滑坡治理锚索设计201103010114

课程设计课程名称岩土支挡与锚固设计设计题目锚索设计学院环境与土木工程学院专业岩土工程年级2011级土木一班姓名江鹤学号201103010114组员王裘申张云天蒋晶刘畅古涛单志强江鹤苟晓峰指导教师赵其华日期2014562014530岩土锚固与支挡工程课程设计31滑坡基本特征311地形地貌312气象水文313地层岩性314滑坡边界415滑体物质组成416滑带特征417滑床特征518危害人数与可能经济损失52治理工程总体设计521等级划分、工况及安全系数522设计依据规范及相关教材及参考书623设计标准724设计参数725稳定性计算8251计算剖面8252计算模型9253计算结果1026治理工程总体布置1027治理工程分项设计10271分项工程设计10附件岩土工程设计课程设计计算书101稳定性计算书1011滑坡推力1612稳定性计算162支挡结构计算书2021锚索位置设置及设计倾角2022锚索拉力设计值计算及锚索间距的确定2024锚固体设计计算2125锚头设计21岩土锚固与支挡工程课程设计题B（锚索设计）1滑坡基本特征11地形地貌该滑坡位于某地区某河左岸某村，海拔高程位于235270M之间，相对高差35M，坡度变化较大，约530，呈阶梯状，前缘、后缘及台地之间交接部位较陡，发育多条“V”型冲沟，深度110M。滑坡区纵向长约110M，横向宽约200M，面积约17104M2，平均厚度约10M，体积约17104M3。设计基本地震加速度为010G（抗震设防烈度为7度）。12气象水文该区域属亚热带季风气候区，春早、夏热、秋雨绵、冬暖而多雾，无霜期长，气候温暖湿润，雨量充沛。多年平均气温166187，极端最低气温45（1961年1月17日），极端最高温42（1961年7月24日），相对湿度80左右；年降雨量1149312135MM，其中59月降雨量占全年降雨量的70，9月份出现高峰值，占全年降雨量的156，冬季（12月至次年2月）降雨量最少，仅占全年降雨量的42，日最大雨量2205MM1982年7月11日，三日最大雨量3577MM。根据当地水文资料，设计暴雨强度为0153MM/MIN。13地层岩性勘察区地层由坡积物、滑坡堆积物及侏罗系上统沙溪庙组（J2S）组成。坡积物（Q4DL）厚约13M，为紫红色粉质粘土夹块碎石，块碎石直径0105M，含量约1520，主要分布于山间凹地、平台及斜坡坡脚地带。滑坡堆积（Q4DEL）粘性土夹碎石或碎块石夹粘性土，厚度不均，约830M。侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）砂岩青灰灰绿色、灰白色、黄灰色，主要矿物成分为长石、石英，及少量白云母，细中粒结构，中厚层厚层状构造，较坚硬，产状3305。14滑坡边界滑坡后缘以处于陡坡上部的平缓台地与田坎交界处为界，陡坡上部平缓处可见地面裂缝；前缘直至坡脚；两侧以冲沟为界。滑坡范围内，田地里可见长度约50M，宽约35CM裂缝，走向185；某居民住宅地坪可见裂缝长70M，宽宽13CM，走向175，地面下沉约210CM，该裂缝于2004年9月出现，以后逐年加宽；某居民房屋可见拉张裂缝、地面裂缝等现象，裂缝走向约195。15滑体物质组成含碎块石粉质粘土表层为耕植土，含少量碎石及植物根系，褐黄色褐红色，硬塑可塑状，结构略显松散，韧性干强度中等，刀切面稍有光泽，碎石主要成分为强风化砂岩，棱角状，粒径0205CM，块石主要成分为砂岩，棱角状，直径033M不等。该层土石比一般8273，大重度平均值为1968KN/M3。块碎石土紫红色、褐色、灰色，块石主要成分为砂岩，偶见中风化泥岩，碎石主要成分为强风化砂岩，块碎石间充填有褐黄色红棕色，粉质粘土呈可塑硬塑状，结构较密实。该层土石比一般4628，大重度平均值为2080KN/M3。16滑带特征滑带土为含碎石角砾粉质粘土，呈紫红色、褐黄色，褐灰色，厚0103M。粉质粘土以可塑状为主，局部呈软塑状，干强度中等，韧性中等，手捻滑感明显。分布在滑体底部与基岩接触面之间。其主要物理力学指标如下表11土体设计参数表序号项目单位滑带土滑体土天然KN/M3191重度饱和KN/M320CKPA2032天然度1620CKPA17242抗剪强度饱和度13133地基承载力KPA3004基底摩擦系数03017滑床特征滑床为侏罗系中统上沙溪庙组中风化砂岩，较完整，强风化层基本不可见。砂岩天然重度23232519KN/M3。表12岩石设计参数表序号项目单位中风化砂岩天然KN/M3241重度饱和KN/M325天然MPA172抗压强度饱和MPA133锚固体与砂岩粘结强度KPA10004地基承载力MPA2005锚杆与砂浆粘结强度KPA砂浆标准抗压强度106地基系数（K）MN/M31507岩石侧应力容许值KPA30008基底摩擦系数04018危害人数与可能经济损失危害人数为1010人，可能直接经济损失约1050万元。2治理工程总体设计21等级划分、工况及安全系数表21给出一般滑坡防治工程的分级方案，具体如下表21一般滑坡防治工程分级由于该工程危害人数大于1000人，直接经济损失大于1000万元，所以该滑坡为级防治工程。安全系数与防治级别、工况及安全系数类型有关，取值如下表22表22滑坡防治工程设计安全系数推荐表工程级别与工况级防治工程级防治工程级防治工程设计校核设计校核设计校核安全系数类型工况工况工况工况工况工况工况工况工况工况工况工况抗滑动13141213110115110115125130115130105110105110115120110120102105102105抗倾倒172015171301501301501619141612014012014015181315110130110130级别危害对象县级和县级以上城市主要集镇。或大型工矿企业、重要桥梁、国道专项设施一般集镇。县级或中型工矿企业，省道及一般专项设施受灾程度危害人数/人10001000500100010005001000010000500010001000500KS14处于稳定状态；K2168KS125处于稳定状态；K3143KS115处于稳定状态；K4153KS135处于稳定状态；K5132KS125处于稳定状态；K6126KS115处于稳定状态；综上，两个剖面在三种工况下，均处于稳定状态，没有下滑的趋势，即该锚索结构起到了良好的支挡效果。2支挡结构计算书21锚索位置设置及设计倾角剖面11在设计中应该考虑自由段伸入滑动面长度不小于1M，本工程取为15M,符合要求，锚索的布置在滑坡的中前缘（具体见锚索剖面布置），在此位置以前的滑坡土体在自身条件下能自稳，锚索与滑动面相交处滑动面的倾角为1753，自由段取分别取16M和19M，倾角确定为25。相邻锚索不宜等长设计，可根据岩体强度和完整性交错布置，长短差在25M之间。剖面22在设计中应该考虑自由段伸入滑动面长度不小于1M，本工程取为15M,符合要求，锚索的布置在滑坡的中前缘（具体见锚索剖面布置），在此位置以前的滑坡土体在自身条件下能自稳，锚索与滑动面相交处滑动面的倾角为1753，自由段取分别取16M和19M，倾角确定为25。相邻锚索不宜等长设计，可根据岩体强度和完整性交错布置，长短差在25M之间。22锚索拉力设计值计算及锚索间距的确定锚索提供的作用力主要沿滑动面产生的抗滑力和法向产生的摩擦阻力，去折减系数08。下滑力的选取据现场场地的要求和各条块稳定性的分析，锚索开始布置的位置位于该条块以下的条块能自身稳定，取本条块的剩余下滑力为设计下滑力。1剖面一F112937加固力计算KNFT0513TAN53172SIN8053172COS9TANSICOS设计锚索间距要求不大于4M且不小于15M，取3M符合要求。锚杆排数为9排，则每根锚索设计锚固力为KNNDTNT463791223拉杆设计采用152MM钢绞线。强度标准值为1860MPA，锚杆安全系数取K18每股钢绞线的截面积为139MM2拉杆所需钢绞线股数为6213986047139FKNTAM取整数M3采用3152MM钢绞线（2）剖面二即取F276971KN。加固力计算KNFT362081TAN5372SIN8053172COS169TANSICOS设计锚索间距要求不大于4M且不小于15M，取3M符合要求。锚杆排数为9排，则每根锚索设计锚固力为KNNDTNT45106932823拉杆设计采用152MM钢绞线。强度标准值为1860MPA，锚杆安全系数取K18每股钢绞线的截面积为139MM2拉杆所需钢绞线股数为6713986045139FKNTAM取整数M8，采用8束152MM钢绞线24锚固体设计计算（1）剖面1设计采用锚索钻孔直径D110MM，单根钢绞线直径D00152；注浆材料采用M35水泥砂浆，锚索拉杆钢材与水泥砂浆的粘结强度为2340KPA；锚索锚固段置于中等风化的软岩中，锚孔壁与砂浆之间的粘结强度QS800KPA。锚索锚固段设计为枣核状。按水泥砂浆与锚索拉杆钢材粘结强度确定锚固段长度ALMDMKNLSTA76023401543876按锚固体与孔壁的粘结强度确定锚固长度DQKNLSTA4528014367锚索的锚固段长度取076M和245M的最大值，并取整的锚固段长度3M，且符合规范不大于8米。（2）剖面2设计采用锚索钻孔直径D110MM，单根钢绞线直径D00152；注浆材料采用M35水泥砂浆，锚索拉杆钢材与水泥砂浆的粘结强度为2340KPA；锚索锚固段置于中等风化的软岩中，锚孔壁与砂浆之间的粘结强度QS800KPA。锚索锚固段设计为枣核状。按水泥砂浆与锚索拉杆钢材粘结强度确定锚固段长度ALMDMKNLSTA1523401543869按锚固体与孔壁的粘结强度确定锚固长度DQKNLSTA976801435锚索的锚固段长度取214M和693M的最大值，并取整的锚固段长度7M，符合规范规定不大于8M的要求。25锚头设计台座采用C25号以上现浇钢筋混凝土结构，宜为梯形段面。附表15外锚墩尺寸级/KN底面积/M2顶面积/M2高/M备注10000808040404加二层钢筋网85020001010050505加三层钢筋网85030001212060606加四层钢筋网850根据以上参数，选择1000KN级的外锚墩尺寸。具体