(一)抗滑桩设计
抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起到稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。
1. 抗滑桩的分类
(1)按抗滑桩的制桩材料分，除木桩、钢筋混凝土桩和钢桩外，还有水泥土桩、CFG桩、石灰桩、二灰桩，以及碎石桩等。
(2)按抗滑桩桩身的制作方法分，有预制、灌注及与地基土就地搅拌3类方法。预制桩主要指钢管桩、“H”形钢桩及混凝土桩，灌注桩有沉管成孔、钻入成孔、冲击成孔、抓掘成孔、螺旋成孔和人工挖孔等几类，搅拌桩则有水泥浆湿法搅拌和水泥粉体喷射干法搅拌两类。
(3)按抗滑桩的直径或截面尺寸分，常有大直径、中等直径和小直径之分。
(4)按抗滑桩的端部形状分，预制桩有尖底、平底之分;钢管桩有开口、闭口之分;沉管灌注桩有采用预制圆锥形桩尖或平底桩靴之分;人工挖孔和机械成孔灌注桩则均有平底或锅底之分。
(5)按抗滑桩的纵向截面形状分，有柱状桩、板桩、楔形桩和锥形桩之分。柱状桩又有直身桩、扩底桩、多节桩、竹节桩、表面带螺纹的桩等。近年又出现了多支盘挤扩桩、DX桩等。
(6)按抗滑桩的横向截面形状分，有圆形、管形、正方形、矩形、十字形、“H”形、箱形、三角形、多角形等。
(7)按抗滑桩的扩底工艺分，对于小直径(Φ＜700)沉管灌注桩而言，有预(制)扩(底)、振(动)扩(底)、夯(击)扩(底)、挤(压)扩(底)等工法;对于大直径灌注桩而言，有人工扩底、机械扩底等工法;小桩或微型桩扩底，主要采用压力灌浆法。
(8)按抗滑桩的变形和破坏模式分，有刚性桩、半刚性桩和柔性桩。
(9)按抗滑桩的设置形式分，有单排桩、椅式桩墙、门形、“H”形钢排架桩、微型桩群加锚索、预应力锚索桩等。
2. 抗滑桩的设计步骤
抗滑桩的设计技术路线图如图2-74所示。
图2-74 抗滑桩设计计算程序
具体而言，即是按以下步骤进行。
(1)首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。
(2)根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。
(3)根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。
①根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。
②根据桩的计算宽度及滑体的地层性质，选定地基系数。
③据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数(α或β)及其计算深度(αh或βh)，并据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。
(4)根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位(位移)、内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。
(5)校核地基强度。若桩身作用于地基的弹性应力超过地层容许值或者小于容许值过多时，则应调整桩的埋深或桩的截面尺寸，或桩的间距，重新计算，直至符合要求为止。
(6)根据计算的结果，绘制桩身的剪力图和弯矩图。
(7)对于钢筋砼桩，还需进行配筋设计。
3. 抗滑桩内力计算
1)桩的计算宽度的确定
为了简化计算，将空间受力状态转化为平面问题，考虑到桩截面形式的影响，将桩宽(或桩径)换算成相当于实际工作条件下的矩形桩宽度Bp，Bp称为计算宽度。计算公式如下(D为桩中心距，m):
式中:Bp为桩的计算宽度(m);d为桩径(m);b为桩宽(m)。
2)确定地基反力系数或计算参数
水平地基反力系数一般应通过试验确定。但无试验资料时，可参照相关的文献或规范确定。
3)计算方法选择和桩性质的判定
根据桩的变形系数判断桩的性质(弹性桩或刚性桩)，选择相应的计算方法。计算方法很多，常用的有K法、m法。
(1)K法计算。当βh2≤1.0时，抗滑桩属刚性桩;当βh2＞1.0时，抗滑桩属弹性桩。其中，β为桩的变形系数，以m－1计，可按下式计算:
式中:h2为桩的锚固段长度(m);k H为侧向地基系数，不随深度而变化(k N/m3);Bp为桩的正面计算宽度(m);E为桩的弹性模量(k Pa);I为桩的截面惯性矩(m4)。
(2)m法计算。当αh2≤2.5时，抗滑桩属刚性桩;当αh2＞2.5时，抗滑桩属弹性桩。其中，α为桩的变形系数，以m－1计，可按下式计算:
式中:m H为水平方向地基系数随深度而变形的比例系数(k N/m4)，其余符号同前。
4)根据所确定的计算参数、计算的方法、桩的性质等，即可按规范中的各种方法计算出桩沿轴线的弯矩分布图、剪力分布图、桩的水平变位和转角分布图，同时计算出桩身对地层岩(土)体的侧向应力分布图。
4. 抗滑桩的结构设计
1)桩的正截面设计
一般情况下，抗滑桩按受弯构件设计，配筋时按单筋矩形梁考虑。抗滑桩截面形状通常为矩形，其正截面受弯承载力的计算公式如下:
式中:M为弯矩设计值;α1为系数，当混凝土强度等级不超过C50时取1.0，当混凝土强度等级为C80时取0.94，其余的采用线性内插;fc为混凝土轴心抗压强度设计值，按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)取用;b为矩形截面宽度;x为混凝土受压区高度;h0为截面有效高度。
混凝土受压区高度由下式计算:
α1fcbx=fyAs
式中:fy为普通钢筋抗拉强度设计值，按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)取用;As为受拉区纵向钢筋的截面面积。
2)桩的斜截面设计
矩形截面的受弯构件，其受剪截面应符合以下条件:
式中:V为构件斜截面上的最大剪力设计值;b为混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过C50时取1.0，当混凝土强度等级为C80时取0.94，其余的采用线性内插。同时满足:V≤0.7ftbh0或V≤0.07fcbh0。
抗滑桩内不宜设置斜筋，当混凝土不满足斜截面抗剪强度时，可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施，满足斜截面的抗剪强度。当仅配置箍筋时，其界面受剪承载力应符合下列规定:
式中:V为构件斜截面上的最大剪力设计值;Asv为配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;n为在同一截面内箍筋的肢数;Asv1为单肢箍筋的截面面积;s为沿构件长度方向的箍筋间距;fyv为箍筋抗拉强度设计值，按《混凝土结构设计规范》采用。
3)侧向允许应力验算
(1)当锚固段地层为土层或严重风化的破碎岩层时，桩身对地层的侧压力应符合下列条件:
式中:σmax为桩身对地层的侧压应力(k Pa);γ为地层岩(土)的重度(k N/m);φ为地层岩(土)的内摩擦角(°);c为地层岩(土)的黏聚力(k Pa);l为地面至计算点的深度(m)。
(2)当锚固段地层为比较完整的岩质、半岩质地层时，桩身对围岩的侧压力应符合下列条件:
σmax≤K'1K'2R0
式中:K'1为折减系数，根据岩层产状的倾角大小，取0.5～1.0;K'2为折减系数，根据岩层的破碎和软化程度，取0.3～0.5;R0为围岩岩石单轴极限抗压强度(k Pa)。
5. 钢筋混凝土桩的构造要求
(1)混凝土强度:一般采用C20，不低于C15，水下灌注不低于C20。
(2)主筋保护层厚度:一般不小于35mm，水下灌注不小于50mm。
(3)主筋不宜小于8Φ10，常用12Φ16以上，纵向主筋沿桩身周边均匀布置(圆桩)，钢筋净间距不应小于60mm。
(4)配筋率一般为0.65%～0.20%(小桩径取高值，大桩径取低值)。
(5)箍筋率不低于Φ6@200，宜采用螺旋箍筋或焊接环式箍筋，钢筋骨架中，应每隔2m左右设一道加强箍筋。
(6)钢筋的接长等应符合钢筋混凝土构件的构造要求。
(二)挡土墙工程设计
挡土墙是目前整治中小型滑坡中应用最为广泛而且较为有效的措施之一(朱彦鹏、罗晓辉等，2008)。
1. 种类
挡土墙按照墙的位置、材料、结构形式可以划分为以下几种类型。
(1)按照墙的位置，可分为路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型。
(2)按照墙体材料，挡土墙又可分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙和加筋土挡土墙等类型。
(3)按照墙的结构形式，挡土墙可分为重力式、衡重式、半重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、柱板式、垛式等类型。其中，重力式、衡重式多用石砌;半重力式用混凝土浇注，视需要也可以在受拉区加少量钢筋，以节省圬工;其他类型多用钢筋混凝土就地制作或预制拼装。
2. 挡土墙功能
(1)在路堑地段，若开挖后的路堑边坡不能自行稳定，可在坡脚处设置挡土墙，以支撑边坡，降低挖方边坡高度，减少挖方数量，避免山体失稳坍滑。
(2)在地面横坡较陡，填筑路基难以稳定，或征地、拆迁费用高的填方路段，可以在路肩或填方边坡的适当位置设置挡墙，以收缩路堤坡脚，减少填方数量或减少拆迁和占地面积，保证路堤稳定性。
(3)对于沿河路基，为避免沿河路基挤缩河床，防止水流冲刷路基，可以在沿河一侧路基设置挡土墙。
(4)在某些挖方路段，原地面有较厚的覆盖层或滑坡，可以在路堑边坡上方设置挡土墙，防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡。
其他还有设置于隧道洞口的洞口挡墙和设置于桥头的桥头挡墙(即桥台)等。
3. 各类挡土墙的适用条件(表2-30)
表2-30 挡土墙适用条件
对于起抗滑作用的挡土墙墙面坡度常用1∶ 0.3～1∶ 0.5的坡率，有时甚至缓至1∶ 0.75～1∶ 1。其基底常做成反坡或锯齿形，有时还在墙后设置1～2m宽的衡重台或卸荷平台。通常抗滑挡土墙布置在滑坡前缘滑床平缓处。常用抗滑挡土墙断面形式如图2-75所示。
图2-75 常用的抗滑挡土墙断面形式
4. 挡土墙设计计算
1) 挡土墙力系分析与荷载确定
通常将作用于挡土墙上的力系分为基本力系和附加力系。基本力系是指由边坡或滑坡体和挡土墙本身产生的下滑力和阻滑力，它与边坡的大小、容重、滑动面形状和滑面(带)的抗剪强度指标c、φ值等因素有关。附加力系是作用于抗滑挡土墙上除基本力系外的其他力，主要包括如下几种。
(1)作用于边坡上的外加荷载:如，建筑物自重，汽车自重等。
(2)对于水库岸坡，水库蓄水时边坡体有水，应考虑的动水压力和浮力。
(3)其他偶然荷载:如地震力和其他特殊力。
2)挡土墙土压力的确定
一般根据朗肯或库伦土压力理论等计算前后主动土压力，将主动土压力作为挡土墙设计力;当挡土墙用于小型滑坡治理时，若滑坡推力大于主动土压力，应把滑坡推力作为挡土墙设计力。但当滑坡推力合力作用点位置较主动压力的作用点高时，挡土墙的抗倾覆稳定性取其力矩大者进行计算。
挡土墙的合理墙高应保证边坡体不发生越过强顶的滑动。合理墙高可采用试算法进行确定。
3)基础的埋深
基础的埋深应通过计算予以确定。一般情况下，无论何种型式的抗滑挡土墙，其基础必须埋入完整稳定的岩土层中，且有足够的抗滑、抗剪和抗倾覆的能力。对于基岩埋深不小于0.5m，对于稳定坚实土层埋深不小于2m，并将基础置于可能向下发展的滑动面以下。
4)基底应力及地基强度验算
挡土墙的刚度一般很大，基底应力可按直线分布，按偏心受压公式计算，对于矩形墙底，基底应力计算公式为:
式中:σmax/min分别为基底的最大和最小应力(k Pa);B为墙底宽度(m);Vk为作用在基底面上的竖向力标准值(k N);e为合力作用点偏心距(m)，e=B/2－ξ，一般对于岩石地基，e≤B/6，对于土质地基，e≤B/4;ξ为合力作用点与墙前趾的距离(m)。
ξ=(MR－Mo)/VK
MR、Mo分别为竖向合力标准值和倾覆力标准值对墙底面前趾的稳定力矩和倾覆力矩(k N ·m)。
当ξ≤B/3时，σmin将出现负值，即产生拉应力。但墙底和地基之间不可能承受拉应力，此时基底应力将出现重分布。根据基底应力的合力和作用在挡土墙上的竖向力合力相平衡的条件，得:
σmax=2VK/3ξ
σmin=0
设计时要求基底最大应力应小于地基承载力，即:
γσσmax≤σγ
式中:σγ为地基承载力设计值(k Pa)。
5)挡土墙的稳定性及强度验算
(1)挡土墙稳定性验算。
①抗滑稳定性验算
式中:VK为作用于抗滑挡土墙上的竖向合力(k N);μ为挡土墙基底摩擦系数;Ep为墙前被动土压力的水平分力(k N);Eax为墙背主动土压力或剩余下滑力的水平分力;［Ks］为挡土墙所允许的最小抗滑安全系数。
②抗倾稳定性验算
K0=MH/M0≥［K0］
式中:［K0］为挡土墙所允许的最小抗倾覆安全系数。
(2)挡土墙截面强度验算。
①偏心压缩的承载力计算
N≤φf A
式中:N为由荷载设计值产生的轴向力;f为砌体抗压强度设计值;A为截面面积;φ为承载力影响系数。
对于石砌体挡土墙，偏心距按荷载标准值时不宜超过0.7y，y为截面中心到轴向力所在偏心方向截面边缘距离。
当0.7y≤e≤0.95y时，应按正常使用极限状态验算:式中:Nk为轴向力标准值;ftm，k为砌体沿近缝截面的弯曲拉强度标准值;W为截面抵抗矩。当e≥0.95y时，按下式计算:
式中:N为轴向力设计值。
对于混凝土灌注的挡土墙，则应按素混凝土偏心受压计算。此时，不考虑弯矩，但应考虑稳定系数的影响。
受压承载力应按公式计算:
式中:φ为素混凝土构件的稳定系数，对于重力式挡土墙可以取1.0;fcc为素混凝土的轴心抗压强度设计值，其值由查表得fc再乘以系数0.95;e0为受压自混凝土的合力点至截面重心的距离;b为截面宽度，挡土墙计算中多取1m。
当e≥0.45y'时，应在混凝土受拉区配置钢筋，否则必须满足下式方可不配置钢筋。
式中:fet为素混凝土抗拉强度设计值，由表查出ft值乘以0.6确定;γm为截面抵抗矩塑性系数，对于挡土墙计算截面为矩形时取1.75;b，h分别为单位长和挡土墙的厚度。
②受剪承载力计算
V≤fvbz
式中:V为剪力设计值(k N);fv为砌体抗剪强度设计值;b为截面宽度，挡土墙为单位延米长;z为内力臂，z=I/S，截面为矩形时，z=2h/3，h为截面高度，即挡土墙厚度;I为截面惯性矩;S为截面面积矩。
(三)锚固工程设计
1. 锚杆(索)
岩土锚固技术是把一种受拉构件埋置于土层中，以提高岩体自身的强度和自稳能力的一门工程技术。基本原理就是利用锚杆(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力;可以使锚固地层产生压应力并对加固地层起到加筋作用;可以增加地层的强度，改善地层的力学性能。锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，通常按是否预先施加应力、锚固机理以及锚固形态分类。
按是否预先施加应力分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索);按锚固机理分为黏结锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;按锚固形态可分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆(索)和连续型锚杆(索)。
1)设计步骤
对边坡锚杆(索)加固设计首先必须进行边坡工程地质调查，在掌握地质情况的基础上，对边坡的破坏方式进行判断，并分析采用锚杆方案的可行性和经济性。如果采用锚杆方案可行，开始计算边坡作用在支挡结构物上的侧压力，根据侧压力的大小和边坡实际情况选择合理的锚杆型式，并确定锚杆数量、布置形式、承载力设计值，计算锚筋截面，选择锚筋材料和数量。在确定锚筋后，按照锚筋承载力设计值进行锚固体设计(包括锚固段长度、锚固体直径、注浆材料和工艺等)。如果采用预应力锚杆还要确定预应力张拉值和锁定值，并给出张拉程序。最后是进行外锚头和防腐构造设计并给出施工建议、试验、验收和监测要求。在边坡锚杆加固中要选择合理的锚杆型式，必须结合被加固边坡的具体情况，根据锚固段所处的地层类型、工程特征、锚杆承载力的大小、锚杆材料、长度、施工工艺等条件综合考虑进行选择。
2)计算方法
锚杆(索)锚固设计荷载的确定应根据边坡的推力大小和支护结构的类型综合确定。首先应当计算边坡的推力或侧压力，然后根据支挡结构的形式计算该边坡要达到稳定需要锚固提供的支撑力，根据这个支撑力和锚杆数量、布置便可确定出锚杆(索)锚固荷载的大小，该荷载的大小是作为锚筋截面计算和锚固体设计的重要依据。
按照设计程序，在确定出锚杆轴向设计荷载后，需要对锚杆进行结构设计。结构设计的第一步就是根据锚杆轴向设计荷载计算锚杆的锚筋截面，并选择合理的钢筋或钢绞线配置锚筋;在配置锚筋后可由锚筋的实际面积和锚筋的抗拉强度标准值计算出锚杆承载力设计值，然后方能进行锚杆体和锚固体的设计计算。
(1)锚固锚筋的截面积计算。假设锚杆轴向设计荷载为N，则由下式初步计算出锚杆要达到设计荷载N所需的锚筋截面:
式中:Ag为计算出的锚筋截面;k为安全系数，对于临时锚杆取1.6～1.8，对于永久性锚杆取2.2～2.4;fplk为锚筋抗拉强度设计值。
(2)锚筋的选用。根据锚筋截面计算值Ag，对锚杆进行锚筋的配置，要求实际的锚筋配置截面Ag'≥Ag。配筋的选材应根据锚固工程的作用、锚杆承载力、锚杆的长度和数量，以及现场提供的施加应力和锁定设备等因数综合考虑。对于棒式锚杆，都采用钢筋做锚筋。如果是普通非预应力锚杆，由于设计轴向力一般小于450k N，长度最长不超过20m，因此锚筋一般选用普通Ⅱ、Ⅲ级热轧钢筋;如果是预应力锚杆可选用Ⅱ、Ⅲ级冷拉热轧钢筋或其他等级的高强精轧螺纹钢筋。钢筋的直径一般选用Φ22～32。对于长度较长、锚固力较大的预应力锚杆应优先选用钢绞线、高强钢丝，这样不但可以降低锚杆的用钢量，最大限度地减少钻孔和施加预应力的工作量，而且可以减少预应力的损失。
(3)锚杆(索)的锚固力计算。锚杆极限锚固力(极限承载力)是指锚杆锚筋沿握裹砂浆或砂浆沿孔壁产生滑移破坏时所能承受的最大临界拉拔力，锚杆容许锚固力(容许承载力)是由极限锚固力(极限承载力)除以适当的安全系数(通常为2.0～2.5)得到。锚杆锚固力的计算方法随锚固体形式不同而异，圆柱型锚杆的锚固力由锚固体表面与周围地层的摩擦力提供;而端头扩大型锚杆的锚固力则由扩座端的面承力及与周围地层的摩擦力提供。对于圆柱型锚杆，锚杆的极限锚固力按下式计算:
Pu=πLdqs
式中:L为锚固体长度;d为锚固体周长;qs为锚固体表面与周围岩土体之间的极限黏结强度。
对于端部扩大头型锚杆，可按下式进行计算:
式中:L1、L2、D、d为锚固体结构尺寸;qs为锚固体表面与周围岩土体之间的极限黏结强度;γh为扩大头上覆土层的容重和厚度;cu为土体不排水抗剪强度;βc为锚固力因数。
(4)锚杆弹性变形计算。锚杆的变形是由锚杆本身在外荷作用下变形和由于地层徐变引起的变形组成，由地层徐变引起的锚杆变形计算可以通过徐变系数计算锚杆在不同时期的徐变位移。锚杆本身在外荷载作用下变形以弹性变形为主。
(5)锚杆(索)的锁定荷载和锚头设计。对于锚杆，原则上可按锚杆设计轴向力(工作荷载)作为预应力值加以锁定，但锁定荷载应视锚杆的使用目的和地层性状而加以调整。
(6)锚杆(索)的防腐设计。对锚杆进行防腐设计时，应充分调查腐蚀环境，并选择适宜的防腐方法。防腐方法应适应岩土锚固的使用目的，即不能影响锚杆各部件(包锚固体、自由段和锚头)的功能，因此对锚杆的不同部位要作不同的防腐结构设计。永久住锚杆应采用双层防腐，临时性锚杆可采用简单防腐，但当腐蚀环境严重时，也必须采用双层防腐。
2. 锚喷工程
1)设计步骤
锚喷设计的一般过程为:安全系数确定—边坡锚固力计算—锚固角确定—锚杆(索)间距确定—设计锚固力确定—锚杆孔径与直径确定—锚固长度确定—锚杆锚固力校核及拉拔试验—喷砼设计—施工。
2)计算方法
(1)边坡安全系数直接关系到边坡工程的安全性和经济性。其值可依据规范确定，必要时可采用工程地质类比法确定。
锚杆体安全系数应根据预应力锚杆的实用条件、有效使用期和防腐措施，分别确定锚杆材料安全系数、握裹体与内锚段岩体间的拉拔安全系数、锚杆与握裹体间的拉拔安全系数;若锚固采用加套锚杆，还需确定套管与握裹体间的安全系数。
对于重要永久工程，安全系数K≥1.8;一般工程K≥1.5;临时锚固工程1.2≤K＜1.5。
(2)边坡锚固力计算。边坡锚固力是指使斜(滑)坡达到设计要求的安全系数时，所需给岩体施加的某一方向的抗滑力。该锚固力的计算采用极限平衡法。边坡破坏形式不同，该力的计算不尽相同，可分为平面剪切破坏边坡锚固力计算、多平面滑动破坏边坡锚固力计算、圆弧形破坏边坡加固力计算。
(3)锚固参数确定。最优锚固角确定取决于两个方面:一是钻孔施工条件和灌浆条件，滑面或潜在滑面的产状、粗糙程度及力学性质;二是经济最优要求。
锚固角的确定可依据规范，常用的包括《锚杆喷射混凝土支护设计规范》(GB50085—2001)及日本VSL锚固(施工法)设计施工规范。
锚固间距的确定，应充分考虑岩土体的特性。同时，既要注意避免群锚效应，又要保证锚索之间能形成有效的挤压带，使锚索能产生切实的联合作用效果。
(4)设计锚固力确定。在总加固力确定后，在确定锚索间距及沿滑动面方向排数的基础上，可依据下式确定单孔锚索的锚固力，即设计锚固力Td:
Td=(T×d)/n
式中:T为总加固力;n为锚索排数;d为锚索间距(m)。
设计锚固力必须满足以下3个条件:小于或等于容许拉拔力、小于或等于容许拉力、小于或等于Tad(地基容许力)。
(5)锚固长度及锚索长度优化确定。锚固段长度确定主要有以下4种方法:规范法、根据锚索的设计锚固力确定、根据被锚固段岩体强度确定锚固长度、三维数值模拟分析拟合。
(6)喷砼设计。喷砼设计参数主要包括喷砼厚度、喷砼强度、喷砼材料、钢筋网参数。
①喷砼厚度。《锚杆喷射混凝土支护设计规范》(GB 50085—2001)规定喷砼厚度不应小于50mm，不应超过200mm。公路规范规定，喷砼层厚度一般定为10cm，在稳定性系数较低时，定为15cm。
②喷砼强度。喷射混凝土的强度等级是决定其力学性能和耐久性的重要指标，对支护结构的工作性能和使用效果关系重大。《锚杆喷射混凝土支护设计规范》(GB50085—2001)规定喷砼强度不应小于C20。
③喷砼材料。要求使用425#以上的水泥以及满足有关规范的砂石，配合比为水泥∶ 砂∶石为1∶ 2∶ 2，水灰比为0.52。使用速凝剂时应满足规范要求。
④钢筋网参数。钢筋网的主要作用是提高喷砼的整体性，防止收缩，使混凝土中的应力均匀分布，并提供一定的抗剪强度，有利于抵抗岩石塌落和承受冲击荷载。
《锚杆喷射混凝土支护设计规范》(GB50086—2001)规定钢筋网按构造要求设计，钢筋直径宜为4～12mm。
实践表明，当钢筋间距小于150mm时，喷射混凝土回弹大，且钢筋与壁面之间易形成空洞，不能保证砼的密实度;当钢筋间距大于300mm时，将大大削弱钢筋网在喷砼中的作用。因此，规范规定钢筋网间距应为150～300mm。
钢筋保护层厚度不应小于20mm，考虑边坡将承受雨水的长期冲刷作用，因此，钢筋保护层厚度不应小于50mm。
3. 格构
格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。它的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层。根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。
根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构、现浇钢筋混凝土格构和预支预应力混凝土格构。
依据地质条件，应选用不同的结构形式。主要分以下3种情况。
①浆砌石格构护坡。主要用于整体稳定性好的斜坡或滑坡的表面防护。
②现浇钢筋砼格构+锚杆。主要用于整体稳定性好，但前部出现溜滑或坍滑，或坡度大于35°时。
③现浇钢筋砼格构+预应力锚杆或锚索，用于斜坡整体稳定性差，且需表面防护的情况。钢筋砼格构梁与预应力锚索复合结构可顺地形而设，变形协调能力强，施工工艺简便，不需要大型机械，不必开挖扰动边坡。
根据格构常用的型式可分为方形、菱形、“人”字形和弧形。
①方形:指顺边坡倾向、沿边坡走向设置方格状的浆砌块石或钢筋混凝土梁。对于浆砌块石，格构水平间距应小于3.0m;钢筋混凝土梁格构水平间距应小于5.0m。
②菱形:沿平整边坡坡面斜向设置浆砌块石或钢筋混凝土梁。对于浆砌块石，格构间距应小于3.0m;钢筋混凝土梁格构间距应小于5.0m。
③“人”字形:指顺边坡倾向设置条带，沿条带之间设置“人”字形条带。格构水平间距应小于3.0m(浆砌块石)或小于4.5m(钢筋混凝土格构)。
④弧形:顺边坡倾向设置条带，沿条带之间设置弧形条带。
格构横向间距应小于3.0m(浆砌块石)，或小于4.5m(钢筋混凝土格构)。
浆砌石格构设计以类比法为主。断面高×宽不应小于300mm×200mm，最大不超过450mm×350mm。水泥砂浆为M7.5，格构框条采用里肋式或柱肋式，并设置变形缝。为加强稳定性，可在格构节点设置锚杆，长度一般应大于4m。
格构锚固设计流程图如图2-76所示。
图2-76 格构锚固设计流程图
1)设计步骤
对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡，采用经验类比法进行设计，坡度一般不大于35°，当边坡高度超过30m时，须设马道放坡，马道宽1.5～3.0m;对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于35°的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进行加固。采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设计。锚杆须穿过潜在滑面1.5～2.0m，且采用全黏结灌浆;对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护;而对于整体稳定性差、滑坡推力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。
边坡格构加固设计的内容包括:①边坡稳定性分析和荷载计算;②选择格构型式及加固方案;③拟定格构的尺寸，确定锚杆(索)的锚固荷载;④锚杆(索)的设计计算;⑤格构内力计算及结构设计;⑥加固后边坡的稳定性验算。
2)设计计算方法
对于采用格构加固的高陡边坡设计，首要的问题是计算锚固荷载，边坡在设计所提供的锚固荷载的作用下应处于稳定，并且稳定性系数应达到规范要求，通常情况下应根据边坡的破坏类型确定计算方法。对于无连续滑动面的直立或近直立的边坡，在采用锚杆(索)挡墙加固时，可以采用土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确定锚固荷载;对于具有连续的潜在滑动面的边坡，采用条分法稳定性进行锚固荷载反算。根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索分布及不同高度的锚索设计锚固力，然后计算格构的内力。通常情况下，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力。
按受弯构件考虑来验算格构梁的强度和进行配筋计算。假设计算获得的格构梁的最大弯矩为Mmax，截面尺寸为b和h，截面相对受压高度为ζjg，截面有效高度为h0，混凝土安全系数为γc=1.25，钢筋安全系数γs=1.25，则计算步骤如下所示。
(1)计算最大配筋率μmax=0．55
，最小配筋率μmin=0．15%。
(2)验算双筋的可能性:如果1γcRabh20ζjg(1－0．5ζjg)＞Mmax，按单筋截面进行设计;否则按双筋截面进行设计。
(4)配筋:纵向受力配筋按计算设计，构造筋按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求设置。
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