長安大學(xué)路基路面之第六章_擋土墻設(shè)計

1、第六章 擋土墻設(shè)計 第六章 擋土墻設(shè)計 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 擋土墻的構(gòu)造與布置 第三節(jié) 擋土墻土壓力計算 第四節(jié) 擋土墻設(shè)計原則 第五節(jié) 重力式擋土墻設(shè)計 第六節(jié) 浸水擋土墻設(shè)計 第七節(jié) 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計 第一節(jié) 概述 1.擋土墻的用途 2.擋土墻的類型 擋土墻的用途 用 途目 的 1 用于陡坡路段，坍、 滑路段 防止土體坍塌、滑動，穩(wěn) 定路基或山坡 2 用于沿河浸水路段 保護并穩(wěn)定邊坡，降低填 方對水流的影響 3 用于高填深挖或大 填大挖路段 減少填挖方量、降低邊坡 高度 4 用于建筑條件受限 路段 解決用地受限、生態(tài)或文 物古跡保護問題 擋土墻的類型 1.按用途和使用場合分 路塹擋土墻

2、 山坡?lián)跬翂?路肩擋土墻 路堤擋土墻 擋土墻的類型 2.按支擋原理和結(jié)構(gòu)特點分 重力式、衡重式、混凝土半重力式、懸臂式、扶 壁式、錨桿式、錨定板式、樁板式、柱板式、垛 式、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式、加筋土式、土釘式等 使用最頻繁的擋土墻類型是石砌重力式擋土墻 擋土墻的類型 3.重力式擋土墻 特點 依靠墻身自重抵御土壓力； 形式簡單，取材容易，施工簡 便。 適用范圍 石料豐富（或用水泥混凝土）； 地基良好 擋土墻的類型 4.衡重式擋土墻 特點 利用衡重臺上填土的重量和全 墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定， 節(jié)約斷面尺寸； 墻面陡直，下墻墻背仰斜，可 降低墻高，減少基礎(chǔ)開挖。 適用范圍 山區(qū)、地面橫坡陡峻的路肩

3、墻， 也可用于路塹墻(兼有攔擋墜石 作用)或路堤墻。 第二節(jié) 擋土墻的構(gòu)造與布置 擋土墻的構(gòu)造 墻身 基礎(chǔ) 排水設(shè)施 沉降縫與伸縮縫 擋土墻的布置 橫向布置 縱向布置 平面布置 擋土墻的構(gòu)造 1.墻背 墻背形式：仰斜式、垂直式、俯斜式、凸 折線式和衡重式特點 擋土墻的構(gòu)造 1.墻背 墻背形式對土壓力的影響：從仰斜到垂直到 俯斜，土壓力逐漸增大； 墻背形式選擇與地面橫坡的關(guān)系：橫坡陡用 垂直式、俯斜式，反之用仰斜式； 墻背傾角：俯斜式墻背的傾角越大，土壓力 越大，仰斜式墻背的傾角越大，土壓力越小。 但是，墻背仰角太大，增加施工難度，還影 響墻高。 上下墻墻背高度確定：一般上下墻比約為 2:3。

4、擋土墻的構(gòu)造 2.墻面 墻墻面形式：仰斜式、垂直式，但必須與墻背形式協(xié)調(diào)； 墻面坡度：與墻背協(xié)調(diào)，當(dāng)墻前地面較陡時，為減少墻 高，墻面坡度宜陡直。 擋土墻的構(gòu)造 3.墻頂 墻墻一般石砌擋土墻的墻頂寬度不小于 50cm，干砌時不小于60cm。如為路肩墻， 應(yīng)設(shè)置厚度不小于40cm的帽石。 墻頂必須封閉，防止地表水進入墻后。 擋土墻的構(gòu)造 4.護欄 當(dāng)擋土墻較高時，應(yīng)設(shè)置護欄，增加駛乘 人員和行人的安全感，也可誘導(dǎo)司機的視 線。 擋土墻的構(gòu)造 5.基礎(chǔ) 基礎(chǔ)形式：一般用條形淺基礎(chǔ)、當(dāng)?shù)?基軟弱時，可采用臺階式擴大基礎(chǔ)。 淺基礎(chǔ)無法滿足要求時，也可采用樁 基礎(chǔ)。 地基：通采用夯實的天然地基，必要 時

5、換填。 擋土墻的構(gòu)造 5.基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋深：一般情況不小于1m，或凍結(jié)線以下 0.25m，或沖刷線以下1m。巖石地基0.150.6m， 軟巖不小于1m。如凍深超過1m，基礎(chǔ)埋深不小于 1.25m，并將基底至凍結(jié)線以下0.25m的地基土換 填。 襟邊寬度：當(dāng)墻前地面傾斜時，基礎(chǔ)還應(yīng)滿足襟邊 寬度要求，襟邊寬度是指墻趾到墻前地面的水平距 離，應(yīng)不小于規(guī)定值。 擋土墻的構(gòu)造 6.排水設(shè)施 泄水孔的構(gòu)造和布置：泄水孔可以是 方形或圓形，尺寸在515cm左右。在 墻面上錯開布置，間距一般在23m左 右，浸水時加密至12m。 泄水孔后應(yīng)設(shè)反濾層。 擋土墻的構(gòu)造 6.排水設(shè)施 墻后排水設(shè)施：墻后水量大或墻后填

6、料 排水不良時，墻后設(shè)整層式排水層。 擋土墻的構(gòu)造 7.沉降縫與伸縮縫 擋土墻必須分段設(shè)置，分段之間設(shè)伸縮 縫和沉降縫，一般兩縫合并設(shè)置。 縫寬23cm，自墻頂至基底貫通，縫內(nèi) 填塞防水填縫料。 擋土墻的布置 1.橫向布置 橫向布置解決擋土墻在路基橫斷面上的 位置問題。 用路肩墻還是路堤墻，路堤墻的高低均 與原地面的坡度和地基條件等有關(guān)。一 般情況下，地面橫坡大，擋土墻宜靠近 路肩布置，反之亦然。 無法簡單判定時作設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟 比選。 擋土墻的布置 2.縱向布置 分段長度：一般為1015m； 基礎(chǔ)的縱向布置形式：不大于5%的縱坡 或臺階 與兩端路基邊坡的連接：嵌入路塹或與 路堤邊坡錐坡連

7、接； 泄水孔的布置：13m錯開布置； 擋土墻的布置 2.縱向布置 擋土墻的縱向布置圖：圖示及標(biāo)注墻頂、基礎(chǔ) 頂面、基底、伸縮縫、沉降縫、泄水孔、沖刷 線、凍結(jié)線、常水位、洪水位等。 擋土墻的布置 3.平面布置 在復(fù)雜情形下，擋土墻要求做平面布 置，解決擋土墻與地形、地物、人工 構(gòu)造物等的關(guān)系問題。 對于高而長、縱向曲折、鄰近有建筑 物、沿河、與舊墻結(jié)合等等復(fù)雜情況 下的擋土墻，可繪制平面布置圖，細(xì) 致調(diào)整設(shè)計方案。 第三節(jié) 擋土墻土壓力計算 作用在擋土墻上的力系 一般條件下庫倫土壓力計算 大俯角墻背的主動土壓力第二破裂面法 折線墻背的土壓力計算 粘性土土壓力計算 不同土層的土壓力計算 有限范圍

8、填土的土壓力計算 被動土壓力計算 作用在擋土墻上的力系 1.擋土墻上的簡單力系 作用于一般擋土墻施的 力主要有填土防及其上 荷載產(chǎn)生的墻后土壓力， 墻前被動土壓力，墻身 自重，基底支撐力和摩 擦力等； 對于條件復(fù)雜的擋土墻， 力系也更復(fù)雜。 作用在擋土墻上的力系 2.荷載分類 作用施加于擋土墻上的作用（或 荷載）一般分為永久作用（或荷 載）、可變作用及偶然作用（或 荷載）。 作用在擋土墻上的力系 2.荷載分類 永久作用（或荷載） 擋土墻的結(jié)構(gòu)重力和填 土重力 計算水位和浮力及靜水壓 力 填土側(cè)壓力預(yù)加應(yīng)力 墻頂上的有效永久荷載 混凝土收縮及徐變 墻背與第二破裂面之間 的有效荷載 基礎(chǔ)變位影響力

9、 作用在擋土墻上的力系 2.荷載分類 作用在擋土墻上的力系 2.荷載分類 基本可變作用（或荷載） 流水壓力 車輛荷載引起的土側(cè)壓力 波浪壓力 人群荷載、人群荷載引起 的土側(cè)壓力 凍脹壓力和冰壓力 其他可變作用（或荷載） 溫度影響力 水位退落時的動水壓力 與各類擋土墻施工有關(guān)的臨 時荷載 作用在擋土墻上的力系 2.荷載分類 偶然作用（或荷 載） 偶然荷載是指暫時的或?qū)儆跒?zāi)害性 的荷載，發(fā)生概率極小，包括地震作 用力，滑坡、泥石流作用力，作用于 墻頂護欄上的車輛撞擊力等 作用在擋土墻上的力系 3. 常用作用（或荷載）組合 各種作用對于擋土墻的影響不同，出現(xiàn)的頻率也不同， 應(yīng)區(qū)別對待。 一般地區(qū)擋土

10、墻只計永久作用和基本可變作用。 浸水地區(qū)、地震峰值加速度達(dá)到0.2g及以上地區(qū)、產(chǎn) 生凍脹力地區(qū)，應(yīng)計算其他可變作用和偶然作用。 各種作用（或荷載）的組合分三種。 作用在擋土墻上的力系 3. 常用作用（或荷載）組合 組合作用（或荷載）名稱 組合 擋土墻結(jié)構(gòu)重力、墻頂上的有效永久荷載 、 填土重力、填土側(cè)壓力及其他永久荷載組合 組合組合與基本可變荷載組合 組合組合與其他可變荷載、偶然荷載組合 一般條件下庫倫主動土壓力計算 1. 土壓力分類 擋土墻的位移 不同，產(chǎn)生不 同類型的土壓 力，分主動土 壓力、靜止土 壓力和被動土 壓力。 一般條件下庫倫主動土壓力計算 2 庫倫主動土壓力計算 基本假設(shè) 墻

11、后填料為均質(zhì)散粒體，無粘結(jié)力； 擋土墻產(chǎn)生一定位移后填料中形成破裂棱體； 破裂面為一通過墻踵的平面； 當(dāng)墻后土體開始滑動時，土體處于極限平衡狀態(tài)，破 裂棱體處于靜力平衡狀態(tài)； 擋土墻與破裂棱體均為剛體。 一般條件下庫倫主動土壓力計算 2. 庫倫主動土壓力計算 計算圖式 一般條件下庫倫主動土壓力計算 2. 庫倫主動土壓力計算 主動土壓力計算 基本表達(dá)式：過墻后破裂棱體的靜力平衡，建 立主動土壓力的基本表達(dá)式。墻后地表及頂部 荷載的變化不改變破裂棱體的力學(xué)關(guān)系，只是 表達(dá)式可能變得十分復(fù)雜。 cos() sin() a EW 其中= + + 一般條件下庫倫主動土壓力計算 2. 庫倫主動土壓力計算

12、主動土壓力計算 極限狀態(tài)判斷及土壓力計算：通過求解 微分方程，獲得產(chǎn)生土壓力的相應(yīng)破裂 角，得到土壓力的具體表達(dá)式。 max 0 a dE EE d 2 1 2 aa EH K 一般條件下庫倫主動土壓力計算 2. 庫倫主動土壓力計算 主動土壓力計算 注意事項：地表及頂部荷載的不規(guī)則 變化，可能使 在某處不可導(dǎo)， 因此對于復(fù)雜邊界條件下的土壓力計 算，因破裂面與頂部表面的交點不同， 會有若干表達(dá)式。具體計算時，求出 值后應(yīng)復(fù)核邊界條件 ( )Ef 一般條件下庫倫主動土壓力計算 3. 土壓力分布圖 土壓應(yīng)力假設(shè) 庫倫土壓力理論沒有說明土壓應(yīng)力的大?。?必須假設(shè)土壓力沿墻高的分布，才能畫出土 壓力分

13、布圖； 土壓力沿墻高的分布規(guī)律決定了土壓力的作 用點位置，因此，正確繪制庫倫土壓力分布 圖是很重要的； 一般來說，墻后土壓力的分布都是非線性的， 但為了處理方便，通常都作了簡化，按直線 或折線分布處理。 一般條件下庫倫主動土壓力計算 3. 土壓力分布圖 土壓力分布圖的基本形式 一般條件下庫倫主動土壓力計算 3. 土壓力分布圖 復(fù)雜條件下的土壓力分布圖(注意頂部荷載傳遞 假設(shè)) 大俯角墻背主動土壓力第二破裂面法 1. 第二破裂面的計算圖式 大俯角墻背主動土壓力第二破裂面法 2. 出現(xiàn)第二破裂面的條件 幾何條件：墻背不能阻礙第二破裂面的產(chǎn)生，即 墻背傾角必須小于第二破裂面的傾角； 力學(xué)條件：第二破

14、裂面于墻背間的土體不能下滑， 即墻背上的下滑力必須小于抗滑力。 大俯角墻背主動土壓力第二破裂面法 3. 第二破裂面的主動土壓力計算 基本表達(dá)式：與一般情形的土壓力 計算比較，基本表達(dá)式包括兩個自 變量，即多了第二破裂角。 (,) aii EF 大俯角墻背主動土壓力第二破裂面法 3. 第二破裂面的主動土壓力計算 基本極限狀態(tài)判斷：按二元函數(shù)的極值判 別式計算，求得破裂角后也應(yīng)檢驗假設(shè)條 件是否屬實。 2 2 2 2 222 22 0 0 0 0 0 a i a i a ai i aaa ii E E E E EEE 折線墻背的土壓力計算 1. 延長墻背法 上下墻土壓力分別計算， 上墻為一般擋土墻

15、。 延長下墻墻背后按一般擋 土墻計算土壓力，然后在 土壓力分布圖上截取下墻 相應(yīng)部分的土壓力作為下 墻土壓力。這樣就得到了 全墻的土壓力。 折線墻背的土壓力計算 2. 力多邊形法 繪出上、下墻對應(yīng)的力多邊形，上墻為一般擋土墻； 由下墻的力四邊形建立基本表達(dá)式，求出下墻土壓力。 粘性土土壓力計算 1. 等效內(nèi)摩擦角法（強度等效） 按土體抗剪強度相等的原則，將粘結(jié)力轉(zhuǎn)化為內(nèi)摩擦力， 土體的內(nèi)摩擦角增大為等效內(nèi)摩擦角。 實際墻高小于換算高時，偏于安全，反之亦然。 D tgctg 粘性土土壓力計算 2. 法力多邊形法(數(shù)解法) 開裂深度：擋土墻向前位移，粘性土表面因 拉應(yīng)力而開裂，開裂深度直至拉應(yīng)力等

16、于零 處。 2 3 (45)2(45) 22 htgc tg 3 0令 2 (45) 2 c c htg 粘性土土壓力計算 2. 法力多邊形法(數(shù)解法) 計算圖式 不同土層的土壓力計算 自上而下分層計算，將計算層以上土 體按超載處理即可。 庫倫被動土壓力計算 計算過程與主動土壓力相同，墻后土體處于被動極 限狀態(tài)。計算公式的結(jié)構(gòu)相同，土壓力系數(shù)為被動 土壓力系數(shù)。 庫倫被動土壓力誤差較大。達(dá)到庫倫被動極限時的 位移很大，一般構(gòu)造物不允許出現(xiàn)這樣的變形。被 動土壓力作為墻前抗力出現(xiàn)，計入被動土壓力往往 帶來很大的不安全因素，所以或者不計被動土壓力 的影響，或者大幅折減后再計入。 車輛荷載換算及計算

17、參數(shù) 1. 車輛荷載換算 車輛荷載換算為等代均布土層作用于 擋土墻的墻后填土上。 0 q h 其中荷載強度q按規(guī)范規(guī)定取用。 車輛荷載換算及計算參數(shù) 2. 計算參數(shù) 填料的計算內(nèi)摩擦角和重度：有條件時取 樣試驗確定。否則根據(jù)經(jīng)驗查表確定。 墻背摩擦角：影響墻背摩擦角的因素較多， 墻背越粗糙，填料內(nèi)摩擦角越大，墻后排 水條件越好，墻背摩擦角也越大，反之亦 然。一般可根據(jù)經(jīng)驗查表確定。 第四節(jié) 擋土墻設(shè)計原則 擋土墻的極限狀態(tài) 擋土墻承載力極限狀態(tài)設(shè)計的基本表 達(dá)式 擋土墻的極限狀態(tài) 1. 超過承載力極限狀態(tài)的條件 整個擋土墻或擋土墻的一部分作為剛 體而失去平衡（如滑動、傾覆）； 擋土墻構(gòu)件或聯(lián)結(jié)

18、件因超過材料強度 而破壞，或因過度塑性變形而不適于 繼續(xù)承載； 擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C動體系或局部失穩(wěn)。 擋土墻的極限狀態(tài) 2. 超過超常使用極限狀態(tài)的條件 影響正常使用或影響外觀的過大變形； 影響正常使用或耐久性的局部破壞（包 括裂縫）； 影響正常使用的其它特定狀態(tài)。 擋土墻承載力極限狀態(tài)設(shè)計的基本表達(dá)式 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) S 作用（或荷載）效應(yīng)的組合設(shè)計值 R 擋土墻的結(jié)構(gòu)抗力 Rf抗力材料的強度標(biāo)準(zhǔn)值 f結(jié)構(gòu)材料、巖土性能的分項系數(shù) d結(jié)構(gòu)或構(gòu)件幾何參數(shù)的設(shè)計值，當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時， 可采用幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 0 (,) k d f SR R RR 第五節(jié) 重力式擋土墻設(shè)計 擋土墻穩(wěn)定性分析 基底應(yīng)力

19、及合力偏心距驗算 墻身截面強度驗算 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 衡重式擋土墻設(shè)計 擋土墻穩(wěn)定性分析 1. 抗滑穩(wěn)定性驗算 滑動穩(wěn)定方程 10201012 1.1(tan)tan(1.1)tan0 QyxQpQyQxQp GEEEGEEE G作用于基底以上的重力； Ey墻后主動土壓力的豎向分量； Ex墻后主動土壓力的水平分量； Ep墻前被動土壓力的水平分量； 0基底傾斜角度，基底水平時0=0； 基底與地基間的摩擦系數(shù)。 Q1，Q2主動土壓力分項系數(shù)，墻前被動土壓力分項系數(shù)； 擋土墻穩(wěn)定性分析 1. 抗滑穩(wěn)定性驗算 抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc 0 0 ()tan tan xpp c x NEEE K EN N作

20、用于基底以上合力的豎向分力； 墻前被動土壓力水平分量的0.3倍。 p E 擋土墻穩(wěn)定性分析 2. 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 傾覆穩(wěn)定方程 12 0.8()0 GQyxxyQpp GZE ZE ZE Z Zx墻后主動土壓力的豎向分量到墻趾的距離； Zy墻后主動土壓力的水平分量到墻趾的距離； Zp墻前被動土壓力的水平分量到墻趾的距離； ZG墻身、基礎(chǔ)、基礎(chǔ)上填土重力及作用于墻頂?shù)?其他荷載的 豎向力合力重心到墻趾的距離。 擋土墻穩(wěn)定性分析 2. 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 抗傾覆定系數(shù)K0 0 Gyxpp xy GZE ZE Z K E Z 擋土墻穩(wěn)定性分析 3. 穩(wěn)定系數(shù)的要求 荷載情況驗算項目檢定系數(shù) 荷載組合

21、、 抗滑動Kc1.3 抗傾覆K01.5 荷載組合 抗滑動Kc1.3 抗傾覆K01.3 施工荷載驗算 抗滑動Kc1.2 抗傾覆K01.2 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 1. 基底合力偏心距 0 d d M e N Md作用于基底上的垂直力組合設(shè)計值； Nd作用于基底開心的彎矩組合設(shè)計值。 各類作用（或荷載）組合下，計算作用效應(yīng)組合設(shè) 計值時，除被動土壓力分項系數(shù) 外，其余作 用（或荷載）的分項系數(shù)均規(guī)定為1。2 0.3 Q 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 2. 基底應(yīng)力 基底不出現(xiàn)拉應(yīng)力，即 時0 6 B e 0 1,2 6 1 d Ne AB 1擋土墻趾部的壓應(yīng)力； 2擋土墻踵部的壓應(yīng)力； B基底寬度，

22、傾斜基底為傾斜寬度； A基礎(chǔ)底面每延米的面積。 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 2. 基底應(yīng)力 當(dāng) 時（一般只出現(xiàn)在巖石地基上）， 需要作應(yīng)力重分配 0 6 B e 12 0 2 0 3 2 d N B e 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 3. 地基承載力抗力值 基底應(yīng)力的設(shè)計值不得超過地基地基承載力的 抗力值。地基承載力抗力值按公路橋涵地基 與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定采用。 墻身截面強度驗算 1. 強度計算 計算斷面選擇 墻身截面強度驗算 1. 強度計算 正截面強度驗算 0 ka d f AR N Nd驗算截面上的軸向力組合設(shè)計值； 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； f圬工構(gòu)件或材料的抗力分項系數(shù)； Ra材料抗壓極限強度；

23、 A擋土墻計算截面的面積； k軸向力偏心影響系數(shù)，按右式計算。 8 0 2 0 1 256 1 12 k e B e B 墻身截面強度驗算 2. 穩(wěn)定計算 0 kka d f AR N k受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)。 軸心受壓時可查規(guī)范取用；偏心受壓時由下 式計算。 2 0 1 22 131 16 k s eHH BBB H墻高； s與材料有關(guān)的系數(shù)。 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 1. 增加抗滑穩(wěn)定性的措施 設(shè)置傾斜基底 傾斜基底的傾斜程度越大， 抗滑穩(wěn)定性越高； 土質(zhì)地基，基底傾斜不超 過1:5；巖石地基，不超過 1:3； 驗算擋土墻抗滑穩(wěn)定性時， 除驗算基底抗滑穩(wěn)定性外， 對于傾斜基底

24、，還應(yīng)驗算 通過墻踵的水平面的抗滑 穩(wěn)定性。 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 1. 增加抗滑穩(wěn)定性的措施 凸榫基礎(chǔ)可以明顯提高擋 土墻的抗滑穩(wěn)定性； 榫的高度不宜太高，榫的 頂點到墻趾的連線與水平 面的夾角不應(yīng)小于主動破 裂角； 因為產(chǎn)生被動土壓力需要 很大的位移，實際上不允 許擋土墻發(fā)生如此大的位 移，因此，一般只考慮 1/3的榫前被動土壓力。 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 2. 增大抗傾覆穩(wěn)定性的措施 展寬墻趾：展寬寬墻趾增大了抗傾 覆力的力臂，對增大抗傾覆穩(wěn)定性 有顯著效果。但要注意趾部長度和 厚度的協(xié)調(diào)，避免展寬的趾部被折 斷。 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 2. 增大抗傾覆穩(wěn)定性的措施 改變墻面及墻背坡

25、度：改變墻面和墻 背的坡度，可能有兩方面的作用，一 是使墻身的重心后移；二是減少土壓 力。 衡重式擋土墻設(shè)計 衡重式擋土墻與一般重力式 擋土墻設(shè)計沒有本質(zhì)區(qū)別， 計算稍有差異，一是上墻俯 角大，計算的是假想墻背的 土壓力，另需計算實際墻背 的土壓力；二是需要驗算衡 重臺處墻身斜截面的強度， 在驗算斜截面時，需要尋找 最危險斜截面，計算最大剪 應(yīng)力。驗算方法與一般重力 式擋土墻一致。 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 2. 增大抗傾覆穩(wěn)定性的措施 改變墻身斷面類型：改變墻身斷面類型，從 多方面影響擋土墻的抗傾覆能力，根據(jù)不同 的改變，可以減少土壓力、可以增大抗傾覆 力、可以增大抗傾覆力的力臂等等。 第六節(jié)

26、 浸水路堤擋土墻設(shè)計 擋土墻穩(wěn)定性分析 基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 墻身截面強度驗算 增加擋土墻穩(wěn)定性的措施 衡重式擋土墻設(shè)計 水對墻后填料和墻身的影響 填料受到水的浮力作用而使土壓力減??； 砂性土的內(nèi)摩擦角受水的影響不大；粘性土浸水 后抗剪強度顯著降低； 墻背與場面均受到靜水壓力，當(dāng)有水位差時，墻 身受到靜水壓力差所引起的推力； 墻外水位驟然降落，墻后填料內(nèi)出現(xiàn)滲流時產(chǎn)生 滲透動水壓力。滲水性填料，動水壓力一般很小， 可略而不計； 墻身受到水的浮力作用，抗傾覆及抗滑動穩(wěn)定性 減弱。 浸水擋土墻土壓力計算 1. 填料為砂性土 計算時的假設(shè) 浸水部分填料單位重量采用浮容重； 浸水前后的內(nèi)摩擦角不變

27、； 破裂面仍為平面，由于浸水后破裂面的變 動對于計算土壓力的影響不大，因而不考 慮浸水的影響。 浸水擋土墻土壓力計算 1. 填料為砂性土 土壓力計算：在前述假設(shè)下，土壓力計算與 一般情形相似，只需扣除計算水位以下因浮 力影響而減少的土壓力。 浸水擋土墻土壓力計算 2. 填料為粘性土 浸水的主要影響：填料的強度明顯下降，主要是c 值 顯著降低。 處理方法：將計算水位上、下的填料作為不同性質(zhì)的 土層對待。按分層土計算土壓力，水位以上的土層按 非浸水的一般情形計算；計算水位以下的土層，重度 取浮容重，其上的填土重量作為荷載，按浮容重?fù)Q算 為均布土層，再按一般情形計算土壓力，截取水位以 下的土壓力。這

28、樣就獲得了全墻的土壓力。 浸水擋土墻土壓力計算 2. 填料為粘性土 計算圖式 靜水壓力、動水壓力和上浮力 1. 動水壓力 當(dāng)填料透水性不大，墻前水位低，墻后水位 高，墻后填料中因滲流而產(chǎn)生動水壓力。 靜水壓力、動水壓力和上浮力 2. 靜水壓力和浮力 靜水壓力：計算水位 以下的墻面和墻背受 到靜水壓力。 浮力：當(dāng)基底透水時， 擋土墻還受到浮力， 計算的浮力在根據(jù)基 底的透水情況折減。 浸水擋土墻穩(wěn)定性驗算 1. 驗算方法 某一水位下，擋土墻的 驗算過程與一般情形下 的擋土墻相同，只是擋 土墻上的力系不同。 水位高低影響擋土墻的 穩(wěn)定性。并且，對不同 的驗算指標(biāo)，影響不同， 因此要分別找出最不利 水位。 只有在最不利情況下使 擋土墻滿足穩(wěn)定性要求， 才能保證擋土墻的完全 穩(wěn)定。 浸水擋土墻穩(wěn)定性驗算 2. 最不利水位求算 對高水位和低水位 之間的不同水位進 行試算，找出最不 利的水位，此時的 穩(wěn)定性最差。 為了最快找出最不 利水位，一般采用 優(yōu)選法確定試算水 位。 第七節(jié) 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計 地震荷載的計算 地震作用