螺旋錨與榮勛擋墻聯合加固邊坡方案一、計算說明該河道開挖邊坡加固工程，設計河道邊坡開挖深2.5m，坡角80。，河道河床面距河道邊坡頂2.0m。本工程設計需計算施工開挖期、正常運行期（常水位下）的邊坡穩定情況。一般的，施工期在開挖至最深處時最危險，需計算此時的穩定情況。在正常運行期，本次計算兩種加固方案的穩定情況，一種是在榮勛擋墻作用下的穩定性情況，另一種是螺旋錨與榮勛擋墻聯合作用下的穩定情況。根據提供的土層參數，為簡化計算，工程建設地區地質按兩層土考慮，即上層土厚度按1.8m考慮，下層土按無限深考慮。提供的參數為：上層土：y=18kN/m3,0=18.5。，c=13kPa；下層土，y=18kN/m3,?=16。，c=16kPa。在正常運行期，考慮地下水穩定滲流情況，一般的，在地下水位以下土的強度指標應用有效指標（未提供），本次初步計算參考有關學者的研究成果，地下水位以下強度指標上層土取?'=13.5。，c'=8kPa；下層土取?'=12。，c'=9kPa，實施時可做強度指標相關試驗。路面上的車輛荷載按p=20kPa考慮。本次計算采用瑞典法計算邊坡穩定安全系數Fs，如圖1所示，瑞典法忽略土條間的條件力作用，計算公式如下：圖1瑞典法計算簡圖具體計算采用《理正巖土計算5.11》軟件。、施工開挖期邊坡穩定情況計算施工開挖至深2.5m時的邊坡穩定情況，見圖2。計算參數取用地下位線

以上指標，計算方法為瑞典條分法，公式（1），此時的邊坡安全系數為Fs=1.332說明施工期邊坡的穩定性較好。yy'rttihvyv圖2開挖邊坡穩定計算示意圖三、榮勛擋墻作用下邊坡穩定情況本方案采用榮勛砌塊作為河道邊坡的擋墻，計算正常運行期，河道邊坡在榮勛擋墻作用下的穩定安全系數。正常運行期間，河道水位為-1.4m（即距河道邊坡頂0.8m，距河床面1.2m），計算時考慮穩定滲流期的情況。混凝土塊擋墻按一種柔性護坡作用于邊坡上，只考慮重量作用，結果偏于安全。在穩定滲流期，地下水位線暫按線性降落，在距坡面10m處水位降至-1.9m；地下水位線以上的土體取用提供的強度指標，地下水位線以下的土體取用有效強度指標。計算簡圖見圖3,采用瑞典法計算安全系數Fs=1.162，可見在正常運行期間，只在榮勛擋墻作用下邊坡安全系數很小，達不到規范要求。P預應力空心'樓板碎石墊層.-1.9V滑面常水位▽-1,4P預應力空心'樓板碎石墊層.-1.9V滑面常水位▽-1,4榮勛生態擋墻河床面▽-2,6圖3榮勛擋墻作用下邊坡穩定計算示意圖

四、螺旋錨與榮勛擋墻聯合作用下的邊坡穩定情況本方案考慮使用螺旋錨與榮勛擋墻聯合作用，螺旋錨按照一定的方式布置，作為主要的承載結構，具有生態性榮勛擋墻作為壓坡護坡結構，計算這種聯合作用下的邊坡穩定情況。主要計算在穩定滲流期的邊坡穩定情況，土性參數取用同方案一。根據方案一中計算的最危險滑面的位置，設置的螺旋錨需穿過該滑面。螺旋錨設置沿擋墻高度方向呈梅花形布置2排；間距：水平方向2米、垂直方向1.05米，距坡頂的高度分別為0.55m、1.60m，安裝傾角18。(與水平方向夾角)，見圖5與圖6。螺旋錨選用錨葉直徑B為250mm,。在初步設計計算時，螺旋錨的錨固力按斜錨的抗拔力理論計算，其計算公式如下：Q=冗加tan?cos2(^-2)1—bh2+-tan(^/2)H3+冗ccos(?2)BH+tan(少()+W ⑵p u 『2I2-3 1 2 _ 2 _ s注：公式出自：MarkP.Mitsch，SamueP?Clemence:Theupliftcapacityofhelixanchorsinsand其中B為螺旋錨錨葉直徑，H為錨葉埋深，Ws為螺旋錨破壞時破壞面內的土體重量。根據公式(2)，上層螺旋錨抗拔力為14.3kN,下層螺旋錨抗拔力為14.6kN。在用條分法計算邊坡穩定安全系數時，見圖4，考慮錨固力時的計算公式如下：3)工[c W+pb)cosatan?+Qcos0tan?]3)i-i i i_i i ii i i-乙[(W+pb)sina—Qsin?]iii ii i其中，ei為螺旋錨軸線與滑動面的垂直線的夾角。其中，ei為螺旋錨軸線與滑動面的垂直線的夾角。圖4考慮錨固力的穩定計算示意圖圖5螺旋錨與榮勛擋墻聯合作用下邊坡穩定計算圖圖6螺旋錨與榮勛擋墻聯合作用加固邊坡正面圖經計算，二者聯合作用下，安全系數Fs=1.432。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)的規定，一級邊坡安全系數應大于1.30，二級邊坡安全系數應大于1.25，三級邊坡安全系數應大于1.20。由此可見，該方案安全系數能夠達到要求。該方案可行。五、 螺旋錨的選擇擬選用螺旋錨錨頭外噴鋅，接80年以上標準設計。錨桿為玻璃鋼，尾端有螺紋，通過托盤與螺母與自嵌式擋墻聯系。六、 工程材料與施工費用此次正常施工材料費按每根200元(約76.9元/米)計。螺旋錨技術是一項非常實用的技術，在美國、加拿大等國家應用的非常成功，廣泛應用于電力、交通、水利、石油、建筑等等。螺旋錨同其他的錨固方法相比具有如下特點：（1）成本低，在經濟上有競爭力。（2）承載快，立即發揮作用，不需要水泥漿凝結。（3）可全天候安裝。（4）施工速度快，螺旋錨能在幾分鐘內鉆入土體。（5）可采用不同的設備安裝，需要的設備少。（6）可作為臨時性措施，后期可以回收。（7）沒有土方工程。（8）需要的人員少，勞動強度低。螺旋錨與榮勛生態擋墻相結合，是一種可以嘗試的創新方案。國外類似工程示意圖。,Q*D/rmEADBARADAPTER