格构锚固设计方法及施工.ppt

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格构加固边坡的设计与施工格构加固边坡的设计与施工内容提要内容提要nn格构的特点和适用范围格构的特点和适用范围nn格构的结构型式及其布置格构的结构型式及其布置nn边坡格构加固设计边坡格构加固设计nn格构的施工格构的施工1概概述述1111格构的作用、特点及适用条件格构的作用、特点及适用条件格构的作用、特点及适用条件格构的作用、特点及适用条件格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预格构加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边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。

格构技术一般与环境美化相结合，利的一种边坡加固技术。

格构技术一般与环境美化相结合，利用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的效果。

这种技术在地质灾害治理、公路高陡边坡加固中被广效果。

这种技术在地质灾害治理、公路高陡边坡加固中被广泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。

泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。

格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。

因此就格构本身来讲仅仅是一种力的作用下处于稳定状态。

因此就格构本身来讲仅仅是一种传力结构，而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索传力结构，而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索提供。

一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语，它包提供。

一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语，它包含了格构本身和锚杆含了格构本身和锚杆（索索）两部分。

两部分。

边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点。

并且框格内视整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点。

并且框格内视情况可挂网情况可挂网（钢筋网、铁丝网或土工网钢筋网、铁丝网或土工网）、植草、喷射混凝土进行、植草、喷射混凝土进行防护，也可用现浇混凝土防护，也可用现浇混凝土（钢筋混凝土或素凝土钢筋混凝土或素凝土）板进行加固。

板进行加固。

根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。

但应当注陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。

但应当注意，对于不同稳定性的边坡应采用不同的格构形式和锚固形式意，对于不同稳定性的边坡应采用不同的格构形式和锚固形式的组合进行加固或坡面防护。

例如，当边坡坡度较缓，稳定性的组合进行加固或坡面防护。

例如，当边坡坡度较缓，稳定性好，只因前缘表层开挖局部出现塌滑时，可修整坡面后，采用好，只因前缘表层开挖局部出现塌滑时，可修整坡面后，采用浆砌块石格构护坡，必要时可加系统锚杆锚固；如果边坡较陡，浆砌块石格构护坡，必要时可加系统锚杆锚固；如果边坡较陡，稳定性差，则应选择现浇钢筋混凝土格构加锚杆稳定性差，则应选择现浇钢筋混凝土格构加锚杆（索索）进行加固；进行加固；而对于稳定性差、下滑力大的滑坡，可用现浇钢筋混凝土格构而对于稳定性差、下滑力大的滑坡，可用现浇钢筋混凝土格构加预应力锚杆加预应力锚杆（索索）进行加固。

进行加固。

12格构的结构型式及其布置格构的结构型式及其布置根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构、根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构、现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构（又称又称PCPC格构格构）。

其中其中PCPC格构在日本应用较为广泛，并有较为完善的设计施工格构在日本应用较为广泛，并有较为完善的设计施工规范；目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现浇钢筋规范；目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现浇钢筋混凝土格构，格构的常用型式有混凝土格构，格构的常用型式有44种：

种：

1）1）方型：

指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构方型：

指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构（如如图图11所示所示）。

2）2）菱型：

沿平整边坡坡面斜向设置格构菱型：

沿平整边坡坡面斜向设置格构（如图如图22所示所示）。

3）3）人字型：

按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之人字型：

按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土（如图如图33所示所示）。

4）4）弧型：

按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带，弧型：

按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带，沿条带之间向上设置弧型浆砌块石拱或钢筋混凝土沿条带之间向上设置弧型浆砌块石拱或钢筋混凝土（如图如图44所所示示）。

2边坡格构加固设计边坡格构加固设计21格构加固设计的一般要求格构加固设计的一般要求格构设计必须充分考虑工程的服务期限，服务期限一格构设计必须充分考虑工程的服务期限，服务期限一般不少于被保护对象的设计使用年限。

设计之前，应在调查、般不少于被保护对象的设计使用年限。

设计之前，应在调查、收集、分析原有地形、地质资料的基础上，进行详细工程地收集、分析原有地形、地质资料的基础上，进行详细工程地质勘察，进行现场钻探和各种试验，搞清楚地质体的强度、质勘察，进行现场钻探和各种试验，搞清楚地质体的强度、渗透性、断层和节理的形态与产状，以及边坡的环境地质条渗透性、断层和节理的形态与产状，以及边坡的环境地质条件；并对边坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。

边坡设件；并对边坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。

边坡设计荷载应包括边坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压计荷载应包括边坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。

对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要力、地震力等。

对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。

采用经验类比法求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。

采用经验类比法进行设计，坡度一般不大于进行设计，坡度一般不大于3535，即，即111.71.7。

当边坡高度超过。

当边坡高度超过30m30m时，须设马道放坡，马道宽时，须设马道放坡，马道宽2.02.03.0m3.0m，如图，如图55所示。

所示。

对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于于3535的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进行加固。

采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设计。

锚杆须穿行加固。

采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设计。

锚杆须穿过潜在滑面过潜在滑面334.0m4.0m，且采用全粘结灌浆。

，且采用全粘结灌浆。

对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。

而对于整体稳定性差、滑坡推钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。

而对于整体稳定性差、滑坡推力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。

土格构与预应力锚索进行防护。

22锚固荷载的计算锚固荷载的计算对于采用格构加固的高陡边坡设计，首要的问题是计算锚固荷载；边坡在设计所提供的锚固荷载的作用下应处于稳定，并且稳定性系数应达到规范要求。

通常情况下，计算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定计算方法。

对于无连续滑动面的直立或近直立的边坡，在采用锚杆（索）挡墙加固时，可以采用土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确定锚固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详细介绍。

而对于具有连续的潜在滑动面的边坡，采用条分法稳定性进行锚固荷载反算。

2233格构的结构设计与计算格构的结构设计与计算格构的结构设计与计算格构的结构设计与计算根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的布置及各锚索的设计锚固力，然后计算格构的内力。

布置及各锚索的设计锚固力，然后计算格构的内力。

计算格构内力目前常用以下几种近似方法：

计算格构内力目前常用以下几种近似方法：

11）将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁，如）将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁，如图图66所示。

梁上的分布荷载所示。

梁上的分布荷载pp根据梁两端的锚索最大设计荷载根据梁两端的锚索最大设计荷载TT按下式近似计算：

按下式近似计算：

（1）

（1）式中：

式中：

pp11，pp22与与TT11，TT22对应的荷载集度；对应的荷载集度；ll两锚索之间格构梁的长度；两锚索之间格构梁的长度；TT11，TT22格构梁两端锚索的设计荷载。

格构梁两端锚索的设计荷载。

如果如果TT11=T=T22=T=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pp11=p=p22=p=T/=p=T/ll

（2）

（2）该模型计算虽然简便，但存在以下存在以下该模型计算虽然简便，但存在以下存在以下缺陷：

缺陷：

（11）没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上）没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上的分配，计算出的格构内力偏于保守；的分配，计算出的格构内力偏于保守；（22）没有考虑锚索处格构梁的连续性，即忽略了锚）没有考虑锚索处格构梁的连续性，即忽略了锚索处格构梁的负弯矩作用，与实际受力状况有很索处格构梁的负弯矩作用，与实际受力状况有很大差异。

大差异。

22）将两条伸缩缝之间的格构梁视作支撑在锚索处）将两条伸缩缝之间的格构梁视作支撑在锚索处的多跨连续梁，各跨荷载仍按（的多跨连续梁，各跨荷载仍按（11）式计算。

当各跨）式计算。

当各跨荷载不等且为不均匀分布时，可取最不利跨的荷载按荷载不等且为不均匀分布时，可取最不利跨的荷载按等效均布荷载计算，如图等效均布荷载计算，如图77所示。

所示。

该模型计算比较简单，但仍有以下两个缺陷：

该模型计算比较简单，但仍有以下两个缺陷：

（11）仍没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上）仍没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上的分配，计算出的格构内力偏于保守；的分配，计算出的格构内力偏于保守；（22）忽略了格构梁各跨之间实际存在的荷载差异。

）忽略了格构梁各跨之间实际存在的荷载差异。

3）刚性梁弹性地基反力直线分布假定

（1）将坡面反力视为作用在格构上的荷载,把锚杆作用点看作支座,将格构作为倒置的交叉梁格体系来进行计算;

（2）认为整个格构为刚性,假定坡面反力呈均匀直线分布,将横梁和纵梁看成相互独立的连续梁。

其计算模型如图8所示.这种计算模型假设地基反力为直线分布,为了确定地基反力的分布图形,只需先求出两端地基反力集度p1和p2。

未知数p1和p2可由平衡方程Y=0和M=0求出。

因此,问题简化为静定问题。

未知数p1和p2也可以利用偏心受压地基的应力公式来求解。

当p1和p2求得后,就可应用截面法求出格构梁上各截面的内力。

此种算法非常简便,但与地基梁的实际情况有很大差异,只适用于绝对刚性梁这种特殊情况。

4）Winkler弹性地基梁法WinklerWinkler假设认为假设认为:

地基表面任一点的沉降地基表面任一点的沉降yy与该点单位面积上所受的压力与该点单位面积上所受的压力pp成正比成正比,而与作用而与作用在其他各点的应力无关。

即在其他各点的应力无关。

即:

p=ky:

p=ky。

式中：

。

式中：

kk为基为基床系数床系数,kN/m,kN/m22,可根据试验场地土质特性或现场可根据试验场地土质特性或现场测试来确定。

这种地基模型的一个重要特征是：

测试来确定。

这种地基模型的一个重要特