高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與分析及論大學(xué)生寫作能力

西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第Ⅰ頁(yè)西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第頁(yè)第1章緒論問(wèn)題的提出滑坡是指斜坡上的土體(巖體)，在河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震及人工切坡等因素影響下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象?；率歉咚勹F路建設(shè)中遇到的常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象之一。其發(fā)生的后果通常是中斷交通、侵占河道、造成人身財(cái)產(chǎn)的損害，而且它的分布面廣、發(fā)生比較頻繁、產(chǎn)生條件復(fù)雜，作用因素繁多使得治理滑坡的費(fèi)用昂貴。由于地質(zhì)環(huán)境和自然條件的區(qū)域性的特點(diǎn)，從而決定了滑坡的分布具有區(qū)域集中的特點(diǎn)。因此在許多山區(qū)，滑坡多是成群狀分布，這無(wú)疑給滑坡的治理方面帶來(lái)了巨大的困難。在高速鐵路交通運(yùn)輸方面，滑坡的危害主要表現(xiàn)在：（1）破壞鐵路線路，造車中斷行車；（2）危害鐵路站場(chǎng)、站房，嚴(yán)重威脅車站安全；（3）造成橋梁墩臺(tái)的推移以及隧道明洞摧毀；（4）中斷鐵路交通運(yùn)輸，影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)；（5）造成行車事故和人身傷亡；（6）加大維修費(fèi)用，增加了財(cái)政支出。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，西部大開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，邊坡治理在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有著舉足輕重的地位，如何有效地加固邊坡是滑坡防治至關(guān)重要的核心內(nèi)容。支擋結(jié)構(gòu)的發(fā)展在邊坡的治理方面，支擋結(jié)構(gòu)的形式是多種多樣的，比如預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿、抗滑樁、擋土墻等等。但其發(fā)展過(guò)程大致可以分為以下幾個(gè)階段：第一階段（20世紀(jì)50年代以前），采用抗滑擋墻結(jié)合支撐錨桿，取得了一定效果。但由于滑坡的推力較大，致使抗滑擋墻的體積龐大，墻基須置于滑面以下一定深度，施工開(kāi)挖對(duì)滑體的穩(wěn)定影響大。第二階段（20世紀(jì)70年代），采用抗滑樁支擋，工程效果比較明顯。國(guó)外則多采用鋼筋混凝土鉆孔樁，用群樁和承臺(tái)共同受力。而國(guó)內(nèi)采用矩形截面的鋼筋混凝土挖孔樁，由于抗滑樁提供的抗力大，施工對(duì)滑體的擾動(dòng)小、安全、見(jiàn)效快，因此曾被廣泛采用。第三階段（20世紀(jì)80年代以后），隨著錨固技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡加固中得到了廣泛的應(yīng)用，在不斷的工程實(shí)踐中演化出了各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，主要有：①預(yù)應(yīng)力錨索抗滑擋墻；②預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁；③預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁板墻；④預(yù)應(yīng)力錨索框架梁。預(yù)應(yīng)力錨索在工程中的應(yīng)用大大地改善了抗滑結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，降低了工程造價(jià)。常見(jiàn)支擋結(jié)構(gòu)類型隨著我國(guó)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，支擋結(jié)構(gòu)在邊坡工程中的運(yùn)用是變得越來(lái)越廣泛。在許多的山區(qū)地帶，由于沿線的地形陡緩交錯(cuò)頻繁，一般的支擋結(jié)構(gòu)的高度有限，就很難滿足設(shè)計(jì)要求。因此需要開(kāi)發(fā)使用高輕型支擋結(jié)構(gòu)，以降低工程造價(jià)，下面簡(jiǎn)單介紹這兩種支擋結(jié)構(gòu)：一般支擋結(jié)構(gòu)一般的支擋結(jié)構(gòu)包括各種類型的擋土墻和其他具有承重能力的支撐結(jié)構(gòu)，主要形式有：重力式擋土墻、錨索（桿）擋土墻、錨定板擋土墻、抗滑樁、土釘支護(hù)、樁板式擋土墻等等。它們適用于墻高不超過(guò)一定高度的支擋工程，在一般的公路工程中使用比較廣泛。高輕型支擋結(jié)構(gòu)高輕型支擋結(jié)構(gòu)是指在一般支擋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使用了新材料、新技術(shù)、新工藝的結(jié)構(gòu)形式，專指高度大于12m的支擋工程，目前在我國(guó)現(xiàn)行的公路、鐵路規(guī)范中還沒(méi)有明確規(guī)定的一類支擋結(jié)構(gòu)物。它的主要形式包括：高輕型預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻、高輕型錨定板擋土墻、高輕型預(yù)應(yīng)力錨索框架梁。這幾種形式相比于一般支擋結(jié)構(gòu)而言，由于采用了預(yù)應(yīng)力錨索，使得樁（板、框架）的受力形式發(fā)生改變，使得樁（板、框架）的內(nèi)力分布更加合理，從而極大地發(fā)揮了材料和結(jié)構(gòu)的性能。預(yù)應(yīng)力錨索框架梁是隨著預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)近年來(lái)在滑坡治理和邊坡加固工程中大量應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。因此，在邊坡治理方面，預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的應(yīng)用空間會(huì)隨著科技的不斷進(jìn)步變得越來(lái)越廣。應(yīng)用研究現(xiàn)狀預(yù)應(yīng)力錨索框架梁作為一種新型的輕型支擋結(jié)構(gòu)，由于其具有加固邊坡同時(shí)還能進(jìn)行植物美化的效果，近幾年來(lái)在邊坡加固中被廣泛使用。但是這種新型支擋結(jié)構(gòu)的使用條件、設(shè)計(jì)計(jì)算方法等方面的理論研究已經(jīng)明顯落后于生產(chǎn)實(shí)踐。預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)取得了一定的成果，但是仍然處于探索和研究的階段。在我國(guó)的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中，還沒(méi)有對(duì)其具體設(shè)計(jì)計(jì)算原則和方法做出相應(yīng)的規(guī)定和說(shuō)明。而目前，大多數(shù)設(shè)計(jì)單位都是按照自己的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的計(jì)算方法多是采用一般地基梁的算法，將錨索框架梁拆分為橫梁和縱肋來(lái)計(jì)算，在若干假設(shè)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的分析計(jì)算。文獻(xiàn)中的反梁法，是將坡面的反力視為作用在框架梁上的均布荷載，將預(yù)應(yīng)力錨索作用點(diǎn)視為支座，將框架梁看做是倒置的交叉格構(gòu)梁來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且假設(shè)橫梁和縱肋是相互獨(dú)立的。但是，這種方法忽略了巨大錨索力作用下框架的變形，引起了底部反力的不均勻分布。支擋結(jié)構(gòu)發(fā)展前景邊坡支擋技術(shù)是高速鐵路路建設(shè)，特別是山區(qū)高速鐵路建設(shè)所面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。我國(guó)在這方面既沒(méi)有計(jì)算公式可依，也沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)算程序，僅依靠大量施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐。隨著新材料、新工藝的不斷使用，高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力錨索在工程中的應(yīng)用促進(jìn)了錨固技術(shù)的發(fā)展。在未來(lái)，高輕型支擋結(jié)構(gòu)的理論研究、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。第2章工程簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)范圍K117+950～K118+090左側(cè)路塹高邊坡，長(zhǎng)140.0m，高度約為40m，路肩標(biāo)高為528.29m。該邊坡為永久性邊坡，邊坡工程重要性等級(jí)為一級(jí)。地形地貌本段路線處于威遠(yuǎn)背斜北西翼地區(qū)，呈切脊?fàn)畹蜕?，為侵蝕構(gòu)造低山地貌。坡體內(nèi)灌木叢生，植被繁茂；坡頂?shù)貏?shì)寬緩平坦。斜坡四周呈椅狀溝槽地形，溝槽內(nèi)坡殘積層發(fā)育。地質(zhì)概況根據(jù)鉆孔揭露及野外工程地質(zhì)測(cè)繪，勘察區(qū)出露的地層主要有：新生界第四系全新統(tǒng)殘坡積層（）、三疊系上統(tǒng)須家河組（）。新生界第四系全新統(tǒng)殘坡積層（）<6-1>低液限黏土：黃色，硬塑狀，土質(zhì)不勻，可見(jiàn)植物根系，含約占5%的砂、泥角礫，厚0~2m，主要分布于斜坡表層。三疊系上統(tǒng)須家河組（）<14-2-1>泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖夾煤層強(qiáng)風(fēng)化層：褐黃色，青灰色，薄-中層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀120°∠12°。已風(fēng)化呈碎塊石狀。一般厚2~6m，屬Ⅳ級(jí)軟石。<14-2-2>泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖夾煤層中風(fēng)化層：綠灰、灰、灰黑色，薄-中層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀145°∠6°。遇水易崩解軟化，暴露易風(fēng)化剝落，具飽脫水風(fēng)化特征。屬Ⅳ級(jí)軟石。水文地質(zhì)區(qū)內(nèi)第四系松散土層孔隙潛水具淺埋藏，短流徑，緩流速之特點(diǎn)?；鶐r裂隙含水層之地下水徑流、補(bǔ)給條件差，較為貧乏，且在空間上分布不均勻。區(qū)內(nèi)總體水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。區(qū)內(nèi)環(huán)境水對(duì)混凝土具有中等結(jié)晶類腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。氣候條件該地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫17.8℃，一月均溫7.4℃，七月均溫27.2℃。極端高溫39℃，最低零下5.5℃?；顒?dòng)積溫6570℃。無(wú)霜期329天，日照1192小時(shí)。年平均降雨量985.2毫米，多集中于6-9月，常有春旱。設(shè)計(jì)參數(shù)表2.6設(shè)計(jì)參數(shù)巖土層重度γ（kN/m3）黏結(jié)強(qiáng)度c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（°）泊松比μ泥巖夾砂巖強(qiáng)風(fēng)化層2326220.3泥巖夾砂巖中風(fēng)化層24.530280.3其它設(shè)計(jì)參數(shù)邊坡坡率安全系數(shù)1:0.751.3設(shè)計(jì)原則1、本邊坡工程為永久性支護(hù)，邊坡等級(jí)為一級(jí)。2、邊坡剩余下滑力的計(jì)算采用傳遞系數(shù)法。3、框架梁內(nèi)力計(jì)算“倒梁法”，并進(jìn)行配筋計(jì)算。4、設(shè)計(jì)本著安全、經(jīng)濟(jì)、適用的原則進(jìn)行。

第3章基本理論邊坡的類型和特征邊坡類型（1）按構(gòu)成邊坡的物質(zhì)種類分：=1\*GB3①土質(zhì)邊坡，整個(gè)邊坡主要由土體所構(gòu)成，按土體的種類通常又可分為粘性土邊坡、黃土邊坡、膨脹土邊坡、堆積土邊坡、填土邊坡。②巖質(zhì)邊坡，整個(gè)邊坡主要由巖石所構(gòu)成，按巖體的強(qiáng)度又可以分為硬巖邊坡、軟巖邊坡、風(fēng)化巖邊坡等。③巖土混合邊坡，邊坡下部為巖層，而上部為土層的邊坡結(jié)構(gòu)。（2）按邊坡的高度分：①一般邊坡，巖質(zhì)邊坡總高度在30m以下，土質(zhì)邊坡總高度在15～20m。②高邊坡，巖質(zhì)邊坡總高度大于30m，土質(zhì)邊坡總高度大于15～20m。通常情況下，容易發(fā)生變形破壞和滑坡的邊坡多為高邊坡，因此，加強(qiáng)對(duì)高邊坡的研究將是邊坡治理的重點(diǎn)，對(duì)邊坡治理的成功也將起到關(guān)鍵作用。（3）按邊坡使用年限分：①臨時(shí)邊坡，一般只在施工期間存在的邊坡，如基坑邊坡。②短期邊坡，存在時(shí)間為10～20年的邊坡，如露天礦邊坡。③永久邊坡，長(zhǎng)期使用的邊坡，如鐵路路塹邊坡。邊坡的特征（1）邊坡的自然特征人工邊坡是將自然邊坡部分改造成為人工構(gòu)筑物，其邊坡特征和穩(wěn)定性很大程度取決于自然邊坡的地形地貌特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。由于自然邊坡的地層巖性、地下水分布、地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化程度的不同，在自然力作用下形成了不同的形態(tài)，如有直線坡、凸形坡、臺(tái)階狀坡等。對(duì)于巖質(zhì)邊坡，其特殊的結(jié)構(gòu)特征．可保持較為高陡的邊坡。由于高陡邊坡容易發(fā)生滑動(dòng)，因此必須設(shè)置支擋工程才能保持其穩(wěn)定。通常高陡邊坡坡體容易被沖刷，需要設(shè)置坡面防護(hù)工程。對(duì)于地下水較多、雨水豐沛的地區(qū)，土體重度增加，發(fā)生滑坡的危險(xiǎn)增大。因此，需要做好排水工程，疏通地下水、截流雨水等。（2）邊坡的滑面特征無(wú)論是土質(zhì)邊坡還是巖質(zhì)邊坡，在坡體沒(méi)有開(kāi)挖或填筑之前，坡體內(nèi)不存在明顯滑面，即使坡體中存在軟弱土夾層或軟弱結(jié)構(gòu)面，也不能視作滑面，因?yàn)樗鼈儧](méi)有滑動(dòng)的趨勢(shì)。這正是邊坡與滑坡的不同之處。邊坡破壞形式邊坡廣義的破壞形式包括有崩塌、坍塌、滑塌、傾倒等，下面簡(jiǎn)單講解下其含義。崩塌，是指陡峭邊坡上的巨大巖石或土體，在重力和其他外力作用下，發(fā)生突然崩落的現(xiàn)象。整個(gè)過(guò)程中巖石（或土體）猛烈的翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積于坡腳，原巖石（或土體）結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的破壞。坍塌，是指土層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜坡，由于土壤的水和裂隙水的作用、河流沖刷等作用而產(chǎn)生逐層塌落的變形現(xiàn)象?；?，是指斜坡上的巖體或土體，在重力和其他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面發(fā)生整體向下以水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡現(xiàn)象十分類似，滑坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或軟弱帶）整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。傾倒，是指陡傾的巖體由于其他外力作用，繞著底部的某點(diǎn)向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，它可以發(fā)展轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可以停止在傾倒變形階段。邊坡穩(wěn)定性分析的意義對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析通常具有以下兩方面的意義：一是定性的確定邊坡周圍的巖體對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，用于評(píng)價(jià)巖體質(zhì)量，初步評(píng)判邊坡穩(wěn)定性，為工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行提供依據(jù)，減少邊坡破壞給人民帶來(lái)的人身財(cái)產(chǎn)損失；二是通過(guò)工程類比方法來(lái)定量確定作用于支擋結(jié)構(gòu)上的巖石壓力，為支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，以便進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。影響邊坡穩(wěn)定性的因素影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要有地理?xiàng)l件、地質(zhì)條件、氣候條件、水文和水文地質(zhì)條件、土的類別等。其中影響巖石邊坡穩(wěn)定性的因素為巖石的結(jié)構(gòu)類型與完整性、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、地下水及巖石的強(qiáng)度等。其中最主要的影響因素是巖體的完整性、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響與邊坡巖體性質(zhì)有關(guān)，有時(shí)是主要影響因素，有時(shí)又影響不大。邊坡穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀密切相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)面走向與邊坡走向相近時(shí)，外傾結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡是不利的。對(duì)傾向與邊坡傾向相同，走向與邊坡走向的夾角小于的結(jié)構(gòu)面稱為外傾結(jié)構(gòu)面。但不是所有的外傾結(jié)構(gòu)面都會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，只有結(jié)構(gòu)面的傾角在之間（為結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角）時(shí)，結(jié)構(gòu)面才有可能發(fā)生滑動(dòng)。外傾結(jié)構(gòu)面傾角越是接近時(shí)，邊坡越容易產(chǎn)生滑動(dòng)，因而這是一個(gè)最不利的傾角，此時(shí)巖體的穩(wěn)定性最差。結(jié)構(gòu)面結(jié)合狀況，包括裂隙張開(kāi)度、充填物的厚度與性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面的粗糙情況，也是影響邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)主要因素。邊坡穩(wěn)定性分析邊坡穩(wěn)定性分析是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，其計(jì)算通常采用土力學(xué)中的極限平衡法來(lái)分析。極限平衡方法的基本特點(diǎn)是只考慮了靜力平衡條件和土的摩爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，也就是說(shuō)通過(guò)分析土體在破壞時(shí)的力的平衡來(lái)求解。然而多數(shù)情況下問(wèn)題是靜不定的，極限平衡方法處理靜不定問(wèn)題的對(duì)策是引入一些簡(jiǎn)化假定，使問(wèn)題變得靜定可解。由于簡(jiǎn)化假定的引入，使得分析計(jì)算工作量大大的簡(jiǎn)化，因而在工程中獲得廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和有限元分析方法的發(fā)展，應(yīng)用嚴(yán)格的應(yīng)力應(yīng)變分析方法來(lái)分析邊坡的變形和穩(wěn)定性已成為可能。因此有限元法也被廣泛應(yīng)用于邊坡穩(wěn)定分析。然而有限元方法也擁有一些局限性，主要是在確定邊坡的初始應(yīng)力狀態(tài)把握邊坡臨近破壞時(shí)的彈塑性本構(gòu)關(guān)系等方面遇到的難題。這里主要介紹一下極限平衡法在工程中的運(yùn)用，根據(jù)邊坡失穩(wěn)時(shí)破裂面的形狀又可分為：直線破裂面和圓弧狀破裂面。直線破裂面邊坡穩(wěn)定性分析直線破裂面是指邊坡破壞時(shí)其破裂面近似為平面，斷面近似為直線，這種情形通常發(fā)生在均質(zhì)砂土、透水的砂石邊坡中。如下圖3.5.1所示，坡體重，坡角，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為、，破裂面傾角為，滑面長(zhǎng)度，沿邊坡長(zhǎng)度方向取單位長(zhǎng)度作為平面分析。圖3.5滑面上由重力產(chǎn)生的下滑力和土的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生的抗滑力分別為：則邊坡穩(wěn)定系數(shù)或安全系數(shù)，可用抗滑力與下滑力之比表示，即（3.5.1為了保證邊坡的穩(wěn)定性，通常安全系數(shù)值一般不小于1.25，特殊情況下可以減小至1.15。對(duì)于的砂性土坡，公式又可以簡(jiǎn)化為（3.5.2從上式我們可以看出，當(dāng)時(shí)，值最小，此時(shí)邊坡表面土體最容易發(fā)生滑動(dòng)，有（3.5.3圓弧破裂面邊坡穩(wěn)定性分析據(jù)大量觀測(cè)表明，黏性土山坡、人工填筑或開(kāi)挖的邊坡在發(fā)生破壞時(shí)，其破裂面多呈圓弧狀，由于黏性土黏聚力的存在，黏性土邊坡在破壞時(shí)，滑動(dòng)面近似于圓柱面。工程中為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定滑動(dòng)面為圓弧面，建立在這一假定上的土的穩(wěn)定性分析方法叫做圓弧滑動(dòng)法。其中，最為常用的就是瑞典條分法。條分法是將滑動(dòng)土體在豎向分為若干土條，將土條視為剛塑體，分別求得作用于各個(gè)土條上的力對(duì)圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，由抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比求得安全系數(shù)。條分法假定不計(jì)條間力的影響，將土條兩側(cè)的條間力的合力看做大小相等、方向相反、作用在同一直線上。實(shí)際上，每個(gè)土條兩側(cè)的條間力是不平衡的，但經(jīng)驗(yàn)表明，忽略條間力的作用對(duì)計(jì)算結(jié)果影響不大。如圖3.5圖3.5則垂直于滑面法向的分力與沿著滑面的切向分力分別為：，其中起抗滑作用的切向分力用表示，則整個(gè)滑弧上的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩分別為：安全系數(shù)為抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比，即（3.5.4剩余下滑力的計(jì)算目前，計(jì)算滑坡剩余下滑力的方法比較多，使用較多的有瑞典條分法、畢肖普法、傳遞系數(shù)法、分塊極限平衡法等，其中傳遞系數(shù)法是驗(yàn)算山區(qū)土層沿巖面滑動(dòng)最常用的邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算方法，本次設(shè)計(jì)即采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行邊坡剩余下滑力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算推力時(shí)假定：滑坡體是不可壓縮的介質(zhì)，不考慮滑體的局部壓縮變形，塊體間只傳遞推力而不傳遞拉力。塊間作用力（即推力）以集中力表示，它的作用線平行于前一滑塊的滑動(dòng)方向。計(jì)算時(shí)將滑體沿滑面變坡點(diǎn)垂直分塊，然后由上至下逐塊計(jì)算推力。在滑體中取第塊土條，如圖3.6所示，假定第塊土條傳來(lái)的推力方向平行于第塊土條的底滑面，而第塊土條傳遞給第塊土條的推力平行于第塊土條的底滑面。也就是說(shuō)，假定每一分界面上推力的方向平行于上一土條的底滑面。將各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下：圖3.6傳遞系數(shù)法（3.6.1）式中，為法向反力；——第塊滑體剩余下滑力；——第塊滑體剩余下滑力；——第塊滑體的自重；——第塊滑床反力；——第塊滑塊的法向反力；——第塊滑體滑面的傾角；、——第塊滑體滑面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；——邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)；——第塊滑體的滑面長(zhǎng)度；，稱為傳遞系數(shù)。通常情況下，在鐵路支擋規(guī)范中，出于安全考慮，要通過(guò)增大下滑力來(lái)提高安全系數(shù)，考慮安全系數(shù)后，設(shè)計(jì)推力應(yīng)為：（3.6.2）（1）若為正值，說(shuō)明邊坡具有下滑力，是不穩(wěn)定的，應(yīng)該傳遞給下一個(gè)滑體；若為負(fù)值，說(shuō)明第塊滑體是穩(wěn)定的，不能傳遞，下一塊計(jì)算時(shí)按無(wú)上一塊推力考慮。（2）如果計(jì)算斷面中有逆坡時(shí)，即滑面傾角為負(fù)值的時(shí)候，分塊為負(fù)值，即它不再是下滑力，而是抗滑力了。推力計(jì)算時(shí)，就不該乘以安全系數(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的結(jié)構(gòu)組成預(yù)應(yīng)力錨索框架梁是20世紀(jì)90年代新興的一種支擋結(jié)構(gòu)，被廣泛運(yùn)用于鐵路、公路滑坡治理和邊坡加固中。該結(jié)構(gòu)是將鋼筋混凝土框架和預(yù)應(yīng)力錨索這兩種可以單獨(dú)使用的結(jié)構(gòu)組合在一起，通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索、框架和邊坡巖土的相互作用，共同承受邊坡變形時(shí)產(chǎn)生的外力。預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的組成主要由主體結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分。其中，主體結(jié)構(gòu)是承受邊坡變形產(chǎn)生的外力的主要受力構(gòu)件，主要由預(yù)應(yīng)力錨索、框架和邊坡巖土共同組成；附屬結(jié)構(gòu)是指為保證主體結(jié)構(gòu)正常工作、發(fā)揮主要功能的一些附屬設(shè)施，其中包括為了保證土體穩(wěn)定和綠化美化而設(shè)置的植被防護(hù)結(jié)構(gòu)，排水設(shè)施，以及為了保證梁頂平臺(tái)穩(wěn)定的頂梁。這些結(jié)構(gòu)對(duì)主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)久發(fā)揮穩(wěn)定性有著重要的作用。作用機(jī)理由土體極限平衡理論得知，邊坡變形后邊坡變形部分在重力作用下，會(huì)沿著破裂面向下成滑動(dòng)趨勢(shì)。而在破裂面上存在著阻止變形體下滑的抗力和法向力，如果變形體在自重作用下的下滑力大于抗力時(shí)，變形體就會(huì)沿著破裂面向下滑動(dòng)，此時(shí)邊坡就會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。預(yù)應(yīng)力錨索框架的作用機(jī)理就是在此基礎(chǔ)上通過(guò)錨索拉力共同作用在框架梁上，與破裂面上的摩擦力和法向力共同作用，平衡邊坡下滑產(chǎn)生的下滑力。如圖3.8所示，預(yù)應(yīng)力錨索主要是承受邊坡下滑產(chǎn)生的下滑力，而框架梁則是使變形體保持整體穩(wěn)定性。圖3.8變形體的受力示意圖預(yù)應(yīng)力錨索產(chǎn)生的錨固力主要是使破裂面上的法向力增加，從而使得破裂面上的摩擦力增大，相當(dāng)于增大了抗滑力。另一方面，框架梁的緊箍作用，使得變形體變得更加固結(jié)、穩(wěn)定，相當(dāng)于減小了下滑力。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，自然跟其自身的特點(diǎn)密不可分，其特點(diǎn)主要有：（1）預(yù)應(yīng)力錨索框架梁體系充分利用了邊坡巖體自身的強(qiáng)度；（2）結(jié)構(gòu)容易和其他抗滑結(jié)構(gòu)如抗滑樁等組合使用；（3）結(jié)構(gòu)布置位置靈活，不受地形的限制，適用于高陡邊坡的加固；（4）易于改善邊坡土體的受力狀態(tài)，使邊坡土體趨向處于三向受力狀態(tài)；（5）減少邊坡開(kāi)挖量，有效降低了邊坡的開(kāi)挖高度；（6）施工簡(jiǎn)便，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較低；（7）結(jié)構(gòu)輕便，施工速度較快，施工造價(jià)低。預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計(jì)包括邊坡錨固力的確定、錨固力的分配、錨索間距和傾角的確定、錨固段長(zhǎng)度的確定。要使預(yù)應(yīng)力錨索框架梁發(fā)揮作用，必須將預(yù)應(yīng)力錨索錨固在穩(wěn)定的地層中，其次還要保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性?？傚^固力的確定預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于滑坡加固，宜采用錨索預(yù)應(yīng)力（抗滑力）的方法計(jì)算，通過(guò)邊坡穩(wěn)定性分析、計(jì)算滑坡的下滑力從而確定錨固力。對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算的時(shí)候，錨固力可以簡(jiǎn)化為作用于坡面上的一個(gè)集中力，由《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的方法計(jì)算可按下式：如圖3.圖3.（3.10式中——滑坡下滑力（kN）；——設(shè)計(jì)總錨固力（kN）；——滑動(dòng)面內(nèi)摩擦角（°）；——錨索與滑動(dòng)面相交處滑動(dòng)面傾角（°）；——錨索與水平面的夾角。對(duì)單一滑面，式（3.10.（3.10式中為邊坡下滑力的水平分量，為錨索與水平面的夾角。錨固力分配原則為了簡(jiǎn)化計(jì)算，需要明確總錨固力是如何分配到各級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁上，同時(shí)錨固力是如何分配到每一根錨索上的，分配原則如下：（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的規(guī)律，單根錨索的加載對(duì)于同一框架上的其他錨索的拉力的影響極小。因此，可以做出結(jié)論：作用在同一框架上的總錨固力可以近似的平均分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的預(yù)應(yīng)力錨索上。（2）同一變形體上的總錨固力是平均分配到各級(jí)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索上的。（3）同一孔位下的錨固力是平均分配到該孔位下每根預(yù)應(yīng)力錨索上的。錨索間距與傾角的確定錨索間距的確定應(yīng)當(dāng)以設(shè)計(jì)的錨固力能對(duì)地基提供最大的張拉力為標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)應(yīng)力錨索存在群錨機(jī)制，錨索間距過(guò)大時(shí)，起不到安全錨固的作用。但如果錨索間距過(guò)小時(shí)，受群錨機(jī)制的影響，單根錨索的承載力會(huì)降低。根據(jù)長(zhǎng)期施工經(jīng)驗(yàn)，錨索間距取值宜大于1.5m或5倍孔徑。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮施工偏差而造成錨索的相互影響。因此規(guī)范規(guī)定錨索間距宜采用3～6m,最小不應(yīng)小于1.5m。預(yù)應(yīng)力錨索與水平面的夾角稱為錨固角，從施工工藝方面考慮，認(rèn)為錨索設(shè)置方向以水平向下傾為宜。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合分析，按照單位長(zhǎng)度錨索能夠提供抗滑增量最大時(shí)的錨索下傾角為最優(yōu)錨固角。另一種方法按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算最優(yōu)錨固角：（3.10.3）規(guī)范規(guī)定錨索設(shè)計(jì)下傾角為15°～30°錨固體的設(shè)計(jì)對(duì)于拉力型錨索，錨索的錨固段長(zhǎng)度取值一般在4～10m間。通過(guò)大量試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，錨固段必須置于良好的地基之中。拉力型錨索錨固段的破壞通常是從靠近自由段處開(kāi)始的，灌漿材料與地基之間的黏結(jié)力逐漸被剪切破壞。當(dāng)錨固段的長(zhǎng)度超過(guò)8～10m后，錨固力的增量很小，幾乎不可能提高錨固效果。當(dāng)錨固段的計(jì)算長(zhǎng)度超過(guò)10m時(shí)，通常采用增大孔徑或減小錨索的間距或增加錨索孔數(shù)等來(lái)調(diào)節(jié)。錨索的錨固段長(zhǎng)度采用計(jì)算值、中的大值。（1）按水泥砂漿與錨索張拉鋼材黏結(jié)強(qiáng)度確定錨固段長(zhǎng)度，即（3.10.4）當(dāng)錨索錨固段為棗核狀時(shí)，（3.10.5）（2）按錨固體與孔壁的抗剪強(qiáng)度確定錨固段長(zhǎng)度，即（3.10.6）式中——錨固體拉拔安全系數(shù)，對(duì)于臨時(shí)性錨固采用，永久性錨固采用QUOTEFs2≥2.5；——單孔錨固力設(shè)計(jì)值；——張拉鋼材外表直徑（m）；——單根張拉鋼材直徑（m）；QUOTEdh——錨固體（即鉆孔）直徑（m）；QUOTEτu——錨索張拉鋼材與水泥砂漿的極限黏結(jié)應(yīng)力，按砂漿標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度QUOTEfck的10%取值（kPa）；——錨孔壁對(duì)砂漿的極限剪應(yīng)力（kPa）。框架梁的設(shè)計(jì)目前，計(jì)算預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法都在不斷的完善和成熟的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)受力模型主要有：（1）彈性地基框架梁結(jié)構(gòu)模型，此方法主要是基于彈性地基梁的假設(shè)，將框架梁下的土體視為彈性地基，將錨索力視為是作用在框架梁的集中力來(lái)計(jì)算。實(shí)際計(jì)算時(shí)，通常考慮框架本身的對(duì)稱性，對(duì)框架梁進(jìn)行簡(jiǎn)化，根據(jù)梁的節(jié)點(diǎn)力的平衡、連續(xù)條件、邊界條件等建立方程組，解得作用于橫梁和縱肋上的力。（2）剛性支座連續(xù)梁模型，該方法是假設(shè)框架梁縱肋和梁底的接觸應(yīng)力，把預(yù)應(yīng)力錨索作用點(diǎn)視為剛性支座，按照連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。本次計(jì)算主要采用彈性地基梁模型，下面主要介紹其方法。節(jié)點(diǎn)荷載的分配原則為了簡(jiǎn)化計(jì)算，由基礎(chǔ)工程相關(guān)知識(shí)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距較大時(shí)，不考慮荷載的相互作用。此時(shí)，橫梁和縱肋應(yīng)該滿足靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件，用公式表達(dá)為：（3.11.1）（3.11.2）式中——橫梁和縱肋節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；——方向（橫梁）分擔(dān)節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；——方向（縱肋）分擔(dān)節(jié)點(diǎn)處的豎向荷載；——節(jié)點(diǎn)處在作用下方向的產(chǎn)生的豎向變形；——節(jié)點(diǎn)處在作用下方向的產(chǎn)生的豎向變形；節(jié)點(diǎn)荷載的分配方法（1）內(nèi)柱節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間距較大時(shí)，可以將橫梁和縱肋看做是受單個(gè)集中力作用的無(wú)限長(zhǎng)梁，由（3.11.2（3.11.3）聯(lián)立（3.11.3）和（3.11.（3.11.4）（3.11.5）式中——地基土的基床系數(shù)；、——、方向梁的寬度；、——、方向梁的特征長(zhǎng)度，、。（2）邊柱節(jié)點(diǎn)，在方向?qū)⒘阂暈闊o(wú)限長(zhǎng)梁，方向?qū)⒘阂暈榘霟o(wú)限長(zhǎng)梁。由（3.11.2）得：（3.11.6）聯(lián)立（3.11.6）和（3.11.（3.11.7）（3.11.8）（3）角柱節(jié)點(diǎn)，在、方向都將梁視為半無(wú)限長(zhǎng)梁，由（3.11.2）得：（3.11.9）聯(lián)立（3.11.9）和（3.11.（3.11.10）（3.11.11）當(dāng)角柱節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)方向的梁均無(wú)外伸時(shí)，。鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理根據(jù)作用在框架梁上的內(nèi)力，可以對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。從《鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理》中，我們可以知道鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞形式主要有：（1）少筋梁破壞，縱向受力鋼筋配置過(guò)少，受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂后，受拉鋼筋的應(yīng)力突然增大，當(dāng)應(yīng)力增加超過(guò)鋼筋的屈服強(qiáng)度時(shí)，鋼筋會(huì)屈服發(fā)生破壞。而這種破壞是突然的，屬于脆性破壞，工程中應(yīng)該盡量避免。（2）超筋梁破壞，與少筋梁相反，超筋梁是縱向受拉鋼筋配置過(guò)多，受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂后，應(yīng)力由鋼筋來(lái)承受。隨著應(yīng)力的增大，鋼筋應(yīng)力也增大，但受壓區(qū)混凝土應(yīng)力也隨著增大。受壓區(qū)混凝土首先被壓壞，而此時(shí)，鋼筋尚未屈服。由于混凝土石脆性材料，破壞時(shí)沒(méi)有明顯預(yù)兆，屬于脆性破壞。（3）適筋梁破壞，縱向受拉鋼筋配置適量，受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂后，應(yīng)力由鋼筋來(lái)承受。隨著應(yīng)力的增大，鋼筋應(yīng)力也增大，直到鋼筋首先發(fā)生屈服。此時(shí)裂縫寬度增大、撓度增加，而混凝土尚未發(fā)生破壞。這種破壞具有明顯的預(yù)兆，破壞不突然，屬于塑性破壞。單筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)如下圖3.12.1所示，對(duì)于單筋矩形截面梁可以進(jìn)行計(jì)算簡(jiǎn)化，由此便可以建立平衡方程，如下：圖3.12.1單筋矩形截面梁計(jì)算簡(jiǎn)圖，（3.12.1），（3.12.2）或（3.12.3）式中——計(jì)算截面上產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值；——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——縱向受拉鋼筋的截面面積；——截面寬度；——混凝土受壓區(qū)高度；——截面有效高度，即受拉鋼筋合力作用點(diǎn)到截面受壓區(qū)邊緣的距離，其值為，為縱向受力鋼筋合力作用點(diǎn)到截面受拉邊緣的距離。令，稱為相對(duì)受壓區(qū)高度，則式（3.12.2）又可以改寫為：（3.12.4）式中，稱為截面抵抗矩系數(shù)。驗(yàn)算截面適用條件時(shí)，滿足一下條件：（非超筋）（3.12.5）（非少筋）（3.12.6）式中為相對(duì)界限受壓區(qū)高度，其值通常由下表取值：表3.12.1相對(duì)界限受壓區(qū)高度取值混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼筋級(jí)別0.6140.5500.5180.5940.5310.499雙筋矩形截面梁抗彎設(shè)計(jì)當(dāng)梁的截面尺寸受到限制，在選用最大截面下，設(shè)計(jì)為單筋梁仍出現(xiàn)超筋或是梁的截面受到變號(hào)彎矩作用時(shí)，需要采用雙筋截面梁，其設(shè)計(jì)原理如下：圖3.12.2雙筋矩形截面梁計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3.12.2所示，由靜力平衡條件，可以建立以下方程：，（3.12.7），（3.12.8）式中為縱向受壓鋼筋的面積；為受壓鋼筋到受壓區(qū)邊緣的距離。驗(yàn)算適用條件時(shí)，應(yīng)該滿足：（3.12.9）（3.12.10）斜截面抗剪設(shè)計(jì)梁斜截面的抗剪承載力主要是由以下三部分構(gòu)成的，即：（3.12.11）式中——斜截面抗剪承載力；——剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力；——箍筋抗剪能力總和；——彎起鋼筋抗剪能力總和。為了防止發(fā)生斜壓破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足截面限制條件：對(duì)于一般梁（）有：（3.12.12）式中——構(gòu)件最大剪力設(shè)計(jì)值；——混凝土強(qiáng)度影響因素，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過(guò)時(shí)，??；其余符號(hào)意義同上。當(dāng)時(shí)，說(shuō)明理論上混凝土本身能夠抵抗其剪力，無(wú)需按計(jì)算設(shè)置腹筋，只需按構(gòu)造要求配置箍筋即可。箍筋的最小直徑和最大間距應(yīng)該滿足規(guī)范要求，如下表3.12.2和3.12.3所示。當(dāng)時(shí)，說(shuō)明混凝土不能提供足夠的抗剪能力，需要按計(jì)算配置箍筋，同時(shí)應(yīng)該滿足最小配箍率的要求：（3.12.13）表3.12.2箍筋最小直徑要求梁高箍筋最小直徑梁高箍筋最小直徑有計(jì)算的縱向受壓鋼筋時(shí)表3.12.3箍筋最大間距要求項(xiàng)次梁高1150200220030032503504300400

工程實(shí)例工程實(shí)例一馬嶺山滑坡（一）工程概況馬嶺山滑坡位于四川汶川縣境內(nèi)，阿壩州草坡水電廠引水隧道進(jìn)口段位于滑坡體內(nèi)，1989年小金縣及邛崍地區(qū)相繼發(fā)生地震后，古滑坡復(fù)活造成進(jìn)口地段長(zhǎng)約48m的隧道變形錯(cuò)斷，鋼筋混凝土拱圈開(kāi)裂、壓碎，洞內(nèi)的引水大量向滑體內(nèi)滲透?；轮鬏S斷面見(jiàn)圖3.13.1。圖3.13.1馬嶺山滑坡主軸斷面該滑坡為占滑坡，上寬下窄，主軸長(zhǎng)約310m，寬120～180m，厚約35m，滑坡體約117萬(wàn)，為上部順根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，每延米設(shè)計(jì)下滑力為1130kN。在隧洞的下方共布置5排72孔預(yù)應(yīng)力錨索，錨索采用1×7×15的4束鋼絞線制作，單根錨索長(zhǎng)度為36～53m。錨索水平間距1.5～4.5m，垂直間距2～3m，下傾角30°，錨固段置于滑床下泥盆系片巖中。錨索外錨結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土墊墩，墊墩尺寸為1.5m×1.5m（二）施工工藝1、錨索制作采用4束15的鋼絞線組裝，錨固段鋼絞線設(shè)計(jì)成棱形(棗核狀)。自由段采用三道防護(hù)措施，即鋼絞線上涂防護(hù)油，用聚乙烯塑料套管隔離，再用水泥砂漿裹護(hù)。2、錨索鉆孔由于滑坡體巖層破碎．呈碎塊石土狀，在滑體中采用了套管跟進(jìn)鉆孔，鉆過(guò)滑面后，鉆錨固段時(shí)，停止套管跟進(jìn)。并根據(jù)巖性及完整性確認(rèn)通過(guò)滑動(dòng)面破碎帶至穩(wěn)定地層中，有足夠錨固長(zhǎng)度后終孔。最后采用高壓風(fēng)洗孔。3、錨索安裝將制作好的錨索放人孔內(nèi)。個(gè)別孔因坍孔設(shè)錨困難，采用鉆機(jī)重鉆后再置人錨索證錨索在孔內(nèi)居中，在錨固段錨索每隔lm設(shè)置彈性定位片。4、注漿采用孔底注漿的方式。注漿材料為水泥砂漿，采用525號(hào)普通硅酸鹽水泥。砂為清潔的河砂，篩分粒徑的中砂。水泥：砂：水＝1：1：0.45～0.5，注漿壓力600。為提前施加預(yù)應(yīng)力，在水泥砂漿中加入了2.5%的MZS常溫型早強(qiáng)減水劑。5、錨索張拉為防止錨固段上端拉裂段過(guò)長(zhǎng)，一般在灌漿28天齡期后進(jìn)行張拉。本工程采用了與各排錨索施工速度相匹配的張拉間隔時(shí)間，需提前張拉的錨索分兩次進(jìn)行張拉，第一次張拉在灌漿后7天進(jìn)行，施加張拉力約為設(shè)計(jì)張拉力的60％，第二次張拉在28天齡期后進(jìn)行。本工程采取了分級(jí)間隔張拉，分5級(jí)施加預(yù)應(yīng)力，每級(jí)張拉力為120kN。每根錨索上每次加力的穩(wěn)定時(shí)間為10～15min或千斤頂張拉頭位移變化在0.1～0.2mm以內(nèi)，即可移至下一個(gè)錨索。從現(xiàn)場(chǎng)張拉情況看，地層壓縮徐變等變形在張拉時(shí)可大量完成，停止加力。約3.5min后，即可穩(wěn)定。（三）工程效果錨索于1991年9月全部張拉完成，滑坡上緣滑壁下錯(cuò)從每月180～220mm減小到每月18～20mm，并趨于穩(wěn)定。隧洞及渠道9處水泥觀測(cè)標(biāo)在張拉后有3處完好，6處僅出現(xiàn)細(xì)小的閉合裂縫，說(shuō)明變形已得到控制。隧洞補(bǔ)漏后．原滑坡的緣的泉水已干枯．隧洞至今也未再進(jìn)行補(bǔ)漏。錨索加固技術(shù)在馬嶺山隧洞進(jìn)口段滑坡整治應(yīng)急工程中發(fā)揮了工期短、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)好等優(yōu)勢(shì)，錨索竣工后，滑坡及隧洞變形已被控制，確保了隧洞正常引水發(fā)電。工程實(shí)例二內(nèi)昆鐵路李子溝特大橋11號(hào)墩岸坡加固工程（一）工程概況李子溝特大橋位于貴州省威寧縣境內(nèi)，是內(nèi)昆鐵路重點(diǎn)控制工程。11號(hào)墩高103m，昆明端岸坡在施工前為45°的穩(wěn)定斜坡，坡面植被茂盛。橋墩邊坡開(kāi)挖時(shí)未及時(shí)加固防護(hù)，多次出現(xiàn)坍塌，形成約80m高的陡坡，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，嚴(yán)重影響11號(hào)墩的施工，而且將危及12號(hào)墩基礎(chǔ)的穩(wěn)定。岸坡位于3條斷層交匯處附近，河谷又處于李子溝背斜的軸部，巖性為灰?guī)r與炭質(zhì)頁(yè)巖互層，巖層非常破碎，灰?guī)r呈碎塊石狀，風(fēng)化嚴(yán)重的炭質(zhì)頁(yè)巖呈土狀，且具有弱膨脹性。橋墩邊坡開(kāi)挖時(shí)正值雨季，雨水下滲，加劇了頁(yè)巖軟化，而開(kāi)挖邊坡過(guò)高過(guò)陡，暴露面積過(guò)大，加固防護(hù)工程未及時(shí)施作，致使11號(hào)墩邊坡發(fā)生變形、開(kāi)裂、坍塌。（二）工程措施根據(jù)邊坡的工程地質(zhì)條件、工程的重要程度，經(jīng)穩(wěn)定性分析，綜合確定該邊坡穩(wěn)定坡角為40°。經(jīng)多方案比選，設(shè)計(jì)最終采用預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合噴錨支護(hù)加固邊坡，如圖3.13.2所示。加固高度為橋墩基底至開(kāi)挖邊坡坡頂，高約80m。一級(jí)平臺(tái)以上12號(hào)墩基礎(chǔ)范圍內(nèi)，巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重，應(yīng)力集中，是加固的重要坡段。設(shè)計(jì)7排預(yù)應(yīng)力錨索加固。邊坡下部，為加強(qiáng)坡腳，采用3排預(yù)應(yīng)力錨索補(bǔ)強(qiáng)。其余坡段采用5～10m長(zhǎng)錨桿加固。圖3.13.2邊坡工程整治斷面示意圖錨索間距均為4m，上部長(zhǎng)37～47m，下部長(zhǎng)16～20m。單孔錨索由6根1860MPa級(jí)直徑15.24mm的鋼絞線組成．設(shè)計(jì)每孔張拉力為800為防止邊坡表層坍塌，邊坡采用噴錨網(wǎng)防護(hù)，錨桿長(zhǎng)5～10m，間距1.5m。坡面噴射15cm厚混凝土，噴層中部設(shè)置8鋼筋網(wǎng)（三）工程施工車子溝特大橋11號(hào)墩邊坡加固施工正值雨季，邊坡加固工程具有邊坡高、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、工期緊、技術(shù)難度大等特點(diǎn)，在施工組織設(shè)計(jì)前進(jìn)行了詳細(xì)的工程地質(zhì)調(diào)查。根據(jù)邊坡出露巖層特點(diǎn)進(jìn)行巖組劃分，共劃分為9個(gè)工作區(qū)，其中厚層炭質(zhì)頁(yè)巖區(qū)在雨水作用下易軟化而導(dǎo)致邊坡坍塌，施工搶險(xiǎn)時(shí)作為重點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行加固。錨索造孔采用無(wú)錫探礦機(jī)械廠MD-50型及重慶MJG-50型潛孔沖擊鉆成孔，孔徑114、鉆進(jìn)中采用高壓風(fēng)力排碴和清洗孔壁，成孔后將預(yù)制外的錨索立即下入扎底，如遇坍孔，再用鉆機(jī)重新掃孔，直到錨索下入孔底為止。注漿采用M35水泥砂漿，通過(guò)錨索中間的注漿管，自孔底一次性灌漿至孔口溢漿，注漿壓力0.6～0.8MPa，若漏漿嚴(yán)重，采用間隙注漿，待次日補(bǔ)灌，直至注漿飽滿為止。錨索張拉時(shí)，第一次張拉200kN將鋼絞線先行拉伸，第二次張拉在墊蹬及孔內(nèi)砂漿強(qiáng)度達(dá)到90％以上時(shí)，分三級(jí)進(jìn)行張拉，考慮預(yù)應(yīng)力損失，按設(shè)計(jì)張拉力的20％進(jìn)行超張拉。（四）整治效果錨索、錨桿加固工程實(shí)施后，高邊坡得以穩(wěn)定，確保了11號(hào)墩的施工安全和工期，也確保了12號(hào)墩基的穩(wěn)固，保證了李子溝特大橋順利施工。由以上兩個(gè)工程實(shí)例可以看出，預(yù)應(yīng)力錨索用于工程加固是安全可靠的，施工方面也是簡(jiǎn)單易行。因此，本設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力錨索和框架梁復(fù)合結(jié)構(gòu)加固邊坡，經(jīng)工程實(shí)例證實(shí)也是安全可行的。

第4章設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)為某高速鐵路預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)，首先閱讀相關(guān)資料，根據(jù)具體的邊坡現(xiàn)狀進(jìn)行支擋設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)過(guò)程主要分為以下幾點(diǎn)：①首先按照錨索所在位置，計(jì)算出邊坡的剩余下滑力，從而得知所需要的錨固設(shè)計(jì)力；②然后根據(jù)錨索間距來(lái)求得單孔錨索的錨固設(shè)計(jì)力，然后再根據(jù)安全系數(shù)及極限抗摩阻力來(lái)計(jì)算錨索根數(shù)；③對(duì)于錨索中框架的計(jì)算，主要把框架視為十字交叉基礎(chǔ)梁，把錨固力分配到橫梁和縱肋上，然后利用“倒梁法”來(lái)求得橫梁（縱肋）的彎矩和剪力，最后進(jìn)行配筋。坡體特征從路塹邊坡斷面圖上可以看出，開(kāi)挖之后該處坡高為40m，長(zhǎng)140.0m。設(shè)計(jì)分三級(jí)開(kāi)挖，每級(jí)開(kāi)挖坡比為1：0.75，每級(jí)設(shè)1.5m的臺(tái)階，并設(shè)置排水溝。開(kāi)挖后邊坡一級(jí)露出巖層為泥巖夾砂巖中風(fēng)化層，二級(jí)露出泥巖夾砂巖中風(fēng)化層、泥巖夾砂巖強(qiáng)風(fēng)化層。三級(jí)僅露出泥巖夾砂巖強(qiáng)風(fēng)化層。由于開(kāi)挖后存在三處潛在滑動(dòng)面，第一處在三級(jí)邊坡處，由于巖石風(fēng)化嚴(yán)重，巖體力學(xué)性質(zhì)較差，易在產(chǎn)生圓弧形滑坡；第二處在兩風(fēng)化巖層交界處，容易沿分界面產(chǎn)生直線形滑坡；第三處在中風(fēng)化巖層中產(chǎn)生折線形滑坡。剩余下滑力的計(jì)算按傳遞系數(shù)法計(jì)算邊坡剩余下滑力，由于地下水對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較小，暫時(shí)忽略地下水的影響。利用Excel工具計(jì)算各滑面的剩余下滑力。按式（3.6.2），由上至下，按滑塊順序逐一計(jì)算剩余下滑力，若為負(fù)值，說(shuō)明第塊滑體是穩(wěn)定的，不能傳遞，下一塊計(jì)算時(shí)按無(wú)上一塊推力考慮。對(duì)于第一潛在滑動(dòng)面，如下圖4.3圖4.3計(jì)算表格如下表4.3表4.3第一潛在滑動(dòng)面塊段編號(hào)土塊體積(m3/m)土體容重(kN/m3)土塊重量（kN/m）滑面長(zhǎng)度（m）滑面傾角（°）粘聚力（kPa）內(nèi)摩擦角（°）傳遞系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（kN/m）17.8323180.097.842262201.30210.0723231.613.93826220.9691.310.232314.223326.604.13626220.9851.346.290417.3223398.3643526220.9931.3107.152516.5223379.963.33126220.9691.3140.886617.1523394.453.13126221.0001.3187.785718.7623431.482.92826220.9771.3217.571815.9623367.0832826221.0001.3232.655911.9623275.085.72426220.9691.3121.251從表中，我們可以看出，第一潛在滑動(dòng)面的剩余下滑力為121.25kN/m，下滑力較小，加固時(shí)可以采取客土噴播的形式。

第二潛在滑動(dòng)面如下圖4.3圖4.3第二潛在滑動(dòng)面剩余下滑力計(jì)算如下表4.3表4.3第二潛在滑動(dòng)面塊段編號(hào)土塊體積(m3/m)土體容重（kN/m3)土塊重量（kN/m）滑面長(zhǎng)度（m）滑面傾角（°）粘聚力（kPa）內(nèi)摩擦角（°）傳遞系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（kN/m）115.923365.709.125262201.30233.4123768.436.925262211.3-38.60355.48231276.047.625262211.3-2.39473.14231682.228.525262211.384.85574.45231712.358.625262211.3175.00677.92231792.168.925262211.3271.98750.56231162.888.725262211.3258.86813.1623302.686.525262211.3145.32第二潛在滑動(dòng)面的剩余下滑力為145.32kN/m，下滑力也較小，加固時(shí)可以采取客土噴播的形式。

第三潛在滑動(dòng)面如下圖4.3.3所示：圖4.3.3第三潛在滑動(dòng)面示意圖第三潛在滑動(dòng)面剩余下滑力計(jì)算如下表4.3.3所示：表4.3.3第三潛在滑動(dòng)面下滑力計(jì)算第三潛在滑動(dòng)面塊段編號(hào)土塊體積(m3/m)土體容重(kN/m3)土塊重量（kN/m）滑面長(zhǎng)度（m）滑面傾角（°）粘聚力（kPa）內(nèi)摩擦角（°）傳遞系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（kN/m）141.524.51016.7515.558302801.30272.624.51778.709.14930280.9051.3851.65385.524.52094.757.54330280.9391.31617.274152.524.53736.258.13730280.9391.32612.05597.124.52378.956.73230280.9501.32846.21675.824.51857.106.32730280.9501.32730.70754.624.51337.706.12330280.9601.32464.53824.824.5607.604.21930280.9601.32192.81913.224.5323.405.11630280.9711.31926.37由此表可以看出，邊坡的最大剩余下滑力為1926.37kN/m，該滑動(dòng)面處于滑動(dòng)狀態(tài)。需要對(duì)其采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁方法進(jìn)行支護(hù)處理。

錨固力的計(jì)算確定鋼絞線的規(guī)格由《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定方法，選定邊坡錨固使用的鋼絞線規(guī)格，便可得知其極限張拉荷載。預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格如下表所示：表4.4.設(shè)計(jì)本路段采用直徑15.2mm、公稱抗拉強(qiáng)度1860MPa、截面積139mm2鋼絞線，每根鋼絞線極限張拉荷載為259kN，屈服張拉荷載為220kN。錨索間距與傾角的確定根據(jù)《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的方法，錨索間距應(yīng)以所設(shè)計(jì)的錨固力能對(duì)地基提供最大的張拉力為標(biāo)準(zhǔn)。錨索間距宜采用3～6m,最小不應(yīng)小于1.5m。本設(shè)計(jì)錨索間距取4m錨索設(shè)計(jì)中自由段伸入滑動(dòng)面長(zhǎng)度不應(yīng)小于1m，本設(shè)計(jì)取1.5m。錨索布置在滑坡前緣。最優(yōu)錨固角一般通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，按單位長(zhǎng)度錨索提供抗滑增量最大時(shí)的錨索下傾角為最優(yōu)錨固角。另一種方法按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算最優(yōu)錨固角β：規(guī)范規(guī)定錨索設(shè)計(jì)下傾角為15°～30°。本設(shè)計(jì)取值20°?？傚^固力的計(jì)算根據(jù)長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)，路塹邊坡的水平推力對(duì)邊坡才具有破壞作用，豎向推力對(duì)路塹邊坡的破壞作用很小，故錨索設(shè)計(jì)錨固力可以簡(jiǎn)化計(jì)算，由式（3.10.錨索根數(shù)的確定根據(jù)總錨固力可以推算出每孔錨索設(shè)計(jì)錨固力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的規(guī)律，單根錨索的加載對(duì)于同一框架上的其他錨索的拉力的影響極小。因此，可以做出結(jié)論：作用在同一框架上的總錨固力可以近似的平均分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的預(yù)應(yīng)力錨索上。設(shè)計(jì)錨索間距4m，錨索支護(hù)段斜長(zhǎng)度為37.5m，故設(shè)計(jì)=根據(jù)每孔錨索設(shè)計(jì)錨固力和所選用的鋼絞線強(qiáng)度，可按下式計(jì)算每孔錨索鋼絞線的根數(shù)，其中安全系數(shù)取1.8。所以，根，為安全起見(jiàn)，該處單孔錨索鋼絞線取7根。錨索錨固段長(zhǎng)度的確定設(shè)計(jì)采用錨索鉆孔直徑，單根鋼絞線直徑，張拉鋼材外表直徑；注漿材料采用水泥砂漿，查《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,錨索張拉鋼材與水泥砂漿的極限黏結(jié)應(yīng)力；錨索錨固段置于中風(fēng)化的巖層中，錨孔壁對(duì)砂漿的極限剪切應(yīng)力；錨固體設(shè)計(jì)安全系數(shù)。由（3.10.4）節(jié)確定的方法計(jì)算得：（1）按水泥砂漿與錨索張拉鋼材黏結(jié)強(qiáng)度確定錨固段長(zhǎng)度，即（2）按錨固體與孔壁的抗剪強(qiáng)度確定錨固段長(zhǎng)度，即錨索的錨固段長(zhǎng)度采用、中的最大值，規(guī)范規(guī)定錨索的錨固段長(zhǎng)度通常在4～10m。所以，根據(jù)規(guī)范要求取錨固段長(zhǎng)度為8m。由錨索總長(zhǎng)度=錨固段長(zhǎng)度+自由段長(zhǎng)度+張拉段長(zhǎng)度(本設(shè)計(jì)取1.5m)。則可以繪制錨索的布置圖4.4.5。圖4.4.5錨索布置圖

框架梁的內(nèi)力計(jì)算由（4.4.4）節(jié)框架梁形式的確定目前我國(guó)在邊坡工程中主要使用漿砌塊石和現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁，框架梁的常用型式有4種：方型、菱型、人字型、弧型。其中，方型和菱型框架梁的水平間距均應(yīng)小于5.0m，人字型和弧型框架梁的水平間距均應(yīng)小于4.5m。由于本工程荷載比較大，故選取方型現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁，水平間距取4m。確定框架梁截面尺寸根據(jù)規(guī)范得知，框架梁的截面尺寸的確定范圍：高×寬在300mm×250mm～500mm×400mm之間取值。初步設(shè)計(jì)框架梁的截面為400×400mm，采用C25號(hào)混凝土，HRB335級(jí)螺紋鋼。查相關(guān)規(guī)范，框架梁的慣性矩：框架梁彈性模量，地基基床系數(shù)則框架梁的彈性特征值（柔度系數(shù)）：因?yàn)楸竟こ虣M梁、縱肋寬度相等，故有=0.360、方向的特征長(zhǎng)度、方向的基底寬度。節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分配計(jì)算節(jié)點(diǎn)荷載為每孔錨索設(shè)計(jì)錨固力，即，由（3.12.2）節(jié)方法計(jì)算分配到橫梁和縱肋上的力。（1）內(nèi)柱節(jié)點(diǎn)（2）邊柱節(jié)點(diǎn)（3）角柱節(jié)點(diǎn)單根梁內(nèi)力分析以縱肋為例，在求得作用在縱肋上的所有荷載后，可利用“倒梁法”計(jì)算內(nèi)力?！暗沽悍ā笔窃诳紤]了基礎(chǔ)梁具有足夠剛度的前提下，把上部結(jié)構(gòu)的剛度視為無(wú)窮大。利用“倒梁法”原理，把縱肋看作是一個(gè)多跨連續(xù)梁，梁體沒(méi)有整體彎曲。將錨索作用點(diǎn)視為固定鉸支座，以線性分布的基底反力為均布荷載，則該梁可以視為一個(gè)倒置的連續(xù)梁，由此解得連續(xù)梁的內(nèi)力。從中選取三跨作為一個(gè)計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，A、D兩端視為外伸的懸臂梁。由基礎(chǔ)工程相關(guān)知識(shí)，懸挑長(zhǎng)度時(shí)，懸挑端對(duì)節(jié)點(diǎn)荷載分配才有較大影響。經(jīng)驗(yàn)證本例不在此范圍內(nèi)，故仍視為邊柱節(jié)點(diǎn)計(jì)算，如圖4.5圖4.5計(jì)算基底凈反力，在對(duì)稱荷載作用下，基底反力均勻分布，基底凈反力為：查《房建》規(guī)范，三跨連續(xù)梁在反向均布荷載作用下支座和跨中彎矩內(nèi)力系數(shù)，，，點(diǎn)按懸臂梁計(jì)算其彎矩。作出彎矩圖如下圖4.5.2所示：圖4.5.2剪力計(jì)算部分，計(jì)算三跨連續(xù)梁的剪力：A點(diǎn)左邊剪力：A點(diǎn)右邊剪力：B點(diǎn)左邊剪力：B點(diǎn)右邊剪力：C點(diǎn)左邊剪力：C點(diǎn)右邊剪力：D點(diǎn)左邊剪力：D點(diǎn)右邊剪力：作出剪力圖如下圖4.5.3所示：4.5.3由此計(jì)算出，我們得到縱肋的最大彎矩、最大剪力，并進(jìn)行配筋計(jì)算。配筋計(jì)算由《鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理》的相關(guān)知識(shí)，根據(jù)最大彎矩進(jìn)行相關(guān)配筋計(jì)算。已知條件：框架梁的最大彎矩為、最大剪力，選定鋼筋級(jí)別后，知鋼筋強(qiáng)度，截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度為，混凝土強(qiáng)度、正截面抗彎計(jì)算本設(shè)計(jì)采用C25混凝土，、，HRB335級(jí)螺紋鋼，截面尺寸為。取，則截面有效高度，相對(duì)界限受壓區(qū)高度。，按單筋截面進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面按單筋截面進(jìn)行配筋計(jì)算：選用818(HRB335鋼筋)，驗(yàn)算適用條件：（非超筋梁）（非少筋梁）斜截面抗剪計(jì)算由（4.5.4）節(jié)得出梁的最大剪力滿足截面限制條件，非斜壓破壞。梁的抗剪承載力：，說(shuō)明混凝土自身不足以抵抗其剪力，需要按計(jì)算配置箍筋。選取雙肢8箍筋（HPB235）：則箍筋間距為：取，經(jīng)驗(yàn)證箍筋間距滿足要求。最小配箍率配置完所有鋼筋后，繪制鋼筋配置圖紙，詳見(jiàn)附圖4。

第5章施工簡(jiǎn)介預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的施工工藝和施工方法決定著工程的施工質(zhì)量，因此必須做好預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的施工。施工步驟主要分為：施工準(zhǔn)備、邊坡開(kāi)挖、成孔、預(yù)應(yīng)力錨索的制作、預(yù)應(yīng)力錨索的安裝、灌漿、框架梁鋼筋制作安裝、混凝土澆筑、錨索張拉鎖定、封錨、坡面綠化等工藝。施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備包括施工技術(shù)資料準(zhǔn)備和編制施工組織設(shè)計(jì)。施工技術(shù)資料包括編制施工組織設(shè)計(jì)和工程施工圖紙等資料，施工前需要向勘察、設(shè)計(jì)、建設(shè)單位及有關(guān)部門進(jìn)行搜集，并會(huì)同設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理三方人員對(duì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，主要內(nèi)容如下：（1）獲取設(shè)計(jì)文件資料獲取的文字資料包括工程地質(zhì)勘查報(bào)告、施工圖設(shè)計(jì)文件等。（2）工程施工條件調(diào)查預(yù)應(yīng)力錨索框架工程對(duì)其他工程的影響，施工降噪和排污處理等，環(huán)保法規(guī)法律對(duì)工程的影響等。工程材料市場(chǎng)的調(diào)查及物流渠道調(diào)查，在施工前應(yīng)該協(xié)調(diào)好與施工有關(guān)的各類因素。（3）技術(shù)交底和開(kāi)工報(bào)告施工前需組織技術(shù)管理人員和施工人員學(xué)習(xí)相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范及要求；認(rèn)真研究施工圖紙，掌握施工工藝和要點(diǎn)；做好勞動(dòng)力組織、施工機(jī)具的調(diào)配和施工前得準(zhǔn)備工作。按要求準(zhǔn)備開(kāi)工報(bào)告，經(jīng)審批后，按時(shí)開(kāi)工。（4）人員組織根據(jù)施現(xiàn)場(chǎng)工需要配備工程技術(shù)管理人員和施工人員。主要工種施工人員有：鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)、混凝土工、電工、鉗工、爆破工、鑿巖機(jī)工、架子工、木工、鋼筋工、測(cè)量工、挖掘機(jī)司機(jī)等，并在開(kāi)工前進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)。（5）施工機(jī)械的準(zhǔn)備對(duì)常用施工機(jī)械進(jìn)行購(gòu)置或調(diào)配，并做好開(kāi)工前的設(shè)備檢查，保證施工機(jī)械的安全性、穩(wěn)定性。對(duì)施工機(jī)械操作員進(jìn)行安全知識(shí)培訓(xùn)，并進(jìn)行相關(guān)任務(wù)分配等。邊坡開(kāi)挖邊坡土石方開(kāi)挖是預(yù)應(yīng)力錨索框架施工中最關(guān)鍵的工序之一，它將直接影響到邊坡的穩(wěn)定與安全，也直接控制著框架梁的施工進(jìn)度和質(zhì)量。開(kāi)挖應(yīng)該遵循以下原則：（1）按設(shè)計(jì)開(kāi)挖原則嚴(yán)格按設(shè)計(jì)坡率、坡高測(cè)量放線，安放坡度架，按線開(kāi)挖，不得超、欠挖。采用機(jī)械開(kāi)挖邊坡時(shí)，應(yīng)該有專人在現(xiàn)場(chǎng)放線，確保變邊坡開(kāi)挖坡形坡率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（2）分級(jí)開(kāi)挖、分級(jí)支護(hù)原則在高邊坡及地質(zhì)條件差的情況下，必須先施工上一級(jí)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架，并進(jìn)行張拉達(dá)到有效防護(hù)的條件下，才能開(kāi)挖施工下一級(jí)邊坡。（3）分層開(kāi)挖原則當(dāng)邊坡地質(zhì)條件較差或上一級(jí)邊坡的防護(hù)還沒(méi)有達(dá)到要求而下一級(jí)邊坡需要開(kāi)挖時(shí)，為了減少施工對(duì)邊坡的擾動(dòng)，應(yīng)采取減少邊坡開(kāi)挖高度的辦法，將設(shè)計(jì)的每級(jí)進(jìn)行分層開(kāi)挖。（4）做好坡面排水工作邊坡開(kāi)挖后，坡體發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象，大氣降水更加容易滲入到邊坡巖土體內(nèi)，地表徑流條件發(fā)生了改變，從而形成邊坡失穩(wěn)的條件。因此，做好邊坡的臨時(shí)排水工作對(duì)工程的成功十分重要。同時(shí)邊坡工程的臨時(shí)性排水措施應(yīng)滿足地下水、暴雨和施工用水等的排放要求，有條件時(shí)宜結(jié)合邊坡工程的永久性進(jìn)行排水措施設(shè)置。邊坡在開(kāi)挖過(guò)程中或開(kāi)挖完成后邊坡坡體出現(xiàn)拉裂、局部滑動(dòng)甚至失穩(wěn)破壞情況時(shí)，應(yīng)該及時(shí)分析其原因，包括施工因素的影響等，據(jù)此進(jìn)一步研究加固治理措施，提出補(bǔ)充設(shè)計(jì)文件。成孔預(yù)應(yīng)力錨索框架的成孔工藝，是確保預(yù)應(yīng)力錨索達(dá)到設(shè)計(jì)的錨固地層，實(shí)現(xiàn)有效錨固的關(guān)鍵工序之一。預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔的位置、方向、孔徑及孔深，應(yīng)符合施工圖要求。鉆孔的孔深、孔徑均不得小于設(shè)計(jì)值，鉆孔的傾斜度、方位角應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段應(yīng)當(dāng)位于穩(wěn)定的基巖中，若孔深已達(dá)到預(yù)定施工圖所示的深度，而錨固段仍處于破碎帶或斷層等軟弱巖層時(shí)，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同協(xié)商，對(duì)原設(shè)計(jì)的部位進(jìn)行固結(jié)灌漿改良、改變錨固段的位置或繼續(xù)鉆進(jìn)延長(zhǎng)孔深等處理措施。目前，鉆孔多采用機(jī)械風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖擊成孔，鉆孔施工順序工藝如下：（1）測(cè)量確定孔位嚴(yán)格按設(shè)計(jì)測(cè)設(shè)錨索孔位，其標(biāo)高和平面位置誤差不得大于規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。（2）搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)根據(jù)測(cè)量所定的孔位搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，平臺(tái)寬度按中型鉆機(jī)要求3～4m，小型鉆機(jī)為2m左右，以滿足擺放鉆機(jī)及施工人員操作需要為原則，操作平臺(tái)腳手架的搭設(shè)質(zhì)量要求符合建筑施工腳手架有關(guān)安全規(guī)范。錨索的制作錨索制作應(yīng)當(dāng)在有防雨設(shè)施的加工廠內(nèi)完成。按照施工圖紙所示各錨固單元的尺寸下料，下料前應(yīng)檢查鋼絞線的表面有無(wú)粘結(jié)，沒(méi)有損傷的鋼絞線才能使用。錨索的鋼絞線和各單元承載體應(yīng)按一定的規(guī)律編排并綁扎成束，編索時(shí)一定要把鋼絞線理順后再進(jìn)行綁扎，最后在內(nèi)錨固段端頭裝上錐形導(dǎo)向帽，隔離支架應(yīng)選用塑料隔離支架。錨索捆扎完畢，應(yīng)采取保護(hù)措施以防止鋼絞線和承載體銹蝕，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)防止錨索發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)和損傷。錨索的安裝錨索安裝前應(yīng)對(duì)錨索體進(jìn)行詳細(xì)的檢查，檢查止?jié){袋位置，排氣管位置及暢通情況，并核對(duì)錨索編號(hào)與鉆孔孔號(hào)，對(duì)損壞的配件應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和更換。推送錨索時(shí)用力要均勻一致，應(yīng)防止在推送過(guò)程中損傷錨索配件和防護(hù)層。推送錨索時(shí)不得使錨索體轉(zhuǎn)動(dòng)，并要不斷的檢查排氣管和注漿管，應(yīng)確保將錨索體推送止預(yù)定深度后排氣管和注漿管的通暢，否則應(yīng)拔出錨索體排除故障后再重新安放。錨索灌漿無(wú)粘結(jié)式錨索灌漿分錨固段、張拉段灌漿和外錨段灌漿兩部分，錨固段、張拉段灌漿應(yīng)在錨索入孔后進(jìn)行，外錨段灌漿則應(yīng)在錨索張拉鎖定及驗(yàn)收后的三到五天進(jìn)行。錨索錨固段、張拉段可一次性灌漿，采用孔底返流法灌漿工藝，進(jìn)漿管和回漿管均具有屏漿裝置。錨固段、張拉段灌漿一般使用純水泥漿（或水泥砂漿），其28d抗壓強(qiáng)度不得低于40MPa，與圍巖的黏結(jié)強(qiáng)度不得低于1MPa。錨固段和張拉段灌漿長(zhǎng)度應(yīng)符合施工圖的要求，止?jié){裝置位置應(yīng)該準(zhǔn)確，無(wú)論錨索孔的方向如何，注漿均可以采用排氣法注漿。將注漿管插至孔底，漿液由孔底注入，空氣由止?jié){環(huán)處的排氣管排出?？蚣芰轰摻畹闹谱靼惭b（1）鋼筋加工：建立專用的鋼筋加工場(chǎng)地，鋼筋必須先除銹、調(diào)直，鋼筋可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作與安裝，但鋼筋的數(shù)量、配置按設(shè)計(jì)確定。橫梁要根據(jù)設(shè)計(jì)要求留置伸縮縫位置進(jìn)行下料，下料時(shí)需要預(yù)留足夠的搭接長(zhǎng)度。（2）測(cè)量放樣：在安裝框架梁鋼筋之前，要按設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量放樣、掛線，準(zhǔn)確測(cè)定橫、豎梁的位置和坡度，對(duì)超挖或塌方的地方應(yīng)用漿砌片石回填至設(shè)計(jì)坡面后再進(jìn)行鋼筋的安裝，按設(shè)計(jì)要求留設(shè)橫梁伸縮縫的位置，經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后，再進(jìn)行鋼筋綁扎。（3）鋼筋的連接和綁扎：鋼筋焊接或搭接長(zhǎng)度應(yīng)該符合規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，施工前先做焊接試驗(yàn)。除按規(guī)范要求綁扎外，還應(yīng)注意在橫、豎梁交叉的地方，應(yīng)該保證橫梁上、下主筋均從豎梁主筋中穿過(guò)。（4）鋼筋籠的固定：豎梁底部基礎(chǔ)松軟時(shí)，在綁扎鋼筋前應(yīng)支墊混凝土板，以防止框架梁的下沉?；炷翝仓炷恋臐仓?yīng)架設(shè)模板，模板應(yīng)加支撐固定。與巖石接觸處不架設(shè)模板，混凝土緊貼巖體澆筑。混凝土灌注過(guò)程中，當(dāng)必須留置施工縫時(shí)，應(yīng)留置在兩相鄰錨索作用的中心部位，同時(shí)做好混凝土的搗實(shí)工作，并按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GBJ50204—92)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。對(duì)已澆注完畢的框架梁，應(yīng)及時(shí)派專人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)在7天以上。錨索張拉預(yù)應(yīng)力錨索的張拉作業(yè)應(yīng)按照下列程序進(jìn)行：機(jī)具率定→分級(jí)理論計(jì)算→外錨墩混凝土強(qiáng)度的檢查→張拉機(jī)具的安裝→預(yù)緊→分級(jí)張拉→鎖定→簽證。當(dāng)錨固段注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，錨墩混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到C30后，才能對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行張拉。張拉過(guò)程：分為單股預(yù)緊和整束分級(jí)張拉兩個(gè)階段。單股預(yù)緊應(yīng)進(jìn)行兩次以上，預(yù)緊實(shí)際伸長(zhǎng)值應(yīng)大于預(yù)緊的理論值，且兩次預(yù)緊值之差應(yīng)在10%之內(nèi)，以使錨索各股鋼絞線受力均勻，再進(jìn)行整束張拉。整束張拉共分四個(gè)量級(jí)進(jìn)行，即張拉荷載分別按設(shè)計(jì)張拉力的50%～115%逐級(jí)依次進(jìn)行，并且應(yīng)控制最大張拉力不得超過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的70%。對(duì)于松散邊坡，預(yù)應(yīng)力錨索長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力損失可能較大，在施工一定時(shí)間后可進(jìn)行補(bǔ)償張拉，其值根據(jù)錨索拉力實(shí)測(cè)損失結(jié)果確定。施工流程總結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的施工流程，如下圖5.10.1所示：

播草種播草種綠化養(yǎng)護(hù)移交運(yùn)營(yíng)錨索張拉封錨安裝六棱磚或換填土錨索入孔安裝注漿框架梁鋼筋安裝框架梁混凝土澆筑角度調(diào)整孔深角度調(diào)整固定環(huán)定位安裝注漿管測(cè)設(shè)孔位搭設(shè)鉆井平臺(tái)鉆機(jī)就位鉆孔、清孔準(zhǔn)備工作制作錨索邊坡放樣開(kāi)挖錨索去銹人員、材料、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度圖5.10坡面綠化本設(shè)計(jì)采用客土噴播綠化，所謂“客土”即采用外來(lái)的適宜于植物生長(zhǎng)的土壤或基材。它是將客土基材、侵蝕防止劑、緩效性肥料和植物種子按照一定的比例混合后，采用專門的噴射機(jī)進(jìn)行噴播，達(dá)到綠化邊坡的目的?？屯羾姴ゾ哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）適用于巖石邊坡綠化，由于巖石邊坡沒(méi)有土壤母質(zhì)，且邊坡坡度較大，采用噴射技術(shù)能夠很好的解決土壤基質(zhì)的問(wèn)題。（2）客土噴播可以對(duì)現(xiàn)有的漿砌片石和坡面進(jìn)行重新的生態(tài)綠化，改造邊坡的生態(tài)環(huán)境。（3）客土通常呈流塑狀，為了防止客土的流失，通常在坡面采用鐵絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，鐵絲網(wǎng)可以按照需要設(shè)置為一層或是兩層。

結(jié)論目前，我國(guó)高速鐵路建設(shè)中面臨著諸多復(fù)雜多變的地形地質(zhì)條件，對(duì)邊坡的加固提出了很大的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如何更加有效加固邊坡、更加生態(tài)地保護(hù)邊坡環(huán)境對(duì)一代又一代的工作者提出了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本文通過(guò)查閱各種文獻(xiàn)和規(guī)范，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)與計(jì)算理論有了深入的了解。根據(jù)《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《材料力學(xué)》、《混凝土設(shè)計(jì)原理》等相關(guān)知識(shí)，結(jié)合工點(diǎn)資料，通過(guò)對(duì)錨索和框架梁結(jié)構(gòu)工作特點(diǎn)的研究，以及對(duì)錨索框架梁加固機(jī)制的分析。利用傳遞系數(shù)法計(jì)算出邊坡的最大剩余下滑力，然后根據(jù)錨索的受力狀態(tài)，對(duì)錨索進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。最后通過(guò)作用在框架梁的錨固力，計(jì)算框架梁的內(nèi)力。本設(shè)計(jì)對(duì)工點(diǎn)資料進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，最后確定出邊坡剩余下滑力、錨索根數(shù)、錨索間距和長(zhǎng)度、錨索傾角、框架梁間距和配筋等信息。并采用客土噴播技術(shù)對(duì)框架梁內(nèi)進(jìn)行相關(guān)綠化，達(dá)到了美化環(huán)境、減少污染的目的。在對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的設(shè)計(jì)計(jì)算中，本文得出了一下結(jié)論：（1）在預(yù)應(yīng)力錨索框架的設(shè)計(jì)與計(jì)算中，設(shè)計(jì)人首先要掌握相關(guān)設(shè)計(jì)理論，對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)有明確的認(rèn)識(shí)。最重要的一點(diǎn)是要熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，明確設(shè)計(jì)規(guī)范的不同適用范圍，才能達(dá)到舉一反三。（2）本設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)計(jì)值的取值是建立在相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上的。由于設(shè)計(jì)不可能一步到位，只能先假設(shè)一個(gè)值，再利用該值進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算。這在設(shè)計(jì)單位做來(lái)比較容易，畢竟他們擁有眾多的設(shè)計(jì)實(shí)例，在設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面較我們成熟。而對(duì)于我們可能要通過(guò)反復(fù)的驗(yàn)算，才能達(dá)到一個(gè)滿意的結(jié)果。因此，對(duì)于工程實(shí)例的收集，對(duì)于我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)是十分有益的。（3）根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，錨索單孔設(shè)計(jì)錨固力為894.3kN。在邊坡上布置9排每孔7束直徑為15.2mm高強(qiáng)低松弛抗拉強(qiáng)度不小于1860MPa的鋼絞線。單根錨索長(zhǎng)度為10～24m，錨索鉆孔直徑0.13m。錨索水平間距為4m，垂直間距也為4m，錨索下傾角為20°，錨固段置于泥巖夾砂巖中風(fēng)化層（4）框架梁選用方型現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁，水平、垂直間距取4m，框架梁的截面尺寸為400×400mm，采用C25號(hào)混凝土施工?？v向配筋采用818的HRB335鋼筋，箍筋采用雙肢8的HPB235鋼筋。經(jīng)驗(yàn)算，最小配筋率和最大配筋率都滿足設(shè)計(jì)要求。（5）通過(guò)一系列的設(shè)計(jì)計(jì)算，最終找到了能夠有效加固邊坡同時(shí)能夠很好的美化邊坡環(huán)境的方案。利用預(yù)應(yīng)力錨索和框架梁的復(fù)合結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)邊坡坡面進(jìn)行有效的防護(hù)。同時(shí)在框架梁內(nèi)種植草坪，達(dá)到綠化邊坡、保護(hù)環(huán)境、降低污染的目的。由于本人所學(xué)知識(shí)有限，本文在理論設(shè)計(jì)方面還存在不足之處。同時(shí)，在設(shè)計(jì)原理和工程實(shí)踐方面還有待深入研究，本人也將會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷完善這方面的知識(shí)。

致謝在此設(shè)計(jì)完成之際，首先向四年來(lái)授于我知識(shí)、熱情幫助、悉心指導(dǎo)我的各位土木的老師們，向他（她）們致以崇高的敬意和深切的謝意。感謝您們對(duì)我學(xué)習(xí)和生活上的幫助，感謝您們?yōu)槲抑敢_的人生道路，讓我學(xué)會(huì)的不僅是專業(yè)知識(shí)和技能，更多的是培養(yǎng)了我正確的人生觀、價(jià)值觀。同時(shí)感謝母校為我們營(yíng)造的良好學(xué)習(xí)氛圍，為我們配備的一流的教師資源和完善的配套設(shè)施。感謝蘇謙、王迅老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，感謝您們對(duì)我的悉心指導(dǎo)和教誨，以及為我提供的無(wú)私的幫助。感謝這四年來(lái)，和我一起學(xué)習(xí)生活的同學(xué)，感謝你們對(duì)我的關(guān)心和幫助。正是有了你們的幫助，我才能在學(xué)習(xí)中取得優(yōu)異的成績(jī)，并順利的完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后，還要感謝我的家人，為我的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)給予的無(wú)私支持和關(guān)愛(ài)，正是有了您們的鼓勵(lì)，才能有我的今天，謝謝您們了。

參考文獻(xiàn)[1]GB50218-1994，工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).中國(guó)計(jì)劃出版社，1995.[2]GB/T50279-98，巖土工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2021.[3]GB50330-2021，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD30—2021)[S].[4]GB50021-2021，巖土工程勘察規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2021[5]李海光等，新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例[M].人民交通出版社，2021.[6]尉希成，支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].人民交通出版社，2021.[7]張玉芳等，高輕型支擋技術(shù)及應(yīng)用.科學(xué)出版社，2021.[8]易思蓉，鐵道工程.中國(guó)鐵道出版社，2021.[9]李喬，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.中國(guó)鐵道出版社，2021.[10]孫訓(xùn)方，材料力學(xué).高等教育出版社，2021.[11]彭偉、黃云德，房屋建筑工程設(shè)計(jì)與施工.西南交通大學(xué)出版社，2021.[12]吳興序，基礎(chǔ)工程.西南交通大學(xué)出版社，2021.[13]GB/T5224-1995，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.[14]鄭穎人等，邊坡與滑坡工程治理[M].人民交通出版社，2021.[15]GB50086-2021，錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社.[1