预应力锚杆支护设计计算书

预应力锚杆支护设计计算书计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002

3、《建筑施工计算手册》江正荣编著

一、设计简图

预应力锚杆支护设计示意图

二、基本计算参数

计算方法静止岩土压力

GB50330-2002中

6.3.1

边坡高度H（m）20

边坡工程安全等级二级边坡边坡坡角（°）70

岩土参数：

三、锚杆设计参数

锚杆参数：

四、岩石压力计算

1、静止岩石压力计算：

γ=(t1×γ1+t2×γ2+)/H=(18.00×18.00+2.00×19.00+)/20.00=18.10

K0=ν/(1-ν)=0.25/(1-0.25)=0.33

E ak=(Σeoik)=(0.5×H×（H+0）

×γ+q×H)×K0×K s=(0.5×20.00×(20.00+0)×18.10+100.00×20.00)×0.33×1.00=1873.33

静止岩石压力为1873.33 KN

五、锚杆设计计算

第1 层锚杆：

a.锚杆的轴向拉力承载力标准值和设计值可按下式计算：

岩石总水平分力为1873.33 KN

每沿米锚杆轴向拉力标准值H t k=1873.33×2.00/1=3746.67

锚杆设计安全系数为1.1

H tk=3746.67×1.10=4121.33 kN

N ak= H tk/cosα=4121.33/cos10=4184.91 kN

N a=γQ×N ak=1.3×4184.91=5440.39 kN

b.锚杆的杆体计算：

A s≥γ0×N a/(ζ2×f y)=1.00×5440.39/(0.69×300.00)×1000=26282.05 mm2

计算锚杆钢筋配置

As≥26282.05 mm2

n×π×d2/4≥A s

当d=8.00时候计算出n=524

c. 锚杆锚最小自由长度计算

锚杆自由端长度应大于裂隙面

L0=(((20.00-8.00)×((20.00×sin70)/20.00))/sin(180-(70-50)-(180-70-10)))×sin(70-50)=4.45m< 5.00

取L0=5.00m

d. 锚杆锚固段长度计算：

验证锚杆自由段长度是否进入另外一个土层

L1=(∑t i-s yj)/ sinα=(18.00-8.00)/sin10=57.59≥L0=5.00

自由端没有进入下一土层。

锚固段从第1 层土开始计算

d1.锚杆锚固体与地层的锚固长度l a1应满足下式

l a1≥N ak/(ζ1×π×D×f rb) =4184.91/(1.00×3.14×0.20×80.00)=83.30 m

验证锚杆长度是否进入另外一个土层

L1=∑L-L0=57.59-5.00=52.59

因此锚杆进入另外一土层，重新计算l a1，对大于la1长度部分采用下一层f rb取值。

对于该层可产生的N ak0 =L1×ζ1×π×D×f rb=52.59×1.00×3.14×0.20×80.00=2642.01

传递给下层N ak1=N ak-N ak0=4184.91-2642.01=1542.91 KN

L2=t2/sina=10.00/sin(10.00)=57.59

该层可产生的N ak2=L2×ζ1×π×D×f rb=57.59×1.00×3.14×0.20×90.00=3254.86

N ak2≥N ak1

l a≥N ak1/(ζ1×π×D×f rb) =1542.91/(1.00×3.14×0.20×90.00)=27.30 m

l a1=∑L i+l a=52.59++27.30=79.89

d2.锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度la2应满足下式要求：

l a2≥r o×N a/(ζ3×n×π×d×f b) =1.00×5440.39/(0.60×524×3.14×8.00×2.40)=0.29 m

计算出的锚固段长度Lm ＝max（la1 ，la2）＝79.89 m.

按照《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2002 7.4.1中构造设计要求第二条规定，预应力锚索锚固段长度Lm不应大于55D和8m，请调整锚孔直径或者改变锚固型式或者增加锚杆层数

六、锚杆挡墙支护构造要求

1. 锚杆挡墙支护结构立柱的间距宜采用2～8m。

2. 锚杆挡墙支护中锚杆的布置应符合下列规定：

a. 锚杆上下排垂直间距不宜小于2.5m，水平间距不宜小于2m；

b. 当锚杆间距小于上述规定或锚固段岩土层稳定性较差时，锚杆宜采用长短相间的方式布置；

c. 第一排锚杆锚固体上覆土层的厚度不宜小于4m，上覆岩层的厚度不宜小于2m；

d. 第一锚点位置可设于坡顶下1.5～2m处；

e. 锚杆的倾角宜采用10°～35°；

f. 锚杆布置应尽量与边坡走向垂直，并应与结构面呈较大倾角相交；

g. 立柱位于土层时宜在立柱底部附近设置锚杆。

3. 立柱、挡板和格构梁的混凝土强度等级不应低于C20。

4. 立柱的截面尺寸应满足挡板的支座宽度、锚杆钻孔和锚固等要求。肋柱截面宽度

不宜小于300mm，截面高度不宜小于400mm；钻孔桩直径不宜小于500mm，人工挖孔桩直径不宜小于800mm。

5. 立柱基础应置于稳定的地层内，可采用独立基础、条形基础或桩基础等形式。

6. 对永久性边坡，现浇挡板和拱板厚度不宜小于200mm。

7. 锚杆挡墙立柱宜对称配筋；当第一锚点以上悬臂部分内力较大或柱顶设单锚时，可根据立柱的内力包络图采用不对称配筋做法。

8. 格构梁截面尺寸应按强度、刚度和抗裂要求计算确定，且格构梁截面宽度和截面高度不宜小于300mm。

9. 永久性锚杆挡墙现浇混凝土构件的温度伸缩缝间距不宜大于20～25m。

10. 锚杆挡墙立柱的顶部宜设置钢筋混凝土构造连梁。

11. 当锚杆挡墙的锚固区有建筑物基础传递的较大荷载时，应适当加长锚杆，并采用长短相间的设置方法。

12. 施工要求：

a. 排桩式锚杆挡墙和在施工期边坡可能失稳的板肋式锚杆挡墙，应采用逆作法进行施工。

b. 对施工期处于不利工况的锚杆挡墙，应按临时性支护结构进行验算。