《滑坡防治及设计锚杆工程锚索工程设计学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滑坡防治及设计锚杆工程锚索工程设计学习教案.pptx（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1滑坡防治滑坡防治(fngzh)及设计锚杆工程锚索工及设计锚杆工程锚索工程设计程设计第一页，共31页。一般规定：一般规定：锚索设置必须保证达到所设计的锁定锚固力要求，避免由于钢拉线松弛而被滑坡体剪锚索设置必须保证达到所设计的锁定锚固力要求，避免由于钢拉线松弛而被滑坡体剪断；断；锚索长度一般不超过锚索长度一般不超过50m50m。单束锚索设计吨位宜为单束锚索设计吨位宜为500kN 2500kN500kN 2500kN级，不超级，不超3000kN3000kN级。级。、堆积层或土质滑坡，预应力锚索应与钢筋砼梁、格构或抗滑桩组合作用。堆积层或土质滑坡，预应力锚索应与钢筋砼梁、格构或抗滑桩组合作用。
2、锚索设计时应进行拉拔试验。锚索试验内容包括内锚固段长度确定、砂浆配合比、锚索设计时应进行拉拔试验。锚索试验内容包括内锚固段长度确定、砂浆配合比、拉拔时间、造孔钻机及钻具选定等。试验的数量可按工作锚索的拉拔时间、造孔钻机及钻具选定等。试验的数量可按工作锚索的3%3%控制。控制。应根据公式计算和工程类比，选取合适的内锚固段长度，进行设计锚固力和极限锚应根据公式计算和工程类比，选取合适的内锚固段长度，进行设计锚固力和极限锚固力试验，推荐合适的内锚固段长度和砂浆配合比是试验的主要内容。固力试验，推荐合适的内锚固段长度和砂浆配合比是试验的主要内容。预应力锚索应采用预应力锚索应采用(c(c iyng)iy
3、ng)高强度低松弛钢绞线制作，锚索的钢材可采用高强度低松弛钢绞线制作，锚索的钢材可采用(c(c iyng)12.7mmiyng)12.7mm或或15.2mm15.2mm的钢绞线。每孔锚索可由单束或多束钢绞线组成。钢的钢绞线。每孔锚索可由单束或多束钢绞线组成。钢绞线必须符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线绞线必须符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线(GB5224)(GB5224)的规定的规定 预应力锚索所用锚具应符合国家现行预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规预应力锚索所用锚具应符合国家现行预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程程(JGJ(JGJ85)85)的规定。的规定。锚索必须做好防锈、
4、防腐处理。锚固段锚索只需清污除锈，自由段锚索还需涂防锚索必须做好防锈、防腐处理。锚固段锚索只需清污除锈，自由段锚索还需涂防腐剂、外套腐剂、外套22mm22mm聚乙烯塑料套管隔离防护，张拉段锚索也需涂防腐剂。聚乙烯塑料套管隔离防护，张拉段锚索也需涂防腐剂。钻孔根据需要可采用钻孔根据需要可采用(c(c iyng)iyng)水钻或干钻，当水钻可能影响滑坡水钻或干钻，当水钻可能影响滑坡(边坡边坡)稳定时，稳定时，则必须采用则必须采用(c(c iyng)iyng)干钻。锚孔应用清水洗净，严格执行灌浆施工工艺要求，当干钻。锚孔应用清水洗净，严格执行灌浆施工工艺要求，当用水冲洗影响锚索的抗拔能力时，可用高压
5、风吹净。用水冲洗影响锚索的抗拔能力时，可用高压风吹净。锚索孔注浆材料宜采用锚索孔注浆材料宜采用(c(c iyng)iyng)水泥浆或水泥砂浆，一般采用水泥浆或水泥砂浆，一般采用(c(c iyng)M3.5iyng)M3.5水水泥砂浆。注浆采用泥砂浆。注浆采用(c(c iyng)iyng)孔底注浆法，注浆压力不宜小于孔底注浆法，注浆压力不宜小于0.60.60.8MPa0.8MPa，砂浆，砂浆灌注必须饱满密实，第一次注浆完毕，水泥砂浆凝固收缩后，孔口应进行补浆。灌注必须饱满密实，第一次注浆完毕，水泥砂浆凝固收缩后，孔口应进行补浆。第1页/共30页第二页，共31页。预应力锚索设计：预应力锚索设计：计
6、算锚固力前，应对计算锚固力前，应对(yngdu)(yngdu)未施加预应力的滑坡稳定进行计算，未施加预应力的滑坡稳定进行计算，作为设计的依据。滑坡设计荷载包括：滑坡体自重、静水压力、作为设计的依据。滑坡设计荷载包括：滑坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。渗透压力、孔隙水压力、地震力等。锚索的极限锚固力通常由破坏性拉拔试验确定。极限拉拔力指锚锚索的极限锚固力通常由破坏性拉拔试验确定。极限拉拔力指锚索沿握裹砂浆或砂浆固结体沿孔壁滑移破坏的临界拉拔力；容许索沿握裹砂浆或砂浆固结体沿孔壁滑移破坏的临界拉拔力；容许锚固力指极限锚固力除以适当的安全系数锚固力指极限锚固力除以适当的安全系数(
7、通常为通常为2.02.5)2.02.5)，它将，它将为设计锚固力提供依据，通常容许锚固力为设计锚固为设计锚固力提供依据，通常容许锚固力为设计锚固1.21.51.21.5倍；倍；设计锚固力可根据滑坡体推力和安全系数确定。设计锚固力可根据滑坡体推力和安全系数确定。预应力锚索将根据滑坡体结构和变形状况确定锁定值。即：预应力锚索将根据滑坡体结构和变形状况确定锁定值。即：(1)(1)当滑坡体结构完整性较好时，锁定锚固力可达设计锚固力的当滑坡体结构完整性较好时，锁定锚固力可达设计锚固力的100%100%(2)(2)当滑坡体蠕滑明显，预应力锚索与抗滑桩相结合时，锁定锚固当滑坡体蠕滑明显，预应力锚索与抗滑桩相
8、结合时，锁定锚固力应为设计锚固力的力应为设计锚固力的50%80%50%80%第2页/共30页第三页，共31页。预应力锚索设计(shj)锚固力的确定两种情况：第3页/共30页第四页，共31页。第4页/共30页第五页，共31页。第5页/共30页第六页，共31页。况进行(jnxng)，水灰比按0.380.45调配。第6页/共30页第七页，共31页。锚索自由段长度受稳定地层界面控制，在设计中应考虑自由段伸入滑动面或潜在滑动面的长度不小于1m，自由段长度不得小于35m。张拉段长度应根据张拉机具决定，锚索外露部分长度宜为1.5m左右。锚固体的直径(zhjng)应根据设计锚固力、地基性状、锚固类型、张拉材料
9、根数、造孔能力等有关因素来确定，通常采用100150mm第7页/共30页第八页，共31页。最优锚固角 预应力锚索倾角主要由施工条件确定。可根据两种方法综合考虑其最优倾角：1）理论公式 理论分析表明，锚索倾角满足下式时是最经济的：式中：锚索倾角（）；滑面倾角（）；滑面内摩擦角（）。2）实际经验 对于自由注浆锚索，锚固角倾角应大于11度，否则应增设止浆环进行压力注浆。一般不小于150，不大于450。数量 数预应力锚索的数量取决于滑坡产生的推力。间距 锚索间距宜大于4m。若锚索间距小于4m，需进行群锚效应计算，有公式如下：1）日本VSL锚固设计施工规范采用公式：2）中国规程(guchng)推荐公式：
10、式中：D锚索最小间距（m）；T设计锚固力（kN）；d锚索钻孔孔径（m）；L锚 索长度（m）修正系数。锚索内端排列 相邻锚索不宜等长设计，可根据岩体强度和完整性交错布置，长短差在12m之间。第8页/共30页第九页，共31页。钢铰线标准钢铰线标准钢铰线标准钢铰线标准(biozh(biozh n)n)及锚索构造：及锚索构造：及锚索构造：及锚索构造：第9页/共30页第十页，共31页。固结砂浆 用砂含泥量不应(b yn)超过总重量的3；云母与轻矿物含量不应(b yn)超过总重量的3；有机质含量用比色法试验，不应(b yn)深于标准色。添加剂 为了加速内锚固段的固结强度，可在砂浆中掺人0.3o的三乙醉胺等
11、无腐蚀性添加剂。添加剂使用应符合砼添加剂应用技术规(GBJ119-88)。内锚固段及注浆 为了达到预应力钱索对淆带的加固效果，锚索张拉段必须穿过滑带2m以上，对子隐蔽型滑面的松散层滑坡，张拉段要求进人新鲜基岩面1.5m以上。锚具 预应力锚索具品种较多，工程设计单必须在工程设计施工图上注明锚具的型号、标记和锚固性能参数。OVM锚具的基本参数如表：OVM锚具的基本参数 （mm）OVM锚具钢绞线直径钢绞线根数锚垫板边长X厚度X内径锚板直径X厚度波纹管外径X内径OVM15-6、715.215.76根、7根200X180X140135X6077X70OVM15-1215.215.712根270X250X
12、190175X7097X90OVM15-1915.215.719根320X210X240217X90107X100第10页/共30页第十一页，共31页。预预 应应 力力 锚锚 索索 施施 工工 造孔：造孔：孔径，预应力锚索孔径与钢纹线根数、砂浆孔径，预应力锚索孔径与钢纹线根数、砂浆(shjing)(shjing)保护层厚度和滑坡体结构有关，一般地：保护层厚度和滑坡体结构有关，一般地：510 510根钢绞线构成的锚索，孔径为根钢绞线构成的锚索，孔径为75115mu75115mu 1115 1115根钢绞线构成的锚索，孔径为根钢绞线构成的锚索，孔径为115135mm115135mm 1520 15
13、20根钢绞线构成的锚索，孔径为根钢绞线构成的锚索，孔径为135175mm135175mm。当滑坡体结构松散，或钻孔缩径明显时，可增大孔径。当滑坡体结构松散，或钻孔缩径明显时，可增大孔径。造孔采用锚杆工程钻机。钻孔结束后，拔出钻杆和钻具造孔采用锚杆工程钻机。钻孔结束后，拔出钻杆和钻具,高风压吹孔，或高压水洗孔。高风压吹孔，或高压水洗孔。造造孔精度要求：孔精度要求：(1)(1)孔斜误差：成孔后，用孔斜仪量测，符合误差要求。孔斜误差：成孔后，用孔斜仪量测，符合误差要求。(2)(2)钻孔位置误差。钻孔位置误差。(3)(3)孔深必须保证张拉段穿过滑带孔深必须保证张拉段穿过滑带2m2m。第11页/共30页
14、第十二页，共31页。钢绞线锚索钢绞线锚索 ：(1)(1)钢绞线设计荷载：对于钢绞线设计荷载：对于 I I 级滑坡防治工程，钢绞线设计荷载可按破坏荷载的级滑坡防治工程，钢绞线设计荷载可按破坏荷载的6565进行折减：对于进行折减：对于2 2、3 3级滑坡防治工程，钢纹线设汁荷载可按级滑坡防治工程，钢纹线设汁荷载可按65658080进行折减。进行折减。(2)(2)钢绞线的截断：钢绞线的加工长度严格按照锚索参数表确定，包括内锚段、张拉段和外锚段三钢绞线的截断：钢绞线的加工长度严格按照锚索参数表确定，包括内锚段、张拉段和外锚段三部分。为便于千斤顶张拉，外锚段长度宜大于部分。为便于千斤顶张拉，外锚段长度宜
15、大于1 12m2m。钢绞线用无齿锯。钢绞线用无齿锯(砂轮锯砂轮锯)截断。亦可用气割，截断。亦可用气割，但必须避免烧伤钢绞线但必须避免烧伤钢绞线o o (3)(3)锚索组装：在脚手架上进行。对于长度过大的锚索可在有棚架的场地上组装，然后锚索组装：在脚手架上进行。对于长度过大的锚索可在有棚架的场地上组装，然后(rnhu)(rnhu)搬搬运并吊装入孔。在平整场地上架设高约运并吊装入孔。在平整场地上架设高约o o5m5m、宽、宽1 15m5m的工作台架，将截好的钢纹线平顺放在架上，的工作台架，将截好的钢纹线平顺放在架上，逐根检查，凡有损伤的钢绞线均应剔除。逐根检查，凡有损伤的钢绞线均应剔除。(4)(4
16、)锚索入孔：在人孔前，必须校对锚索编号与孔号是否一致。确认孔深和锚索长度无误后，用导锚索入孔：在人孔前，必须校对锚索编号与孔号是否一致。确认孔深和锚索长度无误后，用导向探头探孔，无阻时，可进行锚索人孔。向探头探孔，无阻时，可进行锚索人孔。内锚固段固结灌浆：内锚固段固结灌浆：水泥砂浆胶结。水泥标号水泥砂浆胶结。水泥标号525#525#，普通硅酸盐水泥。水灰比，普通硅酸盐水泥。水灰比o o4 4，在浆液中可掺入小于，在浆液中可掺入小于o o5 5(占水占水泥重量泥重量)的早强剂。的早强剂。第12页/共30页第十三页，共31页。锚索的张拉与锚固力锁定：锚索的张拉与锚固力锁定：张拉张拉 在内锚固段灌浆
17、在内锚固段灌浆7 7天后进行。天后进行。(1)(1)张拉作业前，须对张拉设备进行标定。标定时，千斤顶、油管、张拉作业前，须对张拉设备进行标定。标定时，千斤顶、油管、压力表和高压泵联好。在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复三次，压力表和高压泵联好。在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复三次，取平均值，绘出千斤顶出力取平均值，绘出千斤顶出力(kN)(kN)与压力表指示压强曲线，作为锚索张拉与压力表指示压强曲线，作为锚索张拉的依据。标定时，千斤顶的最大出力应高于锚索超的依据。标定时，千斤顶的最大出力应高于锚索超张拉时的值。张拉时的值。(2)(2)先对锚索进行单根预张拉二次，以提高锚索各钢绞线的受力均匀
18、先对锚索进行单根预张拉二次，以提高锚索各钢绞线的受力均匀度。对于度。对于3000kN3000kN级锚索，单根张拉为级锚索，单根张拉为30kN30kN；2000kN2000kN级锚索，单根张拉为级锚索，单根张拉为20kN20kN。(3)(3)隔时分级施加荷载，直至压力表无返回现象，方可进行锁定作业。隔时分级施加荷载，直至压力表无返回现象，方可进行锁定作业。若预应力损失过大，须进行整体张拉与重新锁定。若预应力损失过大，须进行整体张拉与重新锁定。锁定锁定 锚固力的大小可用两种方法确定：测力传感器直接测定及张锚固力的大小可用两种方法确定：测力传感器直接测定及张拉锁定时预应力钢绞线变形量计算得出拉锁定时
19、预应力钢绞线变形量计算得出(d ch)(d ch)。计算公式如下：。计算公式如下：式中：式中：px px锁定后可获得的预应力锁定后可获得的预应力(kN(kN）：）：p p锚固所须张拉力锚固所须张拉力(kN)(kN)；p0 p0最大张拉荷载最大张拉荷载(kN)(kN)；pi pi初始张拉荷载初始张拉荷载(kN)(kN)；L L加载至几时的锚索回缩量加载至几时的锚索回缩量(mm)(mm)。当采用无帖结钢绞线加工锚索时，对张拉段无须进行专门的涂层防当采用无帖结钢绞线加工锚索时，对张拉段无须进行专门的涂层防腐可采用一次注浆方法安装锚索。腐可采用一次注浆方法安装锚索。第13页/共30页第十四页，共31页
20、。4）格构锚固一般(ybn)规定及设计：1 格构锚固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施。格构锚固包括预应力和非预应力格构锚。预应力格构锚适用于岩质滑床的滑坡；非预应力格构锚适用于中浅层土体滑坡。2 格构技术应与美化环境相结合，利用框格护坡，并在框格之间种植花草达到美化环境的目的。同时，应与城市规划、建设相结合，在防护工程前沿，可规划为道路、广场或其他建设用地在护坡工程体内，可预留管网通道。3 根据滑坡结构特征，选定不同的护坡材料 4 在对格构进行设计之前，应对滑坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。滑坡设计荷载包括：滑坡体
21、自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。5 方案选择如下表 第14页/共30页第十五页，共31页。第15页/共30页第十六页，共31页。6 6 格构内力格构内力(nil)(nil)计算计算1 1）、简支梁）、简支梁 根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索分布及不同高度的锚索设计锚固力，根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索分布及不同高度的锚索设计锚固力，然后然后(rnhu)(rnhu)计算格构的内力。为了方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算格构的内力。为了方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力。计算其内力。严格讲，简化模型梁上的分布荷
22、载应根据相应格构所处边坡位置上的岩土压力和设计锚严格讲，简化模型梁上的分布荷载应根据相应格构所处边坡位置上的岩土压力和设计锚固力确定，但对于某些边坡的岩土压力分布极其复杂，因此通常按最不利原则，用锚索的最固力确定，但对于某些边坡的岩土压力分布极其复杂，因此通常按最不利原则，用锚索的最大设计荷载大设计荷载T T近似计算分布荷载近似计算分布荷载P P第16页/共30页第十七页，共31页。如果如果如果如果(rgu)T1=T2=T(rgu)T1=T2=T(rgu)T1=T2=T(rgu)T1=T2=T，则格构梁上的荷载均匀分布，有，则格构梁上的荷载均匀分布，有，则格构梁上的荷载均匀分布，有，则格构梁上
23、的荷载均匀分布，有p1=p2=p=T/lp1=p2=p=T/lp1=p2=p=T/lp1=p2=p=T/lll两锚索之间格构梁的长度；两锚索之间格构梁的长度；两锚索之间格构梁的长度；两锚索之间格构梁的长度；T T1 1，T T2 2格构梁两端锚索的设计荷载格构梁两端锚索的设计荷载格构梁两端锚索的设计荷载格构梁两端锚索的设计荷载(T(T1 1TT2 2)。第17页/共30页第十八页，共31页。2 2）、连续梁）、连续梁 将锚固点作为固定铰支座，认为岩土压力呈线性分布，将锚固点作为固定铰支座，认为岩土压力呈线性分布，把格构梁简化为一个把格构梁简化为一个(y)(y)连续梁来计算其内力。连续梁来计算其
24、内力。支座弯矩系数跨中弯矩系数剪力系数MBMC M1M2 M3QA左QB左QB右QC左QC右0.1050.079-0.078-0.033-0.046-0.3950.606-0.5260.474-0.500P P为单位为单位(dnwi)(dnwi)长度的反力长度的反力第18页/共30页第十九页，共31页。安全系数，取值为安全系数，取值为1.5；钢筋抗拉、抗压强度钢筋抗拉、抗压强度(N/mm2)；受拉钢筋、受压钢筋截面面积受拉钢筋、受压钢筋截面面积(mm2)；受拉区混凝土塑性影响系数；受拉区混凝土塑性影响系数；截面有效高度截面有效高度(mm)；纵向受压钢筋合力砂浆保护层厚度纵向受压钢筋合力砂浆保护
25、层厚度(mm)。、格构结构设计格构结构设计若若格构强度满足设计格构强度满足设计(shj)要求要求h0asasA sA s滑坡防治滑坡防治(fngzh)(fngzh)工程设计与施工技术规范（工程设计与施工技术规范（DZ/T0219DZ/T021920062006）第19页/共30页第二十页，共31页。C=a1 fcbxTs=AsMa1 fcx=b xnfy式中：式中：M设计弯矩值，设计弯矩值，Nmm；1 等效矩形等效矩形(jxng)应力图形系数，混凝土强度等级应力图形系数，混凝土强度等级C50时取时取1.0；fc 混凝土轴心抗压强度设计值，混凝土轴心抗压强度设计值，N/mm2；b 桩宽度，桩宽度
26、，mm；h0 截面有效高度，截面有效高度，mm，h0=h-as，as为受拉区边缘到受拉钢筋合力为受拉区边缘到受拉钢筋合力作用点的距离作用点的距离 K安全系数安全系数(nqun xsh)，取值为，取值为1.5第20页/共30页第二十一页，共31页。矩形矩形(jxng)应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值fc乘以系数乘以系数1。当混凝土强度等级不超过当混凝土强度等级不超过C50时，时，1取为取为1.0，当混凝土强度等级为，当混凝土强度等级为C80时，时，1取为取为0.94，其间按线性内插法确定。，其间按线性内插法确定。C=a1 fcbxTs=AsMa
27、1 fcx=b xnfy第21页/共30页第二十二页，共31页。型型7 7 构造构造(guzo)(guzo)要求要求式式第22页/共30页第二十三页，共31页。浆砌块石格构详细浆砌块石格构详细(xingx)构造及设计要求构造及设计要求第23页/共30页第二十四页，共31页。现浇钢筋混凝土格构详细构造(guzo)及设计要求第24页/共30页第二十五页，共31页。浆砌石浆砌石(q sh)格构格构第25页/共30页第二十六页，共31页。弧 型 格 构菱 型 格 构第26页/共30页第二十七页，共31页。拦截(lnji)系统第27页/共30页第二十八页，共31页。第28页/共30页第二十九页，共31页。岩土体性质改良岩土体性质改良用压浆、培烧或化学工业方法用压浆、培烧或化学工业方法(fngf)改良滑坡体及滑动带物质力学性质。改良滑坡体及滑动带物质力学性质。第29页/共30页第三十页，共31页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第30页/共30页第三十一页，共31页。