公务员住宅小区A-3#住宅楼
基坑边坡喷锚支护工程
锚杆设计方案
1. 工程概况及地质情况：
公务员小区A-3#住宅楼工程，主楼地上32层，地下一层。所需支护的工程基坑边坡为人防工程部分，基坑深7.3m ，单面边坡50.0m ，双面50.0×2=100m。
基坑地质状况：上部2.5m 范围为黄土状粉土，下部4.8m 范围内为稍密状和密实状卵石层。
2. 边坡土压力分析：
2.1根据（洛阳市洛南公务员小区A 区岩土工程勘查报告）提供如下物理力学参数:
第2层黄土状粉土
土重度r —18.7KN/m3
粘聚力C —20Kpa
内摩擦角α—23.0
基坑深—7.3m
边坡长—50.0m
2.2根据土的性质：
计算横式按简图一（附图一）进行边坡受力计算：
A-B-C 为潜在破裂面至边坡为加固体，也是锚杆自由段，破裂面以右为有效锚固体，可提供锚固力的稳定体，根据有关参数作图（附图二）：
计算破裂面θ
θ＝900-（450 +α/2）=33.50
b ＝H/3=7.3÷3=2.433m
h1＝b/tgθ＝2.433÷0.662＝3.675m
h2＝7.3-3.675＝3.625m
从上图可直接计算边坡每米段土压力值
P={bh2+(bh1/2)}r={2.433×3.625+(2.433×3.675) ÷2}×18.7=248.51KN
3. 锚杆设计
根据土力学平衡理论，在基坑开挖中对开挖面要及时进行支护，使边坡达到新的平衡，才可避免失稳。选用锚杆，喷射砼支护手段是有效地主动支护方法。具体设计如下：
3.1承载力计算：
第一层锚杆：在距地表1.2m 处设置第一层锚杆，横向间距1.3m ，长度为7m ，则锚杆承载力为：
P1＝r.b.hi.@=18.7×2.433×1.2×1.3=70.98KN
第二层锚杆：在距地表2.7m 处设置第二层锚杆，横向间距1.3m ，长度为8m ，则锚杆承载力为：
P2＝r.b.hi.@=18.7×2.433×1.5×1.3=88.719KN
第三层锚杆：在距地表4.2m 处设置第三层锚杆，横向间距1.3m ，长度为7m ，则锚杆承载力为：
P3=18.7×{2.433×0.975+(2.433+2.05) ×0.525÷2}×
1.3=86.271KN
第四层锚杆：在距地表5.7m 处设置第四层锚杆，横向间距1.3m ，长度为5.0m ，则锚杆承载力为：
P4＝18.7×（2.05+1.059）÷2×1.5×1.3=56.68KN
（计算简图见附图）
3.2锚杆材料的选择：
Ⅱ级钢抗拉强度为31.0KN, 根据锚杆最大承载力选取锚杆材料，若选Φ16Ⅱ级螺纹钢做锚杆材料时，锚杆强度为：
31.0×钢筋截面积＝31.0×2.548
＝78.9KN>68.19KN
3.4锚杆抗拔力设计：
当锚杆孔径为100mm ，水泥砂浆1：2，粉质粘土中试验抗拔力为26KN/m（经验系数），计算如下:
第一层锚杆单根有效锚固长度为
7m-2.433m ＝4.567m
PM1=26×4.567＝118.742KN
118.742÷70.98=1.673
等于于单根承载力的1.673倍
第二层锚杆单根有效锚固长度为8m-2.4337m ＝5.567m PM2=26×5.567＝144.74KN
144.74÷88.719=1.631
等于单根承载力的1.631倍
第三层锚杆单根有效锚固长度为
8m-2.05m ＝5.95m
PM3=26×5.95＝154.7KN
154.7÷86.27=1.79
等于单根承载力的1.79倍
等四层锚杆单根有效锚固长度为
5m-1.059m ＝3.941m
PM3=26×3.941＝102.46KN
102.46÷56.68=1.808
等于单根承载力的1.808倍
通过以上计算，所设三层锚杆在粘土状态下是能保证边坡稳定的，是安全可靠的，但第三层锚杆位于卵石层上，用洛阳铲成孔较困难，将锚杆改为锚钉（或采用机械螺旋钻孔），间距由1.3m 改为1.0m 。
4. 喷层设计：
4.1该工程边坡喷砼厚度10cm ，砼强度等级为C20，网筋网眼25cm ×25cm 。
4.2边坡上边沿地表硬化宽为1m ，砼厚为10cm ，与边坡喷层相接。