由于復(fù)雜的地形地質(zhì)條件,邊坡始終是工程建設(shè)中一個(gè)重大工程地質(zhì)問(wèn)題,因此加強(qiáng)邊坡病害的防治設(shè)計(jì),將對(duì)工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義。作為設(shè)計(jì)師，邊坡防護(hù)加固設(shè)計(jì)是工作中的重要組成部分。逃避不了？那就深入的學(xué)習(xí)下……
邊坡災(zāi)害防治原則及措施
邊坡防治的實(shí)質(zhì)是邊坡變形破壞的防治，防治原則應(yīng)以防為主、及時(shí)治理，并應(yīng)根據(jù)工程措施的技術(shù)可行性和必要性、經(jīng)濟(jì)合理性、工程重要性及社會(huì)效應(yīng)等諸多方面制定具體的處治方案。
處治措施確定原則：
1) 處治措施的選擇必須建立在工程地質(zhì)勘察和邊坡破壞機(jī)制分析的基礎(chǔ)之上。
2) 處治措施應(yīng)針對(duì)引起滑坡的主導(dǎo)因素進(jìn)行制定，原則上應(yīng)一次根治，不留后患。
3) 對(duì)工程建設(shè)中隨時(shí)可能產(chǎn)生危害的邊坡，應(yīng)先采用立即生效的工程措施，然后再實(shí)施其它工程。
4) 對(duì)性質(zhì)復(fù)雜、規(guī)模巨大、短期內(nèi)不易查清或工程建設(shè)進(jìn)度不允許完全查清后再處治的滑坡或變形體，應(yīng)在保證工程建設(shè)安全的前提下，作出全面的處治規(guī)劃，采用分期治理的方法，使后期工程既可獲得必須的資料，又能爭(zhēng)取到一定的建設(shè)時(shí)間，保證整個(gè)工程的安全和效益。
5) 一般情況下，對(duì)邊坡處治(特別是滑坡和變形體的處治)的時(shí)間應(yīng)以旱季為宜，施工方法和程序應(yīng)以避免造成坡體產(chǎn)生新的變形破壞為原則。
降低下滑力、提高抗滑力：
1、向潛在滑體提供錨固力，提高抗滑力、降低下滑力。
2、坡趾是邊坡的重點(diǎn)薄弱環(huán)節(jié)之一，必要時(shí)可用“壓腳法”加固，此法適用于小規(guī)模的土質(zhì)邊坡。
3、在坡頂進(jìn)行挖方以降低坡高稱(chēng)為減載，挖緩坡面減小坡角稱(chēng)為削坡。
4、減小對(duì)巖土體的損傷以免 、 值降低，例如制定合理的爆破方案等，也可設(shè)法提高巖土體 c、φ值，例如采用注漿法加固巖土體等。
5、采取防排水措施使邊坡巖土體中的潛水位盡可能降低，既提高坡體的抗滑力又降低下滑力，是穩(wěn)定邊坡最為有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
防治措施：
坡體變形采用錨固、抗滑樁、排水等措施。
滑坡采用錨固、擋墻、抗滑樁、排水、減載壓重等措施。
落石崩塌采用支撐、防護(hù)網(wǎng)、錨固等措施。
風(fēng)化剝蝕采用坡面防護(hù)：砌石、噴射混凝土、植被防護(hù)等措施。
風(fēng)化剝蝕采用坡面防護(hù)：砌石、噴射混凝土、植被防護(hù)等措施。
邊坡坡面防護(hù)
邊坡坡面防護(hù)的種類(lèi)和方法多種多樣，但不論采用哪種方法，防護(hù)工程都應(yīng)遵循以下原則：因地制宜，結(jié)合邊坡的地形地貌、水文地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)際情況確定適宜的防護(hù)措施；就地取材，在選用防護(hù)材料時(shí)，盡量利用當(dāng)?shù)夭牧�，就地采集；�?jīng)濟(jì)適用，在力求節(jié)省工程費(fèi)用和其它開(kāi)支的同時(shí)要達(dá)到經(jīng)濟(jì)耐久以及養(yǎng)護(hù)工作量最小的要求；兼顧景觀，坡面防護(hù)的意義不僅局限于保護(hù)邊坡，還應(yīng)當(dāng)與環(huán)境相襯，合理美觀。
1、植被防護(hù)
植被防護(hù)的手段通常為植樹(shù)、種草或二者結(jié)合。在邊坡上種植植被能有效地減緩邊坡上的水流速度，避免日曬。植物的根系可固著邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡坡面的目的。
2、工程防護(hù)
對(duì)不適宜植物生長(zhǎng)的邊坡采用工程防護(hù)，包括灌漿及勾縫、抹面、噴漿及噴射混凝土、噴錨網(wǎng)、干砌片石、漿砌片石、擋土墻以及土工合成材料防護(hù)等。
用于適宜草類(lèi)生長(zhǎng)的土質(zhì)路塹和路堤的邊坡，且邊坡的高度不高，坡度不大(坡度不宜陡于1:1)。當(dāng)邊坡土層不宜種草時(shí)，可在坡面上先鋪一層厚為5~10cm的種植土，使其與坡面結(jié)合牢固。若邊坡坡度陡于1:2，在鋪種植土前將邊坡挖成臺(tái)階形。
草種的選用要結(jié)合邊坡的土壤環(huán)境和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，選擇容易生長(zhǎng)、根部發(fā)達(dá)、莖干低矮、枝葉茂盛、生長(zhǎng)能力強(qiáng)的多年生草種，常采用的草種包括：白茅草，根深而粗壯；毛鴨嘴及魚(yú)肩草，根深，固結(jié)邊坡能力強(qiáng)；兩耳草、果園草及雀稗，莖葉茂密，富于覆蓋；鼠尾草，繁殖快；無(wú)芒雀麥，根系固土范圍直徑可達(dá)半米，-30°C下能安全越冬。
草籽播種可根據(jù)情況進(jìn)行撒播或溝(行)播。撒播是最簡(jiǎn)單易行的方法，此法常用于比較松軟的土質(zhì)邊坡；溝(行)播一般在比較堅(jiān)硬的土質(zhì)邊坡上采用。
植樹(shù)適宜于各種土質(zhì)邊坡和風(fēng)化極嚴(yán)重的巖質(zhì)邊坡，坡度一般應(yīng)緩于1:1.5。樹(shù)種應(yīng)選擇根系發(fā)達(dá)，枝葉茂盛，能迅速生長(zhǎng)、分蘗的低矮樹(shù)種，如紫穗、怪柳、枸杞、沙棘等。沖刷防護(hù)宜用楊柳或不怕水淹的灌木類(lèi)，高速公路的土質(zhì)邊坡和路肩不得種植喬木。植樹(shù)時(shí)樹(shù)坑深一般為25cm，直徑20cm，株距30-60cm，行距80~150cm，應(yīng)視樹(shù)種不同而定。
噴漿及噴射混凝土防護(hù)主要適用于易風(fēng)化的軟巖及裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整、破碎較嚴(yán)重的巖質(zhì)挖方邊坡，既可防止坡面進(jìn)一步風(fēng)化，又可促使裂隙間破碎巖石得到砂漿充填而加固。對(duì)于堅(jiān)硬易風(fēng)化但風(fēng)化不嚴(yán)重的邊坡，噴漿防護(hù)可在坡面形成保護(hù)層以防止進(jìn)一步風(fēng)化。但此法不宜用于成巖作用差的黏土巖邊坡，也不可直接用于涌水地段，在泄水后保證坡面無(wú)水回流方可使用。
材料及配比：
水泥：采用不低于32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥。
石灰：采用新出窯燒透的塊灰，欠火或過(guò)火者不宜采用，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。
砂子：重力噴漿應(yīng)使用純凈的細(xì)砂，粒徑為0.1~0.25mm。機(jī)械噴漿或噴混凝土應(yīng)使用純凈的中粗砂，粒徑為0.25~0.5mm，含水率以4％~6％為宜。
混凝土粗骨料：應(yīng)使用純凈的卵石或碎石，最大粒徑不大于25mm。大于15mm的顆粒控制在20％以下，針、片狀顆粒不超過(guò)15％。
速凝劑：可直接摻入水泥砂漿和混凝土中，配制成聚合物砂漿和聚合物混凝土，能極大地增加接觸面的黏聚力和抗拉、抗折強(qiáng)度，提高抗?jié)B性，并兼有界面處理和促凝等作用。
施工前對(duì)坡面的裂縫、凹坑應(yīng)先勾縫、填補(bǔ)，以使坡面平順整齊，巖體坡面浮土雜質(zhì)、碎塊等要用水沖洗干凈，并保持濕潤(rùn)。選擇適宜的噴射機(jī)械和相應(yīng)的配套設(shè)備，作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行試噴，以確定合適的水灰比。噴射作業(yè)應(yīng)自下而上進(jìn)行，噴嘴應(yīng)垂直于坡面，并與坡面保持1.0m左右的距離。當(dāng)噴射混凝土厚度大于150px時(shí)，應(yīng)分兩次噴射，保證厚度均勻，并按有關(guān)規(guī)定預(yù)留試件。噴層周邊與未防護(hù)坡面的銜接處做好封閉處理，防止雨水侵入。輸料管長(zhǎng)以20~30m為宜，噴射工作壓力一般為150~170kPa。
噴嘴供水壓力要比工作壓力大50~100kPa，保持水與干拌和料均勻混合。噴射體初凝后，應(yīng)立即灑水養(yǎng)護(hù)，并持續(xù)7~10d�？稍趪娚鋵又屑釉O(shè)1層鋼筋網(wǎng)或高強(qiáng)聚合物土工格柵，以減小干縮裂縫對(duì)強(qiáng)度的影響，使坡面防護(hù)強(qiáng)度高于單純噴漿或混凝土。
漿砌片石防護(hù)：適用于坡度緩于1：1的各種巖質(zhì)和土質(zhì)邊坡，坡面因風(fēng)化剝落、地表水沖刷、易發(fā)生流泥沖溝及表層溜坍等災(zāi)害時(shí)可采用漿砌片石護(hù)坡，石材豐富地區(qū)最為合適。
漿砌片石護(hù)坡所用的水泥砂漿強(qiáng)度一般為M5，受流水沖刷或位于寒冷地區(qū)應(yīng)提高為M7.5或M10。石料應(yīng)采用不易風(fēng)化的堅(jiān)硬巖石或大塊卵石，厚為0.25~0.5m。護(hù)坡地面設(shè)0.1~0.15m的碎石或砂礫組成的墊層，在一定條件下，也可采用與墊層等效的土工織物代替。
漿砌片石護(hù)坡視巖土情況設(shè)置砌石基礎(chǔ)，其埋深至少為護(hù)坡厚度的1.5倍，在冰凍地區(qū)應(yīng)設(shè)置在冰凍線以下，砌石護(hù)坡應(yīng)每隔10~15m設(shè)置寬2cm的伸縮縫 (或沉降縫)，用瀝青麻筋或竹筋填塞。
噴錨網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)：
當(dāng)坡面巖體已嚴(yán)重風(fēng)化或巖體受切割破碎嚴(yán)重，噴漿或噴射混凝土防護(hù)強(qiáng)度不足時(shí)，為加強(qiáng)防護(hù)效果，應(yīng)采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)。噴射混凝土與鋼筋網(wǎng)封閉坡面，錨桿既可加固坡面一定深度內(nèi)巖體，也可承受少量松散體產(chǎn)生的側(cè)壓力�？捎�1:3水泥砂漿固定錨桿，當(dāng)要求錨桿立即起防護(hù)作用時(shí)，可采用早強(qiáng)錨固卷，施工簡(jiǎn)單，快速可靠。預(yù)制鐵絲網(wǎng)直徑一般采用2mm，綁扎鐵絲直徑0.5mm，鐵絲網(wǎng)框條一般采用直徑6.5mm的圓筋，錨桿可用16~20mm的螺紋鋼筋。
鐵絲網(wǎng)框條采用直徑6.5mm的鋼筋時(shí)，應(yīng)先拉直再加工焊接成框。噴漿及噴射混凝土厚度要均勻，勿使錨網(wǎng)外露。
落石防護(hù)-主被動(dòng)
柔性防護(hù)系統(tǒng)
以柔性網(wǎng)為主要特征承力構(gòu)件，通過(guò)加固(如主動(dòng)系統(tǒng))、攔擋(如被動(dòng)系統(tǒng))和引導(dǎo)(如維護(hù)系統(tǒng))等基本形式來(lái)防治落石、淺表層滑動(dòng)或泥石流等坡面地質(zhì)災(zāi)害。
主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)
可實(shí)現(xiàn)坡面孤危石及淺表層巖土體的加固，避免落石或局部崩塌的發(fā)生，抑制淺表層巖土體的變形移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，阻止或緩解各種自然營(yíng)力對(duì)坡面的侵蝕作用。根據(jù)錨桿和柔性網(wǎng)網(wǎng)片的布置方式，可分為矩陣式錨固的網(wǎng)片單元式布置系統(tǒng)和梅花形錨固的網(wǎng)片連續(xù)布置系統(tǒng)。
被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)
按構(gòu)成形式和防護(hù)能級(jí)劃分，常用攔石網(wǎng)型號(hào)有數(shù)十種，但從基本結(jié)構(gòu)和功能特征上看，除下部基礎(chǔ)外，其上部結(jié)構(gòu)都是由鋼柱、連接構(gòu)件和柔性網(wǎng)構(gòu)成的柵欄式落石攔擋結(jié)構(gòu)
基本構(gòu)成：
鋼柱：鋼柱是被動(dòng)系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，其主要作用是保證系統(tǒng)及其柔性網(wǎng)的直立，并展開(kāi)和支承支撐繩、拉錨繩等連接構(gòu)件。
連接構(gòu)件：連接構(gòu)件包括拉錨繩、拉錨錨桿和支撐繩這三類(lèi)具有特定結(jié)構(gòu)性能的構(gòu)件，及其它起連接作用的構(gòu)件，如緩沖繩、緩沖卡環(huán)等專(zhuān)用連接件和繩夾、卸扣、螺栓等輔助連接件。
柔性網(wǎng)：柔性網(wǎng)是被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分，是整個(gè)系統(tǒng)中唯一的面狀攔擋結(jié)構(gòu)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)落石的直接攔截。
消能件：消能件的功能是其受到落石沖擊的荷載較高時(shí)，通過(guò)自身變形或位移的方式來(lái)吸收或消散能量，同時(shí)限制整個(gè)系統(tǒng)中的荷載峰值。
邊坡支擋
巖土壓力的主要荷載一般包括巖土體自身重量引起的側(cè)向壓力、水壓力以及影響區(qū)范圍內(nèi)的構(gòu)筑物荷載、施工荷載、交通荷載等。
若剛性的擋土墻保持原來(lái)的位置靜止不動(dòng)，則作用在擋土墻上的土壓力稱(chēng)為靜止土壓力，按下式計(jì)算：
靜止土壓力系數(shù)宜由試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)條件時(shí)，可按下式估算：
若擋土墻在墻后填土壓力作用下，背離填土方向移動(dòng)，此時(shí)作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸減小，當(dāng)墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)，并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面而使土體下滑時(shí)，土壓力減到最小值，稱(chēng)為主動(dòng)土壓力，按下式計(jì)算：
主動(dòng)土壓力系數(shù)：
若擋土墻在外力作用下，向填土方向移動(dòng)，這時(shí)作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸增大，直到土體達(dá)極限平衡狀態(tài)并出現(xiàn)連續(xù)滑動(dòng)面，墻后土體將向上擠出隆起，此時(shí)土壓力增至最大值，稱(chēng)為被動(dòng)土壓力，按下式計(jì)算：
巖體壓力：
3、側(cè)向巖體壓力和破裂角計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1) 當(dāng)巖質(zhì)邊坡無(wú)外傾結(jié)構(gòu)面時(shí)，以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法計(jì)算側(cè)向巖體壓力，破裂角按式 (45°+φ/2)確定，I類(lèi)巖質(zhì)邊坡取75o左右。
2) 當(dāng)有外傾硬性結(jié)構(gòu)面時(shí)，將計(jì)算巖體壓力和以巖體等效內(nèi)摩擦角按側(cè)向土壓力方法計(jì)算的結(jié)果對(duì)比，取較大值；除I類(lèi)邊坡巖體外，破裂角取外傾結(jié)構(gòu)面傾角和 兩者中的較小值。
3) 當(dāng)邊坡沿外傾軟弱結(jié)構(gòu)面破壞時(shí)，破裂角取該外傾結(jié)構(gòu)面的視傾角和(45°+φ/2)兩者中的較小值。
擋土墻類(lèi)型的劃分方法較多，通常以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)為主，主要有：重力式擋土墻(包括衡重式擋土墻)、薄壁式擋土墻(包括懸臂式和扶壁式擋土墻)、加筋式擋土墻、錨桿式和錨定板式擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式擋土墻、土釘式及樁板式擋土墻等。
重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)形式可分為仰斜式、垂直式、俯斜式、凸形折線式和衡重式。
地基承載力及墻身強(qiáng)度驗(yàn)算：必要時(shí)應(yīng)參照基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和混凝土設(shè)計(jì)原理進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算及墻身強(qiáng)度驗(yàn)算。進(jìn)行地基承載力驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)先求出作用在基底的總豎向力，并通過(guò)力矩平衡求出合力作用點(diǎn)，進(jìn)而求得基底合力偏心距，再根據(jù)不同偏心情況下的基底應(yīng)力計(jì)算公式分別求得最大值和平均值，驗(yàn)算二者分別滿(mǎn)足地基承載力驗(yàn)算公式即可。驗(yàn)算墻身強(qiáng)度時(shí)，則應(yīng)取1~2個(gè)控制截面，分別進(jìn)行其在自重及巖土壓力同時(shí)作用下的正截面偏心壓縮承載力驗(yàn)算、彎曲承載力驗(yàn)算及斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，具體計(jì)算方法可參照相關(guān)規(guī)范。
薄壁式擋土墻高度在6m以下時(shí)一般選用懸臂式擋土墻，大于6m時(shí)選用扶壁式擋土墻。
設(shè)計(jì)原則 ： 計(jì)算擋土墻整體穩(wěn)定性和立板內(nèi)力時(shí)，可不考慮擋土墻墻前底板以上土體的影響；在計(jì)算墻趾板內(nèi)力時(shí)，應(yīng)計(jì)算底板以上填土的自重。計(jì)算擋土墻實(shí)際墻背和墻踵板的土壓力時(shí)，可不計(jì)填料與板間的摩擦力。
懸臂式擋土墻由立壁(墻面板)和墻底板(包括墻趾板和墻踵板)組成，呈倒“T”字型，具有三個(gè)懸臂，即立壁、墻趾板和墻踵板。
懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻的側(cè)向主動(dòng)土壓力宜按第二破裂面法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)不能形成第二破裂面時(shí)，可用墻踵下緣與墻頂內(nèi)緣的連線或通過(guò)墻踵的豎向面作為假想墻背計(jì)算，取其中較不利狀態(tài)的側(cè)向壓力作為設(shè)計(jì)控制值。
懸臂式擋墻的立板、墻趾板和墻踵板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件可取單位寬度按懸挑構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。
扶壁式擋土墻由墻面板(立壁)、墻趾板、墻踵板及扶肋(扶壁)組成，實(shí)際上它是在懸臂式擋土墻的基礎(chǔ)上，沿墻方向每隔一定距離加設(shè)扶肋而成。
對(duì)扶壁式擋土墻，根據(jù)其受力特點(diǎn)可按下列簡(jiǎn)化模型進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算：① 立板和墻踵板可根據(jù)邊界約束條件按三邊固定、一邊自由的板或以扶壁為支點(diǎn)的連續(xù)板進(jìn)行計(jì)算；② 墻趾底板可簡(jiǎn)化為固定在立板上的懸臂板進(jìn)行計(jì)算；③ 扶壁可簡(jiǎn)化為T(mén)形懸臂梁進(jìn)行計(jì)算，其中立板為梁的翼緣，扶壁為梁的腹板。
加筋土擋土墻分為有面板加筋土擋土墻和無(wú)面板加筋土擋土墻。有面板加筋土擋土墻在工程中應(yīng)用較為廣泛，即在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件，提高土體的工程特性，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。無(wú)面板加筋土擋土墻通過(guò)反包式土工格柵的加筋錨固作用，約束土體的側(cè)向變形，保證土體的穩(wěn)定。
1、抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算：加筋土擋土墻的滑動(dòng)一般有兩種可能，一種是水平推力克服了加筋體“基底”與地基之間的摩擦力而沿底面滑動(dòng)，另一種是修筑在邊坡上的加筋土擋土墻可能自身與滑體一起產(chǎn)生滑動(dòng)。
2、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：
（抗傾覆安全系數(shù)一般不小于1.4，地震工況時(shí)不小于1.3）
邊坡錨固
拉力型錨桿指受力時(shí)錨固段注漿體處于受拉狀態(tài)的錨桿，其主要特點(diǎn)是錨桿受力時(shí)錨固段漿體受拉并通過(guò)漿體將拉力傳遞至周?chē)貙�，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，目前使用范圍最廣。
壓力型錨桿指受力時(shí)錨固段注漿體處于受壓狀態(tài)的錨桿，其主要特點(diǎn)是利用承載體使錨桿受力時(shí)錨固段漿體受壓，并通過(guò)漿體將拉力傳遞至周?chē)貙�，防腐性能較好，但由于注漿體承壓面積受到鉆孔直徑的限制，故不能得到高承載力的錨桿。
荷載分散型錨桿也稱(chēng)單孔復(fù)合錨桿，指在一個(gè)鉆孔中，由若干拉力型或壓力型單元錨桿組合而成的復(fù)合錨固體系，其能將錨固力分散作用于錨桿總錨固段的不同部位(即各單元錨桿的錨固段)上。
主要包括拉力分散型錨桿和壓力分散型錨桿兩種，其工作時(shí)能充分利用地層固有強(qiáng)度，其承載力隨錨固段長(zhǎng)度增加成比例提高。拉力分散型錨桿適用于錨桿承載力要求較高的軟巖或土體工程，壓力分散型錨桿適用于錨桿承載力要求較高或防腐等級(jí)要求較高的軟巖或土體工程。
錨固設(shè)計(jì)計(jì)算:
以預(yù)應(yīng)力錨桿為例，錨固工程設(shè)計(jì)主要包括錨固力(斜坡、擋墻、錨拉樁等)計(jì)算、錨桿布置及安設(shè)角度確定、錨桿桿體材料選擇及確定、錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、錨頭及防腐設(shè)計(jì)、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等內(nèi)容。
邊坡錨固力計(jì)算:邊坡錨固力計(jì)算過(guò)程中，首先需按照規(guī)范確定邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)，其次針對(duì)不同的破壞形式，計(jì)算單位長(zhǎng)度邊坡所需的錨固力。邊坡錨固力計(jì)算可采用極限平衡法，但對(duì)于重要或復(fù)雜邊坡的錨固設(shè)計(jì)，宜同時(shí)采用極限平衡法與數(shù)值分析法。對(duì)可能產(chǎn)生圓弧滑動(dòng)的錨固邊坡，宜采用簡(jiǎn)化畢肖普法、摩根斯坦-普賴(lài)斯法或簡(jiǎn)布法計(jì)算，也可采用瑞典法計(jì)算；
對(duì)可能產(chǎn)生直線滑動(dòng)的錨固邊坡，宜采用平面滑動(dòng)面解析法計(jì)算； 對(duì)可能產(chǎn)生折線滑動(dòng)的錨固邊坡，宜采用傳遞系數(shù)隱式解法、摩根斯坦-普賴(lài)斯法或薩瑪法計(jì)算；對(duì)巖體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的錨固邊坡，可配合采用赤平極射投影法進(jìn)行分析。
單平面破壞模式：
雙平面破壞模式：
圓弧型破壞模式常發(fā)生于土質(zhì)及碎裂巖質(zhì)邊坡中。
根據(jù)工程實(shí)際需求，同時(shí)結(jié)合工程類(lèi)比法，可初步選定錨桿排數(shù)和錨桿間距，單根錨桿拉力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)邊坡錨固力、錨桿排數(shù)及間距確定，即：
預(yù)應(yīng)力錨桿拉力設(shè)計(jì)值(設(shè)計(jì)錨固力，或設(shè)計(jì)軸向拉力)與錨桿拉力標(biāo)準(zhǔn)值之間存在下列關(guān)系：
錨桿類(lèi)型應(yīng)根據(jù)工程要求、錨固地層性質(zhì)、錨桿極限受拉承載力、不同類(lèi)型錨桿的工作特征、現(xiàn)場(chǎng)條件、施工方法等綜合因素選取。此外，預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)的承載能力極限狀態(tài)還應(yīng)符合下列要求：
錨桿選型:
6) 錨桿布設(shè)
錨桿布設(shè)原則上應(yīng)根據(jù)實(shí)際地層情況以及錨桿與其它支擋結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用的具體情況確定，必須充分了解邊坡的地質(zhì)狀況，確定邊坡變形破壞的模式后，才能決定錨桿布設(shè)位置。錨桿布設(shè)的總體原則是對(duì)邊坡滑體產(chǎn)生最佳的抗滑效果，一般應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：
(1) 錨桿間距和長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)錨固工程周?chē)貙拥恼w穩(wěn)定性確定。
(2) 錨桿間距除必須滿(mǎn)足錨桿的受力要求外，還應(yīng)大于1.5m，以避免因群錨效應(yīng)而降低錨固力。當(dāng)所采用的間距小于1.5m時(shí)，應(yīng)將相鄰錨桿的傾角調(diào)整至相差3°以上。
巖土錨桿通常是以群體的形式出現(xiàn)的，若錨桿布置較密集，地層中受力區(qū)的重疊會(huì)引起應(yīng)力疊加和錨桿位移，從而使錨桿極限抗拔力不能有效發(fā)揮，即群錨效應(yīng)。錨桿極限抗拔力會(huì)因群錨效應(yīng)而減小，群錨效應(yīng)與錨桿間距、直徑、長(zhǎng)度及地層形狀等因素有關(guān)。
(3) 錨桿與相鄰基礎(chǔ)或地下設(shè)施間的距離應(yīng)大于3.0m。
(4) 錨桿錨固段應(yīng)在潛在滑面以外的穩(wěn)定巖土體內(nèi)，且上覆土層厚度不宜小于4.5m，避免坡頂反復(fù)荷載的影響，同時(shí)不會(huì)因較高注漿壓力而使上覆土層隆起。
(5) 根據(jù)錨桿的作用原理，對(duì)于不同類(lèi)型工程，錨桿傾角是不同的，確定錨桿傾角應(yīng)有利于滿(mǎn)足工程抗滑、抗塌、抗傾或抗浮的要求。但就控制注漿質(zhì)量而言，若錨桿傾角過(guò)小時(shí)，注漿料因泌水和硬化而產(chǎn)生的殘余漿渣會(huì)影響錨桿的承載力，故錨桿傾角宜避免與水平面成-10°~+10°的范圍，10°范圍內(nèi)錨桿的注漿應(yīng)采取保證漿液灌注密實(shí)的措施。
(6) 為使鋼絞線間有適宜的間距，保證鋼絞線被足夠的水泥漿所包裹，以滿(mǎn)足鋼絞線與注漿體間黏結(jié)強(qiáng)度的要求，錨桿鉆孔直徑應(yīng)滿(mǎn)足錨桿抗拔承載力和防腐保護(hù)要求，壓力型或壓力分散型錨桿的鉆孔直徑尚應(yīng)滿(mǎn)足承載體尺寸的要求。
(7) 預(yù)應(yīng)力錨桿的布置間距應(yīng)根據(jù)邊坡地層性態(tài)、所需提供的總錨固力及單錨承載力設(shè)計(jì)值確定。一般條件下，I、II、III類(lèi)巖體邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿間距宜為3.0~6.0m，IV類(lèi)巖體及土質(zhì)邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿間距宜為2.5~4.0m。
(8) 錨桿的布設(shè)角度，對(duì)基坑或近于直立的邊坡而言，需考慮鄰近狀況、錨固地層位置及施工方法。一般錨桿的傾角不小于13°，也不應(yīng)大于45°。傾角愈大，抵抗滑體滑動(dòng)的能力將相應(yīng)地減弱，故錨桿布設(shè)角以15~35°為宜。
對(duì)傾倒破壞的邊坡，預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)布設(shè)角度宜與巖體層理面垂直。對(duì)滑動(dòng)破壞的邊坡，預(yù)應(yīng)力錨桿的布設(shè)角度應(yīng)發(fā)揮錨桿的抗滑作用，在施工可行條件下，錨桿傾角宜按下式計(jì)算：
錨固段長(zhǎng)度可根據(jù)計(jì)算和工程類(lèi)比法確定，對(duì)于I、II級(jí)邊坡應(yīng)同時(shí)采用現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)驗(yàn)證。錨桿或單元錨桿的錨固段長(zhǎng)度可由下列確定，并取兩者間的較大值：
一般而言，拉力型與壓力型錨桿的錨固段長(zhǎng)度宜為3~8m(巖石)和6~12m(土層)。在軟巖或土層中，當(dāng)拉力或壓力型錨桿的錨固段長(zhǎng)超過(guò)8m(軟巖)和12m(土層)仍無(wú)法滿(mǎn)足極限抗拔承載力要求或需要更高的錨桿極限抗拔承載力時(shí)，宜采用壓力分散型或拉力分散型錨桿。壓力分散型與拉力分散型錨桿的單元錨桿錨固段長(zhǎng)度宜為2~3m(軟巖)和3~6m(土層)。
錨桿自由段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)錨桿與滑面、邊坡坡面的交點(diǎn)間距確定。若錨桿自由段長(zhǎng)度過(guò)短，對(duì)錨桿施加初始預(yù)應(yīng)力后，錨桿的彈性位移較小，一旦錨頭出現(xiàn)松動(dòng)等情況，可能會(huì)造成較大的預(yù)應(yīng)力損失，因此錨桿自由段長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于5.0m。此外，自由段應(yīng)穿過(guò)潛在滑面至少1.5m，并將錨固段布設(shè)于合適的地層內(nèi)，以保證錨固系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
抗滑樁
1) 計(jì)算基本假定
① 在沿滑動(dòng)主軸方向的地質(zhì)縱斷面圖上，按滑面的產(chǎn)狀和巖土性質(zhì)劃分為若干鉛直條塊，由后向前計(jì)算各條塊分界面上的剩余下滑力即是該部位的滑坡推力；
② 每段滑體的下滑力方向與其所在條塊的滑面平行；
③ 橫向按單位寬度計(jì)算，不考慮兩側(cè)的摩擦阻力；
④ 視滑體為連續(xù)而無(wú)壓縮的介質(zhì)，由后向前傳遞下滑力并作整體滑動(dòng)，不考慮滑體內(nèi)部的局部應(yīng)力作用。
滑坡推力
2) 滑體上的作用力
第i 個(gè)條塊滑體上的作用力可分為基本力系和特殊力系兩類(lèi)。
基本力系包括滑體自重Wi、上一條塊傳遞來(lái)的剩余下滑力Ei-1、下一條塊產(chǎn)生的支撐力Ei、滑床反力Ni、滑面的抗滑力Ti；
特殊作用力系只有在可能出現(xiàn)的情況下，才列入計(jì)算，其主要包括作用在條塊上的外部荷載Pi、動(dòng)水壓力Di (滑體飽水或其下部飽水且與滑帶水相連通時(shí)考慮)、滑床上產(chǎn)生的浮托力Si、滑頭水系有壓力水頭時(shí)的浮托力Si’ 及地震力Esi等。
3) 各作用力的計(jì)算
4) 通過(guò)加大下滑力計(jì)算
② 剩余下滑力Ei：
5) 通過(guò)折減抗滑力計(jì)算(推薦)
計(jì)算滑坡推力時(shí)，首先根據(jù)試驗(yàn)資料、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合分析，擬定各條塊滑面的ci、φi值，或整個(gè)滑面的平均c、φ值，令F=1，依次計(jì)算各條塊的剩余下滑力，并要求滑坡前緣出口的剩余下滑力等于或趨近于零。若不為零，則需調(diào)整c、φ值，重復(fù)計(jì)算，直至等于或趨近于零為止，即反算求得c、φ值，如曲線a，進(jìn)而綜合確定滑面(帶)的強(qiáng)度指標(biāo)。
其次，根據(jù)工程要求，選定安全系數(shù)F，再重新計(jì)算各條塊的剩余下滑力，即為設(shè)計(jì)下滑力，如曲線b�；虑熬壋隹谔幍淖罱K不平衡下滑力 ，其為抗滑樁設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。最后，根據(jù)選定的樁位、樁間距，計(jì)算作用在每根樁上的滑坡推力。
滑坡推力分布及其作用點(diǎn)位置，與滑坡類(lèi)型、部位、地層性質(zhì)、變形狀況及地基系數(shù)等因素有關(guān)。當(dāng)滑體沿?cái)嗝娓叨染鶆蛳蛳伦冃巍⒌鼗禂?shù)為常數(shù)時(shí)，推力呈矩形分布；當(dāng)?shù)鼗禂?shù)沿?cái)嗝娓叨瘸示�性變化時(shí)，則推力呈三角形分布；當(dāng)?shù)鼗禂?shù)在頂部呈線性變化、底部為常數(shù)時(shí)，則推力呈梯形分布。
設(shè)置抗滑樁后，當(dāng)抗滑樁受到滑坡推力作用產(chǎn)生變形時(shí)，一部分滑坡推力傳遞到樁前滑體(滑面以上)，另一部分通過(guò)樁體傳遞到錨固段地層(滑面以下)�？够瑯吨�?chē)鷰r土體對(duì)抗滑樁的抗力作用稱(chēng)為樁周巖土抗力，其中滑面以上的稱(chēng)為樁前滑體抗力，或受荷段地層抗力；滑面以下的為錨固段地層抗力。
① 地基系數(shù)為常數(shù)(即“K”法)的假定，適用于較完整巖層和硬黏土；
② 地基系數(shù)與深度成正比例增加(即“m”法)的假定，適用于硬塑至半堅(jiān)硬的砂黏土、碎石類(lèi)土或風(fēng)化破碎的巖層。
在彈性限度內(nèi)，與變位成正比的樁周巖土抗力稱(chēng)為彈性抗力，根據(jù)彈性理論，由地基系數(shù)計(jì)算樁周巖土作用于樁身的彈性抗力值及其分布。假定地層為彈性介質(zhì)，樁為彈性構(gòu)件，作用于樁側(cè)任一點(diǎn)y處的彈性抗力：
樁前滑體抗力可由極限平衡時(shí)滑坡推力曲線、樁前被動(dòng)巖土壓力或樁前滑體的彈性抗力(樁前剩余抗滑力)確定，設(shè)計(jì)時(shí)選用較小值。
① 根據(jù)滑坡推力曲線確定樁前滑體抗力時(shí)，假定滑坡處于極限平衡狀態(tài)，滑面以上的c、φ值根據(jù)反算法確定時(shí)，抗滑樁需要承受的推力(樁上設(shè)計(jì)荷載)為T(mén)=E-P 。
② 以樁前被動(dòng)土壓力作為樁前滑體抗力時(shí)，可按朗肯被動(dòng)土壓力公式計(jì)算。
③ 采用地基系數(shù)法時(shí)，將滑面以上樁身所受的滑坡推力作為已知設(shè)計(jì)荷載，然后根據(jù)滑面上下地層的地基系數(shù)，把整根樁視為彈性地基梁進(jìn)行計(jì)算，不考慮滑面存在的影響。
應(yīng)特別注意，若樁前滑體將被挖掉或可能滑動(dòng)，則不存在樁前滑體抗力，此時(shí)應(yīng)將滑坡推力直接作為樁上設(shè)計(jì)荷載。樁前滑體抗力的分布圖形基本呈拋物線，抗力的最大值出現(xiàn)在滑體中部，靠近滑面的應(yīng)力較小。當(dāng)滑體為黏性土?xí)r，由于黏聚力影響，頂端抗力較滑體為松散介質(zhì)時(shí)大，合力重心也較高。在工程設(shè)計(jì)中，樁前滑體抗力一般采用與滑坡推力相同的應(yīng)力分布形式，也可采用拋物線分布形式。當(dāng)采用拋物線分布時(shí)，可將抗力圖形簡(jiǎn)化為一個(gè)三角形和一個(gè)倒梯形。
錨固段地層抗力分兩種情況：①抗滑樁錨固在完整巖層中，此時(shí)把滑面以下的地層當(dāng)作半無(wú)限的空間彈性體，抗滑樁處理為插入其中的一根桿件較為合適，因按空間彈性體計(jì)算較為復(fù)雜，故一般采用彈性力學(xué)中簡(jiǎn)便的鏈桿法計(jì)算，滑面處的抗力圖形有明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象；②抗滑樁錨固在破碎巖層或堆積層中，此時(shí)可將地層視為彈性介質(zhì)，采用地基系數(shù)法較為合適，而滑面處抗力較小。
抗滑樁橫截面形狀對(duì)樁的抗滑作用有較大影響。當(dāng)滑體滑動(dòng)方向明確時(shí)，可采用矩形截面，其長(zhǎng)邊宜與滑動(dòng)方向一致；當(dāng)滑體滑動(dòng)方向難以準(zhǔn)確確定時(shí)，宜采用圓形截面。抗滑樁的截面尺寸應(yīng)根據(jù)單樁承受的滑坡推力大小、錨固段地層橫向容許承載力和樁間距等因素確定，且樁最小邊寬度不宜小于1.25m。初步選定時(shí)，矩形截面的短邊邊長(zhǎng)可為1.5~3m，長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)不宜小于短邊的1.5倍；圓形截面的直徑可為1.5~5m。
樁的錨固深度與穩(wěn)定地層的強(qiáng)度、滑坡推力、樁體剛度、截面和間距、是否及如何考慮樁前滑體抗力等因素有關(guān)。錨固不宜過(guò)深，通常采用縮小樁距或調(diào)整樁體截面尺寸等方法，以減小錨固深度。抗滑樁錨固段應(yīng)錨固于潛在滑面以下的穩(wěn)定地層內(nèi)，且不應(yīng)產(chǎn)生新的深層滑動(dòng)。初步選定時(shí)，錨固深度可為樁長(zhǎng)的1/4~1/3，最終應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。
樁底支承條件：
① 自由支承：在滑面以下樁的OB段，地層為土體、松軟破碎巖體；
② 鉸支承：當(dāng)樁底巖層完整時(shí)，并較OB段地層堅(jiān)硬，但樁嵌入此層不深；
③ 固定支承：當(dāng)樁底巖層完整且極堅(jiān)硬，樁嵌入該層較深。(不推薦)
剛性樁與彈性樁：
當(dāng)βh2≤1.0或αh2≤2.5時(shí)，抗滑樁屬剛性樁，否則屬?gòu)椥詷�。錨固段地基系數(shù)為梯形分布時(shí)，可將樁分成若干小段，每小段內(nèi)采用常數(shù)分布近似計(jì)算。
抗滑樁樁身按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，當(dāng)無(wú)特殊要求時(shí)可不做變形、抗裂及撓度等驗(yàn)算。樁身混凝土的強(qiáng)度等級(jí)宜為C30，樁身中的主筋宜采用HRB 400鋼，箍筋可采用HRB 335鋼或HRB 400鋼。
國(guó)外通常采用線彈性地基系數(shù)法計(jì)算抗滑樁內(nèi)力，將滑面以上按懸臂樁考慮，并采用一般靜力學(xué)方法求解其內(nèi)力，而滑面以下采用有限差分法求解其內(nèi)力。國(guó)內(nèi)大多采用懸臂樁法和地基系數(shù)法。
受荷段樁身內(nèi)力：
錨固段樁身內(nèi)力：
錨拉樁：
與普通抗滑樁相比，錨拉樁具有下列優(yōu)點(diǎn)：①改變普通抗滑樁的受力狀態(tài)，減小樁身彎矩和剪力，從而減小樁身截面面積及埋深，節(jié)省材料并降低造價(jià)；②錨索可控制樁頂位移量，由普通樁被動(dòng)受力變?yōu)橹鲃?dòng)施力，使其成為主動(dòng)抗滑結(jié)構(gòu)，可有效減小滑體位移量，利于保證滑帶(潛在滑帶)的強(qiáng)度；③能較快控制滑坡。
