锚固.doc

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第一章

岩土工程：

以土力学，岩体力学及工程地质为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。

岩土工程与工程地质区别：

1.所属学科（土木工程的分支。

地质学的一个分支）2.基本含义（涉及土木工程中土或岩石勘察、试验、评价、利用、整治或改造的技术科学。

调查、研究、解决各类工程建设场地地质问题的科学）3.服务的侧重面（服务于工程建设和运营的全过程，而在详勘阶段、施工补助阶段，特别是在重大复杂的工程建设中，更显示出其突出的作用。

在工程的可行性研究阶段、场址选择阶段，甚至初步勘查阶段的勘察、评价，确定拟建场地稳定性时其作用突出）

岩土工程设计阶段的划分：

1.方案（可行性）设计阶段（在岩土工程勘查报告的基础上，根据设计目标和功能要求，对岩土工程设计开展可行性论证，并进行多种方案的设计比较。

应对多种设计方案的技术、经济、社会和环境效益进行分析论证，作出估算，并提出推荐方案）2.初步设计阶段（根据岩土工程初勘报告，对评审通过的设计方案进行分解和细化设计，提出采用的岩土工程参数和基本可用于实施的图件，并进行工程概算）3.施工图设计阶段（根据岩土工程详勘报告，进一步调整优化初步设计文件，确定岩土工程结构平面、剖面和立面，编制结构细部图、结点图等工程图件及说明，提出施工工艺要求和注意事项，进行工程预算）。

岩土工程设计基本要求：

岩土工程设计应以最少的投资，最短的工期，达到在设计基准期内安全行，并满足所有预定的功能要求。

这里包含了三方面的要求：

a．预定的功能；b．安全性，适用性和耐久性；c．工期和投资的经济性。

岩土工程设计方法有容许应力法和极限状态法。

容许应力法：

在正常使用条件下，比较荷载作用和岩土抗力，要求强度有一定的储备，变形不过大，荷载、抗力和安全度的取值大都建立在经验的基础上。

极限状态法：

将岩土及有关的结构置于极限状态进行分析，找到达到某种极限状态（承载能力、变形等）时岩土的抗力

设计基准期：

指工程设计所依据的时间参数

极限状态：

整个工程或工程的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。

各种极限状态都有明确的标志或限值。

可靠度:

指工程在规定时间内和规定条件下，具有预定功能的概率。

可靠度设计通常是以概率理论为基础的极限状态设计方法。

两种极限状态：

1.承载能力（破坏）极限状态（当工程出现下列情况之一时，即可认为已超过了承载能力极限状态：

A.整个工程或工程的一部分，作为刚体失去平衡B.岩土或结构材料的强度超过破坏极限，或因过度变形而不能继续承受荷载C.岩土或结构构件丧失稳定）2.正常使用（功能）极限状态（这种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的某些规定极限。

出现下列情况之一时即认为超过了正常使用极限状态：

A.影响正常使用的外观变形；B.影响正常使用或耐久性的局部破坏；C.影响正常使用的振动；D.影响正常使用的其他特定状态）。

永久作用：

在规定的设计状况下一定出现，其量值随时间的变化可以忽略。

可变作用：

在规定的设计状况下不一定出现，其量值随时间的变化不可忽略。

偶然作用：

在设计考虑的时间内不一定出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间很短。

荷载组合（按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的确定）

基本组合（承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合）

偶然组合（承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合）

标准组合（正常使用极限状态计算时，采用标准或组合值为荷载代表值的组合）

岩土工程设计的特点：

1、对自然条件的依赖性，2、岩土性质的不确定性，3、注重经验特别是地方经验4、原位测试、实体试验的特殊地位

极限状态设计原则：

岩土支档和锚固工程设计必须在查明岩土体的工程地质条件，水文地质条件，获取必要的岩土物理力学参数，完成相应设计阶段岩土工程勘察要求的基础上进行。

第二章土压力

土压力：

作用在各种形式的挡土墙或其他支挡结构上的土体的侧向压力。

土压力的分类：

1.静止土压力（挡土墙固定不动时，墙后填土处于弹性平衡状态，则作用在挡土墙上的土压力即静止土压力）2.主动土压力（当墙后土体处于主动极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，称为主动土压力）3.被动土压力（当挡土墙挤压墙后土体并产生位移时，作用在墙上的土压力达到最大值，最终达到被动极限平衡状态时称为被动土压力）

朗肯理论的基本假定：

墙背竖直且光滑；填土表面水平且无限延长；土体处于极限平衡状态

朗肯主动土压力计算公式：

无粘性土：

Ea=γH2Ka/2【Ka＝tg2（45°－φ/2）】朗金被动土压力计算公式：

无粘性土Ep=γH2Kp/2【Kp=tg2（45°+φ/2）】

朗肯理论适用条件：

1，土体表面为一水平面2，墙背是竖直的3，墙背光滑，即墙背与土体之间的摩擦角为零

库伦理论基本假定：

（1）墙后土体为砂土

（2）挡土墙墙后土体产生主动土压力或被动土压力时，土体形成滑动楔体，其滑裂面为通过墙踵的平面。

3.挡土墙及破裂土体均视为刚体，在外力作用下无压缩和伸张变形。

库伦理论适用条件：

（1）库仑理论可用于墙背为不同的坡度和粗糙度，以及墙后地面为规则或不规则形状的土压力计算，适用范围较广

（2）库仑理论较适用于砂性土。

（3）库仑理论不仅适用于墙背为平面或近似平面的挡土墙，也可用于墙背为“L”形的挡土墙。

（4）仰斜墙背缓到一定程度后，库仑理论将出现较大的误差，计算土压力偏小，并偏于不安全。

（5）当俯斜墙背的坡度较缓时，破裂棱体不一定沿墙背（或假想墙背）滑出，而可能沿土体内某一破裂面滑动。

（6）库伦理论仅适用于刚性挡土墙，对于锚杆式、锚定板式、桩板式等柔性挡土墙的土压力只能按朗金理论近似计算。

第三章挡土墙

支挡结构：

为保持结构物两侧的土体、物料有一定高差的结构。

支挡结构分为刚性支挡结构（挡土墙）、柔性支挡结构（板桩墙、内支撑）

挡土墙：

用来支承填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。

挡土墙破坏形式：

滑动破坏——墙体抗滑稳定性验算；倾倒（覆）破坏——墙体抗倾覆稳定性验算；沉陷破坏——基底承载能力验算；墙体差异沉降——基底承载能力验算；剪切破坏—墙身截面抗剪能力验算；截面偏心受压破坏——截面偏心压缩承载力、弯曲承载力验算

挡土墙验算方法：

1.容许应立法（采用总安全系数）2.极限状态法（采用分项安全系数法，A.承载力极限状态B.正常使用极限状态法）

作用在挡土墙上的力系：

1.永久荷载（A.挡土墙自重B.由于填土作用于墙背的主动土压力C.由于墙前土体作用于墙面的被动土压力D.填土中的地下水压力或常水位时的静水压力与浮力E.填土上其他工程超载引起的土压力F.由以上荷载引起的基底的竖向反力G.基地的摩擦力H.预加应力I.墙背与第二破裂面之间的有效荷载J.墙顶上的有效荷载）2.可变荷载（A.设计水位的静水压力和浮力B.车辆荷载引起的土压力C.水位退落时的动水压力D.波浪压力E.冻胀力和冰压力F.温度荷载）3.偶然荷载（A.地震荷载B.施工及临时荷载C.撞击力）

重力式挡土墙：

以自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。

适用于地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时

重力式挡土墙特点：

依靠自身保持稳定；取材容易；形式简单；施工方便；适用范围广；断面尺寸较大；自身较重；对地基承载力要求较高；

悬臂式挡土墙：

依靠墙身的重量和底板以上的填土的重量来维持其平衡。

适用于缺乏石料，地基承载力较低及地震地区。

悬臂式挡土墙特点：

厚度小，自重轻，挡土高度很高，需要的钢筋混凝土，较多经济性较差

第四章基坑

基坑支护工程的内容：

1.岩土工程勘察与工程调查2.支护结构设计3.基坑开挖与支护的施工4.地层位移预测与周边工程保护5.施工现场量测与监控

基坑支护工程的特点：

1.基坑支护工程是理论上尚待完善和发展的综合技术学科2.基坑支护工程是临时工程，但其工程规模正日益增大3.基坑支护工程设计风险大，对基坑稳定和位移控制的要求很严4.基坑支护工程包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节，其中某一环节的失效将导致整个工程的失败5.基坑支护工程施工条件很差6.相邻场地的基坑施工，如打桩、降水、挖土等各项施工环节都会产生相互影响和制约，增加事故诱发因素7.基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常要经历多次降雨、周边堆载、振动、施工失当等许多不利条件，其安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。

基坑支护结构类型：

1重力式挡土结构，2悬臂式挡土结构，3单（多）支点混合支护结构，4土钉墙支护结构，5其他，如门架式，拱式组合形，喷锚网支护结构。

深基坑逐层开挖，逐层在边坡以较密排列（上下左右）打入土钉（钢筋）强化受力土体，并在土钉坡面设置钢筋网，分层喷射混泥土。

土钉应用原理：

土体的抗剪强度较低，几乎没有抗拉强度，但土体具有一定的结构整体性。

在土体内放置一定长度和分布密集的锚钉，与土共同作用，形成复合体，可弥补土体强度不足并发挥锚钉作用。

在基坑开挖的边坡中应用土钉，形成复合墙体，不仅有效地提高土体的整体刚度，又弥补了土体抗拉、抗剪的不足，通过相互作用，土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏状态、显著提高了整体稳定性。

第五章抗滑桩

抗滑桩：

防止滑坡的一种工程结构，，设于滑坡的适当位置，一般完全埋置于地下，（有时也露出地面），桩的下端需埋置于滑动面以下稳定地层的一定深度。

稳定性系数K——沿最危险破坏面作用的抗滑力与下滑力的比值。

反映边坡的稳定情况。

安全系数KS——工程要求边坡具有的稳定系数。

具有工程概念，不同性质的工程对边坡安全性有不同的要求。

抗滑桩的设计要求：

1.整个滑坡体具有足够的稳定性2.桩身要有足够的强度和稳定性3.桩周的地基抗力和滑体的变形在容许范围内4.抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都较适当，保证安全，方便施工，并是工程量最省

抗滑桩设计的步骤：

1.首先查明滑坡的原因、性质、范围、厚度等基本条件，分析滑坡的稳定状态、发展趋势2.根据滑坡地质剖面及滑动面处岩（土）的抗剪强度指标，计算滑坡推力3.根据地形、地质及施工条件等确定设桩的位置和范围4.根据滑坡推力的大小、地质及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距等桩参数5.确定桩的计算宽度，并根据滑体的地层性质，选定地基参数6.根据选定的地基参数及桩的截面形式、尺寸，设计桩的变形参数及计算深度，据此判断是按刚性桩还是按弹性桩设计7.根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的位移（变形）、内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。

8.校核地基强度9.根据计算结果，绘制桩身的剪力图和弯矩图10.对于钢筋混凝土桩，还需进行配筋设计

抗滑桩计算方法：

1悬臂桩法，2地基系数法（m法，k法，m-k法）3有限元法

K法：

认为地基系数是常数，不随深度而变化，的计算方法。

用于地基较为完整硬质岩层，为扰动的硬粘土或性质相近的半岩质地层。

M法：

认为地基系数随深度按直线比例变化，即在地基内深度为y处的水平地基系数为K=my或K=Ko+my的计算方法。

用于硬塑-半坚硬的砂粘土，碎石土或风化破碎成土状的软质岩层以及重度随深度增加的地层。

岩土抗力：

埋于滑床中的桩将滑坡推力传递给桩周的岩（土），桩的锚固段前、后岩（土）受力后发生变形，从而产生由此引起的岩（土）抗力作用，它与地基系数和计算宽度有关。

抗滑桩的计算宽度：

为了将空间的受力简化为平面受力，并考虑桩截面形状的影响，将桩的设计宽度（或直径）换算成相当于实际工作条件下的矩形桩宽度，该宽度即计算宽度。

抗滑桩的优点：

（1）抗滑能力强，圬工数量小

（2）桩位灵活（3）可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋（4）施工方便，设备简单。

采用混凝土或少筋混凝土护壁，安全、可靠。

（5）间隔开挖桩孔，不易恶化滑坡状态，有利于抢修工程。

（6）通过开挖