擋土墻 畢業(yè)論文

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 擋土墻設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 浙江麗水奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 土木工程（道橋方向）年 級： 2012 年 秋 季 學(xué) 號： 121501403722 學(xué) 生： 吳君 指導(dǎo)教師： 呂淑娟 完成日期： 2014 年 09 月 14 日 II擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要 擋土墻是特種結(jié)構(gòu)中非常重要的結(jié)構(gòu)，是建筑工程、道橋工程、礦山工程和碼頭工程當(dāng)中應(yīng)用很廣的一種支擋結(jié)構(gòu)。擋土墻的穩(wěn)定與否對支擋保護(hù)的工程結(jié)構(gòu)安全具有舉足輕重的作用，科學(xué)的計(jì)算和設(shè)計(jì)是擋土墻穩(wěn)定的關(guān)鍵。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳

2、細(xì)地調(diào)查、勘測，確定構(gòu)造物的形式與尺寸，運(yùn)用合適的理論計(jì)算土壓力，并進(jìn)行穩(wěn)定性和截面強(qiáng)度方面的驗(yàn)算，采取合理、可行的措施，以保證擋土墻的安全性。本文著重介紹擋土墻的種類和各類型適合的環(huán)境因素，即各種擋土墻的適用性分析，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的哪些方面的問題。 關(guān)鍵詞：擋土墻；設(shè)計(jì)種類；適用性；環(huán)境因素；設(shè)計(jì)實(shí)例目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 擋土墻型式的選擇21.1 選型原則21.2 重力式擋土墻21.3 懸臂式擋土墻31.4 扶臂式擋土墻41.5 錨桿式擋土墻41.6 加筋土擋土墻52 擋土墻初定尺寸72.1 擋土墻的高度72.2 擋土墻的頂寬72.3 擋土墻的底寬73 擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算83.1

3、作用在擋土墻上的諸力83.1.1 墻身自重83.1.2 土壓力83.1.3 基底反力83.2 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算93.3 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算103.4 地基承載力驗(yàn)算114 墻后回填土的選擇124.1 理想的回填土124.2 可用的回填土124.3 不能用的回填土125 墻后排水措施135.1 無排水措施的危害135.2 排水措施的部位與構(gòu)造13 5.2.1 截水溝13 5.2.2 泄水孔136 擋土墻設(shè)計(jì)工程實(shí)例146.1 初定擋土墻截面尺寸146.2 土壓力計(jì)算146.3 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算146.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算156.5 地基承載力驗(yàn)算15結(jié) 論17參考文獻(xiàn)18引 言 一、擋土墻是指支承路，填土

4、或山坡土體，填充或防止土壤變形結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在擋土墻的橫截面，并與所述支撐壁的土壤部分稱為背面直接接觸，與墻背相對被稱為墻面，與地基基礎(chǔ)直接接觸的部分被稱為基礎(chǔ)，與基礎(chǔ)底部相對的，墻的上部分被稱為墻頂，基礎(chǔ)前端部分被稱為墻趾，基礎(chǔ)底部的后端被稱為墻踵。擋土墻主要起到支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的作用。 二、擋土墻在建筑施工中具有不可替代的作用。隨著應(yīng)用的越來越廣泛, 擋土墻結(jié)構(gòu)形式也日新月異，包括重力式擋墻、懸臂式擋土墻、扶臂式擋土墻、錨桿式擋土墻、加筋土擋土墻等。如何針對復(fù)雜的地形地質(zhì)條件, 選擇合理有效的擋土墻形式地基和處理措施，做到安全、經(jīng)濟(jì)、有效、合理是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難

5、點(diǎn)。1 擋土墻型式的選擇 在各類土建工程中，廣泛使用的擋土墻建筑物，統(tǒng)稱為擋土墻。雖然用途各異，但都起著支撐墻后回填土體和連接地面高差的作用。考慮擋土墻設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)與其他工程方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,分析其技術(shù)的可行性、可靠性及經(jīng)濟(jì)的合理性,然后才確定設(shè)計(jì)方案,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擋土墻的選型。1.1 選型原則 (1)擋土墻的用途、高度與重要性；(2)建筑場地的地形與地質(zhì)條件； (3)盡量就地取材，因地制宜；(4)安全而經(jīng)濟(jì)。擋土墻按建筑材料可分為塊石、素混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等。按擋墻高度可分為墻高5m的屬普通擋土墻, 墻高8m的屬高擋土墻。按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、懸臂式、扶臂式、錨桿式、加筋

6、土式、錨定板式、土釘式及板樁式。按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、懸臂式、扶臂式、錨桿式、加筋土式、錨定板式、土釘式及板樁式。擋土墻又可分為剛性擋土墻和柔性擋土墻，剛性擋土墻指由漿砌片石或混凝土砌筑的墻，其基本原理是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。 1.2 重力式擋土墻 重力式擋土墻，指的是依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻可用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，或采用片石混凝土、混凝土進(jìn)行整體澆筑。半重力式擋土墻可采用混凝土或少筋混凝土澆筑。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡單的梯形。它的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好。所以，重力式擋土墻在我國鐵路、公路、水利

7、、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應(yīng)用。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定，因此，體積、重量都大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻太高，它耗費(fèi)材料多，也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)鼗^好，擋土墻高度不大，本地又有可用石料時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻一般不配鋼筋或只在局部范圍內(nèi)配以少量的鋼筋，墻高在6m以下，地層穩(wěn)定、開挖土石方時(shí)不會(huì)危及相鄰建筑物安全的地段，其經(jīng)濟(jì)效益明顯。重力式擋土墻可根據(jù)其墻背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。重力式擋土墻可根據(jù)其墻背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。以下為每個(gè)類型的區(qū)別和適應(yīng)的要求： 1、根據(jù)土壓力理論計(jì)算，仰斜墻背的主動(dòng)土壓力最小，而俯斜墻背主

8、動(dòng)土壓力最大，垂直墻背位于兩者之間。 2、如擋土墻的施工需要開挖，因?yàn)橄蚝髢A斜可以臨時(shí)邊坡開挖相結(jié)合，而俯斜背需要傾斜的外墻回填土，因此，擋土墻邊坡開挖工程，以仰斜墻背為好。相反，如果是土方的工程，那么它是適應(yīng)用俯斜墻背或垂直墻背，更加方便土方的壓實(shí)。在個(gè)別情況下，為了減少土壤壓力，使用仰斜墻也是可以的，但是也要注意墻背附近的回填土質(zhì)量。 3、如果原有地勢前比較平整的，使用仰斜壁相對來說比較合理；如果原來的地勢比較陡峭，這時(shí)候來說應(yīng)采用垂直墻或俯斜墻。 1.3 懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻:懸臂式擋土墻指的是由立壁、趾板、踵板三個(gè)鋼筋混凝土懸臂構(gòu)件組成的擋土墻 懸臂式擋土墻有以下特點(diǎn)：1.截面尺寸

9、小。2.施工方便。3.對地基承載力要求不高。 4. 工作面較大。懸臂式適應(yīng)范圍為地基土質(zhì)差且墻高h(yuǎn)>5m的重要工程。在設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)的要求，面坡常用1：0.02到1：0.05，背坡可直立。 頂寬>0.15m，路肩墻>0.2m，踵板采用等厚,趾板端部厚度可減薄,但不小于0.30m，墻高一般在6m-9m之間。底板是由墻趾板和墻踵板組成，底板一般是水平設(shè)置，做成變厚度板，底面為水平。內(nèi)力計(jì)算包括墻身內(nèi)力和墻踵板的內(nèi)力。墻身可視為固定在底板上的懸臂梁，主要承受墻后的主動(dòng)土壓力和地下水壓力，墻前的土壓力可忽略不計(jì)。至于墻踵板可看成是墻身為固定端的懸臂梁，墻踵上作用的有第二破裂面與墻背間的

10、土體的重力，墻踵的自重，主動(dòng)土壓力的豎直分量，地基土反力，地下水浮力和靜水壓力等荷載。排榜樞紐立交G 匝道從GK0+ 600 開始并入已建成排榜樞紐立交A 匝道，G 匝道的建設(shè)即為A 匝道路基路面右側(cè)的加寬擴(kuò)建。為減小對重要管線的擾動(dòng)破壞，該段路基加寬采用氣泡混合輕質(zhì)土填筑，使用澆筑片石混凝土擋土墻支擋, 并在墻砌筑漿砌片石護(hù)腳。氣泡輕質(zhì)土的主要特點(diǎn)是比平均堆積密度比一般的填充土小（通常是普通填充土的三分之一），強(qiáng)度和密度可以應(yīng)用的范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)小得多，具有較低的透水性和較低的透氣性，便捷、高效的施工并可以直接用于填充，這些特性決定了氣泡混合輕質(zhì)土作為修建路基，不僅可降低基板的附加應(yīng)力，減少

11、了建筑物的沉降，增加穩(wěn)定性，并減少對舊路基新堤的影響，同時(shí)節(jié)省了大量的土地復(fù)墾。輕質(zhì)土路堤冷凝后可以直立，使土壓力擋土墻的作用幾乎可以忽略不計(jì)，主要的作用擋土墻交手傾覆;漿砌片石為擋土墻墻趾的深度提供了保護(hù)作用，起來抗防滑效果。 1.4 扶臂式擋土墻扶壁式擋土墻，扶臂式擋土墻指的是沿懸臂式擋土墻的立臂，每隔一定距離加一道扶壁，將立壁與踵板連接起來的擋土墻，扶壁式擋土墻是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、施工方便，墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好的發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的低級。適用環(huán)境，適用于缺乏石料及地震地區(qū)。一般在較高的填方路段采用來穩(wěn)定路堤，以減少土石方工程

12、量和占地面積。扶壁式擋土墻，斷面尺寸較小，踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移，豎板和扶壁共同承受土壓力產(chǎn)生的彎矩和剪力，相對懸臂式擋土墻受力好。適用612m高的填方邊坡，可有效地防止填方邊坡的滑動(dòng)。扶壁式擋土墻是路肩擋土墻的一種，是將預(yù)制的擋墻板焊接在預(yù)埋于基礎(chǔ)混凝土中的鋼板上，然后在其內(nèi)倒填土的一種擋墻形式與其它幾種形式的擋墻比較，扶壁式擋土墻具有節(jié)省占地空間、縮短施工工期、美化城市環(huán)境、較易施工等優(yōu)點(diǎn)，是城市公路工程立交橋引道中常用的一種擋墻形式。 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。扶肋把立壁同墻踵板連接起來，起加勁的作用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提

13、高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減小立壁的變形。扶壁式擋土墻宜整體灌注，也可采用拼裝，但拼裝式扶壁擋土墻不宜在地質(zhì)不良地段和地震烈度大于或等于八度的地區(qū)使用。懸臂式和扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠墻身自重和墻踵板上方填土的重力來保證的，而且墻趾板的設(shè)置也顯著地增大了擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性并大大減小了基底接觸應(yīng)力。扶壁式擋土墻所受的計(jì)算荷載，作用在墻踵板上的荷載有：計(jì)算墻背與實(shí)際墻背的土重級活荷載，墻踵板自重，作用在墻趾板頂面的土壓力豎向分量，有墻趾板固端彎矩的作用在墻趾板上引起的等代荷載，以及地基反力等。 1.5 錨桿式擋土墻錨桿擋土墻是利用錨桿技術(shù)形成的一種擋土結(jié)構(gòu)物。錨桿是在一端與工程結(jié)構(gòu)連接通過鉆孔

14、的另一端的新張力構(gòu)件，插入螺栓，灌漿，維護(hù)和錨定在穩(wěn)定的地層中的其他進(jìn)程能夠承受所施加的大地推力的結(jié)構(gòu)中的壓力要錨固的優(yōu)點(diǎn)錨與地層之間的力，以保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿擋土墻的優(yōu)點(diǎn)有：(1)結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，與重力式擋土墻相比，可以大量節(jié)省施工過程中勞力以及項(xiàng)目投資；（2）利于擋土墻的先進(jìn)化施工，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（3）不需要開挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困難，并利于安全生產(chǎn)施工。而它的的缺點(diǎn)是使設(shè)計(jì)和施工受到一定的限制，如施工工藝要求較高，要有鉆孔、灌漿等配套的專用機(jī)械設(shè)備，并需且要耗用部分的建筑材料。錨桿擋土墻可根據(jù)地形設(shè)計(jì)為單極或多級，每級墻的高度不宜大雨8m，具體高度應(yīng)視地質(zhì)和施工條件而

15、定，在多級的上、下兩級墻之間應(yīng)設(shè)置平臺，平臺寬度一般不小于1.5m，平臺應(yīng)用厚度基本小于0.15m的C15混凝土封閉，并設(shè)向外墻傾斜2%的橫坡。在50年代以前，錨桿技術(shù)只是作為施工過程的一種臨時(shí)措施，60年代以后，錨桿技術(shù)迅速發(fā)展并應(yīng)用到土木工程的許多領(lǐng)域中。現(xiàn)已廣泛用于公路、鐵路、煤礦、和水利等支擋工程中。錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)路塹地段，但他具有錨固條件的路塹墻也可以使用，還可以應(yīng)用于陡坡路堤。 1.6 加筋土擋土墻加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分

16、組成。適用范圍, 用于傳統(tǒng)的重力式擋土墻無法滿足設(shè)計(jì)要求的情況，如墻頂坡度較大、有活載或地基土質(zhì)較差等。在加筋土擋土墻的設(shè)計(jì)施工中用多層拉接網(wǎng)片按設(shè)計(jì)的標(biāo)高和長度在自嵌式景觀后一定范圍的回填土內(nèi)分層布置一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。 加筋土的顯著特點(diǎn)：加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價(jià)比較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 加筋土擋土墻施工簡便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期，一般包括下列工序

17、：基槽（坑）開挖、地基處理、排水設(shè)施、基礎(chǔ)澆（砌）筑、構(gòu)件預(yù)制與安裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實(shí)、墻頂封閉等，其中現(xiàn)場墻面板拼裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實(shí)等工序是交叉進(jìn)行的。加筋土擋土墻的荷載及其穩(wěn)定性分析，加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析主要是確定拉筋拉力和驗(yàn)算抗拉和抗拔穩(wěn)定性，它與加筋體破裂面形狀、拉筋與填土間的，摩擦作用及土壓力等因素有關(guān)；外部穩(wěn)定性與工程的地基土和工程相連的整體土層等有關(guān)。至于土壓力計(jì)算采用庫倫第二理論計(jì)算。K53+ 660 K53+ 715 段為省道S359 跨線橋橋改路段，左側(cè)填方邊坡高20. 9m, 直接放坡將侵入已有道路，并且坡腳距離已有北通道很近，不便于對所侵占道路進(jìn)

18、行改路，考到坡腳范圍地勢平坦，同時(shí)避免高大擋墻對視覺的沖擊，采用加筋土擋土墻收縮坡腳。本段路堤擋墻墻頂填土高度16m，結(jié)構(gòu)采用階梯路堤式加筋陡坡結(jié)構(gòu)，分階高度3m，臺階寬度1m。基礎(chǔ)置于基巖上，現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)，預(yù)制安裝鋼混凝土空心墻面塊體；加筋材料采用防老化高強(qiáng)土工格柵；填料就近采用開山土( 碎石土)，不可用高液限土。每個(gè)臺階頂利用空心墻面塊體進(jìn)行綠化，種植藤蔓植物或灌木等。 2 擋土墻初定尺寸 2.1 擋土墻的高度通常擋土墻的高度是由任務(wù)要求確定的，即考慮墻后被支擋的填土呈水平時(shí)墻頂?shù)母叱?。有時(shí)，對長度很大的擋土墻，也可使墻頂?shù)陀谔钔另斆妫眯逼逻B接，以節(jié)省工程量。 2.2 擋土墻的頂

19、寬擋土墻的頂寬為構(gòu)造要求確定，以保證擋土墻的整體性，具有足夠的強(qiáng)度。對于砌石重力式擋土墻，頂寬應(yīng)大于0.5m。對于素混凝土重力式擋墻頂寬也不應(yīng)小于0.5m。對于鋼筋混凝土懸臂式擋土墻頂寬不小于0.3m。 2.3 擋土墻的底寬擋土墻的底寬由整體穩(wěn)定性確定。初定擋土墻底寬B(0.50.7)H，擋土墻底面為卵石、碎石時(shí)取小值；墻底為粘性土?xí)r取大值。擋土墻尺寸初定后，進(jìn)行擋土墻抗滑穩(wěn)定與抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算。若安全系數(shù)過大，則適當(dāng)減小墻的底寬；反之，安全系數(shù)太小，則適當(dāng)加大墻的底寬或采取其他措施，以保證擋土墻既安全又經(jīng)濟(jì)。3 擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算 3.1 作用在擋土墻上的諸力擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算包括抗傾覆驗(yàn)算和

20、抗滑移驗(yàn)算。一般是由試驗(yàn)方法來確定擋土墻的橫截面尺寸，一般根據(jù)本擋土墻工程地質(zhì)情況，填充土性質(zhì)和墻體材料及施工條件等根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定下橫截面尺寸，再根據(jù)公式計(jì)算其是否符合要求。一旦不符合施工要求的，應(yīng)立即修改橫截面尺寸或采取其他相對應(yīng)的措施。應(yīng)引起值得注意的是軟土地基上倒塌時(shí)，墻面的基礎(chǔ)可能隨時(shí)落入軟土地基中，瞬間轉(zhuǎn)移的中心，導(dǎo)致抗傾覆安全系數(shù)較低，隨時(shí)發(fā)生整個(gè)墻身安全危險(xiǎn)。因此，在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意土壤的壓縮性。擋土墻上的荷載有：自重、設(shè)計(jì)活荷載、施工活荷載、填土側(cè)壓力、可變荷載以及分項(xiàng)系數(shù)。擋土墻的橫截面尺寸應(yīng)按實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境計(jì)算，土壓力計(jì)算采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，擋土墻橫截面和底部的寬度是

21、通過防滑控制總體穩(wěn)定驗(yàn)算來確定的，但從很多信息收集中，破壞擋土墻，大部分是倒塌所引起的，這說明在抗滑移方面一般有較大的安全儲(chǔ)備。3.1.1 墻身自重 墻身自重W豎直向下，作用在墻體的重心。擋土墻型式與尺寸初定后，W確定。若經(jīng)驗(yàn)算后，尺寸修改，則W需重新計(jì)算。3.1.2 土壓力 土壓力是擋土墻的主要荷載。根據(jù)擋土墻的位移，以確定土壤壓力時(shí)，用應(yīng)相應(yīng)的公式計(jì)算應(yīng)用的類型。通常向前移動(dòng)時(shí)，墻體背面的作用主動(dòng)土壓力Pa。 如果擋土墻地基因?yàn)閾跬翂拥脑O(shè)計(jì)的深度，而深度部分因?yàn)閾跬翂Φ囊苿?dòng)而受到擠壓，故對墻體作用著被動(dòng)士壓力Pp，但有時(shí)開挖松動(dòng)忽略不計(jì)，這樣的結(jié)果是更加安全。 3.1.3 基底反力 擋

22、土墻基底反力可分解為豎向的法向分力和水平分力兩部分。地基反力分布 基底地基反力的分布規(guī)律主要取決于基礎(chǔ)的剛度和地基的變形條件。對柔性基礎(chǔ)，地基反力分布與上部荷載分布基本相同，而基礎(chǔ)底面的沉降分布則是中央大而邊緣小，如由土筑成的路堤，其自重引起的地基反力分布與路堤斷面形狀相同。對剛性基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)或高爐基礎(chǔ)等），在外荷載作用下，基礎(chǔ)底面基本保持平面，即基礎(chǔ)各點(diǎn)的沉降幾乎是相同的，但基礎(chǔ)底面的地基反力分布則不同于上部荷載的分布情況。剛性基礎(chǔ)在中心荷載作用下，開始的（荷載較小時(shí)）地基反力呈馬鞍形分布；荷載較大時(shí)，邊緣地基土產(chǎn)生塑性變形，邊緣地基反力不再增加，使地基反力重新分布而呈拋物線分布，若外荷

23、載繼續(xù)增大（當(dāng)荷載很大，接近地基的極限荷載時(shí)），則地基反力會(huì)繼續(xù)發(fā)展呈鐘形分布。 3.2 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力和其他外荷載的作用下，基底摩擦力抵抗擋土墻滑移的能力。擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性分析如圖3.2所示。圖3.2 擋土墻抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算(1)將作用在擋土墻上的土壓力Pa分解為兩個(gè)分力；(2)水平分力Pax為使擋土墻滑動(dòng)的力，Pax=Pacos(+)；(3)豎向分力Pay和墻自重W引起的摩擦力為抗滑力，Pay=Pasin(+)；(4)抗滑力與滑動(dòng)力的比值，稱為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，記為Ks；(5)抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算公式：式中：Ks-抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； Pax-主動(dòng)土壓力的水平分力，KN

24、/m； Pay-主動(dòng)土壓力的豎向分力，KN/m； -基底摩擦系數(shù)，由試驗(yàn)測定或參考規(guī)范確定。(6)若抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果不滿足要求，則應(yīng)采取以下的措施來解決：修改擋土墻的斷面尺寸，通常加大底寬，增加墻自重以增大抗滑力；在擋土墻基底鋪砂、碎石墊層，提高摩擦系數(shù)，增大抗滑力；在擋土墻基底做成逆坡，利用滑動(dòng)面上部分反力抗滑；在軟土地基上，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)較小，采取其他方法無效或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在擋土墻踵后面加鋼筋混凝土拖板。利用拖板上的填土重量增大抗滑力。拖板和擋土墻之間用鋼筋連接。 3.3 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力。擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性分析如圖3.3所示。圖

25、3.2 擋土墻抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算(1)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算以墻趾O點(diǎn)取力矩進(jìn)行計(jì)算(參見圖3.2)；(2)主動(dòng)土壓力的水平分力Pax乘以力臂h為使墻傾覆的力矩；(3)主動(dòng)土壓力的豎向分力Pay乘以力臂b與墻自重W乘以力臂之和為抗傾覆力矩；(4)抗傾覆力矩與傾覆力矩之比值稱為抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)，記以Kt；(5)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算公式：式中：Kt-抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)； a，b，h-分別為W，Pay，Pax對O點(diǎn)的力臂，m。(6)若傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果不滿足要求，則應(yīng)采取以下的措施來解決：修改擋土墻尺寸，如加大墻底寬，增大墻自重，以增大抗傾覆力矩。這一方法要增加較多的工程量，通常并不經(jīng)濟(jì)；伸長墻前趾，增加混凝土工程

26、量不多，但需增加鋼筋用量；將墻背做成仰斜，可減小土壓力，但施工不方便；做卸荷臺，位于擋土墻豎向墻背上，形如牛腿。卸荷臺以上的土壓力，不能傳到卸荷臺以下。土壓力呈兩個(gè)小三角形，因而減小了總的土壓力，使傾覆力矩減小。 3.4 地基承載力驗(yàn)算擋土墻地基承載力驗(yàn)算，與一般偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)公式：4 墻后回填土的選擇根據(jù)上述土壓力理論進(jìn)行分析，通常希望作用在擋土墻上的土壓力值越小越好。這樣可使擋土墻斷面小，省方量，降低造價(jià)。各種土壓力中，最小的土壓力為主動(dòng)土壓力Pa，而Pa的數(shù)值大小與墻后填土的種類和性質(zhì)密切相關(guān)。由此可見，擋土墻后的填土應(yīng)作為擋土墻工程的組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇

27、。4.1 理想的回填土卵石、礫石、粗砂、中砂的內(nèi)摩擦角大，主動(dòng)土壓力系數(shù)小，則作用在擋土墻上的主動(dòng)土壓力小。上述粗粒土為擋土墻后理想的回填土。4.2 可用的回填土細(xì)砂、粉砂、含水率接近最優(yōu)含水率的粉土、粉質(zhì)粘土和低塑性粘土為可用的回填土，如當(dāng)?shù)責(zé)o粗粒土，外運(yùn)不經(jīng)濟(jì)，可就地取材。4.3 不能用的回填土軟粘土、成塊的硬粘土、膨脹土和耕植土，因性質(zhì)不穩(wěn)定，在冬季冰凍時(shí)或雨季吸水膨脹都將產(chǎn)生額外的土壓力，對擋土墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，故不能用作墻后的回填土。5 墻后排水措施 5.1 無排水措施的危害 根據(jù)調(diào)查資料顯示，擋土墻后沒有采取排水措施或者是排水措施失效，是擋土墻倒塌的主要原因之一。在擋土墻建成

28、使用期間，如遇暴雨，有大量雨水滲入擋土墻后填土中，結(jié)果使填土的重度增加，內(nèi)摩擦角減小，土的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致填土對墻的土壓力增大。同時(shí)墻后積水，增加水壓力，對墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。若地基軟弱，則土壓力增大引起擋土墻的失穩(wěn)。因此，擋土墻設(shè)計(jì)中必須設(shè)置排水。 5.2 排水措施的部位與構(gòu)造5.2.1 截水溝 凡擋土墻后有較大的面積或擋山坡，則應(yīng)在填土頂面、離擋土墻適當(dāng)?shù)木嚯x設(shè)截水溝，如圖5.1所示，把坡上、外部徑流截?cái)嗯懦?。圖5.1 截水溝示意圖 5.2.2 泄水孔 已滲入墻后填土中的水，則應(yīng)將其迅速排出。通常在擋土墻的下部設(shè)置泄水孔，泄水孔的布設(shè)如圖5.2所示。圖5.2 泄水孔示意6 擋土墻設(shè)計(jì)工程

29、實(shí)例已知某混凝土擋土墻如圖6.1所示：高度H=6.0m，墻背傾斜=10°，填土表面傾斜=10°，墻摩擦角=20°，=30°，重度=18.5KN/m3。地基承載力設(shè)計(jì)值f=180KPa。圖6.1 擋土墻示意圖6.1 初定擋土墻截面尺寸解：1.初定擋土墻斷面尺寸設(shè)計(jì)擋土墻頂寬1.0m，底寬5.0m。墻自重 6.2 土壓力計(jì)算根據(jù)題意應(yīng)用庫侖土壓力理論，計(jì)算作用于墻上的主動(dòng)土壓力 由=30°，=20°，=10°，=10°可得Ka=0.46。土壓力的豎向分力土壓力的水平分力6.3 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算墻底對地基中砂的摩擦系數(shù)，查

30、表，=0.4?？够€(wěn)定安全系數(shù) 安全因安全系數(shù)偏大，為節(jié)省工程另修改擋土墻尺寸，將墻底寬5.0改為4.0m，則擋土墻自重為修改尺寸后抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 6.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算求出作用在擋土墻上諸力對墻趾O點(diǎn)的力臂。自重W '的力臂 a=2.17m；Eay的力臂 b=3.65m；Eax的力臂 h=2.00m。抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù) 安全由上可知，通?？够€(wěn)定滿足要求時(shí)，抗傾覆穩(wěn)定也滿足要求。 6.5 地基承載力驗(yàn)算該擋土墻初定尺寸頂寬l=1.0m，底寬L=4.0m。（1）作用在基礎(chǔ)底面上總的豎向力（2）合力作用點(diǎn)與墻前趾O點(diǎn)距離（3）偏心距（4）基底最大基底壓力因，最大基底壓力滿足承載力要求。結(jié) 論 目前在專業(yè)設(shè)計(jì)中人們往往忽視擋土墻的布置形式, 致使設(shè)計(jì)不合理, 提高了造價(jià)。究其原因, 一是設(shè)計(jì)人員本身不具備結(jié)構(gòu)專業(yè)知識, 二是缺