深路堑边坡开挖支挡方案对比研究——以厦门北动车所1＃深路堑边坡为例

摘要

深路堑边坡的稳定是保证路基完成其功能的重要条件，也是路基经过挖方地区设计的主要内容之一。对在丘陵、山区建设的高等级铁路，不可避免会出现大量的深路堑边坡。深路堑边坡的破坏严重威胁高铁列车的行车安全，不仅严重威胁着国家和人民的生命财产安全，也会给和谐的环境景观和生态平衡带来不可挽回的损失。实际上，许多工程措施可用来治理边坡，桩板墙就是在滑坡防治工程中的抗滑桩基础上发展起来的，目前桩板墙被越来越广泛应用于边坡支挡工程中。本论文针对厦门北动车所1＃深路堑边坡的稳定性与不同支挡方案、开挖方案进行分析研究，主要内容如下:
　　(1)着重对研究区的环境地质、生态景观进行深入分析研究。包括交通位置、气象水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及地震特征，阐述了研究区所处的地质环境条件和深路堑边坡基本特征。
　　(2)依据直剪试验、工程地质勘查成果的物理力学指标，针对研究区特点，提出了两种桩板墙支挡方案，采用传递系数法对边坡在高支挡+少挖、双排矮支挡+多挖两种方案下的稳定性进行了评价并计算了各个条块的剩余下滑力。
　　(3)边坡取1.15安全系数，利用传递系数法，计算出边坡前缘设桩处的剩余下滑力，在方案Ⅰ（强支挡+少挖方）中，根据计算，深路堑边坡对桩的推力为950.7kN/m，为使悬臂段满足受力要求，桩截面尺寸为2.0m×3.0m，桩长22m，桩间距（中对中）为6m，共需26根桩;在方案Ⅱ（双排矮支挡+多挖方）中，根据计算，深路堑边坡对下排桩的推力为650.8kN/m，桩截面尺寸为2.0×2.5m，桩长为15m，桩间距（中对中）为6m，共需26根桩;在方案Ⅱ中，深路堑边坡对上排桩的推力为337.1kN/m，桩截面尺寸为1.5×2.0m，桩长为13m，桩间距（中对中）为6m，共需18根桩;
　　(4)从设计思路、结构形式、工程造价及施工难易程度方面对两种方案进行了对比，对比结果表明，在土石方工程量上，方案Ⅰ较方案Ⅱ少80127-52332=27795m3土石方，但总工程费用多945156元，工程费用多18.3％。方案Ⅱ在结构形式、工程造价及施工难易程度具有较大的优势。
　　(5)两种支挡方案边坡均分五步开挖，运用FLAC3D软件对两种方案五步过程中的应力应变、力学特征进行了深入的分析与研究。研究结果表明，采用方案Ⅱ坡体受剪切力更小，坡体水平方向位移更小，坡体安全储备更大。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．1．1 选题依据

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 边坡稳定性研究现状

1．2．2 边坡治理方案研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区环境地质条件

2．1 自然地理条件

2．1．1 交通位置

2．1．2 气象水文

2．2 工程地质条件

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造

2．2．4 水文地质条件

2．2．5 地震

2．3 人类工程活动

第3章 边坡基本特征与边坡天然状态分析

3．1 边坡基本特征

3．1．1 边坡形态及规模特征

3．1．2 边坡结构特征

3．1．3 边坡土体物理力学参数特征

3．2 边坡天然状态变形分析

3．2．2 深路堑边坡初始三维模型的建立

3．2．3 天然状态下的应力场分析

3．3 小结

第4章 边坡开挖支挡方案研究

4．1 设计方案的拟定与计算模型的建立

4．1．1 设计方案的拟定

4．1．2 计算模型的建立与设计工况的确定

4．1．3 支挡方案稳定性分析

4．1．4 相关参数的选取

4．2 方案Ⅰ单排高支挡设计方案

4．2．1 抗滑桩设计

4．2．2 挡土板设计

4．2．3 坡面防护设计

4．3 方案Ⅱ双排矮支挡设计方案

4．3．1 抗滑桩设计

4．3．2 挡土板设计

4．3．3 坡面防护设计

4．4 小结

第5章 设计方案对比研究

5．1 设计思路的比较

5．1．1 方案Ⅰ设计思路

5．1．2 方案Ⅱ设计思路

5．2 结构形式对比

5．3 工程造价的比较

5．4 施工难易程度的比较

5．5 支挡效果的比较

5．5．1 方案Ⅰ、方案Ⅱ开挖方案的确定

5．5．2 桩体物理力学参数取值

5．5．3 方案Ⅰ、方案Ⅱ分步开挖变形与稳定性分析

5．5．4 方案Ⅰ、方案Ⅱ支挡效果分析对比研究

5．6 小结

结论

致谢

参考文献