[信息与通信]第六章 挡土墙设计.ppt

第六章挡土墙设计主讲 胡圣能 本章内容 第一节概述第二节挡土墙的构造与布置第三节挡土墙土压力计算第四节挡土墙设计总则第五章挡土墙设计 6 1概述 一 挡土墙的用途挡土墙定义 用来支撑天然边坡或人工填土边坡 防止土体滑塌 主要承受侧向土压力 以保持土体稳定的建筑物 宜修筑挡土墙的位置 陡坡段或岩石风化的路堑边坡路段 需要降低边坡高度以减少土方量的路段 增加不良地段边坡稳定性 防止产生滑塌 防止沿河路段水冲刷 桥梁或隧道与路基的连接地段 节约道路用地 减少拆迁或少占农田 保护重要建筑 生态环境或其他需要特殊保护地段 P116表6 1 挡土墙的分类 用于陡峭山坡的路堑底部 降低边破高度 减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡 一 按照挡土墙设置的位置 1 路堑挡土墙 2 路肩挡土墙 用于 1 陡坡路堤 为保证路堤稳定 收缩坡脚 2 为避免与其它建筑物 如房屋 铁路 水渠等 干扰扰或防止多占农田 3 为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷 用于地形受限 需要收缩坡脚 防止陡坡堤下滑 3 路堤挡土墙 用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破碎岩层 需要时可分设数道 4 山坡挡土墙 用于沿河路堤 需要收缩坡脚或防止水流冲淘 5 浸水挡土墙 第二节挡土墙设计 一 挡土墙的布置 1 挡土墙位置的选定 1 路堑挡土墙大多数设在边沟旁 2 山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处 3 当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近 基础情况相似时 应优先选用路肩墙 4 若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低 而且基础可靠时 宜选用路堤墙 5 沿河路堤设置挡土墙时 应结合河流情况来布置 注意设墙后仍保持水流顺畅 不致挤压河道而引起局部冲刷 2 挡土墙的纵向布置 挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行 布置后绘成挡土墙正面图 1 确定挡土墙的起迄点和墙长 选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式 2 按地基及地形情况进行分段 确定伸缩缝与沉降缝的位置 3 布置各段挡土墙的基础 4 布置泄水孔的位置 包括数量 间隔和尺寸等 3 挡土墙的横向布置 在墙高最大处 墙身断面或基础形式有变异处 以及其它必须桩号处的横断面图上进行 根据墙型 墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料 进行挡土墙设计或套用标准图 确定墙身断面 基础形式和埋置深度 布置排水设施等 并绘制挡土墙横断面图 4 平面布置 个别复杂的挡土墙 如高 长的沿河曲线挡土墙 应作平面布置 绘制平面图 标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况 特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况 沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向 防护与加固工程等 墙身基础排水设施伸缩缝 二 挡土墙的构造组成 一 墙身构造 1 墙背 1 仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙 仰斜墙背的坡度不宜缓于1 0 3 通常在1 0 15 1 0 25 4 衡重式墙适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙 也可用于路堑墙 上墙俯斜墙背的坡度1 0 25 1 0 45 下墙仰斜墙背在1 0 25左右 上下墙的墙高比一般采用2 3 3 凸形折线墙背多用于路堑墙 也可用于路肩墙 上下墙的墙高比一般采用2 3 2 俯斜墙背适用于路堤墙 路肩墙 常用1 0 15 1 0 25 不超过4m的低墙可用垂直墙背 5 其他类型挡土墙的墙背形式可参考有关规范和设计手册 墙面一般均为平面 其坡度应与墙背坡度相协调 墙面坡度直接影响挡土墙的高度 因此 在地面横坡较陡时 墙面坡度一般为1 0 05 1 0 20 矮墙可采用陡直墙面 地面平缓时 一般采用1 0 20 1 0 35较为经济 2 墙面 墙顶最小宽度 浆砌挡土墙不小于50cm 干砌不小于60cm 浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽 厚40cm 如不做顶帽 对路堤墙和路堑墙 墙顶应以大块石砌筑 并用砂浆勾缝 或用5号砂浆抹平顶面 砂浆厚2cm 干砌挡土墙墙顶50cm高度内 应用25号砂浆砌筑 以增加墙身稳定 干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m 3 墙顶 为保证交通安全 在地形险峻地段 或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏 为保持土路肩最小宽度 护栏内侧边缘距路面边缘的距离 二 三级路不小于0 75m 四级路不小于0 5m 4 护栏 二 基础构造 1 基础类型 1 大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上 2 当地基承载力不足 地形平坦而墙身较高时 为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性 采用扩大基础 a 墙趾或墙踵部分加宽 b 钢筋混凝土底板 c 换填地基 d 台阶基础 e 拱形基础 3 当地基压应力超过地基承载力过多时 需要的加宽值较大 为避免加宽部分的台阶过高 可采用钢筋混凝土底板 4 地基为软弱土层时 可采用砂砾 碎石 矿渣或灰土等材料予以换填 5 当挡土墙修筑在陡坡上 而地基又为完整 稳固 对基础不产生侧压力的坚硬岸石时 可设置台阶基础 以减少基坑开挖和节省圬工 6 如地基有短段缺口 如深沟等 或挖基困难 如需水下施工 可采用拱形基础 二基础 基础设计内容 基础形式的选择 基础埋深基础形式 取决于基底应力大小基础埋深 冰冻条件和水冲刷情况 三 排水设施 排水作用 1 防止地表水下渗造成墙后积水 产生静水压力 2 消除粘性土含水产生的膨胀压力 3 减少季节性冰冻区冻胀压力 排水设施 1 地面排水 措施 1 截水沟 2 夯实土加铺砌及加固边沟2 墙身排水 措施 墙身设排水孔 三 排水设施 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汇水孔 图b 孔眼间距一般为2 3m 对于浸水挡土墙孔眼间距一般1 0 1 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 不渗水材料封闭 四 沉降缝与伸缩缝 伸缩缝 沿墙长10 15m或与其他建筑物搭接处设置 伸缩缝 1 挡土墙高度突变或基底地质 水文情况变化出 2 平曲线路段挡土墙折线布设时 折线处 全高设置 宽度取0 02 0 03m 缝内填沥青麻筋或沥青木板 间距不大于20m或30m 第二破裂面出现条件 1 墙背或假想墙背的倾角大于第二破裂面的倾角 2 在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力 使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑 大俯角墙背的主动土压力计算第二破裂面方法 五 不同土层的土压力 填土为两层以上不同性质的土体 首先求得上一土层的土压力及作用点 并近似的假定上下两土层层面平行 计算下一土层时 将上一土层视为均布荷载 按地面为一平面时的库仑公式计算 被动土压力 通常情况下挡土墙前的被动土压力可不计算 当基础埋置较深且地层稳定 不受水流冲刷和扰动破坏时 可计入 但是应对被动土压力的计算值进行大幅度的折减 墙背填土上的附加荷载 一 车辆荷载 换算土柱 q 车辆荷载附加荷载强度 墙高小于2m 取20kN m2 墙高大于10m 取10kN m2 墙高在2 10m之间时 附加荷载强度用直线内插法计算 二 其他荷载 作用于墙顶或墙后填土上的人群荷载强度规定为3kN m2 作用于挡墙栏杆顶的水平推力采用0 75kN m 作用于栏杆扶手上的竖向力采用1kN m 是否考虑附加荷载由实际情况决定 第五节重力式挡土墙设计 一 挡土墙稳定性验算1 抗滑稳定性验算基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力 2 抗倾覆稳定性验算抵抗墙趾向外转动倾覆的能力 二