中华人民共和国国家标准建筑边坡工程技术规范 GB 50330-2002 3
7.3.4 锚具及其使用应满足下列要求:
1 锚具应由锚环、夹片和承压板组成,应具有补偿张拉和松弛的功能;
2 预应力锚具和连接锚杆的部件,其承载能力不应低于锚杆杆体极限承载力的95%;
3 预应力筋用锚具、夹具及连接器必须符合现行行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85的规定。
7.3.5 套管材料应满足下列要求:
1 具有足够的强度,保证其在加工和安装过程中不致损坏;
2 具有抗水性和化学稳定性;
3 与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应。
7.3.6 防腐材料应满足下列要求:
1 在锚杆使用年限内,应保持耐久性;
2 在规定的工作温度内或张拉过程中不得开裂、变脆或成为流体;
3 应具有化学稳定性和防水性,不得与相邻材料发生不良反应。
7.3.7 隔离架、导向帽和架线环应由钢、塑料或其他对杆体无害的材料组成,不得使用木质隔离架。
7.4 构造设计
7.4.1 锚杆总长度应为锚固段、自由段和外锚段的长度之和,并应满足下列要求:
1 锚杆自由段长度按外锚头到潜在滑裂面的长度计算;预应力锚杆自由段长度应不小于5m,且应超过潜在滑裂面;
2 锚杆锚固段长度应按式(7.2.3)、(7.2.4)进行计算,并取其中大值。同时,土层锚杆的锚固段长度不应小于4m,且不宜大于10m;岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m,且不宜大于45D和6.5m,或55D和8m(对预应力锚索);位于软质岩中的预应力锚索,可根据地区经验确定最大锚固长度。当计算锚固段长度超过上述数值时,应采取改善锚固段岩体质量、改变锚头构造或扩大锚固段直径等技术措施,提高锚固力。
7.4.2 锚杆隔离架(对中支架)应沿锚杆轴线方向每隔1~3m设置一个,对土层应取小值,对岩层可取大值。
7.4.3 锚杆外锚头、台座、腰梁和辅助件等的设计应符合现行有关标准的规定。
7.4.4 当锚固段岩体破碎、渗水量大时,宜对岩体作固结灌浆处理。
7.4.5 永久性锚杆的防腐蚀处理应符合下列规定:
1 非预应力锚杆的自由段位于土层中时,可采用除锈、刷沥青船底漆、沥青玻纤布缠裹其层数不少于二层;
2 对采用钢绞线、精轧螺纹钢制作的预应力锚杆(索),其自由段可按本条1款进行防腐蚀处理后装入套管中;自由段套管两端100~200mm长度范围内用黄油充填,外绕扎工程胶布固定;
3 对位于无腐蚀性岩土层内的锚固段应除锈,砂浆保护层厚度应不小于25mm;
4 对位于腐蚀性岩土层内的锚杆的锚固段和非锚固段,应采取特殊防腐蚀处理;
5 经过防腐蚀处理后,非预应力锚杆的自由段外端应埋人钢筋混凝土构件内50mm以上;对预应力锚杆,其锚头的锚具经除锈、涂防腐漆三度后应采用钢筋网罩、现浇混凝土封闭,且混凝土强度等级不应低于C30,厚度不应小于1OOmm,混凝土保护层厚度不应小于50mm。
7.4.6 临时性锚杆的防腐蚀可采取下列处理措施:
1 非预应力锚杆的自由段,可采用除锈后刷沥青防锈漆处理;
2 预应力锚杆的自由段,可采用除锈后刷沥青防锈漆或加套管处理;
3 外锚头可采用外涂防腐材料或外包混凝土处理。
7.5 施 工
7.5.1 锚杆施工前应作好下列准备工作:
1 应掌握锚杆施工区建(构)筑物基础、地下管线等情况;
2 应判断锚杆施工对临近建筑物和地下管线的不良影响,并拟定相应预防措施;
3 应检验锚杆的制作工艺和张拉锁定方法与设备;
4 应确定锚杆注浆工艺并标定注浆设备;
5 应检查原材料的品种、质量和规格型号,以及相应的检验报告。
7.5.2 锚孔施工应符合下列规定:
1 锚孔定位偏差不宜大于20mm;
2 锚孔偏斜度不应大于5%;
3 钻孔深度超过锚杆设计长度应不小于0.5m。
7.5.3 钻孔机械应考虑钻孔通过的岩土类型、成孔条件、锚固类型、锚杆长度、施工现场环境、地形条件、经济性和施工速度等因素进行选择。
7.5.4 预应力锚杆锚头承压板及其安装应符合下列要求:
1 承压板应安装平整、牢固,承压面应与锚孔轴线垂直;
2 承压板底部的混凝土应填充密实,并满足局部抗压要求。
7.5.5 锚杆的灌浆应符合下列要求:
1 灌浆前应清孔,排放孔内积水;
2 注浆管宜与锚杆同时放人孔内,注浆管端头到孔底距离宜为100mm;
3 浆体强度检验用试块的数量每30根锚杆不应少于一组,每组试块应不少于6个;
4 根据工程条件和设计要求确定灌浆压力,应确保浆体灌注密实。
7.5.6 预应力锚杆的张拉与锁定应符合下列规定:
1 锚杆张拉宜在锚固体强度大于20MPa并达到设计强度的80%后进行;
2 锚杆张拉顺序应避免相近锚杆相互影响;
3 锚杆张拉控制应力不宜超过0.65倍钢筋或钢绞线的强度标准值;
4 宜进行超过锚杆设计预应力值1.05~1.10倍的超张拉,预应力保留值应满足设计要求。
8 锚杆(索)挡墙支护
8.1 一般规定
8.1.1 锚杆挡墙可分为下列型式:
1 根据挡墙的结构型式可分为板肋式锚杆挡墙、格构式锚杆挡墙和排桩式锚杆挡墙;
2 根据锚杆的类型可分为非预应力锚杆挡墙和预应力锚杆(索)挡墙。
8.1.2 下列边坡宜采用排桩式锚杆挡墙支护:
1 位于滑坡区或切坡后可能引发滑坡的边坡;
2 切坡后可能沿外倾软弱结构面滑动,破坏后果严重的边坡;
3 高度较大、稳定性较差的土质边坡;
4 边坡塌滑区内有重要建筑物基础的Ⅳ类岩质边坡和土质边坡。
8.1.3 在施工期稳定性较好的边坡,可采用板肋式或格构式锚杆挡墙。
8.1.4 对填方锚杆挡墙,在设计和施工时应采取有效措施防止新填方土体造成的锚杆附加拉应力过大。高度较大的新填方边坡不宜采用锚杆挡墙方案。
8.2 设计计算
8.2.1 锚杆挡墙设计应包括下列内容:
1 侧向岩土压力计算;
2 挡墙结构内力计算;
3 立柱嵌入深度计算;
4 锚杆计算和构造设计;
5 挡板、立柱(肋柱或排桩)及其基础设计;
6 边坡变形控制设计;
7 整体稳定性分析;
8 施工方案建议和监测要求。
8.2.2 坡顶无建(构)筑物且不需进行边坡变形控制的锚杆挡墙,其侧向岩土压力可按下式计算:
式中E′ah--侧向岩土压力合力水平分力修正值(kN);
Eah--侧向主动岩土压力合力水平分力设计值(kN);
β2--锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数,应根据岩土类别和锚杆类型按表8.2.2确定。
8.2.3 确定岩土自重产生的锚杆挡墙侧压力分布,应考虑锚杆层数、挡墙位移大小、支护结构刚度和施工方法等因素,可简化为三角形、梯形或当地经验图形。
8.2.4 填方式锚杆挡墙和单排锚杆的土层锚杆挡墙的侧压力,可近似按库仑理论取为三角形分布。
8.2.5 对岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类边坡,当采用逆作法施工的、柔性结构的多层锚杆挡墙时,侧压力分布可近似按图8.2.5确定,图中ehk比按下式计算:
对岩质边坡:
对土质边坡:
式中ehk--侧向岩土压力水平分力标准值(kN/m2);
Ehk--侧向岩土压力合力水平分力标准值(kN/m);
H--挡墙高度(m)。
8.2.6 对板肋式和排桩式锚杆挡墙,立柱荷载设计值取立柱受荷范围内的最不利荷载组合值。
8.2.7 岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类边坡的锚杆挡墙,立柱和锚杆的水平分力可按下列规定计算:
1 立柱可按支承于刚性锚杆上的连续梁计算内力;当锚杆变形较大时立柱宜按支承于弹性锚杆上的连续梁计算内力;
2 根据立柱下端的嵌岩程度,可按铰结端或固定端考虑;当立柱位于强风化岩层以及坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土边坡内时,其嵌入深度可按等值梁法计算。
8.2.8 除坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类外的土质边, 坡甲杆挡墙,结构内力宜按弹性支点法计算。当锚固点水平变形较小时,结构内力可按静力平衡法或等值梁法计算,可参见附录 F 。
8.2.9 根据挡板与立柱联结构造的不同,挡板可简化为支撑在产柱上的水平连续板、简支板或双铰拱板;设计荷载可取板所处竺苎的岩土压力值。岩质边坡挡墙或坚硬、硬塑状粘土和密实、主苎砂土等且排水良好的挖方土质边坡挡墙,可根据当地的工程经验考虑两立柱间岩土形成的卸荷拱效应。
8.2.10 当锚固点变形较小时,钢筋混凝土格构式锚杆挡墙可简兰为主撑在锚固点上的井字梁进行内力计算;当锚固点变形较大时,应考虑变形对格构式挡墙内力的影响。
8.3 构造设计
8.3.1 锚杆挡墙支护结构立柱的间距宜采用2~8m。
8.3.2 锚杆挡墙支护中锚杆的布置应符合下列规定:
1 锚杆上下排垂直间距不宜小于2.5m,水平间距不宜小于2m;
2 当锚杆间距小于上述规定或锚固段岩土层稳定性较差时,锚杆宜采用长短相间的方式布置;
3 第一排锚杆锚固体上覆土层的厚度不宜小于4m,上覆岩层的厚度不宜小于2m;
4 第一锚点位置可设于坡顶下1.5~2m处;
5 锚杆的倾角宜采用10°~35°;
6 锚杆布置应尽量与边坡走向垂直,并应与结构面呈较大倾角相交;
7 立柱位于土层时宜在立柱底部附近设置锚杆。
8.3.3 立柱、挡板和格构梁的混凝土强度等级不应低于C20。
8.3.4 立柱的截面尺寸除应满足强度、刚度和抗裂要求外,还应满足挡板(或拱板)的支座宽度、锚杆钻孔和锚固等要求。肋柱截面宽度不宜小于300mm,截面高度不宜小于400mm;钻孔桩直径不宜小于500mm,人工挖孔桩直径不宜小于800mm。
8.3.5 立柱基础应置于稳定的地层内,可采用独立基础、条形基础或桩基础等形式。
8.3.6 对永久性边坡,现浇挡板和拱板厚度不宜小于200mm。
8.3.7 锚杆挡墙立柱宜对称配筋;当第一锚点以上悬臂部分内力较大或柱顶设单锚时,可根据立柱的内力包络图采用不对称配筋作法。
8.3.8 格构梁截面尺寸应按强度、刚度和抗裂要求计算确定,且格构梁截面宽度和截面高度不宜小于300mm。
8.3.9 永久性锚杆挡墙现浇混凝土构件的温度伸缩缝间距不宜大于20~25m。
8.3.10 锚杆挡墙立柱的顶部宜设置钢筋混凝土构造连梁。
8.3.11 当锚杆挡墙的锚固区内有建(构)筑物基础传递的较大荷载时,除应验算挡墙的整体稳定性外,还应适当加长锚杆,并采用长短相间的设置方法。
8.4 施工
8.4.1 排桩式锚杆挡墙和在施工期边坡可能失稳的板肋式锚杆挡墙,应采用逆作法进行施工。
8.4.2 对施工期处于不利工况的锚杆挡墙,应按临时性支护结构进行验算。
9 岩石锚喷支护
9.1 一般规定
9.1.1 岩质边坡可采用锚喷支护。Ⅰ类岩质边坡宜采用混凝土锚喷支护;Ⅱ类岩质边坡宜采用钢筋混凝土锚喷支护;Ⅲ类边坡坡高不宜大于15m,且应采用钢筋混凝土锚喷支护。
9.1.2 下列边坡不应采用锚喷支护:
1 膨胀性岩石的边坡;
2 具有严重腐蚀性的边坡。
9.1.3 岩质边坡采用锚喷支护后,对局部不稳定块体尚应采取加强支护的措施。
9.2 设计计算
9.2.1 岩质边坡采用锚喷支护时,整体稳定性计算应符合下列规定:
1 岩石侧压力可视为均匀分布,岩石压力水平分力标准值可按下式计算:
式中ehk--岩石侧向压力水平分力标准值(kN/m2);
Ehk--岩石侧向压力合力水平分力标准值(kN/m);
H--边坡高度(m)。
2 锚杆所受水平拉力标准值可按下式计算:
式中sxj--锚杆的水平间距(m);
syj--锚杆的垂直间距(m);
Htk--锚杆所受水平拉力标准值(kN)。
9.2.2 采用锚喷支护边坡时,锚杆计算应符合7.2.1~7.2.4条的规定。
9.2.3 用锚杆加固局部不稳定块体时,锚杆抗力应满足下列要求:
1 加固受拉破坏的不稳定危岩块体,锚杆抗拉承载力应满足下式的要求:
2 加固受剪破坏的不稳定危岩块体,锚杆抗剪承载力应满足下式的要求:
式中 G0--不稳定块体的自重(kN);
G1、G2------分别为不稳定块体自重在平行和垂直于滑面方向的分力(kN);
As--锚杆钢筋总截面面积(m2);
fy--锚杆钢筋抗拉强度设计值(kPa);
fv--锚杆钢筋抗剪强度设计值(kPa);
Cs--滑移面的粘聚力(kPa);
φs滑移面的内摩擦角(°);
A--滑移面面积(m2);
γ0--边坡工程重要性系数;
γQ-荷载分项系数,可取1.30,当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定;
ε2--锚杆抗拉工作条件系数,永久性锚杆取0.69,临时性锚杆取0.92;
εv--锚杆抗剪工作条件系数,取0.6。
9.2.4 喷层对局部不稳定块体的抗拉承载力应按下式验算:
式中εc---喷层工作条件系数,取0.6;
ft--喷射混凝土抗拉强度设计值(kPa),可按表9.3.5采用;
ur--不稳定块体出露面的周边长度(m);
h--喷层厚度(m),当h>1OOmm时以1OOmm计算。
9.3 构造设计
9.3.1 岩面护层可采用喷射混凝土层、现浇混凝土板或格构梁等型式。
9.3.2 系统锚杆的设置应满足下列要求:
1 锚杆倾角宜为10°~20°;
2 锚杆布置宜采用菱形排列,也可采用行列式排列;
3 锚杆间距宜为1.25~3m,且不应大于锚杆长度的一半;对Ⅰ、Ⅱ类岩体边坡最大间距不得大于3m,对Ⅲ类岩体边坡最大间距不得大于2m;
4 应采用全粘结锚杆。
9.3.3 局部锚杆的布置应满足下列要求:
1 对受拉破坏的不稳定块体,锚杆应按有利于其抗拉的方向布置;
2 对受剪破坏的不稳定块体,锚杆宜逆向不稳定块体滑动方向布置。
9.3.4 喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20;喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于5MPa。
9.3.5 喷射混凝土的物理力学参数可按表9.3.5采用。
9.3.6 喷射混凝土与岩面的粘结力,对整体状和块状岩体不应低于0.7MPa,对碎裂状岩体不应低于0.4MPa。喷射混凝土与岩面粘结力试验应遵守现行国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086的规定。
9.3.7 喷射混凝土面板厚度不应小于50mm,含水岩层的喷射混凝土面板厚度和钢筋网喷射混凝土面板厚度不应小于100mm。Ⅲ类岩体边坡钢筋网喷射混凝土面板厚度和钢筋混凝土面板厚度不应小于150mm。钢筋直径宜为6~12mm,钢筋间距宜为150~300mm,宜采用双层配筋,钢筋保护层厚度不应小于25mm。
9.3.8 永久性边坡的现浇板厚度宜为200mm,混凝土强度等级不应低于C20。应采用双层配筋,钢筋直径宜为8~14m, m,钢筋间距宜为200~300mm。面板与锚杆应有可靠连结。
9.3.9 面板宜沿边坡纵向每20~25m的长度分段设置竖向伸缩缝。
9.4 施工
9.4.1 Ⅲ类岩体的边坡应采用逆作法施工,Ⅱ类岩体的边坡可部分采用逆作法施工。
10 重力式挡墙
10.1 一般规定
10.1.1 根据墙背倾斜情况,重力式挡墙可分为俯斜式挡墙、仰斜式挡墙、直立式挡墙和衡重式挡墙以及其他形式挡墙。
10.1.2 采用重力式挡墙时,土质边坡高度不宜大于8m,岩质边坡高度不宜大于10m。
10.1.3 对变形有严格要求的边坡和开挖土石方危及边坡稳定的边坡不宜采用重力式挡墙,开挖土石方危及相邻建筑物安全的边坡不应采用重力式挡墙。
10.1.4 重力式挡墙类型应根据使用要求、地形和施工条件综合考虑确定,对岩质边坡和挖方形成的土质边坡宜采用仰斜式,高度较大的土质边坡宜采用衡重式或仰斜式。
10.2 设计计算
10.2.1 当重力式挡墙墙背为平直面且坡顶地面无荷载时,侧向岩土压力可采用库仑三角形分布。
10.2.2 重力式挡墙设计时除应按3.3.5条的规定进行计算外,尚应进行抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定性验算。地基软弱时,还应进行地基稳定性验算。
10.2.3 重力式挡墙的抗滑移稳定性应按下式验算
式中G--挡墙每延米自重(kN/m);
Ea--每延米主动岩土压力合力(kN/m);
α0--挡墙基底倾角(°);
α--挡墙墙背倾角(°);
δ--岩土对挡墙墙背摩擦角(°),可按表6.2.3选用;
μ--岩土对挡墙基底的摩擦系数,宜由试验确定,也可按表10.2.3选用。
10.2.4 重力式挡墙的抗倾覆稳定性应按下式验算:
式中z--岩土压力作用点至墙踵的高度(m);
χ0--挡墙重心至墙趾的水平距离(m);
b--基底的水平投影宽度(m)。
10.2.5 重力式挡墙的土质地基稳定性可采用圆弧滑动法验算,岩质地基稳定性可采用平面滑动法验算。地基稳定性验算应按5章的有关规定执行。
10.2.6 重力式挡墙的地基承载力和结构强度计算,应符合现行有关标准的规定。
10.3 构造设计
10.3.1 重力式挡墙材料可使用浆砌块石、条石或素混凝土。块石、条石的强度等级应不低于MU30,混凝土的强度等级应不低于C15。
10.3.2 重力式挡墙基底可做成逆坡。对土质地基,基底逆坡坡度不宜大于0.1:1.0;对岩质地基,基底逆坡坡度不宜大于0.2:1.0。
10.3.3 块、条石挡墙墙顶宽度不宜小于400mm,素混凝土挡墙墙顶宽度不宜小于300mm。
10.3.4 重力式挡墙的基础埋置深度,应根据地基稳定性、地基承载力、冻结深度、水流冲刷情况和岩石风化程度等因素确定。在土质地基中,基础最小埋置深度不宜小于0.5~0.8m(挡墙较时取大值,反之取小值);在岩质地基中,基础埋置深度不宜小于0.3m。基础埋置深度应从坡脚排水沟底起算。
10.3.5 重力式挡墙的伸缩缝间距,对条石、块石挡墙应采用20~25m,对素混凝土挡墙应采用10~15m。在地基性状和挡墙高度变化处应设沉降缝,缝宽应采用20~30mm,缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料,填塞深度不应小于150mm。在挡墙拐角处,应适当加强构造措施。
10.3.6 挡墙后面的填土,应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土作填料时,宜掺人适量的碎石。不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害的岩土体作为填料。
10.3.7 挡墙地基纵向坡度大于5%时,基底应做成台阶形。
10.4 施工
10.4.1 浆砌块石、条石挡墙的施工必须采用座浆法,所用砂浆宜采用机械拌合。块石、条石表面应清洗干净,砂浆填塞应饱满,严禁干砌。
10.4.2 块石、条石挡墙所用石材的上下面应尽可能平整,块石厚度不应小于200m,露面应用M7.5砂浆勾缝。应分层错缝砌筑,基底和墙趾台阶转折处不应有垂直通缝。
10.4.3 墙后填土必须分层夯实,选料及其密实度均应满足设计要求。
10.4.4 当填方挡墙墙后地面的横坡坡度大于1:6时,应在进行地面粗糙处理后再填土。
10.4.5 重力式挡墙在施工前要做好地面排水工作,保持基坑和边坡坡面干燥。
11 扶壁式挡墙
11.1 一般规定
11.1.1 扶壁式挡墙适用于土质填方边坡,其高度不宜超过10m。
11.1.2 扶壁式挡墙的基础应置于稳定的岩土层内,其埋置深度应符合10.3.4条的规定。
11.2 设计计算
11.2.1 扶壁式挡墙的计算除应符合10.2.2条的规定外,还应进行结构内力计算和配筋设计。
11.2,2 挡墙侧向土压力宜按第二破裂面法进行计算。当不能形成第二破裂面时,可用墙踵下缘与墙顶内缘的连线或通过墙踵的竖向面作为假想墙背计算,取其中不利状态的侧向压力作为设计控制值。
11.2.3 计算立板内力时,侧向压力分布可按图11.2.3或根据当地经验图形确定。
11.2.4 对扶壁式挡墙,根据其受力特点可按下列简化模型进行内力计算:
1 立板和墙踵板可根据边界约束条件按三边固定、一边自由的板或连续板进行计算;
2 墙趾底板可简化为固定在立板上的悬臂板进行计算;
3 扶壁可简化为悬臂的T形梁进行计算,其中立板为梁的翼,扶壁为梁的腹板。
11.2.5 计算挡墙整体稳定性和立板内力时,可不考虑挡墙前底板以上土体的影响;在计算墙趾板内力时,应计算底板以上填土的自重。
11.2.6 挡墙结构应进行?昆凝土裂缝宽度的验算。迎土面裂缝宽度不应大于0.2mm,背土面不应大于0.3mm,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。
11.3 构造设计
11.3.1 扶壁式挡墙的混凝土强度等级不应低于C20,受力钢筋直径不应小于12mm,间距不宜大于250mm。混凝土保护层厚度不应小于25mm。