路基擋土墻工程分類構(gòu)造及計算分析講義40

第6章路路基基的防防護與與加固固——擋土墻墻（B）6.1擋土墻墻的分分類6.2重力式式擋土土墻的的構(gòu)造造6.3土壓力力計算算6.4重力式式擋墻墻的設(shè)設(shè)計計計算作用：：（1）防止止路基基填方方或挖挖方邊坡變變形失失穩(wěn)；（2）克服服地形限限制或地物物干擾擾；（3）減少土土方量量或拆遷遷，減減少占占地面面積，，避免免填方方侵占占河床床；（4）防止止水流沖沖刷岸坡；；（5）整治滑滑坡病害。。6.1擋土墻墻的類類型按位置分:路肩墻墻路堤墻墻路塹墻墻按結(jié)構(gòu)形形式分：重重力式式擋墻墻輕型擋擋墻重力式式擋墻墻：重力力式衡重式式半重力力式（（墻趾趾）跺式輕型擋擋墻：薄壁壁式：：懸臂臂式扶壁式式柱板式式錨固式式：錨錨桿式式錨定板板式樁板式式加筋土土擋墻墻6.1.1重力擋擋土墻墻適用：：地基基良好好，非非地震和沿沿河受受水沖沖刷地地區(qū)利用衡衡重臺臺上部部填土土的下下壓作作用和和全墻墻重心心的后后移，，增加加墻身身穩(wěn)定定，減減小斷斷面尺尺寸。。適合于于山區(qū)區(qū)，地地面橫橫坡陡陡峭的的路肩肩墻，，路堤堤墻，，路塹塹墻。。6.1.2薄壁式式擋土土墻1）懸臂臂式：：立壁壁、底底板2）扶壁壁式：：主要要依靠靠腹板板上的的填土土量來來保證證。特點：：自重重輕，，做工工省，，適用用于墻墻高較較大，，地質(zhì)質(zhì)條件件一般般，需需用一一定量量的鋼鋼材，，經(jīng)濟濟效果果好。。壓重3）柱板板式6.1.3錨定式式擋土土墻錨桿2）錨定定板式式：：墻后后土壓壓力由由擋土土板傳傳至立立柱、、鋼錨錨桿，，構(gòu)件件斷面面小，，工程程量省省。特別適適用于于地質(zhì)質(zhì)不良良，石石料缺缺乏，，挖基基困難難，有有錨固固條件件的路路基擋擋土墻墻。提供反反力3）樁板板式：：6.3.1.4垛式擋擋土墻墻6.1.5加筋式式擋土土墻：：填土土、填填土中中布置置拉筋筋條、、墻面板板受力：：放置置拉筋筋材料料，填填土壓壓實，，通過過填土土與拉拉筋間間的摩摩擦作作用，，把土土的側(cè)側(cè)壓力力傳給給拉筋筋。特點：：柔性性結(jié)構(gòu)構(gòu)，對地基基變形形隨意意性大大，建筑高高度大大，適適用于于填土路路基，，節(jié)約約投資資30%~70%，經(jīng)濟濟效益大。。6.2重力式式擋土土墻的的構(gòu)造造擋土墻墻的構(gòu)構(gòu)造應應滿足足：強強度；；穩(wěn)定定性；；就地地取材材、結(jié)結(jié)構(gòu)合合理、、斷面面經(jīng)濟濟；施施工養(yǎng)養(yǎng)護方方便、、安全全。常用重重力式式擋土土墻組組成：：墻身身；基基礎(chǔ)；；排水設(shè)設(shè)施；；伸縮縮縫。直接影影響穩(wěn)穩(wěn)定性性一、墻墻身1、墻背背：仰斜、、垂直直、俯俯斜、、凸形形折線線式、、衡重重式。。2、墻面面：坡度1：0.05到1：0.20地面較較陡；；坡度1：0.20到1：0.35地面平平緩墻面坡坡度應應與墻墻背坡坡度相相互協(xié)協(xié)調(diào)；；墻面坡坡度應應結(jié)合合墻前前地面面橫坡坡合理理選擇擇。3、墻頂頂：最小寬寬度：：漿砌砌擋土土墻不不小于于50cm，干砌不不小于于60cm。4、護欄欄：地形險險峻地地段，，過高高過長長路肩肩墻的的墻頂應設(shè)設(shè)置護護欄。。二、基基礎(chǔ)基礎(chǔ)形形式：：一般擴擴大基基礎(chǔ)（地基承承載力力不足足）鋼筋混混凝土土底板板擴大大基礎(chǔ)礎(chǔ)（地基基承載載力過過?。Q填地地基（軟弱弱土層層）臺階基基礎(chǔ)（擋土土墻修修筑在在陡坡坡上、、地基基穩(wěn)固固）拱形基基礎(chǔ)（地基基有長長短缺缺口或或挖基基困難難時））基礎(chǔ)埋埋深：：對于土質(zhì)地地基，基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置置深度度應符符合下下列要要求：：(1)無沖刷刷時，，應在在天然地地面以以下至至少1m；(2)有沖刷刷時，，應在在沖刷線線以下下至少少1m；(3)受凍脹脹影響響時，，應在凍結(jié)結(jié)線以以下不不少于于0.25m。當凍深深超過過1m時，采采用1.25m，但基底底應夯夯填一一定厚厚度的的砂礫礫或碎碎石墊墊層，，墊層層底面面亦應應位于于凍結(jié)結(jié)線以以下不不少于于0.25m。碎石、、礫石石和砂砂類地地基，不考考慮凍凍脹影影響，，但基基礎(chǔ)埋埋深不不宜小小于1m。巖石地地基：：基礎(chǔ)嵌嵌入巖巖層的的深度度，可可查規(guī)規(guī)范確確定。。墻趾趾前地地面橫橫坡較較大時時，應應留出出足夠夠的襟襟邊寬寬度（（趾前前至地地面橫橫坡的的水平平距離離），，以防防止地地基剪剪切破破壞。。三、排排水設(shè)設(shè)施：：目的：：疏干墻墻后土土體；；防止止地面面水下下滲；；防止止墻后后積水水形成成靜水壓壓力等。1、地面面排水水措施施：墻墻后地地面排排水溝溝夯實地地表土土或加加設(shè)鋪鋪砌加固墻墻趾前前邊溝溝2、墻身身排水水措施施：設(shè)設(shè)一排排或數(shù)數(shù)排泄水孔孔（干砌砌擋土土墻不不設(shè)））四、沉沉降縫縫與伸伸縮縫縫地基不不均勻勻沉陷陷引起起墻身身開裂裂→沉降縫縫；墻體伸伸縮產(chǎn)產(chǎn)生裂裂縫→伸縮縫縫（溫溫度縫縫）。根據(jù)地形及地地質(zhì)情況：每隔10-15米設(shè)一道沉降降伸縮縫（兼兼作伸縮縫））。填料：膠泥填填塞，瀝青麻麻筋或涂以瀝瀝青的木板（（滲水量大、、凍寒嚴重地地區(qū)），當墻墻背為填石或或凍寒不嚴重重時，可僅留留空縫，不嵌嵌填料。6.3土壓力計算6.3.1、作用在擋土土墻上的力系系1、一般地區(qū)擋擋土墻受到的的主要力系1）擋土墻自重重G及位于墻上的的恒載2）作用于墻背背上的主動土土壓力Ea3）基底的法向反反力N及摩擦力T4）墻面下部的的被動土壓力力2、浸水地區(qū)還包括擋土墻墻及墻后填料料的水浮力、靜水水壓力、動水水壓力；滲水性土作作填料時，動動水壓力不予予考慮。3、附加力：季節(jié)性作用于于擋土墻上的的各種力如：洪水時的的靜水壓力和和浮力，動水水壓力，波浪浪沖擊力，凍凍脹壓力，冰冰壓力等。4、特殊力：偶然出現(xiàn)的力力如：地震力、、施工荷載、、水流漂浮物物的撞擊力。?？紤]原則：根根據(jù)擋土墻所所處的具體工工作條件、最最不利組合一般地區(qū)：僅僅考考慮主要力系系浸水地區(qū)：考考慮慮附加力地震地區(qū)：考考慮慮地震力主動土壓力：：當擋土墻向向外移動，土土壓力隨之減減少，直到墻墻后土體沿破破裂下滑而處處于平衡狀態(tài)態(tài)時，作用于于墻背的土壓壓力。*設(shè)計中考慮慮主動土壓力力6.3.2一般條件下庫庫倫主動土壓壓力計算一、庫侖侖理論的要點點1、假設(shè)墻背填填料為均質(zhì)散粒體，僅有內(nèi)摩擦力力，而無粘聚力。2、當墻背向外外移動或饒墻趾轉(zhuǎn)動，墻背填料會出出現(xiàn)既一通過過墻踵的破裂裂面，滑動面為平面面。3、破裂面上的的土楔，為剛性體，根據(jù)靜力平平衡條件，確確定土楔處于于極限平衡狀態(tài)態(tài)時給予墻背的的主動土壓力力。二、庫倫主主動土壓力計計算最危險破裂面：：各種邊界條件件下的主動土土壓力計算：求極值！三、庫侖理論論適用范圍：：1、概念簡單明明了，適用范范圍廣?？梢越馑愀鞣N種墻背情況。。可求解不同墻墻后填料表面面形狀和荷載載作用情況下下的主動土壓壓力。2、適用于砂性性土，計算主主動土壓力與與實際情況較較接近。對于粘性土、、采用平面代代替圓弧面，，誤差不大，，影響因素多，，缺乏實踐經(jīng)經(jīng)驗。3、庫侖理論適適用于剛性擋土墻。柱板式，錨錨桿式和錨定定板式柔性擋擋土墻需作假假設(shè)。四、折線形形墻背的土壓壓力計算總體思路：以以墻背轉(zhuǎn)折點或衡重臺為界分為上墻墻、下墻，，分別計算取兩者矢量和和。計算上墻土壓壓力，不考慮慮下墻影響。。衡重式考慮慮是否出現(xiàn)第第二破裂面。。下墻土壓力計計算：（一）延長墻墻背法：畫出全墻應力力分布圖，截取下墻部分分，即為下墻土壓力。。（二）力多邊邊形法：墻背土體體，處于極限限平衡條件下下，作用于破破裂棱體上的的各力，構(gòu)成成力多邊形。。求得上墻土壓力后可繪出下墻破裂裂面力多邊形形。五、粘性土土土壓力計算1、等效效內(nèi)摩摩擦角角法：：通常將將內(nèi)摩擦擦角與單位粘粘聚力力換成為為比實實際摩摩擦角角值大大的““等效效內(nèi)摩摩擦角角”，，按砂砂性土土公式式來計計算。。換算原原則：：抗剪剪強度度相等等或土土壓力力相等等。2、力多多邊形形法：六、不不同土土層的的土壓壓力計計算首先求求得上上一土土層的的土壓壓力及及作用用點，，并近近似假假定：：上下下兩土土層層層面平平行，，計算算下一一土層層時，，將上上一土土層視視為均均布荷荷載，，按地地面為為平面面時的的庫侖侖公式式計算算。七、有有限范范圍填填土的的土壓壓力計計算墻后填填土按按照已已知滑滑動面面滑動動，并并非計計算的的破裂裂面。。力多邊邊形法法車輛荷荷載換換算：：h0----換算土土層厚厚度（m）q----車輛荷荷載附附加荷荷載強強度（（KN/m2）r----墻背填填土的的重度度（KN/m3）∑G——布置在在L′×B′面積內(nèi)內(nèi)的輪輪載或或履帶帶荷載載，kN；B′———破壞棱棱體范范圍內(nèi)內(nèi)路基基頂面面部分分的寬寬度，，m；L′———擋土墻墻的計計算長長度，，m，但不不應超超過擋擋土墻墻分段段長度。。當擋擋土墻墻分段段長度度小于于13m時，取取分段段長度，并并在該該長度度內(nèi)按按不利利情況況布置置輪重重。6.4重力式式擋墻墻的設(shè)設(shè)計計計算設(shè)計內(nèi)內(nèi)容：：擋土土墻的的選型型斷面尺尺寸選選定擋土墻墻的驗驗算驗算內(nèi)內(nèi)容：：抗滑滑穩(wěn)定定性驗驗算抗傾覆覆穩(wěn)定定驗算算地基承承載力力及偏偏心距距驗算算墻身強強度驗驗算6.3.4.1抗滑穩(wěn)穩(wěn)定驗驗算基底摩摩擦阻阻力抵抵抗擋擋土墻墻滑移移的能能力。措施：：設(shè)傾傾斜基基底；；設(shè)置榫榫形基基礎(chǔ)；；其它措措施（（如改改善地地基、、改變變墻身身斷面尺寸寸）等等。當墻底底設(shè)有有逆坡坡時6.3.4.2抗傾覆覆穩(wěn)定定驗算算為保證證擋土土墻抗抗傾覆覆穩(wěn)定定性，，應驗算算他抵抵抗墻墻身繞繞墻趾趾向外轉(zhuǎn)動動傾覆覆的能能力。。措施：：增大穩(wěn)穩(wěn)定力力矩，，減小小傾覆覆力矩矩。1）拓寬寬墻趾趾，增增加穩(wěn)穩(wěn)定力力臂。。2）改變變墻面