预应力锚索加固边坡的设计方法探讨(2)
作者:佚名; 更新时间:2016-02-05
3.2 锚固段长度的确定
(1) 预应力锚索一般都采用粘结性锚固体,因此地层与注浆体的粘结长度按下面公式计算:
(3)
式中:为地层与注浆体间的锚固粘结长度(m);为安全系数,如表1;为锚固设计锚固力(kN);d为锚固段的钻孔直径(m);为地层与注浆体间的粘结强度(kPa)。
岩(土)地层的粘结强度一般需要通过试验确定,当无试验资料时可参照一些经验值取定。如英国学者小约翰和Brace经研究后建议在无剪力试验强度资料或未作现场承载力试验时,取岩体(100%岩芯获得率)单轴抗压强度的1/10,较软弱岩石可取2/10~3/10倍单轴抗压强度。Koch建议软岩的粘结强度(工作应力)为0.35~0.70MPa,中硬岩取0.7~1.05 MPa,硬岩取1.05~1.4 MPa[3]。
(2) 水泥注浆体与锚索体间的粘结长度按下式计算:
(4)
式中:为注浆体与锚索体间的锚固粘结长度(m);为安全系数;为锚索设计锚固力(kN);为钢绞线或钢筋的直径(m);为注浆体与锚索体间的粘结强度(kPa);n为钢绞线或钢筋的根数。同样,注浆体与锚索体间的粘结强度宜通过试验确定。当无试验资料时,可按公路路基设计规范的推荐值确定。
表2 钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值fb(MPa)
锚杆类型 | |||
M25 | M30 | M35 | |
水泥砂浆与螺纹钢筋间 | 2.10 | 2.40 | 2.70 |
水泥砂浆与钢绞线、高强钢丝间 | 2.25 | 2.95 | 3.40 |
预应力锚索体系加固边坡实际上是一个综合的加固方案设计,除前面已涉及的锚索设计锚固力、钢绞线面积和锚固段长度的确定外,还应确定边坡断面结构形式、锚索体系的布置、预应力锚索的长度及构造要求、注浆材料和综合排水设施的设置等。
(1) 边坡断面形式
边坡断面形式的确定是边坡处治设计中最基本的一个环节。当土质路堑边坡超过20m时,地质情况一般都较复杂,采用一般的边坡防护设计较难保证边坡稳定,按规范要求高度超过20m的土质路堑边坡应经过边坡稳定性计算分析后再确定其坡面形势。当用地无限制且山丘不甚高时,放缓边坡、增加平台宽度这样的卸载手段是增加边坡稳定性的重要措施之一。
表3 边坡坡率及高度值
边坡级数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
每级高度(m) | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 | <10 |
坡率 | 1:1 | 1:1 | 1:1 | 1:1 | 1:1.25 | 1:1.5 |
锚索的间距应根据地层情况及锚索锚固力的大小进行分析比较而定,锚索过密可能会产生群锚效应,从而降低锚固力;过稀则不利于边坡局部或浅层的稳定。每列锚索外锚头用钢筋混凝土地梁连接起来,这种锚索布置体系可在整个坡面上形成一个均匀的受压面,有利于发挥锚索体系加固的功效性。
(3) 锚索长度
锚索总长度由锚固段长度、自由段长度及张拉段长度组成。锚固段长度按上节所述方法计算确定,张拉段长度根据施工用张拉机具来决定,一般取1.5m左右。自由段长度在设计时应以稳定地层截面来控制,自由段需伸入滑动面以下不小于1m且总长度不得小于5m。
下一篇:大型桥梁的变形测量方法研究