某挡墙工程倒塌分析PPT课件

1、一、设计分析 由于自嵌式挡土墙是一种柔性结构，面板采用块与块干垒组成，因此增加局部稳定分析。自嵌式挡土墙设计外部稳定设计外部稳定设计内部稳定设计内部稳定设计局部稳定设计局部稳定设计第1页/共35页 1、外部稳定分析将加筋土和挡墙作为一个整体来抵抗被挡土的水土压力： 破坏模式破坏模式抗滑稳定验算抗滑稳定验算抗滑移力与滑移力之比值抗滑移力与滑移力之比值第2页/共35页抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算破坏模式破坏模式抗倾覆力矩与倾覆力矩之比值抗倾覆力矩与倾覆力矩之比值地基承载力验算地基承载力验算地基容许承载力与所受上部荷地基容许承载力与所受上部荷载之比值载之比值破坏模式破坏模式第3页/共35页2、内部稳

2、定分析针对加筋土中的土工格栅而言 确定最小拉结网层数及布置确定最小拉结网层数及布置土工格栅承载力验算土工格栅承载力验算破坏模式破坏模式每一层加筋网片所受的拉力是每一层加筋网片所受的拉力是否超过其极限拉力否超过其极限拉力 第4页/共35页土工格栅拉结能力验算土工格栅拉结能力验算破坏模式破坏模式加筋网片的锚固段长度是否能加筋网片的锚固段长度是否能抵抗其抗拔力抵抗其抗拔力 内部滑移验算内部滑移验算加筋土内部是否会产生滑移破坏加筋土内部是否会产生滑移破坏 破坏模式破坏模式第5页/共35页3、局部稳定分析拉结网与挡土块之间连接强度验算拉结网与挡土块之间连接强度验算挡土块之间抗剪强度验算挡土块之间抗剪强度

3、验算顶部无加筋挡土块的抗倾覆验算顶部无加筋挡土块的抗倾覆验算破坏模式破坏模式第6页/共35页 设计分析总结： 设计是严格按照各个相关规范的基础上设计的，经分析计算设计满足工程要求，设计合理。 设计参考规范有：设计参考规范有：公路加筋土工程设计规范公路加筋土工程设计规范JTJ015-91JTJ015-91、公路加筋公路加筋土工程施工技术规范土工程施工技术规范、建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范、公路路基设计规范公路路基设计规范、建筑边坡工程技术规范建筑边坡工程技术规范（GB50300-2002GB50300-2002）、建筑工程质量检验评定标准建筑工程质量检验评定标准(GBJ301-88)

4、(GBJ301-88)、土工试验方法标准（土工试验方法标准（GB/T50123-GB/T50123-19991999）等。等。第7页/共35页完善的地方附：第8页/共35页第9页/共35页设多级台阶宜在底层挡土墙破裂面之外第10页/共35页 土工布所包裹的土体会产生一个滑动面，因此，土工布的长度可以适当加长，形成包裹体结构，有助于填土稳定。 挡墙不利位置通常在中间部位（1/22/3H），因此，中间部位挡墙的土工格栅沿挡墙高度应适当加密。第11页/共35页二、施工分析 经现场勘察分析，该挡墙倒塌原因可概括为以下几点：1、压实度加筋土力学性能的改善和稳定性的提高与填料的压实紧加筋土力学性能的改善和

5、稳定性的提高与填料的压实紧密相关。对用于填筑的粘性土样，应进行室内标准击实密相关。对用于填筑的粘性土样，应进行室内标准击实试验，确定出试验，确定出最大干密度最大干密度和相应的和相应的最佳含水量最佳含水量。工程施。工程施工时，填料按每层筋带分层碾压，严格控制粘性土料的工时，填料按每层筋带分层碾压，严格控制粘性土料的含水量，使含水量控制在最佳含水量含水量，使含水量控制在最佳含水量2 2之内。碾压后之内。碾压后的加筋体相对密实度不低于的加筋体相对密实度不低于90 (90 (重锤击实标准重锤击实标准) )。第12页/共35页 当土的含水量比最佳含水量大2时，粘性土的内摩擦角可降低3060，粘聚力可降低

6、1050。因此，对于粘性填料的加筋土挡墙工程应采取有效的防水措施。砂性土砂性土粘性土粘性土第13页/共35页 土的内摩擦角和粘聚力都是土的抗剪强度指标，内摩擦角包含两部分：土颗粒的表面摩擦力，颗粒间的嵌入和联锁作用产生的咬合力；粘聚力由三部分组成：原始粘聚力、固化粘聚力、毛细粘聚力。 填土的压实度：土的压实度等于土的控制干密度与最大干密度的比值。 干密度是指土在正常情况下的密度；最大干密度是指土在最大压实度下的密度第14页/共35页 （1）回填土的含水率比较大，这种粘性土不宜于达到所需的压实度。当含水量较大时，土颗粒本身薄膜水增厚，颗粒间的孔隙增大，剪切界面形成润滑，因此摩擦力减小；随着填土的

7、含水量减少，土颗粒相互连接性增强，界面摩擦力也随之增大。粘性土地面经车碾压后发生的地表沉陷粘性土地面经车碾压后发生的地表沉陷填料的使用大多被局限在粒状土范围内，其理由是粒状土具有较大的内摩擦角和良好的排水性，且与加筋材料间能有较大的摩擦阻力等优良的工程力学性质。第15页/共35页（2）回填土分层碾压厚度太大，分层厚度不应超过30cm。 碾压厚度太大造成的压实效果不明显碾压厚度太大造成的压实效果不明显 第16页/共35页 （3）靠近墙后1m范围内未用打夯机压实，下雨后雨水较易浸入土内，从而挡墙受到较大的水压力；另外水土混合后回填土成稀泥状，抗剪强度变低。 第17页/共35页第18页/共35页 （

8、4）粘性土与加筋材料的摩擦强度降低。 压实度越大，则回填土与加筋网片的摩擦强度越大。当达不到要求的压实度时，土体处于松散状态，大小颗粒相互间挤得不紧密，导致剪切过程中的土颗粒间以及土颗粒与加筋材料间的摩擦阻力减少。第19页/共35页 （1）墙后填土未达到与混凝土压顶齐平，由于雨水较大，雨水未通过挡墙上部排走，全部渗入到填土及挡墙中，产生很大的水压力，使挡墙所受荷载加大。2、雨 水粘性土在雨水长时间浸泡下，其工程力学性质也会急剧劣化，地下水降低了土体的力学强度和抗剪强度，这些对挡墙的正常使用都是极为有害的。 第20页/共35页（2）在顶层未设置防渗层，如渗透性低的粘性土层，减 少雨水渗入到回填土

9、中。（3）雨水浸入到土中后，削弱了土工格栅的受力特征，变摩擦力为滑动力。 对于高挡墙，回填过程中应作三道防渗层，该三层采用纯粘土，多次碾压或夯实，夯实系数0.95，夯实后的厚度不小于300mm。第21页/共35页（4）加筋土后被挡土区内水部分直接排到回填土内，加大了回填土的含水量，使得挡墙受到额外的附加荷载。第22页/共35页第23页/共35页 （1）土工格栅的层数和长度是否与图纸一致。 （2）施工过程中有大型机械在土工格栅上碾压，失去了土工格栅的拉结能力。填料摊铺碾压作业中施工工序不合理，筋带受压将面板向内拉造成面板内倾或填料受压向外挤胀将面板推出。3、土工格栅和土工布第24页/共35页 （

10、3）土工格栅和土工布是否能达到图纸所要求的参数。土工布能否达到相关规范所要求的参数，土工布所具备的条件：1.保土性：防止被保护土料流失，引起渗透变形；2.透水性：保证渗透水通畅排除；3.防堵性：保证不被细土粒淤堵失效。土工布在使用时应出具产品质量合格证，同时需测试：物理性指标：单位面积质量、厚度、等效孔径等。力学性能指标：拉伸强度、撕裂强度、握持强度、顶破强度、胀破强度、材料与土相互作用的摩擦强度等。水力学指标：垂直渗透系数、平面渗透系数、梯度比等。耐久性：抗老化性、抗化学腐蚀性。 第25页/共35页 （4）部分挡墙段未设置墙后级配碎石排水层以及级配碎石排水层厚度未达到图纸所要求的300mm宽

11、。 反滤土工布的反滤作用是指液体通过的同时，保持受渗透压力作用的土粒不流失。第26页/共35页4、面板块体安装时应正确挂线定位，防止误差过大，使得墙体自然形成一个12的倾角。由于挡土块的尺寸一致，若同一层挡土块未在水平线上，则橡胶棒不能准确地孔对孔；挡土块的后缘卡位不良；土工格栅与挡土块的连接强度减少等不良后果。另外，挡墙本身未设与基础一致的竖向贯通沉降缝。第27页/共35页第28页/共35页三、总 结回填土在填筑前应根据条件进行室内压实回填土在填筑前应根据条件进行室内压实试验和现场碾压试验，以取得反映工程实试验和现场碾压试验，以取得反映工程实际的压实参数。对于很难达到要求的土质，际的压实参数

12、。对于很难达到要求的土质，应进行土质改良，如加入生石灰或水泥等。应进行土质改良，如加入生石灰或水泥等。回填土应分层碾压，碾压前厚度不超过回填土应分层碾压，碾压前厚度不超过30cm30cm。在填料选择上应适当注意级配，粘性粗粒在填料选择上应适当注意级配，粘性粗粒土块最大粒径不得超过分层厚度的土块最大粒径不得超过分层厚度的2 23 3，相应粒径的含量不超过相应粒径的含量不超过15%15%，土块太大，土块太大，当水浸入后会形成不均匀沉降。当水浸入后会形成不均匀沉降。挡墙施工注意问题：挡墙施工注意问题：第29页/共35页挡墙后挡墙后1m1m范围内要用打夯机连续压实以达范围内要用打夯机连续压实以达到所要

13、求的压实度。到所要求的压实度。在回填过程中，遇到雨天应在回填土上铺在回填过程中，遇到雨天应在回填土上铺盖防水布等措施，避免下雨对回填土含水盖防水布等措施，避免下雨对回填土含水量造成影响；施工到顶层时应设置防渗层，量造成影响；施工到顶层时应设置防渗层，如渗透性低的粘性土层或采用二八灰土封如渗透性低的粘性土层或采用二八灰土封闭层组成，顶面做成大于闭层组成，顶面做成大于2 2的流水坡，减的流水坡，减少雨水渗入到回填土中。少雨水渗入到回填土中。在回填过程中，大型的施工设备或车辆不在回填过程中，大型的施工设备或车辆不得在土工格栅上直接进行操作，施工时采得在土工格栅上直接进行操作，施工时采用倒退法填土。用

14、倒退法填土。靠近土工布包裹的土体，不宜选用较大的靠近土工布包裹的土体，不宜选用较大的土粒或石头，以免影响水的排出或将土工土粒或石头，以免影响水的排出或将土工布顶破；去除粒径大于布顶破；去除粒径大于10cm10cm以上的卵石及以上的卵石及带有尖锐棱角的硬杂物，防止伤及拉筋网。带有尖锐棱角的硬杂物，防止伤及拉筋网。第30页/共35页土工格栅在铺设过程中应拉紧平铺，在挡土工格栅在铺设过程中应拉紧平铺，在挡墙发生向外位移之前已施加一定的预拉力，墙发生向外位移之前已施加一定的预拉力，而不是在挡墙发生向外位移之后才开始发而不是在挡墙发生向外位移之后才开始发挥其拉结作用。挥其拉结作用。级配碎石层一定要沿着挡

15、墙的高度通常布级配碎石层一定要沿着挡墙的高度通常布置且达到设计的宽度。置且达到设计的宽度。150g/m2150g/m2的土工布是最轻的土工布，其透的土工布是最轻的土工布，其透水能力最强。土工布本身就具备保土性、水能力最强。土工布本身就具备保土性、透水性和防堵性，要保证土工布质量；另透水性和防堵性，要保证土工布质量；另外若回填土压实度能达到设计要求，则雨外若回填土压实度能达到设计要求，则雨水的渗透能力很低。水的渗透能力很低。块体安装时要正确挂线定位，使得块体安块体安装时要正确挂线定位，使得块体安装齐平，防止产生过大误差。挡墙本身要装齐平，防止产生过大误差。挡墙本身要设与基础一致的竖向贯通沉降缝。设与基础一致的竖向贯通沉降缝。第31页/共35页对垮塌位置的挡墙重新施工，对变形超过对垮塌位置的挡墙重新施工，对变形超过要求的位置挡墙进行修补。要求的位置挡墙进行修补。新施工垮塌位置挡墙应设置如下挡水措施：新施工垮塌位置挡墙应设置如下挡水措施：下一步补救措施：下一步补救措施：第32页/共35页对变形较大的已施工挡墙应增加土钉（用对变形较大的已施工挡墙应增加土钉（用钢筋作土钉）加固，因变形使挡墙无法使钢筋作土钉）加固，因变形使挡墙无法使用处应拆除重新施工。用处应拆除重新施工。地基承载力达不到地基承载力达不到150KPa150KPa处地基应挖空换处地基应挖空