基坑與邊坡工程第5章框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)

1、基坑與邊坡工程第5章 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)制 作 人 ：周 勇 Lanzhou University of Technology5.1概述圖5-1 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)立面圖框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土框架、擋土板、小噸位預(yù)應(yīng)力錨桿、錨下承載結(jié)構(gòu)、坡面排水系統(tǒng)和墻后土體組成，屬于輕型柔性支護結(jié)構(gòu)，其立面和剖面分別如圖5-1、圖5-2所示。 圖5-2 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)剖面圖 在框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護結(jié)構(gòu)中，由于錨桿的作用從根本上改善了土體的力學(xué)性能和受力狀態(tài)，變傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)的被動擋護為充分利用土體本身自穩(wěn)能力的主動擋護，有效地控制了土體位移，隨邊坡向外破壞力的增大，錨桿支護力

2、隨之增大，直至超出極限平衡而破壞，支護力隨錨桿的被拔出而逐步減弱，形成柔性支護結(jié)構(gòu)。（a）東側(cè)邊坡加固照片（b）西側(cè)邊坡加固照片圖5-3 蘭州某高校后家屬院邊坡加固照片 框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的樁錨支護結(jié)構(gòu)或錨桿肋梁支護結(jié)構(gòu)相比有以下優(yōu)點：（1）改變了支護結(jié)構(gòu)受力原理。傳統(tǒng)的樁錨或錨桿肋梁支護結(jié)構(gòu)是被動受力結(jié)構(gòu)。（2）克服了傳統(tǒng)邊坡支護結(jié)構(gòu)的支護高度受限制、造價高、工程量大、穩(wěn)定性差等缺點。（3）可以減小框架梁的內(nèi)力。圖5-4 蘭州某加油站毛石擋 墻邊坡加固照片對基坑和邊坡工程而言，常見的支護結(jié)構(gòu)類型有三類，即：（1）被動受力支護結(jié)構(gòu)：其特點為支護結(jié)構(gòu)依靠自身的結(jié)構(gòu)剛度和強度被動地承

3、受土壓力，限制土體的變形。如人工挖孔灌注樁、鋼板樁等。（2）主動受力支護結(jié)構(gòu)：其特點為通過不同的途徑和方法提高土體的強度，使支護材料和土體形成共同作用的體系。如土釘墻支護技術(shù)、攪拌樁技術(shù)等。（3）組合型支護結(jié)構(gòu)：根據(jù)土體力學(xué)性質(zhì)將前兩種支護方法同時應(yīng)用于同一個基坑或者邊坡中。Lanzhou University of Technology5.2框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)主要由擋土板、立柱、橫梁組成，三者整體連接形成類似樓蓋的豎向梁板結(jié)構(gòu)體系?？蚣茴A(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算包括擋土板、立柱、橫梁和基礎(chǔ)埋深計。5.2.1 擋土板計算一般情況下，擋土板的長邊與短邊之比小于2

4、。因此，擋土板上的荷載將沿兩個方向傳到四邊的支承上，應(yīng)進行兩個方向的內(nèi)力計算，即擋土板按雙向板結(jié)構(gòu)計算。Lanzhou University of Technology5.2.2 立柱和橫梁計算 框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護結(jié)構(gòu)的立柱和橫梁是一個密不可分的整體，在進行構(gòu)件設(shè)計時，可以對其進行合理的單元劃分（圖5-5）。由于考慮了荷載等效的原理，圖5-5中計算單元寬度系數(shù) 1、2 的取值情況如下：當(dāng)計算錨桿的軸力時，1、2均取0.25；當(dāng)計算立柱和橫梁的內(nèi)力時，1、 2均取0.375。Lanzhou University of Technology圖5-5 立柱和橫梁的計算單元劃分Lanzhou Un

5、iversity of Technology（1）立柱的設(shè)計1) 當(dāng) 0 y 0.25Hs0 時： （5-1） 立柱的計算模型見圖5-6，其支座反力求解同樣采用力法。但是由于1、2 的取值不同于錨桿，因此P 應(yīng)按式（5-1）和（5-2）計算。Lanzhou University of Technology 圖5-6 立柱計算模型 2) 當(dāng) 0.25Hs0 y Hs0 時： （5-2） Lanzhou University of Technology（2）橫梁的設(shè)計 圖5-7 橫梁計算模型圖橫梁可視為以立柱為鉸支座的多跨連續(xù)梁，因此根據(jù)多跨連續(xù)梁的計算原理可將橫梁的計算簡化為等跨的五跨連續(xù)梁進行

6、計算，中間各跨的內(nèi)力和配筋都按第三跨來考慮，計算模型如圖5-7所示。圖5-7中為作用在橫梁上的均布土壓力荷載，且Lanzhou University of Technology5.2.3 錨桿計算（1）錨桿軸向拉力計算 錨桿所承受的拉力為立柱和橫梁在錨桿作用位置處的水平支座反力的合力所傳來的支反力。 （5-3）式中： Tj 第j排錨桿所承受的軸向拉力（kN）； Rj 立柱和橫梁在第j排錨桿作用位置處水平支座反力的合力（kN）； j 第j排錨桿與水平面的傾角()。 錨桿設(shè)計的關(guān)鍵在于確定其立面布置，然后求解其軸向拉力、驗算框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿設(shè)計的內(nèi)容有確定立面布置、求解軸向拉力

7、、計算錨桿長度和直徑。Lanzhou University of Technology 式（5-3）中Rj可以表示為下式： （ 5-4） 式中 Rjb 第j排錨桿作用位置處所對應(yīng)的橫梁的水平支座反力（kN），理論上講作用于橫梁的是均布線荷載，根據(jù)所選取的土壓力模型的特點，Rjb = 0.25ehk shsv ； Rjc 第j排錨桿作用位置處所對應(yīng)的立柱的水平支座反力（kN）。Lanzhou University of Technology 由于框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)類似于樓蓋設(shè)計中的梁板結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)各構(gòu)件之間的傳力特點和所選取的土壓力模型，采用荷載等效的原理取每根立柱所承受的荷載為

8、相鄰兩跨錨桿各0.25寬度之間的土壓力。考慮到錨桿施加了預(yù)應(yīng)力，這樣假定在錨桿位置處支護結(jié)構(gòu)的位移為零，因此可以假定立柱與錨桿的連接處為一鉸支座，從而把立柱視為支承在錨桿和地基上的多跨連續(xù)梁，其計算模型如圖5-6所示。Lanzhou University of Technology 圖5-6 立柱計算模型 立柱的具體計算采用力法求解，基本思想是：首先建立一組力法典型方程，即，再根據(jù)錨桿間距構(gòu)造要求和邊坡高度確定錨桿的層數(shù)，進一步根據(jù)MATLAB的知識截取方程矩陣中指定的維數(shù)求解。Lanzhou University of Technology式中： 、 、 分別代表 Rjc=1、 Rjb=1

9、和土壓力荷載qc單獨作用時立柱基本結(jié)構(gòu)中的彎矩，分別按式（5-6）（5-8）計算。（5-6） （5-7）（5-8）Lanzhou University of Technology（2）錨桿長度和直徑設(shè)計 土層錨桿長度由自由段和錨固段組成。非錨固段不提供抗拔力，其長度Lf應(yīng)根據(jù)邊坡滑裂面的實際距離確定，對于傾斜錨桿，自由段長度應(yīng)超過破裂面1.0m以上。錨固段提供錨固力，其長度La應(yīng)按錨桿承載力的要求，根據(jù)錨固段地層和錨桿類型確定。1）錨固段長度計算（圖5-8中BC段） （5-9）式中： Laj 第j排錨桿錨固段長度（m）； 土層界面粘結(jié)強度；2）自由段長度的計算 圖5-8中 為破裂面，AB段長度

10、即為錨桿自由段長度Lfj可以表示為：Lanzhou University of Technology （5-10） 式中： Hj 基礎(chǔ)埋深（m） Hd 第j排錨桿離邊坡頂部的距離（m）3）錨桿直徑計算 當(dāng)求得錨桿軸向拉力后，錨桿直徑可 由容許應(yīng)力法按下式計算： （5-11） 式中： dj 第j排錨桿的直徑（mm） fy 錨桿鋼筋的抗拉強度設(shè)計值（kPa） 圖5-8 錨桿長度計算簡圖 Lanzhou University of Technology5.2.4 基礎(chǔ)埋深設(shè)計 框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護結(jié)構(gòu)屬于多支點支護結(jié)構(gòu)，計算其基礎(chǔ)埋深的方法有二分之一分割法、分段等值梁法、靜力平衡法和布魯姆（Blu

11、m）法。其中，二分之一分割法是將各道支撐之間的距離等分，假定每道支撐承擔(dān)相鄰兩個半跨的側(cè)壓力，這種辦法缺乏精確性；分段等值梁法考慮了多支撐支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形隨開挖過程而變化的情況，計算結(jié)果與實際情況吻合較好，但是計算過程復(fù)雜；布魯姆法是將支護結(jié)構(gòu)嵌入部分的被動土壓力以一個集中力代替。這三種方法在計算過程中都需要求解錨桿支點反力，即設(shè)定一個埋置深度Hd （如圖5-9所示），求出相應(yīng)的被動土壓力，即可求得Hd 。Lanzhou University of Technology 圖5-9 基礎(chǔ)埋深計算簡圖Lanzhou University of Technology由 MO 0 得：經(jīng)整理化簡得

12、：式中： Ep 嵌入部分被動土壓力（kN），且Ep= 0.25 Kp Sh Hd2 Lanzhou University of Technology 0 支護結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；Ea1主動土壓力三角形荷載的合力（kN）,且Ea1=0.0625ehkHSh； Ha1 主動土壓力三角形荷載的合力作用點至嵌入底端的距離（m），且Ha1 =(5H+6H)/6； Ea2 主動土壓力矩形荷載的合力（kN），且Ea= 0.125ehk (3H+4Hd)Sh；Ha2 主動土壓力矩形荷載的合力作用點至嵌入底端的距離（m），且 Ha2=(3H+4Hd)/8 。Lanzhou University of Techno

13、logy5.3 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗算框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性應(yīng)分為兩個方面，一是單層錨桿的自身穩(wěn)定和框架預(yù)應(yīng)力錨桿的整體傾覆穩(wěn)定；二是框架預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻整體滑移穩(wěn)定性驗算。5.3.1 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 對于框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定問題，需要考慮兩個方面：一是單排錨桿拉力的極限平衡驗算；二是整個支護結(jié)構(gòu)繞邊坡坡腳轉(zhuǎn)動的極限平衡驗算。這相應(yīng)于抗傾覆問題（圖5-10），兩者要滿足的基本條件如下：（1）單排錨桿的極限平衡穩(wěn)定性驗算 當(dāng) j = 1 時： （5-13） 當(dāng) j 1 時： （5-14）（2）多層錨桿的整體抗傾覆穩(wěn)定性驗算 由 MO 0可得： （5-15）圖5

14、-10 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析簡圖Lanzhou University of Technology 5.3.2 抗滑移穩(wěn)定性驗算 （1）穩(wěn)定性安全系數(shù)計算模型 所謂邊坡穩(wěn)定性分析就是按照邊坡的某一種破壞形態(tài)和破壞機理，根據(jù)巖土工程條件、荷載條件以及支護工況所進行的定量的受力平衡分析。 圖5-11 內(nèi)部穩(wěn)定性驗算簡圖基坑或邊坡高度為H，邊坡傾角為，滑移面半徑為R，結(jié)構(gòu)底部水平推力設(shè)計值為T。 （5-16）式中： S 考慮錨桿預(yù)應(yīng)力作用而改善土體力學(xué)性能的影響效應(yīng)，目前還無法量化其影響，式（5-16）中的穩(wěn)定性系數(shù)對應(yīng)一級、二級、三級基坑或邊坡分別不應(yīng)小于1.30、1.25、1.20。

15、（2） 圓弧滑移面搜索模型 采用圓弧滑動積分法進行穩(wěn)定性分析，最關(guān)鍵的問題就是確定最危險滑移面的位置。對于最危險滑移面的確定方法如下：進行邊坡穩(wěn)定性分析的目的就是要找出所有既滿足靜力平衡條件，又滿足合理性要求的安全系數(shù)解集。邊坡的內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)可以定義為圓弧滑動面上的抗滑移力與滑移力之比：1）基本假定（a）邊坡為土質(zhì)邊坡，土質(zhì)較為均勻,不考慮地下水作用和孔隙應(yīng)力的影響，邊坡穩(wěn)定屬于平面應(yīng)變問題；（b）最危險圓弧滑移面通過邊坡坡腳點，滑移面為圓弧形，如圖5-12所示，錨桿水平、豎向等間距布置；（c）假定圓弧滑移面圓心只出現(xiàn)在圖5-12中點的左上方；（d）考慮到結(jié)構(gòu)體系中橫梁、立柱、擋土板

16、和預(yù)應(yīng)力錨桿形成了空間框架，整個體系剛度較大，因此忽略結(jié)構(gòu)由于土壓力的影響而產(chǎn)生的變形的不均勻性，并假定在最危險圓弧滑移面狀況下每根錨桿的軸力都達到極限抗拉承載力。2）滑移面搜索模型中各變量的確定 以坡腳點O 為坐標原點水平為軸 x ，豎向為軸 y ，建立如圖5-12所示直角坐標系。設(shè)圓弧滑移面的圓心坐標為O (x0，y0) ，則滑移面半徑為 （5-17） 設(shè)圓弧滑移線與地面交點坐標為 A(xA，yA)，其中, yA=H、 ，圓弧滑移線方程為 （5-18）圖5-12 滑移面搜索模型計算簡圖（a）圓弧線上任意一點M(x，y)處的半徑與豎直線的夾角 如圖5-13所示，設(shè)圓弧滑移線上任意一點M(x，

17、y)處的半徑與豎直線的夾角為，即由圖5-13OMQ 所示三角形OMQ幾何關(guān)系可得： （5-19） 圖5-13 任意半徑與豎直線的夾角 計算簡圖（b）土體微段自重與地面附加荷載的等效自重 如圖5-14所示，設(shè)錨桿的水平間距為 Sh，土體重度為 ，則土體微段自重與坡頂?shù)孛娓郊雍奢d的等效自重計算如下： （5-20） （5-21）圖5-14 土體自重與坡頂附加荷載的等效自重計算圖（c）滑移力S0的確定 滑移力S0由圓弧滑動體內(nèi) 的土體自重和地面附加荷載 共同產(chǎn)生，其在滑動面切線 方向的合力為 （5-22） 圖5-14 土體自重與坡頂附加荷載的等效自重計算簡圖（d）抗滑移力S1和S2的確定抗滑移力S1由

18、土體粘聚力 C 產(chǎn)生，其在滑動面切線方向的合力為 （5-23）S1為土體自重和基坑邊坡表面附加荷載q0在滑動面法線方向所產(chǎn)生的分力從而引起的摩擦抗滑移力，其在滑動面切線方向的合力為 （5-24）（e）抗滑移力S3的確定 錨桿抗拉極限承載力的確定錨桿承載力計算時一般不考慮其抗剪、抗彎作用，其破壞一般取決于錨桿桿體強度破壞、錨固體從土體中拔出破壞或者錨下承載結(jié)構(gòu)破壞。第j排錨桿在圓弧滑移面外錨固體與土體的極限抗拉承載力Tnj可按下式計算： （5-25）式中： qsik 錨桿穿越第i層土土體與錨固體極限摩阻力標準值（kPa），其數(shù)值應(yīng)由現(xiàn)場試驗確定，如無試驗資料可以根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ1

19、20）的建議取值； Laji 第j排錨桿在圓弧滑裂面外穿越第層穩(wěn)定土體內(nèi)的長度（m），顯然，Laji = Laj ，即為第j排錨桿在圓弧滑移面外的總長度，也即是錨桿的錨固段長度。 圓弧半徑所在直線與錨桿所在直線的夾角 如圖5-15所示，設(shè)第一排錨桿位于支護結(jié)構(gòu)坡面頂點以下S0處；向下的傾角為，第一排錨桿所在直線與坡面的交點坐標為P (x1，y1），其中, x1 = (H s0 ) cot 和 y1= H s0 。所以，該排錨桿所在直線方程可以寫為 y= y1 tan (x x1) 。因此，圓弧滑移面圓心 O (x0，y0) 到第一排錨桿所在直線的距離為： （5-26） 一般情況下，各排錨桿的水

20、平傾角均相同，故通過各排錨桿所在位置的系列直線為一組平行的直線，每相鄰兩根直線的距離為 （5-27）故滑移面圓心O (x0，y0) 到其第j排錨桿所在直線的距離 dj 可以表示為 （5-28）式中： m 設(shè)置的錨桿排數(shù)。 由圖5-15所示幾何關(guān)系可以看出dj R 就是第j排錨桿所在的直線與過該直線與圓弧滑移線交點的半徑所在直線的夾角j的正弦，即 （5-29） 第j排錨桿在圓弧滑移面內(nèi)外的長度設(shè)第j排錨桿在圓滑滑移面內(nèi)和滑移面外的長度分別Lfj和Laj ，錨桿的總為長： （5-30）設(shè)第j排錨桿與支護結(jié)構(gòu)坡面的交點坐標為G（xj，yj）。則由圖5-15知： （5-31） （5-32） 圖5-15

21、 錨桿在圓弧滑移面內(nèi)外長度計算簡圖通過第j排錨桿所在直線與圓弧滑移面交點的半徑的直線方程為 （5-33）由圖5-15所示幾何關(guān)系知，第j排錨桿在圓弧滑移面內(nèi)的長度Lfj與夾角的正弦的乘積即為G點到由（5-33）式?jīng)Q定的直線的距離GK , 即Lfj可以表示為 （5-34）由式（5-29）和式（5-31）（5-34）可以解出第j 排錨桿在圓弧滑移面內(nèi)的長度Lfj錨桿總長Lj 為設(shè)計參數(shù)，求得Lfj ，由式（5-30）即可確定錨桿在圓弧滑移面外長度Laj 。 支護結(jié)構(gòu)底部推力設(shè)計值T 的計算 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)埋深一般都較大，考慮其對內(nèi)部整體穩(wěn)定性的貢獻，由靜力平衡條件求得支護結(jié)構(gòu)底部推力

22、設(shè)計值： （5-35） 式中：Eh側(cè)向土壓力合力的水平分力設(shè)計值（kN/m） 抗滑移力S3的計算 抗滑移力S3由錨桿的極限抗拉承載力 Tnj 和支護結(jié)構(gòu)底部推力設(shè)計值T 共同產(chǎn)生，其在滑動面切線方向的合力為 （5-36）（3）最危險滑移面的確定 由式（5-22）（5-24）以及式（5-36）確定了式（5-16）中的幾個關(guān)鍵變量即S0、S1、S2 和S3，則在給定圓心后，即可由式（5-16）求得該圓弧滑移面所對應(yīng)的考慮錨桿作用的內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)Fs在圖5-12所示的最危險滑移面搜索模型計算簡圖中，矩形BCDE為圓心所在搜索區(qū)域。Lanzhou University of Technolog

23、y5.4框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求5.4.1 材料要求（1）灌漿材料1）水泥應(yīng)使用普通硅酸鹽水泥；2）砂的含泥量按重量計不大于3%，砂中云母、有機物、硫化物等有害物質(zhì)的含量按重量計不得大于1%；3）水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，不得使用污水；4）外摻劑的品種及摻入量應(yīng)由試驗確定；5）漿體配制的灰砂比宜為0.81.5，水灰比宜為0.380.50；6）漿體材料28d的無側(cè)限抗壓強度不應(yīng)低于25MPa。灌漿材料性能應(yīng)符合下列規(guī)定：（2）錨具1）錨具應(yīng)由錨環(huán)、夾片和承壓板組成；2）預(yù)應(yīng)力錨具的錨固效率應(yīng)至少發(fā)揮預(yù)應(yīng)力桿體極限抗拉力的95%以上，達到實測極限拉力時的總應(yīng)變應(yīng)小于2%；

24、3）預(yù)應(yīng)力錨具、夾具和連接器必須符合現(xiàn)行行業(yè)標準預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器（GB/T 14370）的規(guī)定；4）錨具罩應(yīng)采用鋼材或塑料材料制作加工。（3）套管和波紋管1）具有足夠的強度，保證其在加工和安裝的過程中不致?lián)p壞；2）具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性；3）與水泥漿、水泥砂漿或防腐油脂接觸無不良反應(yīng)。（4）防腐材料應(yīng)滿足下列要求1）在錨桿的使用年限內(nèi)，保持其防腐性能和耐久性；2）在規(guī)定的工作溫度內(nèi)或張拉過程中不得開裂、變脆或成為流體；3）應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性和防水性，不得與相鄰材料發(fā)生不良反應(yīng)。（5）框架和擋土板（6）錨桿由于錨桿每米直接費用中鉆孔所占比例較大，因此，在設(shè)計中應(yīng)適當(dāng)減少鉆孔量，應(yīng)選用承

25、載力較高的錨桿，同時也可避免“群錨效應(yīng)”影響。1）對于永久性錨桿擋土墻立柱、擋土板和橫梁采用的混凝土，其強度等級不應(yīng)小于C30；臨時性框架錨桿擋墻混凝土強度等級不應(yīng)小于C20；2）鋼筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋；3）立柱基礎(chǔ)位于穩(wěn)定的巖層內(nèi)，可采用獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或樁基等形式；4）各分級擋墻之間的平臺頂面，宜用C15混凝土封閉。Lanzhou University of Technology5.4.2 構(gòu)造要求（1）預(yù)應(yīng)力錨桿1）錨桿的總長度應(yīng)為錨固段、自由段和外錨段的長度之和；2）錨桿隔離架（對中支架）應(yīng)沿錨桿軸向方向每隔1m3m設(shè)置一個；3）錨桿的傾角宜采用10度35度；4

26、）當(dāng)錨固段巖層破碎、滲水量大時，宜對巖體作固結(jié)灌漿處理；5）錨桿的使用壽命應(yīng)與被加固的構(gòu)筑物和所服務(wù)的公路的使用年限相同，其防腐等級也應(yīng)達到相應(yīng)的要求。Lanzhou University of Technology（2）框架和擋土板1）框架（a）框架預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻立柱截面尺寸除應(yīng)滿足強度、剛度和抗裂要求外，還應(yīng)滿足擋土板的支座寬度、錨桿鉆孔和錨固等要求；（b）裝配式立柱，應(yīng)考慮立柱在搬動、吊裝過程以及施工中錨桿可能出現(xiàn)受力不均等不利因素；（c）當(dāng)立柱的底端按自由端計算時，為防止底端出現(xiàn)負彎矩，在受壓側(cè)應(yīng)適當(dāng)配置縱向鋼筋。2）擋土板（a）考慮到現(xiàn)場立模和澆注混凝土的條件較差，為保證混凝土的施工

27、質(zhì)量，現(xiàn)澆擋土板的厚度不宜小于100mm；（b）在巖壁上一次澆注混凝土板的長度不宜過大； （c）擋土板上應(yīng)設(shè)置泄水孔，當(dāng)擋土板為預(yù)制時，泄水孔和吊裝孔可合并設(shè)置。Lanzhou University of Technology（3）錨桿與立柱連接（a）螺母錨固 （b）焊接短鋼筋錨固 （c）設(shè)置彎鉤錨固圖5-16 錨桿和立柱的連接示意圖Lanzhou University of Technology5.5設(shè)計、施工注意事項5.5.1 設(shè)計注意事項（1）立柱和板為預(yù)制構(gòu)件的裝配立柱式錨桿擋土墻適用于巖層較好的挖方地段；（2）鋼筋混凝土框架式預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻：墻面垂直型適用于穩(wěn)定性、整體性較好的I、

28、II類巖石邊坡；（3）鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻：擋土墻的變形需要嚴格控制時，宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿；（4）錨桿的布置應(yīng)符合的規(guī)定。Lanzhou University of Technology5.5.2 施工注意事項（1）穩(wěn)定性一般的高邊坡，當(dāng)采用大爆破、大開挖、開挖后不及時支護或存在外傾結(jié)構(gòu)面時， 均有可能發(fā)生邊坡局部失穩(wěn)和局部巖體塌方，此時應(yīng)采用自上而下、分層開挖和分層錨固的逆作法施工；（2）錨桿施工前應(yīng)作好準備；（3）錨孔施工應(yīng)符合規(guī)定；（4）錨桿機械應(yīng)考慮鉆孔通過的巖土類型、成孔條件、錨固類型、錨桿長度、施工現(xiàn)場環(huán)境、 地形條件、經(jīng)濟性和施工速度等因素進行選擇。Lanzhou Unive

29、rsity of Technology（5）預(yù)應(yīng)力錨桿錨頭承壓板及其安裝應(yīng)符合下列要求：1）承壓板應(yīng)安裝平整、牢固，承壓面應(yīng)與錨孔軸線垂直；2）承壓板底部的混凝土應(yīng)填充密實，并滿足局部抗壓強度要求。（6）錨桿的灌漿應(yīng)符合下列要求：1）灌漿前應(yīng)清孔，排放孔內(nèi)積水；2）注漿管宜與錨桿同時放入孔內(nèi)，注漿管出漿口應(yīng)插入距孔底100mm300mm；3）孔口溢出漿液或排氣管停止排氣并滿足注漿要求時，可以停止注漿；4）根據(jù)工程條件和設(shè)計要求確定灌漿壓力；5）漿體強度檢驗用試塊的數(shù)量每30根錨桿不應(yīng)少于一組，每組試塊不應(yīng)少于六個。Lanzhou University of Technology5.6框架預(yù)應(yīng)力

30、錨桿支護設(shè)計實例5.6.1 工程概況1. 工程簡介 甘肅省崇信縣佰泰家園北端邊坡為一自然邊坡，邊坡上坡沿即崇信縣佰泰家園擬建場地的北邊界線、邊坡上坡沿距離擬建2#住宅樓建筑紅線約28.00m；邊坡底比擬建場地地平深12.00m；邊坡東西走向，傾向北（N）；邊坡坡角約為85-90（邊坡陡峭）；邊坡為土質(zhì)邊坡。擬加固邊坡為北端一高度為13m的邊坡，依據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330），邊坡工程安全等級確定：建筑邊坡類型為土質(zhì)邊坡，10m邊坡高度H15m，工程安全等級為二級。Lanzhou University of Technology2. 自然地理與場地地質(zhì)地層條件 佰泰家園北端邊坡位于縣

31、城西；東鄰婦幼保健站、南毗佰泰家園2#住宅樓、西毗石油公司、北望縣城廣場。高程1137.90m-1150.54m，高差12.64m。地貌單元屬山前坡地，芮河級階地。根據(jù)巖土工程技術(shù)報告，場地土以全新世黃土狀粉土（Q4eol黃土）、黃土狀粉質(zhì)粘土（Q4eol黃土）、粉質(zhì)粘土（Q4al）、卵石（Q4pl）及泥質(zhì)砂巖（N）為主組成。Lanzhou University of Technology雜填土（含-1素填土） 黃土狀粉土：層厚4.20-6.40m，平均厚度5.10m； 黃土狀粉質(zhì)黏土：層厚4.10-.50m，平均厚度5.04m； 粉質(zhì)黏土：層厚0.50-1.10m，平均厚度0.75m； 卵石

32、：層厚0.60-2.40m，平均厚度1.62m； 泥質(zhì)砂巖：層頂埋深2.40-15.40m。地層從上至下分述：Lanzhou University of Technology5.6.2 支護方案3. 水文地質(zhì)條件 邊坡場地區(qū)域?qū)儆跊I河流域涇河水系，汭河中有水流。據(jù)實際調(diào)查：1949年至今，大雨或暴雨時，汭河水流量最高水位只到縣城廣場北岸、地表水流無沖刷邊坡的記錄。因此，根據(jù)巖土工程勘察，在勘察深度范圍內(nèi)無地下水賦存。穩(wěn)定水位埋深約20.00m。1. 支護范圍2. 支護原則3. 支護方案Lanzhou University of Technology5.6.3 支護設(shè)計1）邊坡安全等級為二級；2

33、）抗震設(shè)防烈度為7度；3）防腐等級為級；4）加固措施安全，經(jīng)濟合理，盡量兼顧美觀。1. 設(shè)計標準 :Lanzhou University of Technology2. 設(shè)計依據(jù)1）甲方提供的由平?jīng)鍪幸?guī)劃建筑勘測設(shè)計有限公司編制的涇川縣房地產(chǎn)開發(fā)公司崇信縣佰泰家園居住區(qū)詳規(guī)。2）甲方提供的由甘肅金地巖土工程有限公司編制的崇信縣佰泰家園居住區(qū)巖土工程技術(shù)報告。3）建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330。4）錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范GB50086。5）建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94。6）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范GB50010。7）其它相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。Lanzhou University of

34、Technology在邊坡加固深度范圍內(nèi)，土體較為復(fù)雜，邊坡土體參數(shù)見表5-1和表5-23. 設(shè)計參數(shù)1）邊坡設(shè)計坡角邊坡按單級設(shè)計，坡角85度。2）巖土體參數(shù)見表5-1和表5-24. 支護設(shè)計1）坡面清理2）邊坡錨固3）錨桿5. 框架格梁、掛網(wǎng)及噴射混凝土1）格梁（包括立柱和橫梁） 2）掛網(wǎng)3）噴射混凝土 4）臺座Lanzhou University of Technology土層序號土層名稱土層厚度（m）重度g/(kNm-3)粘聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角j/()界面粘結(jié)強度（kPa）雜填土0.313.29.021.020素填土1.513.29.021.020黃土狀粉土5.614.49.12

35、1.550黃土狀粉質(zhì)粘土4.115.616.022.050粉質(zhì)粘土0.916.220.021.750卵石1.918.625.030.02001-1剖面計算參數(shù) 表5-1Lanzhou University of Technology土層序號土層名稱土層厚度（m）重度g/(kNm-3)粘聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角j/()界面粘結(jié)強度（kPa）雜填土0.813.29.021.020黃土狀粉土6.514.49.121.550黃土狀粉質(zhì)粘土4.515.616.022.050粉質(zhì)粘土0.616.220.021.750卵石1.818.625.030.02001-1剖面計算參數(shù) 表5-2Lanzhou University of Technology圖5-19 框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護設(shè)計平面圖8. 設(shè)計結(jié)果邊坡支護具體形式見圖5-19圖8-20。邊坡支護完成后的照片見圖5-21和5-22。Lanzhou University of Technology圖5-20 框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護設(shè)計立面圖Lanzhou University of Technology圖5-21 框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護照片圖5