邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重

1、第三章 坡率法與減重邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重第一節(jié) 設(shè)計(jì)基本知識(shí) 一、滑坡防治工程級(jí)別劃分 根據(jù)受災(zāi)對(duì)象、受災(zāi)程度、施工難度與工程投資等因素，按表2-1對(duì)滑坡防治工程進(jìn)行分級(jí)。表2-1 一般滑坡防治工程分級(jí)表邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重二、安全系數(shù)的確定1.抗滑安全系數(shù)設(shè)計(jì)：自重， Ks=1.2-1.5 自重+庫水位， Ks=1.1-1.4校核：自重+暴雨+庫水位，Ks=1.05-1.15 自重+地震+庫水位，Ks=1.05-1.15 2.抗傾安全系數(shù) 在做崩滑體防治工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗傾安全系數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)：自重， Ks=1.5-2.0 自重+庫水位， Ks=1.3-1.7校核：自重+暴雨+

2、庫水位，Ks=1.10-1.50 自重+地震+庫水位，Ks=1.10-1.50 3.抗剪斷安全系數(shù) 當(dāng)采用注漿或微型群樁加固滑帶時(shí)，應(yīng)選用抗剪斷安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：自重， Ks=2.0-2.5 自重+庫水位， Ks=1.7-2.2校核：自重+暴雨+庫水位，Ks=1.2-1.5 自重+地震+庫水位 Ks=1.2-1.5 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重 說明：1.滑坡防治工程設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)其工程級(jí)別進(jìn)行，即I級(jí)防治工程的安全系數(shù)取高值，級(jí)防治工程的安全系數(shù)取低值。 2.滑坡防治工程設(shè)計(jì)，可采用分級(jí)方法進(jìn)行，即主體防治工程安全系數(shù)可取高值，附屬或臨時(shí)防治工程安全系數(shù)可相應(yīng)降低。 3.坡防治工程設(shè)計(jì)安全

3、系數(shù)取值，推薦如下(表2-2).表2-2 滑坡防治工程設(shè)計(jì)安全系數(shù)推薦表 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重一、坡率法與減重堆載的概念 坡率法：在邊坡設(shè)計(jì)中，如果通過控制邊坡的高度和坡度而無須對(duì)邊坡進(jìn)行整體加固就能使邊坡達(dá)到自身穩(wěn)定的邊坡設(shè)計(jì)方法。 減重與堆載：針對(duì)滑坡而言，其實(shí)質(zhì)是減小下滑力和增大抗滑力。第二節(jié) 坡率法的設(shè)計(jì)邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重二、適用范圍 坡率法： 公路邊坡與填方邊坡 巖層、塑性黏土與良好的沙土中 地下水位低 有足夠的場(chǎng)地 減重： 推移式滑坡 堆載： 牽引式滑坡 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重坡率法 適用于巖層、塑性粘土和良好的砂性土中，并要求地下水位較低，放坡開挖時(shí)有足夠

4、的場(chǎng)地。坡率法可分別與砂袋堆碼、錨釘邊坡、錨板支護(hù)等方法聯(lián)合應(yīng)用，形成組合邊坡。例如當(dāng)不具備全高放坡時(shí)，上段可采用坡率法，下段可采用土釘墻、噴錨、擋土墻等方法以穩(wěn)定邊坡。 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重減重的概念是針對(duì)滑坡處治而提出的，它是減輕滑坡致滑段的滑體超重部分，以減小滑體的下落力，使滑坡趨于穩(wěn)定，顯然它與坡率法有著本質(zhì)的區(qū)別，不同于一般的邊坡削坡，因?yàn)闇p重的目的是使滑坡穩(wěn)定，被減去的土體位于滑坡的致滑段(一般在、滑坡的上部)，如圖3.2所示，如果誤將滑坡下部的阻滑部分削去，將進(jìn)一步加劇滑坡的發(fā)展。在滑坡處治技術(shù)中，與減載相對(duì)應(yīng)的另一種技術(shù)是堆載阻滑技術(shù)，它是通過在滑坡的阻滑段(一般在滑坡

5、的下部)堆載來提高滑坡的阻滑力以使滑坡處于穩(wěn)定的方法，如圖3.3所示。這兩種方法都是公路滑坡處理中最直接、最有效的方法，在公路滑坡處治中被廣泛采用。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重堆載阻滑技術(shù) 主要適用于牽引式滑坡，同時(shí)應(yīng)注意堆載不要引起次一級(jí)的滑面。 在一般情況下，滑坡減重和堆載阻滑都只能減小滑體的下滑力或增大阻滑力，不能改變其下滑的趨勢(shì)，因此它們常與其他整治措施配合使用。減重 適用于推動(dòng)式滑坡或由塌落形成的滑坡，并且滑床上陡下緩，滑坡后緣及兩側(cè)的地層穩(wěn)定，不致因刷方而引起滑坡向后或向兩側(cè)發(fā)展。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重三、設(shè)計(jì)的內(nèi)容與一般規(guī)定 確定邊坡的形狀（直線型、折線型（上陡下緩型、下陡

6、上緩型）和臺(tái)階型） 確定邊坡的高度（土層性質(zhì)與巖體結(jié)構(gòu)） 設(shè)計(jì)坡面防護(hù)（風(fēng)化剝落與巖體破碎） 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重邊坡的形狀一般可以分為四種：直線形(圖3.4a)、上陡下緩折線形(圖3.4b)、上緩下陡折線形(圖3.4c)和臺(tái)階形(圖3.4d)。直線形邊坡一般適用于均質(zhì)或薄層互層且高度較小的邊坡；如果邊坡較高或由多層土組成而上部巖土層的穩(wěn)定性較下部好時(shí)，可采用上陡下緩的折線形邊坡；若上部為覆蓋層或穩(wěn)定性較下部巖土層差時(shí)，宜采用上緩下陡的折線形邊坡；當(dāng)邊坡由多層土組成或邊坡高度很大時(shí)，可在邊坡中部或巖土層界面處設(shè)置不小于1.Om寬的平臺(tái)，形成臺(tái)階式邊坡。臺(tái)階形邊坡穩(wěn)定性較好

7、，但相應(yīng)的土石方量較大。 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重 邊坡的坡度的確定可以根據(jù)巖石性質(zhì)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、施工方法、邊坡的高度等因素，對(duì)照當(dāng)?shù)刈匀粯O限邊坡或人工邊坡的坡度確定；對(duì)于土質(zhì)均勻的邊坡，可采用力學(xué)檢驗(yàn)法或穩(wěn)定性驗(yàn)算法進(jìn)行確定。 邊坡的防護(hù)主要是針對(duì)容易風(fēng)化剝落或破碎程度較為嚴(yán)重的坡面，應(yīng)當(dāng)考慮坡面的防護(hù)措施，以防止各種自然應(yīng)力對(duì)邊坡的破壞作用，以保證邊坡的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意邊坡的防護(hù)與邊坡環(huán)境美化相結(jié)合。 邊坡水系應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)保持暢通，穩(wěn)定邊坡應(yīng)采取保護(hù)措施，防止土體流失、巖層風(fēng)化及環(huán)境惡化造成邊坡穩(wěn)定性降低。對(duì)于土質(zhì)邊坡或易軟化的巖質(zhì)邊坡，坡頂應(yīng)作成向外傾斜的不滲水地面，坡

8、底應(yīng)做不漏水的排水溝和集水井。 受外傾軟弱結(jié)構(gòu)面影響、穩(wěn)定性較差的巖塊應(yīng)加錨桿處理；永久性邊坡坡面應(yīng)采用錨噴、錨釘?shù)葮?gòu)造措施。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重四、巖質(zhì)邊坡的消坡坡率 對(duì)于巖質(zhì)邊坡，在坡體整體穩(wěn)定的前提下，要選擇合理的允許坡率，應(yīng)根據(jù)巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石風(fēng)化破碎程度、邊坡高度、地下水及地表水等因素，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)按照工程類比的原則，并參考該地區(qū)已有的穩(wěn)定邊坡的坡率綜合分析確定。 當(dāng)無外傾結(jié)構(gòu)面時(shí)，按照下表確定：邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重當(dāng)邊坡所在地層具有明顯的外傾結(jié)構(gòu)面（層面、節(jié)理面、斷層面與其他軟弱面）時(shí)，須計(jì)算其穩(wěn)定性。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重五、

9、土質(zhì)邊坡的坡率法 1.一般土質(zhì)邊坡 2. 土石堆積體邊坡 3. 膨脹土邊坡 邊坡坡度為1:2至1:3和1:5至1:8也不一定完全穩(wěn)定 4.黃土邊坡 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重 對(duì)于土質(zhì)邊坡，在確定坡率時(shí)應(yīng)根據(jù)邊坡的高度、土的濕度、密實(shí)程度、地下水、地面水的情況、土的成因類型及生成時(shí)代等因素，并參考同類土的穩(wěn)定坡率進(jìn)行確定。 1.一般土質(zhì)邊坡 對(duì)于一般較好的均質(zhì)土可參考表3.5進(jìn)行設(shè)計(jì)。 如果邊坡高度大于8m、或土層中地下水發(fā)育且不易排除、或土層為軟質(zhì)土、或有堆積荷載時(shí)，應(yīng)通過邊坡穩(wěn)定計(jì)算來確定土坡率。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重2. 土石混合堆積體邊坡 對(duì)于土石混

10、合堆積體邊坡，一般采用與天然安息角相應(yīng)的邊坡坡率(如表3.6所示)； 對(duì)于已穩(wěn)定的堆積體可根據(jù)其膠結(jié)和密實(shí)程度采用較陡的邊坡坡度。如果邊坡中出現(xiàn)松散夾層，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。邊坡高度超過20m，應(yīng)分臺(tái)階進(jìn)行放坡。在堆積體中開挖后形成的邊坡應(yīng)特別注意剩余土體的穩(wěn)定性，必要時(shí)可放緩邊坡或清除全部剩余土體。因挖方破壞了原堆積體的平衡條件，堆積體可能沿接觸面滑動(dòng)。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重 3.膨脹土邊坡 實(shí)踐證明，膨脹土邊坡坡度的確定，是一個(gè)比較復(fù)雜的工程地質(zhì)問題，對(duì)于這類邊坡的設(shè)計(jì)，目前尚無成熟的理論與方法?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，無論公路、鐵路或渠道膨脹土邊坡，坡度在1：2l：3的邊坡，仍表現(xiàn)出普遍不穩(wěn)定

11、性，甚至有的鐵路路塹及渠道膨脹土邊坡，坡度緩至1：51：8，也不一定完全穩(wěn)定。特別是在邊坡土體結(jié)構(gòu)與環(huán)境地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)，或分布有軟弱夾層(如灰白色、灰綠色強(qiáng)膨脹土)，邊坡穩(wěn)定問題更為復(fù)雜。膨脹土邊坡的破壞，有位于坡腳的，也有位于坡腰與塹頂?shù)?，與一般粘性土邊坡的破壞完全不同。因此，在膨脹土路塹邊坡設(shè)計(jì)中，目前仍然以工程地質(zhì)比擬法為主，必要時(shí)再進(jìn)行力學(xué)分析檢算邊坡穩(wěn)定性。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重4.黃土邊坡 黃土是第四紀(jì)的一種特殊堆積物。主要特征是顏色以黃色為主，有灰黃、褐黃等色，含有大量粉粒，一般在55以上，孔隙比在1左右，垂直節(jié)理發(fā)育，具有濕陷性、溶蝕性

12、、易沖刷和各向異性等工程特性。廣泛分布于我國北緯3445之間的干旱和半干旱地區(qū)。目前黃土邊坡的設(shè)計(jì)主要以工程地質(zhì)比擬法為主，力學(xué)分析驗(yàn)算為輔。表3.8為各類黃土邊坡設(shè)計(jì)參考值。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重注：當(dāng)邊坡高度20m時(shí)，宜考慮進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算； 本表所替供的參考值，系指一般均質(zhì)土，并無不良水文地質(zhì)及工程地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)的坡度值。 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重六、滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算 對(duì)于較均一的土質(zhì)邊坡，根據(jù)土層的物理力學(xué)參數(shù)與水環(huán)境條件，采用第二講的圓弧整體穩(wěn)定性分析方法或條分法進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重第三節(jié) 滑坡減重堆載的設(shè)計(jì)一、一般規(guī)定 1.查明滑坡特點(diǎn)，確定減重堆載范圍；

13、 2.棄土的堆放宜置于前緣； 3.牽引式滑坡不宜采用減重法，推移式滑坡不宜采用堆載法； 4.演算滑坡減重后，從滑坡后緣剪出的可能性，堆載后應(yīng)考慮是否引發(fā)新的滑移面的可能性； 5.減重堆載后的坡面必須注意整平、排水與防滲處理。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重二、滑坡超重計(jì)算 滑坡超重計(jì)算是滑坡減重設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，一個(gè)滑坡應(yīng)在什么部位減重，減重多少完全取夾于滑坡超重計(jì)算的結(jié)果。超重計(jì)算在主滑斷面上進(jìn)行，對(duì)于大面積的滑坡應(yīng)取多個(gè)縱斷面計(jì)算。計(jì)算方法采用不平衡推力傳遞系數(shù)法。計(jì)算步驟如下：1)確定潛在滑動(dòng)面及滑體、滑面的物理力學(xué)參數(shù)，地下水位；2)確定安全系數(shù)；3)對(duì)滑體分條并用傳遞系數(shù)法計(jì)算每個(gè)土條的下

14、滑力、剩余下滑力；4)根據(jù)3)的計(jì)算結(jié)果確定減重的部位和數(shù)量。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重三、滑坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 在滑坡超重計(jì)算后，便可按照計(jì)算獲得的減重部位和數(shù)量對(duì)滑坡進(jìn)行削坡設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意控制滑坡從殘存滑體的薄弱部分剪出。為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足邊坡穩(wěn)定的要求，需要對(duì)減重后的滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。驗(yàn)算所用的力學(xué)參數(shù)、安全系數(shù)、主滑斷面、計(jì)算方法均與超重計(jì)算完全相同；驗(yàn)算時(shí)除了驗(yàn)算原滑動(dòng)面外，還要對(duì)滑坡從殘存滑體的薄弱部分剪出的可能的潛在滑動(dòng)面進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)所有驗(yàn)算均滿足要求時(shí)，可認(rèn)為滑坡的減重設(shè)計(jì)可行；否則須重新修改設(shè)計(jì)或采用其他方案。 在進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，滑帶巖土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選取除采用試驗(yàn)

15、方法外，還應(yīng)用反分析法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法加以驗(yàn)證。 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重四、削方減載工程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1.削方減載一般包括滑坡后緣減載、表層滑體或變形體的清除、削坡降低坡度以及設(shè)置馬道等。削方減載對(duì)于滑坡穩(wěn)定系數(shù)的提高值可以作為設(shè)計(jì)依據(jù)。2.當(dāng)開挖高度大時(shí)，宜沿滑坡傾向設(shè)置多級(jí)馬道，沿馬道應(yīng)設(shè)橫向排水溝。邊坡開挖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確定縱向排水溝位置，并且與城市或公路排水系統(tǒng)銜接。3.削方減載后形成的邊坡高度大于8m時(shí)，開挖必須采用分段開挖，邊開挖邊護(hù)坡，護(hù)坡之后才允許開挖至下一個(gè)工作平臺(tái)，嚴(yán)禁一次開挖到底。根據(jù)巖土體實(shí)際情況，分段工作高度宜3-8m。 邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重4.邊坡高度大于8m，宜采用噴錨網(wǎng)、鋼筋砼格構(gòu)等護(hù)坡。如果高邊坡設(shè)有馬道，坡頂開口線與馬道之間，馬道與坡腳之間，也可采用格構(gòu)護(hù)坡。5.邊坡高度小于8m，可以一次開挖到底，采用漿砌塊石擋墻等護(hù)坡。6.當(dāng)堆積體或土質(zhì)邊坡高度超過10m時(shí)，須設(shè)馬道放坡，馬道寬2.0-3.0m。當(dāng)巖質(zhì)邊坡高度超過20m時(shí)，須設(shè)馬道放坡，馬道寬1.5-3.Om。7.為了減少超挖及對(duì)邊坡的擾動(dòng)，機(jī)械開挖必須預(yù)留0.5-1.0保護(hù)層，人工開挖至設(shè)計(jì)位置。邊坡工程處治技術(shù)坡率法與減重8.采用爆破方法對(duì)后緣滑體或危巖體進(jìn)行削方減載，必須專門對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，對(duì)爆破振動(dòng)對(duì)整體