【边坡支护方案设计案例6300字】

边坡支护方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u14892边坡支护方案设计案例 1173391.1设计原理和计算 1131921.2锚杆方案对比 738761.2.1锚杆间距比较 7189321.2.2锚杆长度比较 1111611.3抗滑桩方案对比 14225121.4最终的设计方案 15183601.5施工组织设计 161.1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1.1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1.1图1.1边坡模型图1.2Janbu法 图1.3Spencer法 图1.4Bishop法 图1.5Morgenstern-Price法

表1.1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1.2确定。表1.2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1.3所示：表1.3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≥1.554.8430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1.4表1.4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1.5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1.6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1.7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。1.2锚杆方案对比1.2.1锚杆间距比较图1.6锚杆间距2米模型图表1.8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1.7锚杆间距3米模型图表1.9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1.8锚杆间距4米模型图表1.10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1.9锚杆间距2米安全系数图图1.10锚杆间距3米安全系数图图1.11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。1.2.2锚杆长度比较图1.12 图1.13 图1.14 图1.15 图1.16 图1.17 图1.18 图1.19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1.11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1.20最终锚杆设计模型图1.3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1.12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1.21抗滑桩长度20米（70，40）图图1.22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1.23抗滑桩长度18米图 图1.24抗滑桩长度19米图图1.25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。1.4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1.13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1.26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1.14所示：表1.14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。1.5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理论值，所以必须认真做好准备并记录注浆数据。eq\o\ac(○,4)锚索张拉、封锚：当浆体达到设计强度的80%后进行张拉，在张拉完成后，用C15混凝土进行封锚