1、 貴 貴州大學本科畢業論文（設計） 第 PAGE 71 頁PAGE TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc233482689 摘要 PAGEREF _Toc233482689 h II HYPERLINK l _Toc233482690 Abstract PAGEREF _Toc233482690 h IV HYPERLINK l _Toc233482691 1 緒論 PAGEREF _Toc233482691 h 1 HYPERLINK l _Toc233482692 1.1 問題的提出 PAGEREF _Toc233482692 h 1 HYPERLINK l _

2、Toc233482693 1.2 國內外支護結構發展過程 PAGEREF _Toc233482693 h 1 HYPERLINK l _Toc233482694 1.3 幾種常見支護手段的分析 PAGEREF _Toc233482694 h 2 HYPERLINK l _Toc233482695 1.4 高速公路邊坡穩定性分析發展趨勢 PAGEREF _Toc233482695 h 3 HYPERLINK l _Toc233482696 2 工程簡介 PAGEREF _Toc233482696 h 4 HYPERLINK l _Toc233482697 2.1 工程概況 PAGEREF _To

3、c233482697 h 4 HYPERLINK l _Toc233482698 2.2 自然地理 PAGEREF _Toc233482698 h 4 HYPERLINK l _Toc233482699 2.3 工程地質條件 PAGEREF _Toc233482699 h 4 HYPERLINK l _Toc233482700 3 設計思路 PAGEREF _Toc233482700 h 6 HYPERLINK l _Toc233482701 3.1 主要設計方案思路 PAGEREF _Toc233482701 h 6 HYPERLINK l _Toc233482702 3.2 設計依據資料

4、PAGEREF _Toc233482702 h 6 HYPERLINK l _Toc233482703 3.3設計原則 PAGEREF _Toc233482703 h 7 HYPERLINK l _Toc233482704 3.4設計參數 PAGEREF _Toc233482704 h 7 HYPERLINK l _Toc233482705 4 滑坡體穩定性計算 PAGEREF _Toc233482705 h 7 HYPERLINK l _Toc233482706 4.1滑坡推力計算方法 PAGEREF _Toc233482706 h 7 HYPERLINK l _Toc233482707 4

5、.2 滑坡推力計算 PAGEREF _Toc233482707 h 9 HYPERLINK l _Toc233482708 5 YK231+120斷面處錨索設計與計算 PAGEREF _Toc233482708 h 19 HYPERLINK l _Toc233482709 5.1確定錨索鋼絞線規格 PAGEREF _Toc233482709 h 19 HYPERLINK l _Toc233482710 5.2錨索設置位置及設計傾角的確定 PAGEREF _Toc233482710 h 19 HYPERLINK l _Toc233482711 5.4 錨固體設計計算 PAGEREF _Toc23

6、3482711 h 20 HYPERLINK l _Toc233482712 6 YK231+120斷面處格構設計與計算 PAGEREF _Toc233482712 h 22 HYPERLINK l _Toc233482713 6.1 格構梁設計步驟 PAGEREF _Toc233482713 h 22 HYPERLINK l _Toc233482714 6.3 利用靜定分析法計算豎向格構梁的內力 PAGEREF _Toc233482714 h 30 HYPERLINK l _Toc233482715 7 YK231+309截面錨索計算 PAGEREF _Toc233482715 h 35 H

7、YPERLINK l _Toc233482716 7.1確定錨索鋼絞線規格 PAGEREF _Toc233482716 h 35 HYPERLINK l _Toc233482717 7.2錨索設置位置及設計傾角的確定 PAGEREF _Toc233482717 h 35 HYPERLINK l _Toc233482718 7.3錨索間距及設計錨固力的確定 PAGEREF _Toc233482718 h 35 HYPERLINK l _Toc233482719 7.4 錨固體設計計算 PAGEREF _Toc233482719 h 36 HYPERLINK l _Toc233482720 8 Y

8、K231+309斷面現澆鋼筋混凝土地梁設計計算 PAGEREF _Toc233482720 h 37 HYPERLINK l _Toc233482721 8.1 驗算地基承載力 PAGEREF _Toc233482721 h 37 HYPERLINK l _Toc233482722 8.2地梁內力計算 PAGEREF _Toc233482722 h 37 HYPERLINK l _Toc233482723 8.3 地梁配筋計算 PAGEREF _Toc233482723 h 39 HYPERLINK l _Toc233482724 9 抗滑樁的設計方法 PAGEREF _Toc23348272

9、4 h 41 HYPERLINK l _Toc233482725 9.1 抗滑樁概述 PAGEREF _Toc233482725 h 41 HYPERLINK l _Toc233482726 9.2 抗滑樁設計要求和設計內容 PAGEREF _Toc233482726 h 44 HYPERLINK l _Toc233482727 9.3 抗滑樁設計荷載確定 PAGEREF _Toc233482727 h 46 HYPERLINK l _Toc233482728 9.4 抗滑樁計算方法 PAGEREF _Toc233482728 h 48 HYPERLINK l _Toc233482729 9.

10、5 抗滑樁的設計 PAGEREF _Toc233482729 h 48 HYPERLINK l _Toc233482730 10 YK231+120斷面處抗滑樁設計 PAGEREF _Toc233482730 h 52 HYPERLINK l _Toc233482731 10.1 抗滑樁各參數的確定或選取 PAGEREF _Toc233482731 h 52 HYPERLINK l _Toc233482732 10.2 彈性樁計算 PAGEREF _Toc233482732 h 53 HYPERLINK l _Toc233482733 11 YK231+309斷面錨索加掛三維網設計 PAGER

11、EF _Toc233482733 h 62 HYPERLINK l _Toc233482734 11.1確定錨索鋼絞線規格 PAGEREF _Toc233482734 h 62 HYPERLINK l _Toc233482735 12 結論 PAGEREF _Toc233482735 h 65 HYPERLINK l _Toc233482736 參考文獻 PAGEREF _Toc233482736 h 66 HYPERLINK l _Toc233482737 致謝 PAGEREF _Toc233482737 h 67 HYPERLINK l _Toc233482738 附錄 PAGEREF _

12、Toc233482738 h 68某高速公路邊坡支護設計（方案八）摘要滑坡是現階段高速公路工程建設過程中經常遇到的地質災害現象，隨著中國國民經濟的迅速發展，工程滑坡災害問題更是日趨嚴重，如何解決象滑坡這樣的地質災害現象，是高速公路建設者面臨的一個嚴峻的問題。在高速公路工程建設中，涉及到大量邊坡防護工程。用于邊坡防護的結構體系多種多樣，比如預應力錨索、錨桿、抗滑樁、擋土墻等等。抗滑樁支護是加固治理滑坡的一種行之有效的方法，它施工簡便、快速、加固效果好，己經在世界各國的滑坡治理中得到比較廣泛的應用。近年來，一種結合錨和坡面結構的新型邊坡防護體系，即混凝土格構錨固體系，已大量運用于邊坡防護工程中，它

13、是通過鋼筋混凝土格構梁將錨固力傳遞給坡體，改善坡體應力狀態，使坡體受壓，產生抗滑力，從而達到穩固坡體的目的。本設計就是主要采用格構錨固體系、抗滑樁支護對擬加固邊坡進行治理。經過施工工藝、工程量、造價等方面進行比選，確定最終支護方案。關鍵詞:邊坡治理，抗滑樁，預應力錨索格構梁A Highway Slope Support Design（Option 8）AbstractLandslide is a common geological disaster which we usually met in our speedway project. It induce a large number of

14、 loss every year. With the rapid development of Chinas national economy, the problem of landslide disasters is growing. How to deal with such thing is a serious challenge for highway builders.Slope retaining is an important problem which is usually involved in the speedway project. Many kinds of mea

15、sure have been used for the slope retaining, such as anchor bar, prestressed anchor, pile and retaining wall.As for its simple and fast construction and its good strengthening effect，anti-slide pile is a very efficient measure in the measures of landslide treatment, which is widely used all over the

16、 world.Nowadays，a new compound structure of lattice beam and prestressed anchor is widely used for preventing and remedying landside. The anchor force is transferred by the lattice beam to the slope body, and results in the compressive stress in the slope body and the stress distribution in the body

17、 is improved. The treatment scheme, of slope reinforcement mainly adopts Framed anchor Structures and Anti-slide Pile Retaining Structure in the HYPERLINK javascript:showjdsw(showjd_0,j_0) design. through comparing Study of Construction Technology, Engineering Amount and Engineering Cost, and HYPERL

18、INK javascript:showjdsw(showjd_0,j_0) finally choice the Supporting Scheme.Keywords: Landslide Treatment, anti-slide pile, prestressed anchor lattice beam.1 緒論1.1 問題的提出隨著我國西部大開發的推進，長江三峽庫區、三江地區、紅水河等能源基地的興建加快，同時由于經濟發展的要求，我國高速公路的建設也日益加快，因而邊坡加固在國民經濟建設中占有日益重要的位置。支檔加固工程作為滑坡防治的有效方法因而備受關注。公路建設對國民經濟增長起到了巨大的推

19、動作用，提高了人們的生活質量，但同時對生態環境造成了一些負面影響：工程建設引起巖土體的移動、變形，增加了邊坡的不穩定性，容易誘發邊坡失穩；由于植被和表土的破壞流失，容易引起坡面上壤侵蝕，山體滑塌，河流阻塞等災害。我國是一個滑坡災害相當嚴重的國家，滑坡在長江流域及云貴川等地分布相當廣泛。當高速公路經過山區時，由于高速公路建設要求的特殊性，其線路選擇范圍不大，這就意味著高速公路必須經過一些地質災害易發地段，如何解決象滑坡這樣的地質災害，這是高速公路建設者面臨的一個嚴峻的問題。1.2 國內外支護結構發展過程邊坡病害防治的支擋工程的結構類型豐富多樣，其發展可大致分為以下幾個階段：第一階段（20世紀50

20、年代以前），大量采用抗滑擋墻結合支撐錨桿，曾取得一定效果，但由于滑坡推力大，致使抗滑擋墻體積龐大、胸坡緩，墻基必須置于滑面以下一定深度，施工開挖對滑體穩定影響大。第二階段（20世紀60、70年代），在相應疏截滑帶水的情況下，采用抗滑樁支擋，工程效果明顯；國外多采用鋼筋混凝土鉆孔樁和鋼樁（直徑小），用群樁加承臺共同受力。國內采用矩形截面的鋼筋混凝土挖孔樁（最大截面4m7m，長達46米），抗滑樁因提供的抗力大，施工對滑體的擾動小、安全、見效快，在這一時期曾被廣泛采用。第三階段（20世紀80年代以后），隨著錨固技術的發展，在滑坡前緣使用群孔疏干前部巖土，預應力錨索在邊坡加固中得到了廣泛的應用，在工程

21、實踐中演化出了各種各樣的結構形式，主要有：預應力錨索地墩或地梁；預應力錨索抗滑擋墻；預應力錨索抗滑樁；預應力錨索抗滑樁板墻；預應力錨索格構。預應力錨索的應用大大地改善了抗滑結構的受力狀態，降低了工程造價。據不完全統計，在同樣的條件下，錨索抗滑樁比普通抗滑樁節約投資30%左右。1.3 幾種常見支護手段的分析1： 預應力錨索預應力錨索加固是主動地利用巖土體本身的強度去加固巖土體，是一種主動加固方法，同時具有施工中不破壞原有邊坡的整體性、造價低等特點，因此在滑坡治理中已被廣泛應用。預應力錨固技術的最大特點，是盡可能少地擾動被錨固的土體或巖體，即不能破壞原有結構，并通過錨固措施合理地提高可利用巖體或土

22、體的強度。所以預應力錨固技木是最為高效和經濟的加固技術，因此受到工程界的高度重視并得到迅速的發展。預應力錨固技術，在力學作用和施工工藝方面都有其鮮明的特點：(1) 受力合理。能充分利用巖土體的抗剪強度平衡結構物的拉力，積極調用巖土體的自身強度和自穩能力，因而能大量節約建筑材料和工程投資。(2) 主動抗衡。錨索安裝后即能提供足夠的抗力，有效的限制巖土體的位移。(3) 改善巖土體的應力狀態，能有效控制巖土體及工程結構的變形，增強了巖土工程的穩定性，并能使較弱結構面上或滑移面上的抗剪強度得以提高，同時能保證工程的長期穩定性。(4) 錨固力的作用點和作用方向可以根據需要選取，從而獲得最佳的穩定效果。(

23、5) 在深基坑開挖工程中使用錨索可免去大量支撐，節約工作量，給機械化施工創造了良好條件。2： 格構錨固結構格構錨固結構是一種復合抗滑護坡結構，它利用漿砌塊石、現澆鋼筋混凝土或預制預應力混凝土格構梁進行坡面防護，同時由于格構梁與坡面接觸面較大，與格構梁相連接的錨桿或錨索進行深層加固的效果很好，使得格構錨固結構既能保證深層加固又可兼顧淺層護坡。另外格構錨固結構可以與綠化防護措施相結合，比如在格構框架內植草，在穩固邊坡的同時，還起到綠化邊坡環境的作用。因此格構錨固結構是一種很有發展前途的抗滑護坡結構。近年來我國也開始推廣應用格構錨固結構措施。3： 預應力錨索格構梁預應力錨索格構梁，是近十余年來我國開

24、始應用的一種新型抗滑支擋結構。1993年在深圳市羅沙公路西嶺山大開挖引起的滑坡治理中較早地應用了這一結構，繼這一成功實例之后，深圳市進行大規模的推廣和應用，以后逐漸推廣到公路、鐵路邊坡災害的治理中，自2000年以來，預應力錨索格構梁在三峽庫區邊坡災害治理中得到了廣泛的應用。4： 抗滑樁抗滑樁是防治滑坡的一種工程建筑物，設于滑坡的適當部位，樁的下段均必須埋置在滑動面以下穩定地層一定深度。根據抗滑樁類型的不同，兼有以下優點： (1) 抗滑能力強，污工數量小，在滑坡推力大、滑動帶深的情況下，能夠克服抗滑擋土墻難以克服的困難。(2) 樁位靈活，可以設在滑坡體中最有利于抗滑的部位，可以單獨使用，也能與其

25、它建筑物配合使用。(3) 可以沿樁長根據彎矩大小合理地布置鋼筋。因此，在相同條件下，比一般不能分段布置不同數量鋼筋的樁(如管形樁、打入樁)要經濟。(4) 施工方便，設備簡單。采用混凝土或少筋混凝土護壁，安全、可靠。(5) 通過開挖樁孔，能夠充接校核地質情況，進而可以檢驗和修改原來的設計，使之更切合實際。發現問題，易于補救，1.4 高速公路邊坡穩定性分析發展趨勢邊坡穩定性問題及其防護技術是高速公路建設，特別是山區高速公路建設所面臨的一個重大問題，而且隨著國家基礎建設的深入開展而日益凸現出來。雖然現在已經有不少邊坡穩定性分析方法和防護技術，但是隨著高速公路向西部山區的延伸，邊坡高度的不斷增加，遇到

26、的地質問題日益復雜，我們所面臨的邊坡加固問題也更加復雜，因此邊坡工程研究有待進一步深入和完善。2 工程簡介2.1 工程概況該邊坡支護路段位于某擬建公路YK230+900K231+380段，全長480米，其中YK230+900YK230+971段為填方，最大填方約19米；其余為挖方段，最大挖方高約20米。設計汽車荷載：公路級。路面寬12.25米。該邊坡為永久性邊坡，邊坡工程重要性等級為一級。2.2 自然地理2.2.1 地形、地貌該邊坡地處貴州高原南部山區向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，屬構造侵蝕、斜坡地貌，受構造、剝蝕作用較強烈。挖方路段附近海拔高程1019.5974.0m，相對高差45.5m。填方段

27、相對高差約19米。地形坡度相對較緩。植被不發育，基巖裸露。2.2.2 水文、氣候邊坡地表水不發育，地表無泉點出露，主要為大氣降雨沿低洼部位向路基方向排泄。局部地段形成水塘。邊坡地處亞熱帶季風濕潤氣候區，冬無嚴寒，夏無酷暑，據獨山縣氣象站19811990年氣象資料，年平均氣溫15，極端最高氣溫33.7，最低氣溫-5.3。年平均降雨量1236.8mm，多集中在每年的58月間，占全年降雨量的5560%，平均無霜期353天/年，年平均相對濕度82%，年平均風速2.5m/s。2.3 工程地質條件2.3.1 地層巖性場區內地層主要由上覆第四系殘坡積層（Qel+dl）亞粘土、雜填土（Qme）及下伏基巖石炭系

28、下統大塘階舊司組（C1d1）炭質泥巖夾灰巖組成。2.3.2 地質構造與地震路段以擠壓型的南北向構造為主，該路段處于上司斷層之西盤。場區附近有一斷層（F）通過。斷層走向約241，東盤為舊司組（C1d1）炭質泥巖夾灰巖地層，巖層產狀12012，斷層西盤為上司組（C1d2）灰巖夾炭質泥巖地層，巖層產狀1456。斷層帶寬約110米。受斷層影響、場地巖體節理裂隙發育，節理產狀：11078、2080。該段邊坡位于斷層之東盤，巖層綜合產狀為12012。根據中國地震動參數區劃圖（GB 18306-2001），地震動峰值加速度系數為0.05g，場區地震基本烈度為度。2.3.3 巖土構成(1) 覆蓋層亞粘土（Qe

29、l+dl）：黃色、褐黑色，含少量灰巖、炭質頁巖碎塊及植物根系。零星分布于坡體上部位置，厚度變化：02.4m。雜填土（Qme）：原貴新二級公路施工棄渣，主要成分為灰巖、炭質頁巖棄渣堆積，粒徑約1200cm，大小不等。分布在YK230+900YK230+971段路基位置，寬約2060米，厚約019米，堆積較松散。(2) 基巖該邊坡下伏基巖石炭系下統大塘階舊司組（C1d1）炭質泥巖夾灰巖組成。根據地表調繪及物探資料，按風化程度分為： 強風化層炭質頁巖：灰黑色、黑色，巖體切割節理和風化裂隙發育，巖石極軟、巖體破碎，風化呈薄片狀、土狀，巖石極軟，巖體較破碎。厚12.37m17.46m，全場分布。灰巖：灰

30、色、中厚層狀，透鏡狀，節理裂隙極發育，巖石風化強烈，巖石較硬、巖體較破碎。厚12.37m17.46m，全場分布。 弱風化層炭質頁巖：灰黑色、黑色，巖石節理較發育，巖石較軟、巖體較完整。全場分布。灰巖：灰色、中厚層狀，透鏡狀，節理裂隙較發育，較硬，巖體較完整。全場分布。2.3.4 水文地質區內由于下伏基巖為炭質頁巖與灰巖互層，巖石透水性極弱，地下水主要為第四系松散層中的孔隙水和基巖風化裂隙水，流量小，主要為降雨補給。水文地質條件較簡單。3 設計思路3.1 主要設計方案思路本設計為某公路邊坡支護設計，在設計之前，首先了解了關于邊坡支護的各種方案，從中分析各種方案的優缺點，根據本工程實際邊坡支護的發

31、展現狀初步選取兩種支護方案，我所選取的方案一為錨索加格構梁（地梁）支護，方案二為抗滑樁支護。經過方案選定之后，進行正式的設計與計算。設計的步驟、過程要符合規范要求，參數的選取要有依據。計算完成后根據自己的計算結果繪制相關圖紙。最后進行方案的比選，確定最終的支護方案。3.2 設計依據資料1 GB/T50279-98，巖土工程基本術語標準S.中國計劃出版社，1998.2 GB50330-2002，公路路基設計規范(JTG D302004)S.3 GB50021-2001，巖土工程勘察規范S.中國建筑工業出版社，20014 李海光等，新型支擋結構設計與工程實例M.人民交通出版社，2004.5 尉希成

32、，支擋結構設計手冊M.人民交通出版社，2004.6 長江三峽庫區滑坡防治工程設計與施工技術規范DB.2000.7 GB/T5224-1995，預應力混凝土用鋼絞線 S.中國標準出版社.1996.8 袁聚云，基礎工程設計原理M. 同濟大學出版社.2007.9 鄭穎人，陳祖煜，王恭先等，邊坡與滑坡工程治理M.人民交通出版社.2007.10 GB50086-2001，錨桿噴射混凝土支護技術規范 S，中國建筑工業出版社.11 GB50010-2002，混凝土結構設計規范 S，中國建筑工業出版社.12 顧慰慈，公路擋土墻設計 M.人民交通出版社，1999.10.30.13 GB50330-2002，建筑

33、邊坡工程技術規范S.14 JTJ07695，公路工程施工安全技術規程 S.人民交通出版社.2004.15 閆莫明，徐禎祥，蘇自約，巖土錨固技術手冊 M.人民交通出版社.2004.16 黃求順，張四平，胡岱文，邊坡工程 M.重慶，重慶大學出版社，2004.17 GBJ50204-92，混凝土結構工程施工及驗收規范 S.18 GB/T50104-2001，建筑制圖標準 S.中華人民共和國建設部.2002.19 貴州大學本科畢業論文（設計）工作指南 M.貴陽.貴州大學教務處.2007.3.3設計原則1、本邊坡工程為永久性支護，邊坡等級為一級；2、采用不平衡傳遞系數法計算滑坡推力；3、設計本著安全、經

34、濟的原則進行。3.4設計參數表3.1 設計參數強風化炭質頁巖物理力學指標重度kN/m3抗壓強度MPa抗剪強度kPa粘結強度ckPa內摩擦角0泊松比24.6 30 490198310.3結構面物理力學指標其它設計參數粘聚力ckPa內摩擦角0邊坡坡率安全系數Ks1091:11.34 滑坡體穩定性計算 滑坡穩定性計算的主要內容就是滑坡推力的計算，目前，計算滑坡推力的方法比較多，應用較多的如瑞典條分法、畢肖普法、傳遞系數法、分塊極限平衡法、詹布法等，其中傳遞系數法是驗算山區土層沿巖面滑動最常用的邊坡穩定驗算方法，本設計即采用傳遞系數法進行邊坡穩定性計算。4.1滑坡推力計算方法傳遞系數法又稱不平衡推力法

35、，該方法是我國鐵路與工民建等部門在進行邊坡穩定驗算中經常使用的方法，計算不繁雜，具有方便適用的優點。在滑體中取第i塊土條，如圖，假定第i-1塊土條傳來的推力方向平行于第i-1塊土條的底滑面，而第i塊土條傳遞給第i+1塊土條的推力平行于第i塊土條的底滑面。即是說，假定每一分界上推力的方向平行于上一土條的底滑面。第i塊土條承受的各種作用力如圖4.1。 將各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下：其中： 圖4.1Pi第i塊滑體剩余下滑力；Pi-1第i-1塊滑體剩余下滑力；第i塊滑體的自重；土條的水平作用力，這里取0；第i塊孔隙應力，這里取0；Ni第i塊滑床反力；第i塊滑體滑面的傾角；、第i塊滑體滑面的

36、抗剪強度指標；邊坡穩定安全系數；第i塊滑體的滑面長度； 傳遞系數。4.2 滑坡推力計算4.2.1 YK231+120斷面處的計算 圖4.2 YK231+120斷面潛在滑動面示意圖安全系數Ks取為1.3，因為滑動面為平面，所以傳遞系數i=1，結構面抗剪強度指標：c為10kPa，為9。各潛在滑動面層分塊依據：土塊分得越多，計算的結果越精確，劃分土塊盡量接近規則形狀便于計算。由公式：計算各斷面的剩余下滑力，計算結果如表3.13.4。最大下滑力2139.46kN/mYK231+120各滑動面示意圖及分析數據圖4.3 YK231+120斷面第一潛在滑動面示意圖第一潛在滑動面分析數據 表4.1小結： 由計

37、算結果知道，第一潛在滑動面的下滑力為23.8KN/m，該滑動面處于穩定狀態，可以進行簡單的噴護掛網植草治理。圖4.4 YK231+120斷面第二潛在滑動面示意圖第二潛在滑動面分析數據 表4.2小結： 由計算結果知道，第二潛在滑動面的下滑力為82.5KN/m，該滑動面處于穩定狀態，可以進行簡單的噴護掛網植草治理。圖4.5 YK231+120斷面第三潛在滑動面示意圖第三潛在滑動面分析數據 表4.3小結： 由計算結果知道，第三潛在滑動面的下滑力為1855.33N/m，該滑動面處于潛在滑動狀態，需要用錨索或抗滑樁等方法進行支護處理。圖4.6 YK231+120斷面第四潛在滑裂面示意圖第四潛在滑動面分析

38、數據 表4.4小結： 由計算結果知道，第四潛在滑動面的下滑力為2139.46N/m，該滑動面處于潛滑動狀態，需要用錨索或抗滑樁等方法進行支護處理。4.2.2 YK231+309斷面的下滑力計算安全系數取1.3，因為滑動面為直線，所以傳遞系數i=1，結構面抗剪強度指標：c為10kPa，為9。各潛在滑動面層分塊依據：土塊分得越多，計算的結果越精確，劃分土塊盡量接近規則形狀便于計算。由公式： 計算出滑坡各斷面的剩余下滑力，計算結果如表3.8。最大下滑力為445.26kN/m。YK231+309斷面分析數據把YK231+309斷面分4個潛在滑動面如圖4.7圖4.8 YK231+309斷面第一潛在滑裂面

39、示意圖第一潛在滑動面分析數據 表4.5小結： 由計算結果知道，第一潛在滑動面的下滑力為23.98KN/m該滑動面處穩定狀態，可以進行簡單的噴護掛網植草治理圖4.9 YK231+309斷面第二潛在滑裂面示意圖第二潛在滑動面分析數據 表4.6小結：由計算結果知道，第一潛在滑動面的下滑力為34.78KN/m該滑動面處穩定狀態，可以進行簡單的噴護掛網植草治理圖4.10 YK231+309斷面第三潛在滑裂面示意圖第三潛在滑動面分析數據 表4.7小結： 由計算結果知道，第三潛在滑動面的下滑力為103.92N/m，該滑動面處于潛在滑動狀態，需要用錨索或抗滑樁等方法進行支護處理。圖4.11 YK231+309

40、斷面第四潛在滑裂面示意圖第四潛在滑動面分析數據 表4.8小結： 由計算結果知道，第四潛在滑動面的下滑力為445.26N/m，該滑動面處于潛在滑動狀態，需要用錨索或抗滑樁等方法進行支護處理。總結：由表4.4和表4.8計算出的YK231+120和YK231+309斷面的剩余下滑力可知， YK231+120斷面的剩余下滑力較大（2139.46KN/m），YK231+309剩余下滑力為（445.26 KN/m ）因此，選取該斷面的剩余下滑力作為支護計算時的最大下滑力。考慮到兩個斷面的剩余下滑力相差較大，在本設計中擬對兩個斷面分別進行設計與計算5 YK231+120斷面處錨索設計與計算在上一章中求出了滑

41、坡推力，接下來即采用預應力錨索格構梁方案對該滑坡進行支護設計與計算。預應力錨固技術在近代巖土工程中得到了廣泛應用，特別是在滑坡加固工程中有顯著優越性。預應力錨固技術的最大特點，是盡可能少地擾動被錨固的土體或巖體，即不破壞原有結構，并通過錨固措施合理地提高可利用巖體或土體的強度。所以預應力錨固技術是最為高效和經濟的加固技術，因此受到工程界的高度重視并得到迅速的發展。5.1確定錨索鋼絞線規格表5.1 國標7絲標準型鋼絞線參數表公稱直徑(mm) 公稱面積(mm2) 每1000m理論重量(kg) 強度 級別(N/mm2) 破壞荷載(kN) 屈服荷載(kN) 伸長率(%) 70%破斷荷載1000h的松弛

42、(%) 9.554.8432186010286.63.52.511.174.258018601381173.52.512.798.777418601841563.52.515.2139110118602592203.52.5設計本路段（YK231+000YK231+280）采用17標準型、直徑15.2mm、公稱抗拉強度1860 MPa、截面積139 mm2鋼絞線，每根鋼絞線極限張拉荷載Pu為259 KN，屈服張拉荷載Py為220KN。5.2錨索設置位置及設計傾角的確定錨索設計中自由段伸入滑動面長度不應小于1m，本工程一般取為1.5m，滿足要求。錨索布置在滑坡前緣。最優錨固角一般通過技術經濟綜合

43、分析，按單位長度錨索提供抗滑增量最大時的錨索下傾角為最優錨固角。另一種方法是從錨索受力最佳來考慮，按以下經驗公式計算最優錨固角：。規范規定錨索設計下傾角為1530。 本設計中取=20。5.3錨索間距及設計錨固力的確定采用預應力錨索治理滑坡時，錨索提供的作用力主要有沿滑動面產生的抗滑力，及錨索在滑動面產生的法向阻力，對加固厚度較大的巖質邊坡，錨索在滑動面產生的法向阻力應進行折減，折減系數按0.6考慮。設計錨固力 QUOTE Pt=Fsin+tan+cos+ =2139.5/0.6sin（10+20）tan9+cos（10+20） =2338.1KN/m 設計錨索間距3m，錨索支護段斜長度為23.

44、66m，設計6排預應力錨索，每孔錨索設計錨固力為： Pt1=3x2338.1/6=1169.1KN根據每孔錨索設計錨固力Pt和所選用的鋼絞線強度，計算整治每延米滑坡每孔所需錨索鋼絞線的根數n，取安全系數Fs1=1.8，則= 1.8 x 1169.1 /259=8.12根，為安全起見，該處單孔錨索鋼絞線取9根。5.4 錨固體設計計算設計采用錨索鉆孔直徑dh=0.13 m，單根鋼絞線直徑d=0.0152 m；注漿材料用M35水泥砂漿，錨索張拉鋼材與水泥砂漿的極限黏結應力u=3400 kPa(查表M35水泥砂漿與螺紋鋼筋、鋼絞線之間粘結強度設計值u=3400)；錨索錨固段置于弱風化的較硬巖中，錨孔壁

45、對砂漿的極限剪切應力=760 KPa(查表得：巖石屬于較硬巖，在550900KPa間取值)。錨索錨固段設計為棗核狀，錨固體設計安全系數Fs2=2.5。(（1）按水泥砂漿與錨索張拉鋼材黏結強度錨固段長度lsa QUOTE Lsa=Fs2Ptndu =2.5x1169.1/5x3.14x0.0152x3400=3.6m（2）按錨固體與孔壁的抗剪強度確定錨固段長度la QUOTE La=Fs2Pldh =2.5x1169.1/3.14x0.11x750=11.3m。錨索的錨固段長度采用lsa和la中的最大值11.3m，規范規定巖石錨桿的錨固段長度不應小于3 m,且不宜大于8m(對預應力錨索)，所以根

46、據規范要求取為8m.錨索總長度=錨固段長度+自由段長度+張拉段長度(取1.5m)。則錨索的布圖如圖5.1。圖5.1 YK231+120斷面處錨索布置圖6 YK231+120斷面處格構設計與計算 格構錨固結構是一種復合抗滑護坡結構,它利用漿砌塊石、現澆鋼筋混凝土或預制預應力混凝土格構梁進行坡面防護,同時由于格構梁與坡面接觸面較大,與格構梁相連接的錨桿或錨索進行深層加固的效果很好,使得格構錨固結構既能保證深層加固又可兼顧淺層護坡。另外格構錨固結構可以與綠化防護措施相結合,比如在格構框架內植草,在穩固邊坡的同時,還起到綠化邊坡環境的作用。因此格構錨固結構是一種很有發展前途的抗滑護坡結構。6.1 格構

47、梁設計步驟根據計算求得的錨固荷載和邊坡實際情況，確定錨索分布及不同高度的錨索設計錨固力，然后計算格構的內力。為了方便，將格構看作柱下交叉條形基礎，然后再把荷載向兩個方向分配。按上述計算求得格構梁的荷載后，便可計算格構梁的內力，并按受彎構件考慮來驗算格構梁的強度和進行配筋計算。假設計算獲得的格構梁的最大彎矩為，截面尺寸為：b、h；截面相對受壓區高度為，截面有效高度為h0。下面簡要介紹配筋計算。6.1.1計算配筋率最大配筋率；最小配筋率為中的較大值。6.1.2驗算雙筋的可能性如果，按單筋截面進行設計；否則按雙筋截面進行設計。6.1.3單面配筋計算受壓區高度：配筋截面積：。配筋率：，配筋率應滿足要求

48、。6.1.4 配筋 縱向受力鋼筋按計算設置，箍筋按照計算或者構造配置。6.2現澆鋼筋混凝土格構設計計算6.2.1格構形式的確定 根據格構采用的材料不同，格構可分為漿砌塊石格構、現澆鋼筋混凝土格構和預制預應力混凝土格構。目前我國在邊坡工程中主要使用漿砌塊石和現澆鋼筋混凝土格構，格構的常用型式有4種：方型、菱型、人字型、弧型。本工程荷載比較大，故選取現澆鋼筋混凝土格構。方型和菱型格構水平間距均應小于5.0m，人字型和弧型格構水平間距均應小于4.5m。鋼筋混凝土格構斷面設計應采用簡支梁法進行彎矩計算，并采用類比法校核。一般斷面高寬不小于300mm250mm。格構縱向鋼筋應采用,14以上直徑的HRB3

49、35級螺紋鋼筋，箍筋應采用,6以上直徑的鋼筋。格構混凝土強度等級不應低于C25號。現澆鋼筋混凝土格構護坡的坡面應平整，坡度一般不大于70。如果是整體穩定性差或下滑力較大的滑坡時，應采用預應力錨索進行加固。并且每隔1025m寬度設置伸縮縫，縫寬23cm，填塞瀝青麻筋或瀝青木板。同時為了美化環境和防護表層邊坡，在格構間應培土植草。6.2.2 確定尺寸和計算特征值把格構梁看做柱下交叉條形基礎來處理。首先根據規范得知格構的截面尺寸的確定范圍：高寬在300mm250mm500mm400mm之間取值。初步設計格構截面為500400mm、采用C25號混凝土fc=11.9N/mm2、HRB335級螺紋鋼fy=

50、 fy=300N/mm2。格格構梁的慣性矩：。格構梁彈性模量,地基基床系數k=400000N/m。則：格構梁的彈性特征值（柔度指數）。因為本工程格構縱橫梁間距相等，故有=0.14x，y方向特征長度。水平和豎向的格構的截面寬度都是b=400mm，所以b=bx=by=400mm。6.2.3 驗算地基承載力 現澆混凝土格構作用的支護段（23.4m）的壓力由該支護段上錨索的錨固力產生： P=2338.1x5/（5x3x0.4+6x4x0.4）=749.4 KPa錨索支護段的巖石屬于較破碎強風化較硬巖，巖石frk取為30 KPa，查規范折減系數=0.10.2,取為0.15。則該巖石承載力：fa= QUO

51、TE rfrk =0.15x30000=4500 KPa749.4KPa，所以地基承載力滿足要求。6.2.4內力計算(1) 利用節點荷載分配原則對每孔錨索的錨固力進行水平和豎直的分解： Fi 為每孔錨索的錨固力，即Fi=Pt1=1169.1KN。 內柱結點， Zx =Zy=1節點荷載：Fix= Fiy= QUOTE bXSXbxSx+bySyFi = =0.51169.1 =584.5KN 邊柱結點，假設懸臂長度lx =ly =1.0m，Zx =1，Zy=1.37或者Zy =1，Zx=1.37。因為縱橫格構梁間距相等，現只算一邊。Fix=0.71169.1=818.37KNFiy=0.4116

52、9.1=467.64KN 角柱結點， Zx =Zy=1.37節點荷載：Fix= Fiy= QUOTE bXSXbxSx+bySyFi = =0.51169.1=584.55KN (2) 利用“倒梁法”原理，把格構看作是一個多跨連續梁，從中選取5跨作為一個計算模型進行計算： 圖 6.1 格構梁計算模型示意圖計算梁底均布荷載：q=F/L=(2818.374584.55)/(20+1.02)=180.7KN/m查表得5跨連續梁在反向均布荷載作用下支座和跨中彎矩內力系數MB=0.105 MC=0.079，M1= -0.078，M2= -0.033，M3= -0.046。A點按懸臂梁計算其彎矩。MA=0

53、.5180.71.02=90.4 KNmMB=0.105180.742=303.6 KNmMC=0.079180.742=228.4KNmM1=-0.078180.742=-225.5 KNmM2=-0.033180.742=-95.4KNmM3=-0.046180.742=-132.9 KNm由上述計算可知跨中最大彎矩在第一、第五跨，Mmax=225.5KNm。支座最大彎矩為MB = ME=303.6kNm.，格構梁彎矩圖見圖6.2。格構梁受力圖6.2(a)格構梁彎矩圖6.2(b) 計算5跨連續梁的剪力：A點左邊剪力：=180.71.0=180.7kNA點右邊剪力； B點左邊剪力： B點右邊

54、剪力： C點左邊剪力： C點右邊剪力： 由上述計算可知支座最大彎矩為MB = ME=414.7kNm.，格構梁剪力圖見圖6.3。格構梁剪力圖6.36.2.5 格構配筋計算(1) 格構正截面配筋設計用第一、第五跨跨中最大彎矩Mmax=225.5kNm作為格構梁的最大彎矩進行配筋。=11.910000.40.46020.55(1-0.50.55)/1.35=297.5KNmMmax=225.5KNm。所以采用單筋截面配筋。查表：格構正截面選用625 (HRB335鋼筋)，AS=2945mm2。(2) 格構斜截面設計驗算截面限制條件：Vmax= VBL =414.7 kNV =0G Vmax=1.0

55、1.35414.7=559.8KN。截面高寬比：0.25cfcbh0=0.251.0119000.40.460=547.4 KN V= 559.8kN 所以截面滿足要求。最大截面剪力配筋計算： V=559.8kN0.7ftbh0=0.712700.40.475=168.9KN故需要計算配置箍筋。選用HRB335的10鋼筋。設置雙肢箍筋，箍筋間距為：。 QUOTE s=1.25fyvAsvh0V-0.7ftbh0=1.25210452.20.315254.1-84.0=152.6mm 取s=70 mm。驗算是否滿足最小配箍率：箍筋最小配筋率： 箍筋的配筋率： 所以滿足要求。 所以，格構箍筋選用1

56、0(HRB335鋼筋)雙肢箍，間距70mm。本工程中，由錨索布置可以看出在豎直方向上把格構簡化為5跨連續梁可能會存在較大誤差，在此，對豎直方向格構梁用靜力法計算其內力以校正誤差。6.3 利用靜定分析法計算豎向格構梁的內力按簡支梁對格構梁進行內力計算。懸臂為1米。6.3.1 內力計算計算梁底均布荷載：q=F/L=2584.55/6=194.85KN/m 圖 6.4 豎向格構梁計算模型簡圖支座處彎矩：MA= MB =0.5194.851.02=97.43 KNm。跨中彎矩：M1=。計算各處剪力： VAL=194.851=194.85kN。VAR=194.85-584.55=-389.7kN。由上述

57、計算可知，Mmax=292.27KNm，Vmax=389.7 KNm 圖(a)圖(b)圖6.5 豎向格構梁彎矩圖(a)、剪力圖(b)6.3.2 正截面配筋計算用跨中彎矩Mmax=292.27kNm作為地梁的最大彎矩進行配筋：=11.910000.40.47520.55(1-0.50.55)/1.35 =317.22kNmMmax=292.27kNm所以采用單筋截面配筋。 查表：選用628 (HRB335鋼筋)，AS=3695mm2。6.3.3 格構斜截面配筋計算(1) 驗算截面限制條件： Vmax= VBL =389.7KnV =0G Vmax=1.01.35389.7=526.1KN截面高寬

58、比：0.25cfcbh0=0.251.0119000.40.75=892.5 KN V= 526.1kN。所以截面滿足要求。 (2) 最大剪力截面配筋V=526.1kN0.7ftbh0=0.712700.40.475=168.9 kN。故需要計算配置箍筋。選用HRB335的10鋼筋設置雙肢箍筋，箍筋間距為： QUOTE s=1.25fyvAsvh0V-0.7ftbh0=1.25210452.20.315254.1-84.0=152.6mm 取s=75mm。(3) 驗算是否滿足最小配箍率：箍筋最小配筋率： 箍筋的配筋率： 滿足要求.所以,豎向格構梁箍筋選用10(HRB335鋼筋)雙肢箍，間距75

59、mm。7 YK231+309截面錨索計算7.1確定錨索鋼絞線規格因為該截面下滑力（445.26KN），設計本路段（YK231+000YK231+280）采用17標準型、直徑15.2mm、公稱抗拉強度1860 MPa、截面積139 mm2鋼絞線，每根鋼絞線極限張拉荷載Pu為259 KN，屈服張拉荷載Py為220KN。7.2錨索設置位置及設計傾角的確定錨索設計中自由段伸入滑動面長度不應小于1m，本工程滿足。錨索布置在滑坡前緣。本設計中該斷面處仍取=20。7.3錨索間距及設計錨固力的確定采用預應力錨索治理滑坡時，錨索提供的作用力主要有沿滑動面產生的抗滑力，及錨索在滑動面產生的法向阻力，對加固厚度較大

60、的巖質邊坡，錨索在滑動面產生的法向阻力應進行折減，折減系數按0.6考慮。設計錨固力 QUOTE Pt=Fsin+tan+cos+ =445.26/0.6sin（10+20）tan9+cos（10+20） =487.4KN/m 設計錨索間距4 m，錨索支護段斜長度為23.66m，設計4排預應力錨索，每孔錨索設計錨固力為： Pt1=4487.4/4=487.4KN根據每孔錨索設計錨固力Pt和所選用的鋼絞線強度，計算整治每延米滑坡所需錨索鋼絞線的根數n，取安全系數Fs1=1.8，則= 1.8 487.4 /259=3.39根，為安全起見，該處單孔錨索鋼絞線取5根。7.4 錨固體設計計算設計采用錨索鉆