1、XXXX工程錨桿擋土墻計算分析報告XXXX 設計院XXXX 年 XXX 月目錄第一章第二章第三章概述1錨桿擋土墻計算理論1錨桿擋土墻計算第一章 概述 錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻面和鋼錨桿組成的支擋建筑物，它是 靠錨桿錨固在穩定地層內，能承受水平拉力來維持墻的平衡，因此地基承 載力一般不受控制，從而能克服不良地基的困難。在高邊坡的情況下，且 可采用自上而下逐級開挖和施工的辦法，可以避免邊坡坍塌，有利于施工 安全。錨桿使用灌漿錨桿，采用鉆機鉆孔，毛孔直徑一般為 100150mm 錨桿材料為HRB335鋼筋和由7根鋼絲構成© 12.7mm 的預應力鋼絞線。 錨桿鋼筋以一根或數根鋼筋組成；錨

2、桿錨索以一束或數束鋼絞線組成。錨 桿插入錨孔內后再灌注水泥砂漿。灌漿錨桿亦可用于土層，但由于土層與 錨桿間的握固能力較差，尚需要加壓灌漿或內部擴孔的方法以提高其抗拔 能力。錨桿擋土墻的墻面，一般用肋柱和擋土板組成，其結構布置應根據 工點的地形和地質條件、墻高與施工條件等因素，考慮擋土墻是否分級和 每級擋土墻的高度來決定。當布置為兩級或兩級以上時，級間可留12米的平臺，如圖 1。肋柱的間距應考慮工地的起吊能力與錨桿的抗拔能力等因素，一般可選用 2.03.5 米。每根肋柱根據其高度可布置多根錨桿。錨桿的位置應盡 可能使肋柱所受彎矩均勻分布。肋柱視為支承于錨桿（或支承于錨桿和地基）的簡支梁或連續梁。

3、肋 柱的底端視地基的強度與埋置深度，一般設計時假定為自由或鉸支端，如 基礎埋置較深且為堅硬的巖石時，也可以作為固定端。當底端固定時，應考慮地基對肋柱基礎的固著作用而產生的負彎矩。第二章錨桿擋土墻計算理論錨桿擋土墻計算的主要內容有：肋柱、錨桿和擋土板的內力計算； 肋柱底端的支承應力檢算；肋柱、擋土板、錨桿和錨頭的設計等。a) 肋柱和錨桿的內力計算假定肋柱與錨桿聯結處為一鉸支點，把肋柱視為簡支梁或連續梁。 錨桿為軸心受拉構件。i.當肋柱僅有兩根錨桿，且底端為自由端時，可假定按兩端懸臂的簡支梁計算，如圖2所示。圖2假定肋柱為簡支梁的計算草圖(1 )肋柱的支點反力RbP Ra式中 P作用于每根肋柱上的

4、土壓力的合力q°olcos ；qHhI cos ;0、 H 錨桿擋土墻墻頂與底端的單位土壓力;墻背摩擦角；l 肋柱間距；L肋柱全長，；肋柱豎向傾角。Z土壓力合力的作用點至肋柱底端的長度，(2) 肋柱的彎矩1 .2 1 2M Aq0l1(qA q0 )l12 61 .213MbqBl3(qH qB)l32 3令x為任意截面至肋柱頂的長度，則M ABRA ( X 1 1)qo 2x2qH qo 3x6L取 dMBdxRaqH qo 2qox 2U_x由上式求得x值，代入Mab即得AB間M max值。(3) 肋柱剪力Qa下RaQa上Qb上Ral1 l22 (q。qB)Qb下RbQb上ii.

5、視肋柱為連續梁(包括底端固定)時的內力計算(1) 求肋柱的支點彎矩在求支點彎矩時，可采用彎矩分配法進行計算。(2) 解肋柱力矩、剪力、反力的一般公式算得連續梁(即肋柱)各支點彎矩之后，即可用靜力平衡的條 件算出各截面的彎矩、剪力以與各支點的反力。截取連續梁的第n與n+1跨作為簡支梁，如圖3所示，其支 點反力為：在距左支點x處的截面內，其彎矩與剪力為:M0lnMn圖3連續梁某一節點的內力計算在以上各式中， 從Bn與mX、Q0系指由于測向土壓力所引起的簡支梁 支點反力與任意截面的彎矩、剪力。連續梁第n支點反力等于來自該支點左右兩端的剪力之差：Rn Q右 Q 左Q右等于In 1跨度內的左端反力An

6、1。 Qn左等于In跨度內的右端反力Bn的負值。故第n個支點反力又可用下式表示:RnAn 1 BnAiMn 1 MnIn 1BnMn 1iii. 錨桿的內力計算截取肋柱某一支點n,如圖4所示圖4錨桿拉力與支點反力的關系由連續梁求得n支點反力為Rn。令錨桿軸向力為Nn，則肋柱的豎向傾角;錨桿對水平向的傾角。如 ，則 Nn Rn 。b）肋柱底端支承應力檢算i. 基底應力檢算（1）支點反力沿平行于肋柱的分力為：Rntg（）（2）肋柱自重WaabH式中 a、b 肋柱的寬度與厚度H 墻高鋼筋混凝土容重。（3）作用在肋柱基底上的諸力之和為：n'FUg（） abH（4）基底應力為：式中 基底的容許應

7、力。h 的中ii. 基腳側向應力為簡化計算，令鉸支端的反力R0 作用點在基腳埋深心。肋柱底端視為鉸支時，故要求： V KV KV 視地基的堅硬程度取0.51.0 。c）擋土板內力計算擋土板是以肋柱為支座的簡支梁，其計算跨度Ip為擋土板兩支座中心的距離，如圖5。其荷載（q）取擋土板所在位置土壓力的平均值，即式中 '、'' 為擋土板高 h上下二邊緣垂直擋土板方向的單位土壓力。跨中最大彎矩，支座處的剪力圖5擋土板彎矩剪力圖d）肋柱、擋土板的配筋計算肋柱、擋土板是受彎構件，在各項內力（彎矩、剪力）求得后，即 可進行配筋計算。d）灌注錨桿的設計一般錨桿設計的主要內容可分為錨桿截面

8、、錨桿長度和錨頭（聯結）設計三部分。錨桿截面設計、即選用鋼筋的規格與所需的截面、并根據鋼筋束（或 鋼絲束）的斷面形狀以與灌注管的尺寸決定鉆孔直徑。為提高錨桿的承載 能力，可選用低合金鋼或高強度鋼絲。錨桿長度設計包括有效毛固段和非錨固段兩部分， 有效錨固段的長度 應根據抗拔的需要而決定，非錨固段的長度按建筑物與穩定地層之間的實 際距離而定。錨桿一般是向下傾斜或接近水平方向的 （一般沿水平向下傾斜不大于45 °角）。錨頭設計包括選擇錨桿和肋柱的連接形式以與肋柱的局部承載壓計算。1、 錨桿的鋼筋計算 錨桿按軸心受拉桿件設計。要求水泥沙漿（或混凝土）的裂縫不超過 容許寬度，以防鋼筋銹蝕。2、

9、錨桿的有效錨固長度計算在巖層中的灌注錨桿， 由于巖層對于錨孔砂漿的單位摩阻力大于砂漿 對鋼筋的單位握固力，因而錨固長度取決于砂漿的握固力，為了保證砂漿 有良好的握固力，一般采用不低于 M30 的水泥砂漿。為了使錨桿的錨固 力大于鋼筋的抗拉強度，要求即式中 La 最小錨固長度；g 鋼筋的極限抗拉強度；u鋼筋與砂漿的粘結力；K安全系數，一般取 23 ; d鋼筋直徑。在半巖質或土質地層內， 錨桿的抗拔能力取決于砂漿與周圍地層接觸 面上的抗剪強度，故錨桿的有效錨固長度為：式中 K安全系數，一般取 23;D 錨孔直徑；K 錨固段砂漿與地層間的抗剪強度， 此值應與地層內的抗剪強 度比較，取用小值；Nn 錨

10、桿承受的拉力。為了安全和穩定性的要求， 錨桿的有效錨固長度除應滿足公式計算的 要求外，在巖層中，一般不應小于 4 米，在半巖質和土質地層中，一般不 應小于 5 米。第三章 錨桿擋土墻計算（一）已知條件1、錨桿擋土墻斷面如圖 6 所示，墻身分為上、下兩級，肋柱就地灌注。間距 l=3.0m 。錨桿的位置根據肋柱支點與跨中彎矩大致相等的原則 布置，傾角B =152、墻厚的土體為侏羅系沙溪廟組，巖性為砂質與砂質泥巖不等厚互層，巖石單軸極限飽和抗壓強度分別為2840Mpa 和58MPa。采用丫=25KN/m 3,550。3、 構件按極限狀態法（參照鋼筋混凝土結構設計規范TJ2005 ）進行計算。(二)

11、土壓力計算墻背土壓力按庫倫公式計算，取，tg( i) tg 2.(tg 2 ctg J(tg 2 tg( i)1i2ii arctg (1/1.25)arctg (0.25)求解：26.35°上墻：作用在肋柱單位長度上的土壓力為：在底端q15 H上上I 55.63KN /m下墻：下墻的土壓力按延長墻背法計算，從下墻墻背作延長線與墻背土坡延長線相交于一點，這點即為虛設的墻頂，距平臺的垂直高度為12m，見圖6q0I 12 43.78KN/mq15I 27 98.50KN/m（三）肋柱的內力計算1、上墻為兩端懸臂的連續梁，如圖7所示，通過有限元軟件計算，求得肋柱各點的彎矩和剪力，繪制彎矩圖

12、和剪力圖，見圖8，計算結果見表1彎矩單位：KN.M，剪力單位：KN。2.004.004.004.00計算結果表1單元左彎距左軸力左剪力右彎距右軸力右剪力支點反力14.77E-150.00E+00-2.22E-15-4.95E+000.00E+00-7.42E+002-4.95E+000.00E+001.89E+01-2.82E+010.00E+00-4.04E+01263-2.82E+010.00E+004.64E+01-6.03E+010.00E+00-7.23E+01874-6.03E+010.00E+009.24E+01-2.72E+010.00E+00-8.57E+011655-2.7

13、2E+010.00E+005.38E+01-5.06E-140.00E+00-3.20E-14139n944.3圖82、下墻視為底端簡支的連續梁，如圖9所示，通過有限元軟件計算，求得肋柱各點的彎矩和剪力， 繪制彎矩圖和剪力圖，見圖10,計算結果見表2。彎矩單位：KN.M，剪力單位：KN。1.0098. 5圖9下墻肋柱支點計算結果表 2單元左彎距左軸力左剪力右彎距右軸力右剪力支點力13.11E-150.00E+00-1.42E-14-2.25E+010.00E+00-4.56E+012-2.25E+010.00E+006.83E+01-4.75E+010.00E+00-9.04E+01113.9

14、C3-4.75E+010.00E+009.21E+01-5.03E+010.00E+00-9.94E+01182.494-5.03E+010.00E+001.05E+02-6.32E+010.00E+00-1.19E+02204.545-6.32E+010.00E+001.28E+02-5.81E+010.00E+00-1.30E+02246.8C6-5.81E+010.00E+001.23E+020.00E+000.00E+00-6.70E+01252.3C67.03LOl.adf 3.00 "f 3.00 "f 3.on f 3.0130圖 10（四）、肋柱的配筋計算1

15、、已知條件(1) 材料:C30混泥土：軸心抗壓強度設計值fc=14.3N/mm 2;HRB335鋼筋：抗拉強度設計值 fy=300N/mm 2，直徑為20mm。(2)構件強度設計安全系數：K=1.4 (基本安全系數)X 1.2(附加安全系數)=1.7 o(3) 肋柱的截面尺寸為： h Xb=500mm X400mm。2、肋柱按最大彎矩M max = 63.2KN.m ,最大剪力 Qmax =123KN配筋。(1) 最大彎矩處截面的配筋計算截面有效高度等于h0 500 26 474mmas KM max210744 106 2 0.0836cbho14.3 400 47421 1 2as1、1

16、2 0.06390.0874Asbh。fc / f0.0874* 400* 474* 14.3300790mm2選用420,Ag4*202/41256mm2790mm2 （可）(2) 檢算裂縫寬度skteMk63.2 1060.87h° As0.5bh0.5As1256Ae1051.1 0.650.87 474 4400*500 1050.01256tk1.1 0.65te skmaxcr9CEs0.08止）te2122N/mm220 /42.010.01256 1222.1 0.24740.2474（1.9 502.0 1050.080.07mm0.2mm(3)檢算截面的抗剪強度Q

17、max 1.7 123 209KN0.25 cfcbh0 0.25 1.0 14.3 400 474 677820N 677.82KNQmax滿足受剪截面的要求。h1 1(800)4(800) 41(h。(800)0.7hftbh 0.7 1 1.43 400 474 189789.6N 190KN Qmax，不需要配置箍筋，只配置構造箍筋（五）擋土板設計1、已知條件（1） 擋土板長度l=3.0m，矩形截面尺寸：b=100cm ， h=20cm 。（2）擋土板按下墻頂以下15.0米處土壓力計算：q h32.8KN /m（3）斜截面受剪的強度設計安全系數：K 1.7（4）材料：混凝土 一一 C3

18、0，鋼筋一一HRB 335鋼筋， 20mm2、板的配筋計算（1 ）計算彎矩與剪力Mmax1212K-ql21.732.83262.73KN.M88Qmax11K -ql 1.7 22（2）計算縱向受力鋼筋h0200 44156mmmaxfcbho62.73 10614.3 1000 15620.1811 2as11 2 0.18 0.2b"0.2*1000*156*14.3 1487.2mm2300選用 5 ©18 , Ag5* * 202 /4 1571mm21487.2mm2 （可）(3)檢算裂縫寬度Mk36.9 106sk0.5bh0.5 1000* 200 105te0.87h0As0.87 156 5202/4173N/mm215710.015711.1 0.65 匚te sk1.1 0.652.010.620.01571 173max cr才（任Esdeq0.08）te2.10.62（1.9 442.0 1050.08 20 ）0.015710.2089mm0.2mm(4) 檢算截面的抗剪強度0.25 c fcbho 0.25 1.0 14.3 1000156 677820N557.7KNQmax滿足受剪截面的要求。1 1h （響4 （翳：1h。0.7