格構(gòu)加固邊坡的設(shè)計(jì)與施工（PPT21頁(yè)）

1、第七章 格構(gòu)加固邊坡的設(shè)計(jì)與施工7.1 概述7.2 邊坡格構(gòu)加固設(shè)計(jì)7.3 格構(gòu)的施工7.1 概述7.1.1 格構(gòu)的作用、特點(diǎn)及適用條件 格構(gòu)加固技術(shù)是利用漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行邊坡坡面防護(hù)，并利用錨桿或錨索加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。 格構(gòu)的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構(gòu)結(jié)點(diǎn)處的錨桿或錨索，然后通過(guò)錨索傳遞給穩(wěn)定地層，從而使邊坡坡體在由錨桿或錨索提供的錨固力的作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。7.1.2 格構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式及其布置（1）方型（2）菱形（3）人字型（4）弧型7.2 邊坡格構(gòu)加固設(shè)計(jì)7.2.1 格構(gòu)加固設(shè)計(jì)的一般要求1.格構(gòu)加固設(shè)計(jì)的一般要求

2、（1）格構(gòu)設(shè)計(jì)必須充分考慮工程的服務(wù)期限，可按照50-80年服務(wù)期進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）對(duì)于整體穩(wěn)定性好，并滿足設(shè)計(jì)安全系數(shù)要求的邊坡，可采用漿砌塊石格構(gòu)進(jìn)行護(hù)坡。 （3）對(duì)于整體穩(wěn)定性好，但前緣出現(xiàn)溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于35的高陡邊坡，宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu)進(jìn)行護(hù)坡，并采用錨桿進(jìn)行加固。 （4）對(duì)于整體穩(wěn)定性差，且前沿坡面須防護(hù)和美化的滑坡，宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu)與預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行防護(hù)。而對(duì)于整體穩(wěn)定性差、滑坡推力過(guò)大，且前沿坡面須防護(hù)和美化的滑坡，宜采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土格構(gòu)與預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行防護(hù)。2.邊坡格構(gòu)加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （1）邊坡穩(wěn)定性分析和荷載計(jì)算； （2）選擇格構(gòu)型式及加

3、固方案； （3）擬定格構(gòu)的尺寸、確定錨桿(索)的錨固荷載； （4）錨桿(索)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （5）格構(gòu)內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （6）加固后邊坡的穩(wěn)定性驗(yàn)算格構(gòu)加固邊坡斷面示意圖3. 格構(gòu)加固設(shè)計(jì)程序流程7.2.2 錨固荷載的計(jì)算 通常情況下，計(jì)算錨固荷載應(yīng)根據(jù)邊坡的破壞類型確定方法。對(duì)于無(wú)連續(xù)滑動(dòng)面的直立或近直立的邊坡，在采用錨桿(索)擋墻加固時(shí)，可以采用土壓力理論計(jì)算土壓力或巖石壓力，然后確定錨固荷載，這類問(wèn)題在擋土墻設(shè)計(jì)中有詳細(xì)介紹。而對(duì)于具有連續(xù)的潛在滑動(dòng)面的邊坡，采用條分法穩(wěn)定性進(jìn)行錨固荷載反算。 7.2.3 格構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 將格構(gòu)梁視為彈性地基上的梁，錨固力作為梁上集中荷載，按照W

4、inkler彈性地基梁假定計(jì)算梁內(nèi)力。 Winkler假定認(rèn)為：土體表面任一點(diǎn)的壓力強(qiáng)度與該點(diǎn)的沉降成正比，即式中k為基床系數(shù)（KN/m3），s為沉降量。 根據(jù)以上假定及計(jì)算模型，可推知彈性地基梁的撓曲微分方程為式中E、I為梁的彈性模量和慣性矩；b為梁寬（m），y為梁的變形，q(x)為梁上荷載。 該方程的通解為：式中 為彈性地基梁的柔性指數(shù)（1/m），待定積分常數(shù)c1c4可由荷載位置及邊界條件確定。 節(jié)點(diǎn)荷載分配后，即可按Winkler彈性地基梁理論計(jì)算梁剪力和彎矩。格構(gòu)梁根據(jù)荷載作用位置及梁的相對(duì)剛度對(duì)位移和內(nèi)力的影響，大致可以分為3種： 無(wú)限長(zhǎng)梁（梁長(zhǎng)L2/，荷載作用點(diǎn)與兩端距離都大于/）

5、 半無(wú)限長(zhǎng)梁（L/，荷載與一端的距離小于/，與另一端距離大于/） 有限長(zhǎng)梁（L2/ ，荷載與兩端的距離都小于/ ） 。 實(shí)際工程中梁長(zhǎng)通常均不超過(guò)30 m,荷載到梁端的距離一般都小于/,因此實(shí)際遇到的多為有限長(zhǎng)梁。式中I1i、I2i、I3i意義見文獻(xiàn)。(1)正截面承載力計(jì)算 依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）7.2.1-1公式，由于不存在預(yù)應(yīng)力錨桿，可簡(jiǎn)化為 依據(jù)本規(guī)范，混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下列公式確定： 式中 M彎矩設(shè)計(jì)值,取計(jì)算值的1.5倍；Mu正截面極限抵抗彎矩；a1系數(shù)，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第7.1.3條的規(guī)定計(jì)算；fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表4

6、.1.4采用；fy鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表4.2.3采用；As受拉區(qū)縱向鋼筋的截面面積；b 截面寬度；x 按等效矩形應(yīng)力圖計(jì)算的受壓區(qū)高度；h0截面有效高度，h0has，as為受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣距離，當(dāng)為一排鋼筋時(shí)，asc+d/2，其中d為鋼筋直徑，c為混凝土保護(hù)層厚度。 設(shè)相對(duì)有效高度 ，即 ，帶入上式根據(jù)計(jì)算需要的截面面積選用鋼筋直徑，鋼筋截面面積不應(yīng)小于計(jì)算要求截面面積。同時(shí)配筋率r滿足上式中rmin和xb取值參考相關(guān)書籍，本設(shè)計(jì)參考混凝土結(jié)構(gòu)（上）（武漢工業(yè)大學(xué)出版社）表4-1。（2)斜截面承載力計(jì)算 矩形截面的受彎構(gòu)件，其受剪截面應(yīng)符合下列條件： 當(dāng) 時(shí)

7、 當(dāng) 時(shí) 式中 V構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值；bc混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)：當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，取bc1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C80時(shí)，取bc0.8；其間按線性內(nèi)插法確定；hw 截面的腹板高度：對(duì)矩形截面，取有效高度。無(wú)預(yù)應(yīng)力鋼筋矩形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)僅配置箍筋時(shí)，其斜截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定： 式中V構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值；Vcs構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值；Asv配置在同一截面箍筋各肢的全部截面面積：AsvnAsv1，此外，n為在同一截面內(nèi)箍筋的股數(shù)，Asv1為單肢箍筋的截面面積；S沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向的箍筋間距；fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)

8、設(shè)計(jì)規(guī)范表4.2.3-1中的fy值采用。ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表4.1.4采用。7.2.4 格構(gòu)的構(gòu)造要求 1.漿砌塊石格構(gòu) 各種型式格構(gòu)水平間距均應(yīng)小 于3.0m。漿砌塊石斷面設(shè)計(jì)以類比法為主，采用的斷面高X寬一般不小于300mmX200mm。 漿砌塊石格構(gòu)邊坡坡面應(yīng)平整，坡度一般小于35。為了保證格構(gòu)的穩(wěn)定性，可根據(jù)巖土體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度在格構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)置錨桿，長(zhǎng)度一般3-5m，全粘結(jié)灌漿。若巖土體較為破碎和易溜滑時(shí)，可采用錨管加固，全粘結(jié)灌漿，注漿壓力一般為0.51.0MPa。 2.現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu) 方型和菱型格構(gòu)水平間距均應(yīng)小于5.0m，人字型和弧型格構(gòu)水平間距均應(yīng)

9、小于4.5m。鋼筋混凝土格構(gòu)斷面設(shè)計(jì)應(yīng) 采用簡(jiǎn)支梁法進(jìn)行彎矩計(jì)算，并采用類比法校核。一般斷面hb不小于300mmX 250mm。格構(gòu)縱向鋼筋應(yīng)采用14以上直徑的級(jí)螺紋鋼筋，箍筋應(yīng)采用6以上直徑的鋼筋。格構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。7.3 格構(gòu)的施工7.3.1 漿砌塊石格構(gòu)的施工要點(diǎn) （1）漿砌塊石格構(gòu)應(yīng)嵌置于邊坡中，嵌置深度大于格構(gòu)截面高度的23。 （2）漿砌塊石格構(gòu)護(hù)坡坡面應(yīng)平整、密實(shí)，無(wú)表層溜滑體和蠕滑體。 （3）格構(gòu)可采用毛石或條石，但毛石最小厚度應(yīng)大于150mm，強(qiáng)度應(yīng)大于Mu30，用水泥砂漿漿砌，砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M7.5。 （4）格構(gòu)每隔1025m寬度設(shè)置伸縮縫，縫寬23cm，填塞瀝青麻筋或?yàn)r青木板。7.3.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構(gòu)的施工要點(diǎn) （1）鋼筋混凝土格構(gòu)可嵌置于邊坡中或上覆在邊坡上。 （2）鋼筋混凝土格構(gòu)護(hù)坡坡面應(yīng)平整、夯實(shí)。無(wú)溜滑體、蠕滑體和松動(dòng)巖塊。 （3）用于澆注格構(gòu)的鋼筋應(yīng)專門建庫(kù)堆放，避免污染和銹蝕；水泥一般使用425#普通硅酸鹽水泥，避免使用受潮和過(guò)期水泥；砂石料的雜質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的含量應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ50204-