锚杆挡墙计算书

肋板式锚杆挡墙计算书
一、1#肋板式锚杆挡墙Ⅰ段
本段锚杆挡墙拟建肋板式锚杆挡墙组成。

上部已建肋板式锚杆挡墙高约12.5m，下部拟建挡墙高2.5～8.5m，上下两段挡墙坡率均为1：0.3，岩层由泥岩组成，土质边坡，坡高15～20m，长约500m，边坡安全等级为一级。

岩体内有一组外倾结构面对边坡稳定影响较大，外倾结构面倾角72°，粘聚力50 kPa，内摩擦角18°。

泥岩岩体等效内摩擦角标准值取52°，破裂角取外倾结构面倾角72°与45°+ /2中的较小值，可取63.49°。

虽然本段挡墙上部为已建成锚杆挡墙，但因本次设计在现有挡墙下方开挖2.5～8.5m，会对现有挡墙产生较大影响，并且目前缺少已有挡墙的设计资料，无法对已有挡墙施工后的整体稳定做出判断。

因此设计中对整个坡面采用肋板式锚杆挡墙加固，已有挡墙作为边坡稳定的安全储备。

设计采用锚杆水平间距2.0m，竖向间距2.5m，每束锚杆由2根直径28mm的二级钢筋组成，锚固长度4.5m。

计算模型如图1所示。

图1 计算简图
肋板式锚杆挡墙的计算过程如下：
1 基本资料
(1)边坡工程安全等级: 一级
γ=1.1
(2)边坡重要性系数
(3)边坡变形控制要求: 很严格
(4)边坡几何参数
锚杆挡土墙高度H=17.94(m)
H=0(m)
坡顶覆土厚度
1
破裂面内坡顶坡顶建筑层数: 0
填土表面与水平面的夹角β=31 (°)
边坡坡率 1：n n=-0.3 （俯斜为正，仰斜为负）(5)边坡力学参数
γ=20(kN/m3)
土体重度
2
外倾结构面破裂角θ=72 (°)
C=50(kPa)
外倾结构面粘聚力
s
ϕ=18 (°)
外倾结构面内摩擦角
s
ϕ=52 (°)
岩体等效内摩擦角
e
(6)锚杆参数
锚杆类别: 永久性锚杆
普通钢筋种类 HRB=335
普通钢筋抗拉强度设计值
f=300 (MPa)
y
水泥砂浆注浆强度: M30
f=150(kPa)
地层与锚固体粘结强度特征值
rb
(7)采用规范：建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)
2 侧向岩压力计算
2.1 以等效内摩擦角按侧向主动土压力 (边坡规范6.2.3)
地表均布荷载标准值q=20 (kN/m)
挡土墙墙背与水平面的夹角α=106.66 (°)
系数 2sin cos 1sin()
q q K H αβγαβ=+=+ 1.091 系数 2c H
ηγ==0.0 主动土压力系数
1a K =0.044
主动土压力
21112
ak a E H K γ==174.88 (kN)
2.2 外倾硬性结构面侧向岩压力 (边坡规范6.
3.2)
地表均布荷载标准值 q =20 (kN/m)
挡土墙墙背与水平面的夹角 α=106.66 (°)
系数 2sin cos 1sin()q q K H αβγαβ=+=+ 1.091 系数 2c H
ηγ==0.228 主动土压力系数
2a K =-0.427
主动土压力
22212
ak a E H K γ==-1685 (kN)
2.3 侧向岩压力的确定
根据地勘报告，边坡侧向岩压力分别以岩石等效内摩擦角按侧向土压力方法计算和以外倾结构面的参数按规范公式6.3.2中的方法计算，取两种结果的较大值。

侧向岩压力 12max(,)ak ak ak E E E ==174.88 (kN) 边坡侧向岩压力受岩体等效内摩擦角侧向土压力控制。

2.4岩质边坡修正岩石压力
侧向岩石压力a E 的修正系数=1.0
'a E =1.0ak E = 174.88 (kN)
岩石主动土压力水平分力
'cos(90)tk a H E αδ=-+=172.56(kN)
3 锚杆计算
3.1 锚杆轴向拉力值
锚杆倾角
α =15(°) 荷载分项系数
Q γ=1.3 锚杆轴向拉力标准值 cos ak tk N H α==178.64(kN)
锚杆轴向拉力设计值 a Q ak N N γ==232.23(kN)
3.2 锚杆选型
锚杆的水平间距
xj S =2.0(m) 锚杆的垂直间距
yj S =2.5(m) 锚筋工作条件系数
2ξ=0.69 每孔锚杆的受力 'a N =58.06(kN)
锚筋抗拉强度设计值 y f ==300000 (kPa)
2Q a s y
N A f γξ≥= 0.00028048 (m 2) 钢筋直径
d =28(mm) 计算钢筋根数 'N =0.456
设计钢筋根数
N =2 3.3 锚杆锚固体与地层的锚固长度
锚固体直径 D =120(mm)
锚固体与地层粘结工作条件系数1ξ=1
锚杆轴向拉力标准值
ak N =45.91(kN) 锚固段长度 11ak a rb
N l df ξπ≥=0.812(m) 3.4 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度
边坡重要性系数 Q γ=1.0
钢筋与砂浆粘结工作条件系数 3ξ=0.6
钢筋与砂浆粘结强度特征值 b f =2400(kPa)
多根钢筋折减系数:
0.85 锚杆轴向拉力设计值
'a N =59.68(kN) 锚固段长度 23Q a a b
N l n df γξπ≥=0.388(m) 3.5 确定锚杆锚固段长度
理论设计锚固长度
12max(,)a a a l l l ==0.8122(m) 设计锚固段长度
l =4.5(m)a l > 4 面板计算
将锚杆视为支承，计算面板受力。

根据每孔锚杆的受力除以其受力范围，即为面板的均布荷载。

根据锚杆计算，锚杆的水平间距xj S =2.0(m)，锚杆的垂直间距 yj S =2.5(m) 边坡重要性系数
Q γ=1.0 每孔锚杆的受力
'a N =58.06(kN) 面板的均布荷载 q =11.612(kN/m)
面板跨中弯距 2
8
ql M == 5.806(kN ·m) 面板钢筋截面积 s A =1357(mm 2)
通过配筋计算，采用钢筋φ12@150,面板厚度250mm ，双层配筋。

二、1#肋板式锚杆挡墙Ⅱ段
本段锚杆挡墙由上部已建肋板式锚杆挡墙和下部拟建肋板式锚杆挡墙组成。

上部已建肋板式锚杆挡墙高约12.5m，下部拟建挡墙高2.5～8.5m，上下两段挡墙坡率均为1：0.3，岩层由泥岩组成。

挡墙滑塌影响区内有19层高居民楼，边坡损坏或发生大变形会产生严重后果，所以边坡安全等级为一级。

岩体内有一组外倾结构面对边坡稳定影响较大，外倾结构面倾角72°，粘聚力50 kPa，内摩擦角18°。

泥岩岩体等效内摩擦角标准值取52°，破裂角取外倾结构面倾角72°与45°+ /2中的较小值，可取63.49°。

虽然本段挡墙上部为已建成锚杆挡墙，但因本次设计在现有挡墙下方开挖2.5～8.5m，会对现有挡墙产生较大影响，并且目前缺少已有挡墙的设计资料，无法对已有挡墙施工后的整体稳定做出判断。

因此设计中对整个坡面采用肋板式锚杆挡墙加固，已有挡墙作为边坡稳定的安全储备。

设计采用锚杆水平间距2.m，竖向间距2.5m，每束锚杆由3根直径28mm的二级钢筋组成，锚固长度5.0m。

计算模型如图2所示。

图2 计算简图
肋板式锚杆挡墙的计算过程如下：
1 基本资料
(1)边坡工程安全等级: 一级
γ=1.1
(2)边坡重要性系数
(3)边坡变形控制要求: 严格
(4)边坡几何参数
岩石锚杆挡土墙高度H=18.97(m)
H=0(m)
坡顶覆土厚度
1
破裂面内坡顶坡顶建筑层数: 19
填土表面与水平面的夹角β=0 (°)
边坡坡率 1：n n=-0.3 （俯斜为正，仰斜为负）(5)边坡力学参数
γ=24.5(kN/m3)
岩石重度
1
γ=20(kN/m3)
土体重度
2
外倾结构面破裂角θ=72 (°)
C=50(kPa)
外倾结构面粘聚力
s
ϕ=18 (°)
外倾结构面内摩擦角
s
ϕ=52 (°)
岩体等效内摩擦角
e
(6)锚杆参数
锚杆类别: 永久性锚杆
普通钢筋种类 HRB=335
普通钢筋抗拉强度设计值
f=300 (MPa)
y
水泥砂浆注浆强度: M30
f=150(kPa)
地层与锚固体粘结强度特征值
rb
(7)采用规范：建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)
2 侧向岩压力计算
2.1 以等效内摩擦角按侧向主动土压力 (边坡规范6.2.3)
地表均布荷载标准值q=352.5 (kN/m)
挡土墙墙背与水平面的夹角 α=106.66 (°)
系数 2sin cos 1sin()
q q K H αβγαβ=+=+ 2.517 系数 2c H
ηγ==0.0 主动土压力系数
1a K =0.1023
主动土压力
21112
ak a E H K γ==451.09 (kN)
2.2 外倾硬性结构面侧向岩压力 (边坡规范6.
3.2)
地表均布荷载标准值 q =352.5 (kN/m)
挡土墙墙背与水平面的夹角 α=106.66 (°)
系数 2sin cos 1sin()q q K H αβγαβ=+=+ 2.517 系数 2c H
ηγ==0.215 主动土压力系数
2a K =-0.335
主动土压力
22212
ak a E H K γ==-1477.87 (kN)
2.3 侧向岩压力的确定
根据地勘报告，边坡侧向岩压力分别以岩石等效内摩擦角按侧向土压力方法计算和以外倾结构面的参数按规范公式6.3.2中的方法计算，取两种结果的较大值。

侧向岩压力 12max(,)ak ak ak E E E ==451.09 (kN) 边坡侧向岩压力受岩体等效内摩擦角侧向土压力控制。

2.4岩质边坡修正岩石压力
侧向岩石压力a E 的修正系数=1.35
'a E =1.35ak E = 608.97 (kN)
岩石主动土压力水平分力
'cos(90)tk a H E αδ=-+=600.91(kN)
3 锚杆计算
3.1 锚杆轴向拉力值
锚杆倾角
α =15(°) 荷载分项系数
Q γ=1.3 锚杆轴向拉力标准值 cos ak tk N H α==622.09(kN)
锚杆轴向拉力设计值 a Q ak N N γ==808.71 (kN)
3.2 锚杆选型
锚杆的水平间距
xj S =2.0(m) 锚杆的垂直间距
yj S =2.5(m) 锚筋工作条件系数
2ξ=0.69 每孔锚杆的受力 'a N =202.18(kN)
锚筋抗拉强度设计值 y f ==300000 (kPa)
2Q a s y
N A f γξ≥= 0.0010744 (m 2) 钢筋直径
d =28(mm) 计算钢筋根数 'N =1.745
设计钢筋根数
N =3 3.3 锚杆锚固体与地层的锚固长度
锚固体直径 D =180(mm)
锚固体与地层粘结工作条件系数1ξ=1
锚杆轴向拉力标准值
ak N =155.52(kN) 锚固段长度 11ak a rb
N l df ξπ≥=1.834(m) 3.4 锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度
边坡重要性系数 Q γ=1.1
钢筋与砂浆粘结工作条件系数 3ξ=0.6
钢筋与砂浆粘结强度特征值 b f =2400(kPa)
多根钢筋折减系数:
0.7 锚杆轴向拉力设计值
'a N =202.18(kN) 锚固段长度 23Q a a b
N l n df γξπ≥=0.836(m) 3.5 确定锚杆锚固段长度
理论设计锚固长度
12max(,)a a a l l l ==1.834(m) 设计锚固段长度
l =5.0(m)a l >
4 面板计算
将锚杆视为支承，计算面板受力。

根据每孔锚杆的受力除以其受力范围，即为面板的均布荷载。

根据锚杆计算，锚杆的水平间距xj S =2.0(m)，锚杆的垂直间距 yj S =2.5(m) 边坡重要性系数
Q γ=1.1 每孔锚杆的受力
'a N =202.178(kN) 面板的均布荷载 q =40.436(kN/m)
面板跨中弯距 2
8
ql M == 22.24(kN ·m) 面板钢筋截面积 s A =1357(mm 2)
通过配筋计算，采用钢筋φ12@150,面板厚度250mm，双层配筋。