基礎(chǔ)工程學(xué)邊坡與擋土墻設(shè)計(jì)方案PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1基礎(chǔ)工程學(xué)邊坡與擋土墻設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)工程學(xué)邊坡與擋土墻設(shè)計(jì)方案邊坡工程：邊坡工程：為滿足工程需要而對(duì)邊坡進(jìn)行的改造稱為邊坡工程。為滿足工程需要而對(duì)邊坡進(jìn)行的改造稱為邊坡工程。l按成因分：人工邊坡和自然邊坡按成因分：人工邊坡和自然邊坡人工邊坡：人工邊坡：人工開(kāi)挖或填筑施工形成的具一定斜度地段；人工開(kāi)挖或填筑施工形成的具一定斜度地段；自然邊坡：自然邊坡：自然地質(zhì)作用形成的具一定斜度地段，形成時(shí)間較長(zhǎng)；自然地質(zhì)作用形成的具一定斜度地段，形成時(shí)間較長(zhǎng)；l按地層巖性分：土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡按地層巖性分：土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡：土質(zhì)邊坡：土層結(jié)構(gòu)決定其穩(wěn)定性，破壞形式為圓弧滑動(dòng)和直線滑動(dòng)；土層結(jié)構(gòu)

2、決定其穩(wěn)定性，破壞形式為圓弧滑動(dòng)和直線滑動(dòng)；巖質(zhì)邊坡：巖質(zhì)邊坡：穩(wěn)定性決定于巖體主要結(jié)構(gòu)面與邊坡傾向關(guān)系、巖層界面傾角等穩(wěn)定性決定于巖體主要結(jié)構(gòu)面與邊坡傾向關(guān)系、巖層界面傾角等l按適用年限分：永久性邊坡和臨時(shí)性邊坡按適用年限分：永久性邊坡和臨時(shí)性邊坡邊坡工程分類邊坡工程分類第1頁(yè)/共16頁(yè)邊坡工程穩(wěn)定性影響因素可分為邊坡工程穩(wěn)定性影響因素可分為內(nèi)部因素內(nèi)部因素和和外部因素外部因素。內(nèi)部因素包括巖土。內(nèi)部因素包括巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、水的作用等；外部因素包括工程荷載條件及變性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、水的作用等；外部因素包括工程荷載條件及變化、風(fēng)化作用、氣候條件、人為活動(dòng)等。主要因素有：化

3、、風(fēng)化作用、氣候條件、人為活動(dòng)等。主要因素有：l 巖土性質(zhì)：抗剪強(qiáng)度、巖土堅(jiān)硬（密實(shí)）程度、抗風(fēng)化（軟化）能力等；巖土性質(zhì)：抗剪強(qiáng)度、巖土堅(jiān)硬（密實(shí)）程度、抗風(fēng)化（軟化）能力等；l巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：節(jié)理、裂隙發(fā)育程度及分布、軟弱面、結(jié)構(gòu)面膠結(jié)等；巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：節(jié)理、裂隙發(fā)育程度及分布、軟弱面、結(jié)構(gòu)面膠結(jié)等；l水文地質(zhì)條件：地下水埋藏、流動(dòng)、潛蝕及動(dòng)態(tài)變化；水文地質(zhì)條件：地下水埋藏、流動(dòng)、潛蝕及動(dòng)態(tài)變化；l氣候作用：風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化后的機(jī)械變化和化學(xué)變化等；氣候作用：風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化后的機(jī)械變化和化學(xué)變化等；l地震作用：地面運(yùn)動(dòng)加大下滑力、降低巖土體的強(qiáng)度；地震作用：地面運(yùn)動(dòng)

4、加大下滑力、降低巖土體的強(qiáng)度；l地貌因素：邊坡的幾何形態(tài)；地貌因素：邊坡的幾何形態(tài)；l人為因素：邊坡設(shè)計(jì)、施工、外來(lái)水的滲入、爆破等。人為因素：邊坡設(shè)計(jì)、施工、外來(lái)水的滲入、爆破等。第2頁(yè)/共16頁(yè)對(duì)對(duì)土質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡，粘性土的破壞面基本上為，粘性土的破壞面基本上為圓弧形圓弧形，無(wú)粘性土的破壞面，無(wú)粘性土的破壞面基本上都為基本上都為直線形直線形。對(duì)對(duì)巖質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡，多沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑移。破壞面可分為直線形、，多沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑移。破壞面可分為直線形、折線形、楔形等。大規(guī)模巖質(zhì)邊坡滑動(dòng)可呈圓弧形。另外還有復(fù)合型折線形、楔形等。大規(guī)模巖質(zhì)邊坡滑動(dòng)可呈圓弧形。另外還有復(fù)合型滑動(dòng)、巖石崩落等滑動(dòng)

5、、巖石崩落等第3頁(yè)/共16頁(yè)擋土墻擋土墻(Retaining Wall)：為防止邊坡巖土體坍塌、滑移而修筑的，承受為防止邊坡巖土體坍塌、滑移而修筑的，承受巖土體側(cè)向土壓力的墻式構(gòu)筑物。巖土體側(cè)向土壓力的墻式構(gòu)筑物。常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有以下幾類常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有以下幾類：第4頁(yè)/共16頁(yè)第5頁(yè)/共16頁(yè)第6頁(yè)/共16頁(yè)第7頁(yè)/共16頁(yè)重力式擋土墻重力式擋土墻(Retaining Wall)：依靠墻體自身重力維持擋土墻在側(cè)向壓依靠墻體自身重力維持擋土墻在側(cè)向壓力作用下的穩(wěn)定的擋土墻。力作用下的穩(wěn)定的擋土墻。重力式擋墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡(jiǎn)單的重力式擋墻可用石砌或混凝土建成，一般都

6、做成簡(jiǎn)單的梯形梯形。其。其優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：是：就地取材、施工方便，經(jīng)濟(jì)。在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程就地取材、施工方便，經(jīng)濟(jì)。在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛應(yīng)用。中得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：靠自重維持穩(wěn)定，需大體積、重量大，在軟弱地基是：靠自重維持穩(wěn)定，需大體積、重量大，在軟弱地基上修建對(duì)承載力要求高，墻體太高還將導(dǎo)致耗費(fèi)大、不經(jīng)濟(jì)。上修建對(duì)承載力要求高，墻體太高還將導(dǎo)致耗費(fèi)大、不經(jīng)濟(jì)。因此，重力式擋墻的適用條件是：因此，重力式擋墻的適用條件是：地基較好、擋墻高度不大地基較好、擋墻高度不大(6m以內(nèi)）、以內(nèi)）、本地有可用石料。本地有可用石料。(a)俯斜 (b)直立

7、(c)仰斜 (d)衡重式圖6-11重力式擋土墻型式第8頁(yè)/共16頁(yè)重力式擋土墻的計(jì)算內(nèi)容包括三部分的內(nèi)容：重力式擋土墻的計(jì)算內(nèi)容包括三部分的內(nèi)容：l整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算）l地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算l墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算重力式擋土墻的受力分析重力式擋土墻的受力分析：l墻背作用的巖土體主動(dòng)土壓力墻背作用的巖土體主動(dòng)土壓力l墻體自身重力墻體自身重力l墻體埋入土體內(nèi)部分承受的被墻體埋入土體內(nèi)部分承受的被動(dòng)土壓力（當(dāng)埋入深度不大時(shí)，動(dòng)土壓力（當(dāng)埋入深度不大時(shí)，可忽略不計(jì)）可忽略不計(jì)）第9頁(yè)/共16頁(yè)l整體穩(wěn)定性驗(yàn)算之抗傾覆驗(yàn)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

8、之抗傾覆驗(yàn)算算何謂傾覆？何謂傾覆？墻體在主動(dòng)土壓力和自身重力墻體在主動(dòng)土壓力和自身重力的作用下發(fā)生傾倒。其實(shí)質(zhì)是各力對(duì)墻址的作用下發(fā)生傾倒。其實(shí)質(zhì)是各力對(duì)墻址o點(diǎn)點(diǎn)的力矩不平衡，出現(xiàn)傾覆力矩。的力矩不平衡，出現(xiàn)傾覆力矩。由此，所謂抗傾覆驗(yàn)算的目的由此，所謂抗傾覆驗(yàn)算的目的是維持各力是維持各力對(duì)對(duì)o點(diǎn)力矩的平衡，并滿足一定的安全儲(chǔ)備。點(diǎn)力矩的平衡，并滿足一定的安全儲(chǔ)備。定義：定義：抗傾覆安全系數(shù)指抗傾覆力矩與傾抗傾覆安全系數(shù)指抗傾覆力矩與傾覆力矩之比值。（覆力矩之比值。（p383）6 . 1 faxfazotZEXEGXK第10頁(yè)/共16頁(yè)l整體穩(wěn)定性驗(yàn)算之抗滑移驗(yàn)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算之抗滑移驗(yàn)算算何

9、謂滑移？何謂滑移？墻身底部摩擦力不夠以致墻體墻身底部摩擦力不夠以致墻體在主動(dòng)土壓力作用下發(fā)生底部滑動(dòng)。在主動(dòng)土壓力作用下發(fā)生底部滑動(dòng)。由此，所謂抗滑移驗(yàn)算的目的由此，所謂抗滑移驗(yàn)算的目的是維持底部是維持底部滑動(dòng)力和抗滑力的平衡，并滿足一定的安全滑動(dòng)力和抗滑力的平衡，并滿足一定的安全儲(chǔ)備。儲(chǔ)備。定義：定義：抗滑移安全系數(shù)指抗滑力與滑動(dòng)力抗滑移安全系數(shù)指抗滑力與滑動(dòng)力之比值。之比值。(p384)3 . 1)( tatannsGEEGK 第11頁(yè)/共16頁(yè)l地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算將將墻身看作是淺基礎(chǔ)，將墻身上受到的土壓力作為荷載對(duì)待墻身看作是淺基礎(chǔ)，將墻身上受到的土壓力作為荷載對(duì)待，則地，則地

10、基承載力的驗(yàn)算與偏心荷載下淺基礎(chǔ)地基承載力的驗(yàn)算相同?；休d力的驗(yàn)算與偏心荷載下淺基礎(chǔ)地基承載力的驗(yàn)算相同。l墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算已知墻身受力以后，根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和混凝已知墻身受力以后，根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和混凝土土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)要求和方法進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)要求和方法進(jìn)行驗(yàn)算。第12頁(yè)/共16頁(yè)l抗傾覆穩(wěn)定措施抗傾覆穩(wěn)定措施目的是減小傾覆力矩，增大抗傾覆力矩。目的是減小傾覆力矩，增大抗傾覆力矩。p增大擋土墻截面尺寸增大擋土墻截面尺寸p加寬墻址加寬墻址p墻背做成仰斜墻背做成仰斜p在墻背上做卸荷臺(tái)在墻背上做卸荷臺(tái)第13頁(yè)/共16頁(yè)l墻型選擇墻型選擇目的是減小滑動(dòng)力，增大抗滑力。目的是減小滑動(dòng)力，增大抗滑力。p修改擋土墻截面尺寸修改擋土墻截面尺寸p加大基底寬度加大基底寬度p增加埋深增加埋深p墻底面做砂石墊層墻底面做砂石墊層第14頁(yè)/共16頁(yè)l墻型選擇墻型選擇若擋土墻修建需要開(kāi)挖，因仰斜墻背可與開(kāi)挖的臨時(shí)邊坡相結(jié)合若擋土墻修建需要開(kāi)挖，因仰斜墻背可與開(kāi)挖的臨時(shí)邊坡相結(jié)合，而俯斜背后需要回填土，因此對(duì)于支擋挖方工程的邊坡，以仰斜墻，而俯斜背后需要回填土，因此對(duì)于支擋挖方工程的邊坡，以仰斜墻背為好，反之，如果是填方工程，則宜用俯斜或垂直墻背，以便填土背為好，反之，如果是填方工程，則宜用俯斜或垂直墻背，以便填