穆棱市福禄乡滑坡防治工程设计

【摘　要】本文以该滑坡的勘察成果为基础资料，综合考虑相关影响因素，在确定了工程等级、安全系数和工程布置的前提下，设计了两套方案：抗滑桩支挡方案(方案一)和回填压脚方案(方案二)。方案一以抗滑桩为主导，辅以挡土墙、排水沟工程；方案二以地表及竖井排水联合回填压脚及挡土墙工程措施。回填压脚方案以排水、压脚为主，坡面护砌、水下抛石设计为辅。通过在技术、工程费用、施工条件、治理效果等方面的分析对比，建议优先采用抗滑桩支挡方案。

【关键词】工程等级；安全系数；方案设计；抗滑桩支当；回填压脚；方案比选

1.工程设计的前置条件

1.1工程等级确定

根据《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》，依据滑坡危害对象，危害人数及可能的经济损失综合确定地质灾害防治等级为Ⅱ级。

1.2安全系数

按《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》《建筑地基设计规范》（GB50007－2002）、《防洪标准》（GB50201-94）等有关规定，设计洪水标准为20年一遇，设计水位按穆棱市水库正常蓄水为175m（吴淞高程）相应的洪水频率在峡口镇的回水位。建筑安全等级按Ⅱ级设计。治理工程安全运行50年标准设计。（1）抗滑工程设计标准：在水库运行静止水位时荷载组合最小安全系数取1.20；在水库运行水位降落时荷载组合最小安全系数取1.15。（2）墙式支挡工程设计标准：抗滑安全系数为1.30；抗倾安全系数为1.60。

2.方案设计

2.1抗滑桩支挡方案设计(方案一)

2.1.1抗滑桩设计

（1）结构计算：抗滑桩按抗弯构件进行设计，所受推力按三角形计算，共设计三种桩型，其中A型抗滑桩10根，B型抗滑桩5根，C型抗滑桩11根。①基本参数。A型桩截面3m×3.5m，桩长：h=30m，其中受荷段h1=20m，锚固段h2=10m；B型桩截面2.5m×3m，桩长：h=24-28m，其中1B型桩受荷段h1=19m,锚固段h2=9m；2B型桩受荷段h1=16m,锚固段h2=8m；C型桩截面2.5m×3m，桩长：h=22m，其中1C型桩受荷段h1=15m,锚固段h2=7m；2C型桩受荷段h1=9m,锚固段h2=6m。②抗滑桩刚度判定。根据A型桩、B型桩、C型桩的变形系数β计算，βh2均大于1.0，因此均按弹性桩进行设计；A型桩、B型桩、C型桩底边界条件：铰支端。③桩体受力计算。桩体受力计算采用“K”法，推力分布采用三角形模式。抗滑桩内力计算结果如下：A型桩最大剪力：Qmax=-22671.2kN；最大弯矩：Mmax=107019kN·m；最大侧应力：σmax=3369.04 kPa；B型桩最大剪力：Qmax=-14985.9kN；最大弯矩：Mmax=79208.14kN·m；最大侧应力：σmax=3315.73kPa；C型桩最大剪力：Qmax=-15225.5kN；最大弯矩：Mmax=64015.26kN·m；最大侧应力：σmax=3279.97kPa。④锚固段深度判断。根据技术要求取岩层产状核算系数KH=0.5，取岩石裂隙及风化的折减系数C=0.3，岩石单轴抗压强度R=σc=30Mpa，A型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax= 3369.043kPa，B型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3315.72kPa，C型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3279.97kPa，因此，嵌固段满足深度要求。（2）配筋计算：①纵筋计算。抗滑桩按受弯构件考虑，钢筋保护层按100mm计，配3级钢筋（据GB50010—2002）：A型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用36?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用24?准36HRB400钢筋时，M13=19801.72kN·m。B型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用33?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用36?准36HRB400钢筋时，M13=29144.9kN·m。②构造钢筋。在A型桩、B型桩两侧各采用9-12?准20HRB400钢筋（构造筋），受压侧采用?准32 HRB400钢筋（架立筋）。③箍筋配筋。A型桩、B型桩及C型桩桩箍筋采用?准18@120、?准18@250。（3）挡土板：挡土板设置深度按照现状水位线以下坡角及塌岸预测综合确定，下置深度为3m-6m。总工作量如下：A型挡土板 延长96m，0.5m×0.35m；B型挡土板 延长140m，0.5m×0.35m；C型挡土板 延长84m，0.5m×0.35m。

2.1.2排水沟工程设计

根据滑坡变形失稳影响因素及滑坡工程地质条件，以“截、排和引导”为原则，布置地表排水工程，截水沟修建在滑体发展边界外5-10m，在复建公路上部坡度较大地段，以拦截斜坡体地表水的汇集，防止对复建公路的冲刷及向坡体的渗入。排水沟充分利用滑坡两侧自然形成的沟谷，利于地表水的尽快排泄；地表排水工程设计降雨标准20年一遇；最大设计流速3m/s。

2.1.3挡土墙设计

（1）挡土墙设计依据：设计依据为《建筑地基基础设计规范》（GB5

0007—2002）以及《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，2004.8.15）；《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）等。挡土墙的稳定性分析包括：抗滑验算与抗倾覆验算；抗滑验算安全系数取值为：Ks≥1.3；抗倾覆验算安全系数取值为:Kt≥1.6。（2）设计工况：取设计工况为最不利工况，按照暴雨工况进行设计，墙前后处于饱水状态，考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上的土压力、基底反力和基底摩擦力，土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力两者中较大值。由于该段坡经稳定性计算Fs=1.63>1.20，处于稳定状态，无剩余推力，因此挡土墙设计土压力取墙背后主动土压力。（3）设计参数：墙后填土的内摩擦角?准=30°；挡土墙墙背与填土之间摩擦角δ=15°；挡土墙基底对地基的摩擦系数μ=0.5。填土天然重度ρ=20KN/m3；填土饱和重度ρ=22KN/m3；浆砌石重度ρ=22.5KN/m3。（4）排水孔设计：挡土墙上设排水孔，根据《室外排水设计规范》（GBJ14—87），沿墙高1m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降5%。每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊（1m×1m×1m）；挡土墙深入稳定岩层1.00m；挡土墙前墙脚处设置截水沟。