锚杆锚索设计计算案例.doc

锚杆（索）设计根据现场地质条件和地形特征，斜坡体由于受到先期构造作用和后期风化作用强烈影响，出露基岩破碎，裂隙发育，且距交通要道较近的特点，拟采用锚杆（索）对局部卸荷裂隙发育、稳定性较差的危岩体进行锚固，以达到加固坡面，抑制风化剥落、崩塌的发生。通过现场调查及三维激光扫描数据分析，半壁山危岩体主要失稳模式为倾倒式和滑移式。1.倾覆推力计算：推力计算：式中：k-后缘裂隙深度（m）。取11.1m； hv-后缘裂隙充水高度（m）.取3.7m；H-后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）. 取15m;a-危岩带重心到倾覆点的水平距离（m），取3.4m；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m），取6.8m;h0-危岩带重心到倾覆点的垂直距离（m），取7.2m;fk-危岩带抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4折减系数确定暴雨工况下190kPa;-危岩带与基座接触面倾角（），外倾时取正，内倾时取负值； -后缘裂隙倾角（）；K-安全系数取1.5；2.锚杆计算（1）锚杆轴向拉力设计值计算公式： , 式中Nak -锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na -锚杆轴向拉力设计值（kN）；Htk -锚杆所受水平拉力标准值（kN）；-锚杆倾角（），设计取值为15 ；a-荷载分项系数，可取1.30； (2) 锚杆钢筋截面图面积计算公式：锚杆截面积：As-锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（m2）；2-锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；0-边坡工程重要系数，取1.0；fy-钢筋或预应力钢绞线的抗拉强度标准值（kN），取300N/ mm；(3) 锚杆锚固体与地层的锚固长度计算公式：(4) 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式： 锚固段长度按上述两个公式计算，并取其中的较大值。式中： la-锚杆锚固段长度（m）； frb-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa）； fb-锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa）； D-锚杆锚固段的钻孔直径（m）； d-锚杆钢筋直径（m）；0 -边坡工程重要系数，取1.0；1-锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33；3-钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性取0.60，对临时性取0.72；通过计算，得出：;或：;锚杆设计长度均为4m，采用32螺纹钢筋作为锚筋，钻孔直径为110mm，全孔段M30水泥砂浆固结，共计132根；锚索设计长度为12m，采用4根15.20-1860钢绞线，钻孔直径110mm，M30水泥砂浆固结，锚固段长度不小于4m，共计30根。锚杆具体设计计算见表5.4-1表5.4-4。3.锚索计算：采用预应力锚索治理边坡加固时，锚索提供的作用力主要有沿滑动面产生的抗滑力，及锚索在滑动面产生的法向阻力，对岩质边坡，设计锚固力 ()()式中，为荷载分项系数，可取1.30,；ehk为侧向岩土压力水平分力标准值；Sx、Sy分别为锚索水平间距和垂直间距。式中，Eh为危岩体的水平推力。设计锚索间距4 m，锚索支护段高度为10.1m，设计2排预应力锚索。根据每孔锚索设计锚固力Pt和所选用的钢绞线强度，计算整治每延米滑坡所需锚索钢绞线的根数n，取安全系数Fs1=2.0，则 =3.39根，为安全起见，该处单孔锚索钢绞线取4根。设计采用锚索钻孔直径dh=0.11m，单根钢绞线直径d=0.0152m；注浆材料采用M30水泥砂浆，锚索张拉钢材与水泥砂浆的极限粘结力kpa；锚索锚固段置于弱风化的较硬岩中，锚孔壁对砂浆的极限剪切应力kpa。锚索锚固段设计为枣核状，锚固体设计安全系数Fs2=2.5。（1）按水泥砂浆与锚索张拉钢材粘结强度计算锚固段长度=1.58m（2）按锚固体与孔壁的抗剪强度确定锚固段长度=4.71m锚索的锚固体长度采用两者中最大