【《内蒙某矿坑高边坡治理工程设计》22000字】

-13-第1章引言1.1研究的目的与意义我国的矿产资源丰富，而在我国众多的矿场中，露天矿场占有相当的比例，露天采矿业的飞速发展，使得与之相配套的建筑工程增多。由于矿区的地质条件复杂，断面断层相互交错，露天开采作业极易引起开采平台的沉降、裂缝、甚至滑坡等的边坡失稳情况，影响到矿山的后续安全生产，因此对矿坑高边坡采用合适的措施进行支护就显得尤为重要。虽然高边坡治理设计有很多的工程实例和经验，其治理方案也较多。但不同地区的因环境、施工条件和处理规模的不同，所对应的支护措施也有很大的差别，以内蒙某矿坑高边坡治理为例，通过全面了解总结该矿坑的地质条件和构造，对该矿坑高边坡进行理论上的研究和设计。1.2国内外研究现状及存在问题当前，我国高边坡治理支护的结构主要包括土钉墙、预应力锚索、喷锚网支护、框架预应力锚杆、预应力锚索护坡桩等[1]。在当前我国建筑行业飞速发展的背景下，各类高边坡治理支护技术被广泛应用，新型边坡支护技术的发展也是日新月异，从当前的国内外研究现状来看，对于各类支护结构的作用机理、使用要求、稳定性要求的研究发展飞快。而作为支护结构核心的岩土锚固技术，早已被广泛应用于基坑工程、道路建设、矿产开采等领域，相较于传统的支护结构（如挡土墙、抗滑桩等），结构更加轻盈，经济性更好，安全性更高。而基于岩土锚固技术的新型柔性支护结构（如SNS柔性防护技术），具有柔性好、强度高的优势，此外还可以贯彻绿色施工的思想，将矿山改造施工对植物的影响降低[2]。我国使用锚杆支护技术可以追溯到上世纪中叶，经过几十年的改进发展，现已在各类基坑、边坡等工程得到较好的应用。目前锚杆的优势已经经过科学的工程验证，取得了较好的技术和经济效益[3]。李松等人[4]在室内实验、现场原位实验基础上进行露天煤矿槽仓高边坡支护设计,应用工程实测和数值模拟等手段对支护结构的受力特点、工作原理及适用条件展开深入研究,验证了支护设计方案的合理性，为以后类似矿坑高边坡治理工程的支护设计提供参考。何欣达等人[5]使用强度折减法,运用有限元数值模拟的计算方式,以某边坡工程为例对边坡的稳定性进行分析，并介绍了多种治理结构的支护原理,结合实际工程条件和效益性，对上述的四种加固结构进行对比分析。何国峰等人[6]以某危岩治理工程为例，运用有限元数值模拟的方法建立危岩体模型，分析了危岩体开裂深度对边坡稳定性的影响以及危岩体开裂崩塌的演变机理，提出采用捆绑法对此类工程进行治理，为边坡危岩体防治提供了新的思路。黄伟等人[7]根据某露天矿山边坡的实际地质条件，对该边坡进行治理，利用Slide软件进行数值模拟，综合可能对边坡安全产生影响的各类天然条件和人工开采因素，有针对性的制定了三套边坡治理方案，其中方案二的“上部削坡，坡脚注浆”的治理方案经济性施工可行性最佳，为内蒙某矿坑高边坡治理工程提供了参考。余寿全等人[8]以某高岩质边坡为研究对象，重点讨论相关工程在大范围降雨条件下的滑坡的治理和监测措施，在暴雨工况下对此边坡的稳定性进行分析，经过计算分析，最终选定“钢筋混凝土挡墙+预应力锚索”为治理方案，为以后类似边坡工况的治理提供了参考。王浩等人[9]以龙岩双永高速K227段高路堑边坡治理为例，对滑坡演变的过程进行反演模拟，对超高路堑边坡的荷载卸载的力学机理进行讨论分析，揭示了边坡在开挖过程中对岩体产生的扰动，使得岩体开裂变形的失稳机制，模拟出了边坡失稳的全过程，为以后的滑坡治理、监测以及灾害发生后的救灾提供了理论依据。国外在此方面的研究在上世纪中叶就已经开始，自计算机模拟技术快速发展以来，边坡稳定性研究的理论和方法趋于成熟，利用计算机模拟技术可以快速的计算边坡的整体稳定性[10]，而在露天矿坑的实际应用中，MohammedMnzool,LingWan等人[11]以城门山露天铜矿边坡为例，在采用极限平衡法和数据模拟的方法进行边坡稳定性评价，为以后的类似工程提供了参考。

第2章工程概况2.1工程概况拟建工程位于内蒙古省满洲里市辖区内，整体为一长环形，矿坑西南部高度较高，矿坑长轴长2400m，短轴宽1300m。倾角从东向西由80°渐变成70°，南北两个转折端处均内倾，倾角60°，本次滑坡治理位于南矿段，南矿段环形中部无部宽140～800m。矿坑上部碎石层厚度较小，其中多处出现露出地表现象。近年来，在采场西、南帮各平台陆续发现沉降、裂缝等边坡失稳情况，南帮705m到795m区域、西帮皮带运输通道区域多处出现滑坡情况，影响到矿山后续安全生产。其中南帮、西帮坡顶无建筑物。2.2工程地质条件矿采场主要岩性有：黑云母花岗岩、次斜长花岗斑岩、次流纹质晶屑凝灰熔岩、次英安质角砾熔岩。零星分布岩脉有：花岗斑岩、流纹斑岩、安山玢岩、石英斑岩、安山斑岩等。南帮治理区域位于露天矿坑的南侧，岩性以次英安角砾熔岩为主，边坡总体形状呈凹形。区内水系不发育，没有形成河流。2.3边坡地形平面图图2.1采场总平面图图2.2治理范围平面图2.4边坡岩土力学参数表2.1岩土力学参数图岩体名称自然容重（kN/m3）粘聚力C（kPa）内摩擦角（o）黑云母花岗岩26.240037次英安质角砾熔岩26.233035次斜长花岗斑岩25.831034地表风化层19.116030断裂带破碎矿体24.5125292.5抗震设防烈度根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），拟建工程抗震设防烈度为6度，在规范中抗震烈度为6度时，不需考虑地震效应的影响[17]。2.6典型剖面的选取2.6.1南帮滑坡体典型剖面南帮滑坡主要是近年来，随着该区域逐渐靠帮，受自身岩性、构造、节理等影响，在爆破震动、雨水、冻融作用下，发生了多次不同规模的滑坡。南帮边坡以岩质滑动为主，本次治理区域滑坡体范围在采场上口走向长度约有34m，垂直高度约90m，主要集中在高程705m～795m之间，滑坡体区域面积约20000m2，滑坡体厚度约4～12m不等。因此因此在南帮边坡的705m-795m的高度上选取剖面S1。南帮边坡分阶后，边坡阶梯上施工时有施工车辆通过，故需考虑车辆临时荷载。根据剖面S1的工程概况以及土层力学参数，综合考虑现场勘探工作、岩性类比、反演比等相关技术，确定S1剖面边坡岩体的内摩擦角取值32o，粘聚力52kPa。图2.3南帮滑坡体图2.4典型剖面图2.7边坡工程安全等级拟建工程安全等级为二级，且为永久性边坡。第3章计算公式和原理3.1边坡稳定性分析黏性土坡稳定性分析的常用方法有:圆弧形滑坡稳定性分析、平面形滑坡稳定性分析、楔形块体滑动滑坡稳定性分析等[12]，将该工程的滑裂面看做一个圆弧，因此选择圆弧形滑坡稳定性分析方法，而瑞典条分法在实际过程中有着广泛的应用，所以选择采用瑞典条分法进行边坡稳定性分析。按下列公式计算： （3.1）式中：——第i计算条块滑面粘聚力；——第i计算条块滑面内摩擦角；——第i计算条块滑面长度；——第i计算条块滑面倾角；——第i计算条块单位宽度自重。边坡稳定性应满足下表中安全系数。表3.1边坡安全稳定系数边坡工程安全系数安全系数稳定安全系数边坡类型边坡工程安全系数安全系数稳定安全系数边坡类型一级二级三级永久边坡一般工况1.351.301.25地震工况1.151.101.05临时边坡1.251.201.153.2边坡支护结构岩土压力计算3.2.1主动岩石压力合力的标准值计算当边坡的坡面为倾斜且坡顶水平、无超载时，如图，土压力的合力可按下列公式计算[12]。 （3.1） （3.2）式中：——水平土压力合力；——水平土压力系数；——填土的重度；——填土的内摩擦角；——墙背和竖直线之间的倾角（o）；——填土面与水平面之间的倾角（o）；——墙背与填土之间的摩擦角（o）。坡面倾斜时的主动土压力折减系数可按下式计算[13]： （3.3）式中：——主动土压力折减系数；——土钉墙坡面与水平面的夹角（o）；——基坑底部以上土层的内摩擦角平均值（o）。有黏聚力和地面均布荷载的库仑主动土压力系数公式: （3.4） （3.5） （3.6） （3.7）式中：——水平土压力合力；——水平土压力系数；——填土的重度；——填土的内摩擦角；——墙背和竖直线之间的倾角（o）；——填土面与水平面之间的倾角（o）；——墙背与填土之间的摩擦角（o）。图3.1边坡的坡面为倾斜时计算简图3.2.2锚杆锚索的设计计算锚杆轴向拉力标准值： （3.8）式中：——锚杆所受轴向拉力；——锚杆水平拉力标准值；——锚杆倾角。锚杆钢筋截面面积应满足下列公式： （3.9）式中：——锚杆锚索截面面积；——钢绞线抗拉强度设计值；——锚杆杆体抗拉安全系数。锚杆锚索锚固段长度： （3.10）式中：K——锚杆锚固体抗拔安全系数；——锚杆锚固段长度；D——锚杆锚固段钻孔直径；——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值。表3.2锚杆杆体抗拉安全系数边坡工程安全等级安全系数临时性锚杆永久性锚杆一级1.82.2二级1.62.0三级1.41.8岩石类别值（kPa）极软岩270-360软岩360-760较软岩760-1200硬软岩1200-1800坚硬岩1800-2600表3.3岩石与锚固.体极限粘结强度标准值锚杆（索）与锚固砂浆间的锚固长度按照下式进行计算验证： （3.11）式中：La——锚筋与砂浆间的锚固长度（m）；d——锚筋直径（m）；n——杆体（钢筋、钢绞线）根数；fb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）由下表确定。表3.4钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值锚杆类型水泥浆或水泥砂浆强度等级M25M30M35水泥砂浆与螺纹钢筋间的粘结强度设计值2.102.402.70水泥砂浆与钢绞线、高强钢丝间的粘结强度设计值2.752.953.403.2.4锚杆挡墙对于坡顶无建筑且不需进行边坡变形控制的锚杆挡墙，其侧向岩土压力合力[12]： （3.12）式中：——每延米侧向岩土压力合力水平分力修正值；——每延米侧向主动岩土压力合力水平分力；——锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数，按下表确定。表3.5锚杆挡墙岩土压力修正系数锚杆类型岩土类别非预应力锚杆预应力锚杆土层锚杆自由端为土层的岩石锚杆自由端为岩层的岩石锚杆自由端为上层时自由端为岩层时β1.1-1.21.1-1.21.01.2-1.31.1对于岩质边坡： （3.13）式中：——相应于作用的标准组合时侧向岩土压力水平分力的修正值；H——挡墙高度。图3.2锚杆挡墙侧压力分布图

第4章边坡稳定性计算4.1分析边坡未支护前稳定状态边坡滑裂面位置图：图4.1治理前典型剖面边坡稳定性分析图由已知条件和上图可知，土条水平等间距平分为13个土条，分别编号为-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9号土条，每个土条水平距离b=14.5m。计算图表见附录一。将附录一表内数据代入公式：可得该圆弧并非最危险滑裂面，因此需要重新选择最危险滑裂面并进行计算。最危险滑裂面稳定性计算示意图：图4.2最危险滑裂面示意图根据上图4.2可知，将整个边坡划分为8个土条，其中土条1到土条7水平宽度为14.5m，土条8的水平宽度为19.62m，计算图表见附录二。111111111111111111111111111111将附录二表内数据代入公式：可得根据《建筑边坡工程技术规范》中5.3条，边坡工程的稳定性安全系数应大于或等于表3.1安全系数要求，如果计算所得的安全系数小于规范中的安全系数要求，那就需对计算边坡进行加固治理[12]。

第5章支挡结构设计5.1拟采用治理方式从上述治理前边坡稳定性安全分析中，可以得出该段边坡的稳定安全系数为0.949，小于规范中所规定的安全系数1.30，下面对拟采用的治理支护方式进行分析。此边坡高度为90m，高度相较于其它工程，高度较高，所以首先对边坡进行放坡处理，锚杆加井格梁的支护方案符合拟建工程的实际工程条件，在施工技术也较为合理，因此采用锚索加井格梁支护方案，对该边坡进行支护治理。5.2放坡处理根据《建筑边坡工程技术规范》中14.2.2条，边坡进行分阶削坡处理时，对无外倾软弱结构面、高度为15m~25m、Ⅰ类中等风化的岩质边坡坡率允许值应取1:0.25~1:0.35，但是本该边坡高度远远超过最大经验值，所以坡率取值1:0.8，中部平台水平宽度应大于1m，再根据实际需要，因此取值10m。从高程较低到高，分别为A-B段、B-C段（平台）、C-D段、D-E段（平台）、E-F段。放坡示意图：图5.1边坡放坡示意图5.3A-B段治理设计5.3.1A-B段边坡稳定性图5.2AB段边坡稳定性示意图AB段边坡稳定性计算表见附录三。将附录三表内数据代入公式：可得根据《建筑边坡工程技术规范》中5.3条，边坡工程的稳定性安全系数应大于或等于表3.1安全系数要求，如果计算所得的边坡稳定性安全系数小于规范中的安全系数要求，那就需对计算边坡进行加固治理[12]。5.3.2A-B段土压力计算A-B段主动土压力系数：其中β=0，δ=0.5φ=0.5×35o=17.5o，φ=35o，α=-38.66o。代入得。A-B段土压力合力为：当坡面为垂直时，侧向岩土压力合力的水平分力标准值：坡面倾斜时的主动土压力折减系数：=0.341A-B段的侧向岩土压力合力的标准值：考虑到锚杆（索）的约束作用，边坡土压力分布：考虑安全系数，修正后所得的土压力分布为：图5.3AB段边坡土压力分布5.3.3A-B段锚索计算A-B段锚索布置设计数据：锚索横向间距取2.5m，横向布置9根锚索，两端各留3m间距；锚索竖向总共布置6排锚索，最下端锚索距坡脚处垂直高度5m；锚索倾角为15o；因为A-B段边坡锚索距坡顶高度较高，所以需在边坡靠上部位设置一处施工平台，平台宽度5m。锚索所需计算数据：取锚固段钻孔直径D=150mm，岩土层与锚固体极限粘结强度为220kPa，锚固体抗拔安全系数为2.6。水泥砂浆强度取M30等级，钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值取2.95kPa。锚杆位置如下图所示:图5.4A-B段锚杆布置示意图5.3.3.1第一道锚索设计第一道锚索处土层主动土压力：第一道锚索水平拉力标准值:第一道锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过潜在滑裂面，长度不应小于1.5m，锚杆自由段长不应小于5.0m[14]。因此取第一道锚杆自由段13.5m。锚固长度计算：按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.38m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度20m。5.3.3.2第二道锚索设计第二道锚索处土层主动土压力：第二道锚索水平拉力标准值:第二道锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过潜在滑裂面，长度不应小于1.5m，锚杆自由段长不应小于5.0m[14]。因此取第二道锚杆自由段13.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.38m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度20m。5.3.3.3其它道锚索设计其余A-B段的锚索设计与第一道、第二道相同。5.3.4A-B段格构框架梁设计5.3.4.1喷射混凝土护坡面层处理设计根据《建筑边坡工程技术规范》中10.3.3条，A-B段设置混凝土喷层C25混凝土，厚度为15cm，挂钢筋网ɸ10mm@200mm。5.3.4.2混凝土格构框架梁设计原理根据上述计算所得的锚固受力并结合实际情况，以此为依据，计算混凝土井格梁的受力，考虑到简化计算的问题，参考相关资料书籍，利用《实用建筑结构静力计算手册》中的横纵两个方向上的内力系数表格，对格构框架梁的所受内力进行计算。将各跨内的梁视为普通受弯构件进行计算[16]。（1）计算配筋率界限配筋率：最小配筋率：与中的较大值。（2）验证双筋的可能性双筋梁验算：（3）单筋梁截面配筋计算截面抵抗矩系数：內力臂系数：，配筋截面面积：配筋率：配筋率应满足要求[15]。5.3.4.3钢筋混凝土格构设计计算根据上述计算已知拟建工程的计算荷载较大，因此选用混凝土现浇格构框架梁，网格为正方形。其中截面选择宽×高=350mm×700mm。混凝土强度等级采用C40级。格构纵向钢筋应采用直径14mm以上的HRB400级钢筋，箍筋应采用直径14mm的HPB300的钢筋，因此fc=19.1N/mm2，ft=1.91N/mm2，ξb=0.518。钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，根据现场的实际情况，环境类别为一类α1=1.0。计算简图:图5.5A-B段格构梁计算简图由于b/a=2.5/2.5=1，根据相关均布荷载下井字梁计算的内力系数列表，查表得各梁的内力系数，根据查得的内力系数以及下列公式进行计算[16]：支座处弯矩:A方向梁：B方向梁：跨中最大弯矩:A方向梁：B方向梁：最大剪力:式中：a、b——井字梁横纵向区格的中心长度；q——单位面积上计算总荷载[16]。计算结果如下：表5.2A-B段格构梁计算数据表梁号弯矩（kN·m）剪力（kN）A1262.30359.965A2493.943106.364A3670.691138.189A4779.351156.952A5815.756163.181B1156.14241.025B2281.92268.498B3352.13481.479梁中配筋计算：A1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为20mm的钢筋，实配1256mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×20+3×25+2×(20+12)=219mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。因此，满足最小配筋率要求。A2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为28mm的钢筋，实配2463mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。因此，满足最小配筋率要求。A3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为16mm的4根钢筋，实配3226mm2。验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。满足最小配筋率要求。A4梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3983mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，，满足最小配筋率要求。A5梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3983mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。满足最小配筋率要求。B1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：下部纵向受拉钢筋选用4根直径为16mm的钢筋，实配804mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×16+3×25+2×(20+12)=203mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。满足最小配筋率要求。B2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为20mm下部纵向受拉钢筋，实配1256mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×20+3×25+2×(20+12)=219mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。满足最小配筋率要求。B3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为22mm下部纵向受拉钢筋，实配1520mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，。满足最小配筋率要求。腰筋由于梁的有效高度大于450mm，在梁的两边应沿高度配置腰筋，竖向配置2根直径为14mm的钢筋，腰筋竖向间距为200mm。架立钢筋除双筋梁截面外，其余截面的上部钢筋均采用4根直径为14mm的架立钢筋。箍筋验证截面尺寸：验证最大剪力截面符合要求，所以A-B段所有截面均满足尺寸要求。验算是否需要按计算配置箍筋：经过上述计算，设计选用间距为350mm直径为14mm的钢筋为A-B段边坡井字格构梁的箍筋。箍筋配筋率符合要求，配筋合理。5.4C-D段治理设计5.4.1A-D段边坡稳定性根据理正岩土软件计算A-D段边坡稳定性，得出最不利滑动面滑动安全系数为1.192，根据《建筑边坡工程技术规范》中5.3条，边坡工程的稳定性安全系数应大于或等于表3.1安全系数要求，如果计算所得的边坡稳定性安全系数小于规范中的安全系数要求，那就需对计算边坡进行加固治理。图5.6AD段边坡稳定性分析5.4.2C-D段土压力计算C-D段主动土压力系数：其中β=0，δ=0.5φ=0.5×35o=17.5o，φ=35o，α=-38.66o，q=786kN/m。代入得：，，。C-D段土压力合力为：假设坡面为垂直时，侧向岩土压力合力的水平方向分力值：坡面倾斜时的主动土压力折减系数：=0.341C-D段的侧向岩土压力合力的标准值：考虑到锚杆（索）的约束作用，边坡土压力分布：考虑安全系数，修正后所得的土压力分布为：图5.7C-D段边坡土压力分布5.4.3C-D段锚杆计算C-D段锚索布置设计数据：锚索横向间距取2.5m，横向布置9根锚索，两端各留3m间距。锚索竖向总共布置8排锚杆，最下端锚索距坡脚处垂直高度3m。锚索倾角为15o。锚索所需计算数据：取锚固段钻孔直径D=150mm，岩土层与锚固体极限粘结强度为220kPa，锚固体抗拔安全系数为2.6。水泥砂浆强度取M30等级，钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值取2.95kPa。锚杆位置如下图所示图5.8C-D段锚杆布置示意图5.4.3.1第一、二、三、四道锚索设计锚索处土层主动土压力：锚索水平拉力标准值：锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过潜在滑裂面，长度不应小于1.5m，锚杆自由段长不应小于5.0m[14]。因此第一、二、三、四道锚索自由段取23.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.57m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度30m。5.4.3.2第五、六、七、八道锚索设计锚索处土层主动土压力：锚索水平拉力标准值:锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过潜在滑裂面，长度应大于1.5m，锚杆自由段长应大于5.0m[14]。因此第五、六、七、八道锚索自由段取18.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.57m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度25m。5.4.4C-D段格构框架梁设计5.4.4.1喷射混凝土护坡面层处理设计根据《建筑边坡工程技术规范》中10.3.3条，C-D段设置混凝土喷层C25混凝土，厚度为15cm，挂钢筋网ɸ10mm@200mm。5.4.4.2钢筋混凝土格构设计计算其中截面选择宽×高=350mm×700mm。混凝土强度等级采用C40级。格构纵向钢筋应采用直径14mm以上的HRB400级钢筋，箍筋应采用直径14mm的HPB300的钢筋，因此fc=19.1N/mm2，ft=1.91N/mm2，ξb=0.518。钢筋采用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，根据现场的实际情况，环境类别为一类α1=1.0。计算简图:图5.9C-D段格构梁计算简图由于b/a=2.5/2.5=1，根据相关均布荷载下井字梁计算的内力系数列表，查表得各梁的内力系数，根据查得的内力系数以及下列公式进行计算[16]：支座处弯矩:A方向梁：B方向梁：跨中最大弯矩:A方向梁：B方向梁：最大剪力:式中：a、b——井字梁横纵向区格的中心长度；q——单位面积上计算总荷载[16]。计算结果如下：表5.3C-D段格构梁计算数据表梁号弯矩（kN·m）剪力（kN）A1344.33642.175A2594.259124.251A3801.803178.061A4829.179203.542A5927.435211.243B1321.34150.450B2501.766115.598B3667.667164.668B4754.121184.356梁中配筋计算：A1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为22mm的钢筋，实配1520mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，满足最小配筋率要求。A2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3040mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3983mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A4梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配4427mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A5梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配4926mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为22mm的钢筋，实配1520mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为28mm的钢筋，实配2463mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3040mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B4梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：纵向受拉钢筋布置两层，上层4根直径为28mm的钢筋，下层4根直径为22mm的钢筋，实配3983mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。腰筋由于梁的有效高度为650mm，大于450mm，因此需梁的两边沿高度配置腰筋，竖向共配置2根直径为14mm的钢筋，钢筋竖向间隔为200mm。架立钢筋除双筋梁截面外，其余截面的上部钢筋均采用4根直径为14mm的架立钢筋。箍筋验证截面尺寸：验证最大剪力截面符合要求，所以C-D段所有截面均满足尺寸要求。验算是否需要按计算配置箍筋：经过上述计算，设计选用间距为350mm直径为14mm的钢筋为C-D段边坡井字格构梁的箍筋。箍筋配筋率符合要求，配筋合理。5.5E-F段治理设计5.5.1A-F段边坡稳定性根据理正岩土软件计算A-F段边坡稳定性，得出最不利滑动面滑动安全系数为1.097，根据《建筑边坡工程技术规范》中5.3条，边坡工程的稳定性安全系数应大于或等于表3.1安全系数要求，如果计算所得的边坡稳定性安全系数小于规范中的安全系数要求，那就需对计算边坡进行加固治理。图5.10AF段边坡稳定性分析5.5.2E-F段土压力计算E-F段主动土压力系数：其中β=0，δ=0.5φ=0.5×35o=17.5o，φ=35o，α=-38.66o，q=1572kN/m。代入得：，，。E-F段土压力合力为：当坡面为垂直时，侧向岩土压力合力的水平方向力的值：坡面倾斜时的主动土压力折减系数：=0.341E-F段的侧向岩土压力合力的标准值：考虑到锚杆（索）的约束作用，边考虑安全系数，修正后所图5.11E-F段边坡土压力分布5.5.3E-F段锚索计算E-F段锚索布置设计数据：锚索横向间距取2.5m，横向布置9根锚杆，两端各留3m间距。锚索竖向总共布置8排锚索，最下端锚索距坡脚处垂直高度3m。锚索倾角为15o。锚索所需计算数据：取锚固段钻孔直径D=150mm，岩土层与锚固体极限粘结强度为220kPa，锚固体抗拔安全系数为2.6。水泥砂浆强度取M30等级，钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值取2.95kPa。锚杆位置如下图所示图5.12E-F段锚索布置示意图5.5.3.1第一、二、三道锚索设计锚索处土层主动土压力：锚索水平拉力标准值:锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过潜在滑裂面，长度应大于1.5m，锚杆自由段长应大于5.0m[14]。因此第一、二、三道锚索自由段取28.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.90m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度35m。5.5.3.2第四、五、六道锚索设计锚索处土层主动土压力：锚索水平拉力标准值：锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索钢绞线取2根，实配197.4mm2。根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086—2015，锚杆自由段应穿过该处边坡的滑裂面，穿过长度应大于1.5m。此外，锚索自由段长应大于5.0m[14]。因此第四、五、六道锚索自由段取23.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.90m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度30m。5.5.3.3第七、八道锚索设计锚索处土层主动土压力：锚索水平拉力标准值：锚索轴向拉力标准值：取1×7股钢绞线，公称钢筋直径12.7mm，公称钢筋截面面积98.7mm2，抗拉强度设计值锚索钢筋截面面积需满足以下条件考虑到实际施工因素和安全因素，单孔锚索中的布置2根钢绞线，实配197.4mm2。按照相关规范，锚杆自由段需要穿过此处边坡工程的滑裂面，穿出长度应大于1.5m。此外还规定，锚索自由段长不应小于5.0m[14]。因此第七、八道锚索自由段取18.5m。按式（3.10）计算得出的锚固长度:按式（3.11）计算得出的锚固长度:比较上述二式计算结果，因此取二者的较大值1.90m，根据《建筑边坡工程技术规范》中8.2.3条规定，结合实际需要锚固长度取6.5m。锚杆总长度25m。5.5.4E-F段格构框架梁设计5.5.4.1喷射混凝土护坡面层处理设计根据《建筑边坡工程技术规范》中10.3.3条，E-F段设置混凝土喷层C25混凝土，厚度为15cm，挂钢筋网ɸ10mm@200mm。5.5.4.2钢筋混凝土格构设计计算其中截面选择宽×高=350mm×700mm。混凝土强度等级采用C40级。格构纵向钢筋应采用直径14mm以上的HRB400级钢筋，箍筋应采用直径14mm的HPB300的钢筋，因此fc=19.1N/mm2，ft=1.91N/mm2，ξb=0.518。钢筋采去用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2，根据现场去的实际情况，环境类别为一类α1=1.0。计算简图:图5.12E-F段格构梁计算简图由于b/a=2.5/2.5=1，根据相关均布荷载下井字梁计算的内力系数列表，查表得各梁的内力系数，根据查得的内力系数以及下列公式进行计算[16]：支座处弯矩:A方向梁：B方向梁：跨中最大弯矩:A方向梁：B方向梁：最大剪力:式中：a、b——井字梁横纵向区格的中心长度；q——单位面积上计算总荷载[16]。计算结果如下：表5.4E-F段格构梁计算数据表梁号弯矩（kN·m）剪力（kN）A1387.37847.447A2668.541139.782A3902.028200.318A4961.340228.984A51193.990237.648B1351.38456.756B2564.487130.047B3751.126185.251B4848.386207.401梁中配筋计算：A1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用2根直径为28mm和2根直径为18mm的单排钢筋，其中28mm的钢筋位于截面下部的两侧，18mm位于截面下部的内侧，实配1741mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3040mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，实配4926mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A4梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，实配4926mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。A5梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：根据上述计算可知，设计成单筋截面会导致超筋梁截面的产生，在不改变梁的截面尺寸和改变所用混凝土强度的前提下，选择将A5梁设计为双筋梁受弯构件。令。将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为32mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为32mm的4根钢筋，实配6434mm2，受压钢筋为4根钢筋，直径为14mm，实配615mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×32+3×32+2×(20+12)=288mm<350mm，因此可以放下。B1梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用4根直径为22mm的钢筋，实配1520mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×22+3×25+2×(20+12)=227mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B2梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：选用2根直径为25mm和2根直径为14mm的单排钢筋，其中25mm的钢筋位于截面下部的两侧，14mm位于截面下部的内侧，配2579mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×25+3×25+2×(20+12)=239mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B3梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为22mm的4根钢筋，实配3983mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。B4梁有效高度h0：在拟建工程环境下及选择的混凝土和钢筋强度等级下，混凝土保护层厚度不应小于20mm。设钢筋混凝土格构梁的受拉侧的钢筋在同一层上布置，箍筋为直径12mm的HPB300钢筋，受拉钢筋直径30mm，故as=20+12+15=47mm，考虑安全因素，as取整为50mm，则h0=700-50=650mm。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：内力矩的內力臂系数：纵筋截面面积：将下部受拉钢筋设计成双排布置，靠近下部边缘的一排为直径为28mm的4根钢筋，远离下部边缘的一排为直径为25mm的4根钢筋，，实配4427mm2，验算在b=350mm内是否能放得下：4×28+3×28+2×(20+12)=260mm<350mm，因此可以放下。验算是否满足最小配筋率要求：同时，因此，满足最小配筋率要求。腰筋因为梁的有效高度为650mm，大于450mm，因此需梁的两边配置腰筋，竖向共配置2根直径为14mm的钢筋，钢筋竖向间隔为200mm。架立钢筋除双筋梁截面外，其余截面的上部钢筋均采用4根直径为14mm的架立钢筋。箍筋计算验证截面尺寸：验证最大剪力截面符合要求，所以E-F段所有截面均满足尺寸要求。验算是否需要按计算配置箍筋：经过上述计算，设计选用间距为350mm直径为14mm的钢筋为E-F段边坡井字格构梁的箍筋。箍筋配筋率符合要求，配筋合理。

第6章治理后边坡稳定性分析6.1A-B段边坡治理后稳定性分析根据理正岩土软件计算A-B段边坡稳定性，得出最不利滑动面滑动安全系数为1.349，按照《建筑边坡工程技术规范》中相关规定，治理后A-B段边坡稳定性系数应高于边坡稳定安全系数，所治理后的边坡才算安全，因为1.349>1.30，所以治理设计合理。图6.1A-B段治理后边坡稳定性分析6.2A-D段边坡治理后稳定性分析根据理正岩土软件计算A-D段边坡稳定性，得出最不利滑动面滑动安全系数为1.321，按照《建筑边坡工程技术规范》中相关规定，治理后A-D段边坡稳定性系数应高于边坡稳定安全系数，所治理后的边坡才算安全，因为1.321>1.30，所以治理设计合理。图6.2A-D段治理后边坡稳定性分析6.3A-F段边坡治理后稳定性分析根据理正岩土软件计算A-F段边坡稳定性，得出最不利滑动面滑动安全系数为1.309，按照《建筑边坡工程技术规范》中相关规定，治理后A-F段边坡稳定性系数应高于边坡稳定安全系数，所治理后的边坡才算安全，因为1.309>1.30，所以治理设计合理。图6.3A-F段治理后边坡稳定性分析第7章施工建议7.1总体施工安排根据此工程的工程需求和施工工艺条件，建议施工安排总体分为五个阶段。第一阶段：机械清理松散石；第二阶段：人工坡面浮石清理，脚手架搭设，锚索（杆）施工；第三阶段：支模、钢筋制作及混凝土浇筑施工；第四阶段：锚索张拉、监测应力计安装，封锚；第五阶段：喷射混凝土、水泥砂浆。各阶段施工根据施工工艺特点，形成流水作业。7.2施工方法与技术要求7.2.1边坡清理（1）按照设计方案中支护范围，清理坡体上的滑坡体，还需清理治理范围外的1-2m的滑坡体，以保证施工的正常进行。（2）对清理范围内的杂物、表层碎石土以及对治理支护施工产生影响的滑坡体、危岩体清坡，清理厚度应符合规范要求和设计要求，并结合施工现场的实际情况，建议清理厚度0.2m~0.4m，清理后的坡面平整，不能出现过于明显的凸起和碎土坑。（3）清理时自上而下而进行，分段长度20m。注意施工中务必严格遵守自上而下的清理顺序，否则将影响坡体稳定性，导致达不到设计安全要求。（4）清理时建议采用机械清理和人工清理相结合的清理方式。（5）清理后的岩石土体建议使用挖掘机和大型自卸汽车结合的方式运出治理区域，在清理边坡的进行中，应及时对已清出的坡体岩土运出，防止长期堆积导致占用施工区域、延误工期及产生的相关安全问题。（6）对于清理后的边坡，需要及时进行治理支护，例如：放坡需及时按照设计的要求进行。7.2.2锚杆、锚索框架梁施工（1）锚杆、锚索框架梁施工工艺流程精确孔处→钻机准备→钻机修正角度→钻孔→清理孔洞→布置锚杆→注入水泥砂浆→浇筑格构梁→锚索张拉及锁定（2）锚杆、锚索施工方法=1\*GB3①锚杆孔测量放线按照支护设计要求，在锚杆施工范围内，起点处设置仪器，中间根据情况设置固定桩，施工时严禁破坏。其余位置以固定桩为基础用钢卷尺测量，整段均匀放线。测量孔位应预埋半永久性标志，严格遵守先放线再施工的顺序。当坡面不规则（上小下大或上大下小扇形式）时，每排孔应均匀分布，保证上下排孔不纵向移动。锚杆的位置按照设计中的布置位置进行安装，根据实际情况，可适当调整。如果边坡不平整或场地施工条件特别困难，经设计、监理单位批准。在保证边坡安全的基础上，可以适当调整锚孔定位。=2\*GB3②锚孔钻入钻孔需干钻，严禁水钻，保证施工过程中不会损害边坡体的工程地质条件，保证孔壁粘结强度的设计值。根据钻机和锚固层的实际情况严格控制钻入速度，防止钻孔直径变化，造成钻孔困难和其它安全事故。锚索孔的直径为150mm，施工中孔口的误差不应超过50mm，钻孔的长度的误差不应超过200mm，在施工中，钻孔的实际长度应大于先前设计的长度。按照规范中的要求钻取钻孔的钻头应该比设计的锚索孔直径150mm大。=3\*GB3③锚孔清理钻孔达到设计深度后，不能立即停止打孔。为了使孔底变尖，达到设计孔的直径，钻孔需要稳定1～2分钟。不能让堆积物和水黏在孔的墙壁上，需要及时清理。为了避免使水泥砂浆与锚固体的粘结强度的减少，清理完孔后，使用高压空气清除岩石粉末。相对比较坚硬和完整的岩石，建议使用高压水枪对钻孔进行冲洗，待加压水流出时，锚定孔的水压下降后，可以安装锚索。此外，根据实际需要可在周围适当的地方设置排水孔。=4\*GB3④锚索体制作及安装锚索采用1束1×7直径为12.7mm的钢绞线，钢绞线强度Rb=1720MPa，锚索锚固段需要涂刷防腐涂料，锚固段架线环与紧箍环每隔1.0m间隔设置，为保证钢绞线在锚孔内直线排列，需要沿锚索长度方向上每隔2m设置一道架线环，单根锚索设计锚固力为500kN，锚固长度按照设计方案中的长度布置。在进行锚索安装施工之前，要对表面有污垢和锈迹的钢筋进行打磨，将其打磨干净后，对各道锚索体进行标号，将信息标注在锚索体上。安装时要首先对比锚索信息，确保该处使用的锚索无误，锚索体需要人工送入钻孔内，此处需要注意孔内的锚索长度应符合设计要求，保证锚固力强度。=5\*GB3⑤锚固注浆锚固注浆应在正常气压下进行，此外还需要从钻孔的底部开始，而一般钻孔内注入水泥砂浆的量要比计算得出的量多。在注浆时常常会遇到一次注不满的情况，要及时对未注满浆的钻孔补浆。在注浆时，注浆压力为0.4MPa，此处边坡工程选用的水泥砂浆强度等级为M30，水灰比选择0.4~0.5之间。注浆结束后将所以需要清洗的注浆设备进行清洗，并在注浆结束后进行记录。=6\*GB3⑥钢筋混凝土格构梁制作采用C40的混凝土浇筑，首先进行开挖，采用人工开挖的方式开挖。格构梁的横梁和竖梁需要首先用水泥砂浆找平，厚度在5cm~10cm之间；第二步进行钢筋笼的制作和安装，钢筋的数量和位置应当严格按照截面设计中的要求进行布置，钢筋的接头不能超过截面内钢筋数的一半，当接头为焊接头时不同接头数的截面应大于1m，保证布置均匀。框架分片施工，横梁每10～15m设一道伸缩缝，缝宽2cm，以沥青麻絮填塞。=7\*GB3⑦锚索张拉及锁定、封锚待注浆体强度达到设计强度的80%时开始张拉。500kN锚索张拉采用YCW400B型千斤顶。及时绘制压力表—测力计读数的关系曲线。张拉应按以下张拉顺序：锚索张拉分为5级进行，除最后一级超张拉需稳定10～20min外，其余需要稳定5min。7.2.3挂网喷射混凝土（1）钢筋网施工钢筋网片的铺设在初喷砼和系统锚杆安装后进行。钢筋规格为φ10HPB300，网格间距250mm×250mm。钢筋末端180°弯钩，其弯弧的直径大于2cm，弯钩的弯弧后的直钢筋长度大于5cm。钢筋网片伸入坡顶不少于1m。铺设时需要进行人工铺设，喷面与钢筋的距离为2.5cm，与系统锚杆点焊连接或采用22#铅丝绑扎，以保证在喷混凝土时不产生摇动。钢筋保护层厚度应大于2.5cm。双层网之间间隔不能少于5cm。（2）喷射混凝土喷射要分段进行，长度要小于5m。喷射时施工现场的温度不应低于五摄氏度，喷射的混凝土材料的温度要与施工现场的温度相同或者更高。喷嘴与坡面垂直，喷口处的喷射风压在0.2MPa左右，距受喷面0.6～1.0m，喷口要缓缓地移动，不能竖向移动，使喷层厚度均匀。喷射的厚度为10cm，应当分区段自上而下施工，在完成锚索的注浆和制作钢筋网后，进行一次厚度为50mm的喷射；待一定时间间隔后，进行另外一次喷射。此外，喷射中如果出现喷射头、管道堵塞，应当及时进行检查和疏通处理。（3）养护待混凝土凝结完成后，对混凝土进行环境养护，此工程养护时长应当大于七天。喷水养护时温度不应太低，如果气温过低，会导致失去养护效果。结论本文以内蒙某矿坑高边坡治理工程为依托，根据拟建工程的工程概况、地质环境以及相关支护要求，对此矿坑进行边坡治理支护设计，同时利用理正计算软件对治理前边坡的边坡稳定性进行分析以及对治理后的边坡稳定安全系数的验证，提高了危险边坡的安全性。此外在此次设计中，还得出以下结论：1.根据此工程的工程地质条件，借助理正岩土计算软件稳定性分析系统，计算边坡的稳定安全系数和对边坡进行稳定性分析，计算得出治理前边坡整体稳定性为Fs=0.949，得出该边坡未处于稳定状态，需要进行支护治理。2.通过对内蒙某矿坑高边坡勘察报告等相关勘察资料的分析，并结合工程地质手册中的经验数据，比较分析得出削坡、锚索格构梁的支护形式最为合适。3.经过设计计算后，将边坡分为三部分，分别为A-B段、C-D段、E-F段，削坡坡率设计为1:0.8，中间平台宽度为15m。4.A-B段锚索横向间距取2.5m，横向布置9根锚索，两端各留3m间距；锚杆竖向总共布置6排锚索，最下端锚索距坡脚处垂直高度5m；锚索倾角为15o；锚索长度均为22m。5.C-D段锚索横向间距取2.5m，横向布置9根锚索，两端各留3m间距；锚索竖向总共布置8排锚杆，最下端锚索距坡脚处垂直高度3m。锚索倾角为15o；第一、二、三、四道锚索长度为30m，第五、六、七、八道锚索长度为25m。6.E-F段锚杆横向间距取2.5m，横向布置9根锚索，两端各留3m间距。锚索竖向总共布置8排锚杆，最下端锚索距坡脚处垂直高度3m。锚索倾角为15o。第一、二、三道锚索长度为35m，第四、五、六道锚索长度为30m，第七、八道锚索长度为25m。7.格构梁设计中，按照受弯构件的配筋和强度验算的通用方法进行计算，根据该工程荷载较大的特点，混凝土强度等级为C40，梁截面选择较大尺寸的700mm×350mm。8.设计完成后，借助理正岩土计算软件稳定性分析系统，计算出支护后的整体稳定性和各坡段的稳定性，均符合安全性要求，设计合理。9.高边坡支护治