第七章挡土墙设计学习教案

1、会计学1第七章第七章 挡土墙设计挡土墙设计(shj)第一页，共29页。n降低挖方边坡高度，减少挖方数量，避免(bmin)山体失稳坍滑；n收缩路堤坡脚，减少填方数量及减少拆迁和占地，保证路堤稳定性；n避免(bmin)沿河路基挤缩河床，防止水流冲刷路基；n防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡。二、挡土墙的用途(yngt)第1页/共29页第二页，共29页。三、挡土墙的分类(fn li)1.按挡土墙的位置不同(b tn)分为 n路堑挡墙n路堤(ld)挡墙n路肩挡墙n山坡挡墙 2.按墙体材料不同分为 n石砌挡墙n混凝土挡墙n钢筋混凝土挡墙n砖砌挡墙 3.按结构形式不同分为 n重力式挡土墙n薄壁式挡土墙n锚定式挡

2、土墙n加筋土挡土墙n柱板式挡土墙n垛式挡土墙等 第2页/共29页第三页，共29页。n墙的构造（墙身、基础、回填料和排水等）、布置(bzh)和组成材料的选择；n力学计算参数的确定，墙背土压力计算；n墙身的内部和外部稳定性分析。四、挡土墙的设计(shj)内容第3页/共29页第四页，共29页。第二节 挡土墙的构造(guzo)与布置一、挡土墙的构造(guzo)1.墙身：由墙背、墙面(qin min)、墙顶等部分组成。 常用的重力式挡土墙由墙身、基础、排水设施与伸缩缝等部分构成。 n墙背：分为仰斜、俯斜、垂直、凸形折线、衡重式五种。 A 垂直式垂直式B 俯斜式俯斜式C 仰斜式仰斜式D 折线式折线式E 衡

3、重式衡重式n墙面：基础以上的墙面坡度应与墙背坡度相配合。地面横坡较陡时，墙面1：0.051:0.2,低墙时也可直立；地面横坡平缓时，墙面可缓些，但一般不缓于1：0.3，以免过多增加墙高。 n墙顶：墙顶最小宽度，浆砌不应小于50cm，干砌不应小于60cm。 n护栏：墙顶高出地面6m以上或连续长度大于20m的路肩挡土墙，墙顶需设护栏，护拦内侧边缘距路面边缘应不小于0.75或0.5m。 第4页/共29页第五页，共29页。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）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(by)缓于缓于1：0.3 ，通

4、常在，通常在1：0.151：0.254）衡重式墙适用）衡重式墙适用(shyng)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，下墙仰斜墙背在1：0.25左右，上下墙的墙高比一般采用左右，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）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）俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用1：0.151：0.25，不超过，不

5、超过4m的低墙可用垂直墙背的低墙可用垂直墙背第5页/共29页第六页，共29页。2.基础(jch) 基础(jch)类型n大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上。n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。n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。n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。n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。n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

6、形基础。第6页/共29页第七页，共29页。2.基础(jch) 基础(jch)埋深n无冲刷(chngshu)时，天然地面下至少m。n有冲刷(chngshu)时，冲刷(chngshu)线以下至少m。n受冻胀影响时，应在冻结线以下至少0.25m，当冻深超过m时，采用1.25m，但基底应夯实砂砾或碎石垫层，垫层底面应位于冻结线下不少于0.25m。n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m。n岩石地基应清除表面风化层，基础嵌入基岩深度不少于0.150.6m。 第7页/共29页第八页，共29页。3.排水设施(shsh)目的(md) n防止地面水下渗；n疏干墙后土体中的积水。地面排水n防止

7、地面水渗入的措施有墙后地面设置排水沟、夯实地表松土、必要时可采取封闭处理等。n防止地表水渗入地基的主要措施有加固边沟（路肩墙）或在适当位置设置排水沟。墙身排水 n设置泄水孔n设置反滤层第8页/共29页第九页，共29页。4.沉降缝与伸缩缝 n沉降缝避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂。根据地质条件变异、墙高、墙身断面变化情况设置。n伸缩缝由于温度变化而产生的裂缝。n设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿路线(lxin)方向每隔1015设置一道，岩石地基亦不宜超过25m。 n缝宽23cm，内、外、顶三侧填塞沥青麻筋或沥青板等弹性材料，填塞深度15cm。 5.墙背填料(tinlio) 宜采用透水性好的

8、砂砾或碎石材料。第9页/共29页第十页，共29页。二、挡土墙的布置(bzh) 主要(zhyo)是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。1.横向(hn xin)布置2.纵向布置在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括：n分段，设伸缩缝与沉降缝；n考虑始、末位置在路基及其它结构处的衔接；n基础的纵向布置；n泄水孔布置。3.平面布置个别复杂挡墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。第10页/共29页第十一页，共29页。沉降伸缩缝沉降伸缩缝基地线基地

9、线泄水孔泄水孔路线纵坡路线纵坡锥坡锥坡挡土墙正面图挡土墙正面图第11页/共29页第十二页，共29页。第三节 重力(zhngl)式挡土墙的稳定性设计一作用(zuyng)在挡土墙上的力系 n挡土墙自重G及墙上恒载；n墙后土体的主动土压力(yl)Ea；n基底的法向反力N及摩擦力T；n墙前土体的被动土压力(yl)Ep。二车辆荷载换算)(0mqh式中：h0车辆荷载换算当量土柱高度，m； q附加荷载强度。 当墙高H2m时，q=20KN/m2； 当墙高H10m时，q=10KN/m2； 当墙高在210m之间时，按直线内插法计算。 墙背填土的容重，KN/m3。 第12页/共29页第十三页，共29页。三、计算(j

10、 sun)参数 n填料(tinlio)的计算内摩擦角和重度n墙背摩擦角 四、土压力(yl)类别 n主动土压力当墙向外移动时，土压力随之减小，直至墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态时，土压力达最小值。此时土体给于墙背的土压力，称主动土压力。n被动土压力当墙向土体挤压移动，土压力随之增大，墙后土体被推向上滑动的极限平衡状态时，土压力达最大值。此时土体对墙背的抗力，称被动土压力。n静止土压力墙处在原来位置不动时，土压力介于二者之间，称静止土压力。 五、土压力计算（略）第13页/共29页第十四页，共29页。五重力(zhngl)式挡土墙力学验算（安全系数法、分项系数法） 1抗滑稳定性验算(yn su

11、n) OZGZXEYGZYEX=Eacos(+)EY=Easin (+)EaEXXQYQEfEG119 . 03 . 1xycEfEGK式中：G挡土墙自重； EX、EY墙背主动土压力的水平与垂直分力； f基底摩擦系数； Q1主动土压力分项系数，当组合为、时取1.4；当组合为时取1.3。分项系数法：安全系数法：第14页/共29页第十五页，共29页。2抗倾覆(qngf)稳定性验算 分项系数(xsh)法：安全系数法：OZGZXEYGZYEX=Eacos(+)EY=Easin (+)EaEX09 . 01ZEZEGZYXXYQG5 . 10yxxygZEZEGZK五重力式挡土墙力学验算第15页/共29

12、页第十六页，共29页。3基底应力及合力(hl)偏心距验算 yQGEGNfANP1n轴心(zhu xn)荷载作用时：n偏心荷载作用时：合力偏心距为0eNMe式中：M作用于基底形心的弯矩，按表计算。五重力式挡土墙力学验算第16页/共29页第十七页，共29页。)61 ()61 (minmaxBeANpfBeANpx 时当6Be 时当6Be 032minmaxpfCNp)2(2BeeBC式中：五重力(zhngl)式挡土墙力学验算第17页/共29页第十八页，共29页。4.墙身截面(jimin)强度验算n强度(qingd)计算KKKjARNn稳定(wndng)计算KKKKjARNn当e0超过规定时，还可利

13、用弯曲抗拉极限强度进行验算KWLjWAeARN) 1(0n正截面直接受剪时验算1NfRAQmKjjj五重力式挡土墙力学验算第18页/共29页第十九页，共29页。二、路基冲刷间接(jin ji)防护建导治结构物可改变水流方向，消除和减缓水流对堤岸(d n)直接破坏，同时可减轻堤岸(d n)近旁淤积，彻底解除水流对局部堤岸(d n)的损害作用，起安全保护作用。 n顺坝n格坝n丁坝(dngb)第19页/共29页第二十页，共29页。第四节 软土地(td)基加固一、软土的特点(tdin)建在软土地基上的路堤，可能会因为过大的沉降而引起失稳、开裂甚至剪切破坏。n松软、孔隙比大n天然含水量高n压缩性大、强度

14、低n渗透性小第20页/共29页第二十一页，共29页。二、软土地基上设计路堤需要(xyo)考虑的问题 n地基的承载力是否可以保证(bozhng)路堤的稳定性；n路堤沉降是否影响路基和路面结构的正常使用及其使用寿命；n需要采取的地基加固措施。 三、沉降分析 n沉降量计算n侧向位移计算n沉降速率计算 第21页/共29页第二十二页，共29页。四、软土地基处理(chl)方法 n砂垫层法n换填法n反压护道法n分阶段施工(sh gng)法n夯实法n超载预压法n竖向排水法n化学加固法n挤密桩法和加固土桩法 第22页/共29页第二十三页，共29页。在软土地基上铺设(p sh)厚度为0.51.2m的砂垫层第23页/共29页第二十四页，共29页。换填土法：用好土（强度较高和透水性好的材料(cilio)）全部或部分替换软土的方法。第24页/共29页第二十五页，共29页。反压护道的高度一般(ybn)为路堤高度的1/21/3。第25页/共29页第二十六页，共29页。第26页/共2