基坑與邊坡工程第章框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)

基坑與邊坡工程第5章框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)制作人：周勇

LanzhouUniversityofTechnology§5.1概述圖5-1框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)立面圖框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土框架、擋土板、小噸位預(yù)應(yīng)力錨桿、錨下承載結(jié)構(gòu)、坡面排水系統(tǒng)和墻后土體組成，屬于輕型柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，其立面和剖面分別如圖5-1、圖5-2所示。圖5-2框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖在框架預(yù)應(yīng)力錨桿邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)中，由于錨桿的作用從根本上改善了土體的力學(xué)性能和受力狀態(tài)，變傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)擋護(hù)為充分利用土體本身自穩(wěn)能力的主動(dòng)擋護(hù)，有效地控制了土體位移，隨邊坡向外破壞力的增大，錨桿支護(hù)力隨之增大，直至超出極限平衡而破壞，支護(hù)力隨錨桿的被拔出而逐步減弱，形成柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)。（a）東側(cè)邊坡加固照片（b）西側(cè)邊坡加固照片圖5-3蘭州某高校后家屬院邊坡加固照片

框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)或錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）改變了支護(hù)結(jié)構(gòu)受力原理。傳統(tǒng)的樁錨或錨桿肋梁支護(hù)結(jié)構(gòu)是被動(dòng)受力結(jié)構(gòu)。（2）克服了傳統(tǒng)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)高度受限制、造價(jià)高、工程量大、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。（3）可以減小框架梁的內(nèi)力。圖5-4蘭州某加油站毛石擋墻邊坡加固照片對(duì)基坑和邊坡工程而言，常見(jiàn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有三類，即：（1）被動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)：其特點(diǎn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠自身的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度被動(dòng)地承受土壓力，限制土體的變形。如人工挖孔灌注樁、鋼板樁等。（2）主動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)：其特點(diǎn)為通過(guò)不同的途徑和方法提高土體的強(qiáng)度，使支護(hù)材料和土體形成共同作用的體系。如土釘墻支護(hù)技術(shù)、攪拌樁技術(shù)等。（3）組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)：根據(jù)土體力學(xué)性質(zhì)將前兩種支護(hù)方法同時(shí)應(yīng)用于同一個(gè)基坑或者邊坡中。LanzhouUniversityofTechnology§5.2框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)主要由擋土板、立柱、橫梁組成，三者整體連接形成類似樓蓋的豎向梁板結(jié)構(gòu)體系?？蚣茴A(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算包括擋土板、立柱、橫梁和基礎(chǔ)埋深計(jì)。5.2.1擋土板計(jì)算一般情況下，擋土板的長(zhǎng)邊與短邊之比小于2。因此，擋土板上的荷載將沿兩個(gè)方向傳到四邊的支承上，應(yīng)進(jìn)行兩個(gè)方向的內(nèi)力計(jì)算，即擋土板按雙向板結(jié)構(gòu)計(jì)算。LanzhouUniversityofTechnology5.2.2立柱和橫梁計(jì)算框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)的立柱和橫梁是一個(gè)密不可分的整體，在進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行合理的單元?jiǎng)澐郑▓D5-5）。由于考慮了荷載等效的原理，圖5-5中計(jì)算單元寬度系數(shù)1、2的取值情況如下：當(dāng)計(jì)算錨桿的軸力時(shí)，1、2均取0.25；當(dāng)計(jì)算立柱和橫梁的內(nèi)力時(shí)，1、2均取0.375。LanzhouUniversityofTechnology圖5-5立柱和橫梁的計(jì)算單元?jiǎng)澐諰anzhouUniversityofTechnology（1）立柱的設(shè)計(jì)1)當(dāng)0y0.25Hs0

時(shí)：

（5-1）

立柱的計(jì)算模型見(jiàn)圖5-6，其支座反力求解同樣采用力法。但是由于1、2

的取值不同于錨桿，因此P

應(yīng)按式（5-1）和（5-2）計(jì)算。LanzhouUniversityofTechnology

圖5-6立柱計(jì)算模型

2)

當(dāng)0.25Hs0

y

Hs0

時(shí)：

（5-2）

LanzhouUniversityofTechnology（2）橫梁的設(shè)計(jì)圖5-7橫梁計(jì)算模型圖橫梁可視為以立柱為鉸支座的多跨連續(xù)梁，因此根據(jù)多跨連續(xù)梁的計(jì)算原理可將橫梁的計(jì)算簡(jiǎn)化為等跨的五跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，中間各跨的內(nèi)力和配筋都按第三跨來(lái)考慮，計(jì)算模型如圖5-7所示。圖5-7中為作用在橫梁上的均布土壓力荷載，且LanzhouUniversityofTechnology5.2.3錨桿計(jì)算（1）錨桿軸向拉力計(jì)算

錨桿所承受的拉力為立柱和橫梁在錨桿作用位置處的水平支座反力的合力所傳來(lái)的支反力。

（5-3）式中：

Tj——第j排錨桿所承受的軸向拉力（kN）；

Rj——立柱和橫梁在第j排錨桿作用位置處水平支座反力的合力（kN）；

j——第j排錨桿與水平面的傾角(°)。

錨桿設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于確定其立面布置，然后求解其軸向拉力、驗(yàn)算框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿設(shè)計(jì)的內(nèi)容有確定立面布置、求解軸向拉力、計(jì)算錨桿長(zhǎng)度和直徑。LanzhouUniversityofTechnology式（5-3）中Rj可以表示為下式：

（5-4）式中

Rjb

——第j排錨桿作用位置處所對(duì)應(yīng)的橫梁的水平支座反力（kN），理論上講作用于橫梁的是均布線荷載，根據(jù)所選取的土壓力模型的特點(diǎn)，Rjb

=0.25ehkshsv

；

Rjc——第j排錨桿作用位置處所對(duì)應(yīng)的立柱的水平支座反力（kN）。LanzhouUniversityofTechnology由于框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)類似于樓蓋設(shè)計(jì)中的梁板結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)各構(gòu)件之間的傳力特點(diǎn)和所選取的土壓力模型，采用荷載等效的原理取每根立柱所承受的荷載為相鄰兩跨錨桿各0.25寬度之間的土壓力?？紤]到錨桿施加了預(yù)應(yīng)力，這樣假定在錨桿位置處支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移為零，因此可以假定立柱與錨桿的連接處為一鉸支座，從而把立柱視為支承在錨桿和地基上的多跨連續(xù)梁，其計(jì)算模型如圖5-6所示。LanzhouUniversityofTechnology

圖5-6立柱計(jì)算模型立柱的具體計(jì)算采用力法求解，基本思想是：首先建立一組力法典型方程，即，再根據(jù)錨桿間距構(gòu)造要求和邊坡高度確定錨桿的層數(shù)，進(jìn)一步根據(jù)MATLAB的知識(shí)截取方程矩陣中指定的維數(shù)求解。LanzhouUniversityofTechnology式中：

、、

分別代表Rjc=1、

Rjb=1和土壓力荷載qc單獨(dú)作用時(shí)立柱基本結(jié)構(gòu)中的彎矩，分別按式（5-6）~（5-8）計(jì)算。（5-6）

（5-7）（5-8）LanzhouUniversityofTechnology（2）錨桿長(zhǎng)度和直徑設(shè)計(jì)

土層錨桿長(zhǎng)度由自由段和錨固段組成。非錨固段不提供抗拔力，其長(zhǎng)度Lf應(yīng)根據(jù)邊坡滑裂面的實(shí)際距離確定，對(duì)于傾斜錨桿，自由段長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)破裂面1.0m以上。錨固段提供錨固力，其長(zhǎng)度La應(yīng)按錨桿承載力的要求，根據(jù)錨固段地層和錨桿類型確定。1）錨固段長(zhǎng)度計(jì)算（圖5-8中BC段）

（5-9）式中：

Laj——第j排錨桿錨固段長(zhǎng)度（m）；

——土層界面粘結(jié)強(qiáng)度；2）自由段長(zhǎng)度的計(jì)算圖5-8中為破裂面，AB段長(zhǎng)度即為錨桿自由段長(zhǎng)度Lfj可以表示為：LanzhouUniversityofTechnology（5-10）式中：

Hj——基礎(chǔ)埋深（m）

Hd

——第j排錨桿離邊坡頂部的距離（m）3）錨桿直徑計(jì)算當(dāng)求得錨桿軸向拉力后，錨桿直徑可由容許應(yīng)力法按下式計(jì)算：

（5-11）式中：

dj——第j排錨桿的直徑（mm）

fy——錨桿鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa）

圖5-8錨桿長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖

LanzhouUniversityofTechnology5.2.4基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)框架預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于多支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算其基礎(chǔ)埋深的方法有二分之一分割法、分段等值梁法、靜力平衡法和布魯姆（Blum）法。其中，二分之一分割法是將各道支撐之間的距離等分，假定每道支撐承擔(dān)相鄰兩個(gè)半跨的側(cè)壓力，這種辦法缺乏精確性；分段等值梁法考慮了多支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形隨開(kāi)挖過(guò)程而變化的情況，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況吻合較好，但是計(jì)算過(guò)程復(fù)雜；布魯姆法是將支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌入部分的被動(dòng)土壓力以一個(gè)集中力代替。這三種方法在計(jì)算過(guò)程中都需要求解錨桿支點(diǎn)反力，即設(shè)定一個(gè)埋置深度Hd

（如圖5-9所示），求出相應(yīng)的被動(dòng)土壓力，即可求得Hd

。LanzhouUniversityofTechnology圖5-9基礎(chǔ)妻埋深斗計(jì)算淘簡(jiǎn)圖LanzhouUniversityofTechnology由MO0得：經(jīng)整理光化簡(jiǎn)得劈燕：式中：Ep——墾嵌入糖部分個(gè)被動(dòng)降土壓蘇力（外kN交），挑且Ep=0.結(jié)25KpShHd2LanzhouUniversityofTechnology0——支護(hù)于結(jié)構(gòu)的重旋要性系數(shù)稈；Ea1——貨主動(dòng)皂土壓活力三貓角形逆荷載牲的合彎力（兼kN秒）,且Ea1=0.0單625ehkHSh；Ha1——主動(dòng)屋土壓撒力三崖角形柜荷載慘的合慈力作滔用點(diǎn)夫至嵌貍?cè)氲纵喍说闹尉嚯x（m?。?，豈且Ha1=(5H+6H)交/6；Ea2——主動(dòng)隊(duì)土壓力矩挨形荷載的用合力（k伯N），且Ea=0.1熔25ehk(3H+4Hd)Sh；Ha2——主動(dòng)臣土壓盼力矩雄形荷今載的獨(dú)合力收作用換點(diǎn)至礎(chǔ)嵌入毯底端輩的距鎖離（m），棍且Ha2=(3H+4Hd)/8。LanzhouUniversityofTechnology§5.3

框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性應(yīng)分為兩個(gè)方面，一是單層錨桿的自身穩(wěn)定和框架預(yù)應(yīng)力錨桿的整體傾覆穩(wěn)定；二是框架預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻整體滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算。5.3.1抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)于框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定問(wèn)題，需要考慮兩個(gè)方面：一是單排錨桿拉力的極限平衡驗(yàn)算；二是整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)繞邊坡坡腳轉(zhuǎn)動(dòng)的極限平衡驗(yàn)算。這相應(yīng)于抗傾覆問(wèn)題（圖5-10），兩者要滿足的基本條件如下：（1）單排錨桿罰的極限平究衡穩(wěn)定性皇驗(yàn)算當(dāng)j=1時(shí)：（5-1樸3）當(dāng)j≥1時(shí)：（5妨-1腦4）（2）多層臂錨桿什的整嘩體抗會(huì)傾覆匹穩(wěn)定甲性驗(yàn)晃算由MO≥0可得喬：（5-歌15）圖5-10框架預(yù)無(wú)應(yīng)力錨包桿支護(hù)脾結(jié)構(gòu)的去穩(wěn)定性戒分析簡(jiǎn)志圖LanzhouUniversityofTechnology5.3管.2炊抗滑移拆穩(wěn)定性繩驗(yàn)算（1）穩(wěn)定性子安全系數(shù)蒜計(jì)算模型所謂邊坡穩(wěn)定但性分析就是早按照師邊坡乳的某主一種與破壞援形態(tài)惜和破谷壞機(jī)螺理，新根據(jù)巖土迫工程尺條件取、荷屯載條貝件以圈及支碰護(hù)工賽況所進(jìn)們行的幫定量樂(lè)的受糞力平端衡分游析。圖5-密11內(nèi)部穩(wěn)定鴿性驗(yàn)算簡(jiǎn)椒圖基坑或和邊坡高擱度為H，邊坡傾扎角為，滑移逮面半徑衛(wèi)為R，結(jié)構(gòu)底柳部水平推錘力設(shè)計(jì)值榮為T。（5-16）式中：S——考慮伐錨桿預(yù)應(yīng)過(guò)力作用而塌改善土體磚力學(xué)性能束的影響效弓應(yīng)，目前春還無(wú)法量估化其影響勻，式（5-1雷6）中砍的穩(wěn)罵定性斯系數(shù)籮對(duì)應(yīng)一級(jí)午、二經(jīng)級(jí)、鬼三級(jí)舉基坑帝或邊飛坡分別不應(yīng)小于1.這30騾、1盼.2泛5、辦1.斑20。（2）圓弧咱滑移面搜末索模型采用仇圓弧似滑動(dòng)仁積分洽法進(jìn)謎行穩(wěn)芽定性熄分析碧，最瓦關(guān)鍵懇的問(wèn)漸題就守是確定最危險(xiǎn)撒滑移面泰的位置。對(duì)于最嘉危險(xiǎn)滑移渠面的確定憐方法如下忌：進(jìn)行腸邊坡該穩(wěn)定彈性分態(tài)析的噴目的客就是報(bào)要找鏡出所貌有既忽滿足靜力平衡挪條件，又滿足合理性要求的安全系貫數(shù)解集。邊剃坡的誰(shuí)內(nèi)部要整體愛(ài)穩(wěn)定扒性安牲全系處數(shù)可營(yíng)以定雞義為圓弧滑梯動(dòng)面上敏的抗滑宅移力與敲滑移力接之比：1）基幅本假約定（a）邊坡盾為土質(zhì)邊坡，土質(zhì)較漆為均勻,不考慮薦地下水撥作用和斧孔隙應(yīng)握力的影乏響，邊賊坡穩(wěn)定趙屬于平面應(yīng)原變問(wèn)題；（b）最危險(xiǎn)圓僚弧滑移面通過(guò)邊坡坡腳龜點(diǎn)，滑移迅面為圓弧小形，如圖5-12所示，供錨桿水籠平、豎座向等間樹距布置框；（c）假定圓寧弧滑移面圓心只出市現(xiàn)在忠圖5-12中點(diǎn)的捎左上方卷；（d）考靈慮到頓結(jié)構(gòu)魔體系掠中橫梁色、立握柱、老擋土律板和拋預(yù)應(yīng)照力錨治桿形渴成了堡空間仇框架洋，整開(kāi)個(gè)體蠟系剛溜度較紐奉大，因啄此忽挎略結(jié)斑構(gòu)由娘于土殼壓力鏡的影勉響而唇產(chǎn)生偉的變形的申不均勻添性，并假鵝定在最傷危險(xiǎn)圓繼弧滑移克面狀況內(nèi)下每根錨桿瓜的軸力都炭達(dá)到極限言抗拉承載創(chuàng)力。2）滑移停面搜索棍模型中貧各變量狼的確定以坡苦腳點(diǎn)O為坐標(biāo)原碑點(diǎn)水平為軸x，豎認(rèn)向?yàn)檎］Sy，建爐立如癢圖5-12所示響直角嫁坐標(biāo)扁系。洲設(shè)圓弧掛滑移笛面的圓心坐頓標(biāo)為O(x0，y0)，則滑移因面半徑為（5-17）設(shè)圓弧跌滑移線生與地面吊交點(diǎn)坐標(biāo)為A(xA，yA)，其中,yA=H、，圓弧滑移屆線方驗(yàn)程為（5-1摸8）圖5-1便2滑移面搜情索模型計(jì)虛算簡(jiǎn)圖（a）圓趟弧線上任兼意一點(diǎn)M(x，y)處的半徑退與豎直線笛的夾角如圖5-在13所示繁，設(shè)圓弧滑葡移線上任意一點(diǎn)M(x，y)處的半徑枯與豎直線盼的夾角為，即由當(dāng)圖5-置13O太MQ所示三角形O每MQ幾何顫關(guān)系可得：（5-1況9）圖5-13任意半徑嶼與豎直線記的夾角計(jì)算條簡(jiǎn)圖（b）土元體微段自別重與地面含附加荷載蓄的等效自近重如圖5-及14所示番，設(shè)錨桿手的水平間距為Sh，土體重度蕉為，則土體微留段自落重與碼坡頂露地面存附加礎(chǔ)荷載的等效筒自重計(jì)算如下焦：（5-2末0）（5-2疲1）圖5-14土體自重壁與坡頂附買加荷載的斧等效自恢重計(jì)算壯圖（c）滑苗移力S0的確定滑移力S0由圓弧滑懇動(dòng)體內(nèi)的土體自重裁和地面附團(tuán)加荷載共同產(chǎn)期生，其伐在滑動(dòng)掠面切線方向熔的合鎖力為（5-22亭）圖5-1賣4土體自重敞與坡頂附鑄加荷載的袋等效自重禁計(jì)算簡(jiǎn)圖（d）抗擴(kuò)滑移力S1和S2的確定抗滑移力S1由土色體粘情聚力C產(chǎn)生，申其在滑陪動(dòng)面切齡線方向惰的合力愈為（5-2股3）S1為土體自重蘭和基坑邊哈坡表面附從加荷載q0在滑動(dòng)榆面法線言方向所稀產(chǎn)生的排分力從鄰而引起影的摩擦店抗滑鬧移力，其在滑不動(dòng)面切線徐方向的合提力為（5峽-2喘4）（e）康抗滑移嶼力S3的確定①殲錨桿汪抗拉蛛極限辜承載南力的灑確定錨桿承膚載力計(jì)幸算時(shí)一純般不考彩慮其抗剪、培抗彎作用，其羊破壞一般蠟取決于錨憂桿桿體強(qiáng)度液破壞、錨固晚體從土孔體中拔出顏破壞或者征錨下承載結(jié)構(gòu)么破壞。第j排錨桿賺在圓弧柱滑移面妹外錨固陸體與土慣體的極限抗拉誕承載力Tnj可按下啄式計(jì)算煮：（5河-2扯5）式中：qsi貝k——錨桿穿越區(qū)第i層土土體霉與錨固體轉(zhuǎn)極限摩阻側(cè)力標(biāo)準(zhǔn)值埋（kPa續(xù)），其數(shù)值摘應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)恭試驗(yàn)確定沾，如無(wú)試溜驗(yàn)資料可廣以根據(jù)《村建筑基坑疤支護(hù)技術(shù)助規(guī)程》（填JGJ1脊20）的忌建議取值想；Laji——第j排錨桿芝在圓弧?；衙媪P外穿越敢第層穩(wěn)干定土體牌內(nèi)的長(zhǎng)誤度（m饅），顯然栗，Laji=Laj，即為第j排錨桿在坐圓弧滑移悉面外的總握長(zhǎng)度，也前即是錨桿申的錨固段解長(zhǎng)度。②圓弧渾半徑所在械直線與錨雜桿所在直吐線的夾角如圖5-15所示，讓設(shè)第一排倘錨桿位于方支護(hù)循結(jié)構(gòu)盞坡面帳頂點(diǎn)鋪以下S0處；向鹿下的傾栽角為，第一桑排錨獲桿所達(dá)在直蕩線與坡面的交點(diǎn)王坐標(biāo)為P覽(x1，y1），霉其中,x1=(Hs0)cot和y1=Hs0。所以，詞該排錨桿代所在直線蹈方程可以泥寫為y揀=y1tan(xx1)。因此，圓徑弧滑移面溜圓心O(x0，y0)到第葡一排幅錨桿償所在煤直線混的距扁離為魔：（5-柏26）一般情索況下，各排錨訪桿的水幅平傾角均相同，故伸通過(guò)征各排跡錨桿散所在蠻位置盛的系衫列直貼線為闖一組村平行墊的直要線，交每相巨鄰兩殖根直杰線的觸距離廣為（5-2利7）故滑移面紀(jì)圓心O(x0，y0)到其第j排錨桿所服在直線的午距離dj可以表示防為（5-2鑰8）式中：m——嗎設(shè)置促的錨把桿排鹽數(shù)。由圖5蓮-15挎所示幾蘋何關(guān)系沙可以看東出djR就是第j排錨桿所店在的直線請(qǐng)與過(guò)該直飛線與圓弧津滑移線交去點(diǎn)的半徑貫所在直線侵的夾角j的正弦頁(yè)，即（5-時(shí)29）③第j排錨桿在越圓弧滑移藏面內(nèi)外的樸長(zhǎng)度設(shè)第j排錨留桿在探圓滑供滑移芹面內(nèi)允和滑移威面外憂的長(zhǎng)旬度分莫?jiǎng)eLfj和Laj，錨桿的總致為長(zhǎng)：（5-30運(yùn)）設(shè)第j排錨桿與順支護(hù)結(jié)構(gòu)駁坡面的交點(diǎn)并坐標(biāo)為G（xj，yj）。則由圖5-異15知：（5-3崇1）（5-32）圖5-15錨桿標(biāo)在圓膊弧滑背移面咸內(nèi)外艇長(zhǎng)度棵計(jì)算稠簡(jiǎn)圖通過(guò)第j排錨桿所朋在直線與乓圓弧滑移旱面交點(diǎn)的遠(yuǎn)半徑的直毅線方程為（5-33）由圖5-1慢5所示幾何關(guān)監(jiān)系知，第j排錨穗桿在些圓弧諷滑移鼠面內(nèi)鋪的長(zhǎng)度Lfj與夾角擺的正火弦的苗乘積即為G點(diǎn)到由燭（5-蜂33）莖式?jīng)Q定買的直線襲的距離GK,即Lfj可以表嘴示為（5-3惕4）由式（5-織29）和式（5-3楚1）~洽（5-饒34）可以瘦解出第j排錨桿塘在圓弧果滑移面交內(nèi)的長(zhǎng)山度Lfj錨桿總長(zhǎng)Lj為設(shè)計(jì)忘參數(shù)，辦求得Lfj，由式鼓（5-3胸0）即揀可確餅定錨忍桿在饞圓弧禿滑移涉面外歲長(zhǎng)度Laj。④支護(hù)蓬結(jié)構(gòu)挖底部蜂推力滋設(shè)計(jì)喝值T的計(jì)箱算框架帶預(yù)應(yīng)請(qǐng)力錨吼桿支鐘護(hù)結(jié)湯構(gòu)的橡基礎(chǔ)巡壽埋深一般膊都較胖大，遷考慮廊其對(duì)墊內(nèi)部鏡整體任穩(wěn)定六性的違貢獻(xiàn)箭，由杰靜力晌平衡閘條件駐求得示支護(hù)避結(jié)構(gòu)底部推勵(lì)力設(shè)計(jì)前值：（5-35）式中蒸：Eh——側(cè)老向土壓慕力合力恥的水平泡分力設(shè)駛計(jì)值（kN/合m）⑤抗滑移轎力S3的計(jì)算抗滑糕移力S3由錨注桿的夕極限撇抗拉畢承載嫌力Tnj和支護(hù)壇結(jié)構(gòu)底面部推力練設(shè)計(jì)值T共同產(chǎn)涌生，其誕在滑動(dòng)天面切憲線方嚇向的呀合力為（5-窗36）（3）最危險(xiǎn)飛滑移面的胞確定由式（5-2絕2）~翠（5-盛24）以及收式（5-佩36）確盲定了臭式（5-儀16）中的繪幾個(gè)關(guān)漏鍵變量壇即S0、S1、S2和S3，則良在給固定圓痰心后華，即番可由皂式（5-16）求得阻該圓弧乓滑移面昨所對(duì)應(yīng)演的考慮承錨桿作觀用的內(nèi)星部整體近穩(wěn)定性腦安全系徑數(shù)Fs在圖革5-難12偽所示阿的最戴危險(xiǎn)塔滑移守面搜皇索模池型計(jì)學(xué)算簡(jiǎn)累圖中痛，矩尋形BCD葬E為圓心所印在搜索區(qū)駐域。LanzhouUniversityofTechnology§5.4框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求5.繼4.僵1材料要墳求（1）灌漿于材料1）水泥應(yīng)使用普通硅酸鹽水泥；2）砂的含泥量按重量計(jì)不大于3%，砂中云母、有機(jī)物、硫化物等有害物質(zhì)的含量按重量計(jì)不得大于1%；3）水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，不得使用污水；4）外摻劑的品種及摻入量應(yīng)由試驗(yàn)確定；5）漿體配制的灰砂比宜為0.8~1.5，水灰比宜為0.38~0.50；6）漿體材料28d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于25MPa。灌漿絕材料樂(lè)性能圈應(yīng)符比合下常列規(guī)女定：（2）錨席具1）錨出具應(yīng)沒(méi)由錨環(huán)、兔夾片和竄承壓板組成批；2）預(yù)應(yīng)諸力錨具司的錨固忘效率應(yīng)纏至少發(fā)套揮預(yù)應(yīng)佩力桿體極限抗扁拉力的95泉%以上，達(dá)鞭到實(shí)脹測(cè)極愧限拉筐力時(shí)鋸的總本應(yīng)變應(yīng)小于2%；3）預(yù)應(yīng)短力錨具尸、夾具天和連接評(píng)器必須蹲符合現(xiàn)留行行業(yè)讓標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋麻用錨具、獸夾具和連連接器》（GB猜/T趨1昌43奸70）的災(zāi)規(guī)定宴；4）錨具罩近應(yīng)采用鋼材或塑料居材料釘制作加脫工。（3）套推管和票波紋伏管1）具有足夠的強(qiáng)度，保證其在加工和安裝的過(guò)程中不致?lián)p壞；2）具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性；3）與水泥漿、水泥砂漿或防腐油脂接觸無(wú)不良反應(yīng)。（4）防腐扶材料應(yīng)藥滿足下?lián)狭幸?）在錨桿的使用年限內(nèi)，保持其防腐性能和耐久性；2）在規(guī)定的工作溫度內(nèi)或張拉過(guò)程中不得開(kāi)裂、變脆或成為流體；3）應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性和防水性，不得與相鄰材料發(fā)生不良反應(yīng)。（5）框架椅和擋土獨(dú)板（6）錨揀桿由于錨集桿每米壤直接費(fèi)僻用中鉆勒孔所占鞏比例較溫大，因燦此，在遺設(shè)計(jì)中擾應(yīng)適當(dāng)浩減少鉆銀孔量，蟻應(yīng)選用平承載力玩較高的接錨桿，屢同時(shí)也超可避免“群錨效傍應(yīng)”影響。1）對(duì)于永繼久性錨桿常擋土墻立困柱、擋土捧板和橫梁鉆采用的混題凝土，其強(qiáng)度楚等級(jí)瘡不應(yīng)添小于C30；臨時(shí)性朋框架錨桿小擋墻混凝寸土強(qiáng)度等住級(jí)不應(yīng)小于C2蠻0；2）鋼屋筋宜摘采用HRB罰400級(jí)和HRB3胡35級(jí)鋼室筋；3）立柱勇基礎(chǔ)位碗于穩(wěn)定后的巖層當(dāng)內(nèi)，可贊采用獨(dú)立基乖礎(chǔ)、條摸形基礎(chǔ)鍬或樁基等形式；4）各分級(jí)雖擋墻之間洽的平臺(tái)頂板面，宜用C15混凝土封武閉。LanzhouUniversityofTechnology5.饒4.露2構(gòu)造要潛求（1）預(yù)代應(yīng)力室錨桿1）錨罰桿的守總長(zhǎng)汪度應(yīng)測(cè)為錨固灰段、猴自由留段和融外錨社段的長(zhǎng)舞度之荒和；2）錨泥桿隔歷離架機(jī)（對(duì)覆中支槍架）隆應(yīng)沿添錨桿陶軸向具方向明每隔1m醬~3跌m設(shè)置一安個(gè)；3）錨桿的傾帆角宜采姜用10度~35度；4）當(dāng)雖錨固月段巖襪層破劈燕碎、她滲水疤量大忽時(shí)，冤宜對(duì)巖體幟作固劍結(jié)灌侵漿處理；5）錨桿泊的使用歲壽命應(yīng)楚與被加有固的構(gòu)種筑物和杯所服務(wù)萄的公路悼的使用酷年限相債同，其防腐等級(jí)也應(yīng)達(dá)繞到相應(yīng)廚的要求嚼。LanzhouUniversityofTechnology（2）框架和繭擋土板1）框尿架（a豎）框回架預(yù)辨應(yīng)力傻錨桿釋擋墻棟立柱才截面者尺寸龜除應(yīng)番滿足痛強(qiáng)度域、剛陪度和汁抗裂開(kāi)要求止外，還應(yīng)滿足治擋土板的血支座寬度婚、錨桿鉆費(fèi)孔和錨固裂等要求；（b）裝配式立危柱，應(yīng)考慮宴立柱在蘋搬動(dòng)、叨吊裝過(guò)權(quán)程以及投施工中貿(mào)錨桿可脊能出現(xiàn)閱受力不花均等不景利因素英；（c環(huán)）當(dāng)立棉柱的底悄端按自月由端計(jì)篩算時(shí)，輛為防止播底端出欺現(xiàn)負(fù)彎行矩，馳在受弓壓側(cè)妻應(yīng)適授當(dāng)配扛置縱棕向鋼賤筋。2）擋撕土板（a槐）考茂慮到弄現(xiàn)場(chǎng)樂(lè)立模爸和澆捷注混個(gè)凝土巧的條是件較愈差，為保夫證混悉凝土配的施查工質(zhì)塌量，拘現(xiàn)澆雙擋土言板的趴厚度飄不宜生小于淘10充0m占m；（b）在法巖壁上一孝次澆注混逗凝土板的長(zhǎng)度不宜灰過(guò)大；（c）棵擋土板消上應(yīng)設(shè)司置泄水賞孔，當(dāng)鉗擋土板拆為預(yù)制紐奉時(shí)，泄水孔崗和吊裝防孔可合緩并設(shè)置。LanzhouUniversityofTechnology（3）錨桿與立澡柱連接（a）螺母錨番固枝（b）焊接嫌短鋼筋敞錨固血（c）設(shè)置彎崇鉤錨固圖5-16錨桿和立攀柱的連接郊示意圖LanzhouUniversityofTechnology§5.5設(shè)計(jì)、施工注意事項(xiàng)5.圣5.類1設(shè)計(jì)注意舒事項(xiàng)（1）立艘柱和芽板為呼預(yù)制斃構(gòu)件返的裝配立柱墻式錨桿擋純土墻適用傻于巖袍層較裂好的趣挖方瓶地段鎖；（2）鋼筋混符凝土框架問(wèn)式預(yù)應(yīng)力關(guān)錨桿擋土憶墻：墻面垂直過(guò)型適用于坐穩(wěn)定性、姜整體性較旺好的I、II類巖濾石邊誘坡；（3）鋼筋混愈凝土預(yù)應(yīng)批力錨桿擋澤土墻：擋土餃墻的變形蘿需要嚴(yán)格佛控制時(shí)，宜采梳用預(yù)訴應(yīng)力索錨桿；（4）錨桿的西布置應(yīng)符民合的規(guī)定友。LanzhouUniversityofTechnology5.5.衫2施工級(jí)注意辦事項(xiàng)（1）穩(wěn)或定性患一般斗的高廈邊坡薯，當(dāng)?shù)┎捎么蟊?、懷大開(kāi)挖、射開(kāi)挖后不及逆時(shí)支護(hù)合或存在勞外傾結(jié)市構(gòu)面時(shí)根，均召有可能氧發(fā)生邊或坡局部朽失穩(wěn)和勸局部巖匯體塌方哄，此時(shí)應(yīng)采撒用自上而啦下、分層雪開(kāi)挖和分償層錨固的冤逆作法施掃工；（2）錨桿鋒施工前竄應(yīng)作好止準(zhǔn)備；（3）錨孔閘施工應(yīng)詢符合規(guī)蕉定；（4）錨世桿機(jī)紅械應(yīng)群考慮惰鉆孔滅通過(guò)績(jī)的巖土類糟型、成怎孔條件當(dāng)、錨固撓類型、答錨桿長(zhǎng)暫度、施椅工現(xiàn)場(chǎng)州環(huán)境、上地形黃條件、菊經(jīng)濟(jì)性聯(lián)和施工欠速度等因素短進(jìn)行選撈擇。LanzhouUniversityofTechnology（5）預(yù)應(yīng)辱力錨桿頁(yè)錨頭承血壓板及綠其安裝碼應(yīng)符合伯下列要屬求：1）承壓板翼應(yīng)安裝芝平整、澡牢固，魔承壓面此應(yīng)與錨膨孔軸線氏垂直；2）承業(yè)壓板泉底部歪的混凝壩土應(yīng)鋼填充浮密實(shí)，并滿足記局部抗壓擾強(qiáng)度要求把。（6）錨桿的形灌漿應(yīng)符劇合下列要居求：1）灌碎漿前桌應(yīng)清城孔，償排放但孔內(nèi)膽積水藏；2）注吳漿管死宜與缺錨桿歷同時(shí)哄放入疤孔內(nèi)胡，注德漿管濟(jì)出漿稀口應(yīng)速插入秘距孔街底10肆0m進(jìn)m~買30孫0m砍m；3）孔口溢卵出漿液或寇排氣管停通止排氣并拴滿足注漿水要求時(shí)，街可以停止眠注漿；4）根據(jù)雁工程條描件和設(shè)豈計(jì)要求貞確定灌匪漿壓力率；5）漿體終強(qiáng)度檢認(rèn)驗(yàn)用試蜓塊的數(shù)鞏量每30根錨桿不喬應(yīng)少于一編組，每組味試塊不介應(yīng)少于叼六個(gè)。LanzhouUniversityofTechnology§5.6框架預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例5.6.要1工程概懂況1.工程簡(jiǎn)介甘肅省唉崇信縣衫佰泰家激園北端瘋邊坡為攝一自然識(shí)邊坡，負(fù)邊坡上風(fēng)坡沿即塔崇信縣條佰泰家口園擬建拼場(chǎng)地的孔北邊界督線、邊岡坡上坡熄沿距離討擬建2#住宅樓建牌筑紅線約28.堡00m；邊坡底雪比擬建場(chǎng)擺地地平深12浪.0陳0m；邊坡薦東西走降向，傾林向北（N）；蜻邊坡評(píng)坡角規(guī)約為85吐°-笨90輝°（邊耗坡陡裂峭）宅；邊除坡為滾土質(zhì)雹邊坡炸。擬不加固賴邊坡孕為北寄端一丑高度以為13m的邊窯坡，渾依據(jù)《建筑邊坡塞工程技術(shù)振規(guī)范》（GB50積330），邊坡工程鳴安全等級(jí)確定鼓：建看筑邊旗坡類酸型為臥土質(zhì)餓邊坡小，10m塌<邊坡高度H≤1漠5m，工搖程安全等屋級(jí)為二西級(jí)。LanzhouUniversityofTechnology2.自然地殖理與場(chǎng)界地地質(zhì)飄地層條鐵件佰泰找家園卵北端死邊坡劇位于肺縣城略西；慮東鄰譯婦幼桂保健戚站、燥南毗籍佰泰哭家園2#住宅駱樓、祥西毗估石油駝公司扮、北偵望縣省城廣后場(chǎng)?？「叱虉?chǎng)，高如差12.6牽4m。地鬼貌單田元屬甚山前撇坡地煤，芮滑河Ⅱ級(jí)階華地。亭根據(jù)《巖土工程愁技術(shù)報(bào)告》，場(chǎng)地土她以全新世改黃土狀貓粉土（Q4eo取l黃土）、澤黃土狀粉蠢質(zhì)粘土（Q4嗚eo默l黃土）容、粉質(zhì)教粘土（Q4a莫l）、卵河石（Q4pl）及爭(zhēng)泥質(zhì)叨砂巖條（N）為主組膛成。LanzhouUniversityofTechnology①雜填賽土（派含①-秤1素填土骨）②黃土狀粉惱土：層厚酬，平均厚烈度5.升10與m；③黃土狀筐粉質(zhì)黏星土：層醒厚，平算均厚度5.黑04號(hào)m；④粉質(zhì)黏烤土：層刑厚，平奶均厚度0.75賞m；⑤卵石：泛層厚，骨平均厚箭度1.62盒m；⑥泥質(zhì)企砂巖步：層它頂埋眨深。地層從上慌至下分述確：LanzhouUniversityofTechnology5.6窮.2支護(hù)仗方案3.水文地叢質(zhì)條件邊坡敢場(chǎng)地紡區(qū)域舌屬于汭河流盯域涇河動(dòng)水系，纖汭河中抹有水流。據(jù)罩實(shí)際貴調(diào)查花：1949年至陳今，肺大雨董或暴珠雨時(shí)打，汭耀河水默流量竄最高請(qǐng)水位抽只到傳縣城視廣場(chǎng)鳳北岸句、地武表水乎流無(wú)鐮沖刷籍邊坡翁的記拒錄。墾因此選，根饒據(jù)巖派土工座程勘棟察，友在勘起察深崇度范喘圍內(nèi)樣無(wú)地濾下水驚賦存蹄。穩(wěn)定水位貿(mào)埋深約20.0翠0m。1.支護(hù)范圍2.支護(hù)原則3.支護(hù)方案LanzhouUniversityofTechnology5.般6.怖3支護(hù)設(shè)計(jì)1）邊坡安全等級(jí)為二級(jí)；2）抗震設(shè)防烈度為7度；3）防腐等級(jí)為Ⅰ級(jí)；4）加固措施安全，經(jīng)濟(jì)合理，盡量兼顧美觀。1.設(shè)計(jì)暗標(biāo)準(zhǔn):LanzhouUniversityofTechnology2.設(shè)計(jì)依芳據(jù)1）甲方提罪供的由平僑涼市規(guī)劃川建筑勘測(cè)存設(shè)計(jì)有限腥公司編制唱的《涇川縣房嶼地產(chǎn)開(kāi)發(fā)巷公司崇信大縣佰泰家秧園居住區(qū)下詳規(guī)》。2）甲憂方提舍供的惰由甘聲肅金頂?shù)貛r穴土工飯程有師限公住司編情制的《崇信縣袖佰泰家敢園居住廉區(qū)巖土盟工程技汗術(shù)報(bào)告》。3）《建筑邊坡協(xié)工程技術(shù)躬規(guī)范》GB農(nóng)503巾30。4）《錨桿娘噴射盒混凝里土支啞護(hù)技辛術(shù)規(guī)必范》G鞋B5我00開(kāi)86。5）《建筑夾樁基父技術(shù)帝規(guī)范》JGJ居94。6）《混凝土殘結(jié)構(gòu)設(shè)垮計(jì)規(guī)規(guī)太范》G薪B5辰00賞10。7）其醫(yī)它相念關(guān)工懂程技孟術(shù)規(guī)雅范、宿規(guī)程鮮的規(guī)跡定。LanzhouUniversityofTechnology在邊頌坡加什固深能度范孝圍內(nèi)凳，土恐體較筆為復(fù)陶雜，蘭邊坡初土體刃參數(shù)登見(jiàn)表5-縫1和表5-23.設(shè)計(jì)參數(shù)1）邊坡設(shè)計(jì)坡角邊坡按單級(jí)設(shè)計(jì)，坡角85度。2）巖土體參數(shù)見(jiàn)表5-1和表5-24.支護(hù)設(shè)計(jì)1）坡面清理2）邊坡錨固3）錨桿5.框架格梁、掛網(wǎng)及噴射混凝土1）格梁（包括立柱和橫梁）2）掛網(wǎng)3）噴射混凝土4）臺(tái)座LanzhouUniversityofTechnology土層序號(hào)土層名稱土層厚度（m）重度g/(kN·m-3)粘聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角j/(°)界面粘結(jié)強(qiáng)度τ（kPa）①雜填土0.313.29.021.020②素填土1.513.29.021.020③黃土狀粉土5.614.49.121.550④黃土狀粉質(zhì)粘土4.115.616.022.050⑤粉質(zhì)粘土0.916.220.021.750⑥卵石1.918.625.030.02001-1剖面綱計(jì)算扯參數(shù)旁表5-1LanzhouUniversityofTechnology土層序號(hào)土層名稱土層厚度（m）重度g/(kN·m-3)粘聚力c/(kPa)內(nèi)摩擦角j/(°)界面粘結(jié)強(qiáng)度τ（kPa）①雜填土0.813.29.021.020②黃土狀粉土6.514.49.121.550③黃土狀粉質(zhì)粘土4.515.616.022.050④粉質(zhì)粘土0.616.220.021.750⑤卵石1.818.625.030.02001-腹1剖面計(jì)算察參數(shù)宴表5-2LanzhouUniversityofTechnology圖5-晚19框架蝦預(yù)應(yīng)殼力錨樣桿邊或坡支蕉護(hù)設(shè)景計(jì)平貓面圖8.設(shè)計(jì)結(jié)夕果邊坡支扁護(hù)具體他形式見(jiàn)社圖5-幣19慌~圖8-2打0。邊昌坡支稍護(hù)完乏成后城的照煎片見(jiàn)央圖5-21和5-2陶2。LanzhouUniversityofTechnology圖5-2都0框架預(yù)應(yīng)趁力錨桿邊幣坡支護(hù)設(shè)覆計(jì)立面圖LanzhouUniversityofTechnology圖5-2謎1框架龜預(yù)應(yīng)尤力錨論桿支捧護(hù)照采片圖5-22坡頂?shù)孛鍸anzhouUniversityofTechnology5.霧6.愧4錨桿聯(lián)施工松工藝圖5-2積3錨桿施采工順序歌示意圖土