一級建造師市政公用工程管理與實務考試必備講義匯編 城市橋梁篇一零三

第五章?lián)跬翂ι系耐翂毫?.1概述5.1.1擋土墻的用途建筑物建筑物擋土墻地下室散體材料橋臺5.1.2擋土墻的類型1)按結構形式分類重力式擋土墻、懸臂式擋土墻扶壁式擋土墻、加筋土擋土墻土重W填土土重W5.1.3土壓力的種類1)靜止土壓力e0擋土結構不發(fā)生任何方向的移動時，土體作用于墻背的土壓力。2)主動土壓力ea擋土結構物+△-△土壓力0+△-△e0epea背離土體發(fā)生位移或轉動，使土體達到主動極限平衡狀態(tài)時的土壓力。3)被動土壓力ea天然土沿垂直截面或擋土結構物背向著土體產生一定的位移或轉動，使土體達到被動極限平衡狀態(tài)時的土壓力。5.1.4影響土壓力的因素擋土墻位移的大小與方向擋土墻的形狀擋土墻背后填土的性質擋土墻的材料5.1.5土坡穩(wěn)定的意義天然土坡與人工土坡。土坡穩(wěn)定性分析計算。土坡支護結構的設計與施工。5.2靜止土壓力計算

擋土墻不發(fā)生任何的位移，墻背后的土體處于彈性平衡狀態(tài)。5.2.1計算公式及分布e0=K0γZK0－靜止土壓力系數(shù)。ZdZe0=0e0=K0γHE0經驗值：砂土K0＝0.34~0.45；粘性土K0=0.5~0.7半經驗公式：K0＝1－sinφ`5.2.2靜止土壓力的應用地下室外墻地下室的外墻都有內隔墻支擋，位移與轉角為0。巖基上的擋土墻擋土墻的基礎與巖石基礎牢固聯(lián)結，墻不能位移與轉動。拱座拱座不允許產生位移與轉動。拱座水閘、船閘的邊墻等。例題設計一位于巖基上的擋土墻，墻背后的填土為砂土，重度γ＝18.5kN/m3，φ`＝300，計算擋土墻上的土壓力。解：按半經驗公式計算靜止土壓力系數(shù)K0＝1－sinφ`＝0.5墻底處的土壓力：e0=K0γH=55.5kPa總土壓力：E0=1/2*e0*H=166.5kN/m擋土墻H=6m填土166.5kN/m55.5kPa

H/35.3郎肯土壓力理論

表面水平的半無限土體，處于極限平衡狀態(tài)，當擋土墻的墻背光滑、豎直時，可按以下公式計算。實際上郎肯把擋土墻作為了一虛構的擋土墻，即把它作為了填土的一部分。5.3.1無粘性土的土壓力1)主動土壓力

虛構擋土墻取一單元體，σ1=σz=γz，作用在側面的壓力為σ3=σx=K0γz，當其處于極限平衡狀態(tài)時，有：σ3＝σ1tg2(450-φ/2)=σ1

Kaσ3即為其作用于擋土墻上的主動土壓力ea。主動土壓力系數(shù)zdzσz=γzσx=K0γz主動膨脹450-φ/2450-φ/2450-φ/2450-φ/2被動壓縮0τfσφCeaepK0γzγz-△HBAABBAZγHKaγHKa2C(Ka)1/2H/3EaEa粘性土ea＝σ1tg2(450-φ/2)－2Ctg(450-φ/2)＝γZKa－2C(Ka)1/22)被動土壓力砂土ep＝σ3tg2(450＋φ/2)＝γZKp粘性土ep＝γZKp＋

2C(Kp)1/2被動土壓力系數(shù)＋△HBAABBAZγHKaγHKp+2CH(Kp)1/2H/3EpEp2C(Kp)1/2郎肯土壓力理論實質上就是把擋土墻作為了土體的一部分，從土中一點的應力狀態(tài)出發(fā)，推導出主動和被動極限平衡狀態(tài)時的ea=e3，ep=e1，作為該點的主動土壓力和被動土壓力，從而確定沿墻背的土壓力強度分布圖，進而計算出作用在每延米墻背上的土壓力。5.4庫侖土壓力理論

把擋土墻后滑動楔體作為一剛體，當其達到極限平衡狀態(tài)時，用靜力平衡方程解出作用于墻背的土壓力。基本假設擋土墻向前移動；墻背填土沿AB和填土中的某一平面BC同時下滑，形成滑動楔體△ABC；楔體△ABC處于極限平衡狀態(tài)，不計其本身的壓縮；楔體△ABC對墻背的推力即為主動土壓力Ea。H-△βεαABCδEaφRWHzγZKaγHKaRWEaW與Ea的夾樂角為艱18甲00-[播ψ+季(α-股φ)]W與Ea的夾禽角ψ妖＝魯900-ε-柏δ按比碰例畫展出，掃取不尿同的α，找閘出Ea的最勞大值講即為Ea。無粘能性土計算休被動蛇土壓垂力時術，Ep應作曾用在靈墻背恩法線阿的上將側，若方向施向下蒸。其劫他分速析與課主動鴨土壓振力一葉樣。郎肯情土壓擾力理版論表煎示的劫土壓已力與蕉庫侖心土壓港力理捐論的章表示叉形式黎是一吊樣的遲，但刃其土訂壓力綱系數(shù)沃是不班同的在庫顫侖土決壓力留理論聽中，麥如果悶垂直ε＝0兄，墻北背光密滑δ＝0調，填膏土水天平β＝0盞，則澤庫侖冊公式怠將與重郎肯屈公式扶一致坦，所泥以說乏，郎糧肯土全壓力兩理論婚是庫粘侖土閑壓力蔬理論意的一趴種特剩殊形螺式。庫侖概主動笨土壓蘿力與噴被動某土壓炸力分我布均嚇呈三憲角形膠，但是應注傻意，峰墻背老不垂禿直時身，其送不應社為正秒三角訪形分饒布。5.旗5頭幾醬種常倒見情揪況的鈔土壓罷力5.昂5.抗1焰粘性稱土應港用庫臨侖土害壓力根據(jù)漢抗剪祖強度鍛相等肚原理粘性雪土抗鉗剪強到度穿τf=σ節(jié)tg辟φ+婦c等值明抗剪暴強度稀τf=σ伸tg男φD令以鼓上二袖式相舉等，誘得：σt泳gφ劣+＝綠σt薪gφDtg越φD=稍tg應φ＋勇c準/σφD＝t怠g-1(地tg撥φ＋迅c昨/σ唯)上式低中的浙σ應堡為滑盈動面宜上的熔平均愁法向弟應力魔，常核用Ea作用佳點處妨的自喜重應葬力代濃替，腔即＝好2/昏3γ諷H。根據(jù)扯土壓些力相假等原嚷理而為簡獻化計濱算，腐以郎臣肯土論壓力額這一董特殊慌情況困計算曬：Ea=1鍛/2γH2tg2(450-φ/2)-2CH理tg(450-φ/2)+揚2c2/γ令上惰式等暑于1/介2卻γH2tg2(450-φD/2)[砂土仇的主停動土舞壓力]，得像：tg(450-φD/2)＝tg(450-φ/2)-柱2問c/臥(γH涉)上式膽計算曉考慮伴了粘飄聚力明與墻械高的錄影響代。但驗沒有形計入轉擋土夢墻邊范界條烘件對φD的影蜓響，駱存在及一定棉的誤車差。5.紡5.可2敗填殃土表退面作丟用均壯布荷街載把q偏視為妄虛構狂的填奏土γh磚`的自是重產怒生的礙。Ea=1浙/2γH2Ka+q聽HKaHh`qEa5.間5.寬3悟擋子墻背捐后填洲土分殃層賤第①詞層土帽按郎研肯土陣壓力灰計算鏟第雹②層咬土捕把據(jù)第①招層土育的自州重作圣為均幼布荷錦載作墻用在裕第廊②層馬土上頁。h1`=輸(γ1h1)/γ2γ1h1Ka1①γ1h1φ1②γ2h2φ2Hh1h2h1`γ2(h1`+h2)Ka25.喚5.雪4尾填剪土中矩有地坊下水恐應溪將土歲壓力紅與水遞壓力魯分別虧計算徑。計算光地下川水位蕩以下弟土層布的主捆動土煩壓力沸時，惠應采打用浮稅重度腔和有同效內辭聚力音、有懸效內毀摩擦撞角。作用簡在墻丈背的蹈壓力梅應為蠶主動擱土壓按力加迎水壓感力。Hh1h2γh1φ

γ`h2φ`γh1KaγW

h2γ`h2K`a對砂舟土、近粉土蘇采用亦水、容土分拉算；粘性砌土根速據(jù)工惜程經禽驗，送采用套分算暫或合味算。5.杜5.尿5危建寫筑地蹄基基診礎設則計規(guī)椒范（早GB雀50難00品7-具20軌02餡）法垃建徐筑邊媽坡工蒼程技孕術規(guī)瓶范（屈GB跟50陷33雁0-革20踢02辦）法計算印模型半見下惜圖Ea=ψc1/認2γH2Ka式中營ψc1－第主動床土壓悼力增膝大系聽數(shù)。究土坡貿高度抱小于繡5m股時，畏宜取撐1；東5～撫8m松時，捉宜取糊1.籍1；全大于溝8m已時，培宜取哀1.栗2。Ka－可根帽據(jù)擋蛾土墻塔的排州水條望件和扶填土澆的質溜量查賄表確泛定。HqⅠ類查碎孟石土畢中義密暮ρd≥2煉.0橫t/更m3Ⅱ類益砂鈔土濃中密限ρd≥1鈔.6劍5t許/m3Ⅲ類糧粘古土夾膛塊石街ρd≥1單.9旅0t劇/m3Ⅳ類驚粉質竹粘土閣ρd≥1縱.6剩5t做/m35.婆5.內6組建竟筑邊播坡工湖程技雁術規(guī)單范（愉GB隙50座33衛(wèi)0-幕20狗02父）法據(jù)支醒護結弱構頂借端a揪處作起用有頓分布李線荷狡載QLeh,昌ma持x=(抹2QL/h)(Ka)1/英2據(jù)支嗽護結筐構頂講端a竄處作灣用有農寬度鳥b的倒均布巷荷載鉤qL；ehk=KaqLβ=450+φ/2QLaHheh,maxβφaHehβqLβb土壓盞力的驕計算貿常應豎用于猾邊坡形支護客結構段的設弊計中多，如什：人磁工邊高坡的遮支護贏設計千、基谷坑開雀挖的磚支護逐設計增、高宜路堤璃的邊戰(zhàn)坡支東護設湖計。慢詳見啦各《瓶規(guī)范帖》。例題棒已蔬知某撤擋土歌墻高貿h=猶6.越00羞m，睜墻背峰垂直憤、光偷滑，痕墻后寬填土蜓水平練，其然他條速件見惠圖所瞎示。晨示計壘算作亡用在嗽擋土雅墻上授的主賤動土莖壓力拒。q=19kN/m2H=6h1=2h2=4γ

1=19.0kN/m3C1=10kPa,φ=160γ

2=20.0kN/m3C2=0,φ=3005.賄6廟重嫁力式揮擋土剃墻設蒸計配在開儲挖明防塹、秧填方都陡坎知邊界疤地段竹，為紗支擋弟土體號，保堤證其扎穩(wěn)定萍而修跡建的宿結構化物稱瞞為擋踢土墻肌。滿依靠潑墻體輔本身龍的重表量抵咬抗土宏壓力躲的擋蜘土墻葵稱為此重力堆式擋斯土墻綢。5.布6.始1湯構那造要宜求（蛛GB奶50錯00文7）適用噸于高撈度H法<6褲m、宮地層忠穩(wěn)定賊、開休挖土務石方踩時不約會危耽及相柿鄰建良筑物席安全叛的地絲式段；擋土欠墻的惕基底懷可設貢置逆跨坡。土質呢地基頓：<奪1:級10巖質尾地基容：<懇1:膛5塊石算擋土但墻的摔墻頂誦寬度苦不宜街小于草40昏0m睬m；優(yōu)混凝厘土擋蹲土墻嚼的墻威頂寬劃度不炸宜小拿于2影00土mm至?；A緒埋置舍深度私，應撲根據(jù)狀地基嘩承載秤力、鳴水流盈沖刷槐、巖聯(lián)石裂渾隙發(fā)般育、明風化土程度停及預騾計滑蠟裂面芬的深腿度等腸因素撐綜合份確定霜。土價質地歌基不肢宜小早于0鳴.5反m；伐巖質尖地基槳不宜帖小于狂0.適3m妄。應每憲隔1陷0～勇20踩m設跟置一企道伸柏縮縫刪。當墻地基神有變型化時導宜加鐘設沉勉降縫狠。在意擋土綁結構炎的拐茄角處列，應害采取床加強歇的構哄造措串施。(G辦B5康03蠶30秤)規(guī)貫定：當采敬用重食力式乖擋土閉墻時螞，土嚷質邊呆坡不黨宜大父于8濱m，羊巖質迅邊坡仆不宜打大于糊10艘m。5.數(shù)6.固2詠穩(wěn)鋒定性搞驗算1)史抗滑微移穩(wěn)送定性宋驗算[(Wn+Ean)μ]礙/(Eat-Wt)≥掩1.騙3Wn=Wc啟os接αoWt=W夢si伏nαoEat=鞏Easi架n(α-壤αo-而δ)Ean=Eaco寇s(α-條αo-淚δ)式中μ－土似對擋田土墻警基底境的摩茶擦系掙數(shù)，追由試機驗確跑定，賴也可復按表律選用序。WEaδαoαbδ－土仍對擋槍土墻癢墻背堂的摩外擦角評，可撓按表源選用惕。安全水系數(shù)2)耐抗傾消覆驗特算(Wx0+Eazxf)/Eazzf≥寇1.填6Eax=Easi乎n(α-切δ)Eaz=Eaco減s(α-斜δ)xf=b-c逆otαzf=z-t蹤蝶atα0WEaδox0xfbz0zαoα3)搭整體據(jù)滑動奴穩(wěn)定穿性驗恒算土質串邊坡艦采用虜圓弧寸法驗刃算；隸巖質供邊坡歲可采賀用平屠面滑毯動法檔驗算調。4)恭重力宗式擋教土墻甩地基執(zhí)承載殺力驗鏈算基底辱合力會的偏努心距部不應姐大于倡0.英25貨倍基奸礎的中寬度及。擋土循墻基聞底產盲生的句平均籮壓力pk應滿朵足：pk≤fa當偏之心荷露載時后，pkm體ax≤1警.2fa式中pk－相漂應荷盛載效鍛應標較準組都合時姐，擋義土墻蹈底面柄處的駱平均美壓力赴；fa－修衰正后航的地親基承渾載力族特征畏值。pk=(Fk+Wk)/b式中Fk－相冰應荷掃載效伶應標繳準組挪合時慘，上期部傳狐遞的對荷載剖。5)弓擋土棄墻墻倆身結測構強委度的桑驗算1－隊1剖第面的份剪應寫力驗虜算墻背蒜材料片的壓矩力驗重算115.析6.姐3習反狗濾層塑設計在泄捕水孔聲進水浙側應周設置舌