一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编 城市桥梁篇九

第五章挡土墙上的土压力5.1概述5.1.1挡土墙的用途建筑物建筑物挡土墙地下室散体材料桥台5.1.2挡土墙的类型1)按结构形式分类重力式挡土墙、悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙土重W填土土重W5.1.3土压力的种类1)静止土压力e0挡土结构不发生任何方向的移动时，土体作用于墙背的土压力。2)主动土压力ea挡土结构物+△-△土压力0+△-△e0epea背离土体发生位移或转动，使土体达到主动极限平衡状态时的土压力。3)被动土压力ea天然土沿垂直截面或挡土结构物背向着土体产生一定的位移或转动，使土体达到被动极限平衡状态时的土压力。5.1.4影响土压力的因素挡土墙位移的大小与方向挡土墙的形状挡土墙背后填土的性质挡土墙的材料5.1.5土坡稳定的意义天然土坡与人工土坡。土坡稳定性分析计算。土坡支护结构的设计与施工。5.2静止土压力计算

挡土墙不发生任何的位移，墙背后的土体处于弹性平衡状态。5.2.1计算公式及分布e0=K0γZK0－静止土压力系数。ZdZe0=0e0=K0γHE0经验值：砂土K0＝0.34~0.45；粘性土K0=0.5~0.7半经验公式：K0＝1－sinφ`5.2.2静止土压力的应用地下室外墙地下室的外墙都有内隔墙支挡，位移与转角为0。岩基上的挡土墙挡土墙的基础与岩石基础牢固联结，墙不能位移与转动。拱座拱座不允许产生位移与转动。拱座水闸、船闸的边墙等。例题设计一位于岩基上的挡土墙，墙背后的填土为砂土，重度γ＝18.5kN/m3，φ`＝300，计算挡土墙上的土压力。解：按半经验公式计算静止土压力系数K0＝1－sinφ`＝0.5墙底处的土压力：e0=K0γH=55.5kPa总土压力：E0=1/2*e0*H=166.5kN/m挡土墙H=6m填土166.5kN/m55.5kPa

H/35.3郎肯土压力理论

表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态，当挡土墙的墙背光滑、竖直时，可按以下公式计算。实际上郎肯把挡土墙作为了一虚构的挡土墙，即把它作为了填土的一部分。5.3.1无粘性土的土压力1)主动土压力

虚构挡土墙取一单元体，σ1=σz=γz，作用在侧面的压力为σ3=σx=K0γz，当其处于极限平衡状态时，有：σ3＝σ1tg2(450-φ/2)=σ1

Kaσ3即为其作用于挡土墙上的主动土压力ea。主动土压力系数zdzσz=γzσx=K0γz主动膨胀450-φ/2450-φ/2450-φ/2450-φ/2被动压缩0τfσφCeaepK0γzγz-△HBAABBAZγHKaγHKa2C(Ka)1/2H/3EaEa粘性史土ea＝σ1tg2(4缴50-φ敲/2糕)－2Ctg挺(4苏50-φ催/2堤)＝γZ押Ka－2C(Ka)1/星22)被动退土压勺力砂土ep＝σ3tg2(4须50＋φ/沙2)＝γZ扯Kp粘性竟土ep＝γZ楼Kp＋2C(Kp)1/丽2被动椒土压湾力系叛数＋△HBAABBAZγHKaγHKp+2CH(Kp)1/2H/3EpEp2C(Kp)1/2郎肯齿土压担力理超论实士质上刷就是惰把挡尼土墙罗作为暮了土详体的细一部皱分，仁从土辱中一王点的谱应力毕状态鞠出发贪，推殿导出炭主动委和被梢动极贞限平辣衡状泻态时崖的ea=e3，ep=e1，作为矮该点选的主乱动土焦压力戒和被摊动土社压力归，从哪而确弯定沿巾墙背貌的土壮压力梅强度摇分布僻图，拣进而疏计算风出作甜用在县每延交米墙册背上伙的土雅压力芝。5.块4颗库觉仑土行压力反理论夺把抄挡土牙墙后妇滑动赢楔体耽作为滑一刚抄体，料当其狂达到最极限脾平衡旺状态拘时，愚用静碑力平比衡方林程解恼出作偷用于包墙背软的土崇压力墨。基本透假设挡土铜墙向锻前移荐动；墙背御填土诵沿A津B和海填土福中的悉某一嘱平面傻BC水同时蠢下滑祸，形踏成滑肆动楔年体△AB闷C；楔体△AB宵C处维于极鸟限平距衡状烛态，编不计镰其本裙身的暑压缩肿；楔体△AB副C对霜墙背吵的推从力即钱为主门动土库压力Ea。H-△βεαABCδEaφRWHzγZKaγHKaRWEaW与Ea的夹茶角为促18欧00-[交ψ+马(α-粗φ)]W与Ea的夹齿角ψ绕＝议900-ε-怕δ按比破例画壶出，临取不禾同的α，找游出Ea的最严大值效即为Ea。无粘凝性土计算晃被动市土压给力时统，Ep应作岭用在它墙背走法线跌的上窗侧，摸方向敏向下越。其甩他分烦析与提主动膀土压胃力一昌样。郎肯玩土压厨力理豆论表鸭示的热土压付力与持库仑保土压刘力理窗论的色表示尖形式锅是一枪样的牲，但架其土离压力岂系数布是不醒同的在库许仑土胶压力码理论芒中，贱如果婚垂直ε＝0陡，墙含背光雾滑δ＝0让，填颜土水山平β＝0喝，则宏库仑申公式卡将与私郎肯巡寿公式撤一致裁，所抬以说何，郎架肯土李压力她理论拣是库竞仑土缸压力孝理论鞠的一垫种特边殊形净式。库仑柿主动啄土压诸力与沿被动景土压屯力分腾布均坝呈三欠角形钻，但透应注枕意，亿墙背嫩不垂津直时趁，其袜不应孟为正市三角恨形分涛布。5.慢5廊几基种常扣见情呜况的向土压载力5.咬5.即1咱粘性吧土应萝用库岔仑土策压力根据刷抗剪遭强度沈相等琴原理粘性莲土抗崇剪强炊度吹τf=σ英tg炎φ+律c等值辟抗剪巩强度烤τf=σ岔tg斩φD令以惭上二胆式相恶等，喷得：σt伶gφ朴+＝烟σt跪gφDtg笼φD=向tg亭φ＋阳c食/σφD＝t倦g-1(异tg董φ＋哗c圈/σ母)上式准中的籍σ应贩为滑辣动面弦上的裕平均棉法向茄应力册，常聚用Ea作用恰点处普的自裤重应丑力代雷替，英即＝械2/瓶3γ雪H。根据叨土压殊力相已等原坚理绣为简提化计馋算，伪以郎阶肯土清压力止这一村特殊躺情况寒计算咳：Ea=1乡丰/2γH2tg2(450-φ/2)-2CH磨tg(450-φ/2)+斩2c2/γ令上琴式等乡丰于1/攻2也γH2tg2(450-φD/2)[砂土艰的主饶动土历压力]，得尝：tg(450-φD/2)＝tg(450-φ/2)-医2犁c/置(γH形)上式胜计算握考虑股了粘竞聚力吵与墙最高的晶影响棵。但航没有滥计入挺挡土井墙边院界条帐件对φD的影裙响，代存在蜡一定袖的误销差。5.承5.突2摊填纹土表新面作康用均刻布荷钞载把q贤视为不虚构竹的填定土γh友`的自匹重产具生的察。Ea=1呢/2γH2Ka+q古HKaHh`qEa5.选5.扁3航挡雷墙背腹后填饼土分微层量第①识层土降按郎律肯土肝压力划计算剩第完②层岭土叔把今第①伞层土叮的自撒重作巨为均默布荷冷载作亦用在际第备②层杆土上催。h1`=往(γ1h1)/γ2γ1h1Ka1①γ1h1φ1②γ2h2φ2Hh1h2h1`γ2(h1`+h2)Ka25.们5.州4屋填撞土中飘有地饭下水股应呀将土纷压力海与水贴压力茧分别铲计算谢。计算妄地下丹水位模以下糖土层她的主笼动土炕压力覆时，危应采泪用浮烤重度蚀和有赚效内院聚力见、有量效内浆摩擦识角。作用复在墙恩背的吵压力谨应为蜘主动推土压咳力加浆水压双力。Hh1h2γh1φ

γ`h2φ`γh1KaγW

h2γ`h2K`a对砂述土、香粉土滋采用拿水、岛土分根算；粘性畏土根廊据工闲程经族验，铜采用脉分算丛或合充算。5.夏5.乡丰5脸建冲筑地译基基谷础设渠计规闻范（经GB献50屠00架7-催20绘02旦）法钳建睁筑边吴坡工隙程技费术规挥范（促GB鸡50干33聚0-译20堆02乞）法计算艘模型休见下恢图Ea=ψc1/狠2γH2Ka式中表ψc1－分主动榨土压仗力增类大系猫数。航土坡码高度苍小于男5m肥时，惧宜取先1；隶5～真8m映时，话宜取兰1.易1；例大于何8m止时，逐宜取喷1.讽2。Ka－可根百据挡障土墙耐的排耀水条甘件和碗填土拼的质愚量查躺表确缓定。HqⅠ类址碎作石土元中屡密绣ρd≥2条.0音t/龄m3Ⅱ类移砂欢土的中密软ρd≥1获.6菜5t肥/m3Ⅲ类吃粘股土夹书块石滤ρd≥1政.9办0t约/m3Ⅳ类江粉质刷粘土染ρd≥1蕉.6谱5t岛/m35.风5.拼6享建族筑边翠坡工唉程技修术规烟范（画GB赠50抖33负0-梁20感02板）法据支咐护结摧构顶彻端a烦处作绸用有讨分布驰线荷勿载QLeh,滨ma厘x=(沿2QL/h)(Ka)1/掏2据支现护结甘构顶厘端a腰处作价用有询宽度尊b的调均布翁荷载蓬qL；ehk=KaqLβ=450+φ/2QLaHheh,maxβφaHehβqLβb土压峡力的勺计算绸常应要用于胶边坡责支护辩结构船的设祸计中棕，如跃：人妖工边律坡的肠支护族设计泽、基别坑开愿挖的跌支护扭设计吸、高奴路堤陪的边喘坡支孩护设酬计。止详见通各《脸规范征》。例题爽已戴知某趣挡土聋墙高士h=默6.珠00罢m，差墙背离垂直博、光铺滑，艘墙后咱填土兼水平殖，其本他条资件见蜻图所划示。矛示计常算作轻用在剂挡土相墙上亮的主赛动土根压力臣。q=19kN/m2H=6h1=2h2=4γ

1=19.0kN/m3C1=10kPa,φ=160γ

2=20.0kN/m3C2=0,φ=3005.球6瞧重眉力式回挡土庄墙设庙计荒在开设挖明斩堑、腥填方曲陡坎但边界修地段戏，为扛支挡来土体觉，保薪证其伙稳定溉而修拜建的俯结构俗物称耽为挡仪土墙烛。绪依靠持墙体糊本身良的重抹量抵云抗土折压力咐的挡座土墙渡称为遇重力挎式挡蛾土墙棵。5.耽6.叔1腔构舍造要贤求（网GB神50迟00佛7）适用牲于高耀度H救<6棵m、豆地层璃稳定腥、开鞠挖土敲石方笑时不您会危粘及相芹邻建毫筑物读安全仁的地酬段；挡土掀墙的孕基底菌可设洞置逆石坡。土质伪地基难：<怠1:哭10岩质祥地基桌：<乱1:倘5块石埋挡土艺墙的朽墙顶贸宽度球不宜际小于享40扣0m园m；它混凝照土挡逃土墙惧的墙凭顶宽性度不释宜小塔于2弹00勉mm苗。基础治埋置息深度络，应炊根据孤地基寄承载弯力、征水流筑冲刷青、岩功石裂谅隙发创育、翻风化份程度际及预缓计滑六裂面冬的深裳度等串因素悬综合输确定博。土坝质地削基不陵宜小导于0偏.5翠m；尾岩质德地基泡不宜关小于犁0.要3m助。应每包隔1限0～故20怪m设让置一兔道伸个缩缝啦。当茧地基帮有变北化时傍宜加借设沉百降缝贯。在捕挡土储结构败的拐晨角处芦，应亏采取统加强穷的构禽造措尚施。(G确B5心03晨30助)规胜定：当采跨用重嘴力式撤挡土小墙时枪，土混质边蔽坡不侨宜大务于8蹄m，析岩质开边坡纸不宜疑大于爹10牧m。5.砖6.喘2鲜稳标定性娇验算1)日抗滑马移稳易定性厌验算[(Wn+Ean)μ]充/(Eat-Wt)≥扑1.缩慧3Wn=Wc误os裳αoWt=W淹si钳nαoEat=唉Easi之n(α-战αo-代δ)Ean=Eaco容s(α-乡丰αo-袋δ)式中μ－土斧对挡汗土墙刷基底幕的摩障擦系渔数，骡由试缝验确金定，悉也可扎按表畜选用耽。WEaδαoαbδ－土挤对挡爽土墙孩墙背未的摩扰擦角汤，可子按表泼选用喊。安全叠系数2)迁抗倾鄙覆验漏算(Wx0+Eazxf)/Eazzf≥社1.掘6Eax=Easi访n(α-批δ)Eaz=Eaco导s(α-钟δ)xf=b-c哈otαzf=z-t份atα0WEaδox0xfbz0zαoα3)硬整体歌滑动画稳定斧性验般算土质豪边坡锋采用屡圆弧插法验披算；统岩质眯边坡战可采麦用平网面滑梦动法猾验算疯。4)燥重力蜜式挡吸土墙亡地基堡承载酸力验马算基底肝合力批的偏姓心距乒不应膀大于敢0.间25渡倍基态础的乐宽度芝。挡土畏墙基殖底产蒙生的遣平均遗压力pk应满路足：pk≤fa当偏嫁心荷冈载时玩，pkm屯ax≤1仔.2fa式中pk－相疾应荷矛载效什应标呜准组毛合时咸，挡推土墙遥底面立处的瓣平均死压力盒；fa－修碍正后诊的地月基承欺载力鸣特征陶值。pk=(Fk+Wk)/b式中Fk－相沸应荷甲载效嗓应标辱准组舅合时恋，上斤部传资递的患荷载阻。5)县挡土鲁墙墙眠身结惹构强唱度的杰验算1－阴1剖昏面的保剪应启力验辜算墙背椅材料勤的压披力验裹算115.半6.峡3