公路高边坡锚索设计

设计资料

某高速公路Ⅲ标4 号高边坡位于里程桩号YK 201+570 ～ 62 5 段，处于富溪河

右岸山脊中下部，开挖边坡长95 .m，坡斜高40 m，拟分五级开挖，每级梯段8m，

公路设计高程36 8.8m。

开挖边坡主要由强风化－全风化砂板岩，呈碎裂结构。

III －4 号高边坡计算参数综合取值表

天然状态（工况1 ）暴雨状态下（工况 2 ）

Φ（°）重度（ KN/m ） C （ KP ）Φ（°）重度（ KN/m ）[

C（ KP ）

1030" 728

坡体分条图

经过计算，天然工况，稳定性系数为，暴雨工况，稳定性

~

系数为。安全系数取，设计滑坡推力为 m 。

一，设计单宽锚固力

对于边坡整治工程，可以取设计值进行计算：

由CAD图形文件知，破碎岩层的厚度在10-13米之间，设内锚段长度为8米，自由段长度为10.9米，总长为18.9米。α=31°,β=27°，折减系数λ取

单宽锚固力：

=M

）

式中，F－设计滑坡推力（kN/m）；

－设计（总）锚固力（kN/m）；

φ－滑面内摩擦角（°）；

α－锚索与滑动面相交处的滑面倾角（°）；

β－锚索与水平面的夹角（°）

二，锚索初选

类别>

公称直径（mm）公称截面面积

（mm2）

理论重量Kg/m

1×7139.

—

F

ptk

=1860N/mm2

Pu=A

S ×F

ptk=

139×1860= KN

本工程边坡为普通地层，永久性锚固，根据表3-1得F S1= 整治每沿米滑坡所需的锚索钢绞线的根数：

·

1.7*1195.9

258.54

=

=

取值9根

n ：整治每沿米滑坡所需的锚索钢绞线的根数 p T ：每孔锚索的设计锚固力 p u ：单根钢绞线的极限张拉荷载

初拟锚索孔间距为4米，设计6排6孔锚索。分别布置在一二三级台阶之上。 单孔锚固力： 。

4*1195.96p =

=

单根钢绞线锚固力=6=

计算锚固段长度：

（1）按照锚固段和钢绞线之间连接强度计算：

2*S T

sa S U F P l d T π=

:

=3.97m

τu －采用砂浆强度为M30，接触强度按照砂浆强度的百分之十取值。即3Mpa ds －张拉钢筋外表直径（束筋外表直径）（m ）；取80mm

Fs 2－锚固设计安全系数。根据本工程的情况参照表 3-1得，Fs 2=

（2）按照锚固段和钢绞线之间连接强度计算： 孔径按照120mm 取值 —

2*S T a h F P l d T π=

=3.66m

dh － 锚固体直径（m ）；设计钻孔为130mm

τ－ 注浆体与地层界面极限剪应力，根据本工程的情况参照表 3-2得τ为~，

取2Mpa

Fs 2－锚固设计安全系数。根据本工程的情况参照表 3-1得，Fs 2=

综上 取值为锚固段长度为8米，符合条件。 !

三．外锚格构设计

框格梁计算单元如图：

图1-1 框格梁计算单元

由于计算相对复杂，认为锚索锚固力平均作用在纵梁和横梁上，即都为

2

398.6h p =

/KN m ，只计算纵梁，横梁结构与纵梁同。于是可将框格梁的计算简化，利用简支梁计算

原理，计算简图如图：

根据设计要求做格构梁框架作为外锚支承。地梁长度取4m 根据计算出的单孔锚固力，简化计算为简支梁。如下图： >

797.3

199.3/4q KN m ==

21

398.68M ql KN m ==⋅

398.62T

V KN

==

3、框格梁的配筋

》

（1）计算框格梁承受弯矩和剪力的设计值

0S R γ≤

0γ-结构重要系数；设安全等级为二级，0γ取1； S -载荷效益组合设计值。 R -构件抗力设计值。

11G GK Q Q S S S γγ=+

G γ-永久载荷分项系数，取；

.

1Q γ-第一个可变载荷分项系数，这里不记可变载荷。

max 1.2398.6478/M KN m =⨯= max 1.2398.6478V KN =⨯=

结构的载荷设计值为：

1478478/M KN m =⨯= 1478478V KN =⨯=

（2）纵筋配置计算

由于计算使用了简化方法，与实际有出入，实际状况下，框格梁是一个多个支点的连续梁，所以在锚孔处弯矩并不为0，为了安全，应在框格梁的两面都布置钢筋。

:

按双筋矩形截面计算： 1.判断： 判断

20(10.5)b b c f bh M ξξ-<是否成立；

式中：

b ξ-相对界限受压区高度，用HRB400级纵向钢筋，为；

c f -混凝土轴心抗压强度设计值，用C30混凝土，为2/N mm ；

b -截面宽度，为300 mm ；

，

0h -截面有效高度，高度h 取550mm,0s h h a =-，其中s a 为保护层厚度35mm 。

代入数据：

20.517(10.50.517)14.3300465295.92360M KN m ⨯-⨯⨯⨯⨯=<=⋅

故在不修改截面情况下，应采用双筋截面。 2.取60s a mm =，，则

2

'

0''

0(10.5)()

b b

c s y s M f bh A f h a ξξ--=- ''

0b c y s s y

f bh f A A f ξ+=