重力式擋土墻 (詳細課件)

擋土墻安全檢算

GravityRetainingWall

一、重力式擋土墻安全檢算§檢算目的：強度，穩(wěn)定性§壓力作用后破壞形式

：滑移.傾覆.不均勻沉降和墻身斷裂等

為保證擋土墻在土壓力及外荷載作用下，有足夠的強度及穩(wěn)定性，在設計擋土墻時，應驗算擋土墻沿基底的抗滑動穩(wěn)定性．繞墻趾的抗傾覆穩(wěn)定性，基底應力和偏心距，以及墻身強度等。一般情況下，主要由基底承載力和滑動穩(wěn)定性來控制設計，墻身應力可不必驗算。擋土墻的力學計算取單位長度計算。

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擋土墻驗算方法：一.總安全系數(shù)的容許應力法二.分項安全系數(shù)的極限方法二、作用在擋土墻上的力系作用在擋土墻上的力系由三大部分組成：主要力、附加力和特殊力。土壓力（滑坡推力）墻身重力墻頂上的有效荷載墻背與第二破裂面之間的有效荷載基底法向反力及摩擦力常水位時的靜水壓力和浮力

主要力計算水位的靜水壓力和浮力水位退落時的動水壓力波浪壓力凍脹壓力和冰壓力溫度變化的影響附加力三.抗滑穩(wěn)定性驗算定義：

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。用滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc表示。擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性分析如圖

(1)將作用在擋土墻上的土壓力Pa分解為兩個分力；(2)水平分力Pax為使擋土墻滑動的力，Pax=Pacosδ；(3)豎向分力Pay和墻自重W引起的摩擦力為抗滑力，Pay=Pasinδ；(4)抗滑力與滑動力的比值，稱為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，記為Kc；(5)抗滑穩(wěn)定驗算公式：一般情況下：

設計墻高于12~15m時，應注意適當加大Kc值，以保證擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。抗滑動安全系數(shù)Kc:Kc

1.3（考慮主要力系時）1.2（主要力＋附加力）定義式：當Kc＜[Kc]，表明擋土墻的抗滑穩(wěn)定性不足，可考慮采用下列措施，以增加其抗滑動穩(wěn)定性。

地基土的分類摩擦系數(shù)μ軟塑粘土0.25硬塑粘土0.30砂類土、粘砂土、半干硬的粘土0.30～0.40砂類土0.40碎石類土0.50軟質巖石0.40～0.60硬質巖石0.60～0.70

1．采用傾斜基底，設置向內傾斜的基底，可以增加抗滑力和減少滑動力，從而增加抗滑穩(wěn)定性?；變A角，對于土質地基不陡于1：5；對于巖石地基不陡于1：3。2．采用凸榫基礎，在擋土墻基礎底面設置混凝土凸榫，與基礎連成整體，利用凸榫前土體所產(chǎn)生的被動土壓力以增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。3．更換基底土層，以增大基礎底面與地基之間的摩擦系數(shù)。4．改變墻身斷面形式和尺寸，以增大垂直力系，但單純擴大斷面尺寸，收效不大，也不經(jīng)濟四.抗傾覆穩(wěn)定驗算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指抵抗墻身繞墻趾向外轉動傾覆的能力，用K0表示。

(1)抗傾覆穩(wěn)定驗算以墻趾O點取力矩進行計算；(2)主動土壓力的水平分力Pax乘以力臂h為使墻傾覆的力矩；(3)主動土壓力的豎向分力Pay乘以力臂b與墻自重W乘以力臂與墻前土體作用于墻面上的被動土壓力乘以相應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Ko；(5)抗傾覆穩(wěn)定驗算公式：特殊力地震力施工及臨時荷載其它特殊力第二破裂面：在墻背或假想墻背俯斜很緩情況下，當墻后土體達到主動極限平衡狀態(tài)，破裂棱體并不沿墻背或假想墻背滑動，而是沿土體的另一破裂面滑動，則稱該破裂面為第二破裂面。

作用在擋土墻上的力系，一般只考慮主要力系。只有在浸水和地震等特殊情況下，才考慮附加力和特殊力的作用。擋土墻前部的被動土壓力，一般不予考慮。當基礎埋置較深，且地層穩(wěn)定，不受水流沖刷和擾動破壞時，結合墻身的位移條件，可考慮適量的被動土壓力。K0

1.6（主要力）1.4（主要力＋附加力當墻高大于12~15m時，應適當加大K0值，以確保擋土墻的傾覆穩(wěn)定性。穩(wěn)定措施—設置臺階基礎設置方式：一級或多級，材料與墻身相同臺階總寬度不宜過寬，Δb<10%H每級臺階高寬比應符合剛性角的要求混凝土，45o石砌，35o抗傾覆原理：增加穩(wěn)定性力臂

若傾覆穩(wěn)定性驗算結果不滿足要求，則應采取以下的措施來解決：①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；②伸長墻前趾，增加混凝土工程量不多，但