GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上）

对于土质边坡，如果滑动面位置已经确定或锚固段区位于稳定地层中（例如基岩中），那么在进行锚杆或锚索加固设计时，锚固力便可以认为是不变的。

对于以上两种情况，锚杆（索）的设计流程为：

1)  根据潜在滑动面位置（对于锚固区已经确定而滑面位置尚未确定的情况，可以使用GEO5软件计算出天然条件下边坡的最危险滑动面位置），在「锚杆」设置界面中添加锚杆。添加窗口中的长度l指的是锚杆自由段的长度，在这里，锚杆自由段长度一定要穿过潜在滑动面。锚固力F为锚杆或锚索可以提供的锚固力大小，这里可以根据工程经验和实际工程条件输入一个初始设计锚固力。

图1 添加锚杆

2)  添加完锚杆以后，在「分析」界面中对边坡进行稳定性分析。在图形窗口中绘制滑动面位置，并将分析类型选择为“给定滑面”。如果安全系数不满足设计要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。

图2 情况1

图3 情况2

3)  计算得到合理的边坡稳定性安全系数以后，可以根据设计锚固力大小和建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013），计算出相应的锚固段长度。

锚杆（索）锚固体与岩土层间的长度计算公式为：

式中：K —锚杆锚固体抗拔安全系数；

　　　l_a —锚杆锚固段长度（m）；

　　　N_ak —锚杆轴向拉力标准值；

　　　f_rbk —岩土层与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）；

　　　D —锚杆锚固段钻孔直径（mm）。

《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）》还要求对锚杆（索）杆体与锚固砂浆间的锚固长度进行验算：

式中：l_a —锚筋与砂浆间的锚固长度（m）；

　　　d —锚筋直径（m）；

　　　n —杆体（钢筋、钢绞线）根数；

　　　f_b —锚筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）。

最后锚杆的总设计长度就等于自由段与锚固段长度之和。

图4 情况1计算结果

图5 情况2计算结果

那么，锚固力随滑面位置变化的锚杆/锚索又应该如何设计呢？点击这里查看。