《路基擋土墻設(shè)計》課件

路基擋土墻設(shè)計路基擋土墻是公路建設(shè)中必不可少的結(jié)構(gòu)物。它主要用于防止路基土體坍塌，確保公路的安全性和穩(wěn)定性。目錄概述路基擋土墻的作用、類型、設(shè)計因素、結(jié)構(gòu)分類等重力式擋土墻設(shè)計、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性分析、總體設(shè)計錨固式擋土墻設(shè)計、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性分析、總體設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)承載力、沉降、變形控制、裂縫控制1.路基擋土墻的作用11.支撐路基擋土墻支撐路基，防止土體滑坡，確保道路安全通行。22.防止路基坍塌擋土墻阻止路基土體下沉，防止路基塌陷，維護道路穩(wěn)定性。33.減少土地占用擋土墻可以將道路填筑在有限空間，避免占用過多土地，減少工程成本。44.美觀裝飾擋土墻可融入周圍環(huán)境，美化道路景觀，提升道路整體美觀度。2.路基擋土墻的類型重力式擋土墻重力式擋土墻主要依靠自身重量來抵抗土壓力，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，適合用于地基條件較好，土壓力較小的路段。錨固式擋土墻錨固式擋土墻利用錨桿和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同抵抗土壓力，結(jié)構(gòu)輕巧，造價較低，適合用于地基條件較差，土壓力較大的路段。砌體擋土墻砌體擋土墻采用塊石或磚砌筑而成，結(jié)構(gòu)堅固，耐久性強，適合用于地基條件較好，土壓力較小的路段。預(yù)制混凝土擋土墻預(yù)制混凝土擋土墻采用預(yù)制混凝土構(gòu)件組裝而成，施工快速，效率高，適合用于地基條件較好，土壓力較小的路段。影響擋土墻設(shè)計的因素地形地貌地形坡度和地貌類型決定擋土墻高度和長度，影響工程量和成本。土體性質(zhì)土體類型、強度、密度、含水量影響擋土墻的受力分析和設(shè)計。荷載條件路基荷載、交通荷載、地震荷載等影響擋土墻的穩(wěn)定性。環(huán)境因素降雨量、溫度變化、凍融循環(huán)等影響擋土墻的耐久性和安全性。4.擋土墻結(jié)構(gòu)分類重力式擋土墻利用自身重量抵抗土壓力，適用于地基承載力較好，填土壓力較小的情況。錨固式擋土墻利用錨桿或錨索將擋土墻固定在巖土中，適用于巖土條件較差或填土壓力較大的情況。砌體擋土墻由砌塊或石料砌筑而成，適用于中小規(guī)模擋土工程。5.重力式擋土墻設(shè)計1確定擋土墻類型根據(jù)土質(zhì)、高度、荷載等因素選擇重力式擋土墻。2計算擋土墻尺寸根據(jù)擋土墻高度、土壓力、材料強度等因素計算擋土墻寬度和厚度。3設(shè)計擋土墻基礎(chǔ)根據(jù)擋土墻荷載、地基承載力等因素設(shè)計擋土墻基礎(chǔ)類型和尺寸。4進行穩(wěn)定性分析分析擋土墻的抗滑、抗傾覆、抗剪穩(wěn)定性，確保擋土墻安全可靠。5繪制設(shè)計圖紙繪制詳細的擋土墻設(shè)計圖紙，包括平面圖、剖面圖、節(jié)點圖等。6.重力式擋土墻結(jié)構(gòu)重力式擋土墻主要依靠自身重量抵抗土壓力，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，常用于中小高度擋土墻，如公路、鐵路路基、護坡工程等。重力式擋土墻結(jié)構(gòu)包括墻身、墻腳和基礎(chǔ)，其中墻身一般采用混凝土或漿砌塊石，墻腳通常為梯形，基礎(chǔ)寬度大于墻身寬度。7.重力式擋土墻穩(wěn)定性分析重力式擋土墻的穩(wěn)定性分析是設(shè)計中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。分析確保擋土墻在各種荷載和環(huán)境條件下保持穩(wěn)定，防止滑移、傾覆或剪切破壞。分析過程需要考慮各種因素，如土體性質(zhì)、荷載分布、地震作用、水壓力等。通過計算和分析，確定擋土墻的尺寸、材料強度以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的合理性。8.重力式擋土墻抗滑穩(wěn)定重力式擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指擋土墻在水平推力作用下，抵抗沿墻后滑動破壞的能力?？够€(wěn)定性是保證擋土墻安全的重要因素之一?？够€(wěn)定性分析主要是計算擋土墻的抗滑安全系數(shù)，判斷其是否滿足規(guī)范要求?？够踩禂?shù)通常是指擋土墻的抗滑力與水平推力之比。1.5安全系數(shù)抗滑安全系數(shù)一般要求不小于1.5。2.0特殊情況在特殊情況下，例如地震區(qū)或高烈度地區(qū)，抗滑安全系數(shù)要求更高，一般不小于2.0。9.重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定性指擋土墻抵抗外部推力導(dǎo)致傾覆的能力。傾覆是指擋土墻因推力過大而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致整體倒塌。傾覆系數(shù)安全系數(shù)傾覆力矩抵抗力矩作用于墻上的外力墻體自重和填土重量傾覆系數(shù)是衡量抗傾覆穩(wěn)定性的重要指標，一般要求大于1.5。重力式擋土墻抗剪穩(wěn)定抗剪穩(wěn)定土體或墻體內(nèi)部剪切強度抗剪強度剪切破壞剪切強度小于剪切力抗剪穩(wěn)定性剪切強度大于剪切力抗剪穩(wěn)定性是重力式擋土墻結(jié)構(gòu)安全的重要指標之一。11.擋土墻靜推力計算擋土墻靜推力是土體對擋土墻的水平推力，它是擋土墻設(shè)計中重要的參數(shù)之一。靜推力的計算方法主要有庫侖土壓力理論、朗肯土壓力理論和Rankine土壓力理論。庫侖土壓力理論考慮了土體的內(nèi)摩擦角和墻背摩擦角，朗肯土壓力理論考慮了土體的內(nèi)摩擦角，Rankine土壓力理論則假設(shè)土體為理想彈性體，忽略了墻背摩擦角。實際工程中，應(yīng)根據(jù)土體的性質(zhì)和擋土墻的結(jié)構(gòu)形式選擇合適的計算方法。12.重力式擋土墻總體設(shè)計1確定擋土墻類型根據(jù)土質(zhì)、荷載、地質(zhì)條件選擇合適的擋土墻類型2計算擋土墻尺寸根據(jù)力學(xué)計算確定擋土墻高度、寬度、厚度等參數(shù)3設(shè)計基礎(chǔ)考慮地基承載力和沉降，設(shè)計基礎(chǔ)類型和尺寸4設(shè)計排水系統(tǒng)防止地下水對擋土墻的侵蝕和破壞重力式擋土墻總體設(shè)計是一個綜合性的過程，需要考慮多個因素，包括土質(zhì)、荷載、地質(zhì)條件等。設(shè)計中應(yīng)注意擋土墻的穩(wěn)定性、耐久性、經(jīng)濟性以及施工的可行性。錨固式擋土墻設(shè)計1穩(wěn)定性分析抗滑、抗傾覆、抗剪2錨固力計算錨固長度、錨固深度3結(jié)構(gòu)設(shè)計擋土墻主體、錨固系統(tǒng)4基礎(chǔ)設(shè)計承載力、沉降錨固式擋土墻設(shè)計首先要進行穩(wěn)定性分析，包括抗滑、抗傾覆和抗剪穩(wěn)定性。計算錨固力是關(guān)鍵步驟，需要確定錨固長度和錨固深度。結(jié)構(gòu)設(shè)計包括擋土墻主體和錨固系統(tǒng)的設(shè)計?；A(chǔ)設(shè)計包括承載力和沉降的計算。錨固式擋土墻結(jié)構(gòu)錨固式擋土墻結(jié)構(gòu)通常由擋土墻體、錨桿和錨固體組成。擋土墻體可以是各種材料，例如混凝土、鋼筋混凝土或磚石。錨桿通常是鋼筋或鋼纜，用于將擋土墻固定在穩(wěn)定地層中。錨固體可以是鋼筋混凝土基礎(chǔ)或巖石。錨固式擋土墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能夠抵抗較大的水平推力和垂直推力。因此，錨固式擋土墻結(jié)構(gòu)常用于高填土、斜坡或軟土地基上。15.錨固式擋土墻穩(wěn)定性分析錨固式擋土墻的穩(wěn)定性分析是其設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，確保其在各種荷載和環(huán)境條件下保持穩(wěn)定，防止發(fā)生滑移、傾覆或剪切破壞。穩(wěn)定性分析通常需要考慮多種因素，如土體性質(zhì)、荷載分布、錨固力的大小、擋土墻的幾何形狀等，以確保擋土墻結(jié)構(gòu)的安全可靠。1抗滑穩(wěn)定錨固力與土體摩擦力2抗傾覆穩(wěn)定墻體自重與土壓力3抗剪穩(wěn)定墻體強度與土體強度錨固式擋土墻抗滑穩(wěn)定錨固式擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指擋土墻基礎(chǔ)在土壓力和自身重量的作用下，不發(fā)生沿基礎(chǔ)底面滑動。錨固式擋土墻抗滑穩(wěn)定性分析主要考慮以下因素：基礎(chǔ)底面與地基土之間的摩擦系數(shù)基礎(chǔ)底面的水平力錨固力的水平分量擋土墻的重量17.錨固式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定錨固式擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性分析是保證擋土墻結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。該分析需要考慮墻體自重、土壓力、錨固力等因素，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范進行計算驗證。1.2安全系數(shù)抗傾覆安全系數(shù)通常取值不小于1.2，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。1.5傾覆力矩傾覆力矩是指作用于擋土墻上的力矩，其大小取決于墻體自重、土壓力等因素。1抵抗力矩抵抗力矩是指抵抗傾覆力矩的力矩，其大小主要取決于錨固力。0.8穩(wěn)定性抗傾覆穩(wěn)定性是指擋土墻抵抗傾覆的程度，其值由抵抗力矩與傾覆力矩的比值決定。18.錨固式擋土墻抗剪穩(wěn)定抗剪穩(wěn)定性重要性方法錨固式擋土墻抵抗滑移計算剪切強度錨固式擋土墻的抗剪穩(wěn)定性是指擋土墻抵抗沿墻后土體滑動破壞的能力。錨固式擋土墻主要依靠錨固體的抗拉強度來抵抗墻后土體的推力，因此，錨固體的抗剪強度是保證抗剪穩(wěn)定的關(guān)鍵。21.擋土墻基礎(chǔ)的設(shè)計擋土墻基礎(chǔ)的設(shè)計是擋土墻工程的重要組成部分。基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮地質(zhì)條件、荷載情況、水文條件等因素，確?；A(chǔ)能夠安全可靠地支撐擋土墻?；A(chǔ)類型適用情況條形基礎(chǔ)適用于地基承載力較好，且擋土墻高度較低的情況。獨立基礎(chǔ)適用于地基承載力較差，或擋土墻高度較高的情況。筏板基礎(chǔ)適用于地基承載力較差，且擋土墻高度較高，或荷載分布不均勻的情況。錨固式擋土墻總體設(shè)計確定擋土墻類型錨固式擋土墻設(shè)計時應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、土質(zhì)性質(zhì)、水文條件等因素確定擋土墻的類型，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。確定擋土墻尺寸根據(jù)工程要求確定擋土墻的高度、長度和厚度等尺寸，并進行相應(yīng)的計算和校核，確保擋土墻的穩(wěn)定性和安全性。確定錨固系統(tǒng)選擇合適的錨桿類型、長度、數(shù)量和間距，并進行力學(xué)計算，確保錨固系統(tǒng)的可靠性和有效性。設(shè)計擋土墻基礎(chǔ)根據(jù)地質(zhì)條件和擋土墻的荷載，設(shè)計擋土墻的基礎(chǔ)，確?；A(chǔ)的承載力和抗沉降能力。進行抗震設(shè)計對于地震區(qū)，應(yīng)進行抗震設(shè)計，保證擋土墻在發(fā)生地震時能夠安全穩(wěn)定。進行施工圖設(shè)計根據(jù)設(shè)計方案繪制施工圖，包括擋土墻的平面圖、剖面圖和節(jié)點圖等，為施工提供詳細的圖紙信息。21.擋土墻基礎(chǔ)的設(shè)計1基礎(chǔ)類型選擇根據(jù)擋土墻的荷載和地基土的性質(zhì)，選擇合適的擋土墻基礎(chǔ)類型，如條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。2基礎(chǔ)尺寸確定計算基礎(chǔ)的寬度、長度和深度，確?；A(chǔ)能夠承受擋土墻的荷載并滿足地基的承載力要求。3基礎(chǔ)材料選擇選擇合適的材料，如鋼筋混凝土、磚石或其他適宜的材料，并考慮其強度、耐久性和施工可行性。擋土墻基礎(chǔ)的承載力擋土墻基礎(chǔ)承載力是擋土墻設(shè)計中的重要參數(shù)，它決定了擋土墻基礎(chǔ)所能承受的荷載大小。擋土墻基礎(chǔ)承載力受多種因素影響，包括基礎(chǔ)土的類型、埋深、排水條件等。擋土墻基礎(chǔ)承載力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果確定，并應(yīng)考慮地基的承載力、土的強度、排水條件等因素進行計算。23.擋土墻基礎(chǔ)的沉降擋土墻基礎(chǔ)的沉降是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要考量因素，過大的沉降會影響墻體的穩(wěn)定性，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。5厘米一般情況下，擋土墻基礎(chǔ)的允許沉降量在5厘米以內(nèi)。10厘米如果沉降量超過10厘米，則需要采取相應(yīng)的加固措施。20厘米如果沉降量超過20厘米，則可能會導(dǎo)致墻體傾斜或坍塌，需要重新設(shè)計或加固。影響擋土墻基礎(chǔ)沉降的因素包括基礎(chǔ)類型、土層性質(zhì)、荷載大小等。26.擋土墻的變形控制擋土墻的變形控制是保證擋土墻結(jié)構(gòu)安全和使用壽命的關(guān)鍵因素。擋土墻的變形主要包括沉降、傾斜和位移，這些變形會影響擋土墻的穩(wěn)定性和抗滑能力。10毫米擋土墻的允許沉降一般控制在10毫米以內(nèi)。1/1000傾斜擋土墻的允許傾斜一般控制在1/1000以內(nèi)。10厘米擋土墻的允許位移一般控制在10厘米以內(nèi)。為了控制擋土墻的變形，需要采取相應(yīng)的措施，例如選擇合理的擋土墻結(jié)構(gòu)、加強基礎(chǔ)處理、進行有效的排水措施以及定期監(jiān)測擋土墻的變形情況。25.擋土墻的裂縫控制裂縫是擋土墻常見的病害，會導(dǎo)致墻體強度下降，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。裂縫的產(chǎn)生主要由地基沉降、溫度變化和施工質(zhì)量等因素引起。裂縫控制措施包括：控制地基沉降、采用抗裂材料、加強施工質(zhì)量管理等。擋土墻的排水措施排水溝設(shè)置排水溝，將雨水或地下水引導(dǎo)至排水系統(tǒng)。排水孔在擋土墻內(nèi)設(shè)置排水孔，將滲入墻體的水排放到排水溝中。排水管安裝排水管，將墻體內(nèi)的積水引流至排水系統(tǒng)。擋土墻的抗震設(shè)計地震荷載計算地震時，擋土墻會受到地震力的作用。地震力的大小取決于地震烈度、地質(zhì)條件和擋土墻的自身特性。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮抗震性能?？拐鹪O(shè)計要求結(jié)構(gòu)能夠承受地震荷載，并保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。抗震措施采取抗震措施以提高擋土墻的抗震能力。這些措施包括加強結(jié)構(gòu)的抗震性能，并進行合理的加固措施。28.擋土墻的監(jiān)測變形監(jiān)測監(jiān)測擋土墻的沉降、傾斜、位移等變形情況，確保結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定。采用水準測量、全站儀、傾斜儀等監(jiān)測儀器。裂縫監(jiān)測監(jiān)測擋土墻出現(xiàn)的裂縫，分析裂縫的寬度、長度、方向等特征。采用裂縫計、裂縫寬度儀、裂縫圖像采集系統(tǒng)等監(jiān)測儀器。29.擋土墻維修及加固11.檢查原因定期檢查墻體，發(fā)現(xiàn)裂縫或傾斜時，應(yīng)及時維修加固。及時檢查，可有效避免因問題延誤維修而導(dǎo)致的安全風(fēng)險。22.選擇方案針對不同的問題，選擇合適的維修方