《擋土墻設計和計算》課件

擋土墻設計和計算本課件旨在幫助您了解擋土墻的設計和計算原理，并掌握相關知識。擋土墻概述作用擋土墻用于支撐土體，防止土體滑坡或坍塌。應用廣泛應用于公路、鐵路、建筑、水利等工程。2.擋土墻分類重力式擋土墻利用墻體自身重量抵抗土壓力，結構簡單，施工方便，適用于小型工程。砌體擋土墻由磚、石塊等砌筑而成，造價低廉，但抗震性能較差。鋼筋混凝土擋土墻強度高，抗震性能好，但造價較高，適用于大型工程。其他擋土墻包括預制混凝土擋土墻、鋼板樁擋土墻、土釘墻等，適用于特定情況。擋土墻設計原則安全性確保擋土墻在各種荷載作用下保持穩(wěn)定，防止滑移、傾覆和破壞。經濟性選擇經濟合理的材料和施工方案，并考慮長期的維護和運營成本。環(huán)保性盡量減少對周圍環(huán)境的影響，如噪音、揚塵、水土流失等。4.擋土墻荷載計算荷載類型計算方法土壓力朗肯土壓力理論、庫侖土壓力理論墻體自重墻體材料密度和體積計算地震荷載地震烈度、場地類別和結構類型確定風荷載風速、風壓系數(shù)和墻體面積計算水壓力水深、水密度和墻體面積計算其他荷載根據(jù)實際情況確定土壓力計算土壓力計算是擋土墻設計的重要組成部分，根據(jù)土體的性質、荷載和墻體形式進行計算?？够€(wěn)定性分析滑動面判定首先要確定擋土墻最可能發(fā)生的滑動面，通常是墻背與土體接觸面或墻基底面。抗滑力計算計算擋土墻沿滑動面的抗滑力，包括墻體自重、基礎自重、土壓力等?；瑒恿τ嬎阌嬎銚跬翂ρ鼗瑒用娴幕瑒恿Γ饕ㄍ翂毫?、地震力等。安全系數(shù)驗算將抗滑力與滑動力進行比較，計算安全系數(shù)，應滿足規(guī)范要求?？箖A覆穩(wěn)定性分析1抗傾覆系數(shù)保證墻體不會被土壓力推倒2重力矩墻體重力產生的力矩3傾覆力矩土壓力產生的力矩抗傾覆穩(wěn)定性分析是擋土墻設計的重要環(huán)節(jié)，確保墻體不會被土壓力推倒。通過計算墻體重力產生的力矩和土壓力產生的力矩，并比較兩者大小，得到抗傾覆系數(shù)。該系數(shù)必須大于或等于安全系數(shù)，才能保證擋土墻的穩(wěn)定性?？钩休d力穩(wěn)定性分析1基礎強度評估基礎材料的強度和承載能力，確保能承受擋土墻的荷載。2基礎尺寸確定合適的基礎尺寸，以確?；A能有效地傳遞荷載到地基。3沉降分析分析基礎的沉降量，確保沉降量在允許范圍內，避免對擋土墻造成不利影響。4驗算承載力根據(jù)基礎的尺寸和地基的承載力，驗算基礎的承載力是否滿足要求。混凝土擋墻設計材料選擇混凝土強度等級應根據(jù)擋土墻高度、土壓力和工程要求確定。結構設計根據(jù)土壓力、荷載和地質條件設計墻體截面尺寸和鋼筋配置。施工工藝采用模板支撐、混凝土澆筑和養(yǎng)護等施工工藝，確保質量和穩(wěn)定性。鋼筋混凝土擋墻設計結構類型鋼筋混凝土擋墻具有良好的強度和耐久性，可承受各種荷載和環(huán)境條件。設計參數(shù)考慮土壓力、地震力、溫度變化等因素，確保結構安全和穩(wěn)定。施工工藝采用混凝土澆筑和鋼筋綁扎技術，確保結構的質量和可靠性。干砌塊擋墻設計材料選擇干砌塊通常采用自然石材或混凝土砌塊，注重材料的耐久性和抗凍性。砌筑工藝干砌塊擋墻以“干砌”為主，通常無需水泥砂漿粘合，依賴石塊間的相互咬合和重力保持穩(wěn)定。排水系統(tǒng)為了防止水壓對擋墻造成破壞，需要設計有效的排水系統(tǒng)，例如設置排水孔或排水溝。木質擋土墻設計材料選擇使用耐腐蝕、抗蟲蛀的木材，如杉木、松木、硬木等。結構設計根據(jù)土體壓力和荷載情況，設計合理的結構，確保穩(wěn)定性和安全性。施工安裝使用防腐劑處理木材，并進行規(guī)范的安裝和連接，保證質量。擋土墻基礎設計1基礎類型選擇根據(jù)土質、荷載和地質條件，選擇合適的擋土墻基礎類型，如條形基礎、獨立基礎、筏板基礎等。2基礎深度確定確保基礎埋深滿足抗凍深度和抗浮要求，并進行承載力驗算。3基礎尺寸設計基礎尺寸應滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求，同時考慮施工可行性和經濟性。4基礎排水設計設置排水系統(tǒng)，防止基礎積水，確保基礎長期安全穩(wěn)定。排水系統(tǒng)設計防止水壓排水系統(tǒng)可以有效降低擋土墻后方土壤的地下水位，防止水壓對擋土墻的負面影響。提高穩(wěn)定性降低水壓可以提高擋土墻的穩(wěn)定性，防止因水壓過高導致的滑坡或傾覆。延長壽命排水系統(tǒng)可以有效防止土壤侵蝕和凍脹，延長擋土墻的使用壽命。抗震設計地震荷載考慮地震對擋土墻的影響，例如水平力和垂直力，以及地震波的傳遞?？拐鸫胧┎扇〈胧┨岣邠跬翂Φ目拐鹉芰Γ缭黾訅w厚度，設置抗震錨固，使用抗震材料。抗震設計規(guī)范遵循相關抗震設計規(guī)范，確保擋土墻能夠安全抵御地震。擋土墻變形控制沉降監(jiān)測定期監(jiān)測擋土墻的沉降量，確保其變形在可控范圍內。水平位移監(jiān)測觀察擋土墻水平位移，防止墻體傾斜或倒塌。裂縫監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)并處理擋土墻上的裂縫，防止其進一步擴大。擋土墻施工要點基礎施工確?；A牢固，與土體緊密結合，避免出現(xiàn)沉降和位移。砌筑施工嚴格控制砌體質量，保證砌塊平整、砂漿飽滿、接縫均勻，避免出現(xiàn)空鼓和裂縫。預制構件安裝安裝前應進行預拼裝，確保尺寸準確，安裝過程中應使用起重設備，避免出現(xiàn)碰撞和變形。擋土墻質量檢測外觀檢查擋土墻表面應平整、光滑、無裂縫、蜂窩、露筋等缺陷。尺寸檢查擋土墻的尺寸應符合設計要求，并進行實測核對。強度檢測對擋土墻材料進行強度檢測，確保其符合設計要求。滲水檢測對擋土墻的滲水情況進行檢測，確保其排水系統(tǒng)正常運行。擋土墻維修與加固1定期檢查定期檢查擋土墻的結構穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。2修復裂縫對于裂縫較小的擋土墻，可以使用灌漿或修補材料進行修復。3加固基礎對于基礎存在問題的擋土墻，可以通過增加基礎面積或加固基礎進行加固。擋土墻案例分析通過分析不同類型擋土墻的實際工程案例，可以深入理解擋土墻設計原理、施工要點、質量控制以及常見問題等方面。例如，可以分析高速公路邊坡?lián)跬翂?、水利工程擋土墻、城市景觀擋土墻等案例，學習其設計方案、施工工藝、材料選用、穩(wěn)定性分析、安全評估等方面的經驗和教訓。BIM在擋土墻設計中的應用可視化設計通過三維模型，更直觀地展現(xiàn)擋土墻的結構和細節(jié)，方便設計人員進行設計優(yōu)化和溝通協(xié)作。多專業(yè)協(xié)同BIM平臺可整合土方工程、結構工程、排水工程等專業(yè)信息，實現(xiàn)各專業(yè)間的信息共享和協(xié)同設計。施工模擬利用BIM軟件進行施工模擬，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，優(yōu)化施工方案，提高施工效率和質量。綠色擋土墻環(huán)保材料使用可再生材料，如竹子、木材、石頭或回收材料。植被覆蓋在擋土墻上種植植物，改善景觀，減少噪音和空氣污染。節(jié)能設計使用可持續(xù)設計技術，減少能源消耗，降低施工成本。擋土墻設計常見問題擋土墻設計中常見問題，比如，如何選擇合適的擋土墻類型？如何計算土壓力？如何保證擋土墻的穩(wěn)定性？如何控制擋土墻的變形？如何進行擋土墻的施工？如何進行擋土墻的質量檢測？如何進行擋土墻的維修與加固？擋土墻設計規(guī)范1國家規(guī)范中國有相應的規(guī)范來指導擋土墻的設計和施工，例如《公路工程技術標準》（JTGB01-2014）和《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）。2地方規(guī)范一些地區(qū)可能還有自己的規(guī)范和標準，需要根據(jù)具體項目進行參考。3國際規(guī)范國際上也有一些相關的規(guī)范，例如美國土木工程師學會（ASCE）的規(guī)范。擋土墻設計軟件AutoCADCivil3D提供全面的土木工程設計工具，包括擋土墻設計、分析和繪制功能。GeoStudio專業(yè)的地質工程軟件，用于擋土墻穩(wěn)定性分析、土壓力計算和排水設計。Plaxis專注于有限元分析，可用于復雜擋土墻結構的應力應變分析和穩(wěn)定性評估。擋土墻材料選用1混凝土耐用、強度高2磚石經濟、易于施工3木材輕便、可再生4鋼材強度高、可塑性好擋土墻工程造價分析20-30成本占比擋土墻成本占工程總成本的20-30%。10-20施工成本人工、材料、機械等施工成本占比約10-20%。5-10設計費用設計、咨詢等費用占比約5-10%。