各种常用挡土墙[行业使用]

1、第第7章章 挡土墙挡土墙 1 应用分析 7.1 概述概述 7.2 挡土墙的类型挡土墙的类型 7.3 作用在挡土墙上的土压力作用在挡土墙上的土压力 7.4 重力式挡土墙重力式挡土墙 7.5 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 7.6 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙 第第7章章 挡土墙挡土墙 2 应用分析 7.1 概概 述述 挡土墙挡土墙是防止土体坍是防止土体坍 塌的构筑物，在工程塌的构筑物，在工程 建设领域得到广泛应建设领域得到广泛应 用。用。 3 应用分析 7.2挡土墙的类型挡土墙的类型 按材料分：按材料分：毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土 按结构类型分：按结构类型分：重力式、重力式、

2、 悬臂式、扶壁式、板桩悬臂式、扶壁式、板桩 式式 4 应用分析 7.2.1 7.2.1 重力式挡土墙重力式挡土墙 重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在力的作用下的平衡和稳定。重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在力的作用下的平衡和稳定。 通常由通常由块石或素混凝土块石或素混凝土砌筑而成，因而墙体抗拉强砌筑而成，因而墙体抗拉强 度较小，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩度较小，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩 全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡，因此，全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡，因此， 墙身必须做成厚而重的实体才能保证其稳定，这墙身必须做成厚而重的实体才能保证其稳定，这

3、样，墙身的体积和重量都比较大。样，墙身的体积和重量都比较大。 墙高一般小于墙高一般小于5m5m 5 应用分析 6 应用分析 按墙背的倾斜情况分为按墙背的倾斜情况分为仰斜仰斜、垂直垂直和和俯斜俯斜三种三种 主动土压力比较：主动土压力比较：仰斜仰斜垂直垂直俯斜俯斜 挖方比较：挖方比较：仰斜优于俯斜仰斜优于俯斜 填方比较：填方比较：俯斜优于仰斜俯斜优于仰斜 7 应用分析 几种特殊的重力式挡土墙几种特殊的重力式挡土墙 8 应用分析 7.2.2 7.2.2 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 一般用钢筋混凝土建造，由三个悬臂板组成：一般用钢筋混凝土建造，由三个悬臂板组成：立壁立壁、墙墙 趾悬臂趾悬臂和和墙踵悬臂墙

4、踵悬臂。 墙的稳定性墙的稳定性主要靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应主要靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应 力则由钢筋承担。力则由钢筋承担。 优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较 小。小。适用于墙高大于适用于墙高大于5m，地基土较差的工程，地基土较差的工程 9 应用分析 7.2.3 7.2.3 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙 当挡土墙后的填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的当挡土墙后的填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的 抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，故称为扶壁式抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，故称

5、为扶壁式 挡土墙。挡土墙。 墙高大于墙高大于8m。 10 应用分析 11 应用分析 7.2.4 7.2.4 板桩式挡土墙板桩式挡土墙 12 应用分析 土压力是挡土墙的主要外荷载，所以设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、土压力是挡土墙的主要外荷载，所以设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、 方向和作用点。方向和作用点。 土压力土压力 主动土压力主动土压力 静止土压力静止土压力 被动土压力被动土压力 7.3 作用在挡土墙上的土压力作用在挡土墙上的土压力 根据墙的根据墙的位移情况位移情况和墙后土体所处的和墙后土体所处的应力状态应力状态，土压力可分为以下三种：，土压力可分为以下三种： 13

6、应用分析 1.主动土压力主动土压力：当挡土墙：当挡土墙向离开土体方向向离开土体方向偏移至土体达到偏移至土体达到极限极限 平衡状态时平衡状态时，作用在墙上的土压力，一般用，作用在墙上的土压力，一般用Ea表示。表示。 滑滑 动动 面面 Ea 14 应用分析 2.被动土压力被动土压力：当挡土墙：当挡土墙向土体方向向土体方向偏移至土体达到偏移至土体达到极限平衡状态极限平衡状态 时时，作用在挡土墙上的土压力，用，作用在挡土墙上的土压力，用Ep表示。表示。 滑滑 动动 面面 Ep 15 应用分析 3.静止土压力静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时弹性平衡状态时，

7、土，土 对墙的压力，用对墙的压力，用E0表示。表示。 E0 16 应用分析 地震时的土压力计算地震时的土压力计算 地震时由于地面运动使土压力增加，在挡土墙增地震时由于地面运动使土压力增加，在挡土墙增 加一个地震力加一个地震力F： kGF 17 应用分析 地震力地震力F与其他作用力一起计算，此时主动土压力：与其他作用力一起计算，此时主动土压力： 2 2 2 )cos()cos( )sin()sin( 1)cos()(cos )(cos a K aa KHE 2 cos2 1 式中：式中： 18 应用分析 7.4 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计 一、选型一、选型 1 1、使墙后土压力最小、使墙后

8、土压力最小 优先考虑仰斜优先考虑仰斜 19 应用分析 2 2、墙的背坡和面坡选择、墙的背坡和面坡选择 背坡：背坡：1 1：0.050.051：0.3 面坡面坡: :不小于不小于1 1：0.250.25 面坡尽量与背坡平行面坡尽量与背坡平行 20 应用分析 3 3、基底逆坡坡度选择、基底逆坡坡度选择 土基：土基：不大于不大于0.10.1：1 1 岩基岩基: :不大于不大于0.20.2：1 1 此时基底承载力要折减：此时基底承载力要折减： 0.10.1：1 1时，折减系数为时，折减系数为0.90.9 0.20.2：1 1时，折减系数为时，折减系数为0.80.8 21 应用分析 4 4、墙趾台阶、墙

9、趾台阶 墙趾高墙趾高h h和墙趾宽和墙趾宽a a的比例为：的比例为： h:ah:a=2=2：1 1 墙趾宽墙趾宽a a不得小于不得小于20cm20cm 22 应用分析 二、构造二、构造 1 1、埋置深度、埋置深度 应按持力层的承载力、冻结因素确定。应按持力层的承载力、冻结因素确定。 土基：土基：h0.5m 岩基：岩基： 23 应用分析 2 2、桩身构造、桩身构造 应符合强度和稳定要求。应符合强度和稳定要求。 挡土墙顶宽挡土墙顶宽0.4m 24 应用分析 3 3、排水措施、排水措施 方孔径方孔径：50100mm、 100100mm、 150200mm 圆孔径圆孔径：50100mm 孔间距：孔间距

10、：23m 25 应用分析 4 4、填土质量、填土质量 最优采用最优采用抗剪强度高、性质稳定、透水性好的抗剪强度高、性质稳定、透水性好的无粘性土无粘性土 不能采用淤泥、耕植土、膨胀土等不能采用淤泥、耕植土、膨胀土等 5 5、沉降缝和伸缩缝、沉降缝和伸缩缝 间距：间距：1020m，缝宽：，缝宽：20mm 填土填土压实质量压实质量是挡土墙施工中的一个关键问题。填土时应是挡土墙施工中的一个关键问题。填土时应分层夯实分层夯实。 26 应用分析 6 6、挡土墙材料要求、挡土墙材料要求 石料：微风化石料：微风化 7 7、砌筑质量、砌筑质量 搭缝良好、砌稳安正、灰浆饱满、墙体稳固搭缝良好、砌稳安正、灰浆饱满、

11、墙体稳固 砂浆：水泥砂浆砂浆：水泥砂浆 27 应用分析 三、计算三、计算 抗倾覆验算抗倾覆验算 抗滑移稳定验算；抗滑移稳定验算； 地基的承载力验算；地基的承载力验算； 墙身强度验算。墙身强度验算。 抗震计算抗震计算 挡土墙的计算通常包括下列内容：挡土墙的计算通常包括下列内容： 28 应用分析 1. 抗倾覆验算抗倾覆验算 绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为 抗倾覆安全系数抗倾覆安全系数Kt。 6 . 1 0 fax faz t zE xExG K cos aaz EE sin aax EE cot ff zbx 0 tanbzz f 式中：式中： 29 应用

12、分析 2. 抗滑移验算抗滑移验算 抗滑力与滑动力之比称为抗滑力与滑动力之比称为抗滑安全系数抗滑安全系数Ks。 3 . 1 )( tat ann s GE EG K 0 cos aan EE 式中：式中： 0 cosGGn 0 sinGGt 0 sin aat EE 30 应用分析 3 . 1 )( tat ann s GE EG K 式中：式中：挡土墙基底对地基的摩擦系数，由试验确定，也可按下表确定挡土墙基底对地基的摩擦系数，由试验确定，也可按下表确定 31 应用分析 3.地基承载力验算地基承载力验算 与偏心受压基础验算方法相同，即：与偏心受压基础验算方法相同，即： 关键是基底压力的计算关键是

13、基底压力的计算 32 应用分析 挡土墙基底压力计算挡土墙基底压力计算 挡土墙重力挡土墙重力G与土压力与土压力Ea的合力的合力E可用平行四边形法求得可用平行四边形法求得 cos2 22 aa EGEGE cos sin tan GE G a 33 应用分析 合力合力E分解为垂直和平行于基底的两个分力：分解为垂直和平行于基底的两个分力： 0 cosEEn 0 sinEEt 34 应用分析 垂直合力垂直合力En（即作用在基底上的重直合力（即作用在基底上的重直合力N）对基底偏心距）对基底偏心距e为：为： c b e 2 N zExEGx c faxfaz 0 0 cos b b 式中：式中： 35 应

14、用分析 则挡土墙地基承载力验算如下：则挡土墙地基承载力验算如下： 6 b e a f b e b N P 2 . 1 6 1 max min （1）当时（梯形分布）当时（梯形分布） （2）当时（三角形分布）当时（三角形分布） 6 b e a f c N P 2 . 1 3 2 max 注：由基底倾斜，此时的注：由基底倾斜，此时的fa应折减应折减0.8 36 应用分析 4 4.墙身强度验算墙身强度验算 墙身强度验算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构的有关计墙身强度验算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构的有关计 算方法进行。算方法进行。 墙身强度验算

15、应取墙身墙身强度验算应取墙身薄弱截面（截面转折、急剧变化处）薄弱截面（截面转折、急剧变化处）进行。进行。 内容有：内容有：抗压验算、抗剪验算抗压验算、抗剪验算 37 应用分析 （1 1）抗压）抗压验算验算 fAN a I II I截面处：截面处： 38 应用分析 （2 2）抗剪）抗剪验算验算 AfQ uVa 18. 0 I II I截面处：截面处： 39 应用分析 5 5.挡土墙抗震计算挡土墙抗震计算 地震区挡土墙分别按地震区挡土墙分别按有地震时的挡土墙有地震时的挡土墙和和无地震时的挡土墙无地震时的挡土墙进行计算，选用进行计算，选用 其中其中截面较大者截面较大者。 （1 1）抗倾覆验算）抗倾覆

16、验算 2 . 1 0 wfax faz t zFzE xExG K 40 应用分析 （2 2）抗滑移验算）抗滑移验算 2 . 1 cos )sin( 0 0 FGE FEG K tat ann s 41 应用分析 6 b e a f b e b FN P 2 . 1 6 1 sin 0 max min 当时：当时： 当时：当时： 6 b e a f c FN P 2 . 1 3 )sin(2 0 max （3 3）地基承载力验算）地基承载力验算 0 0 sinFN zFzExEGx c wfaxfaz 42 应用分析 抗压抗压验算验算 fAN a I II I截面处：截面处： （4 4）墙身强

17、度）墙身强度验算验算 AfQ uVa 18. 0 抗剪抗剪验算验算 43 应用分析 7.5 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计 一、构造一、构造 1 1、墙高与底板、墙高与底板 b/H1=1/21/3 b1/b=1/3 墙高可大于墙高可大于5m 44 应用分析 2 2、墙身（立臂）、墙身（立臂） 变截面：上小下大，节约材料变截面：上小下大，节约材料 上斜下平的变截面，利于排水；上斜下平的变截面，利于排水； 底板厚度与墙身下端相等。底板厚度与墙身下端相等。 3 3、墙趾与墙踵、墙趾与墙踵 45 应用分析 4 4、墙顶宽度、墙顶宽度 双排钢筋时：双排钢筋时：不小不小200mm200mm 单排钢筋时：

18、单排钢筋时：可适当减小可适当减小 46 应用分析 5 5、墙身面坡、墙身面坡 1 1：0.020.021：0.05 6 6、排水措施、排水措施 圆孔径圆孔径：100150mm 孔间距：孔间距：23m 墙后做滤水层墙后做滤水层 47 应用分析 7 7、填土质量、填土质量 最优采用最优采用抗剪强度高、性质稳定、透水性好的抗剪强度高、性质稳定、透水性好的无粘性土无粘性土 不能采用淤泥、耕植土、膨胀土等不能采用淤泥、耕植土、膨胀土等 8 8、沉降缝和伸缩缝、沉降缝和伸缩缝 间距：间距：2025m，缝宽：，缝宽：20mm 填土时应填土时应分层夯实分层夯实。 48 应用分析 9 9、防滑键、防滑键 抗滑移

19、不满足要求时，可加设防滑键：抗滑移不满足要求时，可加设防滑键：宽度不小宽度不小 于于30cm30cm 1010、保护层厚度、保护层厚度 墙身：墙身：不小于不小于30mm30mm 底板：底板：不小于不小于50mm50mm；无垫层时不小于；无垫层时不小于70mm70mm 49 应用分析 二、计算二、计算 确定侧压力确定侧压力 墙身内力及配筋计算墙身内力及配筋计算 地基的承载力验算地基的承载力验算 基础板内力及配筋计算基础板内力及配筋计算 抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算 抗滑移稳定验算抗滑移稳定验算 悬臂式挡土墙的计算包括下列内容：悬臂式挡土墙的计算包括下列内容： 50 应用分析 1. 确定侧压力确定

20、侧压力 （1）无地下水时）无地下水时 21aaa EEE aa KHE 2 1 2 1 2 45tan 02 a K aa qHKE 2 51 应用分析 （2）有地下水时）有地下水时 aa Kh 1 地下水以上：地下水以上： 地下水以下：地下水以下： 221 hKhh wawsata 52 应用分析 2. 墙身内力及配筋计算墙身内力及配筋计算 按下端嵌固在基础板中的悬臂板进行计算，按下端嵌固在基础板中的悬臂板进行计算， 墙身底部墙身底部I-I截面处弯矩最大：截面处弯矩最大： 23 210 H E H EM aQaG 受力筋面积：受力筋面积： 0 hf M A ys s 53 应用分析 垂直受力

21、筋面积：垂直受力筋面积： 0 hf M A ys s 配筋方法配筋方法：底部钢筋的：底部钢筋的1/2或或1/3伸至顶部伸至顶部，其余在墙，其余在墙 高中部切断。高中部切断。 墙背（墙面）水平受力筋：墙背（墙面）水平受力筋：10300 54 应用分析 3.地基承载力验算地基承载力验算 与偏心受压基础验算方法相同，即：与偏心受压基础验算方法相同，即： 关键是基底压力的计算关键是基底压力的计算 55 应用分析 垂直合力对基底偏心距垂直合力对基底偏心距e为：为： 6 b e a f b e b G P 2 . 1 6 1 max min （1）当时）当时 （2）当时）当时 6 b e a f c G

22、P 2 . 1 3 2 max 56 应用分析 4. 基础板内力及配筋计算基础板内力及配筋计算 墙趾弯矩：墙趾弯矩： 2 11max1 2 6 1 bppM 受力筋面积：受力筋面积： 0 1 1 hf M A ys s 配置在墙趾下部配置在墙趾下部 57 应用分析 墙踵弯矩：墙踵弯矩： 2 212min12 2 6 1 bppppM 受力筋面积：受力筋面积： 0 2 2 hf M A ys s 配置在墙踵上部配置在墙踵上部 58 应用分析 5. 抗倾覆验算抗倾覆验算 绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为 抗倾覆安全系数抗倾覆安全系数Kt。 6 . 1 23

23、21 332211 H E H E aGaGaG K aa t 59 应用分析 6. 抗滑移验算抗滑移验算 抗滑力与滑动力之比称为抗滑力与滑动力之比称为抗滑安全系数抗滑安全系数Ks。 3 . 1 21 321 aa s EE GGG K 60 应用分析 三、提高稳定性的措施三、提高稳定性的措施 1 1、减小土的侧力、减小土的侧力 （1 1）填土换成块石，增加内摩擦角）填土换成块石，增加内摩擦角 （2 2）加设减压平台）加设减压平台 61 应用分析 2 2、增加墙踵悬壁长度、增加墙踵悬壁长度 62 应用分析 3 3、提高基础抗滑能力、提高基础抗滑能力 （1 1）底板做成逆坡）底板做成逆坡（2 2

24、）设置防滑移键）设置防滑移键 （3 3）在底板底面夯填碎石垫层，增加摩擦系数）在底板底面夯填碎石垫层，增加摩擦系数 63 应用分析 7.6扶壁式挡土墙设计扶壁式挡土墙设计 一、构造一、构造 1 1、扶壁间距、扶壁间距 （1/21/3）H 扶壁式挡土墙是由立板、底板和扶壁三部分构成，扶壁式挡土墙是由立板、底板和扶壁三部分构成，墙高可大于墙高可大于8m 64 应用分析 2 2、底板宽与墙高、底板宽与墙高 b/H1=1/21/3 3 3、其它构造与悬臂式挡土墙相同、其它构造与悬臂式挡土墙相同 65 应用分析 二、计算二、计算 确定侧压力（与悬臂式相挡墙相同）确定侧压力（与悬臂式相挡墙相同） 墙身内力计算墙身内力计算 地基的承载