擋土墻 畢業(yè)論文(共24頁)

1、PAGE VII大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板PAGE VIIPAGE II 網(wǎng)絡(luò)教育(jioy)學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 擋土墻設(shè)計(jì)(shj) 學(xué)習(xí)(xux)中心： 浙江麗水奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： 專科起點(diǎn)本科 專 業(yè)： 土木工程（道橋方向）年 級(jí)： 2012 年 秋 季 學(xué) 號(hào)： 121501403722 學(xué) 生： 吳君 指導(dǎo)教師： 呂淑娟 完成日期： 2014 年 09 月 14 日 擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)PAGE 內(nèi)容摘要 擋土墻是特種結(jié)構(gòu)中非常重要的結(jié)構(gòu)，是建筑工程、道橋工程、礦山(kungshn)工程和碼頭工程當(dāng)中應(yīng)用很廣的一種支擋結(jié)構(gòu)。擋土墻

2、的穩(wěn)定與否對(duì)支擋保護(hù)的工程結(jié)構(gòu)安全(nqun)具有舉足輕重的作用，科學(xué)的計(jì)算和設(shè)計(jì)是擋土墻穩(wěn)定的關(guān)鍵。擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查、勘測(cè)，確定構(gòu)造物的形式與尺寸，運(yùn)用合適的理論計(jì)算(j sun)土壓力，并進(jìn)行穩(wěn)定性和截面強(qiáng)度方面的驗(yàn)算，采取合理、可行的措施，以保證擋土墻的安全性。本文著重介紹擋土墻的種類和各類型適合的環(huán)境因素，即各種擋土墻的適用性分析，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的哪些方面的問題。 關(guān)鍵詞：擋土墻；設(shè)計(jì)種類；適用性；環(huán)境因素；設(shè)計(jì)實(shí)例目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc25555 內(nèi)容摘要 PAGEREF _Toc25555 I HYPERLINK

3、l _Toc31731 引 言 PAGEREF _Toc31731 1 HYPERLINK l _Toc32399 1 擋土墻型式(xn sh)的選擇 PAGEREF _Toc32399 2 HYPERLINK l _Toc22899 1.1 選型原則(yunz) PAGEREF _Toc22899 2 HYPERLINK l _Toc5516 1.2 重力(zhngl)式擋土墻 PAGEREF _Toc5516 2 HYPERLINK l _Toc23582 1.3 懸臂式擋土墻 PAGEREF _Toc23582 3 HYPERLINK l _Toc13380 1.4 扶臂式擋土墻 PAG

4、EREF _Toc13380 4 HYPERLINK l _Toc4848 1.5 錨桿式擋土墻 PAGEREF _Toc4848 4 HYPERLINK l _Toc16767 1.6 加筋土擋土墻 PAGEREF _Toc16767 5 HYPERLINK l _Toc5709 2 擋土墻初定尺寸 PAGEREF _Toc5709 7 HYPERLINK l _Toc30182 2.1 擋土墻的高度 PAGEREF _Toc30182 7 HYPERLINK l _Toc32445 2.2 擋土墻的頂寬 PAGEREF _Toc32445 7 HYPERLINK l _Toc26691 2

5、.3 擋土墻的底寬 PAGEREF _Toc26691 7 HYPERLINK l _Toc28354 3 擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算 PAGEREF _Toc28354 8 HYPERLINK l _Toc25729 3.1 作用在擋土墻上的諸力 PAGEREF _Toc25729 8 HYPERLINK l _Toc12355 3.1.1 墻身自重 PAGEREF _Toc12355 8 HYPERLINK l _Toc11242 3.1.2 土壓力 PAGEREF _Toc11242 8 HYPERLINK l _Toc10845 3.1.3 基底反力 PAGEREF _Toc10845 8 H

6、YPERLINK l _Toc28736 3.2 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 PAGEREF _Toc28736 9 HYPERLINK l _Toc23185 3.3 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 PAGEREF _Toc23185 10 HYPERLINK l _Toc10396 3.4 地基承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc10396 11 HYPERLINK l _Toc5301 4 墻后回填土的選擇 PAGEREF _Toc5301 12 HYPERLINK l _Toc5683 4.1 理想的回填土 PAGEREF _Toc5683 12 HYPERLINK l _Toc9994 4.2 可用的回填土 PA

7、GEREF _Toc9994 12 HYPERLINK l _Toc16510 4.3 不能用的回填土 PAGEREF _Toc16510 12 HYPERLINK l _Toc11367 5 墻后排水措施 PAGEREF _Toc11367 13 HYPERLINK l _Toc11087 5.1 無排水措施(cush)的危害 PAGEREF _Toc11087 13 HYPERLINK l _Toc25691 5.2 排水措施的部位(bwi)與構(gòu)造 PAGEREF _Toc25691 13 HYPERLINK l _Toc24280 5.2.1 截水溝(shu u) PAGEREF _To

8、c24280 13 HYPERLINK l _Toc27054 5.2.2 泄水孔 PAGEREF _Toc27054 13 HYPERLINK l _Toc22711 6 擋土墻設(shè)計(jì)工程實(shí)例 PAGEREF _Toc22711 14 HYPERLINK l _Toc8625 6.1 初定擋土墻截面尺寸 PAGEREF _Toc8625 14 HYPERLINK l _Toc30328 6.2 土壓力計(jì)算 PAGEREF _Toc30328 14 HYPERLINK l _Toc21300 6.3 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 PAGEREF _Toc21300 14 HYPERLINK l _Toc115

9、78 6.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 PAGEREF _Toc11578 15 HYPERLINK l _Toc2600 6.5 地基承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc2600 15 HYPERLINK l _Toc16209 結(jié) 論 PAGEREF _Toc16209 17 HYPERLINK l _Toc21800 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc21800 18PAGE 19引 言 一、擋土墻是指支承(zh chn)路，填土或山坡(shn p)土體，填充或防止土壤變形結(jié)構(gòu)(jigu)不穩(wěn)定，在擋土墻的橫截面，并與所述支撐壁的土壤部分稱為背面直接接觸，與墻背相對(duì)被稱為墻面，與地基基礎(chǔ)直接接觸

10、的部分被稱為基礎(chǔ)，與基礎(chǔ)底部相對(duì)的，墻的上部分被稱為墻頂，基礎(chǔ)前端部分被稱為墻趾，基礎(chǔ)底部的后端被稱為墻踵。擋土墻主要起到支承 HYPERLINK /wiki/%E8%B7%AF%E5%9F%BA o 路基 t _blank 路基填土或 HYPERLINK /wiki/%E5%B1%B1%E5%9D%A1 o 山坡 t _blank 山坡土體，防止填土或 HYPERLINK /wiki/%E5%9C%9F%E4%BD%93 o 土體 t _blank 土體變形失穩(wěn)的作用。 二、擋土墻在建筑施工中具有不可替代的作用。隨著應(yīng)用的越來越廣泛, 擋土墻結(jié)構(gòu)形式也日新月異，包括重力式擋墻、懸臂式擋土墻、

11、扶臂式擋土墻、錨桿式擋土墻、加筋土擋土墻等。如何針對(duì)復(fù)雜的地形地質(zhì)條件, 選擇合理有效的擋土墻形式地基和處理措施，做到安全、經(jīng)濟(jì)、有效、合理是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。1 擋土墻型式(xn sh)的選擇 在各類土建工程中，廣泛使用(shyng)的擋土墻建筑物，統(tǒng)稱為擋土墻。雖然用途各異，但都起著支撐墻后回填土體和連接地面高差的作用?？紤]擋土墻設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)與其他工程方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,分析其技術(shù)的可行性、可靠性及經(jīng)濟(jì)的合理性,然后才確定設(shè)計(jì)方案,并根據(jù)(gnj)實(shí)際情況進(jìn)行擋土墻的選型。1.1 選型原則 (1)擋土墻的用途、高度與重要性；(2)建筑場(chǎng)地的地形與地質(zhì)條件； (3)盡量就地取材，因地制

12、宜；(4)安全而經(jīng)濟(jì)。擋土墻按建筑材料可分為塊石、素混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等。按擋墻高度可分為墻高5m的屬普通擋土墻, 墻高8m的屬高擋土墻。按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、懸臂式、扶臂式、錨桿式、加筋土式、錨定板式、土釘式及板樁式。按結(jié)構(gòu)形式可分為重力式、懸臂式、扶臂式、錨桿式、加筋土式、錨定板式、土釘式及板樁式。擋土墻又可分為剛性擋土墻和柔性擋土墻，剛性擋土墻指由漿砌片石或混凝土砌筑的墻，其基本原理是以墻身自重來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。 1.2 重力式擋土墻 重力式擋土墻，指的是依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻可用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，或采用片石混凝土、混凝土

13、進(jìn)行整體澆筑。半重力式擋土墻可采用混凝土或少筋混凝土澆筑。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡(jiǎn)單的梯形。它的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好。所以，重力式擋土墻在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應(yīng)用。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定，因此，體積、重量都大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻太高，它耗費(fèi)材料多，也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)鼗^好，擋土墻高度不大，本地又有可用石料時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻一般不配鋼筋或只在局部范圍內(nèi)配以少量的鋼筋，墻高在6m以下，地層穩(wěn)定、開挖土石方時(shí)不會(huì)危及相鄰建筑物安全的地段，其經(jīng)濟(jì)效益明顯。重力式擋土墻可根據(jù)其墻

14、背的坡度分為(fn wi)仰斜、俯斜、直立三種類型。重力式擋土墻可根據(jù)其墻背的坡度分為仰斜、俯斜、直立三種類型。以下為每個(gè)類型的區(qū)別和適應(yīng)的要求： 1、根據(jù)土壓力理論計(jì)算，仰斜墻背的主動(dòng)(zhdng)土壓力最小，而俯斜墻背主動(dòng)土壓力最大，垂直墻背位于兩者之間。 2、如擋土墻的施工需要(xyo)開挖，因?yàn)橄蚝髢A斜可以臨時(shí)邊坡開挖相結(jié)合，而俯斜背需要傾斜的外墻回填土，因此，擋土墻邊坡開挖工程，以仰斜墻背為好。相反，如果是土方的工程，那么它是適應(yīng)用俯斜墻背或垂直墻背，更加方便土方的壓實(shí)。在個(gè)別情況下，為了減少土壤壓力，使用仰斜墻也是可以的，但是也要注意墻背附近的回填土質(zhì)量。 3、如果原有地勢(shì)前比較平

15、整的，使用仰斜壁相對(duì)來說比較合理；如果原來的地勢(shì)比較陡峭，這時(shí)候來說應(yīng)采用垂直墻或俯斜墻。 1.3 懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻:懸臂式擋土墻指的是由立壁、趾板、踵板三個(gè)鋼筋混凝土懸臂構(gòu)件組成的擋土墻 懸臂式擋土墻有以下特點(diǎn)：1.截面尺寸小。2.施工方便。3.對(duì)地基承載力要求不高。 4. 工作面較大。懸臂式適應(yīng)范圍為地基土質(zhì)差且墻高h(yuǎn)5m的重要工程。在設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)的要求，面坡常用1：0.02到1：0.05，背坡可直立。 頂寬0.15m，路肩墻0.2m，踵板采用等厚,趾板端部厚度可減薄,但不小于0.30m，墻高一般在6m-9m之間。底板是由墻趾板和墻踵板組成，底板一般是水平設(shè)置，做成變厚度板，底面為

16、水平。內(nèi)力計(jì)算包括墻身內(nèi)力和墻踵板的內(nèi)力。墻身可視為固定在底板上的懸臂梁，主要承受墻后的主動(dòng)土壓力和地下水壓力，墻前的土壓力可忽略不計(jì)。至于墻踵板可看成是墻身為固定端的懸臂梁，墻踵上作用的有第二破裂面與墻背間的土體的重力，墻踵的自重，主動(dòng)土壓力的豎直分量，地基土反力，地下水浮力和靜水壓力等荷載。排榜樞紐立交G 匝道(z do)從GK0+ 600 開始并入已建成排榜樞紐立交A 匝道，G 匝道的建設(shè)(jinsh)即為A 匝道路基路面右側(cè)的加寬擴(kuò)建。為減小對(duì)重要管線(gunxin)的擾動(dòng)破壞，該段路基加寬采用氣泡混合輕質(zhì)土填筑，使用澆筑片石混凝土擋土墻支擋, 并在墻砌筑漿砌片石護(hù)腳。氣泡輕質(zhì)土的主要

17、特點(diǎn)是比平均堆積密度比一般的填充土小（通常是普通填充土的三分之一），強(qiáng)度和密度可以應(yīng)用的范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)小得多，具有較低的透水性和較低的透氣性，便捷、高效的施工并可以直接用于填充，這些特性決定了氣泡混合輕質(zhì)土作為修建路基，不僅可降低基板的附加應(yīng)力，減少了建筑物的沉降，增加穩(wěn)定性，并減少對(duì)舊路基新堤的影響，同時(shí)節(jié)省了大量的土地復(fù)墾。輕質(zhì)土路堤冷凝后可以直立，使土壓力擋土墻的作用幾乎可以忽略不計(jì)，主要的作用擋土墻交手傾覆;漿砌片石為擋土墻墻趾的深度提供了保護(hù)作用，起來抗防滑效果。 1.4 扶臂式擋土墻扶壁式擋土墻，扶臂式擋土墻指的是沿 HYPERLINK /view/1192626.htm t _

18、blank 懸臂式擋土墻的立臂，每隔一定距離加一道扶壁，將立壁與踵板連接起來的擋土墻，扶壁式擋土墻是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好的發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的低級(jí)。適用環(huán)境，適用于缺乏石料及地震地區(qū)。一般在較高的填方路段采用來穩(wěn)定路堤，以減少土石方工程量和占地面積。扶壁式擋土墻，斷面尺寸較小，踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移，豎板和扶壁共同承受土壓力產(chǎn)生的彎矩和剪力，相對(duì)懸臂式擋土墻受力好。適用612m高的填方邊坡，可有效地防止填方邊坡的滑動(dòng)。扶壁式擋土墻是路肩擋土墻的一種，是將預(yù)制的擋墻板焊接在預(yù)埋于基礎(chǔ)混凝土

19、中的鋼板上，然后在其內(nèi)倒填土的一種擋墻形式與其它幾種形式的擋墻比較，扶壁式擋土墻具有節(jié)省占地空間、縮短施工工期、美化城市環(huán)境、較易施工等優(yōu)點(diǎn)，是城市公路工程立交橋引道中常用的一種擋墻形式。 扶壁式擋土墻由墻面板（立壁）、墻趾板、墻踵板及扶肋（扶壁）組成。扶肋把立壁同墻踵板連接起來，起加勁的作用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減小立壁的變形。扶壁式擋土墻宜整體灌注，也可采用拼裝，但拼裝式扶壁擋土墻不宜在地質(zhì)不良地段和地震烈度大于或等于八度的地區(qū)使用。懸臂式和扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠墻身自重和墻踵板上方填土的重力來保證的，而且墻趾板的設(shè)置也顯著地增大了擋土墻的抗傾覆穩(wěn)

20、定性并大大減小了基底接觸應(yīng)力。扶壁式擋土墻所受的計(jì)算荷載，作用在墻踵板上的荷載有：計(jì)算墻背與實(shí)際墻背的土重級(jí)活荷載，墻踵板自重，作用在墻趾板頂面的土壓力豎向分量，有墻趾板固端彎矩的作用在墻趾板上引起的等代荷載，以及(yj)地基反力等。 1.5 錨桿式擋土墻錨桿擋土墻是利用錨桿技術(shù)形成的一種擋土結(jié)構(gòu)物。錨桿是在一端與工程結(jié)構(gòu)連接通過鉆孔的另一端的新張力構(gòu)件，插入螺栓，灌漿，維護(hù)和錨定在穩(wěn)定(wndng)的地層中的其他進(jìn)程能夠承受所施加的大地推力的結(jié)構(gòu)中的壓力要錨固的優(yōu)點(diǎn)錨與地層之間的力，以保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿擋土墻的優(yōu)點(diǎn)有：(1)結(jié)構(gòu)(jigu)質(zhì)量較輕，與重力式擋土墻相比，可以大量節(jié)省施工過

21、程中勞力以及項(xiàng)目投資；（2）利于擋土墻的先進(jìn)化施工，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（3）不需要開挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困難，并利于安全生產(chǎn)施工。而它的的缺點(diǎn)是使設(shè)計(jì)和施工受到一定的限制，如施工工藝要求較高，要有鉆孔、灌漿等配套的專用機(jī)械設(shè)備，并需且要耗用部分的建筑材料。錨桿擋土墻可根據(jù)地形設(shè)計(jì)為單極或多級(jí)，每級(jí)墻的高度不宜大雨8m，具體高度應(yīng)視地質(zhì)和施工條件而定，在多級(jí)的上、下兩級(jí)墻之間應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，平臺(tái)寬度一般不小于1.5m，平臺(tái)應(yīng)用厚度基本小于0.15m的C15混凝土封閉，并設(shè)向外墻傾斜2%的橫坡。在50年代以前，錨桿技術(shù)只是作為施工過程的一種臨時(shí)措施，60年代以后，錨桿技術(shù)迅速發(fā)展并應(yīng)用到

22、土木工程的許多領(lǐng)域中?，F(xiàn)已廣泛用于公路、鐵路、煤礦、和水利等支擋工程中。錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)路塹地段，但他具有錨固條件的路塹墻也可以使用，還可以應(yīng)用于陡坡路堤。 1.6 加筋土擋土墻加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。適用范圍, 用于傳統(tǒng)的重力式擋土墻無法滿足設(shè)計(jì)要求的情況，如墻頂坡度較大、有活載或地基土質(zhì)較差等。在加筋土擋土墻的設(shè)計(jì)施工中用多層拉接網(wǎng)片按設(shè)計(jì)的標(biāo)高和長(zhǎng)度在自嵌式景觀后一定范圍的回填土內(nèi)分層布置一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路

23、段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。 加筋土的顯著特點(diǎn)：加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形(bin xng)，填土引起的地基變形對(duì)加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對(duì)其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡(jiǎn)便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價(jià)比較低，具有良好(lingho)的經(jīng)濟(jì)效益。 加筋土擋土墻施工簡(jiǎn)便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期，一般包括下列工序：基槽（坑）開挖、地基處理、排水設(shè)施、基礎(chǔ)澆（砌）筑、構(gòu)件(gujin)預(yù)制與安裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實(shí)、墻頂封閉等，其中現(xiàn)場(chǎng)墻面板拼裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實(shí)等工序是交叉進(jìn)行的。加筋土擋土墻的荷載

24、及其穩(wěn)定性分析，加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析主要是確定拉筋拉力和驗(yàn)算抗拉和抗拔穩(wěn)定性，它與加筋體破裂面形狀、拉筋與填土間的，摩擦作用及土壓力等因素有關(guān)；外部穩(wěn)定性與工程的地基土和工程相連的整體土層等有關(guān)。至于土壓力計(jì)算采用庫(kù)倫第二理論計(jì)算。K53+ 660 K53+ 715 段為省道S359 跨線橋橋改路段，左側(cè)填方邊坡高20. 9m, 直接放坡將侵入已有道路，并且坡腳距離已有北通道很近，不便于對(duì)所侵占道路進(jìn)行改路，考到坡腳范圍地勢(shì)平坦，同時(shí)避免高大擋墻對(duì)視覺的沖擊，采用加筋土擋土墻收縮坡腳。本段路堤擋墻墻頂填土高度16m，結(jié)構(gòu)采用階梯路堤式加筋陡坡結(jié)構(gòu)，分階高度3m，臺(tái)階寬度1m?；A(chǔ)置于基巖

25、上，現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)，預(yù)制安裝鋼混凝土空心墻面塊體；加筋材料采用防老化高強(qiáng)土工格柵；填料就近采用開山土( 碎石土)，不可用高液限土。每個(gè)臺(tái)階頂利用空心墻面塊體進(jìn)行綠化，種植藤蔓植物或灌木等。 2 擋土墻初定尺寸(ch cun) 2.1 擋土墻的高度(god)通常擋土墻的高度是由任務(wù)要求確定的，即考慮墻后被支擋的填土呈水平時(shí)墻頂?shù)母叱?。有時(shí)(yush)，對(duì)長(zhǎng)度很大的擋土墻，也可使墻頂?shù)陀谔钔另斆?，而用斜坡連接，以節(jié)省工程量。 2.2 擋土墻的頂寬擋土墻的頂寬為構(gòu)造要求確定，以保證擋土墻的整體性，具有足夠的強(qiáng)度。對(duì)于砌石(q sh)重力式擋土墻，頂寬應(yīng)大于0.5m。對(duì)于素混凝土重力式擋墻頂寬也不

26、應(yīng)小于0.5m。對(duì)于鋼筋混凝土懸臂式擋土墻頂寬不小于0.3m。 2.3 擋土墻的底寬擋土墻的底寬由整體穩(wěn)定性確定。初定擋土墻底寬B(0.50.7)H，擋土墻底面為卵石、碎石時(shí)取小值；墻底為粘性土?xí)r取大值。擋土墻尺寸初定后，進(jìn)行擋土墻抗滑穩(wěn)定與抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算。若安全系數(shù)過大，則適當(dāng)減小墻的底寬；反之，安全系數(shù)太小，則適當(dāng)加大墻的底寬或采取其他措施，以保證擋土墻既安全又經(jīng)濟(jì)。3 擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算(yn sun) 3.1 作用(zuyng)在擋土墻上的諸力擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算包括(boku)抗傾覆驗(yàn)算和抗滑移驗(yàn)算。一般是由試驗(yàn)方法來確定擋土墻的橫截面尺寸，一般根據(jù)本擋土墻工程地質(zhì)情況，填充土性質(zhì)和墻

27、體材料及施工條件等根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定下橫截面尺寸，再根據(jù)公式計(jì)算其是否符合要求。一旦不符合施工要求的，應(yīng)立即修改橫截面尺寸或采取其他相對(duì)應(yīng)的措施。應(yīng)引起值得注意的是軟土地基上倒塌時(shí)，墻面的基礎(chǔ)可能隨時(shí)落入軟土地基中，瞬間轉(zhuǎn)移的中心，導(dǎo)致抗傾覆安全系數(shù)較低，隨時(shí)發(fā)生整個(gè)墻身安全危險(xiǎn)。因此，在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意土壤的壓縮性。擋土墻上的荷載有：自重、設(shè)計(jì)活荷載、施工活荷載、填土側(cè)壓力、可變荷載以及分項(xiàng)系數(shù)。擋土墻的橫截面尺寸應(yīng)按實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境計(jì)算，土壓力計(jì)算采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，擋土墻橫截面和底部的寬度是通過防滑控制總體穩(wěn)定驗(yàn)算來確定的，但從很多信息收集中，破壞擋土墻，大部分是倒塌所引起的，這說明在抗

28、滑移方面一般有較大的安全儲(chǔ)備。3.1.1 墻身自重 墻身自重W豎直向下，作用在墻體的重心。擋土墻型式與尺寸初定后，W確定。若經(jīng)驗(yàn)算后，尺寸修改，則W需重新計(jì)算。3.1.2 土壓力 土壓力是擋土墻的主要荷載。根據(jù)擋土墻的位移，以確定土壤壓力時(shí)，用應(yīng)相應(yīng)的公式計(jì)算應(yīng)用的類型。通常向前移動(dòng)時(shí)，墻體背面的作用主動(dòng)土壓力Pa。 如果擋土墻地基因?yàn)閾跬翂拥脑O(shè)計(jì)的深度，而深度部分因?yàn)閾跬翂Φ囊苿?dòng)而受到擠壓，故對(duì)墻體作用著被動(dòng)士壓力Pp，但有時(shí)開挖松動(dòng)忽略不計(jì)，這樣的結(jié)果是更加安全。 3.1.3 基底反力 擋土墻基底反力可分解為豎向的法向分力和水平分力兩部分。地基反力分布 基底地基反力的分布規(guī)律主要取決于

29、基礎(chǔ)的剛度和地基的變形條件。對(duì)柔性基礎(chǔ)，地基反力分布與上部荷載分布基本相同，而基礎(chǔ)底面的沉降分布則是中央大而邊緣小，如由土筑成的路堤，其自重引起的地基反力分布與路堤斷面形狀相同。對(duì)剛性基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)或高爐基礎(chǔ)等），在外荷載作用下，基礎(chǔ)底面基本保持平面，即基礎(chǔ)各點(diǎn)的沉降幾乎是相同的，但基礎(chǔ)底面的地基反力分布則不同于上部荷載的分布情況。剛性基礎(chǔ)在中心荷載作用下，開始的（荷載較小時(shí)）地基反力呈馬鞍形分布；荷載較大時(shí)，邊緣地基土產(chǎn)生塑性變形，邊緣地基反力不再增加，使地基反力重新分布而呈拋物線分布，若外荷載繼續(xù)增大（當(dāng)荷載很大，接近地基的極限荷載時(shí)），則地基反力會(huì)繼續(xù)發(fā)展呈鐘形分布。 3.2 抗滑穩(wěn)定

30、(wndng)驗(yàn)算擋土墻的抗滑穩(wěn)定性是指在土壓力和其他外荷載的作用下，基底摩擦力抵抗(dkng)擋土墻滑移的能力。擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性分析如圖3.2所示。圖3.2 擋土墻抗滑移穩(wěn)定(wndng)驗(yàn)算(1)將作用在擋土墻上的土壓力Pa分解為兩個(gè)分力；(2)水平分力Pax為使擋土墻滑動(dòng)的力，Pax=Pacos(+)；(3)豎向分力Pay和墻自重W引起的摩擦力為抗滑力，Pay=Pasin(+)；(4)抗滑力與滑動(dòng)力的比值，稱為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，記為Ks；(5)抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算公式：式中：Ks-抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； Pax-主動(dòng)土壓力的水平分力，KN/m； Pay-主動(dòng)土壓力的豎向分力，KN/m； -基底摩

31、擦系數(shù)，由試驗(yàn)測(cè)定或參考規(guī)范確定。(6)若抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果不滿足要求，則應(yīng)采取以下的措施來解決：修改擋土墻的斷面尺寸，通常加大底寬，增加墻自重以增大抗滑力；在擋土墻基底鋪砂、碎石墊層，提高摩擦系數(shù)，增大抗滑力；在擋土墻基底做成逆坡，利用滑動(dòng)面上部分反力抗滑；在軟土地(td)基上，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)較小，采取其他方法無效或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可在擋土墻踵后面(hu mian)加鋼筋混凝土拖板。利用拖板上的填土重量增大抗滑力。拖板和擋土墻之間用鋼筋連接。 3.3 抗傾覆(qngf)穩(wěn)定驗(yàn)算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力。擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性分析如圖3.3所示。圖3.2 擋土墻抗傾覆

32、穩(wěn)定驗(yàn)算(1)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算以墻趾O點(diǎn)取力矩進(jìn)行計(jì)算(參見圖3.2)；(2)主動(dòng)土壓力的水平分力Pax乘以力臂h為使墻傾覆的力矩；(3)主動(dòng)土壓力的豎向分力Pay乘以力臂b與墻自重W乘以力臂之和為抗傾覆力矩；(4)抗傾覆力矩與傾覆力矩之比值稱為抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)，記以Kt；(5)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算公式：式中：Kt-抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)； a，b，h-分別為W，Pay，Pax對(duì)O點(diǎn)的力臂，m。(6)若傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果不滿足要求，則應(yīng)采取以下的措施來解決：修改擋土墻尺寸，如加大墻底寬，增大墻自重，以增大抗傾覆力矩。這一方法要增加較多的工程量，通常并不經(jīng)濟(jì)；伸長(zhǎng)墻前趾，增加混凝土工程量不多，但需增加鋼筋

33、用量；將墻背做成仰斜，可減小土壓力，但施工不方便；做卸荷臺(tái)，位于擋土墻豎向墻背上，形如牛腿。卸荷臺(tái)以上的土壓力，不能傳到卸荷臺(tái)以下。土壓力呈兩個(gè)小三角形，因而減小了總的土壓力，使傾覆力矩減小。 3.4 地基承載力驗(yàn)算(yn sun)擋土墻地基承載力驗(yàn)算，與一般偏心(pinxn)受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)公式：4 墻后回填土的選擇(xunz)根據(jù)上述土壓力理論進(jìn)行分析，通常希望作用在擋土墻上的土壓力值越小越好。這樣(zhyng)可使擋土墻斷面小，省方量，降低造價(jià)。各種土壓力中，最小的土壓力為主動(dòng)土壓力Pa，而Pa的數(shù)值大小與墻后填土的種類(zhngli)和性質(zhì)密切相關(guān)。由此可見，擋

34、土墻后的填土應(yīng)作為擋土墻工程的組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇。4.1 理想(lxing)的回填土卵石、礫石、粗砂、中砂的內(nèi)摩擦角大，主動(dòng)土壓力系數(shù)小，則作用在擋土墻上的主動(dòng)土壓力小。上述粗粒土為擋土墻后理想的回填土。4.2 可用的回填土細(xì)砂、粉砂、含水率接近最優(yōu)含水率的粉土、粉質(zhì)粘土和低塑性粘土為可用的回填土，如當(dāng)?shù)責(zé)o粗粒土，外運(yùn)不經(jīng)濟(jì)，可就地取材。4.3 不能用的回填土軟粘土、成塊的硬粘土、膨脹土和耕植土，因性質(zhì)不穩(wěn)定，在冬季冰凍時(shí)或雨季吸水膨脹都將產(chǎn)生額外的土壓力，對(duì)擋土墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，故不能用作墻后的回填土。5 墻后排水措施(cush) 5.1 無排水措施(cush)的危害 根據(jù)調(diào)查資料

35、顯示，擋土墻后沒有采取排水措施或者是排水措施失效，是擋土墻倒塌的主要(zhyo)原因之一。在擋土墻建成使用期間，如遇暴雨，有大量雨水滲入擋土墻后填土中，結(jié)果使填土的重度增加，內(nèi)摩擦角減小，土的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致填土對(duì)墻的土壓力增大。同時(shí)墻后積水，增加水壓力，對(duì)墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。若地基軟弱，則土壓力增大引起擋土墻的失穩(wěn)。因此，擋土墻設(shè)計(jì)中必須設(shè)置排水。 5.2 排水措施的部位與構(gòu)造5.2.1 截水溝 凡擋土墻后有較大的面積或擋山坡，則應(yīng)在填土頂面、離擋土墻適當(dāng)?shù)木嚯x設(shè)截水溝，如圖5.1所示，把坡上、外部徑流截?cái)嗯懦D5.1 截水溝示意圖 5.2.2 泄水孔 已滲入墻后填土中的水，則應(yīng)將其迅速

36、排出。通常在擋土墻的下部設(shè)置泄水孔，泄水孔的布設(shè)如圖5.2所示。圖5.2 泄水孔示意6 擋土墻設(shè)計(jì)(shj)工程實(shí)例已知某混凝土擋土墻如圖6.1所示：高度(god)H=6.0m，墻背傾斜(qngxi)=10，填土表面傾斜=10，墻摩擦角=20，=30，重度=18.5KN/m3。地基承載力設(shè)計(jì)值f=180KPa。圖6.1 擋土墻示意圖6.1 初定擋土墻截面尺寸解：1.初定擋土墻斷面尺寸設(shè)計(jì)擋土墻頂寬1.0m，底寬5.0m。墻自重 6.2 土壓力計(jì)算根據(jù)題意應(yīng)用庫(kù)侖土壓力理論，計(jì)算作用于墻上的主動(dòng)土壓力 由=30，=20，=10，=10可得Ka=0.46。土壓力的豎向分力土壓力的水平分力6.3 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算墻底對(duì)地基中砂的摩擦系數(shù)，查表，=0.4?？够€(wěn)定安全系數(shù) 安全因安全系數(shù)偏大，為節(jié)省工程(gngchng)另修改擋土墻尺寸，將墻底寬5.0改為4.0m，則擋土墻自重為修改尺寸(ch cun)后抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 6.4 抗傾覆(qngf)穩(wěn)定性驗(yàn)算求出作用在擋土墻上諸力對(duì)墻趾O點(diǎn)的力臂。自重W 的力臂 a=2.17m；Eay的力臂 b=3.65m；Eax的力臂 h=2.00m。抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù) 安全由上可知，通常抗滑穩(wěn)定滿足要求時(shí)，抗傾覆穩(wěn)定也滿足要求