边坡锚杆挡墙设计计算

一．工程概况

本工程为重庆公路运输总公司陈家坪物资配送中心的边坡设计。底高程320.20＝-16.50，边坡高16m左右。依据勘查资料该场地主要不良地质现象为北西侧天然岩质边坡及边坡下的“凹岩腔”。边坡安全等级为二级ⅢA类，属欠稳定型边坡，采用锚杆挡墙支护，“凹岩腔”

采用钢筋混凝土柱子支撑，柱间砌条石挡墙。

二．工程参数

北侧及北西侧“凹岩腔”分布的边坡，下部体均为砂岩，锚杆挡墙设计参数：c=1.02MPa,Φ=42°27’, M30砂浆与锚孔壁的粘结强度q e=2.0MPa,.砂岩天然重度γ＝24.34K N/m3。

泊松比依据<<重庆市建筑边坡支护技术规范>>(DB50/5018-2001)表4.3.3，v＝0.25。底高程以下为泥岩，作立柱的持力层，中风化泥岩天然单轴抗压强度10.26Mpa.需对“凹岩腔”根部作抗弯抗剪验算，以粘聚力c=1.02Mpa作抗拉强度。坡顶荷载35KN/m3。

西侧边坡下部体均为砂岩和泥岩，以泥岩工程参数进行设计：天然重度γ＝25.45KN/m3，天然单轴抗压强度f rk＝6.91Mpa, 泊松比v＝0.25, c=0.07Mpa,Φ=18°,M30砂浆与孔壁的粘结强度q e=1.0Mpa, 坡顶荷载35KN/m3。

三．锚杆挡墙设计

（一）.1-1断面

1.内力计算：

破裂角：θ＝45＋42.5/2＝66°

取上阶作计算示例。

静止土压力k0=v/(1-v)=0.25/(1-0.25)=0.333

e0k=(Σγi h i＋q) k0i

=(24.34×5+35)×0.333

=52KN/m2

E0k=0.5γH2 k0

= 0.5×24.34×52×0.333

=101 KN/m

逆作法施工，依据<<重庆市建筑边坡支护技术规范>>(DB50/5018-2001)表7.2.2对E0k作修正修正系数

p0=0.65,则

E0k=0.65×491=66 KN/m

岩石静止土压力分布如下：

e0k= E0k/(0.9H)=66/(0.9×5)=14.6 KN/m2

锚杆每根受荷面积取2.5×2.5m

T gk= e0k×2.5×2.5=14.6×2.5×2.5=92KN

N gk= T gk/ cosα=202/cos15°=94KN

(α-锚杆倾角，取15°)

N g= T gkγg＝94×1.25＝118KN

2．锚杆设计

锚杆钢筋面积 A

=γ0N g/(ζ2f y)=1.0×118×103/(0.69×310)=551mm2

S

=763 mm2）

取3Φ18（A

S

取锚杆直径D=100mm,锚固段长度：

=N gk/(ζ1πDq ek)=94×103/(1.0×3.14×100×2)=150mm<3000mm

L

m

取L m=3000mm

3.验算锚杆与孔壁的粘结强度验算

nπdq eζ3L C=3×3.14×0.018×2000×0.6×3.0=848KN> N g＝261KN

4.锚板计算：C30砼

取200厚双向连续板，板跨为2.5x2.5m

M=-13.2KN*m,竖向配筋Φ10@200，水平配筋Φ10@200

5．立柱计算：C30砼

1)立柱为以锚杆和立柱基础为支点的连续梁

M MAX=54.2, V MAX=123

=441mm2

计算得A

S

配筋6Φ20（每侧3根），箍筋Φ8－100/200(2)

2）立柱下部（“凹岩腔”高度段立柱），参照“凹岩腔”计算结果，立柱基础设计如下：立柱荷载：N=2000+2255=4255KN

尺寸b×h=700×700

地基承载力设计值 f=1.38Mpa (中风化泥岩)

独立基础经计算，结果如下（具体作法大样参见相关结施图）：

6．“凹岩腔”强度验算

断面：2500×7000

荷载（24.34×11＋35）×2.5=757KN/m

f ct=c=1.0N/mm2

M=-(1/8)ql2

=-(1/8)×757×52

=－2365KN*m

V=(5/8)ql

= (5/8)×757×5

=2365 KN

截面抵抗矩影响系数（混凝土规范GB50010-2002 8.2.4）

γ=(0.7+120/h) γm=(0.7+120/7000) ×1.55=1.11

(γf ct bh2)/6=(1.11×1.0×103×2.5×72)/6=2.268×104

由2.268×104≥2365得

抗剪验算

0.07f c bh＝0.07×(0.2×36.65)×103×2.5×7＝8979KN>4255KN

立柱受压计算：

0.9ψ（f c A c+ f y A s）=0.9×(15×103×0.7×0.7＋310×103×3215×10－6)

＝5476>4255

中柱取700×700，配筋16Φ16，箍筋Φ8－100/200（2）

独立柱子顶部设柱冒，长宽厚为800x800x400，配筋双层双向Φ12－100。（二）2-2,3-3断面（计算过程略）。结果参见施工图大样。