挡土墙设计与计算.ppt

第三章 挡土墙计算与设计,一、挡土墙各部分名称,1.靠回填土或山体一侧面称墙背 2.外露的一侧面称墙面(也称墙胸) 3.墙的顶面部分称为墙项 4.墙的底面部分称为基底或墙底 5.墙面与墙底的交线称为墙趾 6.墙背与墙底的交线称墙踵 7.墙背与铅垂线的夹角称墙背倾角,二、挡土墙分类及使用条件,（一）挡土墙的分类 1、按设置的位置： 路堑墙、路堤墙、路肩墙、山坡墙 2、按结构型式： 重力式、锚定式、薄壁式、加筋土挡土。 3、按墙体材料： 石砌、混凝土、钢筋混凝土、钢板挡土墙,路堑墙,路堑：低于原地面的挖方路基,路堑墙,路堑墙,设置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。 收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁或占地面积。,路堤墙,路堤：高于地面的填方路基,路堤墙,路堤墙,设置在路肩部位，墙顶不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围。 收缩坡角。,路肩墙,路肩：位于车行道外缘至路基边缘。,路肩墙,沿河路堤、在傍水一侧设置。 可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施之一。,浸水挡土墙,浸水挡土墙,设置在路堑或路堤上方。 用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。,山坡挡土墙,正在施工的山坡挡土墙,依靠墙身自重承受土压力来维持稳定。 多用浆砌片（块）石砌筑，缺乏石料地区也可用混凝土。 形式简单，施工方便，取材容易。 圬工数量较大，对地基的承载能力要求较高。 适用于低墙、地质情况较好有石料的地区。,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),增加了衡重台以上填土重量来维持墙身的稳定性； 节省了部分墙身的圬工； 增大了抗倾和抗滑能力； 减小了作用于墙背的土压力； 适用于陡山坡的路肩墙、路堤墙和路堑墙。,衡重式挡土墙,用混凝土灌注，在墙背设少量钢筋； 墙趾展宽，或在基底设凸榫，以减薄墙身，节省圬工适用于地基承载力低，缺乏石料地区；,半重力式挡土墙,锚定式挡土墙,包括锚杆式和锚碇板式两种,锚杆式挡土墙,锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。,锚杆式挡土墙,锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。 墙后侧向压力由挡土板传给立柱，由锚杆与稳定岩层或土层间的锚固力，使墙获得稳定。 适用于墙高12m，缺乏石料或挖基困难地区，具有锚固条件的路堑挡墙。,锚杆式挡土墙,锚杆式挡土墙,锚碇板式挡土墙,锚碇板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构。 它借助于埋在填土内的锚碇板的抗拔力来抵抗侧向土压力，保持墙的稳定。 适用于缺乏石料，大型填方工程。,锚定板式挡土墙,相同点：锚定板式挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆挡土墙基本相同，都是依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身的稳定。 主要区别： 锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力来源于灌浆锚杆与孔壁地层之间的粘结强度，而锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。 锚定板式将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。,锚杆式挡土墙与锚定板式挡土墙,加筋土挡土墙,依靠拉筋与填料间的摩擦力来抵抗侧向土压力。 加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点，适用于填土路基（路肩墙与路堤墙）。,是填土、拉筋、面板三者的结合体。,加筋土挡土墙,失稳的加筋土挡土墙,薄壁式挡土墙,包括悬臂式和扶壁式两种形式。 需耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能。,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙是由立壁(墙面板)和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成，呈倒“T”字形，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板和墙踵板。 主要依靠墙踵板上的填土质量来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。 适用于石料缺乏，地基承载力低地区，墙高不易6m。,悬臂式挡土墙,扶壁式挡土墙,扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成。 主要依靠踵板上的填土质量来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。 适用于石料缺乏地区，挡土墙高大于6m，较悬臂式经济。,扶壁式挡土墙,1、墙背的倾斜形式 根据地形和施工等条件选择,根据其墙背的坡度分为仰斜、垂直、俯斜三种。 土压力：仰直俯,A、B多用于路肩墙、路堤墙等填方路基； C多用于路堑墙等挖方路基,一、重力式挡土墙体型的选择和构造措施,2、墙面坡度的选择 地坡陡，墙面直立； 地坡平坦，墙面平坦 3、基底逆坡的选择 抗滑稳定性不满足设逆坡 土质地基上n:1=0.1:1 岩石地基上n:1=0.2:1,4、墙趾台阶和顶宽度 墙趾 a:b=1:2 ,a200 顶宽a一般不小于0.5m.,5.墙后排水措施,挡土墙后填土由于雨水入渗，抗剪强度降低，土压力增大，同时产生水压力，对挡土墙稳定不利，因此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其稳定性,浆砌块(片)石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔(图a)。墙高时，可在墙上部加设一排泻水孔(图b) 。孔眼间距一般为23m，对于浸水挡土墙间距为1.01.5m，干旱地区可适当加大，孔眼上下错开布置。下排排水孔的出口应高出墙前地面或墙前水位0.3m；,为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5m的范围内铺设厚度不小于0.3m的砂卵石排水层(图c),墙后填土宜选择透水性较强的填料，例如砂土、砾石、碎石等，若采用粘土，应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实,6.填土质量要求,7、沉降缝与伸缩缝： 为适应挡土墙的不同沉降，地基性状、挡土墙高度和截面变化处应设置沉降缝。 设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔1015m设置一道，兼起两者的作用，缝宽23cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。,作用在挡土墙上的力： 自重 土压力（水压力） 地基反力 摩擦力,二、挡土墙计算,1.稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定,2.地基承载力验算,挡土墙计算内容,3.墙身强度验算,1、抗倾覆稳定验算,d,抗倾覆稳定条件,挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆,2、抗滑稳定验算,抗滑稳定条件,挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动,m为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到,3 、地基承载力验算,p fa pmax 1.2fa,4、墙身强度验算,抗压验算：,抗剪验算：,例题：某挡土墙高H为5m，墙背垂直光滑，墙后