盐边县渔门镇教师街滑坡治理工程设计--中国期刊网

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盐边县渔门镇教师街滑坡治理工程设计

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：徐兢

[导读] 摘要：教师街滑坡长约230m，宽约120m，体积约34.58×104m3，根据对工程最不利的原则选取剩余下滑力最大的断面进行典型设计。计算结果表明：当抗滑桩截面尺寸为2m×3m，桩间距为6m，桩长为16m，桩的个数为10根时，滑坡体稳定性较好。

        扬州大学江苏 225009
        摘要：教师街滑坡长约230m，宽约120m，体积约34.58×104m3，根据对工程最不利的原则选取剩余下滑力最大的断面进行典型设计。计算结果表明：当抗滑桩截面尺寸为2m×3m，桩间距为6m，桩长为16m，桩的个数为10根时，滑坡体稳定性较好。
        关键词：滑坡治理；抗滑桩；稳定性；传递系数法
        一.区域概况
        1996年暴雨时发现滑坡体有轻微变形，之后每年变形都在加剧尤其在二滩水库有较大水位变化时，严重影响了当地人民的住行，2013年发现村民回填进一步扩大了裂缝宽度。滑坡一旦发生直接威胁13户人家安全，耕地30亩，电路、公路0.35km，间接威胁房屋面积11940m2，造成经济损失高达4亿元，防治等级为三级[1]。
        盐边县是亚热带干热高原河谷立体气候区，春冬暖、夏秋凉、气温年间变化小，昼夜温差大。多年平均水量1083.80mm，当地河流多是金沙江水系，雅砻江是主干河流，安宁河和鱤鱼河是其两大支流，故该地区水力资源尤为充足，年径流量高达387.6～627.4 108m3，二滩水电站即修建在此处。
        渔门镇处在地质构造中段复合部位，承受较大的应力形成较为复杂的构造，褶皱断裂发育，是地震高发区，抗震设防烈度为7度，第三组，设计基本地震加速度为0.10g。
        二.滑坡体成因分析及治理原则
        经由调查收集资料和成永刚[2]的分析可知，滑坡变形与其所处的地质环境有密切关系。
        1、滑坡形成的成因
        （1）地形地貌
        滑坡发生的地形西高东低，滑坡前部的弯桩河沟下切较深，有充足的位移空间和临空面为滑坡的产生提供了条件。
        （2）坡体结构
        滑体内主要物质组成为人工填土、粉质粘土、泥岩。人工填土遇到水易湿陷；粉质粘土浸水会软化，内聚力会骤减；泥岩的亲水性强，遇水易软化和崩解。总的来说，坡体的组成物质在遇水后物理力学性质会大幅降低，因而加剧了滑坡的发展。
        （3）降雨与地震
        1996年暴雨季节，岩土处于饱和状态，容重增加，物理力学性质降低，该地区发生了史上第一次大规模的滑坡；当场地周围有剧烈震动或者发生地震时，场地有显著的震感，地震对滑坡体的稳定性有相应的影响。
        （4）水位骤降
        滑坡位于二滩水库库区，当水库蓄水时，滑坡体几乎全部处于的水浸泡之中，东外环路沿线的堆积弃土体内地下水位升高，此时正常蓄水位以下堆积体内部潜在的不稳定面处于地下水位以下，土体容重增大，土体的物理力学指标（抗剪强度、粘聚力、内摩擦角）降低会促使滑坡体发生滑移；当库区放水时，滑体内水位下降速度滞后于滑体外库区水位下降速度，高低水位差将会产生向坡外渗透的渗透水动力作用，导致滑体向下滑动。由此可知水位的骤然变化是该滑坡产生滑移的重要原因。
        （5）人工活动影响
        由于当地居民不断地填土，致使滑坡后缘堆积物持续增大。经现场的实地考察发现滑坡在回填后其实并没有进一步产生较大的滑移，变形也不明显；但是回填土增加了上部荷载，间接加剧滑坡的变形。
        2、滑坡的防治原则
        总体原则是以防为主，防治结合，综合治理。当然，具体的治理方法还要考虑当地的工程地质条件和变形破坏的特点，常见治理方法如下：
        （1）优化边坡形态：削减促使滑坡产生的物质，增加组织滑坡产生的物质；
        （2）修建排水工程地表排水：例如修建截水沟、截水渠、泄水隧道、泄水盲沟：
        （3）修建支挡建筑物：例如修建抗滑桩、挡土墙、锚杆（索）、坡面防护网；
        （4）滑体内部加固：例如打入预应力锚索，灌浆；
        （5）植被护坡：植被护坡是根据植被涵水固土的原理来增强土体稳定性的一种简单有效的方案。
        三.滑坡体稳定性分析及抗滑桩设计
        1、稳定性分析
        根据赵树德[3]可知：滑坡的稳定性分析可用方法有瑞典圆弧法、条分法和传递系数法等，其中条分法又可分为费伦纽斯条分法、简化毕肖普法和普通条分法。瑞典圆弧法适用于外形简单且由均质土组成的突破，失稳破坏时滑动面为圆柱面，截面近似于圆弧，据勘查资料可得不适用于渔门镇教师街滑坡。

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条分法可能会涉及到多个可能滑动面的计算，较为复杂，而且渔门镇教师街滑坡潜在滑动面呈现有起伏的折线型，本次设计主要依据折线型滑动面的传递系数法来评价滑坡体的稳定性及计算滑坡体下滑推力。选取最后条块剩余下滑力最大的断面进行典型设计，最大剩余下滑力为339kN，稳定性系数为1.025，处于欠稳定状态。
        2、桩的设计
        （1）桩型：矩形
        （2）桩长：16m
        （3）桩的锚固深度：嵌固端宜为桩长的1/3~2/5，取锚固段h2=6m，受荷段h1=10m
        （4）桩间距：抗滑桩间距为5~10m，本次设计桩间距S=6m
        （5）桩的截面尺寸：截面宽度一般为1.5~2.5m，长度为2~4m，本次设计取截面尺寸b×h= 2m×3m，计算宽度BP=b+1=3m
        （6）相对刚度系数：EI=0.85EcI=1.15×108kN∙m2，其中，C30混凝土Ec=3×107kPa，I=bh3/12=4.5m4
        （7）桩的计算深度：αh2=0.24×6<2.5，为刚性桩，其中α=（mBp/EI）0.2=0.24m-1
        （8）边界条件：按固定端考虑
        3、力的计算
        （1）外力计算：桩前滑面抗力En=1269kN/m，每根桩承受的滑坡推力ET=7614kN
        （2）内力计算：
        ①受荷段内力（假设滑坡推力和桩前抗力都是三角形分布），
        计算剪力和弯矩方程为Qy=76.14y2，My=25.38y3（y为桩深），
        ②锚固段内力：地基系数25000kN/m3，虚点高度h0=h1/3，计算得：y0=4.1m，∆ϕ=1.5×10-2rad；
        ③锚固段桩侧最大弯矩31077.31kN∙m，最大剪力11825.27kN
        四.配筋计算
        1、正截面设计
        正截面选择C30混凝土，其轴心抗压、抗拉强度均为14.3N/mm2；纵向钢筋选用HRB400型普通热轧钢筋，抗拉强度360N/mm2、αsbD=0.384m、ξb=0.518
        ①此次滑坡安全等级为Ⅲ级，求设计最大弯矩M=41954.3
        ②设AS'=0，计算αs=0.24<αsbD=0.384，不需要配置受压钢筋
        ③受拉区纵向钢筋配筋率大于最小配筋率
        根据规范最终选用18ϕ50@150+6ϕ40@150
        2、斜截面设计
        斜截面选用HRB335型热轧钢筋，其抗拉抗压强度均为300N/mm2
        ①经验算截面尺寸满足抗剪条件
        ②抗剪腹筋：选双肢箍筋，由于梁高较大选用ϕ50，即Asv=3928mm2，且满足最小配箍率，最后箍筋选为ϕ50@4000
        ③为使纵向受力钢筋和箍筋能形成骨架，在箍筋四角须沿着桩长配置纵筋，无纵向受力钢筋的区段，补设架立钢筋。按照构造要求选配的架立钢筋以及在受压区配置的受压钢筋间隔均匀布置
        结束语
        本设计采用桩长为16m，桩间距6m，截面尺寸2m×3m的抗滑桩对教师街滑坡体进行治理，原有的滑坡情况得到了显著的改善，有效地保护了当地人民群众的生命和财产安全。
        参考文献：
        [1]DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].
        [2]成永刚.近二十年来国内滑坡研究的现状及动态[J].地质灾害与保，2003，05（4）7-15
        [3]赵树德.土力学[M].北京：高等教育出版社，2001，9-14
        作者简介：
        徐兢、1994、男、江苏省徐州市人、主要从事水利规划与管理工作。