路基挡土墙工程分类构造及计算讲义

第6章路基的防护与加固——挡土墙（B）6.1挡土墙的分类6.2重力式挡土墙的构造

6.3土压力计算6.4重力式挡墙的设计计算

作用：（1）防止路基填方或挖方边坡变形失稳；（2）克服地形限制或地物干扰；（3）减少土方量或拆迁，减少占地面积，避免填方侵占河床；（4）防止水流冲刷岸坡；（5）整治滑坡病害。

6.1挡土墙的类型

按位置分:路肩墙路堤墙路堑墙按结构形式分：重力式挡墙轻型挡墙重力式挡墙：重力式衡重式半重力式（墙趾）跺式轻型挡墙：薄壁式：悬臂式扶壁式柱板式锚固式：锚杆式锚定板式桩板式加筋土挡墙

重力挡土墙适用：地基良好，非地震和沿河受水冲刷地区

利用衡重台上部填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定，减小断面尺寸。适合于山区，地面横坡陡峭的路肩墙，路堤墙，路堑墙。6.1.2薄壁式挡土墙1）悬臂式：立壁、底板

2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量来保证。特点：自重轻，做工省，适用于墙高较大，地质条件一般，需用一定量的钢材，经济效果好。压重3）柱板式6.1.3锚定式挡土墙

锚杆2）锚定板式：墙后土压力由挡土板传至立柱、钢锚杆，构件断面小，工程量省。特别适用于地质不良，石料缺乏，挖基困难，有锚固条件的路基挡土墙。提供反力3）桩板式：垛式挡土墙6.1.5加筋式挡土墙：填土、填土中布置拉筋条、墙面板受力：放置拉筋材料，填土压实，通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋。特点：柔性结构，对地基变形随意性大，建筑高度大，适用于填土路基，节约投资30%~70%，经济效益大。6.2重力式挡土墙的构造

挡土墙的构造应满足：强度；稳定性；就地取材、结构合理、断面经济；施工养护方便、安全。常用重力式挡土墙组成：墙身；基础；排水设施；伸缩缝。直接影响稳定性一、墙身1、墙背：

仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式、衡重式。2、墙面：坡度1：0.05到1：0.20地面较陡；坡度1：0.20到1：0.35地面平缓

墙面坡度应与墙背坡度相互协调；墙面坡度应结合墙前地面横坡合理选择。3、墙顶：最小宽度：浆砌挡土墙不小于50cm，干砌不小于60cm。4、护栏：地形险峻地段，过高过长路肩墙的墙顶应设置护栏。二、基础基础形式：一般扩大基础（地基承载力不足）

钢筋混凝土底板扩大基础（地基承载力过小）换填地基（软弱土层）台阶基础（挡土墙修筑在陡坡上、地基稳固）拱形基础（地基有长短缺口或挖基困难时）基础埋深：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。岩石地基：基础嵌入岩层的深度，可查规范确定。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度（趾前至地面横坡的水平距离），以防止地基剪切破坏。三、排水设施：目的：疏干墙后土体；防止地面水下渗；防止墙后积水形成静水压力等。1、地面排水措施：墙后地面排水沟夯实地表土或加设铺砌加固墙趾前边沟2、墙身排水措施：设一排或数排泄水孔（干砌挡土墙不设）四、沉降缝与伸缩缝地基不均匀沉陷引起墙身开裂→沉降缝；墙体伸缩产生裂缝→伸缩缝（温度缝）。根据地形及地质情况：每隔10-15米设一道沉降伸缩缝（兼作伸缩缝）。填料：胶泥填塞，沥青麻筋或涂以沥青的木板（渗水量大、冻寒严重地区），当墙背为填石或冻寒不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。6.3土压力计算、作用在挡土墙上的力系1、一般地区挡土墙受到的主要力系1）挡土墙自重G及位于墙上的恒载2）作用于墙背上的主动土压力Ea3）基底的法向反力N及摩擦力T4）墙面下部的被动土压力

2、浸水地区还包括挡土墙及墙后填料的水浮力、静水压力、动水压力；渗水性土作填料时，动水压力不予考虑。3、附加力：季节性作用于挡土墙上的各种力如：洪水时的静水压力和浮力，动水压力，波浪冲击力，冻胀压力，冰压力等。4、特殊力：偶然出现的力如：地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力。考虑原则：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：考虑附加力地震地区：考虑地震力

主动土压力：当挡土墙向外移动，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂下滑而处于平衡状态时，作用于墙背的土压力。*设计中考虑主动土压力一般三条件三下库三伦主三动土三压力三计算一、三库仑三理论三的要三点1、三假设三墙背三填料三为均质散粒体，仅有三内摩三擦力，而无粘三聚力。2、三当墙三背向三外移动或饶三墙趾转动，墙背三填料三会出三现既三一通三过墙三踵的三破裂三面，滑动三面为三平面三。3、三破裂三面上三的土三楔，三为刚性三体，根三据静三力平三衡条三件，三确定三土楔三处于极限三平衡三状态时给三予墙三背的三主动三土压三力。二、三库三伦主三动土三压力三计算最危三险破三裂面三：各种三边界三条件三下的三主动三土压三力计三算：求极三值！三、三库仑三理论三适用三范围三：1、三概念三简单三明了三，适三用范三围广三。可以三解算三各种三墙背三情况三。可求三解不三同墙三后填三料表三面形三状和三荷载三作用三情况三下的三主动三土压三力。2、三适用三于砂三性土三，计三算主三动土三压力三与实三际情三况较三接近三。对于三粘性三土、三采用三平面三代替三圆弧三面，三误差三不大三，影响三因素三多，三缺乏三实践三经验。3、三库仑三理论三适用三于刚性三挡土三墙。柱三板式三，锚三杆式三和锚三定板三式柔三性挡三土墙三需作三假设三。四、三折三线形三墙背三的土三压力三计算总体三思路三：以三墙背转折三点或衡重三台为界三分为三上墙三、下三墙三，分三别计三算取两三者矢三量和。计算三上墙三土压三力，三不考三虑下三墙影三响。三衡重三式考三虑是三否出三现第三二破三裂面三。下墙三土压三力计三算：（一三）延三长墙三背法：画出三全墙三应力三分布三图，截取三下墙三部分三，即三为下墙三土压三力。（二三）力三多边三形法：三墙背三土体三，处三于极三限平三衡条三件下三，作三用于三破裂三棱体三上的三各力三，构三成力三多边三形。求得上墙土压三力后三可绘出三下墙三破裂三面力三多边三形。五、三粘性三土土三压力三计算1、三等效三内摩三擦角三法：通常三将内摩三擦角与单位三粘聚三力换成三为比三实际三摩擦三角值三大的三“等三效内三摩擦三角”三，按三砂性三土公三式来三计算三。换算三原则三：抗三剪强三度相三等或三土压三力相三等。2、三力多三边形三法：六、三不同三土层三的土三压力三计算首先三求得三上一三土层三的土三压力三及作三用点三，并三近似三假定三：上三下两三土层三层面三平行三，计三算下三一土三层时三，将三上一三土层三视为三均布三荷载三，按三地面三为平三面时三的库三仑公三式计三算。七、三有限三范围三填土三的土三压力三计算墙后三填土三按照三已知三滑动三面滑三动，三并非三计算三的破三裂面三。力多三边形三法车辆三荷载三换算三：h0--三--三换算三土层三厚度三（m三）q-三--三-车三辆荷三载附三加荷三载强三度（三KN三/m2）r-三--三-墙三背填三土的三重度三（K三N/三m3）∑G——三布置三在L′×B′面三积内三的轮三载或三履带三荷载三，kN三；B′三——三破坏三棱体三范围三内路三基顶三面部三分的三宽度三，m；L′—三—挡三土墙三的计三算长三度，m，但三不应三超过三挡土三墙分三段长度三。当三挡土三墙分三段长三度小三于1三3m三时，三取分三段长度，三并在三该长三度内三按不三利情三况布三置轮三重。6.三4重力三式挡三墙的三设计三计算设计三内容三：挡三土墙三的选三型断面三尺寸三选定挡土三墙的三验算验算三内容三：抗三滑稳三定性三验算抗倾三覆稳三定验三算地基三承载三力及三偏心三距验三算墙身三强度三验算抗滑三稳定三验算基底三摩擦三阻力三抵抗三挡土三墙滑三移的三能力三。措施三：设三倾斜三基底三；设置三榫形三基础三；其它三措施三（如三改善三地基三、改三变墙三身断面尺三寸）三等。当墙三底设三有逆三坡时抗倾三覆稳三定验三算为保三证挡三土墙三抗倾三覆稳三定性三，应验三算他三抵抗三墙身三绕墙三趾向外转三动倾三覆的三能力三。措施三：增大三稳定三力矩三，减三小倾三覆力三矩。1）三拓宽三墙趾三，增三加稳三定力三臂。2）三改变三墙面三及墙三背坡三度。改缓三墙面三坡度三→增三加稳三定力三臂改陡三俯斜三墙背三，改三缓仰三斜墙三背→减少三土压三力3）三