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太阳河滑坡设计最终1
收录时间:2022-11-25 21:36:12  浏览:0
1、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+600m26km+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2950至3039,东经1094至10958,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***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(DZ02192006)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工程地质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1826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***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。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92/1等级划分、荷载及工况的确定2/1/1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级。2/1/2荷载(1)滑坡体自重(2)***荷载2/1/3工况工况1:自重+***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+***+地下水k=1/05。2/3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1618 ,滑坡物厚度为6/310/5m,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***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***。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(***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、***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)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***6000平方米,采用钢轨桩方案不需要***。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/支护设计参数地层名称天然重度(kN/m3)饱和抗压强度(MPa)承载力特征值(kPa)fa(fak) 基底摩擦系数抗剪强度凝聚力C(kPa)内摩擦角()粉质粘土19/037/121/8碎 石 土19/2(140)0/302011/0-1中风化瘤状灰岩26/647/030000/5060035/0-2弱风化瘤状灰岩26/761/330000/5080035/0滑 动 面10/5162/5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=Wcostan+CL;T:下滑力;T=Wsin;W滑体的重量(kN/m);C滑动面的内聚力(kPa);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=779KN。2/5/2抗滑方案及参数设计采用130mm的钢轨抗滑桩,桩距2m2m,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 =12012/3107/95=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***力:重力加速度A=0/05g=5N/kgK=Wcos-Asintan+CL+R/W(sin+Acos);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1218112787181941/051/251/07312-2剖面3893408718621/051/251/0710 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2m2m,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0/500/60。(4)抗滑桩前应先清理表面土层至***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***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***。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。(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474m。2/6/3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=0/5/墙背填料内摩擦角=30,道路荷载q=20kPa。(3)CD段设计参数:基底摩擦系数=0/3/墙背填料内摩擦角=35,道路放坡坡率不大于:1:1/5。(4)AB段外挡墙高度确定方法为:底为稳定的基岩面,墙顶为道路设计标高,墙体其他部分的尺寸依据图集进行选取,详见设计图纸;CD段上挡土墙高度定为3m,墙体其他部分的尺寸依据图集进行选取。(5)墙身材料采用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,向外倾3%,外露面用M10水泥砂浆勾缝。(6)为排出墙后积水,须设置泄水孔。孔眼可用75的PVC管,孔眼间距2m,上下交错布置,最下一排泄水孔的出水口应高出地面不小于200m。(7)为防止泄水口堵塞,在泄水孔进口处设置反滤层,反滤层选用干净的碎石,为防止积水渗入基础,需在最低排泄水孔下部夯填300mm厚的粘土隔水层。(8)结合地质情况及墙高度墙身断面的变化情况,每隔1525m设置一道伸缩缝,缝宽20-30mm,缝中填塞沥青麻筋或其它有弹性的防水材料,沿内外顶三方埋塞深度不小于15cm。(9)基础方案AB段基础位于岩层之上,岩层面凿成台阶式逆坡。基础下采用3m钢轨桩,嵌岩2/5米。逆坡必须严格符合设计要求,以保证抗滑稳定。CD段基础位于土层之上,基础施工前必须对土层进行压实。(10)工程量 AB段挡土墙的工程量为864立方米,钢轨桩210米;CD段挡土墙的工程量为373立方米,排水沟的工程量为84立方米。 2/6/4卸载设计由于场区附近没有大的弃土场,本次设计的原则是尽量就地使用,“变废为宝。”对回头弯之上滑坡物质,泥土应运走。部分块石加工成碎石,作为挡土墙身材料或填料。对于滑动面上的物质全部清除,保证公路的安全。对已形成临空面的坡体上的危石进行清理。对两条路及回头弯之间的滑坡物质,应进行局部的清理。对回头弯下段毁坏的道路设计3米高上挡土墙,墙后放坡至上面道理外边线,坡面采用块石护坡。本次需要清运的滑坡物质约为9/1万m3。 2/6/5排水系统设计为尽量减少降水对滑坡的影响,本次设计对滑坡附近的两条水沟进行治理。对滑坡东侧的水沟修截水沟引入道另外一条冲沟。对滑坡西侧水沟进行疏通,并修一段排水沟排水,保证雨季滑坡内的水尽快的排到坡体外。排水沟的截面尺寸依据山体冲沟的最大截面设计。排水沟基础采用插14的钢筋,钢筋间距1m,长度1/5m,进入稳定岩层面1m。工程量:已有冲沟清理500m,约2000m3;排水沟和截水沟浆砌块石量为630/7m3;插筋918米,1/10t。2/6/6公路恢复清运公路线位以上的块石及粘土堆积物,回头弯下部公路直接在清理坡面上恢复路面;滑坡上端的公路修筑挡土墙,墙背回填石渣和碎石土的混合物,施工路基路面。2/6/7堆载反压对于滑坡附近已经开挖形成了临空面地段,采用堆载反压进行治理。3、工程监测设计3/1监测工程的目的与任务3/1/1监测目的太阳河滑坡监测工作的主要目的是通过对地表位移、沉降的监测,从而获得滑坡体发展变化趋势,达到治理工程效果的检验目的;同时,通过施工期间的监测,即使反馈信息,确保施工过程安全。3/1/2监测部位(1) 抗滑桩顶部;(2) 挡土墙顶部;3/2监测要求3/2/1坡顶位移观测,监测点设置在抗滑桩顶部,数量为3个。3/2/2挡土墙顶:1排防护墙,2排路基挡土墙,共布置12个观测点。3/2/3屋顶:2个。3/2/4观测内容为:位移量、移动速度和方向。3/2/5监测周期:本监测工作从滑坡坡治理工程开始后共计12个月时间。3/2/6监测频率:施工期间每周观测一次,竣工后每月观测一次,遇特殊情况应增加观测次数,(如大雨后、绵雨期、自然条件急剧变化情况下)或平常发现山体有异常变化亦应增加观测次数3/2/7监测等级:按规程变形测量等级划分的***精度执行(即:沉降观测时观测点测站高差中误差1/5mm。平面位移观测时观测点坐标中误差10mm)。用于监测变形观测点所需的基准点按二级精度执行(即:沉降观测时观测点测站高差中误差0/5mm。平面位移观测时观测点坐标中误差3mm)。3/3监测工程量滑坡监测设备工程量如下表。 滑坡监测设备工程量表(供参考)项目单位数量坡顶点3挡土墙点12屋顶点23/4建设单位应委托有资质的监测单位编制监测方案,经设计、监理、建设单位共同认可后实施。方案应包括监测项目、监测目的、方法、测点布置、监测项目报警值、信息反馈制度和现场原始状态资料记录等内容。4、施工组织设计4/1施工条件太阳河滑坡位于太阳河乡集镇旁。本滑坡防治治工程现有公路可直达治理工程区,故不需新建进场公路,但需要新修建通达场区工程部位的的施工临时便道。施工生活水、供电可接当地居民供水系统,工程用水可从长江抽水解决,施工用电需从当地工业供电线路解决(需要架设变压器等设备)。工程施工活动中,会发生临时***,但数量不大。滑坡防治工程活动中,涉及到两户,一户采用钢轨桩及挡土墙加固,另一户必须***。4/2料场选择与开采砂石料:利用现场的石料。水泥、钢轨和其他材料的采购必须满足设计的强度要求,并要求有质检报告。4/3施工方法与工序治理工程主要有:钢轨桩工程施工、挡土墙的施工、滑体清运工程、堆载反压工程及排水沟工程。工程施工尽量采用当地材料和人工。主要采用人力辅以机械施工。施工顺序为:先进行钢轨桩施工,同时对下面掩埋的油库进行清理。钢轨桩施工完成三分之一后,方可进行其他工序的施工,其他项目的施工可以交错进行。4/3/1钢轨桩施工(1)钢轨桩要严格按设计图施工。(2)钢轨桩施工包含以下工序:施工准备、钻孔、钢轨制作与安装、回填灌浆。(3)施工准备应按下列要求进行:a)按照要求清理平整场地;b)按工程要求进行备料,选用材料的型号、规格符合设计要求,有产品合格证和质检单。c)钢轨应专门建库堆放,避免污染和锈蚀。d)水泥采用强度为42/5MPa的普通硅酸盐水泥(4)桩孔采用机械钻孔,孔径130mm,钻孔孔壁保证垂直。(5)钻孔完成后应进行清渣处理,保证孔内干净无残渣,钻孔完成后需要请监理单位验收。(6)放置钢轨,用吊车或塔吊放置,保证钢轨垂直对中,腹板与主滑线平行。(7)灌浆管采用高压胶管或塑料软管加工,直径宜为25mm,灌浆管和钢轨绑扎,随钢轨一起放置到桩底,从底部开始往上灌浆,灌至地面即可,注浆完成后,应拔出注浆管(8)钢轨桩应从滑坡中央向两侧逐排施工/为下面清运土石方提供安全保证。(9)工程所用的钢轨必须有生产厂标志、钢号、炉号、型号、制造年(月),质量必须满足的要求。(10)单桩应采用一根钢轨,如果必须***,***深度必须避开滑动面的位置。(11)水泥浆采用425水泥,水灰比为0/500/60。(12)钢轨桩属于隐蔽工程,施工过程中应做好各种施工和检验记录。对于发生的故障及其处理情况,应记录备案。钻孔精度要求a)孔斜误差:成孔后测斜,孔斜不超过1/100;b)钻孔误差:小于100mm;c)孔深不小于10m。4/3/2浆砌块石挡墙的施工(1)浆砌块石的施工必须采用座浆法,所用砂浆宜采用机械拌合。块石表面应清洗干净,砂浆填塞应饱满,严禁干砌。(2)所用石材的上下面应尽可能平整,块石厚度不应小于200mm,外露面应勇M7/5砂浆勾缝。应分层错缝砌筑,基地和墙趾台阶转折处不应有垂直通缝。(3)墙后填土必须分层夯实,选料及其密实度均应满足设计要求。(4)施工前要做好地面排水工作,保证边坡坡面干燥。4/3/3路基路面的施工 (1)采用碎石土作路基材料。(2)路基应分层铺筑,均匀压实,压实度不小于93%。4/3/4滑坡卸载 (1)等滑坡钢轨桩施工完成三分之一后方可进行卸载工作。(2)滑坡卸载应该从上至下清理,对巨石应进行***。(3)滑坡堆积物应分类处理,采取就地消化的原则,石材一部分可用作挡土墙身材料,一部分可用于路基填料,块石可用于坡底反压工程。(4)工地现场多余的堆积物应运走。(5)巨石的***应控制用药量,避免对坡体的影响太大。4/4施工交通运输4/4本工程所在位置陆地交通方便,有公路可直达治理工程区,但需修建至工程部位的临时道路约500米。对外交通采用以公路运输。钢轨桩及浆砌石挡土墙所需施工设备主要为制浆机、空压机、凿岩机、砂浆搅拌机等小型机械,及其它工程物料如钢筋、钢轨、等中型车辆运输到场地,再修筑需要的便道将所需物料运至各点。由于滑坡坡度较陡,施工区钢筋、块石等物料的二次转运主要依靠人工手推车在场内短距离搬运。5、支护结构的试验与工程验收5/1钢轨桩5/1/1质量检验(1)钢轨桩的质量检验内容包括原材料质量、钻孔质量、钢轨制作与安装、桩身水泥浆质量检验。(2)实测项目a)钻孔:钻孔位置、断面尺寸、孔斜误差、孔底高程、孔底沉渣厚度。b)钢轨:钢轨型号、长度、***位置与质量。c)水泥浆:水灰比、强度、注浆管的插入深度等。d)桩身:钢轨高程、桩身高程、钢轨放置方向。(3)检查方法目测、照片、尺检、测量、取样试验等。5/1/2质量评定标准(1)保证项目a)钻孔深度、钻孔直径应满足设计要求;b)实际浇灌水泥浆体积不应小于计算体积;c)原材料和水泥浆强度应符合设计要求和有关规范的规定;d)钢轨规格应符合设计要求,***部位应避免设在滑动面位置;e)钢轨必须严格按照设计要求的方向放置。2)允许偏差项目a)钻孔位置:允许偏差100mm,每孔检查,检查方法为经纬仪、尺量;b)钻孔垂直度小于1%,每孔检查,用测斜仪;c)孔底沉渣厚度小于10cm,每孔检查,尺量;3)钢轨抗剪强度试验每批钢轨应进行抗剪强度试验,每批不少于6根。5/2挡土墙5/2/1质量检验(1)质量检验包括原材料质量、砌石、砂浆的质量制作检验。(2)实测项目砂浆强度、平面位置、顶面位置、坡度、断面尺寸、底面高程、表面平整度等项目。
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