b03第六章 挡土墙设计b

第六章 挡土墙设计,6-1 概述 6-2 挡土墙的构造与布置6-3 挡土墙土压力计算 6-4 挡土墙设计原则 6-5 重力式挡土墙设计6-6 浸水路堤挡土墙设计 6-7 地震地区挡土墙设计 6-8 轻型挡土墙 6-9 加筋挡土墙,上页 下页,6-1 概述P116-120,挡土墙是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。,上级 上页 下页,6-1 概述P116-120,修筑挡土墙的情况 ：陡坡地段；岩石风化的路堑边坡地段；为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；可能产生塌方、滑坡的不良地质地段；高填方地段；水流冲刷严重或长期浸水路基地段；为节约用地减少拆迁或少占农田地段；为保护重要建筑、生态环境或其它特殊地段。,上级 上页 下页,6-1 概述P116-120,挡土墙设置与否，宜与工程方案比较确定:与移改路线位置进行比较；与填筑或开挖边坡进行比较；与坼移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等进行比较；与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等进行比较 。,上级 上页 下页,6-1 概述P116-120,二、挡土墙使用场合路堑挡墙路堤挡墙路肩挡墙山坡挡墙桥头挡墙,上级 上页 下页,表6-1,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,二、挡土墙类型按墙的位置分为：路堑、路堤、路基、山坡挡墙。按墙的材料分为：石砌、混凝土、钢筋混凝土、砖砌、木质、钢板墙。按墙的结构分为：重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、拱式、锚定板式、桩板式、垛式（框架式）等。,表6-2,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便,A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；C、D多用于路堑墙,1.重力式挡土墙,视线,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,锚杆式,2.锚定式挡土墙,锚定板式,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,3.薄壁式挡土墙,扶壁式,悬臂式,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,4.加筋土式,5.土钉（钉土）式,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,6.柱板式挡土墙,7.桩板式挡土墙,6-1 概述P116-120,上级 上页 下页,8.垛式（框架式）,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,一、挡土墙构造墙身墙背墙面墙顶护栏基础排水设施沉降缝与伸缩缝,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,一、挡土墙构造,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,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1：0.151：0.25,4）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1：0.251：0.45，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1：0.151：0.25，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,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,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1：0.051：0.20，矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用1：0.201：0.35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,2.基础构造,上级 上页 下页,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。,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。,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,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,2.基础埋置深度,对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：(1)无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；(2)有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；(3)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。,碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。,对于岩石地基，应清除表面风化层，将基底嵌入岩层一定深度。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。,当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下，或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,3.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23m，对于浸水挡土墙孔眼间距一般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),6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,（四）沉降缝与伸缩缝,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。,干砌挡土墙，缝的两侧应选用平整石料砌筑，使成垂直通缝,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,二、挡土墙布置横向布置确定断面形式选择挡土墙位置纵向布置确定起讫点分段布置各段基础泄水孔平面布置 确定挡土墙与路线平面位置的关系,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,布置: 位置选定、纵向布置、横向布置、平面布置,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。,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,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。,6-2 挡土墙的构造与布置P120-124,上级 上页 下页,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。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,一、作用于挡土墙的力系 挡土墙自重G及墙上恒载；墙后土体的主动土压力Ea;基地的法向反力及摩擦力T; 墙前土体的被动土压力Ep。浸水挡土墙考虑静水压力和浮力附加力是季节性作用的各种力特殊力是偶然出现的力,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,二、 一般条件下库仑主动土压力计算 土压力分为三种：a、主动土压力Ea；b、被动土压力Ep；c、静止土压力E0,上级 上页 下页,主动土压力为挡土墙的设计荷载,EpE0Ea,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,（一）库仑理论的基本假定： 土楔向下滑动时处于主动土压力状态。向上滑动时处于被动土压力状态。墙后土体为均匀松散颗粒，粒间仅有摩阻角而无粘结力存在(C=0)。挡土墙和土楔都是无压缩或拉伸变形的刚体。土楔刚体形成时，土的自重与墙背反力及破裂面反力保持静力平衡状态。,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,（二）各种边界条件下的主动土压力计算 1.破裂交角于内边坡,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,（二）各种边界条件下的主动土压力计算 1.破裂交角于内边坡（图6-13）,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,由正弦定理得：,求出G，求,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,Ka为主动土压力系数,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,主动土压力计算公式：,可得水平与垂直分力为：,各参数说明见P127,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,1）力的方向,静力平衡状态决定其与墙背法线夹角等于内摩擦角,2）力的作用点,绘出土压应力分布图，力的作用点在压应力分布图的合力处。,破裂面位于其他位置的库仑表达式,由于静力平衡条件不变，破裂面交于路基表面和外边坡时，只需要改变土楔重力G的表达式，同时在土压应力分布图中叠加车辆荷载，就能得到类似的表达式。如下图：,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,破裂角交于路基面破裂角交于荷载中部破裂角交于荷载外侧破裂角交于外边坡,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,A0、B0是与破裂面交于荷载位置不同而不同的表达式。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,前面研究针对：路堤挡土墙、俯斜式挡墙推广应用其它类型挡土墙：为路肩墙时，a=b=0;俯斜墙背，a为正；垂直墙背，a为0；仰斜墙背，a为负；当荷载沿路肩边缘布置时，d=0。计算挡土墙Ea时，破裂角由试算确定。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,（三）大俯角墙背的主动土压力第二破裂角法当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙背CA滑动，而是沿土体的另一破裂面CD滑动，CD称为第二破裂面，而远离墙的破裂面CF称为第一破裂面。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,一）出现第二破裂面的条件 墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面的倾角，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现；在墙背或假想背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,二）衡重式路堤墙公式推导根据边界条件，计算破裂棱体的重量G；从力三角形求EX的方程式；求EX的最大值及相应的破裂角 和 ；求主动土压力Ea及其作用点。,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,（一）推导过程,1根据边界条件，计算破裂棱体（包括棱体上的荷载）的重量G,2从力三角形求Ex的方程式,3求Ex的最大值及相应的破裂角i和i（求驻点的办法）,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,4求主动土压力Ea的作用点,绘土压应力分布图,三）折线形墙背的土压力计算,以墙背转折点或衡重台为界分为上墙、下墙 ，分别计算取两者矢量和,合力的作用点坐标,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,（一）上墙土压力,不考虑下墙影响,按照俯斜墙背计算土压力,衡重式考虑是否出现第二破裂面,（二）下墙土压力计算,1.延长墙背法,在上墙土压力算出后，延长下墙墙背交于填土表面C，以BC为假想墙背，根据延长墙背的边界条件，用相应的库伦公式计算土压力，并绘出墙背应力分布图，从中截取下墙BB部分的应力图作为下墙的土压力。将上下墙两部分应力图叠加，即为全墙土压力,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,在墙背土体处于极限平衡条件下，作用于破裂棱体上的诸力，应构成矢量闭合的力多边形。在算得上墙土压力E1后，就可绘出下墙任一破裂面力多边形。利用力多边形来推求下墙土压力,2.力多边形法,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,四）墙后为粘性土土压力计算,（一）等效内摩擦角法,按换算前后土的抗剪强度相等的原则或土压力相等的原则来计算D 值。通常把粘性土的内摩擦角值增大510，或采用等效内摩擦角D为 3035。对于矮墙偏于安全，对于高墙则偏于危险。因此在设计高墙时，应按墙高酌情降低D 值,（二）力多边形法,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,1.首先求得当c=0时的土压力E ，Ea=EEc ；,2.再求得由于粘聚力的作用而减少的土压力 Ec,3.用求驻点的办法求最大土压力和最危险破裂面,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,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。,五）不同土层的土压力,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,挡土墙修在陡坡的半路堤上，或者山坡土体有倾向路基的层面，则墙后存在着已知坡面或潜在滑动面，当其倾角陡于由计算求得的破裂面的倾角时，墙后填料将沿着陡破面(或滑动面)下滑，而不是沿着计算破裂面下滑，土压力计算的破裂面为由勘察确定的实际可能发生的破裂面。计算时不必求取最危险破裂面和最大土压力。,六）有限范围填土时的土压力,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,七）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,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,八、墙背填土上的附加荷载,（一）车辆荷载1.按墙高确定的附加荷载强度进行换算,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,八、墙背填土上的附加荷载,2.根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,上级 上页 下页,八、墙背填土上的附加荷载,（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,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,（三）常用参数,6-3 挡土墙土压力计算P125-142,（三）常用参数,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,一、挡土墙的荷载组合,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,一、挡土墙的荷载组合,原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合一般地区 仅考虑主要力系浸水地区 考虑附加力地震区 考虑地震力,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,二、挡土墙的设计原则设计方法：极限状态分项系数法构件承载能力极限状态正常使用极限状态,6-4 挡土墙设计原则P142-144,构件承载能力极限状态整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡；挡土墙构件或连接部件因材料承受强度超过极限而破坏，或因过量塑性变形而不适于继续承载；正常使用极限状态。,上级 上页 下页,我国现行规范规定公路挡土墙的构件分析采用承载力极限状态的分项安全系数法为主的设计法.,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,正常使用极限状态影响正常使用或外观变形影响正常使用或耐久性的局部破坏影响正常使用的其它特征状态,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,计算式：,挡土墙设计采用的承载能力极限状态设计：,结构重要性系数0,6-4 挡土墙设计原则P142-144,上级 上页 下页,承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数,进行基底和圬工合力偏心距计算时，Q2取0.3,其它取1.0.,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,一、稳定性验算 1.抗滑稳定性方程,上级 上页 下页,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,一、稳定性验算 1.抗滑稳定性系数,上级 上页 下页,N作用于基底上合力的竖向分力； 墙前被动土压力。,规范建议：设计分析采用极限状态设计表达式，按照总安全系数法来校准计算结果。,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,一、稳定性验算 1.抗滑稳定性系数：,上级 上页 下页,N作用于基底上合力的竖向分力； 墙前被动土压力。,规范建议：设计分析采用极限状态设计表达式，按照总安全系数法来校准计算结果。,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,2抗倾覆稳定方程,上级 上页 下页,抗倾覆稳定系数,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,例题,某挡土墙设计图纸如下所示，已知墙高H=7.0m，顶宽B=1.2m，墙面与墙背平行，基底水平，经计算，土压力EX=64.29kN，Ey=6.8kN，ZX=2.51m，Zy=1.74m，基底摩擦系数f=0.43，墙身砌体容重a=23.5kN/m3，ZW=1.47m，滑动稳定系数kz=1.3，倾覆稳定系数k0=1.5，试验算：1）滑动稳定性；2）倾覆稳定性。,上级 上页 下页,求解,上级 上页 下页,二.基底合力偏心矩和基底压应力验算,土质地基偏心矩不应大于 B/6；岩石地基不应大于 B/4否则应从新拟定挡土墙断面。,上级 上页 下页,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,3.地基承载能力抗力值,(1)当轴向荷载作用时,(2)当偏心荷载作用时,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,(3)规定当挡墙基础宽度大于3m，或埋置深度大于0.5m时，除岩石外，地基承载应力抗力值计算式：,(4)当不满足上式时，可按：,(5)F可根据不同的荷载组合给予提高，提高系数K如表：,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,(6)当偏心距e0.333B时可根据抗剪强度指标强度地基承载应力抗力值,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,三、墙身截面强度验算 验算断面的选择,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,2、稳定性计算 式6-56式6-573、偏心距e0验算 式6-584、正截面直接受剪验算式6-60,设计轴向力,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,四、增加挡土墙稳定性的措施 （一）增加抗滑稳定性 设置倾斜基底采用凸榫基础采用人工扩大基础,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,土质地基，不陡1:5；岩石地基，不陡于1:3,凸榫的高度按照抗滑稳定性要求设计，高宽比满足污工刚性角的要求,倾斜基底,凸榫基底,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,(二) 增加抗倾覆稳定性 展宽墙趾改变墙面及墙背坡度（图6-27）改缓墙面坡度可增加稳定力臂改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少土压力改变墙身断面类型 （图6-28）（三）增加地基承载力 采用人工扩大基础 采用扩大基础,6-5 重力式挡土墙设计P144-153,上级 上页 下页,五、衡重式挡土墙设计 P152衡重式挡土墙设计与一般重力式挡土墙相同。因为墙背为带有街重台的折线形，所以土压力计算及墙身构造都有其特殊性。衡重式挡土墙的构造:通常墙胸多采用1:0.05仍的陡坡，上墙背坡率采用1:0.251:0.45之间，下墙背坡率采用1:0.25，上下墙高比采用2:3。其它构造要求与般重力式挡土墙相同。衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙。,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,上级 上页 下页,水对墙后填料和墙身的影响： 浸水的填料受到水的浮力作用而使土压力减小；砂性土影响不大，但粘性土浸水后抗剪强度显著降低；当墙背与墙面有一水位差时，墙身会受到静止水压力所引起的推力作用;填料受到动水压力的作用，但渗水性填料动水压力小，可以不计；墙身受到水的浮力作用，其抗倾覆及抗滑稳定性减弱。,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,上级 上页 下页,一、土压力计算 1.当填料为砂性土时计算时考虑： 浸水部分填料采用浮容重；浸水前后内摩擦角不变；浸水前后破裂面不变。,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,上级 上页 下页,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,上级 上页 下页,2.填料为粘性土 计算步骤： 先计算水位以上的土压力E1；将水位以上的土重作为荷载，计算浸水部分的土压力；取E1、E2的矢量和作为全墙的土压力。土层厚为：式6-69,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,粘性土浸水土压力图,上级 上页 下页,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,二、静水压力、动水压力和上浮力静水压力：上浮力：动水压力：当墙后为弱透水性填料时，由于墙外水位急骤下降，在填料内部将产生渗流，由此而引起动水压力,上级 上页 下页,6-6 浸水挡土墙设计P154-158,三、浸水挡土墙稳定性验算具体验算方法同前述，只是验算时注意考虑浸水挡土墙的受力特点。设计浸水挡土墙，应求算最不利水位进行验算。,上级 上页 下页,6-7 地震地区挡土墙设计P158-160,地震地区条件：挡土墙修建在设计裂度为8度及8度以上的地震区，以及修筑在地震时可能发生大规模滑坡、崩塌的地段或软弱地基(如软弱粘性土层)应进行地震强度和稳定性验算。验算时要考虑：破裂棱体和挡土墙身分别承受地震力的作用，将地震荷载与恒载组合，并考虑常年水位的浮力；不考虑：季节性浸水的影响，其他外力，包括车辆荷载的作用均不考虑。,上级 上页 下页,6-7 地震地区挡土墙设计P158-160,一、地震力图6-44 在挡土墙设计中，般只考虑水平地震力，竖向地震力因影响小，可略去不计。式6-75,上级 上页 下页,6-7 地震地区挡土墙设计P158-160,二、土压力 已知地震力与重力的合的大小与方向，并且假定在地震作用下土的内摩擦角与墙背摩擦角不变（图6-45）,上级 上页 下页,6-7 地震地区挡土墙设计P158-160,对于地震作用下的路肩挡土墙，也可用下而的简化公式计算(图6-46)式6-78,上级 上页 下页,6-7 地震地区挡土墙设计P158-160,三、地震条件下挡墙的验算 具体验算方法同前述，只是验算时注意考虑地震对挡土墙的影响。四、一般防震措施 用低重心的墙身断面形式；基础要坚固；尽量采用浆砌片石，砼或钢筋砼；注意设置垂直缝；砂浆标号提高一级采用；墙后尽量填透水性好的材料。,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,重型挡土墙：优点：构造简单、施工方便、就地取材。缺点：墙身断面较大，占地较多，不能充分发挥建筑材料的强度性能，也不易实行施工的机械化和工厂化。轻型挡土墙：优点：常用钢筋混凝土构件组成，墙身断面较小，墙的稳定性不是或不完全是依靠本身重量来维持，因而结构较轻巧，圬工量省，占地较少，有利于机械化施工。缺点：造价高。,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,轻型挡土墙主要型式： 悬臂式挡土墙、 锚杆挡土墙、锚定板挡土墙一、悬臀式挡土墙(一)悬臂式档土墙的构造及适用条件特点：构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在69m之间。构造：立壁和底板组成，具有三个悬臂，即立壁、趾板和踵板见图6-47,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,（二）设计步骤 土压力计算 底板宽度计算 夹块宽度、踵板宽度、趾板宽度底板厚度计算 立壁厚度计算 结构要求、计算立壁弯矩及剪力、厚度计算墙身稳定性及基底应力验算,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,二、锚杆挡土墙 （一）构造与布置 墙面分为：版柱式和板壁式锚杆分为：砌缝式(小锚杆)和灌浆锚杆(大锚杆) 墙面一般是由预制的立柱和挡土板组成，称为板柱式墙，也可以就地浇筑成整体的板壁式墙。,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,楔缝式锚杆：俗称小锚杆，是对锚杆施加一定压力后，使杆端楔缝的楔子张开，从而将锚杆卡紧在岩石中。灌浆锚杆：又称大锚杆，要用钻机钻孔，锚孔直径般100150mm，锚杆插入锚孔后再灌注水泥砂浆。,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,（二）锚杆挡墙设计1.主动土压力计算2.挡土板内力计算3.立板的内力计算当上墙立柱仅有两根锚杆目底端为自由端时，可假定两端为悬壁的简支梁(图653)；当下墙立柱仅有两根锚杆，且底端视为铰端时，按连续梁计算(图654)；当立体有两根以上的锚杆且底端为固定时，按一端固定的连续梁计算(图655)。4.锚杆设计 锚杆截面设计(图656)、锚杆长度设计(图657)、锚杆与立柱的连接(图658),上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P160-168,三、锚定板挡土墙(一)锚定板档土墙的构造构造：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特点：它借助于埋在填土内的锚定板的抗拉力，平衡挡土墙塌背水平土压力，从而改变挡土墙的受力状态，达到轻型的目的。它具有省料省工、能适应承载力较低地区的特点，已开始应用于路肩或路堤挡土墙和桥台。,上级 上页 下页,6-8 轻型挡土墙P1