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1、课程名称:岩土锚固与边坡工程课程名称:岩土锚固与边坡工程设计题目:设计题目:边坡锚杆挡墙设计边坡锚杆挡墙设计院院系:系:河海学院河海学院专专业:业:地质工程地质工程年年级:级:20102010 级一班级一班姓姓名:名:林弟涛林弟涛指导教师:指导教师:赖勇赖勇重庆交通大学河海学院重庆交通大学河海学院20132013年年 1212 月月 3131 日日课程设计说明书课程设计说明书1 1 前言前言任务由来任务由来该高切坡位于大昌镇政府北西侧约 200m 处,当地政府于 2005 年因修建移民迁建房人工开挖形成的,为岩土质高切坡,坡高,该高切坡物质组成为上土下岩高切坡(即岩土质),高切坡区岩体较破碎,
2、表层风化裂隙较发育,多数呈碎块状,第四系土层厚度,土体均匀性较差,下伏基岩主要为灰岩,局部夹泥灰岩,因此组成坡体的岩石为软硬交替产出,加之差异性风化作用,裂隙发育地段将产生掉块而逐步形成凹岩腔,使上部岩体失去支撑,一旦卸荷裂隙贯通,高切坡坡顶局部岩、土体将沿贯通裂隙面产生掉块、崩塌。由于该高切坡为顺向坡,岩层倾角小于切坡坡角,因此其破坏模式主要为沿结构面产生顺层滑移。坡脚为在建移民迁建房及移民迁建区街道,因此高切坡所处位置较重要,如果该切坡得不到有效的治理, 在风化裂隙及卸荷裂隙共同作用下将沿裂隙面或破裂面产生掉块、崩塌,不仅直接威胁到150 名移民的生命财产安全,也同时危及移民小区街道上的行
3、人及车辆安全,直接经济损失可达 600 万元。目的、任务目的、任务目的由于该高切边坡、不稳定坡迹象明显,危害严重,采取切实可行的治理工程已经迫在眉睫。 该高切坡在风化裂隙及卸荷裂隙共同作用下将沿裂隙面或破裂面产生掉块、崩塌,不仅直接威胁到150 名移民的生命财产安全,也同时危及移民小区街道上的行人及车辆安全,在勘查成果的基础上,遵循地质灾害防治的基本原则,按照可行性研究报告提出的治理工程的推荐方案,对症下药,提出针对各类地质灾害点切实可行的治理措施。对边坡稳定性进行分析评价、对边坡治理工程分项结构进行计算、并绘制结构设计详图和编写施工图设计说明书。确定边坡特征,防治范围、目标及标准;防治工作的
4、结构设计;防治实施效果预测;提出工程施工组织及工程监测设计方案;防治原则防治工程以对症下药、综合治理、安全可靠、技术可行、经济合理、方案优化、施工方便为总的原则,具体讲:(1) .经过勘查人员的现场调查和分析, 及勘查和可研报告,在综合分析边坡、不稳定斜坡的发育特征、 诱发因素的基础上, 针对起特征提出针对性的治理措施,确定合理、可行的治理方案。针对大昌镇政府北西侧约200m 处高切边坡破坏模式主要是降雨、 区内表层风化裂隙及卸荷裂隙等因素引起一系列特征,可分为上土高切边坡和下岩高切边坡,确定其治理方案为锚杆挡墙的治理措施。(2).根据地质灾害的危险性和危害性大小,确定本治理工程为一般永久性工
5、程,各级防治工程必须安全可靠,力求确保边坡在工程年限内的整体稳定。(3).设计要针对边坡的类型和特征,因地制宜,遵循各类工程配合使用、综合整治的原则,并尽可能缩短施工周期。(4).在治理工程中,应在边坡体上建立监测网络,实时监控治理工程和治理后的边坡动态,检测治理效果,为今后地质灾害的监测预警提供依据。设计依据设计依据本施工图设计报告编制的主要依据如下:(1) 针对大昌镇政府北西侧约 200m处高切边坡勘察报告 ;(2) 针对大昌镇政府北西侧约 200m处高切边坡图件(3)有关的技术规程,规范及标准。主要有:混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)建筑边坡工程技术规范(GB503302
6、002)建筑抗震设计规范(GB500112002)砌体结构设计规范(GB50032001)岩土工程设计 成都理工大学 许强 李天斌2. 2.治理工程的必要性和紧迫性治理工程的必要性和紧迫性该高切坡位于大昌镇政府北西侧约 200m 处,其物质组成为上土下岩高切坡(即岩土质) ,根据探槽揭露及现场立面图测绘结果:区内第四系人工素填土厚度为,岩土界线分布高程:。高切坡区岩体较破碎,表层风化裂隙较发育,多数呈碎块状。 自开挖形成以来坡顶变形特征明显,坡顶所见卸荷裂隙带宽度不等,在范围内主要发育一组倾向 178(与坡向一致) ,倾角 66的卸荷裂隙,间距, 沿裂隙走向延伸最大可达, 裂缝宽 1mm15m
7、m, 裂缝弯曲成缝合线状,无充填物。坡顶局部有塌陷现象,垂直位移 10mm20mm,局部地段已出现掉块、崩塌现象,体积一般 100m3400m3。一旦卸荷裂隙贯通,高切坡坡顶局部岩、土体将沿贯通裂隙面产生掉块、崩塌。严重危及坡脚在建移民迁建房及移民迁建区街道。因此, 为确保高切坡影响范围内人民的生命财产安全和车辆安全,确保当地社会政治稳定及经济的持续稳定发展, 立即采取切实有效的治理工程措施已迫在眉睫。3 3 地理地质概况地理地质概况地形地貌地形地貌该区属剥蚀浅丘地貌,区内总体地势北高南低,高程,相对高差,高切坡防护区地形坡角一般 6070,局部地段可达 80。地层岩性与岩土工程地质特征地层岩
8、性与岩土工程地质特征区内出露地层主要有第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)、人工填土层(Q4ml)及三叠系中统巴东组(T2b) ,现分述如下:(1)第四系全新统人工素填土(Q4ml) :黄褐色, 主要由泥灰岩、 灰岩块碎石及粉质粘土组成,块石粒径 202mm968mm,碎石粒径 4mm196mm不等,块、碎石含量 65%75%,稍湿、松散,厚度,系无序抛填,回填时间约1年,广泛分布于勘察区范围内。残坡积层(Q4el+dl):块石土,黄褐色,主要由泥灰岩、灰岩碎石及粉质粘土组成,碎石粒径一般 5mm179mm,含量约占 70%,厚度,主要分布于勘察区北侧山丘顶部。(2)三叠系中统巴东组(T2b
9、)三叠系中统巴东组第 3 段(T2b3) :灰岩夹泥灰岩,灰黄色青灰色,主要矿物成分为碳酸盐矿物,隐晶微晶结构,中厚层状构造,岩体较破碎,风化裂隙较发育,强风化带厚度 1m3m,高切坡防护区基岩裸露。地质构造地质构造区内位于石板泉背斜南西翼 (详见图 2 构造纲要图) , 岩层呈单斜层状产出,在高切坡坡脚测得岩层产状 18728,区内次级褶皱不发育,无断层通过,高切坡区属简单的单斜构造区,但经探槽揭露及现场调查结果,区内表层风化裂隙及卸荷裂隙较发育,将岩体切割成碎裂结构,卸荷带宽度不等,间距,向深部延伸,微张,无充填。地震地震根据建筑抗震设计规范GB500112001,该区抗震设防烈度为 6
10、度,设计基本地震加速度值为,设计地震分组为第一组。3120 10900111001100010800 大昌镇地税所长溪河红岩至派出所高切坡1817南溪201921162722巴务河茅草坝黄柏溪2615奉节云阳万县23罗坪巫山兴山281431242943031122010巴东江2511长滩40长1水田坝南木园13 官渡河雾渡河9羊子底江315晴水滩232秭归庙宇镇8长733刘家田龙坪绿巷坡茶元村江马头场长黄陵庙634覃家庙10900临溪场忠县田家湾11000天阳坪36吊钟坝F9F24F13F5F4F20F10F6F26F25F23F21F18F11F1F27F22F19F17F12F16F7F2
11、F8F15F14F30F28宜昌3悦来场F3彭家口11100F29水文地质条件水文地质条件石柱1黄陵背斜2 天宝山背斜3宜昌背斜4秭归向斜5百枫坪背斜6香龙山背斜7 南坪向斜8 茶店子向斜9楠木园-马坪村背斜3140高切坡防护区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩网状风化裂隙潜水,巴务河向斜 16 马鹿溪向斜17 水口向斜 18小石峡背斜19石板泉背斜 20红岩向斜 21龙池10徐家桥向斜11巫山向斜12横石溪背斜 13 官渡向斜14齐耀山背斜15黄柏溪向斜 29新场背斜30万县向斜31方斗山背斜 32赶场向斜33 龙驹坝背斜24故陵向斜 25黄连峡背斜 26垌村背斜 27铁峰山背斜2
12、8坪背斜22渠马河向斜23朱衣背斜区内无岩溶地下水。但第四系松散堆积层较薄, 不足以富集丰富的地下水, 因此主要受大气34大池干井背斜降水的补给,向地势低洼处排出。松散堆松层以下为三叠系中统巴东组的灰岩夹泥灰岩, 该地层泥灰岩为隔水层, 而灰岩为相对含水层, 地下水主要以风化裂隙潜水的形式富集存在于6012km基岩裂隙之中,但其含水性受裂隙发育程度贯通性影响较大, 由于区内岩体较破碎, 其流量 图2 构 造 纲 要 图主要受大气降雨补给,沿贯通裂隙面向地势低洼处排出。区内无地下水出露。人类工程活动人类工程活动该高切坡是当地政府于 2005年因修建移民迁建房人工开挖形成的,为岩土质高切坡,坡高,
13、故勘察区破坏地质环境的人类工程活动较强烈。不良地质现象不良地质现象该高切坡自 2005 年 4 月开挖形成以来,由于岩体较破碎,加之风化裂隙及卸荷裂隙切割,高切坡坡顶局部地段已出现小规模的掉块、崩塌现象,其余地段未见滑坡、泥石流、地表塌陷及岩溶等不育地质现象。4 4高切坡特征及稳定性计算高切坡特征及稳定性计算高切坡地质特征高切坡地质特征高切坡形态特征高切坡形态特征该高切坡坡顶高程:,坡脚高程:,高切坡长 158m,坡高,坡面面积 3224m2,坡向 180,坡角 6070,局部可达 80。高切坡的物质组成高切坡的物质组成高切坡防护区上覆土层为第四系全新统人工素填土,下伏基岩为三叠系中统巴东组第
14、 3 段,其岩性详见表 2。表表 2 2高切坡岩性一览表高切坡岩性一览表地质时代第四系全新统三叠系中统巴东组第 3 段T2b3人工素填土Q4ml地层代号岩性描述黄褐色,主要由泥灰岩、灰岩块、碎石及粉质粘土组成,块石粒径 202mm968mm,碎石粒径 4mm196mm不等,块、碎石含量 65%75%,稍湿、松散,厚度,系无序抛填,回填时间约1 年。灰岩夹泥灰岩,灰黄色青灰色,主要矿物成分为碳酸盐矿物,隐晶微晶结构,中厚层状构造,岩体较破碎,风化裂隙较发育,强风化带厚度1m3m。高切坡地质结构高切坡地质结构该高切坡物质组成为上土下岩高切坡(即岩土质) ,根据探槽揭露及现场立面图测绘结果:区内第四
15、系人工素填土厚度为,岩土界线分布高程:。高切坡区岩体较破碎,表层风化裂隙较发育,多数呈碎块状,坡面的裂隙及主要结构面的详细实测特征数据见勘察报告表 3(裂隙特征表) 。高切坡的水文地质条件高切坡的水文地质条件高切坡防护区无地表水体,地表水贫乏,主要接受大气降雨补给,向地势低洼处排泄;地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩网状风化裂隙潜水,无岩溶地下水,但其流量主要受大气降雨补给,沿贯通裂隙面向地势低洼处排泄。由于区内无地下水出露,且岩体较破碎,根据地区经验及环境条件判定区内岩土体渗透性较强,地下水对混凝土无腐蚀性。高切坡岩、土的物理力学性质高切坡岩、土的物理力学性质高切坡防护区下伏基岩为
16、灰岩夹泥灰岩, 灰岩为较硬岩, 泥灰岩为较软岩。由于岩体风化裂隙及卸荷裂隙较发育,岩体较破碎,无地下水渗出。根据地区经验结合工程类比法综合确定该高切坡岩石物理力学性质指标详见表 4:表表 4 4岩石物理力学参数表岩石物理力学参数表力学参数岩 体 重 度 岩性(kN/m3)人工填土强风化灰岩中等风化灰岩202526抗剪强度c(kPa)152530()102025等效内摩擦角e()3540备注高切坡稳定性计算高切坡稳定性计算高切坡稳定性分析高切坡稳定性分析(1)楔形体稳定分析法根据该高切坡的具体特征,共将其分为 ab、bc两段进行稳定性分析评价,详见裂隙结构面赤平投影图。ab 段:高切坡长 87m
17、,高度,切坡坡向 180,坡角 75,为顺向坡,L5、L8两组裂隙与高切坡构成不利组合,均呈小角度相交,且裂隙倾角均小于高切坡坡角,高切坡稳定性较差,容易沿层面产生顺层滑移;且由 L5、L8两组裂隙切割的楔形体一旦裂隙面贯通,其产生崩塌的可能性较大。N 1 2 3 1 4岩层产状:18728边坡倾向:180,坡角75L5产状:16254L8产状:20965 3 2W 4ESab段赤平投影图bc 段边坡:高切坡长 71m,高度,切坡坡向 180,坡角 75,为顺向坡,高切坡主要受 L12、L15两组裂隙控制,二者与高切坡均呈小角度相交,且裂隙倾角均小于高切坡坡角, 容易沿层面产生顺层滑移破坏,
18、高切坡稳定性较差。N 1 2 3 1 4 5岩层产状:18728边坡倾向:180,坡角75L15产状:18368L12产状:19767L19产状:12062 4 3 2W 5ESbc段赤平投影图(2)平面滑动法本次高切坡勘察选取了 3 条剖面进行稳定性验算,根据勘察设计大纲要求,本次勘察主要以地表调查结合槽探为主,因此未进行专门取样试验,高切坡稳定性计算参数根据工程类比法结合地区经验综合确定,其取值详见表 5。表 5稳定性计算参数取值表参数名称岩体的重度(kN/m3)结构面的粘聚力 C(kPa)结构面的内摩擦角()岩体破裂角()取值26241750备注经验值经验值经验值实测结合经验高切坡稳定性
19、计算高切坡稳定性计算根据前述对该高切坡特征的分析,坡顶岩、土体在卸荷裂隙作用下容易沿裂隙面或破裂面产生平面滑移破坏, 因此按平面滑动法的计算公式进行稳定性验算,计算公式如下:(W cosU)tan cFK W sin公式中:W垂直荷载,包括土条自重和其上部的建筑荷载。U作用于滑面上的孔隙水压力c、滑面抗剪强度(有效应力指标)F滑面面积滑面倾角计算工况:自重+建筑荷载。表 6大昌镇地税所至派出所高切坡(WS0212)稳定性验算表滑面倾角 a 条块体积 V容重剖面编号()(m3)(kN/m3)1-12-23-35054262626垂直荷载 W条块自重(kN)100569粘聚力 C 内摩擦角稳定系数
20、(kPa)()K242424171717建筑荷载(kN)885073507650标高(m)24023823623423218012 1- 1稳定性验算剖面图比例尺 1 : 200sttTC 1233.50Q4ml卸荷裂隙ML230228226224222220218216 187 28( 2750)T2b3破碎角50标高(m)238236234 2- 2稳定性验算剖面图1805比例尺 1 : 200TC 2236.30sttQml4卸荷裂隙ML232230228226224222220T2b3破碎角53.5218Q4 187 28( 2750)mlstt标高(m)17925 3- 3稳定性验算
21、剖面图比例尺 1 : 200TC 3236.30238236234232230228226224222220218216卸荷裂隙sttMLQ4mlT2b3破碎角52 187 28( 2747)根据计算结果(详见表 6),该高切坡的稳定系数 Ks分别为: 1-1剖面:;2-2剖面:;3-3剖面: ,说明该高切坡稳定性较差,按照建筑边坡工程技术规范 (GB50330-2002)的相关规定,该高切坡稳定系数小于,应对高切坡采取有效防护措施进行治理。5 5 计算参数计算参数表表 7 7高切坡防治工程设计参数表高切坡防治工程设计参数表重度(KN/m3)202526岩石与锚固等效内摩擦角岩体破体粘结强度e
22、()裂角 ()f(kPa)岩土名称人工填土强风化灰岩中等风化灰岩抗剪强度C(kPa)()15202410141735405052380 (注浆强度为M30)表表 8 8边坡结构面抗剪强度指标标准值边坡结构面抗剪强度指标标准值岩性中等风化灰岩中等风化灰岩中等风化灰岩结构面编 号L5L8结构面地质描述裂面凹凸不平,裂面宽度5cm8cm,微张,间距 m,延伸,泥质充填,结合差。裂面凹凸不平, 裂面宽度 3cm7cm, 闭合状,间距 m,延伸,泥质充填,结合较差。裂面为黑褐色铁质薄膜,裂缝宽度15cm26cm,延伸 12m13m,泥质充填,向深部延伸。()1515C(kPa)2020LF212176
23、6 挡墙计算挡墙计算段段1 11 1剖面侧向压力剖面侧向压力q=ehk=剪力 Vmax=弯矩 Mmax=m1-1荷载标准值简图1-1剪力图1-1弯矩图挡墙侧压力计算简图岩质边坡挡墙侧压力分布图(锚杆挡墙) :1 1)按岩体等效内摩擦角计算侧向土压力)按岩体等效内摩擦角计算侧向土压力( (主动土压力系数 Ka)Kq Sin(a )Sin(a ) Sin()Sin()Sin(a )Ka 2SinaCosCos(a )Sin2aSin2(a )(KqSin(a )Sin(SinaCos)2(KqSin(a )Sin()SinaCos)式中:a墙背与水平面的夹角() ;填土表面与水平面之间的夹角()
24、;墙背与填土之间的摩擦角() ;岩(土)内摩擦角() ;c岩(土)粘聚力(Kpa);岩(土)体重度(KN/m3);h挡土墙高度(m)。q坡顶超载(KN/m2;2C系数hKq 12qSinaCos超载影响系数hSin(a )取 a=115,=7,=0,=52,c=0,=26KN/m3,h=, q=10 KN/m21计算得:Ka= ,EakH2Ka=。22 2)按裂隙)按裂隙 1 1外倾控制计算侧向土压力外倾控制计算侧向土压力( (主动土压力系数主动土压力系数 Ka)Ka):根据建筑边坡支护技术规范 (GB50330-2002)计算主动土压力合力标准值公式()进行计算。坡高 H=裂隙 1结构面的内
25、摩擦角结构面粘聚力 cs=24 KPa外倾结构面倾角= 岩体重度:=26KN/m3=7=115=10q=10 KPa计算出AB段:Ka=,Ea=锚杆挡墙计算(采用建筑边坡工程技术规范GB50330-2002)肋柱间距Sx,锚杆间距Sy,角度 150s=7由式Eak Eak2由式得侧向岩土压力水平分力标准值:Eak2ehk=*=KN / m0.9H则锚杆所受水平拉力标准值为:Htk ehkSxSy= 则由式,锚杆的轴向拉力标准值为:NakHtk=cos15由式,锚杆的轴向拉力设计值为:NaQNak=锚杆面积:锚杆面积:由式o=,2=AsoNa,AS=1473mm2mm2选用为 325(二级钢)2
26、fy锚杆锚固体与岩石的锚固长度:锚杆锚固体与岩石的锚固长度:由式,1=,frb=380Kpa(软岩)锚固体直径 D=110mm锚固长度lmNak1Dfrb1)当岩石为软岩时:lmNak=锚杆与锚固体砂浆间的锚固长度:锚杆与锚固体砂浆间的锚固长度:1Dfrb由式o=,3=,d=28mm,fb=, n=3锚固长度laoNa=综上:根据施工规范,构造锚杆直径应该不小于综上:根据施工规范,构造锚杆直径应该不小于 3m,3m,则锚则锚3ndfb杆的锚固长度杆的锚固长度: : la=3m肋柱配筋计算:肋柱配筋计算:肋柱间距,逆作法。1 1、肋柱计算:、肋柱计算:正截面受弯计算正截面受弯计算取桩的永久作用分
27、项系数:G1.35取桩结构重要性系数:0则:1.0M G0Mmax1.351.096.61130.42KNm取 C30 混凝土,混凝土轴心抗压强度设计值fc14.3Mpa,混凝土强度等级不高于 C50,1取。取选用 HRB335 钢筋,钢筋抗压强度设计值fy 300Mpa考虑到可能需要双排配筋,故取保护层厚度c=30mm。h 值取为 400mm,则h0=360mm。b=400m由力矩平衡条件得xM Mu1fcbx(h0)2x 85.17mmx bh0为防止出现超筋破坏,应满足bh0 0.55360 198即满足要求由力的平衡条件得1fcbx fyAssA 1623.9mm2为防止出现少筋破坏,
28、应满足Asminbhminbh 0.00215400400 344mm2即满足要求选用用 5根 22 等间距单排布置,As1900mm2,布置在桩的受拉区。根据 DZ0240-2004_滑坡防治工程设计与施工技术规范 , 桩的两侧及受压边,应适当配置纵向构造钢筋,间距取 100mm,直径取 16mm。桩的受压边两侧,应配置架立钢筋,直径取 20mm。斜截面受剪计算斜截面受剪计算取桩的永久作用分项系数:G取桩结构重要性系数:0则:1.351.0V G0Vmax1.351.0129.5 174.83KN m当hwbh0b360400 0.9 4时,V 0.25cfcbh0 0.25114.3400
29、360 514800即满足要求,不会出现斜压破坏斜截面受剪承载力的计算:V cvftbh0 0.71.43360400 144144KN承载力不满足则需满足V Vu 0.7 ftbh0 fyvAsvh0s选用 HRB33512 钢筋,箍筋做成封闭式。Asv nAsv1 2113.1 226.2mm2,Asv1为单肢箍筋的截面面积AsvsV 0.7 ftbh0174830 0.71.43400360 0.28fyvh0300360根据 混凝土结构设计规范(GB500102002), 箍筋的最大间距smax300mm,最小直径不低于 8mm。箍筋的最小配筋率要求:sv,min 0.24ftfyv
30、0.241.43300 0.114A箍筋的配筋率需满足:svsvbs226.2400ssv,min 0.114s 490.1mm则箍筋间距取 s=200mm因此选用12200 的双肢箍筋。边坡挡墙面板设计边坡挡墙面板设计将肋柱视为支承,计算面板受力。根据每孔锚杆的受力除以其受力范围,即为面板的均布荷载。肋柱的水平间距边坡重要性系数G,0m1.0单位面板的均布荷载q G0ehk=mql2面板跨中弯距M 338=(kNm)8面板厚度取 h= 200mm,as=40mm,h0=160mm,b=1m由力矩平衡条件得xM Mf bx(h )u1c02x 为防止出现超筋破坏,应满足x bh0bh0= 88
31、mm即满足要求由力的平衡条件得bx fyA1fcsAs=bh为防止出现少筋破坏,应满足Asminminbh =430mm2即满足要求面板选用 6 根14,As=923mm2通过配筋计算,采用钢筋14167,面板厚度 200mm,单层配筋。2. BC段3 33 3剖面侧向压力剖面侧向压力q=ehk=剪力 Vmax=弯矩 Mmax=m3-3荷载标准值简图3-3剪力图3-3弯矩图挡墙侧压力计算简图挡墙侧压力计算简图岩质边坡挡墙侧压力分布图(锚杆挡墙) :1)按岩体等效内摩擦角计算侧向土压力(主动土压力系数 Ka)KqSin(a )Sin(a ) Sin()Sin()Sin(a )Ka 2SinaCo
32、sCos(a )Sin2aSin2(a )(KqSin(a )Sin(SinaCos)2(KqSin(a )Sin()SinaCos)式中:a墙背与水平面的夹角( ) ;填土表面与水平面之间的夹角( ) ;墙背与填土之间的摩擦角( ) ;岩(土)内摩擦角( ) ;c岩(土)粘聚力(Kpa);岩(土)体重度(KN/m3);h挡土墙高度(m)。q坡顶超载(KN/m2;2Ch系数Kq 12qSinaCoshSin(a )超载影响系数取 a=115 ,=8 ,=0 ,=40 ,c=0,=26KN/m3,h=22m, q=10 KN/m21EakH2Ka2计算得:Ka=,= KN。2)按裂隙 1外倾控制
33、计算侧向土压力(主动土压力系数 Ka):根据建筑边坡支护技术规范 (GB50330-2002)计算主动土压力合力标准值公式()进行计算。坡高 H=22 m裂隙 1 结构面的内摩擦角 s =10结构面粘聚力 cs=17 KPa外倾结构面倾角=54 岩体重度:=26KN/m3=8=115=10q=10 KPa计算出bc 段:Ka=,Ea=锚杆挡墙计算(采用建筑边坡工程技术规范GB50330-2002)肋柱间距Sx,锚杆间距Sy,角度 150E Eak2由式得侧向岩土压力水平分力标准值:ak由式Eakehk0.9H=*22)=KN / m2则锚杆所受水平拉力标准值为:Htk ehkSxSyNak=
34、则由式,锚杆的轴向拉力标准值为:Htkcos15=由式,锚杆的轴向拉力设计值为:NaQNak由式=锚杆面积:o=,2=AsoNa22fymm2选用为 330(二级钢) ,AS=2121mm锚杆锚固体与岩石的锚固长度:由式,1=,frb=380Kpa(软岩)Nak1Dfrb锚固体直径 D=110mmlm锚固长度1)当岩石为砂质泥岩时:lmNak1Dfrb=锚杆与锚固体砂浆间的锚固长度:由式o=,3=,d=25mm,fb=, n=3la锚固长度oNa3ndfb=综上:根据施工规范,构造锚杆直径应该不小于3m,则锚杆的锚固长度: la=3m肋柱配筋计算:肋柱间距,逆作法。正截面受弯计算取桩的永久作用
35、分项系数:取桩结构重要性系数:则:G1.3501.0M G0Mmax1.351.0109.71148.11KNm取 C30混凝土, 混凝土轴心抗压强度设计值fc14.3Mpa, 混凝土强度等级不高于C50,1取。取选用 HRB335 钢筋,钢筋抗压强度设计值fy 300Mpa考虑到可能需要双排配筋,故取保护层厚度c=30mm。h 值取为 400mm,则由力矩平衡条件得h0=360mm。xM Mu1fcbx(h0)2x 81.05mmx bh0为防止出现超筋破坏,应满足bh0 0.55360 198即满足要求由力的平衡条件得1fcbx fyAsAs1545.4mm2A bhsmin为防止出现少筋
36、破坏,应满足minbh 0.00215400400 344即满足要求2A 1570mms选用用 5根20等间距单排布置,布置在桩的受拉区。根据DZ0240-2004_滑坡防治工程设计与施工技术规范 ,桩的两侧及受压边,应适当配置纵向构造钢筋,间距取 100m,直径取 16mm。桩的受压边两侧,应配置架立钢筋,直径取 20mm。斜截面受剪计算取桩的永久作用分项系数:取桩结构重要性系数:则:G1.3501.0V G0Vmax1.351.0147.09 198.57KN mh0b360400 0.9 4时,hw当bV 0.25cfcbh0 0.25114.34000.36 514.8KN即满足要求,
37、不会出现斜压破坏斜截面受剪承载力的计算:V cvftbh0 0.71.434000.36 144.14KN承载力不满足AsvV Vu 0.7 ftbh0 fyvh0s则需满足选用 HRB33512钢筋,箍筋做成封闭式。Asv nAsv1 2113.1 226.2mm2,Asv1为单肢箍筋的截面面积AsvV 0.7 ftbh0198570 0.71.43400360 0.38sfyvh0400360根据混凝土结构设计规范 (GB500102002),箍筋的最大间距直径不低于 8mm。箍筋的最小配筋率要求:smax300mm,最小sv,min 0.24ftf 0.241.43300 0.114yv
38、箍筋的配筋率需满足:svAsvbs226.2400ssv,min 0.114s 496.1mm则箍筋间距取 s=200mm因此选用12200的双肢箍筋。边坡挡墙面板设计将肋柱视为支承,计算面板受力。根据每孔锚杆的受力除以其受力范围,即为面板的均布荷载。肋柱的水平间距边坡重要性系数G,01.0单位面板的均布荷载q G0ehk=mql2面板跨中弯距M 8338=(kNm)面板厚度取 h= 200mm,as=40mm,h0=160mm,b=1m由力矩平衡条件得M Mu1fcbx(h0x2)x 17mm为防止出现超筋破坏,应满足x bh0bh0= 88mm即满足要求由力的平衡条件得1fcbx fyAsAs=为防止出现少筋破坏,应满足Asminbhminbh =430mm2即满足要求m面板选用用 6根14,As=923mm2通过配筋计算,采用钢筋14167,面板厚度 200mm,单层配筋。3 3截排水沟设计截排水沟设计如图: