邊坡穩(wěn)定性分析

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1．1引言</b></p><p>　　邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類工程活動(dòng)中最基本的地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設(shè)中最常見的工程形式。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，在建筑、交通水利、礦山等方面都涉及到很多邊坡穩(wěn)定問題。邊坡的失穩(wěn)輕則影響工程質(zhì)量與施工進(jìn)度，重則造

2、成人員傷亡與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大損失。因此，邊坡的勘察監(jiān)測(cè)、邊坡的穩(wěn)定性分析、邊坡的治理，是降低降低災(zāi)害的有效途徑，是地質(zhì)和巖土工程界重點(diǎn)研究的問題。</p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加速和城市人口的膨脹，越來(lái)越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越來(lái)越珍貴。特別是對(duì)于長(zhǎng)沙這樣多丘陵的城市來(lái)說，建筑邊坡成為了不可避免的工程。</p><p><b>　　1.2邊坡破壞類型</b

3、></p><p>　　邊坡的破壞類型從運(yùn)動(dòng)形式上主要分為崩塌型和滑坡型。</p><p>　　崩塌破壞是指塊狀巖體與巖坡分離，向前翻滾而下。一般情況巖質(zhì)邊坡易形成崩塌破壞，且在崩塌過程中巖體無(wú)明顯滑移面。崩塌破壞一般發(fā)生在既高又陡的巖石邊坡前緣地段，破壞時(shí)大塊巖體由于重力或其他力學(xué)作用下與巖坡分離而傾倒向前。崩塌經(jīng)常發(fā)生在坡頂裂隙發(fā)育的地方。主要原因有：風(fēng)化等作用減弱了節(jié)理面的黏聚

4、力，或者是雨水進(jìn)入裂隙產(chǎn)生水壓力，或者是氣溫變化、凍融松動(dòng)巖石，或者是植物根系生長(zhǎng)造成膨脹壓力，以及地震、雷擊等外力作用（圖1-1）。</p><p>　　滑坡是指巖土體在重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱面產(chǎn)生的整體滑動(dòng)。與崩塌相比滑坡通常以深層破壞形式出現(xiàn)，其滑動(dòng)面往往深入坡體內(nèi)部，甚至可以延伸到坡腳以下。其滑動(dòng)速度雖比崩塌緩慢，但是不同的滑坡滑動(dòng)速度相差很大，這主要取決于滑動(dòng)面本身的物理力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)滑動(dòng)面通過塑性較強(qiáng)的

5、巖土體時(shí)，其滑動(dòng)速度一般比較緩慢；相反，當(dāng)滑動(dòng)面通過脆性巖石，且滑動(dòng)面本身具有一定的抗剪強(qiáng)度，在構(gòu)成滑面之前可承受較高的下滑力，那么一旦形成滑面即將下滑時(shí)，抗剪強(qiáng)度急劇下降，滑動(dòng)往往是突發(fā)而迅速的?；赂鶕?jù)滑動(dòng)模式和滑動(dòng)面的縱斷面形態(tài)可以分為平面滑動(dòng)、圓弧滑動(dòng)、楔形滑動(dòng)以及復(fù)合形。</p><p>　　當(dāng)滑動(dòng)面傾向與邊坡面傾向基本一致，并且存在走向與邊坡垂直或接近垂直的切割面，滑動(dòng)面的傾角小于坡角且大于其摩擦角時(shí)

6、有可能發(fā)生平面滑動(dòng)。平面滑動(dòng)可以分為單平面形、折線形、連續(xù)曲面形等。</p><p>　　單平面形滑動(dòng)面為一平直面，它常常是地質(zhì)上先期已經(jīng)存在的軟弱結(jié)構(gòu)面，如巖層面、構(gòu)造面（斷層錯(cuò)動(dòng)面、大節(jié)理面、片理面等），基巖頂面的剝蝕面、不整合面、老地面、不同成因的堆積（坡積、崩積、洪積物）面等（圖1-2）。常見的有三種情況:第一，堆積物（包括坡積、崩積、洪積物及人工堆積物）沿下伏的平直的基巖頂面，老地面或不同成因的堆積面滑

7、動(dòng)；第二，較堅(jiān)硬的巖層（如砂巖、石灰?guī)r等）或互層巖層沿下伏軟弱巖層（如泥巖、頁(yè)巖、泥灰?guī)r等）或?qū)酉蝈e(cuò)動(dòng)帶滑動(dòng)。其后緣破裂面符合與走向與層面走向一致的張裂面，或一組X節(jié)理面，所以呈直線；第三，半層巖地層，如第四紀(jì)初形成的河、湖地層，因含有遇水易膨脹的礦物（如蒙脫石），強(qiáng)度低，上覆巖層沿下伏受水軟化的巖層滑動(dòng)。</p><p>　　折線形滑動(dòng)面為若干個(gè)平直面得組合，它可以是基巖頂面的剝蝕面、不同成因或成分的堆積面，也

8、可以是基巖中層面或構(gòu)造結(jié)構(gòu)面得組合面，是最常見的滑動(dòng)面形態(tài)（圖1-3）。</p><p>　　連續(xù)曲面形滑動(dòng)面為傾向溝谷等臨空面得上陡下緩逐漸變化的軟弱巖層或?qū)娱g錯(cuò)動(dòng)帶，常常是向斜的一翼，形成大型或特大型巖石順層滑坡（圖1-4）。</p><p>　　圓弧滑動(dòng)的滑動(dòng)面為圓弧面或螺旋曲面，它不受地質(zhì)上先期形成的軟弱面控制，主要受控于坡形造成的最大剪應(yīng)力面，與滑動(dòng)過程同時(shí)形成，因此也有人稱其為

9、同生面（圖1-4）。滑坡發(fā)生前在坡腳附近出現(xiàn)應(yīng)力集中，剪應(yīng)力超過該部位土體的抗剪強(qiáng)度造成坡體蠕動(dòng)，應(yīng)力調(diào)整，坡頂則產(chǎn)生拉力破壞出現(xiàn)張拉裂縫，一旦滑面中段全部出現(xiàn)剪應(yīng)力大于土體的抗剪強(qiáng)度，滑坡將發(fā)生整體滑移。由于滑動(dòng)面為圓弧型，故以旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)為主。在有地下水活動(dòng)的情況下，滑動(dòng)面的一部分常符合與地下水位的波動(dòng)線上，這類滑坡多出現(xiàn)在勻質(zhì)土坡和強(qiáng)風(fēng)化的破碎巖石斜坡。</p><p>　　楔形破壞一般發(fā)生在邊坡中有兩組結(jié)構(gòu)面

10、與邊坡斜交，且相互交成楔形體。當(dāng)兩組結(jié)構(gòu)面的組合交線傾向與邊坡傾向相近，傾角小于坡面角而大于其摩擦角時(shí)，容易發(fā)生這類破壞（圖1-5）。</p><p>　　由于邊坡物質(zhì)組成和坡體結(jié)構(gòu)的特殊性和復(fù)雜性，但以破壞形式的發(fā)生往往較少，或者其規(guī)模相對(duì)較少，一般的邊坡變形和破壞是上述幾種基本破壞類型的復(fù)合，故稱之為復(fù)合型破壞（圖1-6）。復(fù)合型破壞可以簡(jiǎn)單的歸納為平面形和圓弧形的組合，由于其空間形態(tài)的組合變化，其復(fù)合形式更

11、為多樣和復(fù)雜。</p><p>　　1.3邊坡滑動(dòng)變形發(fā)育過程</p><p>　　邊坡在發(fā)生滑動(dòng)之前通常是穩(wěn)定的，由于各種因素影響，邊坡土體強(qiáng)度逐漸降低，或邊坡內(nèi)部剪切力不斷增加，使邊坡的穩(wěn)定狀況受到破壞。在邊坡內(nèi)某一部分因抗剪強(qiáng)度小于剪切力而首先變形，產(chǎn)生微小滑動(dòng)，以后變形逐漸發(fā)展，直至坡面出現(xiàn)斷續(xù)的拉張裂縫。隨著裂縫的出現(xiàn)，滲水作用加強(qiáng)，變形進(jìn)一步發(fā)展。后緣拉張裂縫加寬，開始出現(xiàn)不大

12、的錯(cuò)距，兩側(cè)剪切裂縫也相繼出現(xiàn)。坡腳附近的土石被擠壓，滑坡出口附近潮濕滲水，此時(shí)滑動(dòng)面己大部分形成，但尚未全部貫通。．隨著邊坡變形的繼續(xù)發(fā)展，后緣拉張裂縫進(jìn)一步加寬，錯(cuò)距不斷增大。兩側(cè)剪切裂縫貫通井撕開。邊坡前緣的土石擠緊并鼓出，出現(xiàn)大量的鼓張裂縫，滑坡出口附近滲水混濁，這時(shí)滑動(dòng)面已全部形成，接著便開始整體地向下滑動(dòng)了。</p><p>　　邊坡變形破壞的發(fā)生是一個(gè)長(zhǎng)期的變化過程，按照滑坡的受力和變形特征將其分為

13、蠕動(dòng)階段、擠壓階段、滑動(dòng)階段、劇滑階段和穩(wěn)定壓密階段（表1-1）。</p><p>　　1.4邊坡穩(wěn)定影響因素</p><p>　　1.4.1結(jié)構(gòu)面在邊坡破壞中的作用</p><p>　　邊坡的穩(wěn)定性隨組成邊坡的巖體中結(jié)構(gòu)面（諸如斷層、節(jié)理、層面等）的傾角而變化。如果這些結(jié)構(gòu)面是直立的活水平的，就不會(huì)發(fā)生單純的滑動(dòng)，此時(shí)的邊坡破壞將包括完整巖塊的破壞以及沿某些結(jié)構(gòu)面

14、的滑動(dòng)。另一方面，如果巖體所含的結(jié)構(gòu)面傾向于坡面，傾角又在30º～70º之間，就會(huì)發(fā)生簡(jiǎn)單的滑動(dòng)。因此，邊坡中存在的各種形式結(jié)構(gòu)面是影響其穩(wěn)定性的首要因素。巖體的結(jié)構(gòu)特征對(duì)邊坡應(yīng)力場(chǎng)的影響主要表現(xiàn)為由于巖土體的不均一和不連續(xù)性，使沿結(jié)構(gòu)面周邊出現(xiàn)應(yīng)力集中和應(yīng)力阻滯現(xiàn)象。因此，它構(gòu)成了邊坡變形與破壞的控制條件，從而形成不同類型的變形與破壞機(jī)制。</p><p>　　1.4.2邊坡外形對(duì)邊坡穩(wěn)定性

15、影響</p><p>　　邊坡形態(tài)指邊坡的高度、長(zhǎng)度、坡角、平面形態(tài)、剖面形態(tài)以及邊坡的臨空條件等。邊坡形態(tài)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有直接影響。不利形態(tài)的邊坡往往在坡頂產(chǎn)生張應(yīng)力，并引起坡頂出現(xiàn)張裂縫：在坡腳產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪應(yīng)力，出現(xiàn)剪切破壞帶，這些作用極大地降低邊坡的穩(wěn)定性。一般來(lái)說，坡度越陡，邊坡越容易失穩(wěn)，坡度越緩，邊坡越穩(wěn)定：而坡高越大，對(duì)邊坡穩(wěn)定越加不利。平面上呈凹形的邊坡較呈凸形的邊坡穩(wěn)定：同是凹形邊坡，邊坡等高線

16、曲率半徑越小，越有利于邊坡穩(wěn)定。</p><p>　　1.4.3地下水條件對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響</p><p>　　滑坡的發(fā)生與地下水和地表水的關(guān)系緊密。絕大多數(shù)滑坡都或多或少有地下水的作用。地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響可反映在以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　a.靜水壓力</b></p><p>　　處于地下水位以下

17、的透水邊坡將承受水的浮托力的作用，使坡體的有效重量減輕；而不透水的邊坡，坡面將承受靜水壓力，充水的張開裂隙也將承受裂隙靜水壓力的作用，這些都對(duì)邊坡的穩(wěn)定不利。地下水的存在使邊坡上體的含水量增大，上體容重也隨之增加，而且孔隙水壓力也隨之增大，從而引起剪應(yīng)力增大和土體抗剪能力下降，使邊坡穩(wěn)定受到影響。</p><p><b>　　b.動(dòng)水壓力</b></p><p>　　

18、地下水的滲透流動(dòng)，將對(duì)坡體產(chǎn)生動(dòng)水壓力，在動(dòng)水壓力作用下，水流將帶走邊坡斷層破碎帶或其它軟弱結(jié)構(gòu)面中的細(xì)小顆粒，經(jīng)過長(zhǎng)期的滲流作用，上質(zhì)邊坡內(nèi)部可能形成較為連貫的滲流通道，隨著通道的不斷擴(kuò)大，坡體不斷被淘空，最終將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。</p><p><b>　　c.水的軟化作用</b></p><p>　　水的軟化作用指由于水的浸泡使邊坡土體強(qiáng)度降低的作用。對(duì)于碳酸鹽巖紅

19、粘性土邊坡，在地下水的作用下，土體強(qiáng)度將比干燥時(shí)大為降低，浸水后的軟化現(xiàn)象非常明顯，嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定。</p><p>　　此外，地下水的溶蝕和潛蝕也直接對(duì)邊坡產(chǎn)生破壞作用。出露的地下水可能，沖刷邊坡坡腳，并不斷侵蝕掏空，使邊坡不斷崩垮，引起坡體整體失穩(wěn)。</p><p>　　1.4.4各種外力作用多邊坡穩(wěn)定性的影響</p><p>　　區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的變化、地震、氣

20、候條件及人類活動(dòng)等都會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成較大的影響。</p><p>　　邊坡處于一定歷史條件下的地應(yīng)力環(huán)境中，特別是在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，往往存在較大的水平構(gòu)造殘余應(yīng)力。因而這些地區(qū)邊坡巖體的臨空面附近常常形成應(yīng)力集中，主要表現(xiàn)為加劇應(yīng)力差異分布。在坡腳、坡面及坡頂張力帶表現(xiàn)的最為明顯。地震對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響較大，地震作用導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低主要是由于地震作用產(chǎn)生水平地震附加力，使邊坡下滑力增大：而且，在地震力的

21、作用下，邊坡巖上體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化甚至破壞，出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)面或使原有結(jié)構(gòu)面張裂、松弛，地下水狀態(tài)也有較大變化，孔隙水壓力增大，邊坡巖上體強(qiáng)度降低，隨著地震力的反復(fù)作用，邊坡發(fā)生位移變形，最終導(dǎo)致破壞。</p><p>　　分化作用使坡體強(qiáng)度減小，坡體穩(wěn)定性大大降低，加劇了斜坡的變形與破壞。坡體土風(fēng)化越深，斜坡穩(wěn)定性越差，穩(wěn)定坡角越小。降水對(duì)滑坡形成也十分明顯。降水是地下水的重要補(bǔ)給來(lái)源，降水量大的地區(qū)較降水量小的地區(qū)

22、滑坡數(shù)量多，災(zāi)害嚴(yán)重。</p><p>　　人為因素在滑坡形成中的作用越來(lái)越大。開挖削坡、坡頂加載、爆破震動(dòng)、地下開挖以及破壞坡面植被都會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生影響。</p><p>　　1.5邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)</p><p>　　邊坡的穩(wěn)定性分析一直是學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題，目前邊坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)方法很多歸納起來(lái)有以下六類：</p><p>　　a.地質(zhì)

23、分析法。根據(jù)邊坡的工程地質(zhì)條件分析、判斷邊坡的穩(wěn)定性。其不足之處是不能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。</p><p>　　b.經(jīng)驗(yàn)類比法。通過大量相似的兩個(gè)或多個(gè)邊坡進(jìn)行比較，根據(jù)它們的屬性推出其它屬性的相似性的方法，這是一種定性評(píng)價(jià)方法。</p><p>　　c.結(jié)構(gòu)分析法。通過大量的結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用赤平投影、實(shí)體比例投影和摩擦圓方法判斷邊坡穩(wěn)定性，也是一種定性評(píng)價(jià)法，難以量化。</p>

24、<p>　　d.極限平衡法。該法把滑體視為剛體，分析其沿滑動(dòng)面的平衡狀態(tài)。常用方法有Fellenius法、Bishop法、Sarma法等，主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便，其缺點(diǎn)是把巖體作為剛體處理不能反映巖體內(nèi)部的真實(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系；穩(wěn)定性系數(shù)是滑動(dòng)面上的平均值，帶有一定的假定性，也無(wú)法考慮累進(jìn)性破壞對(duì)穩(wěn)定性的影響；各種計(jì)算方法本省還有不同的假設(shè)，均有一定的適用范圍和局限性，都是把超靜定問題變?yōu)殪o定問題處理。</p><

25、p>　　e.數(shù)值分析法。在邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中常用的數(shù)值分析方法有有限元法、邊界元法、離散元法等。這些分析方法本身具有較高精度，但受地質(zhì)模型、簡(jiǎn)化的力學(xué)模型和力學(xué)參數(shù)等的影響，使“高精度”的計(jì)算結(jié)果難以作出“高準(zhǔn)確”評(píng)價(jià)。</p><p>　　f．概率分析法。該法是以極限平衡原理建立狀態(tài)方程，在定值穩(wěn)定系數(shù)方法基礎(chǔ)上計(jì)算邊坡的不穩(wěn)定性概率的方法。</p><p>　　邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究已

26、取得很大進(jìn)步，但任存在不少問題，無(wú)論那一種評(píng)價(jià)方法都有其適用性與局限性。近年來(lái)，非線性科學(xué)理論、非連續(xù)介質(zhì)理論、可靠性分析理論以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為邊坡穩(wěn)定性問題研究提供了新的方法。多學(xué)科，多專業(yè)的交叉滲透研究已成為邊坡穩(wěn)定分析的發(fā)展方向。</p><p>　　一般而言對(duì)于土質(zhì)邊坡，由于邊坡表面傾斜，在巖體自重及結(jié)構(gòu)物的作用下，整個(gè)巖體都有從高處向低處滑動(dòng)的趨勢(shì)。如果巖體內(nèi)某一個(gè)面上的下滑力超過抗滑力，或者面上的

27、每點(diǎn)的剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度，若無(wú)支擋就有可能發(fā)生滑坡。邊坡失穩(wěn)在力學(xué)上主要是一個(gè)強(qiáng)度問題，這時(shí)計(jì)算上可簡(jiǎn)化為一個(gè)靜力平衡問題和一個(gè)巖土體屈服條件，常用極限平衡法。用極限平衡法分析邊坡穩(wěn)定時(shí)一般采用邊坡穩(wěn)定系數(shù)與（允許）安全系數(shù)（一般由規(guī)范規(guī)定）進(jìn)行對(duì)比的方法來(lái)加以判斷，當(dāng)邊坡穩(wěn)定系數(shù)大于安全系數(shù)時(shí)邊坡安全穩(wěn)定，否則，就認(rèn)為是不穩(wěn)定的不安全的。</p><p><b>　　1.6邊坡加固研究</b&g

28、t;</p><p>　　在邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)不能滿足規(guī)范要求時(shí)，就需要采取工程措施提高安全系數(shù)，以滿足安全使用的需要。卸荷、坡趾壓載、排水是通常采取的措施。采用這些方法，在邊坡穩(wěn)定性分析方面不增加任何新的內(nèi)容，可以按已有的分析方法進(jìn)行分析和復(fù)核。當(dāng)沒采用上述措施或采取措施后仍不能使安全系數(shù)達(dá)到允許數(shù)值時(shí)，就需要使用結(jié)構(gòu)性工程措施對(duì)邊坡進(jìn)行加固。</p><p>　　一些學(xué)者將土體的加固系統(tǒng)

29、分為外部加固和內(nèi)部加固兩大類（表1-2）。在20世紀(jì)60年代以前，邊坡加固主要依賴與外部加固。隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的內(nèi)部加固措施在邊坡工程中得到了應(yīng)用。內(nèi)部加固依賴于施加在坡體內(nèi)的加筋構(gòu)建，如錨桿、錨索、土工布等。這些構(gòu)件通常應(yīng)插入潛在滑動(dòng)面以后的巖體中。</p><p>　　對(duì)于內(nèi)部加固的結(jié)構(gòu)，一些學(xué)者又將其分為鋪設(shè)型和現(xiàn)場(chǎng)改良型。</p><p><b>　　1.鋪設(shè)型&

30、lt;/b></p><p>　　鋪設(shè)型指在填土過程中施加各種加筋構(gòu)件，主要包括以下幾種：</p><p>　　a.條型加筋構(gòu)件。此類構(gòu)件可以是經(jīng)過處理的鋼筋，也可以是條型非金屬加筋帶。</p><p>　　b.土工布加固構(gòu)件。這類構(gòu)件具有不同的規(guī)格型號(hào)，隨著填土一層一層的鋪設(shè)以適應(yīng)不同的環(huán)境要求。</p><p>　　c.格柵型加筋構(gòu)

31、件。在20世紀(jì)70年代，制作此類構(gòu)件技術(shù)日益更新，格柵型構(gòu)件具有很高的強(qiáng)度與韌性，同時(shí)有利于排水。</p><p>　　d.插入式錨固件。此類型構(gòu)件的作用于土錨桿類似，但是是隨著填土現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)的。</p><p><b>　　2.現(xiàn)場(chǎng)改良型</b></p><p>　　a.土釘。土釘也即鋼筋或金屬管，可直接將其插入土體或軟巖中，也可以埋進(jìn)預(yù)先鉆好

32、的鉆孔中。土釘與土體共同作用，以提高土體凝聚力，通?？捎糜谥ёo(hù)臨時(shí)開挖邊坡或加固不穩(wěn)定邊坡，以阻止其位移變形。</p><p>　　b.錨索。采用深部預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡方法可使滑坡體的空間變位得到有效約束，對(duì)于保持邊坡穩(wěn)定十分有效。</p><p>　　c．樹根樁。樹根樁系統(tǒng)通常由直徑為7.5cm～30cm的混凝土群樁組成。該群樁的樹根狀三維幾何分布形態(tài)可使加固土體形成一個(gè)整體，可以有效地

33、提高邊坡穩(wěn)定性。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外對(duì)邊坡的加固的支擋抗滑結(jié)構(gòu)研究一直沒有停止過。近年來(lái)抗滑樁作為一種支擋抗滑結(jié)構(gòu)物廣泛應(yīng)用于邊坡滑坡的穩(wěn)定性治理中?？够瑯哆@種新型支擋結(jié)構(gòu)由于具有施工方便、速度快、工程量少和節(jié)約陳本等優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展的很快。國(guó)內(nèi)抗滑樁較多的應(yīng)用于鐵路、公路中的滑坡治理，并取得了良好效果。</p><p>　　第二章 工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)和原則</p><

34、;p><b>　　2.1工程概況</b></p><p>　　“麓山戀·迪亞溪谷”山地低密度小區(qū)位于長(zhǎng)沙市望城縣含浦鎮(zhèn)，地處于岳麓山邊，緊靠長(zhǎng)沙市5000畝白鶴自然保護(hù)區(qū)，南臨香格里拉大道，西臨三環(huán)線（圖2-1）。項(xiàng)目用地面積22.0951公頃，有效規(guī)劃用地面積20.2805公頃，東西寬380米，南北長(zhǎng)690米，地塊較為規(guī)劃，南向?yàn)橄愀窭锢蟮?，西向靠三環(huán)線，東北西向?yàn)榇_發(fā)

35、的山地，用地內(nèi)有大小各異的四個(gè)湖面?！奥瓷綉?#183;迪亞溪谷”山地低密度住宅小區(qū)采用一次性規(guī)劃、開發(fā)的建筑方式，包括住宅、商業(yè)、會(huì)所、幼兒園。共計(jì)總建筑面積131689.82平方米，其中 住宅面積123968.36平方米，商業(yè)面積6349.51平方米，會(huì)所面積626.84平方米，幼兒園面積745.11平方米。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)麓山戀·迪亞溪谷山地低密度住宅小區(qū)工程2號(hào)路邊坡支護(hù)工程

36、進(jìn)行設(shè)計(jì)。場(chǎng)地地貌單元屬低山丘陵地貌。擬分析的2號(hào)路邊坡典型剖面標(biāo)高為68.58m。</p><p>　　2.2工程水文地質(zhì)條件</p><p><b>　　2.2.1地形地貌</b></p><p>　　本工程地處于岳麓山邊，緊靠長(zhǎng)沙市5000畝白鶴自然保護(hù)區(qū)。場(chǎng)地地貌單元屬低山剝蝕丘陵地貌。擬分析的2號(hào)路邊坡典型剖面標(biāo)高為68.58m。山坡

37、植被發(fā)育，山坡整體較陡,邊坡坡度約60º。</p><p><b>　　2.2.2地層巖性</b></p><p>　　根據(jù)鉆探揭露，擬建場(chǎng)地內(nèi)埋藏的地層有人工填土層、（埋藏）植物層、第四系坡洪積層、殘積層、泥盆系泥灰?guī)r及砂巖。各地層的野外特征描述如下：</p><p>　　①（①為地層編號(hào)，下同）人工填土（Qml）：素填土，褐黃色、

38、褐紅色，主要由粘性土組成，不均勻夾10～20％的塊石及礫石，局部地段夾少量建筑垃圾及生活垃圾，呈稍濕～濕，松散～稍密狀態(tài)。層厚0.50～5.50m。</p><p>　?、冢癫兀┲参飳樱≦pd）：褐灰、深色，可見尚未完全腐爛的植物根莖，濕～很濕，可塑狀態(tài)。搖震無(wú)反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，捻面較光滑。層厚0.50～1.80m。</p><p>　　③第四系坡洪積（Qdl）粉質(zhì)粘土：褐紅、褐黃

39、夾灰白、褐黑色團(tuán)粒，局部塊石及小礫石，呈稍濕，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，其捻面稍光滑，搖震無(wú)反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等。層厚0.50～8.20m。</p><p>　?、艿谒南禋埛e（Qel） 粉質(zhì)粘土：褐黃、淺紅、銀灰等色，系由泥灰?guī)r及砂巖風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)較清晰，局部不均勻夾強(qiáng)風(fēng)化塊，呈稍濕，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，其捻面稍光滑，搖震無(wú)反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等。層厚0.50～9.00m。</p><p>　

40、　泥灰?guī)r：褐黑色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中薄層狀構(gòu)造，局部發(fā)育完整的方解石脈，根據(jù)其風(fēng)化程度的不同，可分為強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化兩帶。</p><p>　?、輳?qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r：灰黃、淺紅、褐灰等色，節(jié)理裂隙很發(fā)育，合金鉆進(jìn)容易，巖芯呈碎塊狀、土夾碎塊狀，碎塊用手可折斷。屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。層厚0.40～5.10m。</p><p>　?、拗酗L(fēng)化泥灰?guī)r：褐黑色，節(jié)理裂隙發(fā)育，合金鉆進(jìn)難，金剛石鉆進(jìn)容

41、易，巖芯多呈碎短柱狀、塊狀。屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。層厚不詳。</p><p>　　2.2.3 地質(zhì)構(gòu)造</p><p>　　根據(jù)《長(zhǎng)沙地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局1989年）及野外勘察結(jié)果分析：本線路位于長(zhǎng)沙洼陷中。長(zhǎng)沙洼陷屬永安地洼的南西端，在不斷的拱斷作用下，由地洼沉積層組成褶皺平緩的紅色盆地，以及多期活動(dòng)直至挽近時(shí)期仍在活動(dòng)的三條主干斷裂組成的活動(dòng)斷裂帶為期特

42、色。但在本場(chǎng)地勘察范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，未發(fā)現(xiàn)有大的斷裂存在。</p><p><b>　　2.2.4水文條件</b></p><p>　　勘察期間，正值枯水季節(jié)，僅部分鉆孔遇見地下水。主要為賦存在人工填土及第四系地層中的上層滯水、基巖裂隙水；上層滯水主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，隨季節(jié)變化大；基巖裂隙水主要賦存在泥灰?guī)r及砂巖裂隙中，受大氣降水補(bǔ)給，隨季節(jié)性變化較大，無(wú)統(tǒng)

43、一水位，水量較小。</p><p>　　根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)和室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果綜合判定：場(chǎng)地內(nèi)地層均為弱透水地層。</p><p>　　取上層滯水進(jìn)行簡(jiǎn)易水質(zhì)分析，根據(jù)場(chǎng)地各地層的滲透性和規(guī)范GB50021-2001第12.2.1條、第12.2.4條、第12.2.5條關(guān)于場(chǎng)地地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：本場(chǎng)地上層滯水水質(zhì)對(duì)混凝

44、土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。</p><p><b>　　2.2.5地震效應(yīng)</b></p><p>　　本區(qū)屬長(zhǎng)江中下游地震亞區(qū)的麻城—岳陽(yáng)—定遠(yuǎn)地震帶。根據(jù)湖南省地震局資料，長(zhǎng)沙市歷史上沒有中強(qiáng)以上地震，長(zhǎng)沙市地震基本烈度為六度。區(qū)內(nèi)記載有感地震18次，另自1978年湖南省地震局建立全省地震臺(tái)網(wǎng)以來(lái)，共測(cè)得微地震24次，多發(fā)

45、生于洞庭湖周圍各縣。</p><p>　　根據(jù)勘察結(jié)果、已有研究資料、2001年版中國(guó)地震局（GB18306-2001）《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》、《鐵路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，擬建場(chǎng)區(qū)所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g；地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。</p><p><b>　　2.2.6氣候條件</b></p&g

46、t;<p>　　長(zhǎng)沙市屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季分明、溫暖潮濕、雨量充沛、嚴(yán)寒期短等特點(diǎn)。多年平均氣溫17.1℃ ，極端最高氣溫40.6℃ ( 1953年8月13日)，極端最低氣溫-12.0℃(1972年2月9日)。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，多年平均風(fēng)速2.6m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速20.7m/s ，無(wú)霜期275d，日照時(shí)數(shù)l636h，多年平均蒸發(fā)量1316mm。年平均相對(duì)濕度79.5％，年最小相對(duì)濕度14.2％。多年平均

47、降雨量1394.6mm，最大年降雨量1751.2mm（1998），最小年降雨量708.8mm（1953），最大月降雨量515.3mm，最小月降雨量1.2mm，最大日降雨量192.5mm，每年4～8月為雨季，其降雨量約占全年的80％，由于雨水集中，易引發(fā)山洪，江河陡漲。</p><p>　　2.3設(shè)計(jì)依據(jù)與原則</p><p>　　2．3.1邊坡設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p&g

48、t;　　首先是設(shè)計(jì)所采用的相關(guān)規(guī)范規(guī)程：</p><p>　　1、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330—2002）；</p><p>　　2、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）；</p><p>　　3、《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（GB50007—2002）；</p><p>　　4、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94—2008

49、）；</p><p>　　5、《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219—2006）；</p><p>　　6、《地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（DB50/5029-2004）； </p><p>　　7、《混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204—2002）；</p><p>　　

50、8、《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GBH107—87）；</p><p>　　9、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）；</p><p>　　10、《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（CECS22:90）；</p><p>　　11、《總圖制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50103—2001）等規(guī)程規(guī)范。</p><p>　　其次是任務(wù)書給定的工程資

51、料：</p><p>　　1、麓山戀?迪亞溪谷山地低密度住宅小區(qū)工程2號(hào)路邊坡地質(zhì)資料；</p><p>　　2、典型計(jì)算剖面圖（圖2-2）。</p><p>　　最后是土層物理力學(xué)參數(shù)（表2-1）。</p><p>　　2.3.2邊坡設(shè)計(jì)原則</p><p>　　1、邊坡設(shè)計(jì)要解決的根本問題是在邊坡穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)之間選擇

52、一種合理的平衡，力求一最經(jīng)濟(jì)的途徑使服務(wù)于工程建筑的邊坡滿足穩(wěn)定性和可靠性的要求。 </p><p>　　2、在邊坡穩(wěn)定性分析與推力計(jì)算中涉及的主要荷載有：邊坡巖土體自重、邊坡上各種建筑附加荷載、地下水產(chǎn)生的靜水壓力和滲透壓力、地震荷載等。各種荷載效應(yīng)組合應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)規(guī)范，按照最不利原則進(jìn)行組合。</p><p>　　3、邊坡工程的設(shè)計(jì)應(yīng)包括支護(hù)結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算和構(gòu)造，并對(duì)施工、

53、監(jiān)測(cè)及質(zhì)量驗(yàn)收提出要求。</p><p>　　4、邊坡設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)邊坡的具體情況，結(jié)合主體工程建筑實(shí)施多項(xiàng)措施綜合治理原則。在保證邊坡自身整體穩(wěn)定前提下，綜合考慮主體建筑物、周邊建筑物、周邊環(huán)境以及整體美觀、適用、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　5、巖土工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題已在巖土工程界得到廣泛重視，支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工要與邊坡植被防護(hù)有機(jī)結(jié)合。</p>&l