錨桿擋墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、目錄1.設(shè)計(jì)原則- 1 -2.設(shè)計(jì)依據(jù)- 1 -3.設(shè)計(jì)參數(shù)- 2 -4.邊坡穩(wěn)定性分析- 2 - 4.1計(jì)算模型- 2 - 4.2計(jì)算工況- 2 - 4.3破壞模式分析- 3 - 4.4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算- 3 -5.側(cè)向巖石壓力計(jì)算- 4 -6.設(shè)計(jì)采用的防護(hù)方案- 5 -7.邊坡錨桿擋墻設(shè)計(jì)- 5 - 7.1邊坡段錨桿擋墻設(shè)計(jì)- 5 - 7.1.1 邊坡錨桿設(shè)計(jì)- 5 - 7.1.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)- 7 -7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì)- 10 -7.2邊坡段錨桿擋墻設(shè)計(jì)- 11 -7.2.1 邊坡錨桿設(shè)計(jì)- 11 -7.2.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì)- 12 -7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì)- 16 -

2、8.邊坡排水溝設(shè)計(jì)- 16 -9.邊坡裂縫注漿- 17 -10.邊坡支擋結(jié)構(gòu)泄水孔和變形縫- 17 -邊坡工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1.設(shè)計(jì)原則遵循“技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的原則編制本次施工圖設(shè)計(jì)，確保邊坡支護(hù)工程措施經(jīng)濟(jì)合理，保證支護(hù)工程在使用年限內(nèi)穩(wěn)定可靠。本邊坡治理工程設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)施工反饋的信息進(jìn)行適當(dāng)合理修改和完善。2.設(shè)計(jì)依據(jù)本施工圖設(shè)計(jì)報(bào)告編制的主要依據(jù)如下：（1）三峽庫(kù)區(qū)高切坡防護(hù)工程重慶市巫山標(biāo)二段大昌鎮(zhèn)地稅所至派出所高切坡工程地質(zhì)勘察報(bào)告（重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局107地質(zhì)隊(duì) 2005.6）；（2）建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）；（3）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）；（4）錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB50086-2001）；（5）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）；（6）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50003-2001）；（7) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001（2006年版）；（8）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50011-2010）；（9）地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范(DB50/5029-2004)；3.設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)選擇依據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告、相關(guān)規(guī)范、工程類(lèi)比和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。 （1）巖土物理力學(xué)參數(shù)詳見(jiàn)表1力學(xué)參數(shù)巖性巖體重度（kN/m3）抗剪強(qiáng)度等效內(nèi)摩擦角e（°）備注c（kPa）（&

4、#176;）人工填土201510強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r25252035中等風(fēng)化灰?guī)r26302540（2）安全等級(jí)一級(jí)，安全系數(shù)1.35，設(shè)計(jì)使用期限50年（3）灰?guī)r巖體破裂角51°。巖體內(nèi)聚力為0.25MPa，內(nèi)摩擦角為32°，巖體結(jié)構(gòu)面內(nèi)聚力取35kpa，內(nèi)摩擦角取15°（4）邊坡巖體類(lèi)別為類(lèi)，巖體等效內(nèi)摩擦角40°（5）灰?guī)r巖天然抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.3MPa4.邊坡穩(wěn)定性分析4.1計(jì)算模型計(jì)算模型中邊坡剖面的地形線從場(chǎng)地地形圖上量取，滑移線按破裂角取外傾結(jié)構(gòu)面傾角和兩者中的較小值，巖土層依據(jù)工程地質(zhì)勘查提供資料確定，地下水分布按最不利考慮。4.2計(jì)算工況自重+長(zhǎng)

5、時(shí)間暴雨+附加荷載（飽和狀態(tài)），計(jì)算參數(shù)詳見(jiàn)表2參數(shù)名稱(chēng)取值備注巖體的重度（kN/m3）26經(jīng)驗(yàn)值結(jié)構(gòu)面的粘聚力C（kPa）24經(jīng)驗(yàn)值結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角（°）17經(jīng)驗(yàn)值巖體破裂角（°）5053.5實(shí)測(cè)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)4.3破壞模式分析根據(jù)勘察報(bào)告，巖質(zhì)邊坡擬采用支護(hù)段存在硬性外傾結(jié)構(gòu)面，坡頂巖、土體在卸荷裂隙作用下容易沿裂隙面或破裂面產(chǎn)生平面滑移破壞，故邊坡破壞模式為可能沿外傾結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，因此按平面滑動(dòng)法的計(jì)算公式進(jìn)行穩(wěn)定性。4.4邊坡穩(wěn)定性計(jì)算公式中：-穩(wěn)定性系數(shù)-垂直荷載，包括巖土自重和其上部的建筑荷載-作用于滑面上的孔隙水壓力表3 大昌鎮(zhèn)地稅所至派出所高切坡（WS021

6、2）穩(wěn)定性驗(yàn)算表剖面編號(hào)滑面傾角a（°）塊體體積V（m3）容重(kN/m3)垂直荷載W粘聚力C (kPa)內(nèi)摩擦角（°）穩(wěn)定系數(shù)K條塊自重（kN）建筑荷載（kN）1-1503868.0426100569885024171.362-253.53926.3726102085.6735024171.293-3524668.0326121368.8765024171.34根據(jù)勘查報(bào)告計(jì)算結(jié)果(詳見(jiàn)表3)，該高切坡1-1剖面穩(wěn)定系數(shù)1.36，整體穩(wěn)定； 2-2剖面穩(wěn)定系數(shù)1.29，基本穩(wěn)定；3-3剖面穩(wěn)定系數(shù)1.34，欠穩(wěn)定，說(shuō)明該高切坡穩(wěn)定性較差，按照建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50

7、330-2002）5.3.1的相關(guān)規(guī)定，該高切坡穩(wěn)定系數(shù)小于1.35，應(yīng)對(duì)高切坡采取有效防護(hù)措施進(jìn)行治理。5.側(cè)向巖石壓力計(jì)算根據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）中6.3.4條規(guī)定，有外傾硬性結(jié)構(gòu)面時(shí)，邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)向巖壓力以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法和以外傾結(jié)構(gòu)面的參數(shù)按6.3.2條的方法計(jì)算，取二者之間的較大值。1）以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力計(jì)算方法計(jì)算的巖石側(cè)壓力式中：a-墻背與水平面的夾角（）；-填土表面與水平面之間的夾角（）；-墻背與填土之間的摩擦角（）；-巖(土)內(nèi)摩擦角（）；c-巖(土)粘聚力(Kpa)；-巖(土)體重度(KN/m3)；h-擋土墻高度

8、(m；q-坡頂超載(KN/m2；系數(shù) 超載影響系數(shù)2）按外傾硬性結(jié)構(gòu)面計(jì)算側(cè)向巖壓力 根據(jù)邊坡勘察的地質(zhì)信息，分別對(duì)1、2、3剖面進(jìn)行側(cè)向巖石壓力計(jì)算（詳細(xì)計(jì)算過(guò)程見(jiàn)附錄）6.設(shè)計(jì)采用的防護(hù)方案采用錨桿+肋柱擋土墻+排水溝+裂縫注漿封填,為經(jīng)濟(jì)合理的對(duì)邊坡加固防護(hù)，按邊坡高度515m和1522m(分別定義為邊坡段、段)分別進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)邊坡段側(cè)向巖壓力 327.7 (kN)邊坡段側(cè)向巖壓力 681.7 (kN)邊坡側(cè)向巖壓力受巖體按外傾結(jié)構(gòu)面計(jì)算的側(cè)向巖壓力控制。7.邊坡錨桿擋墻設(shè)計(jì) 7.1邊坡段錨桿擋墻設(shè)計(jì) 7.1.1 邊坡錨桿設(shè)計(jì) 1）錨桿布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2

9、002）對(duì)錨桿進(jìn)行初步擬定錨桿的水平間距： 3.0 m 錨桿的垂直間距： 2.5 m 錨桿傾角： =15°錨桿類(lèi)別：永久性全粘結(jié)型錨桿普通鋼筋種類(lèi)： 水泥砂漿注漿： M30錨固體直徑： D=110 2）錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值： 鋼筋和錨固砂漿粘間結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 錨固體與地層粘結(jié)工作條件系數(shù)： 錨筋工作條件系數(shù)： 鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)： 3） 錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值按連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)有限元軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖，肋柱各節(jié)點(diǎn)（錨固位置點(diǎn)）支座反力最大值進(jìn)行錨固設(shè)計(jì)，取181.85錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值： 錨桿的軸向拉力

10、設(shè)計(jì)值：= 4） 錨桿結(jié)構(gòu)計(jì)算 錨桿鋼筋截面面積： =1.1，=0.69 1256.29 選用為228 AS=1232 錨桿錨固體與巖石的錨固長(zhǎng)度： 錨固體直徑D=110 錨固長(zhǎng)度： 錨桿與錨固體砂漿間的錨固長(zhǎng)度： ； ； ； ； 兩根鋼筋折減系 數(shù):0.7；邊坡重要性系數(shù) 錨固長(zhǎng)度： 錨桿的錨固長(zhǎng)度: 理論設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)錨固段長(zhǎng)度 符合錨固長(zhǎng)度構(gòu)造要求 7.1.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì) 1）肋柱布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）對(duì)肋柱進(jìn)行初步擬定 肋柱沿著坡面豎向布置 肋柱的截面尺寸： 肋柱的間距： 2）肋柱的內(nèi)力計(jì)算 肋柱視為上端懸臂、底端簡(jiǎn)支的連續(xù)梁，如圖7所示，

11、利用有限元軟件 ，求得肋柱各點(diǎn)的彎矩和剪力，繪制彎矩圖和剪力圖，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表。側(cè)向巖石壓力修正值： 側(cè)向巖土壓力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值： 垂直肋柱的側(cè)向巖石壓力標(biāo)準(zhǔn)值： 垂直肋柱的梯形分布巖石側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 利用有限元軟件Sap2000計(jì)算得到肋柱的截面內(nèi)力和支座反力（數(shù)據(jù)詳見(jiàn)附錄中），將剪力和彎矩繪制成圖形，如圖4 3）肋柱的配筋計(jì)算材料： C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 HRB335鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 HPB300鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值肋柱的截面尺寸：肋柱需要配縱向受力鋼筋以抵消彎矩，配置箍筋以抵抗剪力。肋柱結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002），肋柱按最大正彎矩值 ，最

12、大負(fù)彎矩值， 4）正截面受彎計(jì)算 永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 則： 取C30混凝土，混凝土軸心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C50，取1.0選用HRB335 鋼筋,取保護(hù)層厚度c=30mm，h值取為400mm，則 由力矩平衡條件得 為防止出現(xiàn)超筋破壞，應(yīng)滿足 即滿足要求 由力的平衡條件得 為防止出現(xiàn)少筋破壞，應(yīng)滿足 即滿足要求 選用用3根16等間距單排布置，布置在肋柱最大負(fù)彎矩截面受拉區(qū)，最大正彎矩截面按構(gòu)造配筋滿足抗拉要求（計(jì)算略）。 肋柱的兩側(cè)及受壓邊，應(yīng)適當(dāng)配置縱向構(gòu)造鋼筋，間距取240mm，直徑取12mm。受壓邊兩側(cè)，應(yīng)配置架立鋼筋，直徑取12mm。 5）斜截面受剪計(jì)算 永久作用分項(xiàng)系

13、數(shù)： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 則： 當(dāng)時(shí)， 即滿足要求，不會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞 斜截面受剪承載力的計(jì)算： 承載力不滿足則需滿足選用HRB30012鋼筋，箍筋做成封閉式。 ，為單肢箍筋的截面面積 即根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002)，箍筋的最大間距，最小直徑不低于6mm。箍筋的最小配筋率要求： 箍筋的配筋率需滿足： 則箍筋間距取s=250mm因此選用12250的雙肢箍筋。 7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì) 將肋柱視為支承，計(jì)算面板受力。根據(jù)每孔錨桿的受力除以其受力范圍，即為面板的均布荷載。肋柱的水平間距： 3.0 m 永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 邊坡重要性系數(shù)： 面板的均布荷載設(shè)計(jì)值： 取板寬的板條為計(jì)算單

14、元，板厚面板跨中彎距 面板鋼筋截面積 通過(guò)配筋計(jì)算，面板受力鋼筋采用14200,水平向伸入肋柱拉通布置，豎直向布置分布鋼筋，分布鋼筋在受力鋼筋內(nèi)側(cè)，分布鋼筋選擇12250。 7.2邊坡段錨桿擋墻設(shè)計(jì) 7.2.1 邊坡錨桿設(shè)計(jì) 1）錨桿布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）對(duì)錨桿進(jìn)行初步擬定錨桿的水平間距： 3.0 m 錨桿的垂直間距： 2.5 m 錨桿傾角： =15°錨桿類(lèi)別：永久性全粘結(jié)型錨桿普通鋼筋種類(lèi)： 水泥砂漿注漿： M30錨固體直徑： D=110 2）錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值： 鋼筋和錨固砂漿粘間結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：

15、錨固體與地層粘結(jié)工作條件系數(shù)： 錨筋工作條件系數(shù)： 鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)： 3）錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值按連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)有限元軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖，肋柱各節(jié)點(diǎn)（錨固位置點(diǎn)）支座反力最大值進(jìn)行錨固設(shè)計(jì)，取257.88錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值： 錨桿的軸向拉力設(shè)計(jì)值：= 4）錨桿結(jié)構(gòu)計(jì)算 錨桿鋼筋截面面積： =1.1，=0.69 1484.56 選用為230 AS=1414 錨桿錨固體與巖石的錨固長(zhǎng)度： 錨固體直徑D=110 錨固長(zhǎng)度： 錨桿與錨固體砂漿間的錨固長(zhǎng)度： ； ； ； ； 兩根鋼筋折減系數(shù):0.7；邊坡重要性系數(shù) 錨固長(zhǎng)度： 錨桿的錨固長(zhǎng)度: 理論設(shè)計(jì)錨固長(zhǎng)

16、度 設(shè)計(jì)錨固段長(zhǎng)度 符合錨固長(zhǎng)度構(gòu)造要求 7.2.2邊坡?lián)鯄咧O(shè)計(jì) 1）肋柱布置和選型按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）對(duì)肋柱進(jìn)行初步擬定 肋柱沿著坡面豎向布置 肋柱的截面尺寸： 肋柱的間距： 2）肋柱的內(nèi)力計(jì)算 肋柱視為上端懸臂、底端簡(jiǎn)支的連續(xù)梁，如圖7所示，利用有限元軟件 ，求得肋柱各點(diǎn)的彎矩和剪力，繪制彎矩圖和剪力圖，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表。側(cè)向巖石壓力修正值： 側(cè)向巖土壓力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值： 垂直肋柱的側(cè)向巖石壓力標(biāo)準(zhǔn)值： 垂直肋柱的梯形分布巖石側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 利用有限元軟件Sap2000計(jì)算得到肋柱的截面內(nèi)力和支座反力（數(shù)據(jù)詳見(jiàn)附錄中），將剪力和彎矩繪制成圖形，如圖5 3）

17、肋柱的配筋計(jì)算材料： C30混凝土：軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 HRB335鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 HPB300鋼筋：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值肋柱的截面尺寸：肋柱需要配縱向受力鋼筋以抵消彎矩，配置箍筋以抵抗剪力。肋柱結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002），肋柱按最大正彎矩值 ，最大負(fù)彎矩值， 4）正截面受彎計(jì)算 永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 則： 取C30混凝土，混凝土軸心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C50，取1.0選用HRB335 鋼筋,取保護(hù)層厚度c=30mm，h值取為400mm，則 由力矩平衡條件得 為防止出現(xiàn)超筋破壞，應(yīng)滿足 即滿足要求 由力的平衡條件得 為防止出現(xiàn)少筋破壞，應(yīng)滿足 即

18、滿足要求 選用用4根16等間距單排布置，布置在肋柱最大負(fù)彎矩截面受拉區(qū)，最大正彎矩截面按構(gòu)造配筋滿足抗拉要求（計(jì)算略）。 肋柱的兩側(cè)及受壓邊，應(yīng)適當(dāng)配置縱向構(gòu)造鋼筋，間距取200mm，直徑取14mm。受壓邊兩側(cè)，應(yīng)配置架立鋼筋，直徑取14mm。 5）斜截面受剪計(jì)算 永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 則： 當(dāng)時(shí)， 即滿足要求，不會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞 斜截面受剪承載力的計(jì)算： 承載力不滿足則需滿足選用HRB30012鋼筋，箍筋做成封閉式。 ，為單肢箍筋的截面面積 即根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002)，箍筋的最大間距，最小直徑不低于6mm。箍筋的最小配筋率要求： 箍筋的配筋率需滿足： 則箍筋間距取s=250mm因此選用12250的雙肢箍筋。 7.2.3邊坡?lián)鯄γ姘逶O(shè)計(jì) 將肋柱視為支承，計(jì)算面板受力。根據(jù)每孔錨桿的受力除以其受力范圍，即為面板的均布荷載。肋柱的水平間距： 3.0 m永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 邊坡重要性系數(shù)： 面板的均布荷載設(shè)計(jì)值： 取板寬的板條為計(jì)算單元，板厚,取面板跨中彎距 面板鋼筋截面積 通過(guò)配筋計(jì)算，