太阳河滑坡设计最终1.doc

01、前言1.1 任务由来恩施市太阳河乡大转拐滑坡工程位于恩施市太阳河乡青树子村2011 年 7 月6 日至 7 日该地区强降雨，于 7 日清晨 6 时左右和上午 10 时 55 分，太阳河乡境内省道白奉公路 26km+600m～26km+900m 处山体二次发生滑坡该滑坡导致白奉公路被冲毁，太阳河加油站和煤球厂被掩埋，2 栋民房被冲毁受恩施市公路管理段的委托，我公司承担了本项目的勘察设计任务1.2 项目地理位置、行政区别、坐标恩施市地处鄂西山区中部，地理位置在北纬 29°50′至 30°39′，东经 109°4′至109°58′，市域东西距 86.5 公里，南北 长 90.2 公里恩施市为恩施土家族苗族自治州州府所在地，北邻重庆奉节，南连宣恩，西与利川、咸丰接壤，东与建始、 鹤峰毗邻1.3 主要目的与任务本次设计的主要目的是保证滑坡体在强降雨及 VI 度地震作用下，保持稳定使省道白奉公路安全通畅，保证太阳河乡人民生命财产安全和出行的方便本滑坡治理设计的主要任务是在滑坡地质资料分析的基础上，进一步确立滑坡可能失稳模式及危害性结合具体的工程地质和水文地质，对滑坡防治工程的可能性进行分析，并对选定的防治工程方案进行设计。

1.4 设计依据本治理工程设计主要参考以下文件、规程、规范和技术标准：《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001) ；《公路路基施工技术规范》（JTJ033-95）；《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001) ；《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) ；《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ0219—2006)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)；《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) ；《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；《恩施市太阳河乡大转拐处滑坡工程地质勘察报告》，广东顺协工程勘察有限公司；国家建筑标准设计图集《挡土墙图集》（04J008）本设计的测量：高程采用 1956 年黄海高程系；坐标采用 1954 年北京坐标系1.5 工程特征表表 0.1 太阳河滑坡工程特征表项目名称 太阳河乡大转拐滑坡治理工程建设地点 恩施市太阳河乡青树子村所在河流 盆架河地形地貌潜在滑坡区微地貌单元属于陡坡地形，坡面地形呈上缓下陡，坡向 350°，坡角 约 18°～26°左右，岩层倾 向与坡面坡向一致，边 坡结构类型为岩质顺向坡。

地层岩性山体斜坡上部第四系崩坡积碎石土层，下部基岩为层状灰岩节理裂隙较发育，透水性好，降水易渗入岩石层间地质构造滑坡区位于太阳河乡——新华夏系梭步垭复背斜的北西翼，滑坡区为一单斜构造工程地质滑坡体结构特征本滑坡由三组岩基裂隙与岩层组合形成不稳定体，这是发生滑坡的主要地质原因2、治理工程设计2.1 等级划分、荷载及工况的确定32.1.1 工程等级划分地质灾害体防治工程等级的划分依据《建筑边坡工程技术规范》((GB50330-2002)和《滑坡防治工程勘查规范》DZ/T0218-2006，滑坡危害程度分级按危害对象、危害人数及可能经济损失三方面综合考虑将危害程度划分为Ⅱ级2.1.2 荷载（1）滑坡体自重（2）地震荷载2.1.3 工况工况 1：自重+ 地震荷载＋20 年一遇暴雨地下水位2.2 标准与安全系数2.2.1 标准滑坡防治工程等级为Ⅱ级工程设计基准期：50 年降雨重现期：重现期取 20 年(5%的降雨概率)2.2.2 滑坡防治工程设计安全系数设计：自重 k=1.25校核：自重+ 地震+ 地下水 k=1.052.3 方案比选本项目的治理设计原则为安全、合理、造价低和施工工期短由于白奉公路是太阳河乡村民的出行道路，因此，治理工作一定要在春节前完工，保证春节期间村民的出行安全畅通。

在本设计中，首先对治理方案的技术合理性、施工的可行性和经济三个方面综合考虑同时，着重考虑施工工期的因素，从而选择最佳的治理方案根据钻探揭露，滑坡地层分为两层，上层为土类，下层为瘤状灰岩依据地质报告，滑坡的滑动面为瘤状灰岩的岩层层面，已出露倾角 16°～18 °，滑坡物厚度为 6.3～10.5m，局部已经滑动滑坡范围内的排水系统不通畅大部分排水沟均为自然流冲刷或村民在梯田边修建而成坡体在遇暴雨时，水就会沿着岩体节理裂隙及卸荷裂隙发生侵蚀性渗流经勘察和现场的地调，滑坡体孔隙水主要是大气降水补给（区域内部分裂隙和岩面的渗流为孔隙水的自然渗流）据现场调查，这次滑坡的山体在 2003 年就发生过变形，当时导致一户村民搬迁由于变形导致岩体产生裂隙，地下水的长期侵蚀和周围建设活动（爆破和开挖）的循环作用，致使这部分山体岩层面的抗剪强度降低；而在公路建设和加油站油库的建设中，岩体下端及形成了大的临空面；在今年大暴雨冲击下，发生了滑坡根据调查分析，本次滑坡产生的原因是由于人类工程活动，使岩体产生变形裂隙，在地下水的长期侵蚀和人类活动的持续扰动下，导致岩层面抗剪强度降低，最后在突降暴雨的袭击下，山体滑坡现在于已滑动边坡后侧形成一个更大的潜在滑坡危险区，一旦失稳下滑，将会摧毁白奉公路，导致盆架河堵塞，形成堰塞湖，危及太阳河乡镇及人民的生命财产安全。

基于上述分析，必须对滑坡体进行加固，提高滑坡的稳定性本次设计目的就是增加滑动面的抗剪强度，使最不利滑动面的安全系数满足规范规定的标准综合考虑现场地形、地质及环境条件，本次主体设计主要考虑二种治理方案，即钢轨桩或格构梁锚索其它辅助方案为截、排水根据初步的设计思路，对钢轨桩和格构梁锚索两种方案比较如下：（1）安全：格构梁锚索方案由格构把锚索连成一个整体，整体性能好；钢轨桩易于施工，对施工 过程中发现问题，易于采取补救措施，二种方案各有优势2）经济：格构梁锚索方案工程量：锚索约 11000m 进尺、格构梁约 700m3、征地面积约 6000m2；本方案总造价约为 800 万；钢轨桩方案工程量：约 20000m 进尺，本方案总造价约为 750 万3）施工工艺：锚索施工工艺复杂，且对机械和材料的要求较高，对场地的“ 三通一平要求” 较严格；钢轨桩 施工工艺相对简单 ，采用小型机械， 对场地的“三通一平要求” 简单4（4）工期：采用钢轨桩可以大量使用小型机械，利于缩短工期5）环境：采用格构梁锚索方案需要征地 6000 平方米，采用钢轨桩方案不需要征地综合以上分析，钢轨桩方案优于格构梁锚索方案，滑坡体主体防治方案推荐钢轨桩。

2.4 岩土工程设计参数选取根据勘察报告并结合地区工程实践经验,建议支护设计相关地层的岩土设计参数取值如下:支护设计参数抗剪强度地层名称天然重度γ(kN/m3)饱和抗压强度（MPa）承载力特征值（kPa）fa(fak) 基底摩擦系数 μ凝聚力C（kPa）内摩擦角φ（°）①粉质粘土 19.0 37.1 21.8②碎 石 土 19.2 （140） 0.30 20 11.0③-1 中风化瘤状灰岩26.6 47.0 3000 0.50 600 35.0③-2 弱风化瘤状灰岩26.7 61.3 3000 0.50 800 35.0滑 动 面 10.5 162.5 设计计算2.5.1 计算依据只考虑自重，设计安全系数 K 为 1.25， K=(R’+R)/T;式中：R’ 为需要增加的抗滑力；R:岩体自身抗滑力；R=Wcosαtanφ+CL；T：下滑力；T=Wsinα；W—滑体的重量 (kN/m)；C—滑 动面的内聚力(kPa)；Ф—滑动面的内摩擦角(°) ；L—滑面 长度(m) ；a—滑面倾角 (°)；计算主滑断面 R’=2440KN；计算辅助断面 R’=779KN2.5.2 抗滑方案及参数设计采用 130mm 的钢轨 抗滑桩，桩距 2m×2m，梅花形布置，桩身材料为为 30u的轻轨锰钢。

截面尺寸见下表：单桩抗剪强度： Q=fvA备注：A-腹板面积fv-抗剪 强度设计值， 单桩抗剪强度：Q=fvA =120×12.3×107.95=159334.2N计算需要桩的排数 n 为：主滑断面 n=R’/Q=30.7；需要 31 排；辅助断面 n=R’/Q=9.8；需要 10 排2.5.3 校核工况计算考虑地震力：重力加速度 A=0.05g=5N/kg5K=﹛﹙Wcosα-Asinα﹚tanφ+CL+R’﹜/W(sinα+Acosα)；计算主滑断面 k=1.07；辅助断面 k=1.07；均满足规范要求2.5.4 设计计算模型及结果汇总表1）计算模型如下图计算模型图2）设计计算结果汇总如下表计算结果汇总表计算结果表明，设计满足安全要求2.5.5 挡土墙设计计算挡土墙设计参数均依据图集选取，计算从略2.6 治理工程设计说明2.6.1 主滑体抗滑桩设计（1）平面布置方案为从已经滑坡体的后缘中心至两边水沟段（滑坡边界），按照 2米的间距按照梅花形布置钢轨桩，主滑坡体部位共布置了 61 排，每排 31 根；滑坡两侧，布置了 27 排，每排 10 根；局部地段布置一排，为构造措施平面布置形式采用130mm 的钢轨抗滑桩 ，桩距 2m×2m，梅花形布置。

2）由于岩层的单层厚度一般不大于 2.4m，同时考虑桩身穿越滑动面进入稳定定岩层的深度不小于总长度的 1/3，因此， 设计 要求抗滑桩桩端进入稳定岩层不小于 4米同时为 了保护环境，抗滑桩应埋置于地面下 0.5 米3）桩身直径为 130mm，桩身材料为为 30u 的轻轨锰钢，桩内灌注水泥浆，水泥浆采用 425 水泥，水灰比为 0.50～0.604）抗滑桩前应先清理表面土层至岩石面，应按照条带法施工，把整个主要施工区分成几个区，先即先清理中间区（主滑段）作业面，然后施工桩；验收后再清理第 2条作业面，第 2 条做作业面的土层覆盖在第一条上，依次施工至完成5）抗滑桩施工应从主滑段中心开始向二边施工6）工程量：本次设计了 2172 根钢轨桩，总进尺 21720m，转土方 1.7 万方2.6.2 防护挡土墙已滑部分的物质清理后，在加固坡体和公路之间会形成高度 30 米左右的落差，由于清理后的岩层面光滑平坦，如果山上有岩石和土体滚落，将会对公路运营产生威胁因此，本次设计在公路上方 20 米左右的坡体上设计了一道防护墙，对山上的滚石进行拦截具体设计方案如下：（1）防护墙高度 2.0m，底宽 2m，顶宽 1.5m。

2）防护墙身采用 M7.5 水泥砂浆 MU30 毛石砌筑 墙顶用 1:3 水泥砂浆抹面，厚度 30mm，向内 倾 3%，外露面用 M10 水泥砂浆勾缝3）防护墙基础位于岩层之上，岩层面凿成台阶式逆坡基础下采用 3m 钢轨桩，嵌岩 2.5 米剖面编号下滑力T（KN/m）抗滑力R（KN/m）滑面倾角（度）受荷段长（m）设计前安全系数设计后安全系数校核安全系数钢轨桩数目1-1 剖面 12181 12787 18 194 1.05 1.25 1.07 312-2 剖面 3893 4087 18 62 1.05 1.25 1.07 106（4）防护墙内侧设计一道截水沟，将地表水引入主排水沟5）工程量：浆砌块石混凝土方量 1189.0m3；钢轨桩 474m2.6.3 路基挡土墙方案本次对冲毁的道路采用按照原有方案进行恢复为了恢复白奉公路，本次治理在回头弯之上被冲毁路段（AB 段）按照原线位进行恢复设计，位于公路外侧设计了挡土墙；对回头弯下侧道路（CD 段）设计了上挡土墙，具体设计方案如下：（1）设计依据国家建筑标准设计图集《挡土墙图集》（04J008）2）AB 段设计参数：基底摩擦系数 μ=0.5;墙背填料内摩擦角 φ=30°，道路荷载q=20kPa。

3）CD 段设计参数：基底摩擦系数 μ=0.3;墙背填料内摩擦角 φ=35°，道路放坡坡率不大于：1：1.54）AB 段外挡墙高度确定方法为：底为稳定的基岩面，墙顶为道路设计。