Ｑ：塑 ＳＣｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ０Ｉｏｇｙ ｌｎＤ０ＶａｔＩＯＮ Ｈｅｒａｉｄ 工程技术 重庆某填方边坡稳定性评价及处治① 孙耀明 （招商局重庆交通科研设计研究院有限公司 重庆４０００６７） 摘要：重庆桌住宅小区５号接、１ ０号楼和１１号楼按设计标高回填后，形成高填方边坡。该边坡由杂填土组成，结构松散，均匀性差，在天 然状态下处于极限平衡状态。拟采用预应力锚索桩板式挡墙对该边坡进行支挡。预应力锚索桩板式挡墙在受力状态，受力机制上较传 统的抗滑桩更加合理，在经济性，安全性等方面优点明显。 关键词：填方边坡 稳定性评价 预应力锚索抗滑桩 中图分类号：Ｕ４１ ６ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ６７４—０９８Ｘ（２０１１）ｌ１（ｃ）一００９２－０ ２ Ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｉｌｌ ｓｌｏｐｅ ａｔ ａ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ａｒｅａ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ＳＵＮ Ｙａｏ－ｍｉｎｇ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｍｅｒｃｈａｎｔｓ Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０００６７） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ａｒｅａ ｏｆ ５＃，１ Ｑ＃ａｎｄ １ １＃ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，ｆｏｒｍｅｄ ａ ｈｉｇｈ ｆｉＩｌ ｓｌｏｐｅ ａｆｔｅｒ ｆｉｌｌｉｎｇ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ ０ｆ ｍｉＳＣｅｌｌａｎｅｏｕｓ ｆｉｌｌ，ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｉｎａｔｔｅｎｒｉｖｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｉＳ ｐｏｏｒ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｉｎ １ｉｍｉｔ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｓｔａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｓｔａｔｅ．ｗｅ ｕｓｅｄ ａｎｔｉ－－ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｔｏ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ａ ｂｌｏｃｋ．Ａｎｔｉ— ｓｌｉｄｉｎｇ Ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｉｓ ｍｏｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｔｈａｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｔｉ－－ｓｌｉｄｅ ｐｉｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅＳＳ ｓｔａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ．ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔ ｈａｖｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ。 Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｆｉｌｌ ｓｌｏｐｅ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ １前言 重庆某住宅小区５号楼、１０号楼和１ １ 楼的地基为杂填土回填 区，杂填土厚达ｌ０～１ ３ｍ，结构松散，均匀性差。按设计标高回填后， 形成长８６ｍ、高１．３～１ ８．７ｍ的填方边坡。该边坡安全等级为一级， 体上或坡体前缘有重要建筑物的滑体加固时，优点更为｝Ｊ月 。 （如图１）。 ２边坡稳定评价 据设计标高填方后５＃、１０＃、１ ｌ＃楼填上边坡稳定与 直接影 响５、ｌ０、１ １号楼上、卜部结构的安全。本次验算断面采用Ｉ—Ｉ’削 面，按雨季工况不利条件考虑，素填土天然容重２０ｋＮ／ｍ，综合内摩 本次计算采用 建筑边坡工程技术规范））（ＧＢ５０３３０—２００２）的５． ２．５公式，公式如下： １ Ｈ—ｌ 边坡稳定与否直接影响５、１０、１ ｌ号楼上、下部结构的安全。考虑剑 边坡的重要性，拟采用悬臂式桩板式挡墙或预应力锚索桩板式挡 墙进行支挡。 传统抗滑桩为被动的悬臂梁式受力状态（图１），而预应力锚 擦角３０。，潜在滑面为基岩面， ＝ｌ２。， ：３２．７ｋＰａ。 索抗滑桩变悬臂梁为类简支粱，大幅度减少桩身内力、桩的横截 面积和埋置深度，使受力状态更加合理，亦节省工程造价。此外， 传统抗滑桩的受力机制为被动式的，即只在坡体发生位移后，滑 坡推力作用在桩上，使桩产生抵抗力矩时才能阻止滑坡体的进 一∑（尺，兀ｌｆ，，）＋Ｒ ＝ 广｛｝—— 步滑动，而预应力锚索抗滑桩则为主动式受力结构，预先通过 锚索给坡坡体施加了一个预应力，提高了坡体的稳定性。对于坡 ∑（ 兀 ，）＋ 表１ 稳定性计算结果一览表 滑块编号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 滑体重度 （ｋＮ／ｍ） ２０ ２０ ２０ ２０ 滑块而积 （ｍ ） ８５．２ ８７７．１ ４２５．８ ７９．６ 滑面长 ｌ（ｍ） ２６．６ ５３．４ ｌ９．４ ｌ６．５ 滑面倾角 ｏ １ ｌ４．４ １９．１ ２５．５ １’， 内聚力 ｋＰａ） ３２．７ ３２．７ ３２．７ ３２．７ 内摩擦角 （。１ ｌ２ １２ ｌ２ ｌ２ 稳定系数 ０．９８ ２ 卜一 ｆ＿＿ ‘ ｌ如 ．ｉ ●Ｊ ＾ ｆ，，●，，● ｒ，１ｒｆ，ｆ，ｆ ， ， （ａ）传统抗滑桩 图１ 预应力锚索抗滑桩受力分析 （ｂ）预应力锚索抗滑桩 ① 作者简介：孙耀明（１ ９８２一），男，工程师，硕土，工程地质争业。 ９２ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ！！ Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 其中Ｒｉ＝ Ｘ ＣＯＳ口。Ｘ ｔａｎ ＋Ｃ。Ｘ Ｌ ，ｔ＝ Ｘ ｓｉｎ 。， ｉ ＣＯＳ ②桩身配筋计算 （ ｉ一 ｉ—１）一ｓｉｎ（ ｉ一 ｉ一１）×ｔａｎ ＋１， 按一般抗滑桩计算方法配筋。挡土侧设３０￣３２ １Ｉ级螺纹钢，分 ｎ－１ Ｈ Ｊ＝ＩＦ ＋ｌ ２…… 一ｌ 两排共２０束，每束３根；桩的临空侧设置１８￣２５架立钢筋；两侧和受 ＝ｆ 压侧设置ｔ｝１４＠２００＠及§１２０２００的纵向构造钢筋；箍筋为中 计算表明：按设计标高平整场地后，填方边坡的整体稳定系数 ８＠２００。 Ｋ＝０．９８＜１．３，该填方边坡处于不稳定状态（表１）。 ③挡土板内力配筋计算 挡土板厚４００ｍｍ，单块板弯矩１ ３９．５８４ｋＮｍ，单块板全部纵筋 ３边坡处置 面积ｌ１ ３７ｍｍ２，受力筋为甘１２＠２００，分布筋为啦！Ｏ＠２００，拉结筋中８ 因抗滑桩桩身长度大，且坡面及滑面差异较大，合理确定滑坡 隔一拉一，呈梅花形布置。 推力最大值是本支挡结构设计成败的关键。 ３．３锚索承载力计算 ３．１滑坡推力计算 计算表明，预应力拉索所需水平拉力为１４７７ｋＮ（考虑可靠度）， ①第一种情况：滑动面上的四个滑块均为刚性土块，只承受压 相应标准值为ｌ２３０ＫＮ，拉索角度为２５。，侧拉索拉力为ｌ ３６０ｋＮ，预 力不承受拉力，且第一个滑块土体的土压力按最不利圆弧面滑动 估采用ｌ５根７ ｊｌ ５．２钢铰线，则相应应力为（１４７７ Ｘ ｌ０００ Ｘ １．１）／（ｏ． 计算（近似按滑坡推力试算后４５。契形体推力最大），得：剩余下滑 ６９×ｌ３９×ｌ ５ Ｘ ｃｏｓ２５。）＝１２４６ＭＰａ＜‘Ｖ，承载力满足要求。根据剖面 力＝９５５．９０４ｋＮ，下滑力角度＝２４．５６７。。 图知，自由段长度约为１ ５ｍ，则拉索在张拉端在受力过程中的总伸 计算发现，因第二滑块的有效滑面长度达２ｌｍ，处于基本稳定 长量为（１ ３６０ｘｌｏｏｏ）／（１ ５ Ｘ １３９ Ｘ １．９５ Ｘ １０００００ Ｘ １５０００）＝５０ｒａｍ。 状态，将其假定为刚性体，因不承受拉力，滑块刚性滑动体有误。须 相应水平位移为５０×ｃｏｓ２５。＝４５ｒａｍ，同时桩身３．Ｏｍ标高的水 将第二滑块划小重新计算，得：剩余下滑力＝１４５１．１ ８０ｋＮ，下滑力 平位移为６５ｒａｍ，考虑到预应力锚杆有适度的初始张拉控制应力， 角度＝２４．５６７。。 实际的钢铰线的水平刚度较假定值（锚索水平刚度：１ ８．Ｏ００ＭＮ／ｍ） ②第二种情况：第一个滑块上作用有上部土体按最不利圆弧 大，所以实际的位移较计算值小，钢铰线的拉力比计算值大。 面滑动的土压力，其余两个滑动面上的滑块视为可下滑的刚性土 根据 建筑边坡工程技术规范》７．２．３式，锚固段的最小长度 块，滑块只承受压力不承受拉力，得：剩余下滑力：ｌ６２２．２７６ｋＮ，下 为：Ｌａ≥（１３６０×１ｏｏｏ）／（１．０×３．１４ Ｘ ２００×２５０）＝８．６６ｍ，取为ｌ０．０ｍ。 滑力角度＝２４．５６７。。 ３．４桩前岩石侧压力计算 ③第三种情况：将桩后第一滑块视为可下滑的刚性土块，滑块 桩前最大岩石侧压力为ｌ４９２ｋＰａ，小于中风化砂质泥岩特征值 只承受压力不承受拉力，同时滑块上作用有第二滑块土体内部按 ２２４０ｋＰａ，岩石承载力满足要求。 最不利圆弧面滑动的土压力（近似按滑坡推力试算后４０。契形体推 ３．５排水工程 力最大）。剩余下滑＝１８８８．９５６ｋＮ，下滑力角度＝２４．５６７。。 采用地表排水系统。坡顶设截水沟，并作封蔽处理，挡土板上 ④按挡土墙前侧土压力计算：由侧向土压力公式计算得到。 设泄水孔，泄水孔内径１００ｒａｍ，外倾坡度不小于５％，并按梅花形交 Ｅ ＝ ｘ 错布置。最低一排泄水孔距排水沟底面２００～３００ｒａｍ，在泄水孔进水 侧设置５００ｒａｍ×５００ｍｍ×５００ｒａｍ反滤包。坡底及标高２３７．３０处均设 。＝ 百 ［ｓｉｎ（ａ＋ｐ）ｓｉｎ（ａ－６）＋ｓｉｎ ＋６）ｓｉｎ（ 一ｐ）】 排水沟。 ＋２ ｒｔ ｓｉｎａ ｃｏｓ￣ｃｏｓ（ａ＋１３一ｔＰ一８）一２ ｊ ４结语 本工程治理采用了预应力锚素抗滑桩及地表、地下截、排水措 ｒＨ ｓｉｎ（ａ＋ｐ） 施作为辅助方法的综合治理方案，做到挡防结合。锚索与桩的联合 得：Ｅａ＝０．５ Ｘ ｙ×／７２×Ｋａ＝９５８．９７ｋＮ／ｍ。其中：地表均布荷 作用既减小了桩的截面、配筋以及嵌岩深度，又减少了桩顶的水平 载ｑ＝０ｋＮ／ｍ，土的坡度卢＝１８。；土对挡土墙背的摩擦角５＝５。， 位移，达到了造价经济、安全可靠的良好效果。 综上，对抗滑桩设计起控制作用的荷载为第三种情况滑坡推 本工程治理施工已经结束１年，通过对滑坡体和桩体的位移监 力，其荷载设计值为ｌ ８９０ｋＮ／ｍ（已考虑ｋ＝１．３０的可靠度），滑坡推 测，证明这种方案对该滑坡体的治理起到了很好的作用。 ＃Ｋ ５） 力标准值为１４５４ｋＮ／ｍ。 Ｒｂ—Ｈ ３．２桩承载力计算 基本计算参数：桩长２５ｍ（滑面以下深１０．０ｍ），桩间ｇｇ４．０ｍ，下 参考文献 滑力 ＝１８９０ｋＮ／ｍ，０【＝２４．５６７。（设桩处滑面倾角），血．＝ｌ５ｍ（滑面 ［１］李海光．新型支挡结构设计与工程实例【Ｍ】．北京：人民交通出 以上土层厚），血，＝１Ｏｍ（滑面以下土层厚），桩形为１．５ｍ×２．５ｍ的矩 版社，２００４． 形，桩截面积以 ＝３．７５ｍ ，截面惯性矩Ｊｒ＝１．５９ｍ４，计算桩宽Ｂ。＝２． ［２】周德培，王建松．预应力锚索桩内力的一种计算方法［Ｊ】．岩石力 ８ｍ，地基系数 ＝３０００００ｋＮ／ｍ ，Ｃ４０混凝土弹性模量为４．０ Ｘ 学与工程学报，２００２． ｌ０４ＭＰａ。 【３】陈占．预应力锚素桩设计与计算【Ｊ】．地球科学（中国地质大学学 锚索沿桩顶设置，每桩一根，距桩顶３ｍ，锚索与水平夹角２５。， 报），２００１． 孔径２５０ｍｍ，采用ｌ５根７ ｊｌ ５．２钢铰线，用Ｍ３０砂浆锚固。 ［４］胡志毅．预应力锚索抗滑桩在失稳斜坡治理中的应用［Ｊ】．江苏 ①桩身内力计算（Ｋ法） 有色金属，１９９９． 挡土侧最大弯矩＝３４ｌ６０．７６６ｋＮｍ，距离桩顶ｌ６．５００ｍ；非挡 土侧最大弯矩＝２３３６．３３１ｋＮｍ，距离桩顶３．０００ｍ；最大剪力 ＝５ ５０２．５０３ｋＮ，距离桩顶ｌ ５．０００ｍ｛桩顶位移＝８２ｒａｍ，锚索水平 拉力＝ｌ４７６．６９７ｋＮ。 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ９３