锚杆锚索设计计算案例

锚杆（索）设计根据现场地质条件和地形特征，斜坡体由于受到先期构造作用和后期风化作用强烈影响，出露基岩破碎，裂隙发育，且距交通要道较近的特点，拟采用锚杆（索）对局部卸荷裂隙发育、稳定性较差的危岩体进行锚固，以达到加固坡面，抑制风化剥落、崩塌的发生。通过现场调查及三维激光扫描数据分析，半壁山危岩体主要失稳模式为倾倒式和滑移式。1.倾覆推力计算：推力计算：Pj=1.5tjsinidcostamp+式中：k-后缘裂隙深度（m）。取 11.1m；hv-后缘裂隙充水高度（m）.取 3.7m；H-后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）.取 15m;a-危岩带重心到倾覆点的水平距离（m）,取 3.4m；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离（m）,取 6.8m;h0-危岩带重心到倾覆点的垂直距离（m）,取 7.2m;fk-危岩带抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以 0.4 折减系数确定暴雨工况下 190kPa;-危岩带与基座接触面倾角（），外倾时取正，内倾时取负值；B-后缘裂隙倾角（）；K-安全系数取 1.5；2.锚杆计算（1）锚杆轴向拉力设计值计算公式：式中Nak-锚杆轴向拉力标准值（kN）；Na-锚杆轴向拉力设计值（kN）；Htk-锚杆所受水平拉力标准值（kN）；a-锚杆倾角（）,设计取值为 15Ya-荷载分项系数，可取 1.30；（2）锚杆钢筋截面图面积计算公式：锚杆截面积：As-锚杆钢筋或预应力钢绞线截面面积（m2）；g2-锚杆抗拉工作条件系数，永久性锚杆取 0.69，临时性锚杆取 0.92；Y0-边坡工程重要系数，取 1.0；fy-钢筋或预应力钢绞线的抗拉强度标准值（kN）,取 300N/mm；（3）锚杆锚固体与地层的锚固长度计算公式：（4）锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度计算公式：一爲加帀几锚固段长度按上述两个公式计算，并取其中的较大值。式中：la-锚杆锚固段长度（m）；frb-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa）；fb-锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa）；D-锚杆锚固段的钻孔直径（m）；d-锚杆钢筋直径（m）；Y0-边坡工程重要系数，取 1.0；g1-锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取 1.00，对临时性锚杆取1.33；g3-钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性取 0.60，对临时性取 0.72；通过计算，得出：；声DfJ或：；tr.一tnirdfrb锚杆设计长度均为 4m,采用32 螺纹钢筋作为锚筋，钻孔直径为 110mm,全孔段 M30 水泥砂浆固结，共计 132 根；锚索设计长度为 12m，采用 4 根15.20-1860钢绞线，钻孔直径 110mm，M30 水泥砂浆固结，锚固段长度不小于 4m，共计 30根。锚杆具体设计计算见表 5.4-1表 5.4-4。3.锚索计算：采用预应力锚索治理边坡加固时，锚索提供的作用力主要有沿滑动面产生的抗滑力，及锚索在滑动面产生的法向阻力，对岩质边坡，设计锚固力pt=qS注為心呻式中，二为荷载分项系数，可取 1.30,；ehk为侧向岩土压力水平分力标准值；Sx、Sy分别为锚索水平间距和垂直间距。一En式中，Eh 为危岩体的水平推力。设计锚索间距 4m，锚索支护段高度为 10.1m，设计 2 排预应力锚索。根据每孔锚索设计锚固力 Pt 和所选用的钢绞线强度，计算整治每延米滑坡所需锚索钢绞线的根数 n,取安全系数 Fs1=2.0,则匸二1=3.39 根，为安全起见，该处单孔锚索钢绞线取 4 根。设计采用锚索钻孔直径 dh=0.11m,单根钢绞线直径 d=0.0152m；注浆材料采用M30 水泥砂浆，锚索张拉钢材与水泥砂浆的极限粘结力：匚二:kpa；锚索锚固段置于弱风化的较硬岩中，锚孔壁对砂浆的极限剪切应力 kpa。锚索锚固段设计为枣核状，锚固体设计安全系数 Fs2=2.5。（1）按水泥砂浆与锚索张拉钢材粘结强度计算锚固段长度=1.58m（2）按锚固体与孔壁的抗剪强度确定锚固段长度=4.71m锚索的锚固体长度采用两者中最大值 4.71m，根据规范要求取为 5m。锚索总长度=锚固段长度+自由段长度+张拉段长度（取 2.0m），自由段长度根据规范要求及工程经验取 5m,因此锚索总长度设计为 12m。