三峡库区双堰塘滑坡治理锚拉抗滑桩结构设计及优化

论文摘要

万州主城区双堰塘滑坡是一个大型老滑坡，目前因受降雨影响已发生了不同程度的局部变形。当三峡水库蓄水位到175m高程或从175m骤降至145m水位时，滑坡的稳定系数会显著降低，存在整体失稳下滑的可能性，其结果将对位于滑坡后部迁建区内的1万多居民的生命安全构成极大的威胁，因此必须进行工程治理。本文在对滑坡的边界范围、变形迹象、滑坡体地质结构、岩土参数等基本特征及影响滑坡稳定性的降雨、地下水、库水浸润等因素的影响及滑坡形成机制进行了综合分析研究的基础上，对滑坡的稳定性及滑坡推力进行了计算评价。由于滑坡前部有效支挡部位位于三峡水库浸润带，滑体为泥岩、砂岩碎裂岩化后的碎块石土,滑床为泥岩、粉沙质泥岩，库水长期浸泡下滑体土和滑床岩石软化作用明显，浸水通过岩土中的裂隙系统对钢构件的长期腐蚀作用不容忽视。针对库水浸泡区滑坡地质条件及保护建筑物的需要，对抗滑桩方案采用悬臂式抗滑桩和锚拉式抗滑桩进行设计比较和优化，并提出了技术可靠、经济合理的最优治理方案。取得的主要成果有：（1）三峡水库蓄水前滑坡整体基本稳定，蓄水后受库水浸泡（工况III）滑坡整体稳定性明显降低，在库水位降落及降雨的共同影响时（工况IV），其稳定性系数进一步降低至1.061-1.068，安全储备不足。（2）滑坡在水位从175m降到145m时稳定性最低，为最不利工况，因此该工况作为设计工况。设防安全系数为1.15，计算对应于1-1’剖面设桩处的滑坡推力设计值为1500kN/m、2-2’剖面设桩处的推力设计值为2250kN/m。（3）为确保水库蓄水后，滑坡中后部建筑物的安全，治理方案采用在建筑物下方设置一排41根抗滑桩进行支挡，即选取悬臂式抗滑桩和锚拉式抗滑桩两种支挡结构进行设计比选。根据设计计算，悬臂桩要满足受力要求，其桩截面、桩身长均较锚拉桩大。锚拉桩在桩顶施加预应力后，桩身滑面处剪力、弯矩大大减小，桩顶位移得到有效控制，其对既有建筑物变形的约束作用和治理效果也更佳。故推荐锚拉桩为抗滑支挡工程设计方案。（4）为避免常规锚索锚固段在库水长期浸泡下存在锈蚀等可能导致可靠性降低的问题，本设计锚拉桩首次在库区滑坡大推力的抗滑桩上采用高强度的精扎螺纹钢作为锚拉构件。（5）悬臂抗滑桩设计方案的土石方工程量较锚拉抗滑桩设计方案的多6755m3，钢筋等材料也多208.3t。锚拉抗滑桩设计方案的工程费用仅相当于悬臂抗滑桩设计方案工程费用的71%。可节省投资256万元。因此采用锚拉抗滑桩设计方案更优。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 滑坡治理工程研究现状
• 1.2.2 抗滑支挡工程的发展
• 1.3 主要研究内容、思想、路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.3.3 技术路线
• 1.4 主要成果及创新点
• 1.4.1 主要成果
• 1.4.2 主要创新点
• 第2章 区域地质概况及滑坡区工程地质条件
• 2.1 研究区地质概况
• 2.1.1 气象
• 2.1.2 水文
• 2.1.3 地形地貌
• 2.1.4 地层岩性及工程地质岩组
• 2.1.5 地质构造及地应力场演化
• 2.1.6 水文地质条件
• 2.1.7 地震
• 2.2 滑坡区工程地质条件
• 2.2.1 滑坡特征
• 2.2.2 滑坡的影响因素与形成机制
• 2.2.3 稳定性评价及推力计算
• 第3章 双堰塘滑坡抗滑桩支挡方案设计
• 3.1 防治目标与治理方案的拟定
• 3.2 设计工况、参数和标准确定
• 3.2.1 设计工况
• 3.2.2 设计基本数据
• 3.2.3 抗滑工程设计标准
• 3.2.4 设计主要执行技术标准规范
• 3.3 滑坡设计推力计算结果
• 3.4 方案一悬臂抗滑桩方案设计
• 3.4.1 抗滑桩设计计算
• 3.4.2 抗滑桩布置设计
• 3.4.3 抗滑桩结构设计
• 3.4.4 抗滑桩施工方案及关键工序施工技术要点
• 3.4.5 抗滑桩工程量及造价计算
• 3.5 方案二锚拉抗滑桩方案设计
• 3.5.1 锚拉桩设计计算
• 3.5.2 锚拉桩布置设计
• 3.5.3 锚拉桩结构设计
• 3.5.4 锚拉抗滑桩施工方案及关键工序施工技术要点
• 3.5.5 锚拉桩工程量及造价计算
• 第4章 设计方案比较
• 4.1 设计思路和治理效果的比较
• 4.1.1 悬臂式抗滑桩设计思路
• 4.1.2 锚拉式抗滑桩设计思路
• 4.1.3 锚拉式抗滑桩与悬臂抗滑桩设计思路的比较
• 4.1.4 锚拉式抗滑桩与悬臂抗滑桩设计计算方法的比较
• 4.1.5 锚拉式抗滑桩与悬臂抗滑桩设计计算结果比较
• 4.2 工程量及造价比较
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 授予工程硕士学位人员登记表