識(shí)巖土體的變形破壞機(jī)理的基礎(chǔ)上，對(duì)巖土體所處的變形破壞階段做出正確的判斷，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的措施，比如提供支撐力(支擋)、提高或改變變形體與母體的連(粘)結(jié)(錨固)、減小向失穩(wěn)發(fā)展的作用效應(yīng)等措施(輔助措施如截、排水工程等)，阻止變形的發(fā)展，提高巖土體的穩(wěn)定性。 1.4.1 巖土支護(hù)工程原理（1）張裂變形巖土體 由于出現(xiàn)張裂的原因主要是側(cè)向卸荷引起的巖土體張裂松弛，因此從控制側(cè)向變形和提高巖土體的整體性人手，可對(duì)變形巖土體施加與張裂方向相反的側(cè)向力，或設(shè)置穿越滑動(dòng)面深入完整巖體的拉構(gòu)件。對(duì)于張裂發(fā)展瀕臨破壞松動(dòng)塊體，則可采用支撐、錨拉、清除、避讓和攔截等方式避

25、免產(chǎn)生較大災(zāi)害。 （2）滑動(dòng)變形巖土體 一般是在滑體的重力(包括水壓力和地震作用力)剪切分量大于滑帶的抗剪強(qiáng)度的條件下發(fā)生的因此可采取增強(qiáng)滑動(dòng)面(帶)抗剪強(qiáng)度、減小下滑力等措施，如給下滑巖土體一個(gè)水平或平行于滑動(dòng)面的支撐力，或設(shè)置穿越滑動(dòng)面的增強(qiáng)體，或削坡減載。 （3）蠕動(dòng)變形巖土體 可根據(jù)引起蠕動(dòng)變形的原因，采取施加水平力或斜向力等方式消除和減輕蠕動(dòng)變形的發(fā)展。1.4.2 巖土支護(hù)主要結(jié)構(gòu)類型(1)提供支撐力 對(duì)于塊狀巖體，支撐力可直接以集中的方式施加給欠穩(wěn)定巖土塊體；對(duì)于土體，相對(duì)來講由于其本身較為軟弱，支撐力則一般通過分散的面的方式施加。最常用的方法是在不穩(wěn)定巖土體的前緣設(shè)擋土墻。(2)

26、設(shè)量阻滑體 對(duì)于滑動(dòng)面已完全貫通的規(guī)模較大、處于蠕滑狀態(tài)的不穩(wěn)定巖土體，前緣的支檔措施提供的支撐力可能不足以阻擋滑體的下滑，則需要其他抗滑措施。最常用的阻滑措施是在適當(dāng)部位布置承重阻滑鍵或抗滑樁。 (3)錨固不穩(wěn)定體 當(dāng)母體強(qiáng)度較高或施工條件限制時(shí)，可將不穩(wěn)定巖土體錨固于母體上，比如設(shè)置(預(yù)應(yīng)力)錨桿或錨索。 上述途徑可歸為支擋和錨固兩大類。前兩種可歸為支檔類措施，第三種可歸為錨固類措施，實(shí)際中采用何種措施可根據(jù)具體情況進(jìn)行確定同類措施，或支擋或錨固共同作用類措施。1.4.2.1 支擋結(jié)構(gòu)種類 (1)擋土墻 擋土墻是采用明挖方式砌筑或澆筑，墻壁與巖土體直接接觸，依靠墻底面與地面的摩擦阻力(重力

27、式)或其他措施對(duì)不穩(wěn)定巖土體提供支撐力的構(gòu)筑物。依據(jù)擋土墻本身保持穩(wěn)定的原理和構(gòu)造不同分為以下種類： 重力式擋土墻(包括衡重式擋土墻)； 懸臂式與扶壁式擋土墻； 加筋土擋土墻； 除了上述主要類型外，還演變出其他形式的擋土墻，如托盤式擋土墻、樁板式擋土墻、錨桿擋土墻、錨定板擋土墻等。 樁板式擋土墻 (2)擋土樁 采用開挖或鉆孔方式成孔，放鋼筋籠，澆筑混凝土，形成底部低于潛在滑動(dòng)面或基坑開挖底面，依靠深部地層的被動(dòng)土壓力來平衡樁后土壓力，從而阻止巖土體失穩(wěn)破壞的柱形結(jié)構(gòu)稱為檔土樁。 樁間可采用擋土板或網(wǎng)噴等構(gòu)造措施，形成類似于擋土墻(樁板墻)的支擋結(jié)構(gòu)。該類支擋結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用在邊坡支擋和深基坑支護(hù)中

28、。當(dāng)支擋的不穩(wěn)定體厚度較小或基坑較淺時(shí)，一般采用懸臂樁；當(dāng)文檔的不穩(wěn)定體厚度較大或基坑較深時(shí)，則在樁上分層設(shè)支撐。 支撐的方式有內(nèi)撐和錨拉等。 (3)抗滑樁 采用開挖或鉆扎方式成孔，放鋼筋籠，澆筑混凝土，形成穿越(潛在)滑動(dòng)面，依靠深入穩(wěn)定地層，抵抗坡體下滑力，同時(shí)對(duì)不穩(wěn)定巖土體有一定阻擋作用的柱形結(jié)構(gòu)稱為抗滑樁。 抗滑樁與一般樁基的區(qū)別在是前者承擔(dān)的荷載主要為水平方向，而后者承擔(dān)的主要是豎向荷載?？够瑯稄V泛應(yīng)用在滑坡等治理工程中。 (4)地下連續(xù)墻 用機(jī)械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的地下墻體稱為地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)深基坑支護(hù)護(hù)中，它可以作為基坑開挖施工過程的支護(hù)墻起擋

29、土及擋水作用，有時(shí)也二墻合一，作為高層建筑地下室外墻。1.4.2.2 錨固結(jié)構(gòu)種類噴錨類（噴射混凝土、錨桿、錨索）（1）噴混凝土 噴射混凝土支護(hù)主要用作早期支護(hù)，是永久支護(hù)的一部分。噴射迅速，能與圍巖緊密結(jié)合，形成一個(gè)共同的受力結(jié)構(gòu)，并具有足夠的柔性，吸收圍巖變形，調(diào)節(jié)圍巖應(yīng)力。 1）普通噴射混凝土 2）掛網(wǎng)噴射混凝土 3）水泥裹砂石造殼噴射混凝土 4）鋼纖維噴射混凝土（2）錨桿 用作早期支護(hù)，適用于多變的地質(zhì)條件、塊裂巖體及形狀復(fù)雜的地下洞室。系統(tǒng)錨桿分布均勻，能是巖體的整體強(qiáng)度提高。 1）楔縫式錨桿 2）楔頭式錨桿 3）殼脹式錨桿 4）樹脂內(nèi)錨頭錨桿 5）快硬水泥卷內(nèi)錨頭錨桿 6）全長(zhǎng)粘結(jié)

30、式錨桿 7）縫管式錨桿 8）楔管式錨桿 9）中空注漿錨桿楔縫式錨桿一般適用于中等以上的硬質(zhì)圍巖，常在IIII類圍巖中應(yīng)用，對(duì)軟弱和破碎圍巖錨固力較差。 上、下楔沿斜面產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，橫截面脹大，下楔因鋸齒的關(guān)系，被扣掛在鉆眼孔壁上，上楔隨桿體繼續(xù)往鉆孔外滑動(dòng)，使上下楔被壓入孔壁越來越深，越楔越緊，裝上墊板，擰緊螺母，使圍巖處于被壓縮狀態(tài)。適用范圍：IIII類圍巖 桿體的轉(zhuǎn)動(dòng)迫使脹殼張開，使穿越的圍巖受到擠壓。 適用范圍：IIII類圍巖 錨固劑中的不飽和聚脂樹脂、加速劑和固化劑，在高速旋轉(zhuǎn)的桿體攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，很快固化（約5分鐘），把錨桿麻花狀內(nèi)端與巖體鉆孔孔壁緊密地扎糾在起，形成高錨固力的內(nèi)

31、錨頭。通過墊板的安裝和擰緊螺母，對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。 快硬水泥卷錨桿是利用快硬水泥卷的水泥凈漿，被錨桿桿體內(nèi)端旋轉(zhuǎn)擠進(jìn)鉆孔巖壁裂隙，并將錨桿桿體與鉆孔周邊快速地膠連固結(jié)起來，且產(chǎn)生一定的體積膨脹，因而對(duì)圍巖產(chǎn)生較大的錨固力，達(dá)到支護(hù)圍巖穩(wěn)定的目的。適用范圍：IIV類圍巖 砂漿錨桿借助水泥砂漿凝結(jié)固化后的強(qiáng)度，將桿體與鉆孔壁牢牢地連接在一起，讓桿體牽制圍巖的變形，以達(dá)到增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性和減少圍巖變形的目的。適用范圍：IIV類圍巖 由于縫管式錨桿的外徑一般比軟弱圍巖鉆孔直徑大23mm，比硬質(zhì)圍巖鉆孔直徑大13mm，當(dāng)縫管式錨桿被強(qiáng)行推入圍巖鉆孔后，管體受到擠壓，對(duì)圍巖鉆孔壁產(chǎn)生彈性抗力，從而使鉆孔巖

32、壁與錨桿桿體之間產(chǎn)生軸向靜摩擦力，阻止圍巖的松動(dòng)、變形，圍巖穩(wěn)定性增強(qiáng)。由于安裝推進(jìn)錨桿時(shí)，墊板緊壓孔口巖石，使錨桿下段圍巖區(qū)域梨形應(yīng)力體圍巖在定范圍內(nèi)產(chǎn)生“三向壓力區(qū)“，提高圍巖自承能力。（3）預(yù)應(yīng)力錨索 大跨度、高邊墻的地下洞室或高陡邊坡采用。 預(yù)應(yīng)力錨索桿體由高強(qiáng)鋼筋、鋼絲或鋼絞線組成，長(zhǎng)度一般在10m以上，預(yù)應(yīng)力值可達(dá)(110)*103kN。優(yōu)點(diǎn)：1）主動(dòng)提供有利于巖體和結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定的抗力，抑制圍巖變形；2）顯著提高軟弱結(jié)構(gòu)面或潛在滑裂面的抗剪強(qiáng)度；3）改善巖體的應(yīng)力狀態(tài)組成：1）內(nèi)錨固段2）張拉段3）外錨固段按內(nèi)錨頭錨固方式分類：1）注漿型內(nèi)錨頭錨索；2）機(jī)械型內(nèi)錨頭錨索；按錨固段受力

33、狀態(tài)分類：1）拉力型錨索2）壓力型錨索3）荷載分散型錨索預(yù)應(yīng)力錨索加固深基坑邊坡管樁加預(yù)應(yīng)力錨索（4）金屬網(wǎng) 一般在不良地質(zhì)或大跨度洞室情況下，與噴射混凝土、錨桿一起使用。 1）金屬網(wǎng)板 2）焊接金屬網(wǎng) 3）編制金屬網(wǎng)（5）鋼拱架 鋼拱架一般用在IV、V類圍巖中，屬于一次柔性支護(hù)。由型鋼加工或舊軌條焊接而成。要求：1）較好的韌性，適應(yīng)變性；2）良好的焊接性能；3）截面幾何圖形對(duì)x軸和y軸的截面系數(shù)比不大于3，以避免發(fā)生y方向的壓曲破壞。類型： 1）普通鋼拱架：固定節(jié)點(diǎn) 2）可縮性鋼拱架：滑動(dòng)節(jié)點(diǎn) 1423 支擋和錨固共同作用類結(jié)構(gòu) 實(shí)際工程中支擋和錨固常常密不可分，共同存在于同一工程之中。以下

34、是幾種支檔和錨固綜合支擋結(jié)構(gòu)形式。 (1)錨拉樁、錨定板式擋土墻 這類結(jié)構(gòu)同時(shí)采用了支擋和錨固的共同作用形式，樁或墻起直接擋土作用，錨拉結(jié)構(gòu)起提供支撐力、穩(wěn)定支擋結(jié)構(gòu)作用。 (2)預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨 邊坡治理中常用的預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨索形式，錨固工程起主要作用，鋼筋混凝土框格梁起輔助擋土和分散錨固力的作用。 (3)土釘墻 土釘墻雖然整體上看起檔土作用，但本質(zhì)上利用土體在變形過程中釘體和土體之間的摩擦阻力，實(shí)際上成為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，但其錨固的功效不可忽視。 (4)噴錨支護(hù) 在隧洞圍巖支護(hù)中將系統(tǒng)錨桿打入圍巖的同時(shí)，利用壓縮空氣或其他動(dòng)力，將按一定配比拌制的混凝土混合物噴至開挖面，形成與圍巖緊密接觸的混凝土噴層。系統(tǒng)錨桿的錨固與混凝土面結(jié)合形成很好的阻止圍巖變形發(fā)展的技術(shù)措施，該結(jié)構(gòu)有時(shí)也應(yīng)用于護(hù)坡工程中。 (5)柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng) 巖石邊坡防護(hù)中常常用到的柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)，按其作用方式可分為主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)和被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)。對(duì)于主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)而言，又可分為主動(dòng)加固和圍護(hù)兩類；而被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是以鋼聳繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)等高強(qiáng)度金屬柔性網(wǎng)為主要構(gòu)件，并以鋼柱作為直