碩士邊坡穩(wěn)定性以及抗滑樁設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1邊坡穩(wěn)定性分析概況土壩、路堤、河岸、挖坡以及山坡有可能因穩(wěn)定性問題而產(chǎn)生滑坡。大片土體從上面滑下堆積于坡腳前?；瑒?dòng)也可能影響到深層，上部土體大幅度下滑而坡腳向上隆起，向外擠出，整個(gè)滑動(dòng)體呈轉(zhuǎn)動(dòng)狀。滑坡將危及到滑坡體及其附近人的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。此外，河岸的滑坡還會(huì)造成很大的波浪，使很長距離內(nèi)產(chǎn)生災(zāi)難[1]。土壩、河堤的滑坡還會(huì)引起垮壩，乃至發(fā)生大的洪水，其損失就不堪設(shè)想了。因此研究邊坡的穩(wěn)定性意義重大。由于土坡表面傾斜，在土體自重及外力作用下，坡體內(nèi)將產(chǎn)生切向應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生剪切破壞，如果靠坡面處剪切破壞的面積很大，則將產(chǎn)生一部分土體相對于另一部分土體滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱為滑坡或塌方。土坡在發(fā)生滑動(dòng)之前，一般在坡頂首先開始明顯下降并出現(xiàn)裂縫，坡腳附近的地面則有較大的側(cè)向的位移并微微隆起。隨著坡頂裂縫的開展和坡腳側(cè)向位移的增加，部分土體突然沿著某一個(gè)滑動(dòng)面而急劇下滑，造成滑坡。土建工程中經(jīng)常遇到土坡穩(wěn)定問題，如果處理不當(dāng)，土坡失穩(wěn)產(chǎn)生滑動(dòng)，不僅影響工程進(jìn)展，可能導(dǎo)致工程事故甚至危及生命安全，應(yīng)當(dāng)引起重視。通常防止邊坡滑動(dòng)的措施（1）加強(qiáng)巖土工程勘查，查明邊坡地區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，盡量避開滑坡區(qū)或古滑坡區(qū)，掩埋的古河道、沖溝口等不良地質(zhì)。（2）根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，參照同類土（巖）體的穩(wěn)定情況，選擇適宜的坡型和坡角。（3）對于土質(zhì)邊坡或易于軟化的巖質(zhì)邊坡，在開挖時(shí)采取相應(yīng)的排水和坡角。（4）開挖土石方時(shí)，宜從上到下依次進(jìn)行，并防止超挖；挖、填土宜求平衡，盡量分散處理?xiàng)壨?，如必須在坡頂或山腰大量棄土?xí)r，應(yīng)進(jìn)行坡體穩(wěn)定性驗(yàn)算。（5）若邊坡穩(wěn)定性不足時(shí)，可采取放緩坡角、設(shè)置減載平臺(tái)、分級加載及設(shè)置相應(yīng)的支擋結(jié)構(gòu)等措施。（6）對軟土，特別是靈敏度較高的軟土，應(yīng)注意防止對土的擾動(dòng)，控制加載速率。（7）為防止振動(dòng)等對土坡的影響，樁基施工宜采取壓樁、人工挖孔或重錘低擊、低頻錘擊等施工方式。邊坡穩(wěn)定性概述邊坡巖、土體在一定坡高和坡角條件下的穩(wěn)定程度。按照成因、邊坡穩(wěn)定性，邊坡分為天然斜坡和人工邊坡兩類，后者又分為開挖邊坡和堤壩邊坡等。按照物質(zhì)組成，邊坡分為巖體邊坡、土體邊坡,以及巖、土體復(fù)合邊坡3種。按照穩(wěn)定程度，分為穩(wěn)定邊坡、不穩(wěn)定邊坡，以及極限平衡狀態(tài)邊坡。不穩(wěn)定的天然斜坡和設(shè)計(jì)坡角過大的人工邊坡，在巖、土體重力,水壓力，振動(dòng)力以及其他外力作用下,常發(fā)生滑動(dòng)或崩塌破壞。大規(guī)模的邊坡巖、土體破壞能引起交通中斷，建筑物倒塌，江河堵塞，水庫淤填，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。研究邊坡穩(wěn)定性的目的，在于預(yù)測邊坡失穩(wěn)的破壞時(shí)間、規(guī)模，以及危害程度，事先采取防治措施，減輕地質(zhì)災(zāi)害，使人工邊坡的設(shè)計(jì)達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的目的。邊坡破壞和防護(hù)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀邊坡破壞的類型很多，常見的是崩塌和滑坡。陡坡前緣部分巖、土體突然與母體分離，翻滾跳動(dòng)崩墜崖底或塌落而下的過程和現(xiàn)象，稱為崩塌。邊坡部分巖、土體沿著先前存在的地質(zhì)界面，或新形成的剪切破壞面向下滑動(dòng)的過程和現(xiàn)象，稱為滑坡。在邊坡破壞中，滑破是最常見，危害最嚴(yán)重的一類。所有的邊坡失穩(wěn)，均涉及到邊坡巖、土體在剪切應(yīng)力作用下的破壞。因此，影響剪切應(yīng)力和巖、土體抗剪強(qiáng)度的因素，都影響邊坡的穩(wěn)定性。例如，構(gòu)成邊坡巖、土體的工程地質(zhì)性質(zhì)及其變化；邊坡中斷層、層面、不整合面等不連續(xù)面的產(chǎn)狀與坡面傾向、傾角之間的關(guān)系；邊坡尺寸和形態(tài)的改變；坡腳遭受水的侵蝕或人工開挖；邊坡上天然或人工加載；邊坡巖、土體中地下水位的升降，以及地震和爆破引起的瞬時(shí)振動(dòng)等，均會(huì)在一定程度上改變邊坡的穩(wěn)定性。目前，對于自然邊坡防護(hù)網(wǎng)的穩(wěn)定性評價(jià)是研究的最多的問題，理論方法也相對比較成熟，然而，對邊坡防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行加固后，加固的效果到底如何，分析其穩(wěn)定性是比較困難的，支護(hù)措施的施加使得本來就復(fù)雜的邊坡防護(hù)網(wǎng)變得更加復(fù)雜，我們不能簡單的把錨固力看作是一個(gè)施加在條塊底面上或頂面上的一個(gè)力，按照自然邊坡防護(hù)網(wǎng)穩(wěn)定性分析的方法進(jìn)行分析計(jì)算，這會(huì)造成很大的誤差。錨固措施對邊坡防護(hù)網(wǎng)穩(wěn)定性影響機(jī)理的研究一直不斷，但還不能很好的反映出它們的作用，因?yàn)椴淮_定因素實(shí)在是太多了，我們所能作的更好的就是把不確定因素減到最少，使得理論更加的符合實(shí)際。對邊坡防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行加固后到底效果如何，穩(wěn)定性該如何評價(jià)計(jì)算，國內(nèi)外也有不少這方面的研究成果。土釘邊坡支護(hù)的穩(wěn)定分析(包括內(nèi)部穩(wěn)定分析和外部穩(wěn)定分析)一般采用的是極限平衡分析方法，滑動(dòng)面或破壞面的形狀常假定為雙折線、圓弧線、拋物線或?qū)?shù)螺線中的一種，比較著名的分析方法國外有法國的Schlosser方法、美國的Davis方法、德國的Stocker方法、英國的Bridle方法等。國內(nèi)有太原煤礦設(shè)計(jì)院方法、北京工業(yè)大學(xué)方法、洛陽總參科研三所方法、清華大學(xué)方法和北京治建總院方法等;這些方法從各個(gè)不同的角度滿足了部分工程實(shí)踐的需要〔中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所的李新坡、何思明等人針對預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡防護(hù)網(wǎng)的穩(wěn)定性分析問題，基于極限分析上限定理，把錨索錨固作用簡化為邊坡防護(hù)網(wǎng)表面上的外力，推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力錨索加固土質(zhì)邊坡防護(hù)網(wǎng)的安全系數(shù)計(jì)算公式。1979年由Stocker提出的德國方法，其假定滑移面為雙曲線形并通過土坡坡腳，進(jìn)行力的極限平衡總體穩(wěn)定分析，僅考慮土釘?shù)目估饔?，土的抗剪?qiáng)度由莫爾一庫侖準(zhǔn)則確定。1981年由沈智剛提出的DaviS法以及后來經(jīng)Jurau改進(jìn)的Dav15法，其假定滑移面為過坡腳的拋物線形，僅考慮土釘?shù)目估饔谩aviS法和改進(jìn)的DaviS法區(qū)別僅在于土強(qiáng)度參數(shù)和土釘抗拔力所取的分項(xiàng)安全系數(shù)不同。1983年由Schlosser提出的法國方法，其假定滑移面為圓弧形，根據(jù)傳統(tǒng)邊坡防護(hù)網(wǎng)穩(wěn)定中的條分法，并考慮穿過滑移面土釘?shù)目估?、抗剪和抗彎作用來進(jìn)行力矩極限平衡分析。1989年，由R.J.Bridle提出的Brldle方法。其假定滑移面為對數(shù)螺旋線形并通過坡角，用條分法分析滑移土體的平衡，并認(rèn)為滑動(dòng)總力矩與抵抗總力矩間的不平衡力矩即為土釘應(yīng)提供的平衡力矩，進(jìn)而確定土釘?shù)奈恢貌⒔o出了計(jì)算各土釘剪力的經(jīng)驗(yàn)公式。1990年，由Juran等人提出的機(jī)動(dòng)法或運(yùn)動(dòng)法。其假定滑移面為對數(shù)螺旋形，結(jié)合模型試驗(yàn)中觀察的機(jī)動(dòng)許可位移(破壞)與靜力極限平衡進(jìn)行穩(wěn)定分析。這種方法不僅考慮了土體的整體平衡，而且認(rèn)為土釘擋墻的失穩(wěn)往往是上層土釘被拔出，再逐步發(fā)展為整體失穩(wěn)，為此，進(jìn)行了土釘最大內(nèi)力的局部穩(wěn)定驗(yàn)算。1.2抗滑樁研究現(xiàn)狀抗滑樁（frictionpile）是穿過滑坡體深入于滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)力，起穩(wěn)定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是一種抗滑處理的主要措施。但對正在活動(dòng)的滑坡打樁阻滑需要慎重，以免因震動(dòng)而引起滑動(dòng)[2-4]。隨著我國城市、交通、礦山、環(huán)保等行業(yè)的高速發(fā)展,滑坡治理成為一項(xiàng)越來越重要的工程。而抗滑樁工程則由于抗滑樁具有適應(yīng)性強(qiáng),特別適用于滑面較深的大型滑坡、對滑坡穩(wěn)定性和地質(zhì)環(huán)境干擾小、可多樁同時(shí)施工、工期短、抗滑能力強(qiáng)等多方面的突出優(yōu)點(diǎn),成為滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理中的一種主要方法。抗滑樁自20世紀(jì)60年代在我國鐵路部門應(yīng)用以來,至今仍在滑坡治理中發(fā)揮著重要作用的。國外從19世紀(jì)中葉就開始了對滑坡災(zāi)害防治的研究,但是早期由于人們對滑坡的性質(zhì)和變化規(guī)律認(rèn)識不深,對那些大、中型滑坡只能繞避,對小型滑坡采取刷方減載、反壓、以及抗滑擋土墻進(jìn)行治理,排水工程更是優(yōu)先考慮的措施。直到第二次世界大戰(zhàn)后,隨著各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國土開發(fā)利用,遇到的滑坡越來越多,用人為支擋工程治理大量滑坡才真正開始。支擋工程的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:60～70年代,在以應(yīng)用排水工程和抗滑擋土墻為主的同時(shí),大力開發(fā)應(yīng)用抗滑樁工程以解決抗滑擋土墻施工中的困難。如歐美國家和前蘇聯(lián)多用鉆孔鋼筋混凝土灌注樁,直徑1.0～l.5m,深20～30m,日本則多用鉆孔鋼管樁,鉆孔直徑400～550mm,深20～30m,為了增加樁的抗彎能力和群樁受力,常將2排或3排樁頂用承臺(tái)聯(lián)接,形成剛架受力。70年代后期,在日本開始應(yīng)用直徑1.5～3.5m的挖孔抗滑樁。80年代以來,在小直徑抗滑樁應(yīng)用的同時(shí),為治理大型滑坡,大直徑挖孔抗滑樁開始使用。國內(nèi)對滑坡災(zāi)害的系統(tǒng)研究和治理是50年代才開始的。根據(jù)我國國情研究開發(fā)了一系列有效的防治辦法,總結(jié)出繞避、排水、支擋、減重、反壓等治理滑坡的原則和方法,其中尤以鐵路部門遇到和治理的滑坡最多。我國抗滑樁的研究和開發(fā)應(yīng)用起步雖較國外晚,但由于建設(shè)中治理滑坡的需要,其發(fā)展過程基本上與國外同步。1.3本文的主要設(shè)計(jì)過程及研究內(nèi)容高陡邊坡一般挖方量比較大，施工過程中容易發(fā)生滑坡等事故。因此，本設(shè)計(jì)采用階梯式施工方法。逐級施工，及時(shí)加固，以避免滑坡事故的發(fā)生。隨著生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高。追求人與自然的和諧也成了工程施工的新的目標(biāo)。因此，綠色施工，文明施工、和諧施工越來越受到各個(gè)設(shè)計(jì)及施工單位的重視。綠色植被護(hù)坡成了邊坡設(shè)計(jì)及施工中的必不可少的環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)中也集中體現(xiàn)了這一主題。邊坡的穩(wěn)定性表示方法邊坡的穩(wěn)定性通常以滑動(dòng)面上的抗滑力與滑動(dòng)力的比值，即抗滑穩(wěn)定性系數(shù)來表示。這一比值越大，邊坡越穩(wěn)定；反之，邊坡越不穩(wěn)定。評價(jià)邊坡穩(wěn)定性的常用方法有下列4類:①定性分析法。通過對邊坡的尺寸和坡形、邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、所處的地質(zhì)環(huán)境、形成的地質(zhì)歷史、變形破壞形跡，以及影響其穩(wěn)定性的各種因素的研究，判斷邊坡演變階段和穩(wěn)定狀況。②極限平衡分析法。把可能滑動(dòng)的巖、土體假定為剛體，通過分析可能滑動(dòng)面，并把滑動(dòng)面上的應(yīng)力簡化為均勻分布，進(jìn)而計(jì)算出邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。③數(shù)值分析法。利用有限單元分析法,先計(jì)算出邊坡位移場和應(yīng)力場,然后利用巖、土體強(qiáng)度準(zhǔn)則，計(jì)算出各單元與可能滑動(dòng)面的穩(wěn)定性系數(shù)。④工程地質(zhì)類比法。將所研究邊坡或擬設(shè)計(jì)的人工邊坡與已經(jīng)研究過的或已有經(jīng)驗(yàn)的邊坡進(jìn)行類比，以評價(jià)其穩(wěn)定性，并提出合理的坡高和坡角。抗滑樁在支擋滑坡的過程中主要承受側(cè)向力,但它與一般建筑地基和橋梁樁基中承受側(cè)向力的樁性質(zhì)完全不同,后者是直接承受荷載并主動(dòng)向土中傳遞應(yīng)力的“主動(dòng)樁”,而滑坡治理工程中的抗滑樁并不直接承受外荷載的作用,只是由于滑坡體在自重或其他外因的作用下發(fā)生變形或移動(dòng),而被動(dòng)的承受坡體由于變形而產(chǎn)生的荷載作用。所以,抗滑樁又稱為“被動(dòng)樁”。隨著對抗滑樁研究的日益深入,建立在理論分析和試驗(yàn)基礎(chǔ)上的計(jì)算方法,越來越接近于其實(shí)際受力狀況[5-7]。通過本人的努力和學(xué)習(xí)，預(yù)期達(dá)到以下目的1、分析邊坡的破壞模式；2、確定邊坡不穩(wěn)定程度及可能失穩(wěn)范圍；3、對抗滑樁加固邊坡進(jìn)行分析，計(jì)算樁身內(nèi)力和變形；4、拓寬知識視野，了解綠色工程的含義、內(nèi)容、應(yīng)用等知識。第2章邊坡穩(wěn)定性分析設(shè)計(jì)方法土坡就是具有傾斜坡面的土體。土坡有天然土坡，也有人工土坡。天然土坡是由于地質(zhì)作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等；人工土坡是經(jīng)過人工挖、填的土工建筑物，如基坑、渠道、土壩、路堤等的邊坡。本章主要學(xué)習(xí)目前常用的邊坡穩(wěn)定分析方法，學(xué)習(xí)要點(diǎn)也是與土的抗剪強(qiáng)度有關(guān)的問題。2.1土坡失穩(wěn)原因分析土坡的失穩(wěn)受內(nèi)部和外部因素制約，當(dāng)超過土體平衡條件時(shí)，土坡便發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。1．產(chǎn)生滑動(dòng)的內(nèi)部因素主要有：（1）斜坡的土質(zhì)：各種土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、抗水能力是不一樣的，如鈣質(zhì)或石膏質(zhì)膠結(jié)的土、濕陷性黃土等，遇水后軟化，使原來的強(qiáng)度降低很多。（2）斜坡的土層結(jié)構(gòu)：如在斜坡上堆有較厚的土層，特別是當(dāng)下伏土層(或巖層)不透水時(shí)，容易在交界上發(fā)生滑動(dòng)。（3）斜坡的外形：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下緩的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，當(dāng)土坡不高時(shí)尚可直立，但隨時(shí)間和氣候的變化，也會(huì)逐漸塌落。2．促使滑動(dòng)的外部因素（1）降水或地下水的作用：持續(xù)的降雨或地下水滲入土層中，使土中含水量增高，土中易溶鹽溶解，土質(zhì)變軟，強(qiáng)度降低；還可使土的重度增加，以及孔隙水壓力的產(chǎn)生，使土體作用有動(dòng)、靜水壓力，促使土體失穩(wěn)，故設(shè)計(jì)斜坡應(yīng)針對這些原因，采用相應(yīng)的排水措施。（2）振動(dòng)的作用：如地震的反復(fù)作用下，砂土極易發(fā)生液化；粘性土，振動(dòng)時(shí)易使土的結(jié)構(gòu)破壞，從而降低土的抗剪強(qiáng)度；施工打樁或爆破，由于振動(dòng)也可使鄰近土坡變形或失穩(wěn)等。（3）人為影響：由于人類不合理地開挖，特別是開挖坡腳；或開挖基坑、溝渠、道路邊坡時(shí)將棄土堆在坡頂附近；在斜坡上建房或堆放重物時(shí)，都可引起斜坡變形破壞。2.2無粘性土坡穩(wěn)定性分析1．干的無粘性土坡處于不滲水的砂、礫、卵石組成的無粘性土坡，只要坡面上顆粒能保持穩(wěn)定，那么整個(gè)土坡便是穩(wěn)定的。有均質(zhì)無粘性土坡，坡角為β，自坡面上取一單元土體，其重量為W，由W引起的順坡向下的滑力為T＝Wsinβ，對下滑單元體的阻力為Tf＝Ntgφ＝Wcosβtgφ(式中φ為無粘性土的內(nèi)摩擦角)，因此，無粘性土坡的穩(wěn)定系數(shù)為：(2-1)由此可得如下結(jié)論：當(dāng)β＝φ時(shí)，K＝1，土坡處于極限穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)的坡角β為自然休止角；無粘性土坡的穩(wěn)定性與坡高無關(guān)，僅取決與βt角，當(dāng)β＜φ時(shí)，K＞1，土坡穩(wěn)定。2．有滲流作用的無粘性土坡有滲流作用的無粘性土坡，因受到滲透水流的作用，滑動(dòng)力加大，抗滑力減小，見圖沿滲流逸出方向的滲透力為J＝i×rw。因土滲水，其重量采用浮重度r’進(jìn)行計(jì)算，故其穩(wěn)定系數(shù)為(2-2)當(dāng)滲流方向?yàn)轫樒聲r(shí)，θ＝β，i=sinβ,則其K為(2-3)式中：，說明滲流方向?yàn)轫樒聲r(shí)，無粘性土坡的穩(wěn)定系數(shù)與干坡相比，將降低1/2。當(dāng)滲流方向?yàn)樗揭莩銎旅鏁r(shí)，θ＝0，i=tgβ，則K為(2-4)式中：，說明與干坡相比下降了一半多。上述分析說明，有滲流情況下無粘性土坡只有當(dāng)坡角β≤φ時(shí)，才穩(wěn)定。2.3粘性土坡穩(wěn)定性分析的設(shè)計(jì)方法1．瑞典圓弧法這個(gè)方法首先是由瑞典的彼得森所提出，故稱瑞典圓弧法。（1）基本假設(shè)：均質(zhì)粘性土坡滑動(dòng)時(shí)，其滑動(dòng)面常近似為圓弧形狀，假定滑動(dòng)面以上的土體為剛性體，即設(shè)計(jì)中不考慮滑動(dòng)土體內(nèi)部的相互作用力，假定土坡穩(wěn)定屬于平面應(yīng)變問題。（2）基本公式：取圓弧滑動(dòng)面以上滑動(dòng)體為脫離體，土體繞圓心O下滑的滑動(dòng)力矩為Ms＝Wa，阻止土體滑動(dòng)的力是滑弧AED上的抗滑力，其值等于土的抗剪強(qiáng)度τf與滑弧AED長度L的乘積，故其抗滑力矩為：(2-5)安全系數(shù)：K＝抗滑力矩/滑動(dòng)力矩＝(2-6)式中：L——滑弧弧長；R——滑弧半徑；α——滑動(dòng)土體重心離滑弧圓心的水平距離。該法適應(yīng)于粘性土坡。后經(jīng)費(fèi)倫紐斯改進(jìn)，提出φ＝θ的簡單土坡最危險(xiǎn)的滑弧是通過坡角的圓弧，其圓心O是為AO與BO兩線的交點(diǎn)，可查表確定。2．瑞典條分法（1）基本原理：當(dāng)按滑動(dòng)土體這一整體力矩平衡條件計(jì)算分析時(shí)，由于滑面上各點(diǎn)的斜率都不相同，自重等外荷載對弧面上的法向和切向作用分力不便按整體計(jì)算，因而整個(gè)滑動(dòng)弧面上反力分布不清楚；另外，對于φ＞0的粘性土坡，特別是土坡為多層土層構(gòu)成時(shí)，求W的大小和重心位置就比較麻煩。故在土坡穩(wěn)定分析中，為便于計(jì)算土體的重量，并使計(jì)算的抗剪強(qiáng)度更加精確，常將滑動(dòng)土體分成若干豎直土條，求各土條對滑動(dòng)圓心的抗滑力矩和滑動(dòng)力矩，各取其總和，計(jì)算安全系數(shù)，這即為條分法的基本原理。該法也假定各土條為剛性不變形體，不考慮土條兩側(cè)面間的作用力。（2）計(jì)算步驟：地下水位很深，滑動(dòng)土體所在土層孔隙水壓力為0。條分法的計(jì)算步驟如下：1）按一定比例尺畫坡；2）確定圓心O和半徑R，畫弧AB；3）分條并編號，為了計(jì)算方便，土條寬度可取滑弧半徑的1/10,即b=0.1R，以圓心O為垂直線，向上順序編為0、1、2、3、……，向下順序?yàn)椋?、－2、－3、……，這樣，0條的滑動(dòng)力矩為0，0條以上土條的滑動(dòng)力矩為正值，0條以下滑動(dòng)力矩為負(fù)值；4)計(jì)算每個(gè)土條的自重(2-7)這里hi為土條的平均高度。5)分解滑動(dòng)面上的兩個(gè)分力Ni＝Wicosαi(2-8)Ti＝Wisinαi(2-9)式中：αi——法向應(yīng)力與垂直線的夾角。6)計(jì)算滑動(dòng)力矩(2-10)式中：n：為土條數(shù)目。7)計(jì)算抗滑力矩(2-11)式中：L為滑弧AB總長。8)計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)(safetyfactor)。(2-12)9)求最小安全系數(shù)，即找最危險(xiǎn)的滑弧，重復(fù)2)~8)，選不同的滑弧，求K1、K2、K3……值，取最小者。該法計(jì)算簡便，有長時(shí)間的使用經(jīng)驗(yàn)，但工作量大，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行，由于它忽略了條間力對Ni值的影響，可能低估安全系數(shù)(5～20)％。3．畢肖普法畢肖普法提出的土坡穩(wěn)定系數(shù)的含義是整個(gè)滑動(dòng)面上土的抗剪強(qiáng)度tf與實(shí)際產(chǎn)生剪應(yīng)力T的比，即K＝tf÷t，并考慮了各土條側(cè)面間存在著作用力，其原理與方法如下：假定滑動(dòng)面是以圓心為O，半徑為R的滑弧，從中任取一土條i為分離體，其分離體的周邊作用力為：土條重Wi引起的切向力Ti和法向反力Ni，并分別作用于底面中心處；土條側(cè)面作用法向力Ei、Ei+1：和切向力Xi、Xl+i，。根據(jù)靜力平衡條件和極限平衡狀態(tài)時(shí)各土條力對滑動(dòng)圓心的力矩之和為零等，可得畢肖普法求土坡穩(wěn)定系數(shù)的普遍公式，即(2-13)(2-14)式中：(2-15)上式用起來十分繁雜，為此，畢肖普忽略了條間切向力，即Xi+1－Xi＝0，這樣就得到了國內(nèi)外廣泛使用的畢肖普簡化式(2-16)由于推導(dǎo)中只忽略了條間切向力，比瑞典條分法更為合理，與更精確的方法相比，可能低估安全系數(shù)(2～7)％。5．有限元法（1）基本思路：上述方法都是把滑動(dòng)土體切成有限寬度的土體，把土體當(dāng)成剛體，根據(jù)靜力平衡條件和極限平衡條件求得滑動(dòng)面上力的分布，從而可計(jì)算出穩(wěn)定安全系數(shù)。但由于土體是變形體，并不是剛體，用分析剛體的辦法，不滿足變形協(xié)調(diào)條件，因而計(jì)算出滑動(dòng)面上的應(yīng)力狀態(tài)不可能是真實(shí)的，有限元法就是把土坡當(dāng)成變形體，按照土的變形特性，計(jì)算出土坡內(nèi)的應(yīng)力分布，然后再引入圓弧滑動(dòng)面的概念，驗(yàn)算滑動(dòng)土體的整體抗滑穩(wěn)定性。（2）應(yīng)用步驟：1）將土坡劃分成許多單元體，用有限元法可以計(jì)算出每個(gè)單元的應(yīng)力、應(yīng)變和每個(gè)結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)力和位移，一座土壩用有限元法分析所得竣工時(shí)壩體的剪應(yīng)變分布圖，可以清楚地看出壩坡在重力作用下剪切變形的軌跡類似于滑弧面。2）土坡的應(yīng)力計(jì)算出來以后，再引入圓弧滑動(dòng)面的概念。圖9－6中表示一個(gè)可能的圓弧滑動(dòng)面，把滑動(dòng)面分成若干小弧段△Li，小弧段△Li上的應(yīng)力用弧段中點(diǎn)的應(yīng)力代表，其值可以按有限元法應(yīng)力分析的結(jié)果，根據(jù)弧段中點(diǎn)所在的單元的應(yīng)力確定，表示為σxi，σzi，σxzi。如果小弧段△Li與水平線的傾角θi，則作用在弧段上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：(2-17)根據(jù)摩爾－庫侖強(qiáng)度理論，該點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度為：(2-18)3)求邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。將滑動(dòng)面上所有小弧段的剪應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度分別求出后，累加求沿著滑動(dòng)面的總的剪切力∑τi△li和抗剪力∑τfi，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為(2-19)（3）其它方法：山區(qū)一些土坡往往覆蓋在起伏變化的基巖面上，土坡失穩(wěn)多數(shù)沿著這些界面發(fā)生，對這種起伏不平的滑動(dòng)面分析，國內(nèi)常用不平衡推力傳遞法。此外，土坡穩(wěn)定分析也常用洛巴索夫圖表法。2.4邊坡穩(wěn)定分析的總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法由于許多情況下土體內(nèi)存在孔隙水壓力，因此，在討論邊坡穩(wěn)定計(jì)算方法中，作用在滑動(dòng)土體上的力是用總應(yīng)力表示還是用有效應(yīng)力表示，這是一個(gè)十分重要的問題。當(dāng)土坡中因某種原因存在孔隙水壓力，計(jì)算摩阻力時(shí)如果扣除孔隙水壓力，完全由有效應(yīng)力計(jì)算，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)用有效強(qiáng)度指標(biāo)，這樣的分析方法稱為有效應(yīng)力法；如果不扣除孔隙水壓力，摩擦阻力直接用公式了Tfi＝Nitgφ計(jì)算，這就是總應(yīng)力法。教材對幾個(gè)控制時(shí)期如何應(yīng)用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法作較詳細(xì)的探討，其基本規(guī)律如下：1．穩(wěn)定滲流期土坡穩(wěn)定分析，由于壩體內(nèi)各點(diǎn)的孔隙水壓力均能由流網(wǎng)確定，因此原則上用有效應(yīng)力法分析，而不用總應(yīng)力法。2．施工期的邊坡穩(wěn)定分析，可以分別用總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法，前者不直接考慮孔隙水壓力的影響，后者必須先計(jì)算施工期填土內(nèi)孔隙水壓力的發(fā)生和發(fā)展情況，然后才能進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。3．地震對邊坡穩(wěn)定的影響有兩種作用：一是在邊坡土體上附加作用一個(gè)隨時(shí)間變化的加速度，因而產(chǎn)生隨時(shí)間變化的慣性力，促使邊坡滑動(dòng)；另一種作用是振動(dòng)使土體趨于變密，引起孔隙水壓力上升，即產(chǎn)生振動(dòng)孔隙水壓力，從而減小土的抗剪強(qiáng)度。對于密實(shí)的粘性土，慣性力是主要作用，對于飽和、松散的無粘性土和低塑性粘性土，則第二種的作用影響更大目前更有效應(yīng)力法進(jìn)行地震邊坡穩(wěn)定分析尚有一定的難度，一般情況下均采用總應(yīng)力法。計(jì)算時(shí)將隨時(shí)間變化的慣性力等價(jià)成一個(gè)靜的地震慣性力，作用在滑動(dòng)土體上，故稱擬靜力法。2.5土坡穩(wěn)定分析的幾個(gè)問題討論1．關(guān)于挖方邊坡和天然邊坡人工挖出和天然存在的土坡是在天然地層中形成的，但與人工填筑土坡相比有獨(dú)特之處。對均質(zhì)挖方土坡和天然土坡穩(wěn)定性分析，與人工填筑土坡相比，求得的安全系數(shù)比較符合實(shí)測結(jié)果，但對于超固結(jié)裂隙粘土，算得的安全系數(shù)雖遠(yuǎn)大于1，表面上看來已穩(wěn)定，實(shí)際上都已破壞，這是由超固結(jié)粘土的特性決定的。隨著剪切變形的增加，抗剪力增大到峰值強(qiáng)度，隨后降至殘余值，特別是粘聚力下降較大，甚至接近于零，這些特形對土坡穩(wěn)定性有很大影響。2．關(guān)于圓弧滑動(dòng)法該法把滑動(dòng)面簡單地當(dāng)做圓弧，并認(rèn)為滑動(dòng)土體是剛性的，沒有考慮分條之間的推力，或只考慮分條間水平推力(畢肖普公式)，故計(jì)算結(jié)果不能完全符合實(shí)際，但由于計(jì)算概念明確，且能分析復(fù)雜條件下土坡穩(wěn)定性，所以在各國實(shí)踐中普遍使用。由均質(zhì)粘土組成的土坡，該方法可使用，但由非均質(zhì)粘土組成的土坡，如壩基下存在軟弱夾層或土石壩等，其滑動(dòng)面形狀發(fā)生很大變化，應(yīng)根據(jù)具體情況，采用非圓弧法進(jìn)行計(jì)算比較。不論用哪—一種方法．都必須考慮滲流的作用。3．土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選用問題選用的土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是否合理，對土坡穩(wěn)定性分析結(jié)果有密切關(guān)系，如果使用過高的指標(biāo)值來設(shè)計(jì)土壩，就有發(fā)生滑坡的可能。因此，應(yīng)盡可能結(jié)合邊坡實(shí)際加荷情況，填料性質(zhì)和排水條件等，去合理選用土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。4．安全系數(shù)選用問題從理論上講，處于極限平衡狀態(tài)的土坡，其安全系數(shù)K＝1，所以：若設(shè)計(jì)土坡時(shí)的K>1，就應(yīng)滿足穩(wěn)定要求，但實(shí)際工程中，有些土坡安全系數(shù)雖大于1，還是發(fā)生了滑動(dòng)；而有些土坡安全系數(shù)小于1，卻是穩(wěn)定的。這是因?yàn)橛绊懓踩禂?shù)的因素很多，如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的選用、計(jì)算方法的選擇、計(jì)算條件的選擇等。目前對土坡穩(wěn)定容許安全系數(shù)的數(shù)值，各部門尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，選用時(shí)要注意計(jì)算方法、強(qiáng)度指標(biāo)和容許安全系數(shù)必須相互配合，并要根據(jù)工程不同情況，結(jié)合當(dāng)?shù)匾延薪?jīng)驗(yàn)加以確定。第3章安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法3.1條分法為了將圓弧滑動(dòng)法應(yīng)用于φ＞0的黏性土，通常采用條分法。條分法就是將滑動(dòng)土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，并將它們的比值作為土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。如果把滑動(dòng)土體分成n個(gè)條塊，則條塊間的分界面有（n-1）個(gè)。界面上的未知量為3（n-1）個(gè)，滑動(dòng)面上的未知量為2n，加上待求的安全系數(shù)Fs，總計(jì)未知量個(gè)數(shù)為（5n-2）個(gè)?？梢越⒌撵o力平衡方程為4n個(gè)，待求未知量和方程數(shù)之差為（n-2），是一個(gè)超靜定問題。要是問題得到解決，必須建立新的方程。下面介紹的瑞典條分法即是對條塊間作用力加上一些可以接受的簡化假定。3.2瑞典條分法瑞典條分法是條分分法中最古老老的一種。該該法假定滑動(dòng)動(dòng)面是一個(gè)滑滑動(dòng)面。并認(rèn)認(rèn)為條塊間的的作用力對于于邊坡的整體體穩(wěn)定性影響響不大，可以以忽略，或者者說，假定條條塊兩側(cè)的作作用力大小相相等，方向相相反且作用于于同一直線上上。圖（3-1）中取條塊塊進(jìn)行分析，由由于不考慮條條塊間的作用用力，有圖3-1瑞典條分分法(3-1)根據(jù)滑弧面上極限限平衡條件，有有(3-2)式中，——條塊在在滑動(dòng)面上的的抗剪強(qiáng)度；；——滑動(dòng)圓弧的安全系系數(shù)。式(3-2)中，，因因此條塊的力力多邊形不閉閉合，即本法法不滿足條塊塊的靜力平衡衡條件，外力力對圓心力矩矩之和為零。在在條塊的三個(gè)個(gè)作用力中，法法向力過圓心心不引起力矩矩。重力產(chǎn)生生滑動(dòng)力矩為為(3-3)滑動(dòng)面上抗滑力產(chǎn)產(chǎn)生的抗滑力力矩為(3-4)因?yàn)檎w力矩平衡衡，即(3-5)故(3-6)將式(3-3)和和式(3-4)代入式(3-6)，并進(jìn)行簡簡化(3-7)(3-88)這就是最簡單的條條分法公式，因因?yàn)槭侨鸬淙巳耸紫忍岢鰜韥淼模苑Q稱為瑞典條分分法。它只滿滿足于滑動(dòng)土土體整體力矩矩平衡條件而而不滿足條塊塊的靜力平衡衡條件，這是是它區(qū)別于其其他條分法的的主要特點(diǎn)。此此法應(yīng)用的時(shí)時(shí)間很長，積積累了豐富發(fā)發(fā)熱工程經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，一般得到到的安全系數(shù)數(shù)偏低，即誤誤差偏于安全全方面，故目目前仍然是工工程上常用的的方法。3.3費(fèi)倫紐斯確確定最危險(xiǎn)滑滑動(dòng)面圓心的的方法上述瑞典條分法的的滑動(dòng)面是任任意選取的，這這一安全系數(shù)數(shù)并不代表邊邊坡的真正穩(wěn)穩(wěn)定性。假如如一個(gè)滑動(dòng)面面，就可以計(jì)計(jì)算其相應(yīng)的的安全系數(shù)。真真正代表邊坡坡穩(wěn)定程度的的安全系數(shù)是是安全系數(shù)中中的最小值。相相應(yīng)于最小的的安全系數(shù)的的滑動(dòng)面稱為為最危險(xiǎn)滑動(dòng)動(dòng)面，它才是是真正的滑動(dòng)動(dòng)面[8-110]。確定最危險(xiǎn)滑動(dòng)面面圓心的位置置和半徑大小小是穩(wěn)定分析析中最繁瑣、工工作量最大的的工作。需要要通過多次的的計(jì)算才能完完成。這方面面費(fèi)倫紐斯提提出的經(jīng)驗(yàn)方方法，對于較較快地確定最最危險(xiǎn)滑動(dòng)面面很有幫助。費(fèi)倫紐斯認(rèn)為，對對于均勻粘性性土坡，最危危險(xiǎn)滑動(dòng)面一一般通過坡腳腳。在的邊坡坡穩(wěn)定分析中中，最危險(xiǎn)滑滑弧圓心位置置可以由圖(3-2)中和夾角的交點(diǎn)點(diǎn)確定。圖3-2最危險(xiǎn)滑弧圓圓心位置、的值與坡角大小的的關(guān)系，可由由表(3-1)查用。表3-1、的值與坡角角大小的關(guān)系系坡角坡度β1β260°1：0.5829°40°45°1：1.028°37°33°41′1：1.526°35°26°34′1：2.025°35°18°26′1：3.025°35°14°02′1：4.025°36°11°19′1：5.025°39°對于的土坡，最危危險(xiǎn)滑動(dòng)面的的圓心位置可可能在圖()中DE線的延長長段上，線的的位置按圖(3-3)中所示的方方法確定。自自點(diǎn)向延長線上上取圓心、…，通過圓弧弧、…，并求出相相應(yīng)的安全系系數(shù)、…。然后用適適當(dāng)?shù)谋壤叱邩?biāo)在相應(yīng)圓圓心點(diǎn)上，并并連成安全系系數(shù)隨圓心位位置的變化曲曲線。曲線的的最低點(diǎn)即為為圓心在線上上時(shí)安全系數(shù)數(shù)的最小值。但但是真正的最最危險(xiǎn)滑弧圓圓心并不一定定在線上。通通過這個(gè)最低低點(diǎn)，引的垂垂直線，在FG線上，在在DE延長線的的最小值前后后再確定幾個(gè)個(gè)圓心、，用類似步步驟確定圓心心在FG線上時(shí)的的最小安全系系數(shù)的圓心，這這個(gè)圓心才認(rèn)認(rèn)為是通過坡坡腳滑出時(shí)的的最危險(xiǎn)滑動(dòng)動(dòng)圓弧的中心心。本設(shè)計(jì)簡簡化此方法，只只在延長線DDE適當(dāng)位置置取一圓心做做穩(wěn)定性分析析。圖3-3最危險(xiǎn)滑動(dòng)動(dòng)圓心的確定定方法3.4計(jì)算分析將滑動(dòng)土體分為77個(gè)條塊，分分別計(jì)算各條條塊的重量,滑動(dòng)面長度度，滑動(dòng)面中中心與過圓心心鉛垂線的圓圓心角。費(fèi)倫倫紐斯法分別別計(jì)算如下：：安全系數(shù)：0.811圖3-4R=225m時(shí)安全全系數(shù)計(jì)算圖圖表3-2R=25安全全系數(shù)計(jì)算表表?xiàng)l塊編號(°)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)18.60130.5720.02129.0349.5327.18326.20215.57369.25101.60355.00136.28322.71586.17231.77538.40206.67430.27656.19338.45562.18215.80538.54543.87346.16419.48161.02648.04386.98293.25252.5196.92760.30147.60130.1369.6326.72安全系數(shù)：0.788圖3-5R=30mm時(shí)安全系數(shù)數(shù)計(jì)算圖表3-3R=30m安全系系數(shù)計(jì)算表?xiàng)l塊編號(°)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)119.6280.2027.5975.3128.9124.31291.68224.91235.52101.58212.4981.57330.42376.80195.20322.30123.72436.30481.05291.04383.02147.03542.70411.20284.55296.84113.95649.91280.62218.67175.8867.51758.66103.3789.6651.4319.74安全系數(shù)：0.803圖3-6R=35mm時(shí)安全系數(shù)數(shù)計(jì)算圖表3-4R=35m安全系系數(shù)計(jì)算表?xiàng)l塊編號(°)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)126.3959.6727.1553.1420.4022.84274.13230.72174.1090.99148.4256.98335.27277.64163.86224.1386.03440.10367.85241.96277.07106.35545.34344.51249.89237.1491.03651.08232.01183.80141.5954.36757.8985.4773.5443.5416.71安全系數(shù)：0.814圖3-7R=40mm時(shí)安全系數(shù)數(shù)計(jì)算圖表3-5R=40m安全系系數(shù)計(jì)算表?xiàng)l塊編號(°)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)131.0546.8624.7339.8015.2821.94263.25234.74137.0779.84111.4042.76338.70218.67139.65168.2864.59442.82289.75200.99208.7180.12547.20301.51225.50200.1476.83652.09199.37160.11118.7845.60757.6771.0861.0336.4513.99通過以上分析可得得出，R=30m時(shí)，安全全系數(shù)最小Fs=0..788，曲線最低即即為圓心在DE上的安全系系數(shù)的最小值值。通過這個(gè)個(gè)最低點(diǎn)，引引DE的垂線，在DE延線的最小小值前再定幾幾個(gè)圓心，用用類似的步驟驟確定圓心在在FG線上時(shí)的最最小安全系數(shù)數(shù)的圓心，這這個(gè)圓心才認(rèn)認(rèn)為是通過坡坡腳滑出時(shí)的的最危險(xiǎn)滑動(dòng)動(dòng)圓弧的中心心。最終計(jì)算算得Fs=0.7788。確定定該邊坡不穩(wěn)穩(wěn)定，必須采采取恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方式。文中選擇抗抗滑樁。第5章混凝土抗滑樁施工工方案5.1施工準(zhǔn)備1、開挖前場地完成成三通一平。地地上、地下的的電纜、管線線、舊建筑物物、設(shè)備基礎(chǔ)礎(chǔ)等障礙物均均已排除處理理完畢。各項(xiàng)項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施如如照明、動(dòng)力力、通風(fēng)安全全設(shè)施準(zhǔn)備就就緒。2、熟悉施工圖紙及及場地的地下下土質(zhì)、水文文地質(zhì)資料，做做到心中有數(shù)數(shù)。3、按基礎(chǔ)平面圖，設(shè)設(shè)置樁位軸線線、定位點(diǎn)；；樁孔四周灑灑灰線，測定定高程水準(zhǔn)點(diǎn)。放線線工序完成后后，辦理驗(yàn)收收工序交接手手續(xù)。4、開挖樁群之前有有選擇地在兩兩端先挖兩個(gè)個(gè)試驗(yàn)樁孔，分分析土質(zhì)、水水文等有關(guān)情情況，以此修修改原編制施施工方案。5、在地下水位比較較高的區(qū)域，先先降低地下水水位至樁底以以下0.5mm左右。6、人工挖孔操作的的安全至關(guān)重重要，開挖前前對施工人員員進(jìn)行全面的的安全技術(shù)交交底；操作前前對吊具進(jìn)行行安全可靠的的檢查和試驗(yàn)驗(yàn)，確保施工工安全。材料要求1、水泥：采用抗硫硫酸型酸性侵侵蝕和溶出型型侵蝕水泥，有有產(chǎn)品合格證證，出廠檢驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)場場復(fù)驗(yàn)報(bào)告。2、砂：中砂或粗砂砂，有進(jìn)場復(fù)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。3、石子：粒徑為00.5～3.2cmm的卵石或碎碎石，有進(jìn)場場復(fù)驗(yàn)報(bào)告。4、水：自來水或不不含有害物質(zhì)質(zhì)的潔凈水。5、鋼筋：鋼筋的品品種、級別或或規(guī)格必須符符合設(shè)計(jì)要求求，有產(chǎn)品合合格證，出廠檢驗(yàn)報(bào)告告和進(jìn)場復(fù)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告，表面面清潔無老銹銹和油污。6、墊塊：用配合比比為1：3水泥漿埋22#火燒絲提前前預(yù)制或用塑塑料卡。7、火燒絲：規(guī)格118～22#鐵絲燒成。8、外加劑、摻合料料：根據(jù)施工工需要通過試試驗(yàn)確定，有有出廠質(zhì)量證證明、檢驗(yàn)報(bào)報(bào)告、復(fù)試報(bào)報(bào)告。施工機(jī)具三木搭、卷揚(yáng)機(jī)組組或電動(dòng)葫蘆蘆、手推車或或翻斗車、鎬鎬、鍬、手鏟鏟、釬、線墜墜、定滑輪組組或?qū)蚧嗇喗M、汽吊、混混凝土攪拌機(jī)機(jī)、吊桶、溜溜槽、導(dǎo)管、振振搗棒、插釬釬、粗麻繩、鋼鋼絲繩、安全全活動(dòng)蓋板、防防水照明燈（低低壓36V、100W）、電焊機(jī)機(jī)、通風(fēng)及供供氧設(shè)備、揚(yáng)揚(yáng)程水泵、木木轆轤、活動(dòng)動(dòng)爬梯、安全全帶等。模板板：組合式鋼鋼模拼裝。卡卡具、掛鉤和和零配件。木木板、木方、8#或12#槽鋼等。5.2質(zhì)量要求挖孔樁鋼筋骨架質(zhì)質(zhì)量要求主控項(xiàng)目：1、鋼筋的品種、規(guī)規(guī)格、質(zhì)量應(yīng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要要求，其進(jìn)場場檢驗(yàn)應(yīng)符合合下列規(guī)定：：鋼筋進(jìn)場時(shí)時(shí)，必須按批批次抽取試件件做力學(xué)性能能和工藝性能能試驗(yàn)，其質(zhì)質(zhì)量必須符合合現(xiàn)行國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混混凝土用熱軋軋光圓鋼筋》（GB13013）和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499）要求。（1）每批鋼筋由同一牌牌號、同一爐爐灌號、同一一規(guī)格、同一一交貨狀態(tài)組組成一批，并并不得大于60t。（2）檢查每批鋼筋的外外觀質(zhì)量。（3）每批鋼任選2根各各做1組試樣，每每組各2根試件，分分別做拉伸機(jī)機(jī)冷彎試驗(yàn)。若其中1個(gè)項(xiàng)目不不合格，應(yīng)另另取2倍數(shù)量做第2次試驗(yàn)；若若仍有1根不合格，則則該批鋼筋判判為不合格。（4）鋼筋焊接試驗(yàn)：每≤200個(gè)接頭為一一批，從中切切取6個(gè)試件：3個(gè)做拉力試試驗(yàn)，3個(gè)做冷彎試試驗(yàn)。3個(gè)拉力試件中有11個(gè)不合格，另另取6個(gè)重做試驗(yàn)驗(yàn)；若仍有1個(gè)不合格，則則該批對焊接接頭為不合格格。2、鋼筋的規(guī)格、數(shù)數(shù)量、形式及及鋼筋連接方方式應(yīng)符合設(shè)設(shè)計(jì)要求。3、豎向主鋼筋或其其他鋼材的接接頭應(yīng)避開土土石分界和滑滑動(dòng)面處。4、樁身鋼筋接頭的的施工質(zhì)量應(yīng)應(yīng)符合鐵道部部現(xiàn)行《鐵路路混凝土與砌砌體工程施工工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》（TB104424）的有關(guān)規(guī)規(guī)定。一般項(xiàng)目：挖孔樁鋼筋骨架安安裝尺寸允許許偏差及檢驗(yàn)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)符合下下表規(guī)定：表5-1挖孔樁鋼鋼筋骨架安裝裝尺寸允許偏偏差及檢驗(yàn)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)序號檢查項(xiàng)目允許偏差（㎜）檢驗(yàn)方法1鋼筋骨架長度±100用鋼尺量2主筋間距±5用鋼尺量3鋼筋骨架直徑±20用鋼尺量4箍筋間距±20用鋼尺量5鋼筋骨架垂直度2％吊線尺量挖孔樁身混凝土質(zhì)質(zhì)量要求主控項(xiàng)目：挖孔樁樁灌注混凝土土前應(yīng)清除孔孔底松散土石石、抽干積水水，并檢驗(yàn)樁樁孔斷面尺寸寸、鋼筋就位位情況，地下下水發(fā)育時(shí)，應(yīng)應(yīng)采取水下混混凝土灌注法法。挖孔樁混混凝土水泥、粗粗細(xì)骨料、外外加劑等原材材料的品種、規(guī)規(guī)格、質(zhì)量必必須符合設(shè)計(jì)計(jì)要求。樁身身混凝土強(qiáng)度度等級應(yīng)符合合設(shè)計(jì)要求，施施工單位每澆澆筑100mm3必須制取1組試件，不不足100m33亦制取1組試件。檢驗(yàn)方法：試件做做抗壓強(qiáng)度試試驗(yàn)。挖孔樁樁身混凝土土灌注應(yīng)連續(xù)續(xù)、完整。檢驗(yàn)方法：低應(yīng)變變動(dòng)力檢測或或聲波透射法法。一般項(xiàng)目：挖孔樁樁混凝土灌注注頂面高程允允許偏差±50mm。檢檢驗(yàn)方法：水水準(zhǔn)儀測量（采用水下下混凝土灌注注的樁，測量量去除夾渣混混凝土后的混混凝土頂面）。地面排水及樁頂封封閉排水設(shè)施位置、排排水縱坡要與與設(shè)計(jì)一致，并并結(jié)合路基排排水系統(tǒng)的布布置，將水排排至路基主排排水溝。挖孔樁工程地面排排水設(shè)施及樁樁頂封閉所用用的材料的品品種、規(guī)格、質(zhì)質(zhì)量要符合設(shè)設(shè)計(jì)要求，其其進(jìn)場檢驗(yàn)符符合《鐵路路路基工程施工工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》（TB104414-20003）。施工單位位每澆筑1000m3混凝凝土或（每1100m3砌砌體的砂漿）必必須制取1組試件，不不足100m33亦制取1組試件。檢驗(yàn)方法：試件做做抗壓強(qiáng)度試試驗(yàn)。5.3操作工藝藝場地平整平整場地、清除雜雜物、夯打密密實(shí)。樁位處處地面應(yīng)高出出原地面50厘米左右，場地四四周開挖排水水溝，防止地地表水流入孔孔內(nèi)。測量放樣進(jìn)行施工放樣，施施工隊(duì)配合測測量班按設(shè)計(jì)計(jì)圖紙定出孔孔位，經(jīng)檢查查無誤后，由由施工隊(duì)埋設(shè)設(shè)十字護(hù)樁，十十字護(hù)樁必須須用砂漿或混混凝土進(jìn)行加加固保護(hù)，以以備開挖過程程中對樁位進(jìn)進(jìn)行檢驗(yàn)。樁孔開挖采用從上到下逐層層用鎬、鍬進(jìn)進(jìn)行開挖，遇遇堅(jiān)硬土或大大塊孤石采用用錘、釬破碎碎，挖土順序序?yàn)橄韧谥虚g間后挖周邊，按按設(shè)計(jì)樁徑加加20厘米控制截面面大小?？變?nèi)內(nèi)挖出的土裝裝入吊桶，采采用自制提升升設(shè)備將渣土土垂直運(yùn)輸?shù)降降孛?，堆積積到指定地點(diǎn)點(diǎn)，防止污染染環(huán)境。注意意挖孔過程中中，不必將孔孔壁修成光面面，要使孔壁壁稍有凹凸不不平，以增加加樁的摩擦力力。護(hù)壁施工對巖層、較堅(jiān)硬密密實(shí)土層，不不透水，開挖挖后短期不會(huì)會(huì)坍孔的，可可不設(shè)護(hù)壁，其其它土質(zhì)情況況下，必須施施作護(hù)壁，保保持孔壁穩(wěn)定定，以策安全全。護(hù)壁擬采采用現(xiàn)澆模注注混凝土護(hù)壁壁，混凝土標(biāo)標(biāo)號與樁身設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)號相同同。第一節(jié)混混凝土護(hù)壁(原地面以下下1米)徑向厚度為為20cm，宜宜高出地面20～30cm，使使其成為井口口圍圈，以阻阻擋井上土石石及其它物體體滾入井下傷傷人，并且便便于擋水和定定位。等厚度度護(hù)壁如下圖圖示。圖5-1挖孔樁護(hù)護(hù)壁示意圖該方法適用于各類類土層，每挖挖掘0.8～1.0m深時(shí)，即即立模灌注混混凝土護(hù)壁。平平均厚度155cm。兩節(jié)節(jié)護(hù)壁之間留留10～15cm的空隙，以以便混凝土的的灌注施工。混凝土攪拌應(yīng)采用用滾筒攪拌機(jī)機(jī)拌制,坍落度宜為為14厘米左右。模板不需光滑平整整，以利于與與樁體混凝土土的聯(lián)結(jié)。為為了進(jìn)一步提提高柱身砼與與護(hù)壁的粘結(jié)結(jié)，也為了砼砼入模方便，護(hù)護(hù)壁方式可采采用喇叭錯(cuò)臺(tái)臺(tái)狀護(hù)壁。護(hù)壁砼的施工，采采取自制的鋼鋼模板。鋼模模板面板的厚厚度不得小于于3mm，澆注注混凝土?xí)r拆拆上節(jié)，支下下節(jié)，自上而而下周轉(zhuǎn)使用用。模板間用用U形卡連接，上上下設(shè)兩道6～8號槽鋼圈頂頂緊；鋼圈由由兩半圓圈組組成，用螺栓栓連接，不另另設(shè)支撐，以以便澆注混凝凝土和下節(jié)挖挖土操作。表5-2人工挖孔孔允許偏差和和檢驗(yàn)方法序號項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法1頂面位置50mm測量檢查2孔位中心50mm3傾斜度0.5%檢查樁位（中）軸軸線及標(biāo)高鎖口壁做好以后，必必須將樁位十十字線和標(biāo)高高測設(shè)結(jié)果在在護(hù)壁的上口口，然后用十十字線對中，吊吊線墜向井底底測設(shè)，以尺尺桿檢查孔壁壁的垂直平整整度。隨之進(jìn)進(jìn)行修整，井井深必須以基基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)據(jù)，逐節(jié)進(jìn)行行引測。保證證樁孔軸線位位置、標(biāo)高、截截面尺寸滿足足設(shè)計(jì)要求。架設(shè)垂直運(yùn)輸架鎖口壁成孔以后，即即著手在樁孔孔上口架設(shè)垂垂直運(yùn)輸支架架，要求搭設(shè)設(shè)穩(wěn)定、牢固固。安裝電動(dòng)葫蘆或卷卷揚(yáng)機(jī)在垂直運(yùn)輸架上安安裝滑輪組和和電動(dòng)葫蘆或或穿卷揚(yáng)機(jī)的的鋼絲繩，選選擇適當(dāng)位置置安裝卷揚(yáng)機(jī)機(jī)。（一）安裝吊桶、照明明、活動(dòng)蓋板板、水泵和通通風(fēng)機(jī)1、在安裝滑輪組及及吊桶時(shí)，注注意使吊桶與與樁孔中心位位置重合，作作為挖孔時(shí)直觀上控制制位中心和護(hù)護(hù)壁支模的中中心線。2、井底照明必須用用低壓電源（36V、100W）、防水帶帶罩的安全燈燈具。樁口上設(shè)圍護(hù)欄。3、當(dāng)樁孔深大于220m時(shí)，要要向井下通風(fēng)風(fēng)，加強(qiáng)空氣氣對流。必要要時(shí)輸送氧氣氣，防止有毒毒氣體的危害害。操作時(shí)上上下人員輪換換作業(yè)，樁孔孔上人員密切切注視觀察樁樁孔下人員的的情況?；ハ嘞嗪魬?yīng)，切實(shí)實(shí)預(yù)防安全事事故的發(fā)生。4、當(dāng)?shù)叵滤坎淮蟠髸r(shí)，隨挖隨隨將泥水用吊吊桶運(yùn)出。地地下滲水量較較大時(shí)，吊桶桶已滿足不了了排水，先在在樁孔底挖集集水坑，用高高程水泵沉入入抽水，邊降降水邊挖土，水水泵的規(guī)格按按抽水量確定定。要日夜三三班抽水，使使水位保持穩(wěn)穩(wěn)定。地下水水位較高時(shí)，要要先采用統(tǒng)一一降水的措施施，再進(jìn)行開開挖。5、樁孔口安裝水平平推移的活動(dòng)動(dòng)安全蓋板，當(dāng)當(dāng)樁孔內(nèi)有人人挖土?xí)r，要要掩好安全蓋蓋板，防止雜雜物掉下砸人人。無關(guān)人員員不得靠近樁樁孔口邊。吊吊運(yùn)土?xí)r，再再打開安全蓋蓋板。（二）開挖吊運(yùn)第一節(jié)節(jié)樁孔護(hù)壁土土方（修邊），從從第一節(jié)開始始，利用提升升設(shè)備運(yùn)土，樁樁孔內(nèi)人員要要截好安全帽帽，地面人員員要拴好安全全帶。吊孔離離孔口上方11.5m時(shí)，推推動(dòng)活動(dòng)安全全蓋板，掩蔽蔽孔口，防止止卸土的土塊塊、石塊等雜雜物墜落孔內(nèi)內(nèi)傷人。吊桶桶在小推車內(nèi)內(nèi)卸土后，再再打開活動(dòng)蓋蓋板，下放吊吊桶裝土。樁孔挖至規(guī)定的深深度后，用鋼鋼尺、吊線墜墜檢查樁孔截截面尺寸和位位置，上下要要垂直平順，修修整孔壁。（三）先拆除鎖口模板板塊后支第一一節(jié)護(hù)壁模板板（放附加鋼鋼筋）護(hù)壁模板采用拆上上節(jié)支下節(jié)依依次周轉(zhuǎn)使用用，模板上口口留出高度為為100mmm的混凝土澆澆筑口，接口口處要搗固密密實(shí)，強(qiáng)度達(dá)達(dá)到1Mpa時(shí)拆模，拆拆模后用混凝凝土堵嚴(yán)，水水泥砂漿抹平平。（四）澆筑第一節(jié)護(hù)壁壁混凝土混凝土用吊桶送來來，人工澆筑筑，人工插搗搗密實(shí)。混凝凝土可由試驗(yàn)驗(yàn)室確定摻入入早強(qiáng)劑，以以加速混凝土土的硬化。（五）檢查樁位中心軸軸線及標(biāo)高以鎖口壁上口的定定位線為依據(jù)據(jù)，逐節(jié)校測測。（六）逐層往下循環(huán)作作業(yè)，將樁孔孔挖至設(shè)計(jì)深深度。清除虛虛土。檢查土土質(zhì)情況，樁樁底要支承在在設(shè)計(jì)所規(guī)定定的持力層上上。檢查驗(yàn)收成孔以后必須對樁樁身截面尺寸寸、孔底標(biāo)高高、樁位中線線、井壁垂直直進(jìn)行全面測測定，做好施施工記錄，辦辦理隱蔽驗(yàn)收收手續(xù)。吊放鋼筋鋼筋放入前要先按按設(shè)計(jì)要求將將鋼筋加工好好；兩段鋼筋筋連接時(shí)，要要采用雙面焊焊接，接頭數(shù)數(shù)按50%錯(cuò)開。吊放放鋼筋束時(shí)，要要對準(zhǔn)孔位，直直吊扶穩(wěn)、緩緩慢下沉，避避免碰撞孔壁壁。鋼筋按照照設(shè)計(jì)根數(shù)放放入后，在孔孔內(nèi)綁扎鋼筋筋，并綁好砂砂漿墊塊，以以確保鋼筋位位置正確，保保護(hù)層厚度符符合要求。澆筑樁身混凝土1、在灌注混凝土前前應(yīng)對孔徑、孔孔深、孔型全全部檢查并報(bào)報(bào)監(jiān)理工程師師，經(jīng)檢驗(yàn)合合格后方可灌灌注混凝土。2、混凝土采用集中中拌合，自動(dòng)動(dòng)計(jì)量，罐車車運(yùn)輸，泵送送混凝土施工工，插入式振振搗器振搗?；旎炷恋臐仓肽囟炔徊坏陀?5℃，也不高于于+30℃，否則采用用經(jīng)監(jiān)理工程程師批準(zhǔn)的相相應(yīng)措施。3、灌注支架采用移移動(dòng)式的,事先拼裝好,用時(shí)移至孔孔口,以懸掛串筒,漏斗底口。從從高處直接傾傾卸時(shí),其自由傾落落高度一般不不宜超過2米以不發(fā)生離離析為度。當(dāng)傾落高高度超過2米時(shí),應(yīng)通過串筒筒、溜管或震震動(dòng)溜管等設(shè)設(shè)施下落；傾傾落高度超過過10米時(shí)，并應(yīng)設(shè)設(shè)置減速裝置置。4、混凝土分層澆筑筑，分層厚度度控制在300～45cm。振振搗采用插入入式振動(dòng)器，振振動(dòng)器的振動(dòng)動(dòng)深度一般不不超過棒長度度2/3～3/4倍，振振動(dòng)時(shí)要快插插慢拔，不斷斷上下移動(dòng)振振動(dòng)棒，以便便搗實(shí)均勻，減減少混凝土表表面氣泡。振振動(dòng)棒插入下下層混凝土中中5～10cm，移移動(dòng)間距不超超過40cmm，與側(cè)模保保持5～10cm距離離，對每一個(gè)個(gè)振動(dòng)部位，振振動(dòng)到該部位位混凝土密實(shí)實(shí)為止，即混混凝土不再冒冒出氣泡。5.4成品保護(hù)護(hù)1、已挖好的樁孔必必須用木板或或腳手板、鋼鋼筋網(wǎng)片蓋好好，防止土塊塊、雜物、人人員墜落。嚴(yán)嚴(yán)禁用草袋、塑塑料袋虛掩。2、已挖好的樁孔及及時(shí)放好鋼筋筋籠，及時(shí)澆澆筑混凝土，間間隔時(shí)間不得得超過4小時(shí)，以防防坍方。有地地下水的樁孔孔要隨挖、隨隨檢、隨放鋼鋼筋籠、隨時(shí)時(shí)將混凝土灌灌好，避免地地下水浸泡。3、樁孔上口外圈要要做好擋土臺(tái)臺(tái)，防止灌水水及掉土。4、保護(hù)好已成形的的鋼筋籠，不不得扭曲、松松動(dòng)變形。吊吊入樁孔時(shí)，不不要碰壞孔壁壁。吊桶要垂垂直放置防止止因混凝土斜斜向沖擊孔壁壁，破壞孔壁壁土層，造成成夾土。5、鋼筋籠不要被泥泥漿污染；澆澆筑混凝土?xí)r時(shí)，在鋼筋籠籠頂部固定牢牢固，限制鋼鋼筋籠上浮。6、樁孔混凝土澆筑筑完畢，要復(fù)復(fù)核樁位和樁樁頂標(biāo)高。將將樁頂用塑料料布或草簾圍圍好，防止混混凝土發(fā)生收收縮、干裂。7、施工過程妥善保保護(hù)好場地的的軸線樁、水水準(zhǔn)點(diǎn)。不得得碾壓樁頭，彎彎折鋼筋。5.5應(yīng)注意的的質(zhì)量問題1、垂直偏差過大：：由于開挖過過程未按要求求每節(jié)核驗(yàn)垂垂直度，致使使挖完以后垂垂直度超過規(guī)規(guī)范要求。每每挖完一節(jié)，必必須根據(jù)樁孔孔口上的軸線線吊直、修邊邊、使孔壁截截面保持上下下順直。2、孔壁坍塌：因樁樁位土質(zhì)不好好，或地下水水滲出而使孔孔壁坍塌。開開挖前要掌握握現(xiàn)場土質(zhì)情情況，錯(cuò)開樁樁位開挖，縮縮短每節(jié)高度度，隨時(shí)觀察察土體松動(dòng)情情況，必要時(shí)時(shí)可在坍孔處處用磚砌，鋼鋼板樁、木板板樁堵；操作作過程要緊湊湊，不留間隔隔空隙，避免免坍孔。3、孔底殘留虛土太太多：成孔、修修邊以后有較較多虛土、碎碎石，未認(rèn)真真清除。在放放鋼筋籠前后后均要認(rèn)真檢檢查孔底，清清除虛土雜物物。必要時(shí)用用水泥砂漿或或混凝土封底底。4、孔底出現(xiàn)積水：：當(dāng)?shù)叵滤疂B滲出較快或雨雨水流入，抽抽排水不及時(shí)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)積水。開挖挖過程中孔底底要挖集水井井坑，及時(shí)下下坑抽水。如如有少量積水水，澆筑混凝凝土?xí)r可在首首盤采用半干干硬性的混凝凝土料，大量量積水一時(shí)難難以排除的情情況下，則要要用導(dǎo)管水下下澆筑混凝土土的辦法，確確保施工質(zhì)量量。5、樁身混凝土質(zhì)量量差：有縮頸頸、空洞、夾夾土等現(xiàn)象。在在澆筑混凝土土前一定要做做好操作技術(shù)術(shù)交底，堅(jiān)持持分層澆筑、分分層振搗、連連續(xù)作業(yè)。必必要時(shí)用鐵桿桿、竹竿、鋼鋼筋釬人工輔輔助插搗，以以補(bǔ)充機(jī)械振振搗不足。6、鋼筋籠扭曲變形形：鋼筋籠加加工制作時(shí)點(diǎn)點(diǎn)焊不牢，未未采取支撐鋼鋼筋，運(yùn)輸、吊吊放時(shí)產(chǎn)生變變形、扭曲。鋼鋼筋籠要在專專業(yè)平臺(tái)上加加工，主筋與與箍筋點(diǎn)焊牢牢固，支撐加加固措施要可可靠，吊運(yùn)要要豎直，使其其平穩(wěn)地放入入樁孔中，保保持骨架完好好。5.6人工挖孔孔樁施工安全全注意事項(xiàng)1、人工挖孔樁適應(yīng)應(yīng)于工程地質(zhì)質(zhì)和水文地質(zhì)質(zhì)條件較好且且持力層埋藏藏較淺，單樁樁承載力較大大的工程。如如沒有可靠的的技術(shù)和不安安全措施，不不得在地下水水位高，（特特別是存在承承壓時(shí)）的沙沙土、厚度較較大的淤泥質(zhì)質(zhì)土層中進(jìn)行行挖孔樁施工工。樁井開挖挖過程中如發(fā)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況況與設(shè)計(jì)圖出出入較大時(shí)，要要及時(shí)通知有有關(guān)單位。2、人工挖孔樁必須須采用間樁開開挖。3、人工挖孔樁護(hù)壁壁混凝土強(qiáng)度度等級應(yīng)滿足足設(shè)計(jì)要求，樁樁井開挖要求求分節(jié)開挖，每每節(jié)開挖長度度不宜大于22.0m，并并不得在土石石變化處和滑滑動(dòng)面處分節(jié)節(jié)；開挖一節(jié)節(jié)立即支護(hù)一一節(jié)。4、施工場地及鄰近近的建筑物，施施工前應(yīng)會(huì)同同有關(guān)單位進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查查,并將建筑物原原有裂縫及特特殊情況記錄錄備查。對挖挖孔和抽水可可能危及的鄰鄰房,應(yīng)事先采取取加固