第六章_擋土墻設(shè)計要求.ppt

1、第六章 擋土墻設(shè)計,第一節(jié) 擋土墻用途、類型及使用條件 一、使用場合 擋土墻是支撐路基填土或者山坡土體、防止填土或 山坡土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。 公路中常用,1、路肩擋土墻： 路坡穩(wěn)定， 收縮坡角， 路堤擋土墻,2、路堤擋土墻： 收縮坡腳， 防止陡坡堤下滑,3、路塹擋土墻 山坡陡峭，降低邊破 高度、減少開挖或者 地質(zhì)不良。防止滑坡,4、山坡?lián)跬翂?擋土墻設(shè)置與否，與同其工程方案比較確定 1，與移改路線位置進行比較。 2，與填筑或開挖邊坡相比較 3，與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋，河流，水渠）等比較 4，與設(shè)置其分類型的構(gòu)造物（橋，護墻）等比較,二、類型及使用范圍 1，重力擋土墻 適用：地基良好

2、，非地 震和沿河受水沖刷地區(qū),利用衡重臺上部填土的下壓作用和全墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定，平均短石尺寸。 適合于山區(qū)，地面橫坡陡峭的路肩墻。路塹墻，路堤墻。,2，錨定式擋土墻 1）錨桿式分為鋼筋混凝土立柱，擋土板，鋼錨桿,2）錨定板式 ：墻后土壓力由擋土板傳立柱傳鋼錨桿錨固力 特別適用于地質(zhì)不良時，石料缺乏，挖基困難，有錨固條件的路基擋土墻,3、薄壁式擋土墻 1）懸臂式 ：立壁、底板,2）扶壁式 主要依靠踵板上的填土量來保證。 特點：自重輕，圬工省，適用于墻高較大，地質(zhì)條件一般，需用一定量的剛材，經(jīng)濟效果好。,4，加筋式擋土墻：填土、填土中布置拉筋條、墻面板 受力：放置拉筋材料，填土壓實，通過

3、填土與拉筋間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋。 特點：柔性結(jié)構(gòu)，對地基變形隨意性大，建筑高度大，適用于填土路基，節(jié)約投資30%70%，經(jīng)濟效益大。,第二節(jié) 擋土墻壓力計算 一、作用在擋土墻上的力系 1、一般地區(qū)擋土墻受到的主要力系 1）擋土墻自重G及位于墻上的恒載 2）作用于墻背上的主動土壓力Ea 3）基底的法向反力N及摩擦力T 浸水地區(qū) 還包括擋土墻及墻后填料的水浮力滲水性土作填料時，動水壓力不予考慮。,3、附加力：季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力 如：洪水時的靜水壓力和浮力，動水壓力，波浪沖擊力，凍脹壓力，冰壓力等。 4、特殊力：偶然出現(xiàn)的力。 如：地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力。 考慮

4、原則：根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件、最不利組合 一般地區(qū) 僅考慮主要力系 浸水地區(qū) 考慮附加力 地震區(qū) 考慮地震力 主動土壓力：當(dāng)擋土墻向外移動，土壓力隨之減少，直到墻后土體沿破裂下滑而處于平衡狀態(tài)時，作用于墻背的土壓力。 *設(shè)計中考慮主動土壓力,二、一般條件下庫倫主動土壓力計算。 （一）各種邊界條件下主動土壓力計算。 庫侖理論的要點為： 1、假設(shè)墻背填料為均質(zhì)散粒體， 僅有內(nèi)摩擦力，而無粘聚力。 2、當(dāng)墻背向外移動或繞墻趾外 傾時，墻背填料會出現(xiàn)既一通過 墻踵的破裂面，假定為平面。 3、破裂面上的土楔，假定剛性體， 根據(jù)靜力平衡條件，確定土楔處于極 限平衡狀態(tài)時計算墻背的主動土壓力,4、通過

5、墻踵，假擬若干個破裂面，其中使主動土壓值最大的破裂面為最危險破裂面.dE/ds=0 求得破裂面的位置和主動土壓力值。 5、假設(shè)土壓力沿墻高呈直線分布土壓力作用在墻高的下三分點處（土楔上無荷載作用時）與墻背線夾角為 (二）庫侖理論適用范圍： 1、概念簡單明了，適用范圍廣。 可以解算各種墻背情況。 不同墻后填料表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力。 2、適用于砂性土，計算主動土壓力與實際情況較接近。 粘性土、平面代曲面，誤差較大，影響因數(shù)多，缺乏實踐經(jīng)驗。 3、庫侖理論適用于剛性擋土墻。柱板式，錨桿式和錨定板式柔性擋土墻需作假設(shè)。,（三）大俯角墻背的主動土壓力第二破裂法 出現(xiàn)第二破裂面的條件： 1

6、）墻背或假想墻背的傾角必須大于第二破裂面的傾角。（即：墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn)） 2）在墻背或假想墻背面上產(chǎn)生抗滑力必須大于其下滑力 （即：使破裂面棱體不會沿墻背或假象墻背下滑。）,四、折線形墻背的土壓力計算 以墻背轉(zhuǎn)折點或衡重臺為界分為上墻、下墻 ，分別計算取兩者矢量和。 上墻土壓力，不考慮下墻影響。衡重式考慮是否出現(xiàn)第二破裂面。 下墻土壓力計算： （一）延長墻背法：畫出全墻應(yīng)力分布圖，截取BB，即為下墻土壓力,（二）力多邊形法： 墻背土體，處于極限平衡條件下，作用于破裂棱體上的各力，構(gòu)成力多邊形。 求得上墻土壓力后可繪出下墻破裂面力多邊形。,五、粘性土土壓力計算 1、等效內(nèi)摩擦

7、角法：通常將內(nèi)摩擦角與單位粘聚力換成為教實有摩擦角值為大的“等效內(nèi)摩擦角”，按砂性土公式來計算。 換算原則：抗剪強度相等或土壓力相等。 2、力多邊形法。 。,六、不同土層的土壓力計算 首先求得上一土層的土壓力及作用點 并近似得假定：上下兩土層層面平行 計算下一土層時，講上一土層視為均布荷載，按地面為一平面時的庫侖公式計算,七、有限范圍填土壓力計算,八、被動土壓力計算,九 、車輛荷載的換算,第三節(jié) 擋土墻設(shè)計,路基在遇到下列情況時可考慮修建擋土墻： 1、路基位于陡坡地段或巖石風(fēng)化的路塹邊緣地段。 2、為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段。 3、可能產(chǎn)生塌方、滑坡的不良地質(zhì)路段。 4、水流沖刷嚴(yán)

8、重或長期受水浸泡的沿河路基地段。 5、為節(jié)約用地、減少折遷或少占農(nóng)田的地段。 6、為保護重要建筑物，生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要的地段。 一，擋土墻的布置 1、擋土墻位置的選定： 路塹擋土墻大多設(shè)在邊溝旁； 山坡?lián)跬翂υO(shè)在基礎(chǔ)可靠處，墻高得保證墻頂以上邊坡穩(wěn)定。,當(dāng)路肩墻和路堤墻墻高數(shù)量相近，基礎(chǔ)情況相似時，優(yōu)選路肩墻。（可收縮坡腳）。 2、擋土墻的縱向布置 內(nèi)容： 1）確定擋土墻的起迄點和墻長，與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。 2）按地基及地形情況進行分段。確定伸縮縫與沉降縫的位置。 3）布置各段擋土墻的基礎(chǔ)。墻趾地面有縱坡時，基底易作成不大于5%的縱坡，地基為巖石時，可做成臺階。 4）布置泄水孔的

9、位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸。 3、擋土墻的橫向布置 選擇在墻高最大處，墻身斷面或基礎(chǔ)形式變異處。確定墻身端面，基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)計，并繪制擋土墻橫斷面圖。 4、平面布置,二，擋土墻的構(gòu)造 擋土墻的構(gòu)造應(yīng)滿足：強度；穩(wěn)定性；就地取材、結(jié)構(gòu)合理、斷面經(jīng)濟；施工養(yǎng)護方便、安全。 常用重力式擋土墻組成：墻身；基礎(chǔ)；排水設(shè)施；伸縮縫。 1、墻身構(gòu)造： 墻背：仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式、衡重式。 墻面：平面。坡度1：0.05到1：0.20 地面較陡； 坡度1：0.20到1：0.35 地面平緩 墻頂：最小寬度。 漿砌擋土墻不小于50厘米 干砌不小于60厘米。 護欄：地形險峻地段，過高過長路肩墻

10、的墻頂定設(shè)置護欄 。,2、基礎(chǔ) 重視擋土墻的基礎(chǔ)設(shè)計 應(yīng)對地質(zhì)條件進行詳細(xì)調(diào)查，先做挖深或鉆探。 類型： 墻趾或墻踵部分加寬 擴大基礎(chǔ)：1 地基承載力不足 鋼筋混凝土底板 2 地基承載力過小 換填地基 3軟弱土層 臺階基礎(chǔ) 4擋土墻修筑在陡坡上、地基穩(wěn)固 拱型基礎(chǔ) 5地基有長短缺口或挖基困難時 基礎(chǔ)埋置深度 無沖刷時，天然地面以下至少1米 有沖刷時，在沖刷線以下1米 受凍漲影響時，在凍漲線以下不小于0、25米,3，排水設(shè)施,目的：疏干墻后土體；防止地面水下滲；防止墻后積水形成靜水壓力等 主要措施：設(shè)置地面排水溝，或引排地面水。夯實回填土頂面和地面松土，防止雨水及地面水下滲。路塹擋土墻墻趾到邊溝

11、予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。設(shè)置墻身泄水孔，排除墻后水。,4、沉降伸縮逢 地基不均勻沉陷引起墻身開裂，即沉降逢；墻體伸縮產(chǎn)生裂縫，即伸縮縫。 根據(jù)地形及地質(zhì)情況：每隔10-15米設(shè)一道沉降伸縮縫。 填料：膠泥填塞，瀝青麻筋或涂以瀝青的木板（滲水量大、凍寒嚴(yán)重地區(qū)），當(dāng)墻背為填石或凍寒不嚴(yán)重時，可僅留空縫，不嵌填料。 三、 擋土墻的荷載的計算方法：,三、擋土墻的荷載的計算方法： 1、擋土墻的荷載,2、擋土墻的計算原則 按“分項安全系數(shù)極限狀態(tài)”進行。 承載能力極限狀態(tài) （1）整個或一部分擋土墻作為剛體，失去平衡 （2）構(gòu)件成連接部分強度破壞或過度塑性變形 （3）變?yōu)闄C動體系或局部失去平衡

12、 出現(xiàn)任一即認(rèn)為達(dá)到正常使用極限狀態(tài)： （1）、影響正常使用或外觀變形 （2）、影響正常使用或耐久性局部破壞（包括裂縫） （3）、影響正常使用的其它特點狀態(tài),3、計算狀態(tài)及荷載計算 （1）承載能力極限狀態(tài)分項荷載系數(shù)P131表6-6 （2）正常使用極限狀態(tài)： 除被動土壓力用0.5外，其它全部荷載系數(shù)均采用1.0。 （3）進行擋土墻基底合力偏心距驗算時 除被動土壓力用0.5外，其它全部荷載系數(shù)采用1.0。,四、擋土墻穩(wěn)定性驗算 1、抗滑穩(wěn)定性驗算 基底摩擦阻力抵抗擋土墻滑移的能力。,2、抗傾覆穩(wěn)定性驗算 為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，經(jīng)驗算他抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力。,五、基底應(yīng)力及合力偏心距驗算 為了保證擋土墻