边坡稳定性分析.doc

目录摘要IVAbstractV第一章 概况11.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况11.2 边坡概况11.2.1 边坡地段地物环境11.2.2 边坡形态及岩土构成11.2.3 边坡安全等级及勘察等级2第二章 水文地质条件及工程地质条件32.1工程地质条件32.1.1 地形地貌32.1.2 地质构造32.1.3 地震32.1.4 地层岩性32.1.5 不良地质现象52.2 水文地质条件62.2.1 气象条件62.2.2 水文地质条件62.2.3 降水及空气情况6第三章 稳定性分析73.1分析依据73.2定性分析与评价73.3稳定性评价83.4有限单元法及ANSYS的实现103.4.1 有限元法103.4.2 ANSYS边坡分析123.4.3 ANSYS分析情况123.5 极限平衡法173.5.1 计算方法介绍173.5.2 相应计算公式183.5.3 理正计算图示203.5.4 理正计算分析213.5.5 计算结果分析27第四章 边坡支护设计284.1 支护方式综述284.1.1 锚杆284.1.2 格构锚固294.2工程地质条件及评价304.3 设计基本要求304.4设计依据304.5 计算方法及过程314.6 锚杆支护验算354.6.1 计算结果354.6.2 结果分析374.7支护结构374.7.1 支护概况374.7.2 支护方案图374.8 防水工程394.8.1 一般规定394.8.2 排水设计404.8.3 排水施工要求414.9其他说明42第五章 施工组织方案435.1施工准备435.2施工方案435.2.1 施工程序435.2.2 施工起点流向435.3施工方法及施工工艺445.3.1 坡面喷浆445.3.2 锚杆施工方法455.3.3 锚杆施工步骤455.4安全生产和文明施工措施465.4.1 安全生产保证措施465.4.2 施工现场的安全措施475.4.3 应急措施49第六章 结论及建议506.1结论506.2存在问题516.3建议51参考文献53致谢 . 54贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡支护设计摘要贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡开挖坡均在16m以上，为典型的反倾向层状结构岩质与土质混合高边坡，为了确保开挖后边坡的稳定,必须保持边坡岩体（土体）有足够的稳定性,通过对边坡进行稳定性分析及安全系数的计算，设计合理的支护措施并计算支护的合理性，以达到边坡支护设计的最终目的。文章详细介绍了有限元法以及有限元法分析软件（Ansys）的计算过程及结果。分析及计算表明：边坡在边开挖边支护的过程中，始终保持了稳定性，尤其是通过计算后拟定的边坡加固支护措施及格构锚杆的加固作用明显。同时根据边坡的具体情况，进一步介绍了相关的施工设计及要求。关键词:高边坡 ANSYS 锚杆支护 稳定性分析 The east side slope design at JianLong Road of Longdongbao district in Guiyang city Abstract The east side excavation slope at JianLong Road in Guiyang city, is more than 16m with typical anti-tendencies layered structure. The slope is a soil-rock high slope. In order to ensure the stability of the slope after excavation, rock slope must be maintained body (of soil) there is sufficient stability of the slope analysis and the calculation of factor of safeties, This requires design of measures to reasonable and calculate the support of the reasonableness of the slope in order to achieve the ultimate goal of the design. The article details the finite element method and the results of the calculation process from limited element analysis software (ANSYS) . According to the specific circumstances of the slope , at the same time Analysis and calculations introduce further information on the design and construction-related requirements. Key words: high slope, Ansys limited element analysis, suspention roof support, stability analysis第一章 概况1.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况该边坡治理工程位于贵州省贵阳市见龙路，紧邻321国道，建筑面积9.5万m2，为多层别墅建筑，混合、框剪、框架结构。按设计方案，拟建别墅平场后将对其东侧山体进行切坡。由于切坡总高度约为23m49m，且边坡坡脚紧邻拟建建筑物，边坡失稳对拟建物施工及安全将产生较大影响。同时，该场地紧邻贵州师范大学附属中学及贵阳职业警官学院，同时靠近龙洞堡飞机场，贴近环城高速公路，配套教育设施齐全、交通便利、环境清幽，建设高档住宅小区有极高的商业价值及经济价值。该小区总计划用地面积（）88246.2，其中市政道路用地面积（）873.1，建设用地面积（）87373.1，总建筑面积（）100016，总计入容积率73034，其中住宅面积（）64130，商务公寓面积（）5136，小区配套公建（）3768，不计入容积率26982包括，地下室面积（）26982及架空层（）小区拟建4F住宅楼13栋，公建配套楼为14栋，包括文化活动中心、社区服务中心、物业管理办公、幼儿园等均集中在此，拟建3F傍山别墅8栋。总绿地面积（）36628，人均公共绿地面积（/人）39，绿地率(%) 42%。工程最低处高程1094，地面建筑最低处高程1097.8，最高处边坡高程1131.1。拟建项目工程重要等级为二级，场地复杂程度为二级（中等复杂场地），地基复杂程度为二级（中等复杂地基），岩土工程地质勘察等级为乙级勘察。1.2 边坡概况1.2.1边坡地段地物环境该边坡位于场地东段，目前植被良好，需要进行稳定性分析和支护的路段顺公路向内延伸130M，由于需要建设高档别墅小区，因次对边坡的支护应该在考虑稳定的同时考虑边坡的绿化情况及绿化效果。1.2.2边坡形态及岩土构成拟建场地位于冲沟地带，原始坡度4060，地面高程1097m1147.2m，按设计标高开挖后，边坡总体呈北东南西向延伸，坡面倾向向西，坡向与岩层产状反向。边坡为永久性边坡。按设计标高开挖后，将形成12m24m的挖方边坡，边坡坡顶为1.0m3.6m的杂填土及红粘土，其下部为产状7016的灰色强风化中风化基岩的反向的土-岩质边坡。1.2.3边坡安全等级及勘察等级根据场地的实际情况和岩土工程勘察规范（GB50021-2001）和建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)，该边坡工程重要性为二级，安全性为二级，场地复杂程度为二级，确定本工程岩土工程勘察等级为乙级。场地总平面规划图： 图1.1 场地总平面规划图 （注：加粗黑线部分为设计支护部分）第二章 水文地质条件及工程地质条件2.1工程地质条件2.1.1 地形地貌拟建场地主要为一冲沟地貌，场地为拆迁场地，场地为一冲沟地貌；沟宽5080米，两边为岩质边坡，坡度30-70，主要受岩性和覆盖层厚度大小控制，目前植被良好，处于稳定状态；场区位于龙洞堡向斜西南翼，根据区域资料反映，场区构造简单，场地内未发现破碎带和断层通过，基岩由三叠系大冶组、二叠系龙潭组地层组成，（见钻孔布置图地层分解线）地层呈单斜产出，产状为7016-8025。2.1.2 地质构造场区位于龙洞堡向斜西南翼，场地内广泛为第四系覆盖，以残积红粘土及杂填土为主，下伏基岩为三叠系大冶组薄至中厚层状灰岩。根据区域资料反映，场区构造简单，场地内未发现破碎带和断层通过，地层呈单斜产出，产状为7016。主要为下伏基岩为三叠系大冶组薄至中厚层状灰岩段。2.1.3地震场地场区属冲沟地貌，土层主要为红粘土及杂填土，厚度为0.0014.6m，分布不均匀，场地土属中软土；边坡为土-岩质边坡，下伏基岩倾角不大，比较平缓，岩体节理裂隙发育，故场地切坡后形成的边坡段应为抗震不利地段。场地属度地震烈度区，设计地震基本加速度值为0.05g，地震分组为第一组。2.1.4 地层岩性场地地表覆盖层为极少部分的耕植土层和杂填土(Qml)层，主要为红粘土(Qel)，下伏基岩为三叠系大冶组灰岩，分述如下：1、杂填土粘土(Qml)：杂色，结构松散，场区内零星分布，主要成分为堆填的粘土、碎石，局部见原浇注砼体，厚度为0.006m。2、红粘土(Qel)：黄色、褐黄色、褐黑色，稍湿湿，一般呈可塑状，极少数呈硬塑状；含碎石及风化原岩残块，较均匀，中密。3、石灰岩（T）：强风化层，灰色，结构难以辨认，为软岩，岩芯较破碎，呈颗粒状、粉砂状，强风化岩体属于类；中风化层，灰色，薄至中厚层状，细晶结构，层状及块状构造， 节理裂隙发育；岩质较硬，较难钻进，岩芯呈块状、短柱状，为控制边坡稳定性的主要层位，中风化岩石饱和单轴抗压强度标准值为33.68Mpa，为较硬岩中风化岩体属于类。表2.1 红粘土物理力学参数统计表 平均值标准差变异系数统计修正系数标准值天然含水量(%)51.0173.1310.0610.9548.47比重Gs2.760.0140.0050.9962.74重度(KN/m3)17.150.2880.0170.98616.91饱和度Sr97.52.7390.0280.97795.26液限WL68.03.7420.0550.95564.94塑限WP33.831.730.0510.95832.41液性指数IL0.5020.0420.0840.9310.47塑性指数IP34.172.1310.0620.94932.42含水比0.750.0240.0321.0360.78压缩系数a0.5030.0420.0830.9310.47压缩模量Es4.870.2730.0560.9544.64内聚力C36.752.2550.0610.9534.9内摩擦角5.970.2410.040.9675.77参照贵州建筑岩土工程技术规范（DB22/46-2004）条文说明3.2.2-(5),C值按0.7折减，值按0.9折减，经折减后红粘土的抗剪强度设计指标为：=16.91KN/m3 C= 24.43KPa = 5.191、该边坡勘察采用人工取中风化灰岩样进行室内直剪试验，中风化灰岩力学指标标准值如下：中风化石灰岩：Ck=1.07Mpa k=34.3 =27.0KN/m3根据贵州建筑岩土工程技术规范DB22/462004，将直剪试验标准值Ck拆减0.5，将直剪试验标准值k拆减0.8后进行边坡的稳定性计算，拆减后的值为：C=0.54MPa =27.4 =27.0KN/m3 2、根据该场地初勘报告中所做的重型动力触探试验成果，强风化石灰岩重型触探锤击数N63.513.24，查工程地质手册（第四版）表3229得知强风化石灰岩内摩擦角k30.5，将该值折减0.8后得24.4；强风化石灰岩内聚力值参照工程岩体分级标准（GB5021894）表C.0.1并结合水电九局等单位编写的贵州省主要岩石部分物理力学性能简介，C取30kPa 。因此强风化岩体力学指标为： C30kPa =24.4 =22.0KN/m3 3、该边坡存在软弱结构面，为强风化灰岩与中风化石灰岩的接触面，结构面结合性很差，根据建筑边坡工程技术规范（GB503302002）表4.5.1，抗剪强度指标为C=20KPa ，=12（经验值）。 4、地基承载力的确定勘察区岩土地基承载力特征值根据前期所做的贵阳龙洞堡见龙路项目岩土工程勘察报告（初勘）确定：杂填土：fa=440kpa红粘土：fa=178KPa 强风化灰岩： fa=500KPa 中风化灰岩： fa=2500KPa 2.1.5不良地质现象拟建场地原始地形为自然稳定斜坡，无大型滑坡、崩塌、泥石流漏斗、塌陷、土洞等地质灾害存在，场地内无活动性断层通过，不良地质现象不发育。2.2 水文地质条件2.2.1 气象条件贵阳市市区地处低纬度高海拔的云贵高原山区，位于副热带东亚大陆的季风区内,气候类型属中国亚热带高原季风湿润气候，据贵阳市气象站资料统计，普查区大部分地区气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明。高原气候或温热气候只限于海拔较高或低洼河谷的少数地区。年平均气温在15.3左右。其中，最热的七月下旬，平均气温为24；最冷的一月上旬，平均气温是4.6。大部分地区的气候四季分明，中心部位的贵阳市在四季划分上具有代表性，四季以冬季最长，约105天，春季次之，约102天，夏季较短，约82天，秋季最短，约76天。2.2.2 水文地质条件1、地表水：根据调查，场地内无长年地表水存在，仅在场区北面入口侧低处有一人工鱼塘，对边坡稳定没有多大影响。降雨期间，因汇水面积较大，将形成短期地表水，地面径流对场区会有一定的影响，对坡体产生一定的冲刷和其他不利作用。故应在坡顶设截流沟和导流明渠，并有一定坡度散水，以免造成地面积水。2、地下水：场区属干燥场地。在勘探深度内未见地下水位及稳定水位，所观察到的水位为钻探施工循环用水的临时性水位，不能代表本场地的真实水位。因场地所处地势较高，地下水埋藏较深，对边坡施工及使用影响不大。2.2.3 降水及空气情况贵阳市年总降水量约为1100毫米，夏季降水约为500毫米左右，各地夜间降水占年总降水量的60以上，贵阳市则约70。多年平均年降水量大部分地区在1095.6mm，最多值接近1600mm，最少值约为850mm。由于没有沙尘暴、扬沙等现象，浮尘也极罕见，加之且夜雨多，降水量丰富，对天空有“清洗”作用，所以清晨空气清新宜人。观测统计分析显示：近5年来贵阳市空气质量一直处于良好状态，年空气质量优和良的天数站全年天数的90.4至96.2。与周边的大中城市相比，贵阳环境空气质量优于这些城市，尤其是夏季，二氧化硫，二氧化氮浓度最低。第三章 稳定性分析3.1分析依据边坡稳定性分析应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段，进行综合评价的原则。因此，根据工程地质条件、可能的破坏模式以及已经出现的变形破坏迹象对边坡的稳定性状态做出定性判断，并对其稳定性趋势做出估计，是边坡稳定分析的重要内容。根据已经出现的变形破坏迹象对边坡稳定性状态做出定性判断时，应十分重视坡体后缘出现的微小张裂现象，并结合坡体可能的破坏模式对其成因作细致分析。若坡体侧边出现斜列裂缝，或在坡体中下部出现剪出或隆起变形时，可做出不稳定的判断。3.2定性分析与评价 根据边坡目前的情况，边坡在自然状态下是处于稳定状态，场地内岩质边坡坡向为282304，平均坡角为50，岩层产状为7016；边坡内发育有两组裂隙，裂隙1产状为11078，线密度为3条/m，裂面平直；裂隙2产状8082，线密度为18条/m；根据场地岩质边坡赤平投影图分析可知：两组裂隙与边坡破面线斜交，角度均大于40，不影响场地边坡稳定性；岩层倾向与坡面相反，有利与边坡稳定，因此，该边坡是处于自然稳定状态，其主要破坏表现为岩体表层风化剥落现象。P边坡：2823044060L1节理1：11078L2节理2：8082L3岩层产状：7016图3.1 场地边坡赤平投影图3.3稳定性评价 按设计标高开挖后，边坡总体呈北东南西向延伸，坡面倾向向西，坡向与岩层产状反向。边坡为永久性边坡。按设计标高开挖后，将形成12m24m的挖方边坡，边坡坡顶为1.0m3.6m的杂填土及红粘土，其下部为产状7016的灰色强风化中风化基岩的反向的土-岩质边坡。由边坡稳定性分析可知，两组裂隙切向坡面，不影响边坡的稳定。但在暴雨条件下将出现局部块体崩塌。同时，在暴雨条件下边坡将沿岩体潜在破裂角59下滑。故边坡需要进行治理。根据（建筑边坡工程技术规范）（GB50330-2002）表3.2.1规定，结合建议开挖的边坡特点（岩质边坡、边坡高度小于15m、边坡岩体类型为或类），确定该边坡安全等级为二级。（根据（建筑边坡工程技术规范）（GB50330-2002），二级边坡圆弧滑动法稳定安全系数t=1.25，平面滑动法稳定安全系数t=1.30)根据勘察报告，选取如下三个典型边坡进行稳定性分析和安全系数的计算：图3.2 1-1工程地质剖面图 图3.3 2-1工程地质剖面图 图3.4 3-1工程地质剖面图3.5 极限平衡法3.5.1 计算方法介绍3.5.2相应计算公式采用圆弧滑动法时，边坡稳定系数可按下式计算： 式中 边坡稳定系数 第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（Kpa） 第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（） 第i计算条块滑动面长度（m） ,第i计算条块地面倾角和地下水位面倾角（） 第i计算条块单位宽度岩土体自重（KN/m） 第i计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（KN/m） 第i计算条块单位的动水压力（KN/m） 第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（KN/m） 第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（KN/m） 第i计算条块滑动面上的抗滑力（KN/m）采用平面滑动法时，边坡稳定系数可按下式计算：式中 岩土体的重度（KN/m3） C结构面的粘聚力（Kpa） a结构面的内摩擦角（） A结构面的面积（m2） V岩体的体积（m3） 结构面的倾角（）采用折线滑动法时，边坡稳定系数可按下式计算：式中 第i计算条块剩余下滑推力向第i+1计算条块的传递系数.特别:对存在多个滑动面的边坡,应分别对各种可能的滑动面组合进行稳定性计算分析,并取最小稳定系数作为边坡稳定性系数.对多级滑动面的边坡,应分别对各级滑动面进行稳定性计算分析.3.5.3 理正计算图示 图 3.17 圆弧滑动法 图 3.18 极限平衡法（平面滑动） 图 3.19 折线滑动法3.5.4 理正计算分析采用理正软件计算结果如下：1：计算项目: 龙洞堡见龙路项目东侧边坡1-1剖面稳定性计算计算简图：计算条件及基本参数：计算方法： 极限平衡法计算目标： 计算安全系数边坡高度： 11.300(m)结构面倾角： 30.0()结构面粘聚力： 20.0(kPa)结构面内摩擦角： 12.0()坡线参数：坡线段数编号水平投影(m)竖向投影(m)倾角()13.5008.70068.123.5002.60036.6岩层参数：层数序号控制点Y坐标(m)容重(kN/m3)锚杆和岩石粘结强度frb(kPa)111.30022.080.0计算结果：岩体重量：1797.6(kN)结构面上正压力：1556.7(kN)总下滑力：898.8(kN)总抗滑力：782.9(kN)安全系数：0.8712计算项目：龙洞堡见龙路项目东侧边坡2-1剖面稳定性计算计算简图：控制参数: 采用规范:通用方法 计算目标:安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震坡面信息：坡面线段数编号水平投影(m)竖直投影(m)超载数10.0003.500023.0505.9600323.60014.900044.0000.0000土层信息：坡面节点编号X(m)Y(m)附加节点编号X(m)Y(m)00.0000.000130.65024.360-10.0003.500230.6500.000-23.0509.460330.65021.860-326.65024.360-430.65024.360 不同土性区域重度粘聚力内摩擦角节点编号116.91024.4305.190(0,3,1,-4,-3,-2,-1,)227.00054.00027.400(0,2,3,) （不考虑水的作用）计算条件： 圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法 土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数 条分法的土条宽度: 1.000(m) 圆心X坐标: -18.048(m) 圆心Y坐标: 33.886(m)半径: 38.068(m)计算结果: 滑动圆心 = (-18.048,33.886)(m) 滑动半径 = 38.068(m) 滑动安全系数 = 0.747 总的下滑力 = 946.824(kN) 总的抗滑力 = 707.089(kN) 土体部分下滑力 = 946.824(kN) 土体部分抗滑力 = 707.089(kN) 筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN) 筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)3计算项目：龙洞堡见龙路项目东侧边坡2-1剖面稳定性计算计算简图：控制参数: 采用规范:通用方法 计算目标:安全系数计算 滑裂面形状: 直线滑动法 不考虑地震坡面信息：坡面线段编号水平投影(m)竖直投影(m)超载数13.0006.0000215.0009.7000土层信息：坡面节点编号X(m)Y(m)附加节点编号X(m)Y(m)00.0000.00013.0000.000-13.0006.000218.0000.000-218.00015.700318.00015.700不同土性区域重度粘聚力内摩擦角节点编号116.91024.4305.770(0,1，2，3)227.00054.00027.400(0,-2,-1,) （不考虑水的作用）计算条件： 稳定计算目标: 过某点某一角度的安全系数 破裂点的高度: 0.000(m) 破裂面的角度: 39.000(度)计算结果:破裂面:定位高度: 0.000(m)破裂面仰角: 39.000(度)安全系数 = 1.087 总的下滑力 = 633.266(kN) 总的抗滑力 = 688.489(kN) 土体部分下滑力 = 633.266(kN) 土体部分抗滑力 = 688.489(kN) 筋带在直线轴向产生的抗滑力 = 0.000(kN) 筋带在直线法向产生的抗滑力= 0.000(kN)4计算项目: 龙洞堡见龙路项目边坡3-1剖面稳定性计算计算简图：计算条件：计算方法： 通用方法计算目标： 计算安全系数边坡高度： 9.000(m)不考虑水的作用影响安全系数计算范围：( 0.500 10.000)坡线参数：坡线段数序号水平投影(m)竖向投影(m)倾角()12.0005.00068.222.0000.0000.031.5003.00063.441.0001.00045.0岩层参数：层数序号控制点Y坐标容重锚杆和岩石粘结强度19.00022.060.020.00027.080.030.0000.040.0控制截面岩层控制截面 1控制截面 2控制截面 3控制截面 4控制截面 5控制截面 6截面坐标X(m)0.1001.0002.0004.0006.50010.000岩层 1厚度(m)-岩层 2厚度(m)0.0002.1004.3003.3005.4004.500岩层 3厚度(m)0.0000.4600.8001.8003.6004.500结构面参数：结构面编号水平投影(m)竖向投影(m)粘聚力(kPa)摩擦角(度)16.5000.00020.012.021.0000.0000.00.030.0009.0000.00.0计算结果：安全系数为：1.129编号NiNiUiTiEiEiPwiXi1631.0631.00.0233.90.00.00.00.02142.3142.30.00.0234.1234.10.00.03234.2234.20.00.0234.4234.40.011.6注: 1. Ni- 单元i中结构面上的正压力，单位kN； 2. Ni- 单元i中结构面上的有效正压力，单位kN； 3. Ui- 单元i中结构面上的裂隙水压力，单位kN； 4. Ti- 单元i中结构面上的剪切力，单位kN； 5. Ei- 单元i左侧面正压力，单位kN； 6. Ei- 单元i左侧面有效正压力，单位kN； 7. Pwi- 单元i左侧面上的裂隙水压力，kN； 8. Xi- 单元i左侧面剪切力，kN。3.5.5 计算结果分析通过理正软件对相应代表边坡的计算，由建筑边坡工程技术规范知，在三个代表剖面中，其中1-1剖面稳定性系数0.871，存在着沿岩层分界面滑动的可能性，2-2剖面是岩土复杂边坡，存在可能的两种滑动方式，当可能沿圆弧滑动时，其安全系数为0.747；当可能沿结构面滑动时，其安全系数为1.087，3-1剖面与1-1剖面类似，安全系数为1.129，相对稳定。通过与ANSYS分析结果进行对比，在限制红线范围内的计算结果基本一致，考虑该边坡根据场地的实际情况和岩土工程勘察规范（GB50021-2001）和建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)，工程重要性为二级，场地复杂程度为二级，确定为二级边坡，其要求稳定性系数验算为平面滑动法和折线滑动法不小于1.30，圆弧滑动法不小于1.25；因此需对东侧边坡均进行支护。第四章 边坡支护设计4.1 支护方式综述 根据边坡稳定性分析结果，该边坡选取锚杆及格构锚固的支护方式，各种支护方式介绍如下。4.1.1 锚杆锚杆是一种将拉力传至稳定或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，如图4.1：(1) 锚头：锚杆外端用于锚固或锁定锚杆拉力的部件，由垫墩、垫板、锚具、保护帽和外端锚筋组成。(2) 锚固段：锚杆远端将拉力传递给稳定地层的部分锚固深度和长度应按照实际情况计算获取，要求能够承受最大设计拉力。(3) 自由段：将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。(4) 锚杆配件：为了保证锚杆受力合理、施工方便而设置的部件。1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-钢筋；8-注浆体； Lf-自由段长度；La-锚固段长度；图4.1 锚杆结构示意图 锚杆按应用对象可分为岩石锚杆和土层锚杆；按是否预先施加应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆；按锚固形态分为圆柱形锚杆、端部扩大型锚杆(图4.2)和连续型锚杆(图4.3)； 1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-钢筋；8-注浆体；9-端部扩大头； Lf-自由段长度；La-锚固段长度；图4.2 端部扩大头型锚杆1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-止浆密封装置；8-预应力筋；9-注浆导管；10-锚固体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度；图4.3 连续球体型锚杆 4.1.2 格构锚固格构锚固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋砼或预制预应力砼进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施。格构技术应与美化环境结合，利用框格护坡，并在框格之间种植花草，达到美化环境的目的。同时，应与市政规划、建设相结合，在防护工程前沿，可规划为道路、广场或其他建设用地，在护坡工程体内，可预留管网通道。根据滑坡结构特征，选定不同的护坡材料：(1)当滑坡稳定性好，但前缘表层开挖失稳，出现坍滑时，可采用浆砌块石格构护坡，并用锚杆固定。(2)当滑坡稳定性差，且滑坡体厚度不大，宜用现浇钢筋砼格构+锚杆(索)进行滑坡防护，须穿过滑带对滑坡阻滑。(3)当滑坡稳定性差，且滑坡体较厚，下滑力较大时，应采用砼格构+预应力锚索进行防护，并须穿过滑带对滑坡阻滑。4.2工程地质条件及评价按设计标高开挖后，边坡总体呈北东南西向延伸，坡面倾向向西，坡向与岩层产状反向。边坡为永久性边坡。按设计标高开挖后，将形成12m24m的挖方边坡，边坡坡顶为1.0m3.6m的杂填土及红粘土，其下部为产状7016的灰色强风化中风化基岩的反向的土-岩质边坡。由边坡稳定性分析可知，两组裂隙切向坡面，不影响边坡的稳定。但在暴雨条件下将出现局部块体崩塌。同时，在暴雨条件下边坡将沿岩体潜在破裂角59下滑。故边坡需要进行治理。经理正软件计算，其中1-1及2-1边坡具有普遍代表性，由于该边坡属于二级边坡，要求稳定安全系数为1.25，因此均需要进行相应支护。4.3 设计基本要求1、场地范围内的水文、地质条件、岩土工程特征及周围环境（道路、管线、建筑物）是边坡设计需要详细了解和分析的首要内容；2、边坡设计方案必须确保支护结构的安全，保证边坡周围建筑物基础及已施工和使用的地线管线、市政道路的安全；3、支护方案在安全的前提下，经济、合理，满足国家建筑工程的有关法律法规和规范；4、支护结构能保证边坡开挖顺利进行，满足有一定面积的后期施工，满足边坡形成后坡顶可承受一定的堆载；5、由于该边坡属于商业别墅区边坡，在考虑稳定性的同时，也要考虑环境影响以及边坡的美化对小区建设和销售的影响。6、设计必须考虑施工期间度过雨季，其对边坡稳定性的不利影响。4.4设计依据（1）地质勘察报告（2）岩土工程勘察规范GB50021 - 2001（3）建筑边坡工程技术规范GB50330 - 2002（4）钢筋混凝土结构设计规范GB50010 - 2002（5）锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086 20014.5 计算方法及过程 依据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）采用。（以下简称规范）1、侧向主动土压力计算：规范6.2.4条： 式中：计算点处的主动土压力标准值（kN/m2），当0时取= 0； 计算点处的主动土压力系数，取； 计算点处土的粘聚力（kPa）； 计算点处土的内摩擦角（）。2、锚杆轴向拉力标准值和设计值计算：规范7.2.1条： 式中：锚杆轴向拉力标准值（kN）； 锚杆轴向拉力设计值（kN）； 锚杆所受水平拉力标准值（kN）； 锚杆倾角（）； 最经济倾角 荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。当侧向主动土压力难以计算时，根据公路路基设计规范(JTG D30- 2004)可采用以下公式计算轴向拉力设计值：式中：锚杆轴向拉力设计值（kN）； 滑坡体剩余下滑力 锚杆垂直于滑动方向的间距 锚杆倾角 滑动面与锚杆相交处滑动面倾角 锚杆沿滑动面方向的排数3、锚杆钢筋截面面积计算：规范7.2.2条： 式中：锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（m2）；锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时锚杆取0.92；边坡工程重要性系数；，锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值（kPa）。4、锚杆锚固体与地层的锚固长度计算：规范7.2.3条： 式中：锚固段长度（m）；尚应满足7.4.1条要求； 锚固体直径（m）； 地层与锚固体粘结强度特征值（kPa），应通过试验确定，当无试验资料时可按规范表7.2.3-1和表7.2.3-2取值； 锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。5、锚杆钢筋与锚固体砂浆间的锚固长度计算：规范7.2.4条： 式中：锚杆钢筋与砂浆间