巴东县卫生院高边坡稳定性计算与治理.pdf

第 3 5卷 第 2 2期 1 1 0 2 0 0 9年 8月 山 西 建 筑 S HANXI ARCHI TECr UR1 Vo 1 ． 3 5 No ． 2 2 Au g ． 2 0 0 9 文章编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 0 9 2 2 0 1 1 0 0 3 巴东县卫生院高边坡稳定性计算 与治理 沈佳 轶吴剑 摘要 根据该边坡岩土工程勘察报告提供的典型计算剖面和物理力学计算参数， 采用有限元软件 A NS YS数值模拟方 法对边坡的稳定性进行了力学分析， 根据分析结果采用锚杆支护的方法对该高边坡进行了治理。 关键词 高边坡， 稳定性， A NS Y S ， 锚杆支护 中图分类号 T U4 1 3 ． 6 2 文献标识码 A 边坡稳定性研究是工程建设 中经常遇到的问题， 边坡失稳常 常造成重大的损失， 因此边坡稳定性的计算与研究是当前一个重 要的课题。本文采用有限元法对巴东县卫生院高边坡进行了稳定 性分析， 根据分析结果采用锚杆支护的方法对该边坡进行治理。 1 工 程概 况 1 ． 1 地质 构造 本高切坡坡长 8 1 m， 坡高8 m--2 0 r n ， 坡角 5 1 --8 2 。 ， 坡面倾 向 9 0 。 ～1 2 0 。 ， 而组 成切坡 岩层 产状 为 1 8 5 。 2 0 。 ～1 9 1 2 5 。 ， 两 者近正交 ， 高切坡为横向坡 ， 高切坡的岩体发育三组节理裂隙， 其 中一组外倾。介质组合类型为岩质， 属 I类高切坡。高切坡岩性 组成为紫红色粉砂质泥岩， 坡顶分布薄层残积土。高切坡走向近 直线形， 坡面较陡。高切坡部分段已进行 了工程治理， 治理长度 4 2 ． 3 m。高切坡形成后， 其安全稳定性直接影响巴东卫生院办公 及生活区人民的生命财产安全， 根据 三峡库区高切坡防护工程 地质勘察与初步设计技术工作要求 ， 工程安全等级为三级。高 切坡变形破坏模式为坡面掉块和沿外倾结构面滑动破坏。经稳 定性计算， 切坡沿外倾结构面滑动的稳定性安全储备不足。 1 ． 2 高切坡岩土体的物理力学性质 岩土体的物理力学指标见表 1 。 表 1 岩土体物理力学指标建议值 天然重度 抗剪强度 地基承载力 地层岩性 k N， ， C／ k P a ／ 。 k P a ①粉质黏土夹碎块石 2 0 2 5 1 5 2 0 o ②强风化粉砂质泥岩 2 4 ． O 1 o 0 3 0 4 0 0 ③结构面 6 0 2 0 1 施工准备。a ． 测量放样 按设计图纸准确放样定位， 分排确 检测与单桩复合地基承载力检测合格后进行。凿除桩头至设计 定出桩孔中心点。原地面高程要控制在比桩顶高程高出2 O c n 1 ～ 标高 ， 再开挖表土及桩间土 深 2 0 c m 。先回填碎石垫层比桩顶 3 0 O T I 左右。b ． 机械、 劳力准备 2台 1 6 r n锤击沉管成孔机 ， 强制 标高稍高 3 a m， 静压压路机碾压。厚度 3 0 c r n的 3 7灰土应分两 式混凝土搅拌站一套 ， 1 8 t ～2 1 t 静压压路机， 简易混凝土小平车 层铺筑 ， 静压压路机碾压至压实度 9 6 ％。 4 架 ， 混凝土振动棒 6 套 ， 劳力 2 0 人。C ． 材料准备 碎石、 石屑、 5结语 4 2 ． 5号水泥 、 粉煤灰按试验配合 比拌料， 混凝土坍落度控制在 地基处理是一门复杂的学科 ， 作为一名公路工程技术人员， 3 a n ～5 c m。2 成孔与检测。成孔应间隔施工， 成孔过程 中要严 在工作中时常遇到不同的地基处理难题， 只有通过不断学习总结 格控制好沉管垂直度以确保孔的倾斜度。孔深要大于设计桩长 及与同行互相交流才能逐渐提高 自身专业素质和业务水平。本 3 0 c m左右， 扩大桩尖。成孔后要检测桩孔深度、 倾斜度、 桩孔间 文难免有不妥之处， 敬请同行批评斧正。 距、 孔径， 检查是否有缩颈或孔内塌土等， 满足规范要求即可准备 参考文献 填料。3 填料与控制。桩孔检验合格后应及时回填混合料 ， 避免 [ 1 ] J G J 7 9 2 0 0 2 ， 建筑地基处理技术规范[ s ] ． 缩颈与塌孔。人工用混凝土小平车将混合料倒入孔内， 每 3 0 c m [ 2 ] 黄生文． 公路工程地基处理手册[ M] ． 北京 人民交通出版 厚用振动棒振捣一次， 混合料灌至原地面标高 即比设计桩顶高 社． 2 0 0 5 ． 出2 0 c m～3 0 c n 1 。4 桩体检测与复合地基承载力检测。成桩 [ 3 ] 叶书麟． 地基处理工程实例应用手册[ M] ． 北京 q - 国建筑 2 8 d 后， 经专业部门检测 混凝 土强度 为 2 3 ． 7 MP a ，I类桩 占 工业出版社． 1 9 9 7 ． 9 3 ． 1 ％， Ⅱ类桩d i 6 ． 9 ％， 无Ⅲ类桩。单桩复合地基承载力特征值 [ 4 ] 泰国君， 郑华茂， 翟振威． 对 C F G桩复合地基后期处理的研 为 3 0 0 k P a ， 满足设计要求。5 褥垫层施工。褥垫层施工在桩体 究[ J ] ． 山西建筑， 2 0 0 7 ， 3 3 4 9 2 9 3 ． Th e c o ns t r u c t i o n e x p e r i e n c e a n d me c h a n i s m o f mi x e d b a c kf i 1 1 s o i l f o u nd a t i o n r e i nf o r c e d b y CFG pi l e L I Q i - l o n g Ab s t r a c t C o mb i n e d wi t h a p p l i e d g e o l o g i c a l e n v i r o n me n t o f C FG p i l e a n d r e i n f o r c i n g t r e a t i ng g o a l ，t h e ma i n c h a r a c t e r i s t i c s o f CF G p i l e we 2 “e i n t r o d u c ed ．B y a n a l y z i ng CF G p i l e r e i n f o r c i n g o n s o f t s o i l f o u n d a t i o n．t h e CF G p i l e r e i n f o r c i ng me c h a n i s m wa s d i s c u s s e d．C o mb i n e d wi t h e n g i n e e r i n g e x a mp l e s ，t h e C FG p i l e c o n s t r u c t i o n me t h o d a n d q u a l i t y con t r o l me a s u r es we r e i l l u s t r a t ed ，t h e r e f o r e g e n e r di z e d a n d a c c u mu l a t ed c o n s t r u c t i o n e xp e rie n c e． Ke y wo r d s CF G p i l e ，r e i n f o r c i ng mech a n i s m ，c u s h i o n ，b e a r i n g c a p a c i t y 收稿 日期 2 0 0 9 ． 0 3 2 7 作者简介 沈佳轶 1 9 8 3 一 ， 男， 重庆大学资源及环境科学学 院采矿工程硕士研究生 ， 重庆4 0 0 0 3 0 吴剑 1 9 8 5 一 ， 男， 重庆大学资源及环境科学学 院工程力学硕 士研究生 ， 重庆4 0 0 0 3 0 考 荤 警 背 沈 佳 轶 等 巴 东 县 卫 生 院 高 边 坡 稳 定 性 计 算 与 治 理 1 1 1 1 ． 3 高切坡工程地质剖面图和高切坡 治理工程剖面图 高切坡工程地质剖面图和高切坡治理工程剖面图见图 1 ， 图2 。 一卫生院 图 1 高切坡工程地质剖面图 ．喧 襄 驰 惶 襄 Ⅲ I 注 锚杆倾角为 1 5 。 ， 水 平方向间距为 2 m 图 2 高切坡治理工程剖面图 2 边坡有限元分析 几何模型建立采用 S o l i d Qu a d 4 n o d e 单元， 重力荷载作用下 对其进行稳定性计算分析。位移边界条件为底边对 z， Y方向位 移进行约束。左右两边对 ．2 7 方向进行约束 ， 采用四边形单元网格 见图 3 。 Ⅱ I S D 圈A ∞ 『 r ∞ 图 3单元网格划分 3 边坡治理方案 图 4变形位移 3 ． 1 应 力位 移分析 有限元分析结果显示， 该高边坡在重力作用下有较大的位移 变形 如图4所示 ， 处于不稳定状态。图 5 ， 图 6分别显示 Y ， 方向的位移， 由图5 ， 图6可知冲沟区域沿 z方向位移较大。根据 该边坡岩土工程勘察报告提供的典型计算剖面和物理力学计算 参数， 由边坡的稳定性力学分析计算可知， 该边坡在暴雨状态下处 于不稳定状态， 安全系数小于二级边坡所规定安全系数要求， 因 此， 必须对边坡进行防治工程治理， 以提高边坡滑动破坏的稳定 性系数和避免坡面易风化岩土体的进一步局部崩滑、 掉块和碎落 破坏 。 N L S】_ U玎 S珏P 1 suB 5 1Ⅱ 1 l A Y A V G RSY S 0 恐 仪 22 一 【 5 一 ．蕊 0 5 2娅一0 5 一 ． 1 砸一 【 】 5 一 ．1 埋0 5 一 ． 7 4 蓖 一0 6 一 ． 24 呃 一06 ．1 9 9 E一 0 5 1 4 呃 一0 5 一 ． 99 匝 一0 6 4 9 8 E一 0 6 0 图 5 Y方向位移等值 线 N_ l 9 [ 1I I I l SⅡ 1 王 _ B 5 1弧 E 1 A 、 B RS Y S0 D K 2 2 一0 5 l 1 5 E一06 ．1 4 砸0 6 l l Y Z , 一 0 6 一 ． 5 6 N一0 7 一 ． 1 U 一0 8 ． 一0 7 ． 1 1 一0 6 一 ．8 5 一o 7 珊07 ． 3 0 O E一0 7 ． g 7 扼 一0 7 ． 1 4 砸 一0 6 图 6 X方向位移等值线 3 ． 2 边坡治理基本参数 计算方法 极限平衡法 ； 计算 目标 锚杆 索 支护； 边坡高度 1 5 ． 0 0 0 m； 结构面倾角 3 0 ． 0 。 ； 结构面粘聚力 6 0 ． 0 k P a ； 结构面内 摩擦角 2 0 ． 0 。 ； 张裂隙离坡顶点的距离 3 ． 0 0 0 r n 。 3 ． 3 稳定性计算结果 岩体重量 1 7 7 3 ． 3 k N； 水平外荷载 0 ． 0 k N； 竖 向外荷载 0 ． 0 k N； 侧面裂隙水压力 1 8 4 ． 3 k N； 底面裂隙水压力 4 2 0 ． 7 k N； 设计安全系数 1 ． 1 0 0 ； 裂隙水离坡顶点的距离 2 ． 0 0 0 m。 3 ． 4 锚 杆设 计 结果 锚杆设计结果见表 2 。 表 2 锚杆设计结果参数表 设计抗力 入射角 自由段长度 锚 固段长度 编号 支护类型 配筋 k N 。 1 锚杆 4 9 ． 7 1 5 ． 0 4 2 6 5 1 ． 0 7 0 1 记0 2 锚 杆 4 9 ． 7 1 5 ． 0 5 ． 4 8 3 1 ． 0 7 0 1 0 3 锚杆 4 9 ． 7 1 5 ． 0 6 ． 7 0 2 1 ． 0 7 0 1 记O 4 锚杆 4 9 ． 7 1 5． O 7 ． 0 4 5 1 ． 0 7 0 1 0 5 锚杆 4 9 ． 7 1 5． 0 5 ． 2 8 3 I ． 0 7 0 1 忆0 6 锚杆 4 9 ． 7 1 5 ． 0 3 ． 5 2 2 1 ． 0 7 0 1 蛇0 4 建议 和结 论 1 该高边坡在 自然状态下稳定性系数小于规范值。在特殊 的情况下 ， 如地震、 暴雨的影响下 ， 容易造成山体滑坡 ， 因此要做 好相应 的抗震和 防洪措施 。2 通过 A NS Y S有限元法对 该边坡的 稳定性进行分析， 可以得到边坡失稳状态下的变形情况和相应的 位移值 ， 得到边坡内部的应力分布图， 因此有限元法可有效地分 析边坡稳定性。3 高切坡变形破坏模式为坡面掉块和沿外倾结构 第 3 5卷 第 2 2期 1 1 2 2 0 0 9年 8月 山 西 建 筑 S HANXI ARCHI TECTURE Vo 1 ． 3 5 NO ． 2 2 Au g． 2 0 0 9 文章编号 1 0 0 9 ． 6 8 2 5 2 0 0 9 2 2 0 1 1 2 ． 0 2 某 工 程 地 下 室 土 方 开 挖 及 基 底 施 工 戴为 民施 玉芳余海儿 摘要 结合基坑工程实际， 详细介绍了基坑开挖及基底施工的过程， 进一步说明场地的地质勘察是基坑工程施工的基 础， 基坑开挖必须在施工过程不断完善改进 中进行， 以保证工程质量。 关键词 基坑， 土方开挖， 基底施工， 防护措施 中图分 类号 T U 4 6 3 文献标 识码 A 基坑工程是一门实践科学， 必须根据具体的地质情况及周边 环境特点综合加以设计才能保证工程的安全； 基坑工程的施工组 织设计是一个复杂的系统工程 ， 施工中的每一个环节都关系着工 程的质量、 安全 ， 因而要精心设计施工方案， 认真执行规范， 时时 监测采集施工数据 ， 适时调整工程施工方案 ， 才能高效、 安全地完 成任务 。本文结合工程实际 ， 对基坑工程 中的土方开挖及 基底施 工方案作了详细的介绍， 望能为类似的工程提供一定的借鉴。 1 工程概 况 本工程位于宁波市郊， 地下车库开挖面积约 2 2 0 0 0 m2 ， 长约 3 0 0 m、 宽约6 0m～1 2 0m， 0 ． 0 0 0标高相当于黄海高程5 ． O 0m， 基坑部位场地 自然地坪平均标高约为 2 ． 5 0 m， 计算开挖深度为 3 ． 4 5 m， 局部电梯井、 集水井挖深达 5 ． 4 5 m～6 ． O 0 m。根据地质 勘察报告及接桩时的实际情况看， 在基坑开挖范围内， ①层黏土 厚约 0 ． 4 m～1 ． 2 m， 下卧层即为力学性质极 差的②层 淤泥质加泥 碳土层 ， 开挖时极易发生边坡失稳。地下水位据勘察时为黄海高 程0 ． 9 --1 ． 9 左右， 但实际场地内填土层中地下水流量较大， 且周 边河道水位较高 ， 尤其在雨季时期 ， 地下水位基本为 2 ． 5 m。 基坑采用双排桩、 排桩加支撑 、 水泥搅拌桩重力式挡墙结合 放坡等多种支护结构形式。支护桩采用 似2 6沉管灌注桩， 桩长 1 2 ． 6 m～1 6 ． 6 m， 立柱为 【 J 预应力混凝土管桩 ， 桩长 2 9 m， 立 柱上部钢筋笼均为角钒格构式构件， 单桩竖 向承载力特征 为 3 5 0 k N。电梯井四周采用 们0 0水泥搅拌桩， 密排排列， 桩顶标高 面滑动破坏。经有限元软件分析计算 ， 切坡沿外倾结构面滑动的 稳定性安全储备不足。4 采用锚杆防护措施对高切坡进行治理。 参考文献 [ 1 ] 姜德义， 朱合华， 杜云贵． 边坡稳定性分析与滑坡防治[ M] ． 重庆 重庆大学 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 李海光． 新型支挡结构设计与工程实例[ M] ． 北京 人民交 通 出版 社 ． 2 0 0 4 ． [ 3 ] 黄继焕． 例述边坡稳定性评价规范方法[ J ] ． 山西建筑， 为 一4 ． 6 0 ， 桩长 4 m--6 m。 2 基坑开挖施工 2 ． 1 施 工程序 因人防地下室部位的承台、 基础梁密集 ， 且与板底高差较大 1 4 0 0 ， 因此， 施工程序根据实际情况分人防地下室区域及地下 车库区域两块。 2 ． 1 ． 1 人防地下室区域 分层放坡开挖土体至承台底 加垫层 标高一人工边修土边 满设坑底垫层， 并设好坑底集中排水一做好二次围护措施， 挖电 梯井及变电房等坑中坑土体至设计标高， 并立即设好垫层一放线 砌筑承台及地梁砖胎模一回填板底及周边塘渣、 设底板垫层一设 底板处支撑板带一做基础承台、 地梁及底板。 2． 1 ． 2地下车库区域 分层分段放坡开挖各区域土体至地下室底板标高一人工边 修土边满设坑底垫层 ， 并设好坑底集中排水一挖地槽至承台及地 梁底标高， 并立即设好垫层及砖模一做好二次围护措施、 挖坑中 坑部位土体至设计标高， 并立即设好垫层一设底板处支撑板带一 做基础承台、 地梁及底板。 2 ． 2土 方开挖 整个地 下室挖 土工期约 4 0 d ， 计 划 2 0 0 6年 4月 5日开挖 ， 要 充分考虑天气情况 ， 提前做好人力、 物力的安排， 保证机械设备的 2 0 0 8 ， 3 4 1 5 8 8 8 9 ． [ 4 ] 钱家欢， 殷宗泽． 土工计算原理[ M] ． 北京 中国水利水电出 版 社 ． 1 9 7 9 ． [ 5 ] 戴 自航， 彭振斌． 土体滑坡治理的合理设计与计算[ J ] ． 中南 工业大学学报， 2 0 0 0 1 9 4 9 5 ． [ 6 ] 李权． AN S Y S在土木工程中的应用[ M] ． 北京 人民邮电 出版 社 ． 2 0 0 5 ． Hi g h s l o pe s t a b i l i t y c a l c u l a t i o n a n d t r e a t me n t o f t h e h e a l t h c e nt e r i n Ba do ng c o u n t r y S HENJ i a ．- y i Ⅵ J i a n A b s t r a c t Th i s a r t i c l e a c c o r d i n g t o t h e t y p i c a l c a l c u l a t i o n s e c t i o n p l a n e a n d t h e p h y s i c a l me c h an i c s c o mp u t a t i o n p a r a me t e r wh i c h p r o v i d e s f rom g e o t ech n i c a l e n g i n e e r i ng p r o s p ect i n g r e p o r t o f t h e s l o p e ．Us e ANS YS f o r me c h a n i cs ana l y z es o f t h e s l o p e s t a b i l i t y ．Ac cor d i ng t h e a n aly s i s r e s u i t s ，a d o p t i n g t h e me t h o d o f b o l t s u p p o r t t o t r e a t t h i s h i g h s l o p e ． Ke y wo r d s h i g h s l o p e ，s t a b i l i t y，ANS YS，bol t s u p p o r t 收稿 日期 2 0 0 9 0 3 ． 3 0 作者简介 戴 为民 1 9 6 5 一 ， 男 ， 工程师 ， 浙江弘业建设有限公司 ， 浙 江 舟山3 1 6 0 0 0 施 玉芳 1 9 7 6 一 ， 女 ， 助理工程师 ， 浙江 弘业建设有限公司 ， 浙江 舟山3 1 6 0 0 0 余海儿 1 9 7 2 ． ， 女 ， 助理工程师 ， 浙 江弘业建设有限公司 ， 浙江 舟山3 1 6 0 0 0