边坡工程处治技术格构加固设计与施工
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半无限长梁（L≥π/λ，荷载与一端的距离小于π/λ，与另一端距离大于π/λ） 有限长梁（L<2π/λ ，荷载与两端的距离都小于π/λ ） 。
实际工程中梁长通常均不超过30 m,荷载到梁端的距离一般都小于π/λ,因此实际遇到的多 为有限长梁。
y(x)
n
kb[sh 2 ( l) sin 2 ( l)]
EI
d4y dx4
kbyq(x)
该方程的通解为：
式中y e 为x 弹( c 性1 地c 基o s 梁的柔x 性 指c 数2 （s i 1n ），待x 定) 积 分e 常 数x c( 1c 4可3 由c o 荷s 载位x 置及 边c 界4 条s i 件n 确定x 。) 节点荷载分配后，即可按弹性地基梁理论计算梁剪力和弯矩。格构梁根据荷载作用位置及梁的 相对刚无度限对长位梁4 移（4kE和梁bI 内长力L≥的2π影/λ，响荷，载大作致用可点以与分两为端3种距：离都大于π/λ）
依据本规范，混凝土受压区高度应按下列公式确定：
式 ——中正M截—面—极弯限矩抵设抗计弯值矩,取；计算M 值的M 1.5u倍；1fcbx(h02x)
a1——系数，按《混凝土结构设计规范》第7.1.3条的规定计算；
——混凝土轴心抗压强度设计值，按《1f混cb凝x土结构fy设A计s 规范》表4.1.4采用；
2.边坡格构加固设计的内容 （1）边坡稳定性分析和荷载计算； （2）选择格构型式及加固方案； （3）拟定格构的尺寸、确定锚杆(索)的锚固荷载； （4）锚杆(索)的设计计算； （5）格构内力计算及结构设计； （6）加固后边坡的稳定性验算
格构加固边坡断面示意图
3. 格构加固设计程序流程
§7.2.2 锚固荷载的计算 通常情况下，计算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定方法。对于无连续滑动面的直立或近直
Pi I 3i
i1
M (x)
1
n
式中I1i、I2i、I3i意义见文献2 。 [ s h
2 (
l)
sin
2 (
l)]
i1
Pi I1i
V (x)
1
n
s h 2 ( l ) s i n 2 ( l ) Pi I 2 i
i1
(1)正截面承载力计算 依据《混凝土结构设计规范》（50010-2002）7.2.1-1公式，由于不存在预应力锚杆，可简化为
p1 p2
(2T1 (2T2
T2 ) T1)
/ /
l l
式中：l ——两锚索之间格构梁的长度； T1，T2 ——格构梁两端锚索的设计荷载
如果，则格构梁上的荷载均匀分布，有
pppT/l 为了保证锚索在超张拉或边坡变形过程中格构梁的安全性，在设计计算时，常将T1、T2
1 2 乘以1.5的系数或直接采用极限荷载带入上式中进行计算。
§7.1.2 格构的结构型式及其布置 （1）方型
（2）菱形
（3）人字型
（4）弧型
§7.2 边坡格构加固设计
§7.2.1 格构加固设计的一般要求 1.格构加固设计的一般要求
（1）格构设计必须充分考虑工程的服务期限，可按照50-80年服务期进行设计。 （2）对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。 （3）对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于35°的高陡边坡，宜 采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进行加固。 （4）对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构与预应 力锚索进行防护。而对于整体稳定性差、滑坡推力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用 预制预应力钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。
（2)斜截面承载力计算 矩形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：
当
时
当
h时w b
Leabharlann Baidu
4
V0.25cfcbh0
式中 V——构件斜截面上的最大剪力设计值；
— 取—＝混0.8凝；土其h强w间b度按影线6 响性系内数插：法当确混定V凝；土0强.度2等c级fc不bh超0过C50时，取＝1.0；当混凝土强度等级不超过C80时，
，带入上式
x h0
x h0
1
1
2M
1
fcb
h
2 0
As
1
fcbh0 fy
根据计算需要的截面面积选用钢筋直径，钢筋截面面积不应小于计算要求截面面积。同 时配筋率r满足
表4-1。上式中和取值参考m 相i 关n书(籍，bA 本s0h 设) 计参m 考《a x 混凝b土1结ffc y构（上）》（武汉工业大学出版社）
立的边坡，在采用锚杆(索)挡墙加固时，可以采用土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确定锚 固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详细介绍。而对于具有连续的潜在滑动面的边坡，采用条分法 稳定性进行锚固荷载反算。 §7.2.3 格构的结构设计与计算
格构内力计算模式
为了方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力。通常按最不利原 则，用锚索的最大设计荷载近似计算分布荷载，即：
——截面的腹板高度：对矩形截面，取有效高度。
将格构梁视为弹性地基上的梁，锚固力作为梁上集中荷载，按照弹性地基梁假定计算梁内力。 假定认为：土体表面任一点的压力强度与该点的沉降成正比，即
式中k为基床系数（3），s为沉降量。 根据以上假定及计算模型，可推知弹性地基梁的挠曲微分方程为
p(x) ks 式中E、I为梁的弹性模量和惯性矩；b为梁宽（m），y为梁的变形，q(x)为梁上荷载。
边坡工程处治技术格构加固设计与施工
1
§7.1 概述
§7.1.1 格构的作用、特点及适用条件 格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并
利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。 格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或
锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处 于稳定状态。
——钢筋的抗拉强度设计值，按《混凝土结构设计规范》表4.2.3采用；
——受拉区纵向钢筋的截面面积；
b ——截面宽度；
x ——按等效矩形应力图计算的受压区高度；
h0——截面有效高度，h0＝h－，为受拉钢筋合力点至截面受拉边缘距离，当为一排钢筋时，＝2，
其中d为钢筋直径，c为混凝土保护层厚度。
设相对有效高度 ，即
实际工程中梁长通常均不超过30 m,荷载到梁端的距离一般都小于π/λ,因此实际遇到的多 为有限长梁。
y(x)
n
kb[sh 2 ( l) sin 2 ( l)]
EI
d4y dx4
kbyq(x)
该方程的通解为：
式中y e 为x 弹( c 性1 地c 基o s 梁的柔x 性 指c 数2 （s i 1n ），待x 定) 积 分e 常 数x c( 1c 4可3 由c o 荷s 载位x 置及 边c 界4 条s i 件n 确定x 。) 节点荷载分配后，即可按弹性地基梁理论计算梁剪力和弯矩。格构梁根据荷载作用位置及梁的 相对刚无度限对长位梁4 移（4kE和梁bI 内长力L≥的2π影/λ，响荷，载大作致用可点以与分两为端3种距：离都大于π/λ）
依据本规范，混凝土受压区高度应按下列公式确定：
式 ——中正M截—面—极弯限矩抵设抗计弯值矩,取；计算M 值的M 1.5u倍；1fcbx(h02x)
a1——系数，按《混凝土结构设计规范》第7.1.3条的规定计算；
——混凝土轴心抗压强度设计值，按《1f混cb凝x土结构fy设A计s 规范》表4.1.4采用；
2.边坡格构加固设计的内容 （1）边坡稳定性分析和荷载计算； （2）选择格构型式及加固方案； （3）拟定格构的尺寸、确定锚杆(索)的锚固荷载； （4）锚杆(索)的设计计算； （5）格构内力计算及结构设计； （6）加固后边坡的稳定性验算
格构加固边坡断面示意图
3. 格构加固设计程序流程
§7.2.2 锚固荷载的计算 通常情况下，计算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定方法。对于无连续滑动面的直立或近直
Pi I 3i
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式中I1i、I2i、I3i意义见文献2 。 [ s h
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(1)正截面承载力计算 依据《混凝土结构设计规范》（50010-2002）7.2.1-1公式，由于不存在预应力锚杆，可简化为
p1 p2
(2T1 (2T2
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式中：l ——两锚索之间格构梁的长度； T1，T2 ——格构梁两端锚索的设计荷载
如果，则格构梁上的荷载均匀分布，有
pppT/l 为了保证锚索在超张拉或边坡变形过程中格构梁的安全性，在设计计算时，常将T1、T2
1 2 乘以1.5的系数或直接采用极限荷载带入上式中进行计算。
§7.1.2 格构的结构型式及其布置 （1）方型
（2）菱形
（3）人字型
（4）弧型
§7.2 边坡格构加固设计
§7.2.1 格构加固设计的一般要求 1.格构加固设计的一般要求
（1）格构设计必须充分考虑工程的服务期限，可按照50-80年服务期进行设计。 （2）对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。 （3）对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于35°的高陡边坡，宜 采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进行加固。 （4）对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构与预应 力锚索进行防护。而对于整体稳定性差、滑坡推力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用 预制预应力钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。
（2)斜截面承载力计算 矩形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：
当
时
当
h时w b
Leabharlann Baidu
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V0.25cfcbh0
式中 V——构件斜截面上的最大剪力设计值；
— 取—＝混0.8凝；土其h强w间b度按影线6 响性系内数插：法当确混定V凝；土0强.度2等c级fc不bh超0过C50时，取＝1.0；当混凝土强度等级不超过C80时，
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根据计算需要的截面面积选用钢筋直径，钢筋截面面积不应小于计算要求截面面积。同 时配筋率r满足
表4-1。上式中和取值参考m 相i 关n书(籍，bA 本s0h 设) 计参m 考《a x 混凝b土1结ffc y构（上）》（武汉工业大学出版社）
立的边坡，在采用锚杆(索)挡墙加固时，可以采用土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确定锚 固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详细介绍。而对于具有连续的潜在滑动面的边坡，采用条分法 稳定性进行锚固荷载反算。 §7.2.3 格构的结构设计与计算
格构内力计算模式
为了方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力。通常按最不利原 则，用锚索的最大设计荷载近似计算分布荷载，即：
——截面的腹板高度：对矩形截面，取有效高度。
将格构梁视为弹性地基上的梁，锚固力作为梁上集中荷载，按照弹性地基梁假定计算梁内力。 假定认为：土体表面任一点的压力强度与该点的沉降成正比，即
式中k为基床系数（3），s为沉降量。 根据以上假定及计算模型，可推知弹性地基梁的挠曲微分方程为
p(x) ks 式中E、I为梁的弹性模量和惯性矩；b为梁宽（m），y为梁的变形，q(x)为梁上荷载。
边坡工程处治技术格构加固设计与施工
1
§7.1 概述
§7.1.1 格构的作用、特点及适用条件 格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并
利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。 格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或
锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处 于稳定状态。
——钢筋的抗拉强度设计值，按《混凝土结构设计规范》表4.2.3采用；
——受拉区纵向钢筋的截面面积；
b ——截面宽度；
x ——按等效矩形应力图计算的受压区高度；
h0——截面有效高度，h0＝h－，为受拉钢筋合力点至截面受拉边缘距离，当为一排钢筋时，＝2，
其中d为钢筋直径，c为混凝土保护层厚度。
设相对有效高度 ，即