【《S市数码城边坡支护结构设计》18000字（论文）】

S市数码城边坡支护结构设计摘要河东数码城边坡支护工程位于南宁市横塑新区，交通较为便利。其原始地貌单元属剥蚀残丘地带，为开辟建筑场地和采取建筑石材，在拟建场地北侧形成了高25～80m的人工切方边坡，根据边坡工程地质测绘和调查结果，边坡坡体主要由中风化及微风化花岗岩组成，中下部坡面倾角50°～60°，上部坡面较缓，边坡岩体为花岗岩，风化程度自上而下分为强风化、中风化及微风化之分，彼此之间逐渐过渡，无明显的分界线。为了避免出现滑坡现象的发生以及保证人员的安全，必须对边坡进行支护。所以，我们必须对边坡进行支护设计，保证边坡的稳定性，保证工作人员的安全以及财产的安全。本论文通过查阅资料和相关文献，运用极限平衡法等分析方法对边坡进行稳定性分析和深入研究，主要取得的成果如下：（1） 对本工程的工程地质条件进行了分析，查阅了相关花岗岩岩质高边坡的相关支护文献，并进行了整理分析，选取了相关的支护参数以及了解整理了相关的支护规范要求。（2） 用geostudio软件进行了边坡的稳定性分析，判断了边坡的稳定性状态。（3） 对边坡进行了支护方案的设计，对锚杆长度、布设间距以及抗滑桩的长度等参数进行了对比筛选。（4） 对比了各个方案，最终确定了最终方案并进行计算分析，设计方案满足规范要求。关键词：花岗岩，高边坡，支护设计目录摘要 2Abstract 3第一章绪论 61.1研究目的与意义 61.2国内外研究动态 61.2.1边坡稳定性国内外研究动态 61.2.2边坡支护设计国内外研究动态 111.3研究内容与技术路线 111.3.1论文研究内容 111.3.2技术路线 12第二章工程概况与工程地质条件 132.1工程概况 132.2地层岩性 132.3工程地质条件 13第三章边坡支护方案设计 143.1设计原理和计算 143.2锚杆方案对比 203.2.1锚杆间距比较 203.2.2锚杆长度比较 243.3抗滑桩方案对比 273.4最终的设计方案 283.5施工组织设计 29第四章结论与展望 324.1结论 324.2展望 32参考文献 33第一章绪论1.1研究目的与意义随着土木工程技术的飞速发展，我国的土木行业正处在一个如火如荼的状态，但是还是存在着许多问题。为了我国经济的发展，我国的工程建设也在极大地推动着。但是大量的建筑工程势必会引起土体和岩体的破坏和失稳，在有些地区还造成水土流失，引起边坡失稳。我国是一个多山且岩性复杂的一个国家，在一些山区和一些地质较差的地区容易发生滑坡现象的产生，对人们的安全有很大的影响，在做一些大工程时也要做边坡支护，所以边坡支护的方案选择和技术的完善尤为重要，不仅要节省经济资源而且要保证人的安全以及周边环境的保护。影响边坡稳定的因素又分为许多种，大致可分为人为因素和自然因素两大类因素。人为因素主要是在工程中所用炸药引起爆破的振动和开挖所引起的边坡稳定性的破坏；自然因素主要是地震、岩体结构、岩土体性质、地下水等等。现在工程的规模越来越大，边坡的支护越来越复杂，需要我们的技术要越来越完善才能保证我们边坡工程的顺利完成。对于此次的岩质高边坡的研究，可以为以后的类似的工程提供一个借鉴，以此来节约资源，降低工程费用，也能作为岩质高边坡的一种研究类型，为此类工程研究提供一项研究数据。1.2国内外研究动态1.2.1边坡稳定性国内外研究动态对于边坡工程的研究已经是有很悠久的历史了，在国内外的工程建设中，边坡工程是一个无法避免的。在边坡工程中我们不断研究但是也会出现新的问题，周而复始，我们的技术和理论研究也会越来越完善。边坡工程是研究各种不同类型的边坡稳定性及其有效防治的一门科学。对于边坡稳定性的研究已经有一个多世纪的历史了，国外边坡研究主要分为四个阶段：第一阶段：在第一次世界大战以前，边坡稳定性的分析计算都是建立在材料力学和岩土力学上的，对边坡稳定性进行判断，例如FelleniusTaylor1926年提出的瑞典条分法。第二阶段：第二次世界大战之后，提出了充分考虑岩土体材料特点和岩层结构面均质体弹塑性理论。例如毕肖普提出的Bishop条分法；苏联学者索科夫斯基提出的松散介质极限平衡理论。第三阶段：二十世纪六十年代，由于世界上的一些国家发生了大型滑坡灾害，灾害的发生促使国外学者们更深入研究边坡的稳定性问题。在这段时期，学者们将岩体视为具有裂隙弹塑性的脆性介质，展开了岩体非连续性、应力应变关系等时间效应的研究。第四阶段：二十世纪八十年代，随着计算机技术的高速发展和一些力学理论在工程上的应用，模拟分析技术开始广泛的应用于边坡工程。在模拟分析过程中，可以将内部变化过程中得到边坡失稳产生滑坡的形成过程。同时，各个科学的计算方法在计算机的帮助下能应用于边坡稳定性分析中。利用计算机进行动力模拟分析，离散单元法、有限单元法、差分法等等。这个时期的发展为边坡稳定性评价和预测提供理论方法，使边坡稳定性的研究达到了一个新的高度。到目前为止，对于边坡稳定性的分析方法大致可以分为六大类。（1）经验类比法：通过相似的几个边坡工程进行比较，利用相似的属性来推导出其他相似的属性的一种评价方法。（2）地质分析法：根据边坡的工程地质条件来进行定性分析，来以此判断边坡的稳定性，其缺点就是不能够进行定量分析。（3）极限平衡分析法：把滑体视作刚体，不考虑其岩土体的变形对边坡稳定性的影响，分析其沿滑动面的平衡状态。它的优点就是简便，缺点：eq\o\ac(○,1)各种方法有其假设条件，都有一定的适用范围以及局限；eq\o\ac(○,2)把滑体视作刚体，不能反映土体内部的真实应力应变关系；eq\o\ac(○,3)无法把渐进性破坏对稳定性的影响考虑进去。（4）结构分析法：通过大量地结构面统计，应用实体比例投影、赤平投影以及摩擦圆方法判断边坡的稳定性，这种方法也是一种定性评价方法，难以定量。（5）数值分析法：包括有限单元法、离散元法、边界元法等等。（6）概率分析法：以极限平衡原理建立方程，在定值稳定系数方法的基础上计算边坡不稳定性概率的方法。本工程运用的极限条分法包括瑞典条分法、Janbu法、简化Bishop法、Morgenstern-Price法、Sarma法等等。瑞典条分法：它是最早提出的也是条分法中最简单的一种方法，也称瑞典圆弧法。瑞典条分法计算的安全系数比其他严格的方法偏低10%～20%，而且这种误差随着滑弧的圆心角和孔隙水压力的增大而增大，严重时可导致计算的安全系数偏小一半。其假设条件包括以下几点：忽略土条两侧的作用力；（1）滑动面为圆弧滑动面；（2）整个边坡都是视作均质材料，并且它的抗剪强度要服从摩尔-库伦准则；（3）边坡的问题视作平面问题并且条块视为刚体，不会去考虑滑动土体的变形；（4）边坡的稳定性系数为滑动面所能够提供的最大抗滑力矩与滑体所受到的最大下滑力矩之比，力矩的矩心均为滑动圆弧对应的圆心并且所有土条块在滑动面上同时达到极限平衡状态，并且滑动面上所有点的安全系数相同。简化Bishop法它其实是非严格条分法，因为它不考虑条间剪力作用及水平方向力的作用。简化Bishop法的假设条件与瑞典条分法差别不大，简化Bishop法的计算结果比较合理，计算的安全系数误差比较小，在3%～4%，也由于它计算比较简便且合理，所以在工程中的应用也比较广范。（1）考虑土条两侧的作用力，不考虑切向力；（2）滑动面为圆弧滑动面；（3）整个边坡都是视作均质材料，并且它的抗剪强度要服从摩尔-库伦准则；（4）边坡的问题视作平面问题并且条块视为刚体，不会去考虑滑动土体的变形；（5）边坡的稳定性系数为滑动面所能够提供的最大抗滑力矩与滑体所受到的最大下滑力矩之比，力矩的矩心均为滑动圆弧对应的圆心并且所有土条块在滑动面上同时达到极限平衡状态，并且滑动面上所有点的安全系数相同。Janbu法：亦称为非圆弧滑动法，它的滑动面为任意曲线，它是考虑所以平衡条件的边坡安全系数计算方法。（1）假设条件法向力作用点位置，一般都取条块底部以上1/3高度处；（2）滑动面为任意滑动面；（3）整个边坡都是视作均质材料，并且它的抗剪强度要服从摩尔-库伦准则；（4）边坡的题视作平面问题并且条块视为刚体，不会去考虑滑动土体的变形；（5）所有土条块在滑动面上同时达到极限平衡状态，并且滑动面上所有点的安全系数相同；（6）边坡安全系数定义为沿整个滑动面的抗剪强度τf与实际产生的剪应力τ之比。Morgenstern-Price法：是一种在静力平衡平衡、滑动面形状要求等多方面均不作任何假定的严格条分法，其基本假设包括以下几点：（1）条件切向力X和法向力E存在函数关系X=λf(x)E，λ为介于0～1之间的任意常数；（2）条块满足力平衡，整体满足力矩平衡；（3）整个边坡都是视作均质材料，并且它的抗剪强度要服从摩尔-库伦准则；（4）边坡的问题视作平面问题并且条块视为刚体，不会去考虑滑动土体的变形；（5）所有土条块在滑动面上同时达到极限平衡状态，并且滑动面上所有点的安全系数相同；（6）边坡安全系数定义为沿整个滑动面的抗剪强度τf与实际产生的剪应力τ之比。常用条分法以及各种条分法计算精度如表1.1、1.2。表1.1常用条分法方法假设条件条间力平衡条件滑面形状瑞典圆弧法均质粘性土不考虑静力平衡圆弧瑞典条分法土体是理想塑性材料，不考虑土条本身应力-应变，视土条为刚体不考虑整体力矩平衡，忽略条间力，不满足作用静力平衡条件圆弧毕肖普条分法考虑土条侧面作用力整体力矩平衡、垂直力平衡，忽略条间切向力圆弧简布条分法条间力合力水平整体力矩平衡、垂直力平衡、土条力矩平衡、水平力平衡任意Spencer法条间力合力平行任意Morgenstern-Price法条间力合力方向为函数任意表1.2常用的条分法的计算精度以及存在的问题计算方法计算精度以及存在的问题简布条分法优点可以计算内摩擦角很小的软粘土，不存在数值收敛的问题不足对于孔隙水压力大、破坏面较深的平缓土坡，安全系数会较低，误差大简布Bishop法优点除遇到数值收敛问题，如何情况下都是比较精确的，通常情况下误差在2%以内，误差最大不超过7%不足存在收敛问题，一般只适用于圆弧滑动面Janbu法除遇到数值收敛问题，任何情况下都是精确的，通常情况下误差在6%以内，误差最大不超过12%；Morgenstern-Price法是最通用的也是最复杂的Spencer法Morgenstern-Price法Sarma法纵观我国，我国对边坡稳定性研究起步比较晚，研究的阶段大致如下：我国从二十世纪七十年代应用极限平衡原理和弹塑性力学等理论，广泛地采用有限单元法等来分析和评价边坡的稳定性。七十年代到八十年代初，我国已经积累了许多工程实践经验，并且已经形成了一套较完整的学术观点和方法。二十世纪八十年代后，由于计算机的快速发展和模拟分析技术的广泛应用，且引进了许多相关的科学理论方法，我国对边坡稳定性的研究也进入到了一个新阶段。无论是哪种分析方法，它们都各有其适用性和局限性，边坡的岩土体的性质和结构面分布规律由于长期的地质作用就会变得很复杂和不确定性，这无疑给我们研究还是解决工程问题都带来了巨大的困难。1.2.2边坡支护设计国内外研究动态在早期人们对于边坡的问题理解不够，不能把握滑坡的规律性，以至于只能处理一些小的滑坡问题，对于严重的滑坡只能避而远之。直到第二次世界大战后才开始用支挡工程处理大量滑坡的问题。支挡工程的发展大概分为以下三个阶段。第一个阶段大概是在二十世纪五十年代以前，大量采用了抗滑挡墙结合支撑锚杆，虽然有一定的效果，但是由于滑坡的推力较大，导致抗滑挡墙体积大，胸坡缓，墙基必须安放于滑面以下的一定深度，施工开挖对滑体的影响大。第二阶段是在二十世纪六十、七十年代，在相应的疏截滑带水情况下面，采用的是抗滑桩支挡，国外大多采用钢筋混凝土转孔桩和刚桩，利用群桩加承台共同受力。国内则是采用矩形截面的钢筋混凝土挖孔桩，抗滑桩因为提供的抗力大，施工对于滑体的扰动小、见效快、安全，在这段时期被广泛地采。第三阶段是在二十世纪八十年代以后，随着锚固技术的发展，预应力锚索在边坡加固中得到广泛采用，而且在工程的实践在形成了许多样的结构形式，主要分为：预应力锚索抗滑挡墙、预应力锚索抗滑桩、预应力锚索地梁或地墩、预应力锚索抗滑桩板墙、预应力锚索格构。这项技术的应用极大的改善了抗滑结构的受力状态，而且节省经济。而且我国的长江三峡水利枢纽工程就大量运用了预应力锚固技术，取得了非常良好的效果。到如今为止，国内外研究者对于边坡工程的研究非常火热，但是由于边坡的地质条件的复杂性，目前没有一种可以应付所有边坡工程问题的技术方法，各个方法都有其局限性，我们的理论研究和边坡支护技术还需要不断的完善。1.3研究内容与技术路线1.3.1论文研究内容以河东数码城边支护工程为例，对这种花岗岩高边坡进行边坡支护方案的优化设计。具体的内容如下：（1）了解并收集边坡稳定性及边坡支护方法，确定该边坡工程的边坡支护方案。（2）对锚杆布设设计以及抗滑桩的设计进行分析计算。（3）运用极限平衡法等分析方法确定边坡在各种情况下的稳定性。（4）分析锚杆（索）长度、锚杆（索）锚固角度、布设间距以及抗滑桩长度等参数对边坡安全性的影响，还有边坡在各种情况下的安全系数的变化规律对比，以此来得到最优设计方案。1.3.2技术路线利用现有的土力学安全系数计算方法为基础，以此来分析锚杆长度、锚固长度、布设间距以及抗滑桩的长度等参数与安全系数的函数关系来建立安全系数与支护参数间的直接联系。并运用Geostudio软件对边坡稳定性进行安全验算，并对设计的各种支护方案进行分析计算，对比支护方案，选择最优支护方案。技术路线图如图1.1所示。边坡资料的收集与整理边坡资料的收集与整理工程地质条件规范要求工程设计要求工程地质条件规范要求工程设计要求运用平衡分析法进行边坡稳定性计算运用平衡分析法进行边坡稳定性计算坡体的形态方案设计可行的支护方案坡体的形态方案设计可行的支护方案运用软件对边坡工况进行模拟运用软件对边坡工况进行模拟各级边坡锚固方案对比选择优化方案各级边坡锚固方案对比选择优化方案抗滑桩锚固方案抗滑桩锚固方案最终设计方案最终设计方案图1.1技术路线图第二章工程概况与工程地质条件2.1工程概况河东数码城边坡支护工程位于南宁市横塑新区DX-17#路十三标项目部东侧，交通较为便利。其原始地貌单元属剥蚀残丘地带，为开辟建筑场地和采取建筑石材，在拟建场地北侧形成了高25～80m的人工切方边坡，现状坡面已分为2～4级，详见平面图及工程照片，拟支护边坡长度为154m，考虑支护至建筑红线外5m左右。拟建场地西侧、东侧空旷。2.2地层岩性根据现场地质调查结果，与边坡开挖有关的地层岩性及野外特征自上而下依次描述为：（一）、强风化花岗岩①：属极软岩，褐黄、褐灰色，大部分矿物已风化，节理裂隙极发育，局部含有花岗岩球状风化体，呈散土状及土夹碎块状或块状，岩体破碎程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，用镐可挖掘。该层主要分布边坡上部，厚度20～30米。（二）、中风化花岗岩②：属较软岩，褐黄、灰白色，部分矿物风化明显，节理裂隙较发育，呈块状，岩体破碎程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，机械挖掘较困难，需采用爆破法施工。该层主要分布边坡中部，厚度约20米。（三）、微风化花岗岩③：属较硬岩，灰褐、青灰色夹灰白色，少量矿物风化，节理裂隙较发育，呈块状，岩体破碎程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类，机械挖掘困难，需采用爆破法施工。该层主要分布在一级台阶内，厚度约16米。2.3工程地质条件根据边坡工程地质测绘和调查结果，边坡坡体主要由中风化及微风化花岗岩组成，中下部坡面倾角50°～60°，上部坡面较缓，边坡岩体的风化程度自上而下分为强风化、中风化及微风化之分，彼此之间逐渐过渡，无明显的分界线。在边坡范围内未发现危及边坡稳定的断裂及连续软弱结构面，因此边坡不存在大规模的失稳现象，边坡可能的破坏模式主要为上部强风化岩体圆弧破坏，中下部中风化微风化岩体沿节理裂隙楔形体破坏，另外局部地段临空面上多有分布不均的危岩，可能会发生滑移或塌落。第三章边坡支护方案设计3.1设计原理和计算对于该工程按照《建筑边坡工程技术规范》，该工程边坡的等级为一级边坡。岩石力学参数：该边坡主要分为三层，最上层为强风化花岗岩，中间为中风化花岗岩，底部为微风化花岗岩，具体岩石力学参数如表3.1所示。表3.1岩石力学参数土层天然密度（g/cm3）内摩擦角（°）内聚力（kPa）强风化花岗岩1.9128.520.5中风化花岗岩1.9230.225.8微风化花岗岩1.9532.128.2该边坡的模型为如图3.1图3.1边坡模型图3.2Janbu法 图3.3Spencer法 图3.4Bishop法 图3.5Morgenstern-Price法

表3.1各方法安全系数值极限平衡法Janbu法Spencer法Bishop法Morgenstern-Price法安全系数值0.9721.0951.0891.095锚杆轴向拉力标准值与设计值的计算公式：NNNak—锚杆轴向拉力标准值，KN;Htk—锚杆所受水平拉力标准值，KN;Na—锚杆轴向拉力设计值，KN;α—锚杆倾角，（°）；rQ—荷载分布系数，可以取1.15，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。锚杆轴向拉力计算公式如下：NNak—锚杆所受轴向拉力，KN;sxj、syj—锚杆的水平、垂直间距，（m）;e,ah—相应于作用的标准组合时侧向岩石压力水平分力修正值，（kN/m）;α—锚杆倾角（°）。e,ah可以按照以下公式计算：岩质边坡：eEH—挡墙高度；Eah—相应于作用的标准组合时，每延米侧向主动岩土压力合力水平分力，（kN）;β2—锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数，应根据岩土类别和锚杆类型按表3.2确定。表3.2岩土类别级锚杆类型锚杆类别岩土类别非预应力锚杆预应力锚杆土层锚杆自由段为土层的岩石锚杆自由段为岩石的岩石锚杆自由段为土层时自由段为岩层时β21.1～1.21.1～1.21.01.2～1.31.1根据geostudio软件得到的数据方法 Morgenstern-Price安全系数 1.095总体积 1,378m³同重量 26,523千牛顿总抗滑力矩 1.4692e+06千牛顿·m总下滑力矩 1.3416e+06千牛顿·m总抗滑力 12,437千牛顿总下滑力 11,360千牛顿根据数据可得到：e,ah=26523/(0.9×55)=536kNNak=536/cos20°=569kNNa=569×1.15=655kN锚杆或钢绞线截面面积的计算公式：AAs—预应力钢绞线或锚杆截面面积，m2;Na—锚杆轴向拉力设计值，KN;Fy—预应力钢绞线或锚筋抗拉强度设计值，KPa;ξ2—锚筋抗拉工作条件，临时性锚杆取0.92，永久性锚杆取0.69；γ0—边坡工程重要性系数。根据《建筑边坡工程技术规范》，常用钢绞线力学性能如表3.3所示：表3.3钢绞线参数直径D(mm)抗拉强度设计Fpy(N/mm2)抗拉强度标准值Fptk(N/mm2)最大力总伸长率(L0≥500mm)截面积Apkmm2理论单位重量（g/m）应力松弛性能初始应力相当于抗拉强度标准百分数（%）100h后应力松弛率R（%）9.512201720≥3.554.8430对所有规格607080对所有规格≤1.0≤2.5≤4.5132018601390196012.71220172098.7775132018601390196015.21110157014011011180167012201720132018601390196015.712501770150117813201860岩层设计规范要求如下表3.4表3.4岩层设计规范材料锚杆承载力设计值（KN）锚固长度（m）应力状态备注岩层锚杆（索）钢筋（Ⅱ、Ⅲ级）<450<16非预应力当锚杆长度太长，施工难度小钢绞线500～3000>10预应力锚杆长度过长，方便施工精轧螺纹钢筋400～800>10非预应力或预应力材料耐腐蚀性好表3.5锚杆设计值轴向力与钢绞线使用根数对照表锚杆设计轴向力（kN）25030035040045050055060065070075080085090095010007Ф4钢绞线（根）临时性334455667788991010永久性44556778991010111213137Ф5钢绞线（根）临时性2233444555666777永久性3344455667778899根据表格数据可以得出：如果选择直径为15.2mm的钢绞线，选择7Ф4钢绞线，抗拉强度设计值为1320Mpa，因为655<700,所以锚杆设计轴向力选择700kN,则有：As=700000×1.35/(0.69×1320000000)=1037mm2<140x9=1260mm2,所以符合要求。根据《建筑边坡工程技术规范》锚杆（索）提供的承载力要小于锚固段长度提供的给边坡的锚固力。计算公式如下：NNd—锚索的拉力设计值（KN）；取700KN;D—锚杆（索）锚固段直径(mm)；La—锚固段长度（m）;Fmg—土体和钻孔浆液间的极限黏结强度值；K--土体和钻孔浆液间的黏结抗拔安全系数；φ—锚固段长度对极限黏结强度的影响系数。表3.6锚固段长度对黏结长度的影响系数建议值锚固地层岩石锚固段长度/m3～26～369～612～9φ值1.3～1.61.0～1.31.00.8～1.00.6～0.8表3.7岩石与锚固体黏结强度特征值岩石类别frb/kPa岩石类别frb/kPa极软岩135～180较硬岩550～900软岩180～380坚硬岩900～1300较软岩380～550根据表中数据和计算结果，选则锚索钢绞线直径D为15.2mm；在强风化花岗岩中地层和注浆的黏结强度取400Kpa、中风化花岗岩黏结强度取500Kpa、微风化花岗岩粘结度取550kPa；K取2.2；φ取0.8。中风化花岗岩中计算得到La=8m,强风化花岗岩计算得到La=10m，微风化花岗岩计算得到的La=7m。因为锚固段的长度的加长有利于使边坡的整体稳定性得到提升，但是锚固段长度最好不要超过8米，所以最终选定锚固长度为8m。锚索入射角度满足下式是最经济的：β=θ−β—锚索倾角；θ—滑面倾角；φ—滑面内摩擦角。根据《建筑边坡工程技术规范》，所确定的最小锚固角度不宜小于100，最大锚固角度不宜超过450。根据工程经验和所给的岩层信息，为了方便施工，选择200为最优锚固角度，选择钢绞线直径为15.2mm，强度等级为1860Mpa，锚固长度为8米。3.2锚杆方案对比3.2.1锚杆间距比较图3.6锚杆间距2米模型图表3.8边坡位置支护设计间距（m）排数长度（m）倾角（°）坡比第一级锚索26排锚索30米锚索19米201:1第二级锚索27排锚索30米201:1第三级锚索27排锚索30米201:1第四级锚索25排锚索19米201:1图3.7锚杆间距3米模型图表3.9边坡位置支护设计间距（m）排数长度（m）倾角（°）坡比第一级锚索34排锚索30米锚索19米201:1第二级锚索35排锚索30米201:1第三级锚索35排锚索30米201:1第四级锚索34排锚索19米201:1 图3.8锚杆间距4米模型图表3.10边坡位置支护设计间距（m）排数长度（m）倾角（°）坡比第一级锚索44排锚索30米锚索19米201:1第二级锚索44排锚索30米201:1第三级锚索44排锚索30米201:1第四级锚索43排锚索19米201:1 图3.9锚杆间距2米安全系数图图3.10锚杆间距3米安全系数图图3.11锚杆间距4米安全系数图安全系数：锚杆间距2米>锚杆间距3米>锚杆间距4米所以选择锚杆间距2米布设。3.2.2锚杆长度比较图3.12 图3.13 图3.14 图3.15 图3.16 图3.17 图3.18 图3.19通过不同阶梯锚杆长度安全系数的比较，最终确定锚杆长度如下表：表3.11边坡位置支护设计间距（m）排数长度（m）倾角（°）坡比第一级锚索26排锚索30米201:1第二级锚索27排锚索35米201:1第三级锚索27排锚索30米201:1第四级锚索25排锚索25米201:1 图3.20最终锚杆设计模型图3.3抗滑桩方案对比一般来说，抗滑桩的位置一般在边坡坡脚处最好，因为坡脚是应力集中区，潜在滑动面为圆弧形，抗滑桩布设在坡脚可以抵抗坡体的不平衡推力。由于在本工程中，在锚索的支护中已经基本满足安全要求，所以我们在布置抗滑桩是只需布设一排抗滑桩来保证安全就行。根据工程经验，我们选择C30混凝土，所以桩的弹性模量为E=3×107Kpa表3.12抗滑桩材料参数材料泊松比u重度γKN/m3弹性模量E/MPa粘聚力c，/KPa内摩擦角φ桩0.2243×104不同位置抗滑桩安全系数比较：图3.21抗滑桩长度20米（70，40）图图3.22抗滑桩长度20米（75，40）图因为1.352>1.346,所以选择（75，40）位置打入抗滑桩。图3.23抗滑桩长度18米图 图3.24抗滑桩长度19米图图3.25抗滑桩长度21米图由于抗滑桩长度19米是分界点，出于经济考虑，选择抗滑桩19米。3.4最终的设计方案在本工程中，四级边坡都是以坡比1:1开挖，选择锚杆和抗滑桩支护。表3.13边坡位置支护设计间距（m）排数长度（m）倾角（°）坡比第一级锚索26排锚索30米201:1第二级锚索27排锚索35米201:1第三级锚索27排锚索30米201:1第四级锚索25排锚索25米201:1抗滑桩选择C30混凝土，桩径为1.5米，桩长为19米。图3.26最终方案模型图 根据《建筑边坡工程技术规范》规定，本边坡等级为一级边坡，一级边坡的安全系数如下表3.14所示：表3.14规范要求各工况安全系数表工况开挖开挖+降雨开挖+地震开挖+降雨+地震安全系数1.351.201.151.10因为1.352>1.35，所以本边坡支护设计合格，满足规范要求。3.5施工组织设计边坡支护施工：1.由于本工程是岩质高边坡，要求严格，施工条件差，所以我们施工前务必保证各个部分的协调与物资设备的保障，确保施工人员的安全。2.施工人员务必按照工程规范施工，由于不可预测因素太多，所以采用信息法施工。施工顺序如下：（1）坡面开挖：首先必须自上而下的分级开挖坡面，开挖一级后就要防护，严禁超挖，必须相互配合，按照规定来做。（2）锚杆施工：eq\o\ac(○,1)施做锚孔：在坡面上按照设计要求打锚孔，锚孔的位置偏差不得超过±20mm。在钻孔时采用干钻，确保在施工过程中不会对岩质边坡产生不好的影响，在钻进艰难是才可考虑用水钻，钻孔速度必须严格控制以防发生意外事故。如若遇到缩孔以及塌孔等不良现象时，必须立即停止钻孔，及时的进行孔道的固壁灌浆处理，等到水泥浆初凝后才可继续钻孔。在锚孔钻完之后，必须等监理验证合格后才可以进行下一道工序。eq\o\ac(○,2)锚索的制作与安装：采用的钢绞线为4S15.2，按照前一定要认真核对锚孔的编号，无误后方可用高压风吹孔，再将锚索缓慢放入锚孔内，计算孔内的锚索长度，确保锚固长度。首先按照要求切割钢绞线，清洁钢绞线上的污渍，确保顺直，如果有损伤或有锈蚀的不能使用。每隔2米设一个架线环，相邻两隔离架之间设置束线环对锚索进行绑扎固定，钢绞线不可以相互缠绕并且必须保证承载体位于孔的中部，锚索的保护层厚度不得小于35mm。锚索入孔安装前，要用高压风清孔一次。锚索入孔时要缓慢送入，用力均匀，如果中途发现锚索有脱落及损坏等不良情况时，要及时处理，必要时必须更换重新编制锚索，最终确保将锚索送到预定深度后排气孔与注浆管畅通。eq\o\ac(○,3)注浆：注浆的作用是形成锚固段以及为锚索提供一个防腐蚀保护层，注浆是一道很重要的工序，其直接关系到锚索的锚固性能及永久性。锚索采用的是二次注浆施工工艺，第一次注浆管在注浆后拔出且注浆必须饱满、密实，当开始返浓泥浆时，用水泥纸袋或者其它可代替的材料堵住孔口，出现漏浆时应该及时补浆。第一次注浆后5到8小时才可进行第二次注浆。注浆的渗透会使实际的耗浆量大于