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红原县江茸乡达格则寺治理滑坡可研报告

红原县江茸乡达格则寺院滑坡可行性研究报告

重庆蜀通岩土工程有限公司

Chongqing Shutong Geotechnical Engineering Co.Ltd

二○一一年八月

红原县江茸乡达格则寺院滑坡

可行性研究报告

提交单位:重庆蜀通岩土工程有限公司

总经理:龙恩弟

总工程师:王建忠

审定:王建忠

审核:吴汉辉

项目负责:陈鸿志

编写:赵亮

李俊飞

吴柳霖

提交时间:2010年8月

资质等级:地质灾害治理工程甲级设计单位证书编号:国土资地灾设资字第(2005322002)单位地址:重庆渝北区新牌坊一路139号北城绿景D栋六楼邮编:401147

电话:023-******** 传真:023-********

目录

1 概述 (1)

1.1任务由来 (1)

1.2主要的目的与任务 (1)

1.3勘查报告主要结论及建议 (1)

1.4可行性研究编制依据 (1)

2 项目的必要性与紧迫性 (1)

2.1地质灾害体灾情评价 (1)

2.1.1灾害体分布位置、规模、范围 (1)

2.1.2主要危及对象 (1)

2.2项目的必要性及紧迫性 (2)

3 地理地质环境 (2)

3.1自然地理条件 (2)

3.1.1地理位置及交通 (2)

3.1.2气象与水文 (2)

3.2.1地形地貌 (2)

3.2.2地层岩性 (2)

3.3地质构造和新构造运动 (2)

3.3.1区域地质构造 (3)

3.3.2新构造运动 (3)

3.3.3地震 (3)

3.4水文地质概况 (3)

2.4.1孔隙水............................................................................................... 错误!未定义书签。

2.4.2基岩裂隙水....................................................................................... 错误!未定义书签。

2.4.3水质腐蚀性评价 (3)

3.5岩土体分布特征 (3)

3.6人类工程活动 ........................................................................................................................... 44 滑坡基本特征及稳定性评价 . (4)

4.1滑坡基本特征 (4)

4.2变形破坏特征 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3物质组成结构 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

4.4形成机制 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

4.5滑坡稳定性分析与评价 (4)

4.5.1计算模型与计算方法的确定 (6)

4.5.2计算数据 (6)

4.5.3滑坡推力及稳定系数计算成果 (10)

4.6滑坡发展变化趋势 (11)

5 地质灾害体防治工程方案比选 (11)

5.1防治目标、指导思想与基本原则 (11)

5.1.1防治目标 (11)

5.1.2指导思想 (11)

5.1.3基本原则 (11)

5.2设计工况、标准和参数 (12)

5.2.1设计工况 (12)

5.2.2设计标准 (12)

5.2.3岩土设计参数 (12)

5.3防治工程技术方案的设计 (12)

5.3.1方案一 (12)

5.3.2方案二 (14)

5.3.3治理方案工作量 (17)

5.4防治工程方案比选 (17)

5.4.1方案可行性比选 (17)

5.4.2方案投资比选 (18)

5.5防治工程推荐方案 (18)

6 工程监测设计方案 (18)

6.1监测工作目的和任务 (18)

6.2设计原则与依据 (18)

6.3监测工程布置 (18)

6.4监测工程设计 (18)

6.5监测工作量 (18)

6.6监测技术要求 (18)

7 施工组织设计 (19)

7.1施工条件 (19)

7.2天然建筑材料 (19)

7.3施工交通及施工总布置图 (19)

7.4施工方法及施工机械基本要求 (19)

7.4.1施工方法 (19)

7.4.2施工机械 (20)

7.5施工顺序及进度计划 (20)

7.6施工管理与监理 (20)

8 工程实施效果评价 (20)

8.1环境影响评价 (20)

8.1.1评价标准与范围 (20)

8.1.2环境影响预测 (20)

8.1.3建设项目环境保护措施 (21)

8.1.4环境管理与环境监测 (21)

8.2社会、经济、环境效益评价 (21)

8.2.1社会效益 (21)

8.2.2经济效益 (21)

8.2.3环境效益 (21)

9 结论与建议.................................................................................................. 错误!未定义书签。

9.1结论 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。

9.2建议 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。附件.................................................................................................................... 错误!未定义书签。

1、附图:可行性研究图册.......................................................................... 错误!未定义书签。

2、附件一:设计计算书(另一册).......................................................... 错误!未定义书签。

3、附件二:投资估算书(另一册).......................................................... 错误!未定义书签。

1 概述

1.1 任务由来

红原县江茸乡达格则寺院自2006年以来,滑坡陆续出现裂缝,坡脚挡墙变形,严重威胁到坡体下方寺院以及人民生命财产安全。为了切实做好地质灾害防治工作,保证人民群众生命财产安全和社会经济建设顺利进行,我重庆蜀通岩土工程有限公司受红原县国土资源局委托,承担红原县江茸乡达格则寺院滑坡设计工作,。为治理工程设计提供科学依据。

1.2 主要的目的与任务

本次可行性研究设计工作主要目的是研究红原县达格则寺滑坡的治理方案,通过对达格则寺滑坡进行防治,保障寺庙僧侣以及滑坡区内居民和游客的生命财产安全,营造良好的生态环境,给该区人民群众提供一个舒适安全的居住环境,保障少数名族地区的宗教活动顺利开展。

主要任务:

(1)对红原县达格则寺滑坡治理的必要性和紧迫性进行论证,以确定是否需要治理;

(2)对红原县达格则寺滑坡稳定性的影响因素进行分析;

(3)根据红原县达格则寺滑坡稳定性分析,提出治理方案,并进行比选,提出推荐方案;

(4)对推荐方案进行概略设计;

(5)编制工程估算并进行工程项目的经济、社会效益、环境影响评价。

1.3 勘查报告主要结论及建议

1、该滑坡危及寺庙80多名僧人及附近居民、游客,估算其间接经济损失约1000万元;间接经济损失约3000万元。根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)表6:危害对象等级划分为二级。考虑到滑坡失稳后危及到的是藏区寺院,破坏后果较严重,社会影响较大,故本次将滑坡体防治工程等级确定为一级。

2、滑坡区内属抗震设计地震第一组,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.20g,地震动反应谱特征周期为0.40s;

3、滑坡区附近未见溪沟、河流及泉水(井)点。地表水系为流经斜坡体两侧冲沟,其季节性强,一般无水,暴雨时洪流量较大,具暴涨暴落的特征。勘查期间沟内无流水。

4、该滑坡纵长约50m,横向平均宽约100.00m,平面面积约0.5×104m2,平均厚度约为8.0m,体积约为4×104m3,滑动方向约340°(见照片3.1:滑坡全貌图),基本垂直于地形方向。;

5、据调查访问,该滑坡在2006年寺院的修建时在滑坡前缘人工切坡严重,修建寺院的同时在滑坡前缘修建了一挡墙,该挡墙高约3m,厚度约1m,基础埋深1.5m,近两年以来,在挡墙以及寺院后的水沟处均出现不同程度的变形迹象,并且据了解得知滑坡后缘也曾出现过裂缝,多数已被封填,前缘挡墙以及水沟处均发现由于滑坡推力引起的变形裂缝。

6、滑坡为坡脚切坡引起的人工滑坡。现阶段在天然状态下稳定性已经很差,整体处于不稳定~稳定状态;滑坡前缘局部土体在天然状态下时有滑塌,可能以中部裂缝至前缘剪切口发生局部失稳破坏。

1.4 可行性研究编制依据

1)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)

2)《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(DZ/T 02121-2006);

3)《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006);

4)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002);

5)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

6)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)2008版;

7)《铁路路基支挡结构设计规范》(TB 10025-2006);

8)《水利工程设计概(估)算编制规定》(水利部水总[2002]116号文)。

2 项目的必要性与紧迫性

2.1 地质灾害体灾情评价

2.1.1灾害体分布位置、规模、范围

1#滑坡位于达格则寺院后方,地形总体趋势呈南高北低。该滑动地段处于边坡下部地段。由于受滑坡前缘寺院修建时人工切坡的影响,坡体前缘及后缘均出现裂缝,前缘局部垮塌。根据现场调查,综合考虑微地貌特征、变形迹象及岩土差异的变化,滑坡体在平面形态上大致呈扇形,主滑方向340°。滑坡后缘高程3918.5~3922.2m,前缘高程3900.1~3901.5m,最大相对高差达21.1m。滑坡地表坡度值为15~20°。滑坡后缘以最远拉张裂缝为界;侧边界综合考虑拉张裂缝的走向等特征,以滑坡两侧人工切坡边界为滑坡边界;滑坡前缘挡墙明显变形并出现裂缝,故前缘剪出寺院后面的挡墙为界。

2.1.2主要危及对象

该滑坡危及寺庙80多名僧人及附近居民、游客,估算其间接经济损失约1000万元;间接经济损失约3000万元。根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)表6:危害对象等级划分为二级。考虑到滑坡失稳后危及到的是藏区寺院,破坏后果较严重,社会影响较大,故本次将滑坡体防治工程等级确定为一级。

2.2 项目的必要性及紧迫性

根据现场调查和勘查资料,并经定量计算校核综合分析,现阶段,由于斜坡前缘坡脚切坡,滑坡在天然状态下稳定性已经很差,整体处于不稳定~稳定状态,为典型的人工滑坡。滑坡前缘局部土体在天然状态下时有滑塌,也可能以中部裂缝至前缘剪切口发生局部失稳破坏。由于滑坡体上存在张拉变形裂缝,这些裂缝已经成为地表水下渗的良好通道,而根据前面对滑坡稳定的敏感度分析,降雨对土体物理力学指标起着关键作用。因此,随着降雨的不断下渗影响,滑坡区土体物理力学指标将不断降低,稳定性将不断减小,变形不断增加。滑坡随时都可能失稳。

因此,对该滑坡采取工程治理措施是必要而紧迫的。

3 地理地质环境

3.1 自然地理条件

3.1.1地理位置及交通

红原县位于青藏高原东南边缘,四川省西北部、阿坝藏族羌族自治州中部,地理坐标:东经101°51′~103°23′,北纬31°50′~33°22′,南与马尔康县、理县相连,北与若尔盖县相接,东与松潘县、黑水县接壤,西与阿坝县相邻,国道(213线)穿越县境北部,省道S209、S301横穿县境,县道干道142km,支线伸往乡、场、镇和牧点林区,全县已形成一网状交通线路。

3.1.2气象与水文

(一)、气象

红原县属高原寒温带半湿润季风气候,长冬无夏,无绝对无霜期,春秋相连,干雨季分明。干季(11月~次年4月)平均气温在0℃以下,气候干燥寒冷,多大风、风沙、浮尘,降雨量很少,仅占年降雨量的10.4%;雨季(5月~10月)气候暖和,光照较强,雨水集中,其降雨量占全年的89.6%。县域历年年平均气温1.4℃,最热7月10.8℃,最冷1月-9.9℃,极端最高气温26℃,极端最低气温-36℃,历年最大风向风速N/24.0m/s,历年平均风速2.2m/s,历年平均湿度70%。

(二)、水文

红原县多年平均降雨量769.2mm,如表1-2及图1-2所示,历年最大降雨量991.3mm(1994年),历年最小降雨量611.8mm(1997年)。历年平均年总降雨日数161天,≥5.0mm的降雨日数47天,≥10.0mm降雨日数20天,降雨日数最多出现在6月,平均22天。1992年~2005年14年中红原县出现暴雨26次,平均每年1.6次,暴雨集中在5月~9月。

红原县近10年(2000-2009年)年最大降雨量为2005年848.9mm,最低降雨量为2002年508.1mm,近10年平均降雨量为769.2mm,近10年内各月最大降雨量出现在2006年7月为230.3mm,各日最大降雨量出现在2005年6月为63.3mm。据记录2004年至2009年6年时间内,最大10分钟降雨量13.0mm,最大小时降雨量24.4mm。

综上所述,红原县长冬无夏,昼夜温差大,空气寒冷干燥,差异性风化强烈,强降雨,对区内地质灾害的发育有一定的影响。

3.2.1地形地貌

红原县地处青藏高原的东南缘,川西北山地向高原的过渡地带。县境平均海拔3600m以上。最高点山峰位于县境西南部,海拔4875m。最低点位于刷经寺镇境内的梭磨河谷地,海拔3210m。除瓦切、麦洼一线以北河谷平原及四寨乡北部部分地段,县境周边皆有高山。东南部的鹧鸪山,东部羊拱山,东北部的哲波山,西部海子山,西南部加日顶等山呈半圆形环绕,县境东南部查针梁子、壤口一带高度隆起,海拔高度3900~4300m以上,构成红原地形地貌的天然分界。南部刷经寺一带崇山峻岭,巍峨挺拔,河谷深陷,切割深重。地势向东南倾斜。岩梭磨河上溯至壤口乡境内,河谷渐变开阔,水流趋缓,比降下降,山坡变缓。越过加日顶,查针梁子,热索尔一线,地形变缓,地势大致呈东南向西北倾斜。海拔高度也由3900~4300m左右下降到瓦切平坝的3400m 左右。

3.2.2地层岩性

经现场踏勘,勘察区主要出露地层为第四系全新统残破积层(Q4el+dl)、三迭系中统扎尕山群(T2zg),现就与工程密切的地层由新至老简述如下:

(1)第四系全新统残破积层(Q4el+dl):灰黄、棕黄等,主要有碎石和粘性土组成,碎石粒径一般20~100mm,最大可达200mm,含量一般50~60%,最高可达70%,土质均匀性差,稍湿、

松散~中密。

(2)三迭系中统扎尕山群(T2zg)灰岩:灰黑、灰白色,主要由碳酸岩矿物组成,具微晶结构,中层状构造,其强风化带,岩石破碎,网状裂隙发育,多呈碎块状;中等风化带,岩体较完整,裂隙较发育,偶见有少量不规则裂隙,质硬。

3.3 地质构造和新构造运动

3.3.1区域地质构造

本区构造部位处于松潘—甘孜造山带中,与西秦岭褶皱系,巴颜喀拉褶皱系,红原弧形构造等较为密切。西秦岭褶皱系总体构造形迹呈东西向展布,以强烈挤压为持征,造成了一系列紧密线形褶皱,伴有一些走向压性断裂及次级压扭性冲断裂。巴颜喀拉褶皱系由唐克弧形褶皱束,红原弧形褶皱带,羊拱海穹隆和加日顶褶皱来组成,构造较为多样复杂,多以复向斜、复背斜为主体,境内因河湖及沼泽草甸面积较大,各构造迹向县境内较不明显。

红原县地质构造展布方向及发育特点,最显著的有东西向及北西西向构造形迹,局部有南北向的构造形迹;以断裂构造为主,褶皱构造次之。地质构造属松潘甘孜褶皱系巴颜喀拉昌地槽褶皱带印支褶皱由于地壳发生东西向的挤压,山系呈南北走向,由系列的弧形褶皱和大小不同的断层所构成,

3.3.2地震

红原县地处秦岭东西向构造带,龙门山北东向构造与马尔康北西向构造带之间的三角地块内,境内存在轰动性断裂,近期活动明显,具有孕震条件。加上县境东临松潘地震带,远邻龙门山地震带,鲜水河地震带,南部受马尔康——黑水一线地震的影响,县境内发生地震的可能性存在。依据红原所处的地理位置,地质构造及历史上有关地震记载情况,红原地震主要分布在瓦切—麦洼一线以南地区。其中多隆塘附近弱地震频繁,震中密集,发震周期短。红原附近有弱中强度地震震中分布。境外地震往往波及红原境内。据县志记载,区内有记载的的地震多为小于4.0~4.9级的弱震和微震,对红原县境内破坏及影响较小。总的来说,该区地震活动较弱。根据《建筑抗震设计规范》(2008年版)(GB50011-2001),红原抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第三组。

3.4 水文地质概况

工作区水文地质条件的形成受岩相建造、地质构造、地形地貌及气象水文等因素的影响和控制,具有独特的水文地质特征。

1、地下水类型及含水层(组)富水性

区内地下水按岩性及赋存方式、水理性质及水力特征,将地下水划分为两种类型:松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。基岩裂隙水根据地下水的赋存条件和岩相建造,划分为变质岩裂隙水和岩浆岩裂隙水两个亚类。

(1)松散孔隙水

松散层孔隙水主要赋存于第四系土层内,为上层滞水,直接由大气降水补给及边坡基岩裂隙水补给,并向低洼处运移,由于第四系堆积物下伏基岩透水性较差,该类型地下水涌水量少,水动态极不稳定,往往不具备储水条件,但其渗透性对滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的产生有较大影响。

(2)基岩裂隙水

主要分布于三迭系中统扎尕山群(T2zg)灰岩内。含水层的富水性与所在构造部位和地貌条件密切相关。就构造而言,在褶皱的轴部或近轴部、弧形构造的反射弧张裂段及断裂破碎带等部位,富水性较好。

2、地下水补给、径流、排泄条件

区内地下水运动基本特征,补给来源主要是大气降水,其次是高寒山区的冰雪融化水。径流途径短,泄出后转为地表水。地下水运动与区内气象、水文关系密切,同时受地质构造、地层、岩性、地形地貌及植被发育状况等条件的控制。

区内地形起伏较大,地形陡峭,切割强烈,降水成为地表径流而迅速排泄,不利于渗入补给地下水。当降水渗入地下水以后,一般以浅部或谷坡地带径流、运移,其途径短、循环深度浅,在含水层被切割的沟谷,以下降泉形式排泄,在干旱河谷区,以蒸发的方式排泄。

综上所述,区内地下水运动特征是,以降水渗入补给为主,地下水径流途径短,以泉水及渗流方式排泄并转化为地表水,补给区、径流区和排泄区基本一致,水力坡度大,水交替活动强烈。

2.4.3水质腐蚀性评价

本次勘查在场地取地下水进行水质分析,其腐蚀性按环境类型Ⅱ类并结合地层的渗透性,对照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)第12.2节的评价标准进行评判,其结果与区域水文地质资料相吻合,3.5 岩土体分布特征

综合以上结果,地表水对砼结构、砼结构中的钢筋具微腐蚀性

1、土体分布及工程地质特征

残坡积土

岩性主要为碎石土,分布于勘查区大部分区域,主要由粘性土和碎石等组成。碎石粒径一般20~100mm,最大可达200mm,含量一般50~60%,最高可达70%,土体工程地质性能较差,承载力低。

2、岩体分布及工程地质特征

灰黑、灰白色,主要由碳酸岩矿物组成,具微晶结构,中层状构造,其强风化带,岩石破碎,网状裂隙发育,多呈碎块状;中等风化带,岩体较完整,裂隙较发育,偶见有少量不规则裂隙,质硬。

在1#滑坡南侧约70m,发育三迭系中统扎尕山群(T2zg)灰岩,为喀斯特峰丛地貌,产状:170°∠75°,裂隙发育,岩体稳定,质硬。

3.6 人类工程活动

勘查区位于达格则寺院背后,人类工程活动较强烈,主要表现为:在1#滑坡下方修建达格则寺院,造成人工切坡,增大了地形坡度;为了增加寺院前面的活动空间以及修建公路,在2#不稳定斜坡后缘进行了填方,从而使2#不稳定斜坡后缘地形较陡,且由填土覆盖。这些人类工程活动改变了原始地形地貌结构,破坏了原斜坡地形的自然平衡系统及排水系统。

4 滑坡基本特征及稳定性评价

4.1 滑坡基本特征

据调查访问,该滑坡在2006年寺院的修建时在滑坡前缘人工切坡严重,修建寺院的同时在滑坡前缘修建了一挡墙,该挡墙高约3m,厚度约1m,基础埋深1.5m,近两年以来,在挡墙以及寺院后的水沟处均出现不同程度的变形迹象,并且据了解得知滑坡后缘也曾出现过裂缝,多数已被封填,前缘挡墙以及水沟处均发现由于滑坡推力引起的变形裂缝,具体见表4-1滑坡裂缝特征一览。

表4-1 滑坡裂缝特征一览表

LF1为拉张裂缝,主要表现为地面轻微的开裂、外移和不均匀沉降,呈明显的弧形特征,位于于滑坡后缘;宽度为0.05~0.15m,最宽可达0.20m,可见深度一般为0.10~0.20m,裂缝延伸长11,延伸方向250~260°,与滑坡走向平行,基本与滑动方向近于垂直

鼓胀裂缝主要由于滑坡前缘的岩土体受推挤引起的,鼓胀特征明显,裂缝LF2、LF3均属于此种类型。现场调查发现滑坡前缘,达格则寺院后面修建的挡墙,即LF2局部有挤压鼓胀龟裂现象(见照片4-3),缝宽0.5~2cm,但未垮塌,裂缝延伸长约3m,延伸方向75~80°。挡墙于达格则寺院墙面直剪的水沟出现明显的鼓胀现象,即LF3,缝宽 1.0~2.5cm ,长约0.3m,目前未垮塌,但经调查访问,该裂缝的变形有加剧的现象。

自该滑坡出现至今,滑坡有轻微的变形发展迹象,表明该滑坡处于欠稳定状态。

4.1.3滑坡物质结构特征

据地面调查和勘探揭露,该滑坡物质组成主要为残坡积碎石土,潜在滑面(带)为碎石土内部。

1、滑体

经测绘及钻探揭露,潜在滑体主要由碎石土组成,杂色,成分为灰岩碎块石,碎石粒径10~50mm,最大达80mm,含量50~60%,呈棱角状,均匀性差,松散。其间充填的粘土呈可塑状。分布于整个滑坡范围内,钻探未揭穿。

2、滑面(带)

该滑坡目前在天然状态下处于蠕动变形阶段,在暴雨状态下处于强变形阶段,滑坡特征及边界范围已很明显,已形成统一完整滑动面,但钻探过程中未发现明显滑带。从钻孔揭露地层的情况和现场调查结果结合滑坡体变形特征来看,推测其潜在滑带位于碎石土内部,潜在滑面总体后

缘陡前缘缓。碎石土天然含水率为12.40~14.70%,平均值为13.45%,液限指数0.26~0.38,平均值为0.32,塑限指数6.1~6.8,平均值为6.52。

3、滑床

滑床主要为碎石土,稍湿,碎石含量约55~65%,呈棱角状,均匀性差,松散~稍密状。本次钻探未揭穿该层。

4.1.4滑坡形成机制

该滑坡成因与地形地貌、地层岩性、人类活动、地震等密不可分。分述如下:

(1)地形地貌

滑坡总体南高北低,地形坡度角一般为15~20°。地形有利于地表水由后缘裂缝渗入坡体,残坡积土体由山脉向下运移而堆积在中下部斜坡上,形成了很厚的松散堆积体;经过长期的地质作用,进而演化形成了现有的空间形态。

(2)降雨影响

根据前述分析论述,滑坡在天然状态下出于蠕动变形阶段,暴雨期间,滑坡蠕变加剧。由此可看出滑坡的变形与大气降水具有很大的相关性,降雨量大变形往往比较大。由于滑坡区为灰岩地区,其渗透性低,因此降雨时大量地表水下渗入土体内,极大地丰富了土体内含水量,既增大了土体重度,又降低了土体的抗剪强度指标,并长期在土体内缓慢运移而软化了岩土体。

(3)地震影响

2008年5月12日,地处龙门山断裂带上的四川省汶川县映秀镇发生了里氏8.0级的特大地震,地震使勘查区山体浅表层被松动,出现山体滑塌、崩落破坏。“5.12”地震过程中,坡体受地震动影响,出现了变形加剧,不但降低了坡体的稳定性,也使坡体堆积物更趋松散化,更易于降雨的入渗。

(4)人类工程活动

1#滑坡位于达格则寺院后面,人类工程活动强烈,修建达格则寺院时对滑坡前缘进行大量切坡,使得坡脚处自然坡度增大,为土体滑坡加剧起了一定的作用。

综上所述,滑坡是上述各种影响因素共同作用的结果。地形地貌因素是滑坡失稳的主要内部因素,降雨则是滑坡变形的直接诱发因素。4.1.5危害对象

1#滑坡位于寺院背后,若滑坡失稳,将直接威胁寺院以及寺院内约80名僧人的的生命财产安全,其威胁的人数众多,危害性大,一旦滑坡体失稳后,将造成巨大的损失,估算其间接经济损失约3000万元。

4.2.1灾害体的地貌形态及边界特征

2#不稳定斜坡位于达格则寺院前面道路上,地形总体趋势呈北高南低。据调查访问,该不稳定斜坡自达格则寺院修建后,后缘即道路上出现轻微裂缝,但坡体整体稳定。由于裂缝位于道路上,因此均已被封填。

根据现场调查,综合考虑微地貌特征、变形迹象及岩土差异的变化,坡体在平面形态上大致呈扇形,主滑方向341°。不稳定斜坡后缘高程3899.1~3899.8m,前缘高程3892.1~3892.5m,最大相对高差约8m。地表坡度值为16~30°。斜坡后缘以曾出现的裂缝为界;侧边界主要以填土范围以及微地貌综合确定,前缘以坡面陡缓交界面为界。

斜坡纵长约20m,横向平均宽约60.00m,平面面积约0.12×104m2,平均厚度约为3m,体积约为0.36×104m3,滑动方向约341°,基本垂直于地形方向。根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)表3中规定,该不稳定斜坡属浅层小型土质不稳定斜坡。

4.2.2斜坡体变形特征

据本次调查访问,该斜坡在达格则寺院修建时,由于场地位于山坡上,受地形条件限制,活动的场地面积有限,因此在寺院前的广场以及道路的修建时,对坡体进行了人工填方,寺院前面的道路及广场的一部分位于人工填土上,寺院修建好以后,前缘广场上层出现裂缝,但均被当地僧人封填。

目前该不稳定斜坡在天然状态处于稳定状态。

4.2.3斜坡物质结构特征

据地面调查和勘探揭露,该斜坡物质组成主要为残坡积碎石土以及人工填土,潜在滑面(带)

为填土于碎石土交界的软弱面。

1、滑体

经测绘及钻探揭露,潜在滑体主要为人工填土,杂色,成分为灰岩碎块石以及粘性土,碎石粒径10~50mm,最大达100mm,含量50~60%,呈棱角状,均匀性差,松散。平均厚度约3m。

2、滑面(带)

该不稳定斜坡在天然状态下处于稳定状态,在暴雨状态下处于变形阶段,斜坡特征及边界范围明显。从钻孔揭露地层的情况和现场调查结果结合变形特征来看,推测其潜在滑带位于人工填土于碎石土的交界处,潜在滑面总体后缘陡前缘缓。

3、滑床

滑床主要为碎石土,稍湿,碎石含量约55~65%,呈棱角状,均匀性差,松散~稍密状。本次钻探未揭穿该层。

4.2.4斜坡形成机制

该斜坡成因与地形地貌、地层岩性、人类活动、地震等密不可分。分述如下:

(1)地形地貌

滑坡总体南高北低,地形坡度角一般为16~30°。地形有利于地表水由后缘裂缝渗入坡体,残坡积土体由山脉向下运移而堆积在中下部斜坡上,形成了很厚的松散堆积体;经过长期的地质作用,进而演化形成了现有的空间形态。

(2)降雨影响

根据前述分析论述,斜坡在天然状态下处于稳定状态,暴雨期间,斜坡出现蠕动变形。由此可看出斜坡的变形与大气降水具有很大的相关性,降雨量大变形往往比较大。降雨时大量地表水下渗入土体内,极大地丰富了土体内含水量,既增大了土体重度,又降低了土体的抗剪强度指标,并长期在土体内缓慢运移而软化了岩土体。

(3)地震影响

2008年5月12日,地处龙门山断裂带上的四川省汶川县映秀镇发生了里氏8.0级的特大地震,地震使勘查区山体浅表层被松动,出现山体滑塌、崩落破坏。“5.12”地震过程中,坡体受地震动影响,出现了变形加剧,不但降低了坡体的稳定性,也使坡体堆积物更趋松散化,更易于降雨的入渗。

(4)人类工程活动

2#不稳定斜坡位于达格则寺院前面,人类工程活动强烈,修建达格则寺院时对广场及道路进行填方,使得坡体自然坡度增大,不稳定斜坡主要是由填方造成的。

综上所述,该不稳定斜坡是上述各种影响因素共同作用的结果。地形地貌以及人类工程活动因素是斜坡失稳的主要内部因素,地震及人类工程活动进一步降低了斜坡的稳定性,而降雨则是滑坡变形的直接诱发因素。

4.2.5危害对象

2#不稳定斜坡位于达格则寺院前面的广场及道路上,一旦坡体失稳后,将造成寺院前缘道路塌方,估算其间接经济损失约500万元。

4.3 滑坡稳定性分析与评价

4.3.1计算模型与计算方法的确定

1、计算模型的确定

(1)1#滑坡

根据坡体形态结构特征、钻探揭露地层特征综合进行分析可知,该滑坡的潜在滑动面主要为碎石土内部,滑面呈圆弧型,前缓后陡。而根据滑坡的地形、结构特征、变形特征及可能的剪出口分析可知,滑坡体前缘因修建寺院切坡形成的高陡边坡为滑面剪出口,分别建立了二种计算模型:第一种为整体破坏模式;第二种为局部破坏模式。各模式特征及模型如下:1)整体破坏模式:该模式为以滑坡前缘边坡为剪出口发生整体破坏,滑动面为碎石土内部。剖面模型、条块划分见插图5.4-1~5.4-3:

插图5.4-1 1-1′剖面整体破坏模式计算条分图

插图5.4-2 2-2′剖面整体破坏模式计算条分图

插图5.4-3 3-3′剖面整体破坏模式计算条分图

2)局部破坏模式:该模式为滑坡可能以坡体中部的人工切坡至前缘剪出口,发生局部失稳破坏。滑动面主要为碎石土内部。剖面模型、条块划分见插图5.4-4:

插图5.4-4 2-2′剖面中部民房至前缘剪出口局部稳定性计算条分图(2)2#不稳定斜坡

根据坡体形态结构特征、钻探揭露地层特征综合进行分析可知,该斜坡的潜在滑动面主要为填土于碎石土的接触面,滑面呈折线型,前缓后陡。而根据滑坡的地形、结构特征、变形特征及可能的剪出口分析可知,坡体前缘地形陡缓交界为滑面剪出口,建立了整体破坏模式。其模式特征及模型如下:

整体破坏模式:该模式为斜坡以斜坡前缘陡缓交界面为剪出口发生整体破坏,滑动面主要为填土于碎石土的交界面。剖面模型、条块划分见插图5.4-5:

插图5.4-5 4-4′剖面整体破坏模式计算条分图

2、计算方法的确定

(1)计算方法

滑坡体主要由碎石土组成,滑带位于碎石土内部或碎石土于填土的接触面,呈折线型。故本次计算时选取各个剖面,按折线型滑动面破坏模式计算其整体稳定性。采用《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)推荐的基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法计算变形体稳定

性及剩余下滑力。

由于1#滑坡土层厚度较大,其潜在滑动面存在不确定性,因此还采用了圆弧法对1#滑坡的稳定性进行计算,用两种方法计算出的结果来对比,以更准确对1#滑坡的稳定性进行定量分析。

①传递系数法

根据现场调查结果,在滑坡前缘可能存在次级滑坡剪出,尚应采用折线型滑动面破坏模式对滑坡前缘潜在次级(局部)稳定性和剩余下滑力进行计算。公式如下。

n-1

11

1

1

1

()()n i

j i

i s n n j

j i

i Ri Rn

F Ti Tn

ψψ

-==--==∏+=

∏+∑∑

ψi =cos(θi -θ

i+1

)—sin(θi -θi+1

)tan φ

i+1

11

-=∏n j ψj =ψi ×ψi + 1×ψi +2…………×ψn-1

R i =N i tan Φi +c i L i

N i =W i cos θi +P Wi sin(αi -θi ) T i =W i sin θi +P Wi cos(αi -θi ) W i =V iu γ+ V id γ′+ F i

P wi =γw i V id i =sin|αi \ γ′=γ

sat

w

第i 块土体滑坡推力计算基本公式如下:

P i =P i-1×ψi + F st ×T i —R i

式中:F s —稳定系数 ψi —传递系数;

R i —第i 计算条块滑体抗滑力(kN/m ); T i —第i 计算条块滑体滑动分力(kN/m );

N i —第i 计算条块滑体在滑动面法线上分力(kN/m ); c i —第i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kPa ); Φi —第i 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值(°);

L i —第i 计算条块滑动面的长度(m );

αi —第i 计算条块地下水流线平均倾角,取浸润线倾角余滑面倾角平均值(°);

W i —第i 计算条块自重与建筑等地面荷载之和(kN/m ); θi —第i 计算条块底面倾角(o),反倾时取负值;

P wi —第i 计算条块的渗透压力,作用方向倾角为αi (kN/m ); i —地下水渗透坡降; γw —水的容重(kN/m 3); γ—岩土体的天然容重(kN/m 3);

γ′—岩土体的浮容重(kN/m 3); γ

sat

—岩土体的饱和容重(kN/m 3);

V iu —第i 计算条块岩土体的浸润线以上体积(m 3

/m ); V id —第i 计算条块岩土体的浸润线以下体积(m 3/m ); F i —第i 计算条块所受地面荷载(kN )。

P i 、P i-1—分别为第i 块、第i-1块滑体的剩余下滑力(kN/m )

F st —滑坡推力计算安全系数,应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定。 因无地下水位面,本次计算不考虑动水压力。

②圆弧条分法

F s

∑∑Ti

Ri

R i =N i tan Φi +c i L i

N i =W i cos θi +P Wi sin(αi -θi ) T i =W i sin θi +P Wi cos(αi -θi ) W i =V iu γ+ V id γ′+ F i

P wi =γw i V id γ′=γ

sat

-γw

式中符号意义同前。

(2)荷载组合及工况的确定

1)基本荷载

作用在坡体上的基本荷载有:坡体自重,降雨入渗形成的地下水静压力,不考虑人类活动外加荷载。

滑体自重:天然状态下按天然重度计算,暴雨状态下按饱和重度考虑。

地震工况下考虑地震加速度为0.2g,水平地震系数取0.05。

2)计算工况的确定

根据根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),计算工况分为三种:工况Ⅰ(天然状态):自重;工况Ⅱ(暴雨状态):自重+暴雨;工况Ⅲ(地震状态):自重+地震。

3)防治工程等级与抗滑稳定安全系数的确定

根据滑坡危害对象、受灾人数、经济损失、施工难度及工程投资按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)的有关规定,防治工程等级划分为Ⅰ级,抗滑安全系数按表5-5取。

表5 -5 防治工程设计安全系数表

5.3.2计算数据准备

1、滑体土重度的确定

重度取值时考虑了现场大重度试验、室内试验结果综合确定,滑体土为碎石土和素填土。碎石土天然重度取21.00kN/m3,饱和重度取21.50kN/m3;素填土天然重度取21.50kN/m3,饱和重度取22.00kN/m3。

2、反演求取抗剪强度指标C、?值

根据“6.1 滑坡稳定性敏感因素分析”可知,滑坡稳定系数F

S

随φ值的变化比C值更敏感,因此,反演过程中采用φ值反算C值。结合1#滑坡现阶段的实际情况,根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)中12.3条,滑坡整体处于欠稳定状态,稳定系数FS=1.00~1.05,因此,拟定稳定系数FS=1.02,按照上述范围分别反算C值。当?=13.5°时,C=12kPa,其值较接近试验值,也与3#滑坡现阶段的实际变形情况相吻合。

3、抗剪强度取值分析

抗剪强度参数受滑面粗糙程度、滑床形态变化、含水量及滑面物质组成等因素差异影响,考虑到滑动介质为粉质粘土,由此构成的滑面(带)φ值较高,按如下原则取值:1)以宏观地质判别为前提;

2)以滑带的物质组成为基础,测试(室内试验)值为依据;

3)以工程类比(经验)为参考;

4)以反算作为校核(检验)。

根据上述原则综合确定滑带(岩土界面)、滑体内部抗剪强度参数取值如表5-6:

表5-6 抗剪强度综合取值表

4、计算参数取值

根据上述各项分析,该滑坡稳定性计算所需的滑带物理力学参数取值如表5-7:

表5-7 滑坡稳定性计算滑带参数取值表

5.3.3滑坡推力及稳定系数计算成果

1、整体稳定性

表5-8 折线法整体稳定性计算结果

滑坡整体稳定性分析结果表明:

1#滑坡在天然状态下稳定系数为1.202~1.225,整体处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下稳定系数为1.020~1.039,整体处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下稳定系数为1.024~1.062,整体处于欠稳定状态。

2#不稳定斜坡在天然状态下稳定系数为1.201,整体处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下稳定系数为1.040,整体处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下稳定系数为1.061,整体处于欠稳定状态。

2、局部稳定性

1)折线法局部稳定性

根据现场调查结果,对1#滑坡以滑坡中部民房至前缘剪出口的滑动面破坏模式进行局部稳定性和剩余下滑力计算,滑动面为碎石土内部。计算过程见附表1,其结果汇总见表5-9

表5-9 滑坡折线法局部稳定性计算结果

局部稳定性分析结果表明:

1#滑坡在天然状态下稳定系数为1.190,处于欠稳定状态;在自重+暴雨状态工况下稳定系数为1.016,处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下稳定系数为1.022,处于欠稳定状态。

2)圆弧法局部稳定性

按上述工况采用圆弧法滑动面破坏模式对2-2′剖面稳定性和剩余下滑力进行计算,计算过程见附表2,其结果汇总见表5-10。

局部稳定性分析结果表明:

1#滑坡在天然状态下稳定系数为1.210,处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下稳定系数为1.032,处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下稳定系数为1.029,处于欠稳定状态。

4.5.2计算数据

计算参数综合取值

1)重度取值:据《勘查报告》,其天然重度值为20.80kN/m 3,饱和重度取值为21.70kN/m 3。 2)抗剪强度取值:据《勘查报告》,该滑坡稳定性计算所需的物理力学参数汇总于表4.2: 4.5.3滑坡推力及稳定系数计算成果

1、整体稳定性

1#滑坡天然状态下处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下处于欠稳定状态,与宏观判断是基本吻合。

2#滑坡天然状态下处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下处于欠稳定状态;在自重+地震

2、局部稳定性

1#滑坡在天然状态下处于稳定状态;在自重+暴雨状态工况下处于欠稳定状态;在自重+地震状态工况下处于欠稳定状态。滑坡可能在前缘挡墙位置发生局部失稳破坏,是滑坡区最不利的剪出位置。

4.6 滑坡发展变化趋势

根据现场调查和勘查资料,并经定量计算校核综合分析,现阶段,2个滑坡目前均出现变形迹象,调查发现降雨是滑坡稳定性的主要影响因素。松散的堆积体有利于雨水的入渗,雨水通过松散层的孔隙入渗、运移,坡体吸水饱和,一方面土体自重增加,另一方面土颗粒间由于水分的充盈,增大了孔隙水压力,降低了堆积体的抗剪强度,当水下渗至基岩面时还会因为透水性的差异,在接触带上富集,长期排泄不畅,软化岩土接触界面,促使滑坡土体在自身重力作用下,不断产生裂缝、位移、下沉等变形,当变形累积到一定程度后将相互贯通形成软弱滑动面,堆积体就有可能沿着软弱滑动面向下运动,失稳而形成滑坡。

通过前面的对滑坡的稳定性分析计算认为:

1#滑坡目前整体处于稳定状态,但在暴雨状态等不利工况下,其稳定系数较小,坡体稳定性差,处于欠稳定状态,易出现滑动、跨塌现象,由于修建寺院对滑坡前缘进行了切坡,边坡失去了支撑,稳定性相对较差,随着暴雨的增加有可能出现以滑坡中部民房处至滑坡前缘的局部失稳或以滑坡后缘裂缝至前缘产生整体失稳。

2#不稳定斜坡目前整体处于稳定状态,但在暴雨状态等不利工况下,其稳定系数较小,坡体稳定性较差,处于欠稳定状态,易出现滑动现象,随着暴雨的增加有可能出现以斜坡后缘道路上的裂缝至斜坡前缘的局部失稳。

5 地质灾害体防治工程方案比选

5.1 防治目标、指导思想与基本原则

5.1.1防治目标

《勘查报告》指出,达格则寺滑坡现阶段整体处于基本稳定~欠稳定状态,局部处于欠稳定~稳定状态。在持续暴雨的作用下,稳定性进一步降低,可能出现局部变形加剧,将严重危及寺庙安全,并将影响少数民族地区人民的宗教活动的正常进行。所以为了尽快消除地质灾害隐患,对该灾害体采取一定的工程措施是必要的。按灾害体变形区建筑物的重要性和安全级别,根据相关规范要求,对达格则寺滑坡的保护年限为50年。

5.1.2指导思想

在充分掌握灾害体形成条件、活动规律、危害特点的基础上,利用科学的方法和手段,因地制宜、因势利导,实事求是、经济、合理、有效地布设防治工程。以当前灾害治理为重点,利用资源开发、环境保护与灾害治理的最佳结合点,争取全社会的大力支持,以最小的代价获得最大的社会经济效益。

5.1.3基本原则

1、以人为本原则

落实国家政策,响应政府号召,“急群众之所急,想群众之所想”,将工作做好、做细,为藏区人民做贡献,排忧解难。

2、防治并举,消除隐患的原则

灾害体的变形受多种因素的影响,灾害体的形成与发展受多种因素制约。主要包括物质组成(地层岩性)、地形条件、降水、人类工程活动及突发地震等。有些因素是人为不可改变的,有些因素是人类可以控制的,特别是人类自身的工程活动是可以控制和规划的。针对灾害体变形的特点,合理控制,科学设计、科学施工,抑制不利因素的发展,同时发展有利因素,达到以防为主,防治并举的目的,从而消除地质灾害隐患。本地质灾害体治理工程应根据灾害类型、规模、地质结构、变形特征、稳定性和危害性,并结合地质灾害区的工程地质条件、危害对象、周围环境和施工条件,本着技术可行、经济合理、施工方便的原则,分别采用不同的防治措施,进行彻底根治,消除安全隐患。

3、经济合理、安全可靠的原则

灾害治理工程应以保护环境、美化环境为原则,密切配合当地总体发展规划,满足灾后重建复耕等要求,精心布置,合理设计,力求工程技术措施可行,特别是与当地实际地形结合起来,做到尽量减少工程费用。另一方面,治理工程必须安全可靠,彻底根治灾害,不留隐患。因此,在选择治理工程措施时,首先应考虑对灾害体稳定性影响较大的因素进行有针对性的防治。其次,防治工程措施应对灾后恢复重建规划及场地利用结合起来,防治工程措施要充分考虑场地利用这一特殊的条件。

5.2 设计工况、标准和参数

5.2.1设计工况

设计工况为暴雨工况(工况2);校核工况为地震工况(工况3)。

5.2.2设计标准

根据《勘查报告》,确定该灾害体防治工程安全等级采用一级。同时,参照斜坡治理工程的惯例及国家有关标准对钢筋等建筑材料使用寿命的规定综合确定其防治工程的使用年限为五十年。

5.2.3岩土设计参数

根据《勘查报告》,滑坡设计参数值详见表5。1。

5.3 防治工程技术方案的设计

据《勘查报告》,灾害体为滑坡。

滑坡的处治方法,通常有搬迁避让、支挡锚固、排水工程、削方减载、反压护脚等。

针对达格则寺院滑坡的变形特征及破坏模式,由于该地质灾害影响到当地少数民族地区群众主要的宗教活动场所,因此,必须采取相应的措施进行防治,做到防治结合,确保安全,经济合理。拟采用如下两种方案。

5.3.1方案一

方案一拟采用“抗滑桩+格构护坡+截排水+裂缝封填+护脚墙”相结合的综合治理工程方案

1、抗滑桩设计

(1)抗滑桩工程布置

抗滑桩的设置目的是保证坡体中部、后部土体的稳定,防止不稳定斜坡土体受外侧变形土体的牵引而挤出,诱发地基与基础产生不均匀沉降,破坏居民房屋的结构,同时阻止了坡体中后部土体产生向下的力的传递,有利于坡体的整体稳定。根据稳定性分析和实际的地质调查,治理工程设置了41根抗滑桩,本次设计按验算推力进行分段,桩间距(桩中心距)5.0m,总布置长度为100.0m,具体的布置位置见平面图。设计抗滑桩的截面尺寸为1.5m×2.0m,A型桩桩长11.0m,滑面以上的长度为6.3m,设计抗滑桩的截面尺寸为1.2m×1.5m;B型桩桩长13m.,滑面以上的长度为7.2m, 设计抗滑桩的截面尺寸为1.2m×1.8m;C型桩桩长8m.,滑面以上的长度为4.5m, 设计抗滑桩的截面尺寸为1.2m×1.5m。锚固段范围内为碎石土,设计要求抗滑桩嵌入底部基岩层不小于总桩长的1/3。

(2)抗滑桩受力条件

作用于抗滑桩的外力包括:滑坡推力、受荷段地层(滑体)抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着力以及桩底应力等,这些力均为分布力。

滑坡推力作用于滑面以上部分的桩背上,可假定与滑面平行。由于还没有完全弄清桩间土拱对滑坡推力的影响,通常是假定每根桩所承受的滑坡推力等于桩距(中至中)范围之内的滑坡推力。推力的分布及其作用点位置,与滑坡的类型、部位、地层性质、变形情况及地基系数等因素有关。对于液性指数小、刚度较大和较密实的滑体,从顶层至底层的滑动速度常大体一致,故可假定滑面以上滑体作用于桩背的推力分布图形为矩形;对于液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体。

(3)抗滑桩嵌固深度

桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜嵌固深度,与该地层的强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相对刚度以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有关。原则上由桩的嵌固深度传递到滑面以下地层的侧向压应力不得大于该地层的容许侧向抗压强度,桩基底的最大压应力不得大于地基的容许承载力。

嵌固深度不足,易引起桩效用的失败;但嵌固过深则将导致工程量的增加和施工的困难。有时可适当缩小桩的间距以减小每根桩所承受的滑坡推力,有时可调整桩的截面以增大桩的相对刚度,从而达到减小嵌固深度的目的。

嵌岩段计算宽度:抗滑桩嵌固段计算宽度,根据DB50/5029—2004第 3.4.2.6条规定h

b

+

=

0,根据勘查报告,取8.0

=

λ。

抗滑桩嵌固深度计算公式如下:

()

[]c

y

h

f

H

+

+

=?

γ

γ

?

tan

cos

4

2

1

1

(6.4.9 DB50/5001-1997)

式中:

H f —地基土的水平承载力特征值;

1γ—滑动面以上土体的重度(kN/m3);

2γ—滑动面以下土体的重度(kN/m3);

?—滑动面以下土体的内摩擦角(°);

c —滑动面以下土体的粘聚力(kPa ); 1h —设桩处滑动面至地面的距离(m );

y —滑动面至计算点的距离(m );

抗滑桩嵌岩深度计算结果为:

(4)抗滑桩截面设计

抗滑桩计算如下:受弯钢筋为HRB400级钢,箍筋为HRB335级钢。桩身混凝土采用C30,保护层厚度为100mm 。采用理正进行计算,结果详见附一。

(5)护壁计算

根据DB50/5029—2004第3.4.2.8条的规定,护壁所承受的土压力,从地面至以下5.0m 范围,按主动土压力计算,5.0m 以下各点土压力取5.0m 处的主动土压力值。取土的综合内摩擦角?=35°,根据土压力计算公式:

a z K z ??=γσ

式中:a K —)2/45(tan 2?-

γ

—土的重度,取20.5kN/m3;

则 220.5 5.0tan 35

z a zK σγ=??==52.71kPa 。

设s z γσσ?=,s γ是分项系数,取1.15。

52.711.15z s σσγ=?=?=60.61kPa 。

护壁弯矩内力计算公式:

)(12)(123

31m l qm m l ql M ++

+= )(12)(1283

322m l qm m l ql ql M +-

+-= )(12)(1283

323m l qm m l ql qm M +-

+-=

式中:l 、m —护壁的计算长度及计算宽度(如下图所示)。 抗滑桩的护壁内力计算结果表:

表5.2 抗滑桩护壁内力表

护壁计算厚度取300mm ,计算受弯钢筋为HPB235级钢,箍筋为HPB235级钢,混凝土采用C20

,保护层厚度为50mm 。

表5。3 护壁配筋表

M 1

护壁内力计算结果简图

护壁弯矩计算简图

M 3

M 1

M 2

M 2

M 3

计算结果如下表:

表5。4 锚杆计算表 考虑到岩土的离散性与不确定性,取锚杆锚杆钢筋为2Φ20,锚固长度La=5m 。

5.3.2方案二

方案二拟采用“桩板墙+重力式挡墙+格构护坡+护脚墙+裂缝封填”相结合的综合治理工程方案

该方案对1#滑坡坡面进行格构加固。为尽量减小地表水下渗,防止稳定性进一步恶化,并在滑坡剪出口设置桩板墙进行支档,同时采取截排水、裂缝封填处理,对2#不稳定斜坡采取格构护坡+护脚墙的防护措施。

桩板墙设计

(1)抗滑桩受力条件

作用于抗滑桩的外力包括:滑坡推力、受荷段地层(滑体)抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩

阻力和粘着力以及桩底应力等,这些力均为分布力。

滑坡推力作用于滑面以上部分的桩背上,可假定与滑面平行。由于还没有完全弄清桩间土拱

对滑坡推力的影响,通常是假定每根桩所承受的滑坡推力等于桩距(中至中)范围之内的滑坡推力。推力的分布及其作用点位置,与滑坡的类型、部位、地层性质、变形情况及地基系数等因素

有关。对于液性指数小、刚度较大和较密实的滑体,从顶层至底层的滑动速度常大体一致,故可

假定滑面以上滑体作用于桩背的推力分布图形为矩形;对于液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体。

(2)抗滑桩嵌固深度

桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜嵌固深度,与该地层的强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相对刚度以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有关。原则上由桩的嵌固深度传递到滑面以下地层

的侧向压应力不得大于该地层的容许侧向抗压强度,桩基底的最大压应力不得大于地基的容许承载力。

嵌固深度不足,易引起桩效用的失败;但嵌固过深则将导致工程量的增加和施工的困难。有

时可适当缩小桩的间距以减小每根桩所承受的滑坡推力,有时可调整桩的截面以增大桩的相对刚度,从而达到减小嵌固深度的目的。

嵌岩段计算宽度:抗滑桩嵌岩段计算宽度,根据DB50/5029—2004第 3.4.2.6条规定

h b b λ+=0,根据勘查报告,取8.0=λ。

抗滑桩嵌固深度计算公式如下:

()[]c y h f H ++=

?γγ?

tan cos 4

211 (6.4.9 DB50/5001-1997) 式中:

H f —地基土的水平承载力特征值;

1γ—滑动面以上土体的重度(kN/m 3); 2γ—滑动面以下土体的重度(kN/m 3)

; ?—滑动面以下土体的内摩擦角(°); c —滑动面以下土体的粘聚力(kPa )

由理正软件计算出抗滑桩嵌入岩层3m 时桩的最大横向压应力在距桩顶5m 处: 329.5 Kpa

抗滑桩计算如下:受弯钢筋为HRB335级钢,箍筋为HPB235级钢。桩身混凝土采用C30,保护层厚度为70mm 。截面采用1.0m ×1.2m 矩形截面,采用理正进行计算,结果详见附一。 (4)护壁计算

根据DB50/5029—2004第3.4.2.8条的规定,护壁所承受的土压力,从地面至以下5.0m 范围,按主动土压力计算,5.0m 以下各点土压力取5.0m 处的主动土压力值。取土的综合内摩擦角?=30°,根据土压力计算公式:a z K z ??=γσ 式中:a K —)2/45(tan 2

?-

γ

—土的重度,取19kN/m 3;

则 25.0tan 30

z a zK σγ=??=19=31.67kPa 。

设s z γσσ

?=,s γ是分项系数,取1.15。

则31.67 1.15z s σσγ=?=?=36.42kPa 。

护壁弯矩内力计算公式:)

(12)(123

31m l qm m l ql M +++=

)

(12)(1283

322m l qm m l ql ql M +-+-=

)

(12)(1283

323m l qm m l ql qm M +-+-=

式中:l 、m —护壁的计算长度及计算宽度(如下图所示)。 抗滑桩的护壁内力计算结果表:

护壁配筋表:

护壁计算厚度取300mm ,计算受弯钢筋为HPB235级钢,箍筋为HPB235级钢,混凝土采用C20,保护层厚度为35mm 。

M 1

护壁内力计算结果简图

护壁弯矩计算简图

M 3

M 1

M 2

M 2

M 3

(5)挡土板设计

根据《地质灾害防治工程设计规范》DB50/5029-2004附录D 的规定:桩间挡土板的设计应考虑土拱效应,桩承受了全部推力,则桩间支挡拟化为一个由桩、土拱和桩间支挡组成的筒仓的一个侧壁来计算其所承受的推力。

桩心距:5m

桩间挡板厚度: 360mm 挡板混凝土强度等级:C25 挡板范围:自桩顶以下至土层。

如图1情况进行分析,此时拟化的筒仓为ABCED 多边形仓,侧壁水平土压力x q 计算如下:

???

? ?

?-?

=??

?

??-kz A P x e P A q 1tan ?γ 其中: A =)4

(0

0δ-+

l a l m 2 ?tg k k a ?=

)2

45(2?

-=?tg k a

0414.22l a P +=

式中 x q ——桩间土对挡板的水平推力;

A ——ABCED 的面积;

0l ——桩间净距,4m ;

α——桩平行水平滑坡推力方向的边长m ;

δ——挡板厚度;

P ——闭合截面ABECD 的周长; γ——滑体土重度,19kN/m 3

?——滑体土的内摩擦角,°; z ——计算点至桩顶面深度。

2

0/8x M q l =?

图1 拟化筒仓法计算简图

取保护层厚度35mm ,b =600mm ,HRB335级钢筋,取c f =14.3N 2/mm ,

s c M

f bh α=

1δ=10.5s γδ=-

s y s M A f h γ=

经计算,挡板的横向受力筋如表3所示。

表3 挡板的横向受力筋表

挡土墙

重力式挡墙,长66.5m ,高4.5m ,顶宽0.8m ,底宽2.68m ,面坡1:0.35,背坡1:0,采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.300(m),墙趾台阶h1:0.500(m),墙趾台阶与墙面坡坡度相同;设防滑凸榫:防滑凸榫尺寸BT1:0.9(m),防滑凸榫尺寸BT :1.000(m),防滑凸榫尺寸HT :0.500(m),基础埋深-1.68m ;挡墙基槽宜间隔1~2段分段开挖、砌筑,分段长度5~10m ,可据实调整。墙身材料选用MU30块石,M7.5水泥砂浆砌筑。具体设计计算过程详见《附件1:计算书》。

所有挡墙均采用天然基础,砌体材料应经过严格挑选,采用结构密实、质地均匀、不易风化且无裂缝的硬质石料,石材的上下面应尽量平整,块石厚度不应小于200mm ,其强度等级应不低于MU30,采用M7.5的砂浆座浆砌筑,砂浆需饱满,严禁干砌;应分层错缝砌筑,基底和墙趾台阶转折处不应有垂直通缝。布置时,根据挡墙布置平面图、纵横剖面图按照图示坐标位置和高程拉线开挖砌筑。

基槽临时开挖边坡设计放坡1:1.0,基础应间隔5~15m 分段跳槽开挖,必要时应采取临时支护措施,以防边坡失稳。墙后填土设计坡度5°,填土平缓过渡至经削坡后的滑坡体,填土宜选用内摩擦角大,容重小,排水性能好的填料,优先选用砂类土、碎(砾)石土填筑。填土必须均匀

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