土木边坡工程锚杆设计计算.docx

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土木边坡工程锚杆设计计算

Xx工程

计算资料

xx工程

xx年xx月

xx工程

计算资料

计算者：

复核者：

xx工程

xx年xx月

一、主动土压力计算

1、计算参数选取

参数选取以地勘报告提供为准；

（1）、基岩的重度取25Kn/m3，岩体的C值取0.212Mpa，内摩擦角取36º。

（2）、边坡岩体的等效内摩擦角取60º。

（3）、边坡岩体与锚固体的粘结强度特征值为150Kpa。

另根据规范DB50/5018-2001的规定，对以泥岩为主的永久性边坡，应考虑岩体及其结构面抗剪强度随时间降低的时间效应。

等效内摩擦角取0.9的系数进行计算，故计算时等效内摩擦角取50º。

2、计算高度分类

根据提供的剖面及设计中采用的措施类型，在该段挡墙的设计中主要采用二种墙高进行土压力计算：

（1）2-2’剖面，墙高8.0m，全为泥岩；

（2）3-3’—7-7’剖面，墙高13m，全为泥岩；

3、土压力计算结果

（1）、2-2’剖面，

计算高度为8.000（m）处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

28.870（度）

Ea=119.897Ex=108.663Ey=50.671（kN）作用点高度Zy=2.342（m）

Ehk=Ex1.3（安全系数）=142kn/m

（2）、3-3’—7-7’剖面，

计算高度为13.000（m）处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

28.470（度）

Ea=377.324Ex=341.971Ey=159.464（kN）作用点高度Zy=3.880（m）

Ehk=Ex1.3（安全系数）=445kn/m

二、锚杆结构计算

1、计算公式选取

该边坡为一级边坡；

挡土墙设计使用年限：

永久性（50年）；

挡土墙抗震设防烈度：

6度；

按重庆市地方标准《建筑边坡支护技术规范》中第33页公式采用，计算公式如下：

ehk=Ehk/（0.9xH）

其中：

ehk-侧向岩土压力水平分力强度标准值，kpa；

Ehk-侧向岩土压力水平分力标准值，

Ehk=Eakxcos（δ）kn/m；

H-挡墙高度，m；

Tgk=ehkxM

M-为单根锚杆承受土压力面积

Ngk=

Ng=Ngkгg

式中：

Ngk—锚杆轴向拉力标准值，KN；

Tgk—锚杆的水平拉力值，KN；

Ng—锚杆轴向拉力设计值，kN

а—锚杆倾角，度；设计中为15°;

гg—荷载分项系数，一般可取1.25，当可变荷载较大时应按国家现行荷载规范确定。

锚杆钢筋面积应满足下面公式的要求：

Ag≥

式中：

Ag—锚杆钢筋截面积，m2；

fy—锚筋抗拉强度设计值，kPa；设计中取锚筋抗拉强度设计值按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表4.2.3-1采用300000；

г0—建筑边坡生要性系数，一级边坡取1.1，二级边坡取1.0，三级边坡取0.9；（本设计取1.1）

ξ2—锚筋抗拉工作系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92。

（本设计取0.69）

2、锚杆设计

（1）对2-2断面锚杆设计

墙高H=8.0m，设置3排锚杆，锚杆横竖向间距为2.0x3.0m；

Ehk=142kn/m（由前面计算）

ehk=Ehk/（0.9xH）=142/（0.9x8）=19.7kpa

Tgk=ehkxM=19.7x2.0x3.0=118.4kn

Ngk=

=123

Ng=Ngkгg=154kn

Ag≥

=0.000818m2即818mm2

设计中每根锚杆采用采用两根直径25毫米的II级螺纹钢筋，钢筋面积为980mm2（满足要求）

（2）对3-3断面锚杆设计

墙高H=13m，设置6排锚杆，锚杆横竖向间距为2.0x2.0m；

Ehk=445kn/m（由前面计算）

ehk=Ehk/（0.9xH）=445/（0.9x13）=38kpa

Tgk=ehkxM=38x2.0x2.0=152kn

Ngk=

=157

Ng=Ngkгg=197kn

Ag≥

=0.001009m2即1047mm2

设计中每根锚杆采用采用三根直径25毫米的II级螺纹钢筋，钢筋面积为1473mm2（满足要求）

3、锚杆锚固深度计算

（1）锚杆锚固体与地层的锚固长度应满足以下公式2.3.1要求；

Lm≥

（2.3.1）

式中：

Lm—锚固段长度，m；计算所采用的锚固段长度Lm应满足2.3.2要求；

D—锚固体系直径，设计采用0.11m；

qe—地层与锚固体粘结构强度特征值，kPa；宜通过试验确定，当无试验资料时可按重庆市地方标准《建筑边坡支挡技术规范》中的表6.2.4—1和6.2.4—2选取；设计采用150

ξ1—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。

Lm≥

=197/（1.0x3.14x0.11x150）=3.81m

（2）锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度应满足以下公式2.3.2要求：

Lg≥

（2.3.2）

式中：

Lg—锚筋与砂浆间的锚固长度，m；

d—锚筋直径，m；

n—钢筋（钢绞线）根数，根；

γ0—边坡重要性系数；设计采用1.1

qg—钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，kPa，宜由试验确定；当缺乏试验资料时，可按重庆市地方标准《建筑边坡支挡技术规范》中的表6.2.5取值；设计采用2400x0.85=2040

ξ3—钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72.

Lg≥

=（1.1x197）/（0.60x3x3.14x0.025x2040）=0.75m

设计取锚固长度Lm=4.0m（满足要求）

4、锚杆肋柱、挡土板计算

计算高度为13.000（m）处的库仑主动土压力

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

28.470（度）

Ea=377.324Ex=341.971Ey=159.464（kN）作用点高度Zy=3.880（m）

Ehk=Ex1.3（安全系数）=445kn/m

（一）立柱内力配筋计算

[基本信息]

左支座自由右支座简支

跨号跨长（m）截面宽度（mm）截面高度（mm）

11.500300400

22.000300400

32.000300400

42.000300400

52.000300400

62.000300400

71.500300400

[计算结果]

跨号:

1

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

0.000.554.43

面侧弯矩（kN-m）:

0.000.000.00

剪力（kN）:

-0.00-2.22-8.86

背侧纵筋（mm2）:

240240240

面侧纵筋（mm2）:

240240240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

2

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

4.430.009.44

面侧弯矩（kN-m）:

0.002.950.00

剪力（kN）:

14.57-1.19-24.83

背侧纵筋（mm2）:

240240240

面侧纵筋（mm2）:

240240240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

3

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

9.440.0019.93

面侧弯矩（kN-m）:

0.006.900.00

剪力（kN）:

32.21-2.38-54.02

背侧纵筋（mm2）:

240240240

面侧纵筋（mm2）:

240240240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

4

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

19.930.0031.33

面侧弯矩（kN-m）:

0.0013.140.00

剪力（kN）:

66.03-2.83-88.90

背侧纵筋（mm2）:

240240310

面侧纵筋（mm2）:

240240240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

5

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

31.330.0044.09

面侧弯矩（kN-m）:

0.0018.270.00

剪力（kN）:

99.77-3.51-124.01

背侧纵筋（mm2）:

310240429

面侧纵筋（mm2）:

240240240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

6

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

44.090.0050.50

面侧弯矩（kN-m）:

0.0025.860.00

剪力（kN）:

137.38-0.33-155.26

背侧纵筋（mm2）:

429240489

面侧纵筋（mm2）:

240259240

抗剪箍筋（mm2）:

828282

跨号:

7

左中右

背侧弯矩（kN-m）:

50.500.000.00

面侧弯矩（kN-m）:

0.0027.280.00

剪力（kN）:

162.0834.66-99.03

背侧纵筋（mm2）:

489240240

面侧纵筋（mm2）:

240272240

抗剪箍筋（mm2）:

918282

设计中肋柱两侧纵筋为2φ25,面积980（mm2）>489（mm2）满足要求.。

（二）挡土板内力配筋计算

板类型板厚板下缘距顶最大土压力单块板弯矩单块板全部纵筋

号（mm）距离（m）（kPa）（kN-m）面积（mm2）

12007.00043.03421.517446

220013.00090.60845.304967

设计中肋柱的挡板为φ8的20cmx20cm间距的双层双向钢筋网，面积（mm2）1005>面积（mm2）967,满足要求。