滑坡防治工程设计与施工技术规范 DZT0219-2006.pdf

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  • 合理地进行滑坡稳定性评价和设计。 4.2.10滑坡防治工程设计,应依据审定后的滑坡工程地质勘查报告进行

    合理地进行滑坡稳定性评价和设计

    5.1滑坡防治工程级别划分

    表3一般滑坡防治工程分级表

    闸阀标准5.2滑坡荷载及强度标准

    a 滑坡体自重; 滑坡体上建筑物等产生的附加荷载; C 地下水产生的荷载,包括静水压力和渗透压力等; d)地震荷载; e) 动荷载,如汽车荷载等; f)江(库)水位。

    5.2. 2荷载强度标准

    a)暴雨强度按10年~100年的重现期计; b)地震荷载按50年~100年超越概率为10%的地震加速度计 c)库水位按坝前高程计,并根据不同地段作调整,即接洪水线。 滑坡防治工程暴雨和地震荷载强度取值标准参见表4。

    表4滑坡防治工程荷载强度标准表

    5.3滑坡稳定性评价计算公式

    滑坡稳定性评价应根据滑坡滑动面类型和物质成分选用恰当的方法,并可参考有限元法、有限差分 法、离散元法等方法进行综合考虑。滑坡稳定性评价和推力计算公式推荐如下。

    5.3.1堆积层(包括土质)滑圾

    b)滑动面为单一平面或圆弧形 可用瑞典条分法等进行稳定性评价和推力计算,可用毕肖普法(Bishop)等方法进行校 式见附录A。

    用平面极限平衡法进行稳定性评价和推力计算。计算公式见附录A。 5.3.3滑坡滑带参数确定

    滑带力学参数,可采用试验、经验数据类比与反演相结合的方法确定。反演公式推荐为 内聚力

    校核:自重+暴雨+地下水,K,=1.2~1.5; 自重+地震十地下水,K,=1.2~1.5。 d 滑坡防治工程设计,应根据其工程级别进行,即「级防治工程的安全系数取高值,Ⅲ级防治工 程的安全系数取低值。 e 滑坡防治工程设计,可采用分级方法进行,即主体防治工程安全系数可取高值,附属或临时防 治工程安全系数可相应降低。 f)滑坡防治工程设计安全系数取值,推荐如下(参见表5)

    DZ/T0219—2006

    式中:各量同式(3)

    =9S.F Q. = S,F

    ...........................5

    6.2.1.3排水沟断面形状可为矩形、梯形、复合型及U形等(图1)。梯形、矩形断面排水沟,易于施工 维修清理方便,县有较大的水力半径和输移力,在滑坡防治排水工程设计时应优先考虑。

    1.3排水沟断面形状可为矩形、 梯形、矩形断面排水沟,易于施 清理方便,县有较大的水力半径和输移力,在滑坡防治排水工程设计时应优先考虑。

    图1滑坡地面排水沟断面形状示意图

    支沟段控制的汇流面积进行分割计算, 计降雨强度和校核标准分别计算各主、支沟段汇流量和输水量;在此基础上,确定排水沟断面 有排水沟过流能力。 1.5排水沟过流量计算公式为式(6)

    6.2.1.5排水沟过流量计算公式为式(6)

    Q=WCVRi 式中: Q一过流量(m/s); W一过流断面面积(m); C一流速系数(m/s); R一水力半径(m)); i一一水力坡降,宜采用下列二式计算: a)巴甫洛夫斯基公式: C=R/n (7 式中,y为与n、R有关的指数。 y = 2.5 /n 0.13 0. 75 /R(/n0.10) (8 b)满宁公式: C=Ri/6/n ·(9) 式(7)和式(8)中: R一水力半径(m); 糙率。 对刚性材料的排水沟,n的取值,建议采用DL/T5166一2002《溢洪道设计规范》、SL18一2004《渠 防渗工程技术规范》的推荐数值。 2.1.6外围截水排水沟应设置在滑坡体或老滑坡后缘,远离裂缝5m以外的稳定斜坡面上。依地 而定,平面上多呈“人”字形展布。沟底比降无特殊要求,以能顺利排除拦截的地表水为原则。根据外 坡体结构,截水沟迎水面需设置泄水孔,推荐尺寸为100mm×100mm~300mm×300mm。 2.1.7当排水沟通过裂缝时,应设置成叠瓦式的沟槽,可用土工合成材料或钢筋混凝土预制板制成。 2.1.8有明显开裂变形的坡体,应及时用粘土或水泥浆填实裂缝,整平积水坑、洼地,使降雨能迅速 排水沟汇集、排走。

    6.2.1.9滑坡体上若有水由,应改为旱地耕作。若有积水的池、塘、库,应停止耕作。滑坡体后缘(外 围),若分布有可能影响滑坡的积水的池、塘、库时,宜停止耕作;否则其底和周边均应实施防渗工程。 6.2.1.10排水沟进出口平面布置,宜采用喇叭口或八字形导流翼墙。导流翼墙长度可取设计水深的 3~4倍。 6.2.1.11 当排水沟断面变化时,应采用渐变段衔接,其长度可取水面宽度之差的5~20倍。 6.2.1.12排水沟的安全超高,不宜小于0.4m,最小不应小于0.3m;对弯曲段凹岸,应考虑水位高 的影响。 6.2.1.13排水沟弯曲段的弯曲半径,不应小于最小容许半径及沟底宽度的5倍。最小容许半径可按 式(10)计算:

    #=1.1A1/2+12 ......................

    Rmin——最小容许半径(m); u—沟道中水流流速(m/s); A——沟道过水断面面积(m)

    Rmin——最小容许半径(m); 一沟道中水流流速(m/s); A——沟道过水断面面积(m)

    U一沟道中水流流速(m/s); A一一沟道过水断面面积(m)。 6.2.1.14在排水沟纵坡变化处,应避免上游产生水。断面变化,宜改变沟道宽度,深度保持不变。 6.2.1.15设计排水沟的纵坡,应根据沟线、地形、地质以及与山洪沟连接条件等因素确定,并进行抗冲 刷计算。当自然纵坡大于1:20或局部高差较大时,可设置陡坡或跌水。 6.2.1.16跌水和陡坡进出口段,应设导流翼墙,与上、下游沟渠护壁连接。梯形断面沟道,多做成渐变 收缩扭曲面;矩形断面沟道,多做成“八”字墙形式。 6.2.1.17陡坡和缓坡莲接部面曲线,应根据水力学计算确定;跌水和坡段下游,应采用消能和防冲 措施。当跌水高差在5m以内时,宜采用单级跌水;跌水高差大于5m时,宜采用多级跌水。 6.2.1.18排水沟,宜用浆砌片右或块右砌成;地质条件较差,如坡体松软段,可用毛右混凝土或素混凝 土修建。筑排水沟砂浆的标号,宜用M7.5~M10。对坚硬块片石砌筑的排水沟,可用比砌筑砂浆高 1级标号的砂浆进行勾缝,且以勾阴缝为主。毛石混凝土或素混凝土的标号,宜用C10~C15。 6.2.1.19陡坡和缓坡段沟底及边墙,应设伸缩缝,缝间距为10m~15m。伸缩缝处的沟底,应设齿前 墙,伸缩缝内应设止水或反滤盲沟或同时采用

    6.2. 2 地下排水

    6.2.2.1当滑坡体表层有积水湿地和泉水露头时,可将排水沟上端做成渗水盲沟,伸进湿地内,达到疏 干湿地内上层滞水的目的。渗水沟,应采用不含泥的块右、碎右填实,两侧和顶部做反滤层(图2)。 6.2.2.2为拦截滑坡体后山和滑坡体后部深层地下水及降低滑坡体内地下水位,应将横向拦截排水隧 碉修于滑坡体后缘滑动面以下,与地下水流向基本垂直;纵向排水疏干隧,可建在滑坡体(或老滑坡) 内,两侧设置与地下水流向基本垂直的分支截排水隧碉和仰斜排水孔。配有排水孔的截排水隧,其排 水能力可由式(11)计算(图3):

    Q单井涌水量(m/d); K—渗透系数(m/d); H——水头或潜水含水层厚度(m); S—排水孔中水位降深(m); d井距之半(m); rw——井半径(m); 井排至排泄边界的距离(m):

    图3滑坡地下排水廊道剖面示意图

    支撑盲沟后的滑坡滑动面倾角(°); 盲沟基础与地基内摩擦角(): y 盲沟内填料容量,采用浮容量(kN/m); 支撑盲沟的高、宽(m)。 b 支撑盲沟排除地下水的出水量计算 1)当设计盲沟长度大于50m时

    支撑盲沟后的滑坡滑动面倾角(); 盲沟基础与地基内摩擦角(): 盲沟内填料容量,采用浮容量(kN/m); 支撑盲沟的高、宽(m)。 b) 支撑盲沟排除地下水的出水量计算 1)当设计盲沟长度大于50m时:

    6. 3. 2 地下排水

    6.3.2.1地下排水隧殉施工时,当地层比较完整 地质条件较好时,开挖、衬砌和灌浆三个 依次进行,即先将隧碉全部挖通,以后再进行衬砌和灌浆;但当岩层破碎、地质条件不良时, 衬砌。 6.3.2.2隧码开挖,可依据滑坡具体地质情况,选择人工开挖方法或钻孔爆破方法进行:当

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    破法时,应根据岩层完整程度,确定全断面开挖或导洞开挖;在地下水比较丰富的地段,宜采用下导洞 开挖。 6.3.2.3对于不稳定地层,在开挖爆破后,永久衬砌前,应采用木支撑、钢支撑或喷混凝土锚杆支护等 临时支护措施。 6.3.2.4在特别软弱或大量涌水的地层中开挖隧,应采用超前灌浆或管棚加固方法,先将地层预先 加固,然后再进行开挖。 6.3.2.5隧碉浇砌,应沿轴线方向分段进行。当结构设有永久缝时,按永久缝施工和设置止水。如永 久缝间距过大或无永久缝时,应设临时施工缝分段浇砌,段长宜为8m~15m。为避免窝工,可采用跳 仓浇砌。在横断面上,浇砌顺序应为先底拱、后边墙和项拱;因地质条件差,也可先项拱、后边墙,最后 底拱。 6.3.2.6支撑盲沟施工时,开挖基础应置于滑动面0.5m以下的稳定地基上。基底纵向为台阶式,每 级台阶长度不应小于4m,放坡系数控制在0.05以内。 6.3.2.7支撑盲沟基础砌筑,宜每隔1m~3m设一牙石凸,可采用100mm~200mm填料片石;沟 壁砂砾石反滤层厚度不应低于150mm。

    7.1.1抗滑桩是滑坡防治工程中较常采用的一种措施。采用抗滑桩对滑坡进行分段阻滑时,每段宜以 单排布置为主,若弯矩过大,应采用预应力锚拉桩。 7.1.2抗滑桩桩长宜小于35m。对于滑带埋深大于25m的滑坡,采用抗滑桩阻滑时,应充分论证其 可行性。 7.1.3抗滑桩间距(中对中)宜为5m10m。抗滑桩嵌固段应嵌人滑床中,约为桩长的1/3~2/5。 为了防止滑体从桩间挤出,应在桩间设钢筋砼或浆砌块石拱形挡板。在重要建筑区,抗滑桩之间应用钢 筋砼联系梁联接,以增强整体稳定性。 7.1.4抗滑桩截面形状以矩形为主,截面宽度一般为1.5m~2.5m,截面长度一般为2.0m~4.0m。 当滑坡推力方向难以确定时,应采用圆形桩。 7.1.5抗滑桩按受弯构件设计。对于利用抗滑桩作为建筑物桩基的工程,即“承重阻滑桩”,应进行桩 基竖向承载力、桩基沉降、水平位移和挠度验算,并考虑地面附加荷载对桩的影响。

    7.2.1抗滑桩所受推力可根据滑坡的物质结构和变形滑移特性,分别按三角形、矩形或梯形分布考虑。 7.2.2抗滑桩设计荷载包括:滑坡体自重、孔隙水压力、渗透压力、地震力等。对于跨越库水位线的滑 玻,应考虑库水位变动时对滑坡体产生的渗透压力。 7.2.3抗滑桩推力应按滑坡滑动面类型选用相应的推力计算公式(见附录A)。 7.2.4抗滑桩桩前应进行土压力计算。若被动土压力小于滑坡剩余抗滑力时,桩的阻滑力按被动土压 力考虑。被动土压力计算公式如式(15):

    E,被动土压力(kN/m); 、,一一分别为桩前岩土体的容重(kN/m")和内摩擦角(°); h抗滑桩受荷段长度(m)。 .2.5布置于地表水体水位一带的抗滑桩可不考虑滑体前缘的抗力,即抗滑力为0,但应进行嵌固段 则压力验算

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    7.2.6抗滑桩受荷段桩身内力应根据滑坡推力和阻力计算 算,嵌固段桩身内力根据滑面处的弯矩和剪力

    7.2.6抗滑桩受荷段桩身内力应根据滑坡推力和阻力计算,嵌固段桩身内力根据滑面处的弯矩和剪力 按地基弹性的抗力地基系数(K)概念计算,简化式为式(16)

    按地基弹性的抗力地基系数(K)概念计算,简化式为式(16)

    7.2.8抗滑桩的稳定性与嵌固段长度、桩间距、桩截面宽度,以及滑床岩土体强度有关,可用围岩允许 侧压力公式判定

    a)较完整岩体、硬质粘土岩等:

    式中: 0max 嵌固段围岩最大侧向压力值(kPa); 一折减系数,取决于岩土体裂隙、风化及软化程度,沿水平方向的差异性等,一般为0.1 0.5; R一岩石单轴抗压极限强度(kPa)。 b) 一般土体或严重风化破碎岩层:

    dmax 嵌固段围岩最大侧向压力值(kPa); op——桩前岩土体作用于桩身的被动土压应力(kPa); g.——桩后岩土体作用于桩身的主动土压应力(kPa)。

    a)按“K"法计算,即地基系数为常数时, 当βh2≤1.0,属刚性桩; 当βha>1.0,属弹性桩。 其中,β为桩的变形系数(m"1),其值为: β= (KBp/4EI)1/4

    K地基系数(kN/m); Bp—桩正面计算宽度(m),矩形桩Bp=B+1,圆形桩Bp=0.9(B+1); E—桩弹模(kPa):

    图4锚拉桩阻滑工程与建设用地相结合示意图

    当采用直径d≤25mmHRB335级热轧钢筋时,相对界限受压区高度系数=0.544;当采用 28mm~40mmHRB335级热轧钢筋时,相对界限受压区高度系数$=0.566。α,、、Y,计算 式给定:

    表6纵向受拉钢筋的最小搭接长度

    7.3.9桩的两侧及受压边,应适当配置纵向构造钢筋,其间距宜为400mm~500mm,直径不应小于 12mm。 桩的受压边两侧,应配置架立钢筋,其直径不宜小于16mm。 7.3.10 当采用预应力混凝土时,应符合下列要求: a) 预应力施加方法宜采用后张法。如采用先张法时,应充分论证其可靠性; b) 预应力筋宜为低松弛高强钢绞线; c) 下端锚固于桩身下部3m~5m范围内。锚固段内,根据计算布置钢筋网片; d) 上段锚固应选用可靠的锚具,并在锚固部位预埋钢垫板。垫板应与锚孔垂直; 水泥砂浆强度等级不应低于M25。

    7.4.1抗滑桩应严格按设计图施工。应将开挖过程视为对滑坡进行再勘查的过程,及时进行地质编 录,以利于反馈设计、 7.4.2抗滑桩施工包含以下工序:施工准备、桩孔开挖、地下水处理、护壁、钢筋笼制作与安装、混凝土 灌注、混凝土养护等。

    7.4.3施工准备应按下列要求进行

    a)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; b) 钢筋应专门建库堆放,避免污染和锈蚀: C)使用普通硅酸盐水泥。

    7.4.4桩孔以人工开挖为主,

    7.4.5桩孔开挖过程中应及时排除孔内积水。当滑体的富水性较差时,可采用坑内直接排水;当富水 性好,水量很大时,宜采用桩孔外管泵降排水。 7.4.6桩孔开挖过程中应及时进行钢筋混凝土护壁,宜采用C20砼。护壁的单次高度根据一次最大 开挖深度确定,一般为1.0m~1.5m。护壁厚度应满足设计要求,一般为100mm~200mm,应与围岩 接触良好。护壁后的桩孔应保持垂直、光滑

    7.4.7钢筋笼的制作与安装可根据场地的实际情况按下列要求进行,

    7.4.14水下混凝土灌注应按下列要求进行

    a)为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为250mm~500mm; b) 为满足导管初次埋置深度在0.8m以上,应有足够的超压力能使管内混凝土顺利下落并将管 外混凝土顶升; c)灌注开始后,应连续地进行,每根桩的灌注时间不应超过表7的规定

    表7单根抗滑柱的水下混凝土灌注时间

    d)灌注过程中,应经常探测井内混凝土面位置,力求导管下口埋深在2m~3m,不得小于1 e)对灌注过程中的井内溢出物,应引流至适当地点处理,防止污染环境。 .15若桩壁渗水并有可能影响桩身混凝土质量时,灌注前宜采取下列措施予以处理: a)使用堵漏技术堵住渗水口。

    DZ/T0219—2006b)使用胶管、积水箱(桶),并配以小流量水泵排水。若渗水面积大,则应采取其他有效措施堵住渗水。7.4.16抗滑桩的施工应符合下列安全规定。a)监测应与施工同步进行,当滑坡出现险情,并危及施工人员安全时,应及时通知人员撤离;b)孔口应设置围栏,严格控制非施工人员进入现场,人员上下可用卷扬机和吊斗等升降设施,同时应准备软梯和安全绳备用,孔内有重物起吊时,应有联系信号,统一指挥,升降设备应由专人操作;井下工作人员应戴安全帽,且不宜超过2人;d)每日开工前应检测井下的有害气体,孔深超过10m后,或10m内有CO、CO、NO、NO2、甲烷及瓦斯等有害气体并且含量超标或氧气不足时,均应使用通风设施向作业面送风,井下爆破后,应向井内通风,得炮烟粉尘全部排除后,方能下井作业;e)井下照明应采用36V安全电压,进人井内的电气设备应接零接地,并装设漏电保护装置,防止漏电触电事故:f)并内爆破前,应经过设计计算,避免药量过多造成孔壁塌,应由已取得爆破操作证的专门技术工人负责。起爆装置宜用电雷管,若用导火索,其长度应能保证点炮人员安全撤离。7.4.17抗滑桩属于隐蔽工程,施工过程中,应做好滑带的位置,厚度等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。8预应力锚索8.1一般规定S8.1.1预应力锚索是对滑坡体主动抗滑的一种技术。通过预应力的施加,增强滑带的法向应力和减少滑体下滑力,有效地增强滑坡体的稳定性。8.1.2预应力锚索主要由内锚固段、张拉段和外锚固段三部分构成。预应力锚索材料宜采用低松弛高强钢绞线加工,应满足GB/T52242003《预应力混凝土用钢铰线》标准。8.1.3预应力锚索设置应保证达到所设计的锁定锚固力要求,避免由于钢绞线松驰而被滑坡体剪断;同时,应保证预应力钢绞线有效防腐,避免因钢绞线锈蚀导致锚索强度降低,甚至破断。8.1.4预应力锚索长月一般不超过50m。.单束锚索设计吨位宜为500kN~2500kN级,不超过3000kN级。预应力锚索布置间距宜为4m~10m。8.1.5当滑坡体为堆积层或土质滑坡,预应油钢筋砼梁、格构或抗滑桩组合作用。8.1.6预应力锚索设计时应进行拉拔试验。锚索试验内容包括内锚固段长度确定、砂浆配合比、拉拔时间、造孔钻机及钻具选定等。适的内锚固段长度,进行设计锚固力和极限锚固力试验,推荐合适的内错固段长度和砂浆配合比是试验的主要内容。8.2预应力锚索设计8.2.1计算滑坡预应力错固力前,应对未施加预应力的滑坡稳定系数进行计算,作为设计的依据。滑坡设计荷载包括:滑坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。对跨越库水位线的滑坡,应考虑每年库水位变动时对滑坡体产生的渗透压力或动水压力。8.2.2预应力锚索极限锚固力通常由破坏性拉拔试验确定。极限拉拔力指错锚索沿握裹砂浆或砂浆固结体沿孔壁滑移破坏的临界拉拔力;容许锚固力指极限锚固力除以适当的安全系数(通常为2.0~2.5),它将为设计锚固力提供依据,通常容许错固力为设计锚固力的1.2~1.5倍;设计锚固力可根据滑坡体推力和安全系数确定。8.2.3预应力锚索将根据滑坡体结构和变形状况确定锁定值。即:a)当滑坡体结构完整性较好时,锁定锚固力可达设计锚固力的100%。b)当滑坡体螨滑明显,预应力锚索与抗滑桩相结合时,锁定锚固力应为设计锚固力的18

    定系数和锚固力计算公式见附录A。 b)堆积层(包括土质)滑坡 根据传递系数法进行计算,考虑预应力锚索沿滑面施加的抗滑力,可不考虑垂直滑面产生的法向阻 力。计算公式参见第7.2.3条。所需锚固力为:

    表8锚固长度推荐值表

    当滑坡体地质条件复杂,或防治工程重要时,可结合上述方法,并对锚索进行破坏性试验.以确定内

    当滑坡体地质条件复杂,或防治工程重要时,可结合上述方法,并对锚索进行破坏性试验,以确定内

    锚固段的合理长度。拉拔试验可分为7天、14天、28天三种情况进行,水灰比按0.38~0.45调配。 3.2.6预应力锚索的最优锚固角

    预应力锚索倾角主要由施工条件确定。 也可根据两种方法综合考虑其最优倾角: a)理论公式 错索倾角推荐公式如式(31):

    a)理论公式 锚索倾角推荐公式如式(31): =α—(45°+Φ/2) ..(31 式中: 8 锚索倾角(); 滑面倾角(); 滑面内摩擦角()。

    建材标准式中: 锚索倾角(°); 滑面倾角(): 一滑面内摩擦角(°)

    预应力锚索的数量取决于滑坡产生的推力和防治工程安全系数。锚索间距宜大于4m。若锚索间 距小于4m,应进行群锚效应分析。推荐公式如下: a)日本《VSL铺固设计施工规范》采用公式:

    b)本规范推荐公式:

    8.2.8锚索内端排列

    相邻锚索不宜等长设计,可根据岩体强度和完整性交错布置,长短差宜在2m5m之间 8.3预应力锚索构造 8.3.1预应力锚索所采用的钢绞线应符合国家标准(GB/T5223—2002、GB/T5224一2003 型钢绞线参数如表9。

    表9国标7丝标准型钢绞线参数表

    标准(JISG3536—88执行。ASTMA416—90a7丝标准型钢绞线(270级)参数如表10

    预应力锚索应设置对中支架(架线环),避免钢绞线打缠和砂浆握裹效果降低。对中支架可用 塑料加工。每间隔1.5m~3.0m,设置一个对中支架

    邮政标准用高压胶管或塑料软管加

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