路基路面工程第六章.ppt

1、路 基 路 面 工 程,Subgrade and pavement engineering,河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室,主讲： 徐 平,1 挡 土 墙 设 计,河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室,设置挡土墙的前提： 1)受地形、地物或占地等限制而需收缩坡脚时（条件约束）； 2)采用较陡的边坡坡度时或者在坡体下滑而需采取措施以增加抗滑力时（稳定性要求）。,设置挡土墙时，要依据使用场合的特点和要求（填方或挖方路段、路段长、墙高、地基条件、回填材料等）以及各种挡土墙的特点，按重要性、美观、经济、可靠度和耐久性等方面的考虑选择合适的挡土墙类型。 挡土墙的设计包括：墙的构造（墙身、基

2、础、回填料和排水等）和组成材料的选择、土压力计算以及墙身的内部和外部稳定性分析等。,6-1 概 述,挡土墙是能够抵抗侧向土压力，防止墙后土体坍塌的结构物。 一、挡土墙的用途 1.降低挖方边坡高度，减少挖方数量，避免山体失稳坍滑； 2.收缩路堤坡脚，减少填方数量或减少拆迁和占地面积，保证路堤稳定性； 3.避免沿河路基挤缩河床，防止水流冲刷路基； 4.防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡。,各种形式的挡土墙,二、类型,（一）按设置挡土墙的位置分类 路肩墙 路堤墙 路堑墙 山坡墙 桥头挡墙 （二）按墙背的倾角方向分类 俯斜式 仰斜式 垂直式直线形墙背 折线形墙背 （三）按墙体材料分类 石砌挡土墙 砖砌挡土墙

3、 混凝土挡土墙 钢筋混凝土挡土墙 木质挡土墙,各种挡土墙,（四）按不同结构形式分类 1.重力式挡土墙依靠墙身自重抵抗墙后土体侧向推力（土压力），以维持土体的稳定性。对地基承载力要求高。 按墙背形式又可分为： 直线形式 （仰斜、垂直、俯斜）； 带衡重台的形式； 不带衡重台的折线形式（凸形折线）。,2.锚定式挡土墙通过一端埋设在破裂面外侧稳定区内的锚杆或锚定板等所提供的抗拔力或被动土抗力，支持墙面挡住下滑土体的侧向推力。 锚杆式 锚定板式 桩板式 3.薄壁式挡土墙依靠压在墙踵板上的填料自重，阻止墙身的倾倒，从而支挡墙后的土体。 悬臂式 扶壁式 柱板式,4.加筋土挡土墙利用加筋土和各种墙面材料修成的

4、挡土墙。依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力。 5.垛式和笼式挡土墙依靠杆件（或笼）的侧限作用使墙形成一整体，以抵御墙后土体的侧向推力。 垛式 笼式,6-2 挡土墙的构造与布置,下列情况需修建挡土墙： 1.路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边缘地带； 2.为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段； 3.可能产生塌方、滑坡的不良地质； 4.水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路堤地段； 5.为节约用地减少拆迁或少占农田的地段； 6.为保护重要建筑物、生态环境或其它特殊需要地段。,一、挡土墙的布置,要求： 1)确保挡土墙基础稳定，墙身坚固，作用良好； 2)结构合理，断面经济，开挖与回填量小。 3)充

5、分利用当地材料。 4)节省劳动力和用地面积。 5)施工、养护方便与安全。,设计步骤： 1.初步拟定12个方案 2.在横断面，初步确定其断面形式、位置、基础类型及埋置深度； 3.初步在纵断面图上布置挡土墙； 4.初步试算； 5.方案比较； 6.反复调整试算； 7.编制设计说明。,挡土墙布置 （一般在路基横断面和墙趾处的纵断面图上进行）： 1.挡土墙横向布置（横断面图上进行） 布置内容： （1）确定挡土墙形式； 路堤（肩）墙：在地形陡峻时可采用俯斜式或衡重式；在地形平坦时可采用仰斜式。 路堑墙：宜采用仰斜式或折线式。 （2）选择挡土墙的位置； 路堤墙与路肩墙可依据墙高、圬工数量、基础、填方数量、占

6、地数量和使用要求等进行比较确定。,（3）确定墙高； 依据地形和地质等条件，分析计算确定。 （4）确定墙身断面、基础形式和埋置深度； 依据地质与水文地质及冲刷情况进行分析计算确定。 （5）布置排水设施。 依据地形及墙背填料情况分析确定。,2.纵向布置（在墙趾处纵断面图进行） 布置内容与要求： （1）确定挡土墙的起迄点、墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。 （2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝。 （3）布置各挡土墙的基础。 （4）布置泄水孔的位置（包括数量、间隔和尺寸）。,3.平面布置（对于个别复杂的挡土墙进行布置） 4.设计施工图布置要求 （1）墙趾纵断面布置图； （2）

7、代表性的路基横断面图； （3）特殊情况，应绘制平面图； （4）设计说明书。,二、挡土墙的构造,挡土墙由墙身、基础、填料、排水设施和伸缩缝等部分组成 1.墙身构造 1）墙背 2）墙面 3）墙顶 4）护栏 2.基础 1)基础形式： 一般基础 台阶基础扩大基础 钢筋混凝土基础 地基换填基础 拱式基础 2)基础埋置深度要求： （1）保证基底土层的承载力（容许）对于基底可能出现的最大应力； （2）应保证基础不受冲刷； （3）应防止基础因地基冻融而破坏。,3.排水设施 目的： 1.防止地面水下渗； 2.疏干墙后土体中的积水。 地面排水： 防止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

8、封闭处理等。 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： 设置泄水孔 设置反滤层 4.沉降与伸缩缝 5.填料 ： 宜采用透水性好的砂砾或碎石材料,6-3 挡土墙土压力计算,一、作用在挡土墙上的力系 主要力系有： 1、挡土墙自重G及墙上恒载 2、墙后土体的主动土压力Ea（包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载） 3、基地的法向反力N及摩擦力T 4、墙前土体的被动土压力Ep,二、 土压力计算,1、土压力的类型（按塑性极限平衡法） 土压力同结构物的水平位移方向和大小（侧向约束力的大小和方向）有关。 1)主动土压力 2)被动土压力 3)静止土压力 2、库

9、伦（C.A.coulomb）土压力理论,假设： 1)填料为均质，各向同性的松散粒体，仅有内摩阻；填料的表面为平面； 2)墙身外倾时会出现通过墙踵的两个破裂面，破裂面为平面； 3)破裂面上的土体为刚性体；它下滑时同墙背存在摩阻力，其摩阻角为；沿破裂面的摩阻力均匀分布，其摩阻角为； 4)破裂作平面问题处理，考虑无限长墙体的单位墙段。,基本计算公式,根据静力平衡原理，确定破裂面上的土体处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力。 土压力值是破裂角的函数，Eaf()。令 得到最危险破裂面和其主动土压力,土压力系数,土压力分布 主动土压力系数同墙高无关，而主动土压力同墙高的平方成正比。则土压应力沿墙高呈直线

10、分布。对上述情况，土压应力呈三角形分布。即：,水平分力 垂直分力,各种边界条件下主动土压力计算,1.破裂面交于内边坡 2.破裂面交于路基面,1）破裂角交于荷载中部 2）破裂角交于荷载外侧 3）破裂角交于内侧 3.破裂角交于外边坡 4.特例：填土水平（0），墙背铅垂（0），墙背光滑（0）。土压力为：,3、大俯角墙背的主动土压力第二破裂面法,Ea是第一、二破裂面的函数 Ex是Ea的水平分力，也是第一、二破裂面的函数,出现第二破裂面的条件 （1）墙背或假想墙背的倾角 或 必须大于第二破裂面的倾角 ，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现： （2）在墙背或假象墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，即

11、，或 ，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。,4、折线形墙背的土压力计算,折线墙背的土压力计算时以墙背转折点或衡重台为界限，把墙分为上墙和下墙，分别按库伦理论计算主动土压力，然后取两者的矢量和作为全墙的土压力。 上墙的土压力计算：不考虑下墙的影响，按俯斜墙背计算，注意判别是否出现第二破裂面。,下墙的土压力计算（对上墙作近似处理）： 1)延长墙背法延长下墙墙背，交于填土表面，按此虚构墙背计算土压力，并绘出全墙的土压力分布图，截取下墙部分的压应力分布图作为下墙的土压力。 该方法的缺点： 忽略了延长墙背与实际墙背之间的土楔及荷载重 假定上墙破裂面与下墙破裂面平行，实际不平行。 2)力多边形法根据静力

12、平衡条件，作用于破裂棱体上的诸力应构成力多边形来求算下墙土压力。,5、粘性土土压力计算,粘结力存在对主动土压力影响大（土压力减小） 1.换算内摩擦角法将内摩擦角和内粘结力，换算成较实有内摩擦角大的“等效内摩擦角” 原则： 1)换算前后的抗剪强度相等 2)换算前后的土压力相等 2.力多边形法（数解法） 1)考虑深度hc范围内为垂直裂缝区，不计此范围土压力 2)考虑破裂面上的粘结力,6、不同土层的土压力计算,假设土的分层面与地表面平行,1)先求上层土压力E1； 2)将上层土重作为超载，求算下层土压力E2； 3)求E1和E2的矢量和。,7、有限范围填土的土压力计算,当墙后存在已知的陡坡面或潜在的滑动

13、面，且当其倾角陡于有计算求得的破裂面的倾角时，墙后的填料将沿着陡的坡面下滑，不沿计算破裂面下滑。（已知破裂面），根据静力平衡方法求得,8、被动土压力,由于产生被动极限状态，要求土体产生较大的变形，而一般建筑物来说常常是不容许的，应进行折减。如拱桥桥台的情况是台推土，但拱桥不容许变形，故进行桥台设计时，取静止土压力。,9、车辆荷载的换算及计算参数,1）、车辆荷载换算 （1）根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算。,（2）按墙高确定的附加荷载强度进行换算 将汽车荷载按均布荷载，换算成容重与前后填料相同的均布土层。 q：附加荷载强度： 墙高小于等于2m,取20kN/m; 墙高大于等于10m,取10 k

14、N/m 墙高H在210m，进行线性内插,2）计算参数,（1）填料的计算内摩擦角和容重 根据实际工作情况进行试验确定，无条件时可按表66数据选用。 （2）墙背摩擦角 大小与墙背的粗糙度、填料性质及墙后排水有关。见表67。 墙背愈粗糙，墙背摩擦角大。 填料的内摩擦角愈大，墙背摩擦角大。 排水条件愈好，墙背摩擦角大。,10、挡土墙设计原则,1）挡土墙的荷载计算方法 挡土墙的荷载组合 荷载分类： A.永久作用（荷载）：见表6-8； B.可变作用（荷载）：见表6-8； (1)基本可变作用（荷载）； (2)其他可变作用（荷载）； (3)施工荷载。 C.偶然作用（荷载）：见表6-8。,常用作用（或荷载）组合

15、,极限状态 整个结构或结构的某一部分超过某一特定状态，就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态实质上是结构可靠（有效）或不可靠（失效）的界限。 界限状态分类： 承载能力极限状态 正常使用极限状态,承载能力极限状态：对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载。 挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承载能力极限状态： 1.整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡； 2.挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适于继续承载； 3.挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。 构件承载力极限状态表达:,正常使用极限状态：

16、对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定。 挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观变形； 2.影响正常使用或耐久性的局部破坏（包括裂缝）； 3.影响正常使用的其他特定状态。,1)承载能力极限状态分项荷载系数表611 2)当对挡土墙进行基础合力偏心距和圬工结构合力偏心距计算时，除被动土压力分项荷载系数用0.3外，其它全部荷载系数规定采用1.0,三、 计算状态及荷载系数,四、挡土墙稳定性验算,挡土墙的一般破坏形式及原因： 1)挡土墙沿基底滑动而造成的破坏（基底抗滑力不足）； 2)挡土墙绕墙趾转动所引起的倾覆（抗倾覆力矩不足）； 3)因基础产生

17、过大或不均匀的沉陷而引起的墙身倾斜； 4)因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏。,1.抗滑稳定性验算,验算在土压力及其它外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力；即抗力应大于效应,抗力,效应,rG0.9,2.抗倾覆稳定性验算,验算抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力；抗倾覆力矩大于倾覆力矩。 抗力 效应 rG0.9,3.基底应力及合力偏心距验算,为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算 为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。 1)地基承载力抗力值的规定： (1)当挡土墙的基础宽度b大于3m和埋置深度h大于0.5m时，除括岩石地基外(基底宽度大于6m时，取

18、6m；基底宽度小于3m时，取3m）：,(2)当不满足(1)的条件或计算f1.1fK时，取f1.1fK值 (3)f值可以根据荷载组合予以提高，见表6-16 (4)当偏心距小于或等于0.333b，可根据抗剪强度指标确定 2)抗力： (1)当轴向荷载作用时 (2)当偏心荷载作用时 3)基础底面的压应力（效应）： (1)当轴向荷载作用时,(2)当偏心荷载作用时,4.墙身截面强度验算,验算截面位置,1)强度计算 2)稳定计算,弯曲平面的纵向翘曲系数 3)当e0超过规定值（出现拉应力）进行弯拉强度验算或确定截面尺寸 4)正截面直接受剪时验算,五、增加挡土墙稳定性的措施,（一）增加抗滑稳定性 1.设置倾斜基

19、底 2.采用凸榫基础 3.采用人工基础 4.加大挡墙尺寸 （二）增加抗倾覆稳定性的方法 1.展开墙趾 2.改变墙面及墙背坡度 3.改变墙身断面类型 4.加大挡墙尺寸 （三）提高基底承载力或减小基底应力 1.采用人工基础 2.采用扩大基础,六、衡重式挡土墙设计,作用于衡重式挡土墙的主动土压力，按上下墙分别计算，取矢量和作为全墙的主动土压力。 增加上下墙分界面的截面或斜截面验算剪应力,一、浸水挡土墙土压力计算,计算时考虑： 1)浸水部分填料采用浮容重；2)浸水前后的内摩擦角不变； 3)浸水前后破裂面形状和位置不变 1.当填料为砂性土时 浸水挡土墙土压力 填料浮容重 土压力作用位置,6-4 浸水路堤

20、挡土墙设计,2.当填料为粘性土时 浸水后内粘结力C值降低。计算步骤： 1)先计算水位以上的土压力； 2)将水位以上的土重作为荷载，计算浸水部分的土压力； 3)取的矢量和作为全墙的土压力。,二、静水压力、动水压力和上浮力,1.静水压力 墙面 墙背 2.上浮力 作用于基底的上浮力 总浮力 3.动水压力（对于弱透水性填料时）,三、浸水挡土墙稳定性验算,1.验算方法：同前 2.最不利水位的求算 挡土墙的稳定性与水位高低有关。 最不利水位抗滑稳定性系数和抗倾覆稳定性系数同时最小或其中一个为最小时的水位。 方法：采用0.618优先法,0.618优先法,6-5 地震地区挡土墙设计,主要震害现象： 1)沿砌缝

21、开裂：发生于基础不良地段（不均匀的坡积层）和岩土间隔的地基。发生不均匀沉陷使墙出现拉应力； 2)臌肚变形； 3)墙体倾倒； 挡土墙震害原因分析： 1)墙身：墙身或断面重心过高、墙身质量和刚度不均匀导致应力集中、墙体状态性差，抗震性能差。 2)填料：粉性土或不透水性填料。 3)施工：石料嵌挤不紧密或砂浆不饱满降低整体强度。 4)地基：,一、一般防震措施,1.用低重的墙身断面形式； 2.基础要坚固； 3.尽量采用浆砌片石，砼或钢筋砼； 4.注意设置垂直缝； 5.砂浆标号提高一级采用； 6.墙后尽量填透水性好的材料。,二、地震荷载的计算 只考虑最大水平地震力 地震角墙重G与水平地震力Ps的合力与竖直

22、线的夹角s,三、地震作用下的土压力 四、地震条件下挡土墙的验算 地震条件下挡土墙的验算与非地震一般条件挡土墙的验算相似。,6-6 轻型挡土墙,一、悬臂式 （一）构造及适用条件 （二）设计 1.土压力计算（采用朗金理论） 墙上（墙趾处）的总土压力 朗金土压力系数,当 时：,2、底板宽度计算 1）夹块宽度 2）踵板宽度 3）趾板宽度 3、底板厚度计算 结构要求、截面强度要求 4、立壁厚度计算 1）结构要求 2）计算立壁弯矩及剪力 3）厚度计算 5、墙身稳定性及基底应力验算（同前）,二、锚杆挡土墙 （一）构造与布置 墙面分为板柱式（板和柱组成）和板壁式（板） 锚杆分为楔缝式（小锚杆）和灌浆锚杆（大锚

23、杆） （二）锚杆挡墙设计 1.主动土压力计算 2. 挡土板内力计算 3.立柱的内力计算 4.锚杆：1)锚杆截面设计 2)锚杆长度设计 3)锚杆与立柱的连接,三、锚定板挡土墙 （一）锚定板挡土墙的构造 （二）锚定板挡土墙设计 1.锚定板设计 2.锚定板挡土墙的整体稳定性（与拉杆长度有关） 滑动面的假定： 1)群锚理论土墙假定 2)双拉杆设计理论折线滑动面假定,6-7 加筋挡土墙,一、加筋挡土墙的构造 由墙面板、筋带和填料组成。 1.加筋体的横断面：宜采用矩形，当受地形、地质条件限制时可采用其它形式。,2.填料：宜优先采用一定级配的砂性土、砾（碎）石土和土（增加拉筋与填料间的摩擦力。超过12m的墙

24、特别要注意。要求一定的压实度。 3.基础：埋置深度（考虑冲刷和冰冻作用）。 4.沉降缝：根据地形、地质、墙高等条件设置，1030m。 5.筋带：抗拉性能强、不易脆断、蠕变量小、与填土的摩擦力大，具有良好的柔性、耐久性并且经济。与墙面垂直。,二、加筋挡土墙结构计算 1.加筋挡土墙的破坏形式和稳定性要求： 1)由于筋带裂缝造成的断裂 2)由于土与筋带之间结合力不足造成的加筋体断裂 3)因外部不稳定造成的破坏 稳定性要求： 1)内部稳定性：筋带的强度和筋带的抗拔验算 A 计算拉筋所受到的拉力，确定所需要的拉筋断面，使拉应力不超过容许值。 B 评定拉筋与填料间的摩擦力，确定所需的拉筋长度，以平衡拉筋承

25、受的拉力） 2)外部稳定性：滑动、倾覆、基底应力和整体滑动的验算,2.工作原理 原理是拉筋与填料之间的摩擦作用。 1)加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料 拉筋主要起约束土粒侧向位移的作用。设置在土体应变大的区域内，并且其方向平行于该处主拉应变的方向。 2)加筋土结构看作是一种类似锚定结构 拉筋承受的拉力T沿长度方向呈弓形分布，其最大拉力值必然出现在填料加于拉筋表面剪切应力的作用方向改变处。 最大拉力迹线各层拉筋最大拉力点的连线。 最大拉力迹线是潜在的破裂面。,3.加筋体中活动区与稳定区 活动区：拉筋表面剪切应力指向墙面，墙面和填料侧向位移时会把拉筋向外带出；拉筋与墙面填料一起移动。 稳定

26、区：拉筋与填料的摩擦作用，会被填料握牢，拉筋在稳定区内必需有足够的长度，以防止拉筋被拔出。 破裂面的简化为：上部平行于墙面（相距0.3H)；下部通过墙脚（与水平面夹角45/2）的折线。,抗震验算时,4.拉筋拉力计算 假设填料活动区内的土体处于极限平衡状态，采用局部平衡法分析每一层拉筋所受的拉力。 第i层拉筋受到它上面填料的竖向压应力作用，墙面则受到的侧向压应力为 活动区上层的填料接近静止土压力状态，下层则处于朗金主动土压力状态。 当zi6m时 当zi6m时,竖向压力计算（不考虑土压力的影响） 加筋体上的路堤填土（容重r2），近似地换算成连续均布荷载（r2hF），再计入竖向应力内。其等代均布土层

27、厚度hF为 当hFa（加筋体上填土高度）时取hFa。,汽车荷载作用时，采用2:1向下扩散来传递荷载。加筋体内深度zi处的竖向应力（当扩散线未进入活动区时，不计车辆荷载）。 当zia2bc时，LciLcazi 当zia2bc时，LciLcbc（azi）/2 抗震验算时：深度zi处土压力应力增量为,筋带拉力计算 筋带设计断面面积为 筋带长度计算：包括锚固长度和活动区长度 锚固长度 活动区长度 当0ziH1时：LabH 当H1ziH时,三、总体平衡法验算,本章习题,一、名词解释 1.挡土墙 2.俯（仰）斜式挡土墙 3.锚定式挡土墙 4.加筋挡土墙 5.衡重式挡土墙 6. 第二破裂面 7.抗滑稳定性

28、8.抗倾覆稳定性 二、思考题 1.挡土墙的作用、设置情况和设计内容有哪些？ 2试述各类挡土墙的结构特点及其适用条件。,3.挡土墙的类型有哪些？ 4.重力式挡土墙在墙背、墙面、墙顶、基础、排水和沉降缝方面的主要特点是什么？ 5.挡土墙的布置包括哪几个方面？修建挡土墙的条件是什么？ 6重力式路堤挡土墙墙背破裂面有哪几种形式？ 7.主动、被动和静止土压力对应的土压力系数表达式是什么？其数值有何规律？,8.库仑土压力、朗金土压力理论的假设条件、作用图式和适用情况有何区别？ 9.请计算路堤挡墙上，顶上分布有某均布荷载情况下的主动土压力，用图解法完成，并给出各关键力的字母表达式。 10.路基挡土墙稳定性验

29、算的内容、受力图式和计算表达式是什么？ 11.挡土墙抗滑稳定性、抗倾覆稳定性或地基承载力不足时，可采取哪些改进措施？ 12.挡土墙的排水设施是如何设计的？,13.加筋土挡土墙中筋带有什么作用？筋带长度如何确定？加筋材料的类型有哪些？ 14.对于浸水挡土墙，写出求算最不利水位高度的步骤。 15.挡土墙的防震措施有哪些？ 三、计算题 1.已知：某浆砌片石重力式路堤墙，断面尺寸如图所示；填料容重18KNm3，内摩擦角=35，粘聚力c=18；砌体容重K=23kNm3，墙背摩擦角=0.5；地基土容重,0=19 KNm3，内摩擦系数f0=0.80，基底摩擦系数f=0.50，地基承载力0= 800kPa；挡

30、墙分段长度10m；路基宽8.5m，路肩宽0.75m；车辆荷载：汽车20级，拄车100。试按主要组合荷载验算该墙的稳定性，并按附加组合荷载验算该挡土墙的稳定性。,2.已知某重力式路肩墙，尺寸如图所示，墙背光滑，填土为砂性土，内摩擦角=30，填料容重18KNm3，砌体容重K=23kNm3，基底摩擦系数f=0.50，地基承载力0= 800kPa；路基宽8.5m，路肩宽0.75m；试画出墙的土压力分布图，并计算土压力，不考虑附加荷载和偶然荷载时验算挡墙的抗滑和抗倾覆稳定性。,1,2,3,4,5,6,7,概述,挡土墙土压力计算,挡土墙设计,浸水路堤挡土墙设计,地震地区挡土墙设计,轻型挡土墙,加筋挡土墙,

31、目 录（contents）,第一节 概述,一、挡土墙的用途 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤或路坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。,二、挡土墙的类型 1.重力式挡土墙： 依靠墙身自重支撑土压力来维持稳定。 2.锚定式挡个土墙： 包括锚杆式和锚定板式两种。 3.薄壁式挡土墙： 是钢筋混凝土结构，包括悬臂式和扶臂式。 4.加筋土挡土墙： 由填土、填土中布置的拉筋及墙面板三部分组成。,第二节 挡土墙土压力计算,一、作用在挡土墙上的力系 作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加力和特殊力。 二、一般条件下库仑主动土压力计算

32、 1.破裂面交于内边坡： Ea=H2Ka 墙后填土的容重，KN/m3; H 挡土墙高度，m; Ka主动土应力系数；,2.坡裂面交于路基面 （1）破裂面交于荷载中部 （2）破裂面交于荷载外侧 （3）破裂面交于荷载内侧 3.破裂面交于外边坡,三、大俯角墙背的主动土压力第二破裂面法 出现第二破裂面的条件： 1.墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面角，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面出现； 2.在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑； 四 、折线形墙背的土压力计算 1.延长墙背法 2.力多边形法,五、粘性土压力计算 1.等效内摩擦角法 2.力多边形法 六

33、、不同土层的土压力计算 七、有限范围填土的土压力计算,八、被动土压力计算 E p= H2 K p K p被动土压力系数； 九、车辆荷载的换算 车辆荷载引起的附加土侧应力按等代均布土层厚度计算： h = q/ q 附加荷载强度； h 换算土层厚，m;,第三节 挡土墙设计,一、挡土墙的布置 1.挡土墙位置的选定 2.挡土墙的纵向布置内容： （1）确定挡墙起点和墙长，选择挡墙与路基或其结构物的衔接方式； （2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝和沉降缝的位置； （3）布置各段挡土墙的基础； （4）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等；,3.挡土墙的横向位置 横向布置选择在墙高最大处、墙身断面或

34、基础形式有变异处，以及其它必须桩号处的横断面上。 4.平面布置,二、挡土墙的构造 1.墙身构造：a.墙背；b.墙面；c.墙顶；d.护栏 2.基础：（1）基础类型； （2）基础埋置深度：无冲刷时，应在天然地面下 至少1.0米；有冲刷时，应在冲刷线以下至少1.0米；受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25米； 3.排水设施 排水设施主要包括：设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土和地面松土，防止雨水及地面水下渗，必要时可加设铺砌；对路堑挡墙墙趾前的边沟应予以铺砌，以防边沟渗入基础；设置墙身泄水孔，排除墙后水。 4.沉降缝与伸缩缝,三、挡土墙的荷载的计算方法 1.挡土墙的荷载 2.挡土墙的设计原则

35、： 挡土墙设计按“分项安全系数极限状态”进行。 挡土墙设计分承载力极限状态和正常使用极限状态。 四、挡土墙稳定性验算 1.抗滑稳定性验算 2.抗倾覆稳定性验算 五、墙身截面强度验算 1.强度计算： N jk AR k/ 2.稳定计算： N jk AR k/,六、增加挡土墙稳定性的措施 1.增加抗滑稳定性的方法： （1）设置倾斜基底； （2）采用凸基础； 2.增加抗倾覆稳定性的方法： （1）展宽墙趾； （2）改变墙面及墙背坡度； （3）改变墙身断面类型；,第四节 浸水路堤挡土墙设计,一、浸水挡土墙土压力计算 1.当填料为砂性土时设计时考虑： 浸水部分填料单位重量采用浮容重； 浸水前后的内摩擦角不变； 破裂面为一平面； 2.当填料为粘性土时 粘性土浸水后c值显著降低，应将填土的上