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1234567概述擋土墻構(gòu)造與布置浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)第七章?lián)跬翂υO(shè)擋土墻土壓力計(jì)算重力式擋土墻設(shè)計(jì)其他擋土墻設(shè)計(jì)重點(diǎn):

掌握:

常用擋土墻的型式、特點(diǎn)及適用范圍。難點(diǎn):如何根據(jù)工程地質(zhì)情況來(lái)選用最合適的擋土墻型式?思考題:結(jié)合工程實(shí)例講述常用擋土墻的特點(diǎn)并說(shuō)明對(duì)于不同的地質(zhì)情況如何選擇墻型?第一節(jié)概述一、擋土墻的定義與設(shè)置條件二、擋土墻的類型三、擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容與荷載第一節(jié)概述一、擋土墻的定義與設(shè)置條件定義

擋土墻是支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)物。設(shè)置擋土墻的前提條件1)受地形、地物或占地等限制而需收縮坡腳時(shí)(條件約束);2)采用較陡的邊坡坡度時(shí)或者在坡體下滑而需采取措施以增加抗滑力時(shí)(穩(wěn)定性要求)。

◆重力式擋土墻擋土墻照片各種擋土墻§6-1概述

擋土墻-是能夠抵抗側(cè)向土壓力,防止墻后土體坍塌的結(jié)構(gòu)物。

擋土墻的用途1.降低挖方邊坡高度,減少挖方數(shù)量,避免山體失穩(wěn)坍滑;2.收縮路堤坡腳,減少填方數(shù)量或減少拆遷和占地面積,保證路堤穩(wěn)定性;3.避免沿河路基擠縮河床,防止水流沖刷路基;4.防止山坡覆蓋層下滑和抵抗滑坡。11擋土墻設(shè)置與否,宜于與其工程方案比較確定

1.與移改路線位置進(jìn)行比較;

2.與填筑或開(kāi)挖邊坡相比較;

3.與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物(房屋、河流、水渠)等比較;

4.與設(shè)置其他類型的構(gòu)造物(橋、護(hù)墻)等比較。擋土墻示例第一節(jié)概述二、擋土墻的類型

按設(shè)置擋土墻的位置分類路肩墻路堤墻路塹墻山坡墻橋頭擋墻按墻體材料分類石砌擋土墻磚砌擋土墻混凝土擋土墻鋼筋混凝土擋土墻木質(zhì)擋土墻鋼板擋土墻按擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類

重力式,半重力式,衡重式,懸臂式,扶壁式,錨

桿式,拱式,錨定板式,板樁式和垛式等。(一)擋土墻位置分:a)路肩擋墻、b)路堤擋墻、c)路塹擋墻、d)山坡?lián)鯄bdc第一節(jié)概述邊坡?lián)跬翂蚺_(tái)駁岸填土重力式擋土墻橋面拱橋橋臺(tái)17用于陡峭山坡的路塹底部,收縮坡腳。降低邊破高度、減少開(kāi)挖或者邊坡防止地質(zhì)不良地段的滑坡1、路塹擋土墻2、路堤墻:設(shè)置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。用于地形受限,需要收縮路堤坡腳,減少填方數(shù)量,減少拆遷或占地面積;防止陡坡堤下滑.3、路肩擋土墻用于(1)陡坡路堤,為保證路堤穩(wěn)定,收縮坡腳;(2)為避免與其它建筑物(如房屋、鐵路、水渠等)干擾擾或防止多占農(nóng)田;(3)為防止沿河路堤受水流沖刷和淘刷。3、路肩墻:設(shè)置在路肩部位,墻頂不應(yīng)占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基寬度范圍。收縮坡角,4、浸水擋土墻:沿河路堤、在傍水一側(cè)設(shè)置。需要收縮坡腳可以防止水流對(duì)路基的沖刷沖淘和侵蝕,也是減少壓縮河床的有效措施之一。擋土墻的設(shè)置種類及其各自用途5、山坡?lián)跬翂Γ涸O(shè)置在路塹或路堤上方。用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層、破碎巖層或山體滑坡。(需要時(shí)可分設(shè)數(shù)道)第一節(jié)概述用途路肩墻:護(hù)肩及改善綜合坡度;

路堤墻:收縮坡腳,防止邊坡或基底(對(duì)于陡坡)路堤滑動(dòng),沿河路堤可防水流沖刷等;路塹墻:減少開(kāi)挖,降低邊坡高度;山坡墻:支擋坡上覆蓋層,可兼起攔石作用;隧道及明洞口擋墻:縮短隧道或明洞口長(zhǎng)度;橋梁兩端擋墻:護(hù)臺(tái)及連接路堤,作為翼墻或橋臺(tái)。

26(二)按結(jié)構(gòu)類型分:重力式、薄壁式(懸臂式、扶壁式)、錨定式、加筋土擋土、板樁式271.重力式擋土墻

重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來(lái)維持擋土墻在力的作用下的平衡和穩(wěn)定。

通常由塊石或素混凝土砌筑而成,因而墻體抗拉強(qiáng)度較小,作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻身自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來(lái)平衡,因此,墻身必須做成厚而重的實(shí)體才能保證其穩(wěn)定,這樣,墻身的體積和重量都比較大。

墻高一般小于5~8m重力式擋土墻特點(diǎn):

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便。

2.施工工期短。

3.能就地取材。

4.對(duì)地基承載力要求高。

5.工程量大,沉降量大。適用范圍:

墻高h(yuǎn)<5~8m且地基承載力較高地段

返回29重力式擋墻◆重力式擋土墻(景觀)◆重力式擋土墻(景觀)◆重力式擋土墻(景觀)是指依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力來(lái)維持其穩(wěn)定的擋土墻。多用片(塊)石砌筑,也可用混凝土修建。形式簡(jiǎn)單,施工方便,可就地取材,適應(yīng)性較強(qiáng),被廣泛采用。圬工數(shù)量較大,對(duì)地基的承載能力要求較高?!糁亓κ綋跬翂?4

按墻背的傾斜情況分為仰斜、垂直和俯斜三種

主動(dòng)土壓力比較:仰斜<垂直<俯斜

挖方比較:仰斜優(yōu)于俯斜

填方比較:俯斜優(yōu)于仰斜35幾種特殊的重力式擋土墻墻背設(shè)置卸荷平臺(tái)時(shí)土壓力計(jì)算

為了減少作用在墻背上的主動(dòng)土壓力,有時(shí)采用在場(chǎng)背中部加設(shè)卸荷平臺(tái)的辦法。此時(shí),平臺(tái)以上土重W已由卸荷臺(tái)BCD承擔(dān),故平臺(tái)下C點(diǎn)處土壓力變?yōu)榱悖瑥亩鸬綔p少平臺(tái)下H2段內(nèi)土壓力的作用。

減壓范圍,一般認(rèn)為至滑裂面與墻背交點(diǎn)E處為止。連接圖中相應(yīng)的C’和E’,則圖中陰影部分即為減壓后的土壓力分布。顯然卸荷平臺(tái)伸出越長(zhǎng),則減壓作用越大。設(shè)置衡重臺(tái)使墻身重心后移,并利用衡重臺(tái)上的填土,增加墻身穩(wěn)定。上墻背俯斜而下墻背仰斜,可降低墻身及減少基礎(chǔ)開(kāi)挖,以及節(jié)約墻身斷面尺寸。適用于陡山坡的路肩墻、路堤墻和路塹墻(兼有攔擋落石作用)◆衡重式擋土墻2.薄壁式擋土墻

包括懸臂式和扶壁式兩種形式。需耗用一定數(shù)量的鋼材和水泥,特別是墻高較大時(shí),鋼材用量急劇增加,影響其經(jīng)濟(jì)性能。特點(diǎn):

1.結(jié)構(gòu)輕,柔性大。

2.工程量少,造價(jià)低。

3.施工工藝較復(fù)雜。適用范圍:

適用于地基承載力較低的重要工程,墻高可達(dá)27m。

返回錨桿、錨定板式擋土墻40懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝土建造,由三個(gè)懸臂板組成:立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂。墻的穩(wěn)定性主要靠墻踵底板上的土重,而墻體內(nèi)的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力特性,墻體截面較小。適用于墻高大于5m,地基土較差的工程懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻懸壁(臂)式擋土墻

實(shí)例2:漢口江灘防水墻(三陽(yáng)路—一元路),原為土堤

江灘沿江大道墻趾懸臂墻踵懸臂立壁46

扶壁式擋土墻

當(dāng)擋土墻后的填土比較高時(shí),為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能,常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁,故稱為扶壁式擋土墻。墻高大于8m。扶壁式擋土墻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。主要依靠踵板上的填土質(zhì)量來(lái)保證,而且墻趾板也顯著地增大了抗傾覆穩(wěn)定性,并大大減小了基底應(yīng)力?!?.錨定式擋土墻包括錨桿式和錨定板式兩種錨桿式擋土墻錨桿式擋墻:主要由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱或擋土板構(gòu)成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體,主要是靠埋置巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。錨桿式擋土墻錨桿的一端與立柱連接,另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或土層中。墻后側(cè)向壓力由擋土板傳給立柱,由錨桿與穩(wěn)定巖層或土層間的錨固力,使墻獲得穩(wěn)定。適用于墻高較大,缺乏石料或挖基困難地區(qū),具有錨固條件的路塹擋墻。錨定板式擋土墻錨定板式擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)。它借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力來(lái)抵抗側(cè)向土壓力,保持墻的穩(wěn)定。錨定板式擋土墻錨碇板及錨桿式復(fù)合擋土墻相同點(diǎn):錨定板式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)與錨桿擋土墻基本相同,都是依靠鋼拉桿的抗拔力來(lái)保持墻身的穩(wěn)定。主要區(qū)別:錨桿擋土墻的錨桿系插入穩(wěn)定地層的鉆孔中,抗拔力來(lái)源于灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度,而錨定板擋土墻的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設(shè)在人工填土當(dāng)中,抗拔力主要來(lái)源于錨定板前的填土的被動(dòng)抗力。錨定板式則將錨桿換為拉桿,在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹,路堤施工容易實(shí)現(xiàn)。錨桿式擋土墻與錨定板式擋土墻4.加筋土擋土墻是填土、拉筋、面板三者的結(jié)合體。依靠拉筋與填料間的摩擦力來(lái)抵抗側(cè)向土壓力。加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu),對(duì)地基變形適應(yīng)性大,建筑高度大,具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點(diǎn),適用于填土路基(路肩墻與路堤墻)。加筋土擋土墻加筋擋土墻加筋擋土墻定義:加筋擋土墻由面板、拉筋組成。依靠填土、拉筋之間的摩擦力使填土與拉筋結(jié)合成一個(gè)整體。特點(diǎn):

1、結(jié)構(gòu)輕,剛度大。

2、設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)單。適用范圍:加固河堤、圍堰等返回新型擋土墻自嵌式擋土墻-主要依靠擋土塊塊體、填土通過(guò)加筋帶連接構(gòu)成的復(fù)合體自重來(lái)抵抗動(dòng)靜荷載,達(dá)到穩(wěn)定的作用。

用于園林景觀、高速公路、立交橋和護(hù)坡、小區(qū)水岸等,比傳統(tǒng)的混凝土和漿砌塊石容易施工,并且美觀、耐久。還有哪些?

--結(jié)構(gòu)、材料

加固后加筋土擋土墻加筋土擋土墻

失穩(wěn)的加筋土擋土墻

加筋土擋土墻(施工)

加筋土擋土墻(綠化)

加筋土擋土墻(綠化)

加筋土擋土墻(綠化)5、土釘(釘土)擋土墻69

6.板樁式擋土墻板樁墻屬柔性結(jié)構(gòu)。懸臂式板樁墻錨碇式板樁墻多支撐板樁墻多用經(jīng)驗(yàn)性方法求解土壓力的分布規(guī)律臨時(shí)性和永久性的板樁結(jié)構(gòu)物第一節(jié)概述三、擋土墻設(shè)計(jì)內(nèi)容與荷載、原則

1、設(shè)計(jì)內(nèi)容

擋土墻的設(shè)計(jì)包括:墻的構(gòu)造(墻身、基礎(chǔ)、回填料和排水等)和組成材料的選擇、土壓力計(jì)算以及墻身的內(nèi)部和外部穩(wěn)定性分析等。

設(shè)置擋土墻時(shí),要依據(jù)使用場(chǎng)合的特點(diǎn)和要求(填方或挖方路段、路段長(zhǎng)、墻高、地基條件、回填材料等)以及各種擋土墻的特點(diǎn),按重要性、美觀、經(jīng)濟(jì)、可靠度和耐久性等方面的考慮選擇合適的擋土墻類型。擋土墻的選擇依據(jù)1擋土墻的性質(zhì)、高度和重要性2建筑物的地形與地質(zhì)條件3盡量就地取材,因地制宜4安全而經(jīng)濟(jì)常用的擋土墻類型:重力式,懸臂式,扶壁式,錨桿及錨碇式和加筋土擋土墻等。類型支護(hù)特點(diǎn)適用范圍重力式擋墻A、依靠墻體自重承受壓力,保持平衡;B、一般用毛石砌筑,缺乏石料地區(qū)可用混凝土;C、形式簡(jiǎn)單,取材容易,施工方便;D、地基承載力低時(shí),可在墻底放置鋼筋混凝土板,減少開(kāi)挖量;E、砌體用量大、地基沉降大。一般適用于高度較低(一般不超過(guò)6m)的擋墻和地質(zhì)情況較好的石料豐富地區(qū)。懸臂式擋墻A、采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成,有豎臂、墻趾板、墻踵板組成,斷面尺寸較小;B、墻較高,豎臂根部彎矩大,鋼筋用量大。適用于石料缺乏、地基承載力低的地區(qū);墻高可取6m左右。扶臂式擋墻A、由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶壁組成;B、墻可做的很高,下部彎矩大,采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成。適用于石料缺乏地區(qū),當(dāng)度墻高度可高達(dá)10m,較懸臂式擋墻更為經(jīng)濟(jì)。錨桿式擋墻A、由肋柱、擋土板、錨桿組成,肋柱下部通常設(shè)置基礎(chǔ);B、錨桿式擋墻靠錨桿的拉力維持擋墻的平衡;C、結(jié)構(gòu)輕、柔性大;D、墻面可預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)拼裝;E、能適應(yīng)承載力低的不良地基。適用于擋墻高度大于12m的情況以及減少開(kāi)挖量的地區(qū)和石料缺乏的地區(qū)。錨碇板式擋墻A、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與錨桿式擋墻相似,區(qū)別在于拉桿端部采用錨碇板固定與穩(wěn)定區(qū);B、填土壓實(shí)時(shí),鋼拉桿易彎曲產(chǎn)生次應(yīng)力。適用于缺乏石料的大型填方工程,原狀土中施工時(shí),可用機(jī)械穿孔布置拉桿。加筋土式擋墻A、由墻面板、拉條及填料組成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便;B、對(duì)地區(qū)承載力要求低。適用于大型填方工程。各種擋土墻第一節(jié)概述垮塌的重力式擋墻擋土墻的破壞擋土墻的破壞第一節(jié)概述垮塌的護(hù)坡?lián)鯄跬翂Φ钠茐氖Х€(wěn)的立交橋加筋土擋土墻(1)作用在擋土墻上的力系2、擋土墻設(shè)計(jì)荷載原則:根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件、最不利組合一般地區(qū)僅考慮主要力系浸水地區(qū)考慮附加力地震區(qū)考慮地震力(2)不同條件下荷載組合擋土墻的荷載分類及組合荷載分類:A.永久作用(荷載):見(jiàn)表6-8;B.可變作用(荷載):見(jiàn)表6-8;

(1)基本可變作用(荷載);

(2)其他可變作用(荷載);

(3)施工荷載。C.偶然作用(荷載):見(jiàn)表6-8。

常用作用(或荷載)組合

組合作用(或荷載)名稱Ⅰ擋土墻結(jié)構(gòu)重力、墻頂上的有效永久荷載、填土重力、填土側(cè)壓力及其他永久荷載組合Ⅱ組合I與基本可變荷載相結(jié)合Ⅲ組合II與其他可變荷載、偶然荷載相結(jié)合(1)極限狀態(tài)——整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的某一部分超過(guò)某一特定狀態(tài),就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求,此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是結(jié)構(gòu)可靠(有效)或不可靠(失效)的界限。界限狀態(tài)分類:承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)3、擋土墻設(shè)計(jì)原則承載能力極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載。擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài),即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài):整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡;擋土墻構(gòu)件或連接部件因材料承受的強(qiáng)度超過(guò)極限而破壞,或因過(guò)量塑性變形而不適于繼續(xù)承載;擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系或局部失去平衡。構(gòu)件承載力極限狀態(tài)表達(dá):正常使用極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定。擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài),即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài):影響正常使用或外觀變形;影響正常使用或耐久性的局部破壞(包括裂縫);影響正常使用的其他特定狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)是當(dāng)擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài),即認(rèn)為超過(guò)了承載力極限狀態(tài):1)整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡;2)擋土墻構(gòu)件或連接部件因材料強(qiáng)度超過(guò)而破壞,或因過(guò)度塑性變形而不適于繼續(xù)承載;3)擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系或局部失去平衡。(1)結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)是擋土墻出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài):1)影響正常使用或外觀變形;2)影響正常使用或耐久性的局部破壞(包括裂縫);3)影響正常使用的其它特定狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定公路擋土墻的構(gòu)件分析采用承載力極限狀態(tài)的分項(xiàng)安全系數(shù)法為主的設(shè)計(jì)法,表達(dá)式為:3、擋土墻設(shè)計(jì)原則1)承載能力極限狀態(tài)分項(xiàng)荷載系數(shù)表6-112)當(dāng)對(duì)擋土墻進(jìn)行基礎(chǔ)合力偏心距和圬工結(jié)構(gòu)合力偏心距計(jì)算時(shí),除被動(dòng)土壓力分項(xiàng)荷載系數(shù)用0.3外,其它全部荷載系數(shù)規(guī)定采用1.0擋土墻設(shè)計(jì)分項(xiàng)荷載系數(shù)

(2)擋土墻設(shè)計(jì)的基本原則

①擋土墻必須保證結(jié)構(gòu)安全正常使用,因此應(yīng)滿足以下要求:

a.擋土墻不能滑移;

b.擋土墻不能傾覆;

c.擋土墻墻身要有足夠的強(qiáng)度;

d.擋土墻的基礎(chǔ)要滿足承載力的要求。

②根據(jù)工程要求以及地形地質(zhì)條件,確定擋土墻結(jié)構(gòu)的平面布置和高度,選擇擋土墻的類型及截面尺寸。

1)擋土墻滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算GEyExEpa04、擋土墻結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析內(nèi)容2)擋土墻滑傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算3)基底壓應(yīng)力及合力偏心矩驗(yàn)算B/6>B/6e0B/2>B/6土質(zhì)地基偏心矩不應(yīng)大于B/6;巖石地基不應(yīng)大于B/4否則應(yīng)從新擬定擋土墻斷面。應(yīng)力重分布對(duì)于巖石地基,e=B/2-ZN4)墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算(1)法向應(yīng)力驗(yàn)算(2)切應(yīng)力驗(yàn)算一、重力式擋土墻的構(gòu)造與布置二、懸臂式擋土墻三、加筋土擋土墻的構(gòu)造第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置一、重力式擋土墻的構(gòu)造與布置(一)構(gòu)造組成擋土墻一般由墻身、基礎(chǔ)、填料、排水設(shè)施和伸縮縫等部分組成墻身構(gòu)造

墻背墻面墻頂護(hù)欄第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置基礎(chǔ)—具體要求見(jiàn)P122

設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)形式的選擇和基礎(chǔ)埋置深度的確定。排水設(shè)施—具體要求見(jiàn)P122

通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。沉降縫與伸縮縫—具體要求見(jiàn)P123

為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開(kāi)裂,應(yīng)根據(jù)地基地質(zhì)條件及墻高墻身斷面的變化情況,設(shè)置沉降縫;

為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)生的裂縫,須設(shè)置伸縮縫。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置◆重力式擋土墻◆1、墻身(1)墻背:根據(jù)墻背傾斜方向的不同,墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式和衡重式等幾種。

1、墻身構(gòu)造(1)墻背1)仰斜墻背適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。仰斜墻背的坡度不宜緩于1:0.3,通常在1:0.15~1:0.254)衡重式墻適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻,也可用于路塹墻。上墻俯斜墻背的坡度1:0.25~1:0.45,下墻仰斜墻背在1:0.25左右,上下墻的墻高比一般采用2:33)凸形折線墻背多用于路塹墻,也可用于路肩墻。上下墻的墻高比一般采用2:32)俯斜墻背適用于路堤墻、路肩墻。常用1:0.15~1:0.25,不超過(guò)4m的低墻可用垂直墻背5)其他類型擋土墻的墻背形式可參考有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)墻面一般均為平面,其坡度應(yīng)與墻背坡度相協(xié)調(diào)。墻面坡度直接影響擋土墻的高度。因此,在地面橫坡較陡時(shí),墻面坡度一般為1:0.05~1:0.20,矮墻可采用陡直墻面;地面平緩時(shí),一般采用1:0.20~1:0.35較為經(jīng)濟(jì)。(2)墻面(3墻頂(4)護(hù)欄(2)墻面墻頂最小寬度,漿砌擋土墻不小于50cm,干砌不小于60cm。漿砌路肩墻墻頂一般宜采用粗石料或混凝土做成頂帽,厚40cm。如不做頂帽,對(duì)路堤墻和路塹墻,墻頂應(yīng)以大塊石砌筑,并用砂漿勾縫,或用5號(hào)砂漿抹平頂面,砂漿厚2cm。干砌擋土墻墻頂50cm高度內(nèi),應(yīng)用25號(hào)砂漿砌筑,以增加墻身穩(wěn)定。干砌擋土墻的高度一般不宜大于6m。(3墻頂為保證交通安全,在地形險(xiǎn)峻地段,或過(guò)高過(guò)長(zhǎng)的路肩墻的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。為保持土路肩最小寬度,護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離,二、三級(jí)路不小于0.75m,四級(jí)路不小于0.5m。(4)護(hù)欄◆重力式擋土墻2、基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:基礎(chǔ)類型的選擇基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)類型(1)絕大多數(shù)擋土墻,都是直接修筑在天然地基上。(2)當(dāng)?shù)鼗休d力不足且墻趾處地形平坦,而墻身又超過(guò)一定高度時(shí),為了減小基底壓應(yīng)力和增加抗傾覆穩(wěn)定性,常常采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。。a)擴(kuò)大基礎(chǔ);b)鋼筋混凝土底板;c)臺(tái)階形基礎(chǔ);d)拱形基礎(chǔ)(縱斷面)1)基礎(chǔ)類型1.基礎(chǔ)類型a)墻趾或墻踵部分加寬;b)鋼筋混凝土底板;c)換填地基;d)臺(tái)階基礎(chǔ);e)拱形基礎(chǔ)(3)當(dāng)?shù)鼗鶋簯?yīng)力超過(guò)地基承載力過(guò)多時(shí),需要的加寬值較大,為避免加寬部分的臺(tái)階過(guò)高,可采用鋼筋混凝土底板。(4)地基為軟弱土層時(shí),可采用砂礫、碎石、礦渣或灰土等材料予以換填。(5)當(dāng)擋土墻修筑在陡坡上,而地基又為完整、穩(wěn)固、對(duì)基礎(chǔ)不產(chǎn)生側(cè)壓力的堅(jiān)硬岸石時(shí),可設(shè)置臺(tái)階基礎(chǔ),以減少基坑開(kāi)挖和節(jié)省圬工。(6)如地基有短段缺口(如深溝等)或挖基困難(如需水下施工),可采用拱形基礎(chǔ)。為保證擋土墻的穩(wěn)定,基底埋置深度應(yīng)符合下列要求:(1)無(wú)沖刷時(shí),一般應(yīng)在天然地面下不小于1.0m;(2)有沖刷時(shí),應(yīng)在沖刷線下不小于1.0m;(3)受凍脹影響時(shí),應(yīng)在冰凍線以下不小于0.25m;當(dāng)凍結(jié)深度超過(guò)1m時(shí),可在凍結(jié)線下0.25m內(nèi)換填不凍脹材料,但埋置深度不小于1.25m?;讘?yīng)夯實(shí)一定厚度的砂礫或碎石墊層。(4)非凍脹土層中的基礎(chǔ),例如巖石、卵石、礫石、砂,埋置深度不宜少于0.5(擊實(shí)時(shí))~1.0m(疏松時(shí))。2)基底埋置深度(5)巖石地基應(yīng)清除表面松散的風(fēng)化層,基礎(chǔ)嵌入基巖深度不少于0.15~0.60m(按巖層的堅(jiān)硬程度和抗風(fēng)化能力選定)。當(dāng)風(fēng)化層較厚難以全部清除時(shí),可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其容許承載力將基底埋入風(fēng)化層中.(6)當(dāng)擋土墻位于地質(zhì)不良地段,地基土內(nèi)可能出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí),應(yīng)進(jìn)行地基抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算,將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下,或采用其它措施,以防止擋土墻滑動(dòng)。◆3、排水設(shè)施

擋土墻的排水設(shè)施通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。(1)地面排水,主要是防止地表水滲入墻背填料或地基。因此,可設(shè)置地面排水溝,引排地面水;夯實(shí)回填土頂面和地面松土,防止雨水和地面水下滲,必要時(shí)可加設(shè)鋪砌層,采取封閉處理;對(duì)路塹擋土墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固,以防止邊溝水滲入基礎(chǔ)。

◆重力式擋土墻(與排水設(shè)施)(2)墻身排水排水設(shè)施漿砌塊(片)石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔(圖a)。墻高時(shí),可在墻上部加設(shè)一排匯水孔(圖b)

。孔眼間距一般為2~3m,對(duì)于浸水擋土墻孔眼間距一般1.0~1.5m,干旱地區(qū)可適當(dāng)加大,孔眼上下錯(cuò)開(kāi)布置。下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位0.3m;為防止水分滲入地基,下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm厚的粘土隔水層。泄水孔的進(jìn)水口部分應(yīng)設(shè)置粗粒料反濾層,以免孔道阻塞。當(dāng)墻背填土透水性不良或可能發(fā)生凍脹時(shí),應(yīng)在最低一排泄水孔至墻頂以下0.5m的范圍內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于0.3m的砂卵石排水層(圖c)立面圖斷面圖當(dāng)墻背填土透水性不良或有凍脹可能時(shí),應(yīng)在墻后最低一排泄水孔到墻頂0.5m之間設(shè)置厚度不小于0.3m的砂、卵石排水層或采用土工布。擋土墻后采用瑞琪滲排水材料排水布置示意圖◆4、沉降縫和伸縮縫

設(shè)置目的:為防止地基不均勻沉降而引起墻身開(kāi)裂,需設(shè)置沉降縫;為防止圬工砌體因砂漿硬化收縮和溫度變化而產(chǎn)生裂縫,須設(shè)置伸縮縫。2、設(shè)置方法:設(shè)置方法:每隔10~15m設(shè)置一道沉降伸縮縫。沉降伸縮縫的縫寬一般為2~3cm??捎媚z泥填塞,但在滲水量大、凍害嚴(yán)重的地區(qū),宜用瀝青麻筋或?yàn)r青木板等具有彈性的材料,沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞,填深不宜小于15cm。當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時(shí),可設(shè)置空縫。當(dāng)墻背為填石且凍害不嚴(yán)重時(shí),可僅留空隙,不嵌填料。干砌擋土墻,縫的兩側(cè)應(yīng)選用平整石料砌筑,使成垂直通縫

擋土墻正面圖

5、擋墻填料

①填料可為級(jí)配良好的碎石土類、砂土和爆破石渣以及性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料,但反濾層級(jí)表層夯實(shí)粘土層除外;

②以礫石、卵石或塊石作填料時(shí),分層夯實(shí)的最大粒徑不宜大于400mm,分層壓實(shí)的最大粒徑不宜大于200mm;

(二)擋土墻的布置橫向布置

主要是在路基橫斷面圖上選定擋土墻的位置,確定是路塹墻、路肩墻、路堤墻還是浸水擋墻?并確定斷面形式及初步尺寸??v向布置

在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行墻的縱向布置,布置后繪成擋土墻正面圖。通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。平面布置

對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻,例如高的、長(zhǎng)的沿河擋墻和曲面擋墻;繞避建筑物擋墻,除了橫、縱向布置外,還應(yīng)作平面布置,并繪制平面布置圖。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置1、橫向布置

(橫斷面圖上進(jìn)行)布置內(nèi)容:(1)確定擋土墻形式;路堤(肩)墻:在地形陡峻時(shí)可采用俯斜式或衡重式;在地形平坦時(shí)可采用仰斜式。路塹墻:宜采用仰斜式或折線式。(2)選擇擋土墻的位置;路堤墻與路肩墻可依據(jù)墻高、圬工數(shù)量、基礎(chǔ)、填方數(shù)量、占地?cái)?shù)量和使用要求等進(jìn)行比較確定。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置1、橫向布置

(橫斷面圖上進(jìn)行)(3)確定墻高;依據(jù)地形和地質(zhì)等條件,分析計(jì)算確定。(4)確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度;依據(jù)地質(zhì)與水文地質(zhì)及沖刷情況進(jìn)行分析計(jì)算確定。(5)布置排水設(shè)施。依據(jù)地形及墻背填料情況分析確定。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置2、縱向布置(在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行)布置內(nèi)容與要求:(1)確定擋土墻的起迄點(diǎn)、墻長(zhǎng),選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式。(2)按地基及地形情況進(jìn)行

分段,確定伸縮縫與沉降縫。(3)布置各擋土墻的基礎(chǔ)。(4)布置泄水孔的位置(包括數(shù)量、間隔和尺寸)。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置3、平面布置

對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻,例如高的、長(zhǎng)的沿河擋墻和曲面擋墻;繞避建筑物擋墻,除了橫、縱向布置外,還應(yīng)作平面布置,并繪制平面布置圖。第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置4、擋土墻的布置要求1)確保擋土墻基礎(chǔ)穩(wěn)定,墻身堅(jiān)固,作用良好;2)結(jié)構(gòu)合理,斷面經(jīng)濟(jì),開(kāi)挖與回填量小。3)充分利用當(dāng)?shù)夭牧稀?)節(jié)省勞動(dòng)力和用地面積。5)施工、養(yǎng)護(hù)方便與安全。5、設(shè)計(jì)步驟初步擬定1~2個(gè)方案在橫斷面,初步確定其斷面形式、位置、基礎(chǔ)類型及埋置深度;初步在縱斷面圖上布置擋土墻;初步試算;方案比較;反復(fù)調(diào)整試算;編制設(shè)計(jì)說(shuō)明。

第二節(jié)擋土墻的構(gòu)造與布置懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)尺寸二、懸臂式擋土墻構(gòu)造組成當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差或缺少石料而墻又較高(大于8-10m)時(shí),通常采用。

當(dāng)墻很高,且立壁的撓度大時(shí),為增加立壁的抗彎性,在縱向按一定間隔設(shè)置扶壁,以增加抗滑和抗傾覆能力。扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)尺寸扶壁式擋土墻三、加筋土擋土墻的構(gòu)造1.橫斷面2.加筋方式3.基礎(chǔ)加筋體面板基礎(chǔ)底面的基礎(chǔ)形式宜采用普通混凝土或鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深規(guī)定同重力式擋土墻。4.沉降—伸縮縫加筋土擋土墻應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設(shè)置沉降縫,其間距對(duì)土質(zhì)地基為10~30m、巖石地基可適當(dāng)增大。當(dāng)設(shè)置整體式路檐板時(shí),酌情設(shè)置伸縮縫,其間距一般與沉降縫一致。5.填料加筋土填料應(yīng)使用滲水性的砂類或礫碎石類,壓實(shí)度要達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。6.筋帶扁鋼帶、鋼筋混凝土板帶、鋼塑復(fù)合帶、土工格柵、聚丙烯土工帶7.面板第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算主要力系1、擋土墻自重G及墻上恒載2、墻后土體的主動(dòng)土壓力Ea(包括作用在墻后填料破裂棱體上的荷載,簡(jiǎn)稱超載)3、基地的法向反力N及摩擦力T4、墻前土體的被動(dòng)土壓力Ep附加力

季節(jié)性或規(guī)律性作用于墻的各種力,如波浪沖擊、洪水。特殊力

偶然出現(xiàn)的力,如地震力、浮力、水面物撞擊力等。一、作用在擋土墻上的力系

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻的移動(dòng)形式第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算二、一般條件下的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力Ea:墻體外移,土壓力逐漸減小,當(dāng)土體破壞,達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力(最小)被動(dòng)土壓力Ep:墻體內(nèi)移,土壓力逐漸增大,當(dāng)土體破壞,達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)所對(duì)應(yīng)的土壓力(最大)靜止土壓力E0:墻體不移動(dòng),土壓力即是土體產(chǎn)生的側(cè)壓力路基擋土墻的土壓力考慮1)主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力的區(qū)分:假定擋土墻處于極限移動(dòng)狀態(tài),土體有沿墻及假想破裂面移動(dòng)的趨勢(shì),則土推墻即為主動(dòng)土壓力,墻推土即為被動(dòng)土壓力。2)路基擋土墻的土壓力考慮:路基擋土墻一般都有可能有向外的位移或傾覆,因此,在設(shè)計(jì)中按墻背土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)考慮,即只考慮Ea,且取一定的安全系數(shù)以保證墻背土體的穩(wěn)定。墻趾前土體的被動(dòng)土壓力Ep一般不計(jì)。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算不同墻背傾斜形式的土壓力大小墻背傾斜形式

仰斜、直立、俯斜第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算理論第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算朗肯土壓力理論1857年英國(guó)學(xué)者朗肯(Rankine)從研究彈性半空間體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài),根據(jù)土的極限平衡理論,得出計(jì)算土壓力的方法,又稱極限應(yīng)力法。庫(kù)倫土壓力理論1776年法國(guó)的庫(kù)倫(C.A.Coulomb)根據(jù)極限平衡的概念,并假定滑動(dòng)面為平面,分析了滑動(dòng)楔體的力系平衡,從而求算出擋土墻上的土壓力,成為著名的庫(kù)倫土壓力理論。Rankine(1820-1872)第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算朗肯理論的基本假設(shè):①墻本身剛性,因此,不考慮墻身的變形;②墻后填土延伸到無(wú)限遠(yuǎn)處,填土表面水平(β=0);③墻背垂直光滑(墻與垂向夾角ε=0,墻與土的摩擦角δ=0)。粘性土:無(wú)粘性土:第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算庫(kù)倫理論的基本假設(shè):①墻后填土為均勻的無(wú)粘性土(c=0),填土表面傾斜(β>0);②擋土墻剛性,墻背傾斜,傾角為ε;③墻面粗糙,墻背與土本之間存在摩擦力(δ>0);④滑動(dòng)破裂面為通過(guò)墻踵的平面。分析方法的異同朗肯理論和庫(kù)倫理論都是研究土壓力問(wèn)題的簡(jiǎn)化方法。它們各有其不同的基本假定、分析方法和適用條件。共同點(diǎn):朗肯理論和庫(kù)倫理論均屬于極限狀態(tài)土壓力理論。用這兩種理論計(jì)算出的土壓力均為墻后土體處于極限平衡狀態(tài)下的主動(dòng)土壓力Ea

和被動(dòng)土壓力Ep。不同點(diǎn):朗肯理論從土體中一點(diǎn)的極限平衡狀態(tài)出發(fā),由處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的大小主應(yīng)力關(guān)系求解(極限應(yīng)力法);庫(kù)倫理論根據(jù)墻背與滑裂面之間的土楔處于極限平衡,用靜力平衡條件求解(滑動(dòng)楔體法)。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算適用條件1)朗肯理論的適用條件根據(jù)朗肯理論推導(dǎo)的公式,作了必要的假設(shè),因此有一定的適用條件:①填土表面水平(β=0),墻背垂直(ε=0),墻面光滑(δ=0)的情況;②墻背垂直,填土表面傾斜,但傾角β>φ的情況;③地面傾斜,墻背傾角ε>(45°-φ/2)的坦墻;④L型鋼筋混凝土擋土墻;⑤墻后填土為粘性土或無(wú)粘性土。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算適用條件2)庫(kù)倫理論的適用條件下述情況宜采用庫(kù)倫理論計(jì)算土壓力::①需考慮墻背摩擦角時(shí),一般采用庫(kù)倫理論;②當(dāng)墻背形狀復(fù)雜,墻后填土與荷載條件復(fù)雜時(shí);③墻背傾角ε<(45°-φ/2)的俯斜墻;④數(shù)解法一般只用于無(wú)粘性土,圖解法則對(duì)于無(wú)粘性土或粘性土均可方便使用。⑤擋土墻一般采用庫(kù)倫理論第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻因路基形式和荷載分布不同土壓力有多種計(jì)算圖式二、一般條件下的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算破裂面交于內(nèi)邊坡-適用于路堤或路塹擋土墻

根據(jù)靜力平衡原理,確定破裂面上的土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)給予墻背的主動(dòng)土壓力。

土壓力值是破裂角的函數(shù),Ea=f(θ)。令得到最危險(xiǎn)破裂面和其主動(dòng)土壓力土壓力系數(shù)第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算基本計(jì)算公式水平分力垂直分力第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算破裂面交于路基面1)破裂角交于內(nèi)側(cè)(圖a)2)破裂角交于荷載中部(圖b)3)破裂角交于荷載外側(cè)(圖c)破裂角交于外邊坡4.特例:填土水平(β=0),墻背鉛垂(α=0),墻背光滑(δ=0)。土壓力為:

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算三、大俯角墻背的主動(dòng)土壓力-第二破裂面法Ea是第一、二破裂面的函數(shù)Ex是Ea的水平分力,也是第一、二破裂面的函數(shù)

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算

出現(xiàn)第二破裂面的條件

(1)墻背或假想墻背的傾角或必須大于第二破裂面的傾角,即墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn):(2)在墻背或假象墻背面上產(chǎn)生的抗滑力必須大于其下滑力,即,或,使破裂棱體不會(huì)沿墻背或假想墻背下滑。

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算四、折線形墻背的土壓力計(jì)算折線墻背的土壓力計(jì)算時(shí)以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界限,把墻分為上墻和下墻,分別按庫(kù)倫理論計(jì)算主動(dòng)土壓力,然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。上墻的土壓力計(jì)算:不考慮下墻的影響,按俯斜墻背計(jì)算,注意判別是否出現(xiàn)第二破裂面。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算下墻的土壓力計(jì)算(對(duì)上墻作近似處理):1)延長(zhǎng)墻背法-延長(zhǎng)下墻墻背,交于填土表面,按此虛構(gòu)墻背計(jì)算土壓力,并繪出全墻的土壓力分布圖,截取下墻部分的壓應(yīng)力分布圖作為下墻的土壓力。該方法的缺點(diǎn):忽略了延長(zhǎng)墻背與實(shí)際墻背之間的土楔及荷載重假定上墻破裂面與下墻破裂面平行,實(shí)際不平行。2)力多邊形法-根據(jù)靜力平衡條件,作用于破裂棱體上的諸力應(yīng)構(gòu)成矢量閉合的力多邊形來(lái)求算下墻土壓力。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算五、粘性土土壓力計(jì)算粘結(jié)力存在對(duì)主動(dòng)土壓力影響大(土壓力減小)1.換算內(nèi)摩擦角法-將內(nèi)摩擦角和內(nèi)粘結(jié)力,換算成較實(shí)有內(nèi)摩擦角大的“等效內(nèi)摩擦角”原則:1)換算前后的抗剪強(qiáng)度相等2)換算前后的土壓力相等2.力多邊形法(數(shù)解法)1)考慮深度hc范圍內(nèi)為垂直裂縫區(qū),不計(jì)此范圍土壓力2)考慮破裂面上的粘結(jié)力

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算六、不同土層的土壓力計(jì)算假設(shè)土的分層面與地表面平行

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算1)先求上層土壓力E1;2)將上層土重作為超載,求算下層土壓力E2;

3)求E1和E2的矢量和。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算七、有限范圍填土的土壓力計(jì)算當(dāng)墻后存在已知的陡坡面或潛在的滑動(dòng)面,且當(dāng)其傾角陡于有計(jì)算求得的破裂面的傾角時(shí),墻后的填料將沿著陡的坡面下滑,不沿計(jì)算破裂面下滑。(已知破裂面),根據(jù)靜力平衡方法求得

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算八、被動(dòng)土壓力計(jì)算

由于產(chǎn)生被動(dòng)極限狀態(tài),要求土體產(chǎn)生較大的變形,而一般建筑物來(lái)說(shuō)常常是不容許的,應(yīng)進(jìn)行折減。如拱橋橋臺(tái)的情況是臺(tái)推土,但拱橋不容許變形,故進(jìn)行橋臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí),取靜止土壓力。

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算九、車輛荷載的換算及計(jì)算參數(shù)

1)車輛荷載換算(1)根據(jù)破裂棱體范圍內(nèi)布置的車輛荷載換算。

第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算(2)按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算將汽車荷載按均布荷載,換算成容重與前后填料相同的均布土層。

q:附加荷載強(qiáng)度:墻高小于等于2m,取20kN/m;

墻高大于等于10m,取10kN/m

墻高H在2~10m,進(jìn)行線性內(nèi)插第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算2)計(jì)算參數(shù)(1)填料的計(jì)算內(nèi)摩擦角和容重

根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行試驗(yàn)確定,無(wú)條件時(shí)可按表6-6數(shù)據(jù)選用。(2)墻背摩擦角

大小與墻背的粗糙度、填料性質(zhì)及墻后排水有關(guān)。見(jiàn)表6-7。墻背愈粗糙,墻背摩擦角大。填料的內(nèi)摩擦角愈大,墻背摩擦角大。排水條件愈好,墻背摩擦角大。第三節(jié)擋土墻土壓力計(jì)算第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的布置二、重力式擋土墻的類型、構(gòu)造三、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算四、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施六、材料要求七、施工要求第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的布置1.擋土墻位置的選定1)路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁;2)山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處;3)當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻;4)若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低,而且基礎(chǔ)可靠時(shí),宜選用路堤墻;5)沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí),應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置,注意設(shè)墻后仍保持水流順暢,不致擠壓河道而引起局部沖刷。沉降伸縮縫基地線泄水孔路線縱坡錐坡?lián)跬翂φ鎴D2.擋土墻的縱向布置擋土墻縱向布置在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行,布置后繪成擋土墻正面圖第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的布置1)確定擋土墻的起迄點(diǎn)和墻長(zhǎng),選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式;2)按地基及地形情況進(jìn)行分段,確定伸縮縫與沉降縫的位置;3)布置各段擋土墻的基礎(chǔ);4)布置泄水孔的位置,包括數(shù)量、間隔和尺寸等;在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處,以及其它必須樁號(hào)處的橫斷面圖上進(jìn)行。根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖,確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度,布置排水設(shè)施等,并繪制擋土墻橫斷面圖。3.擋土墻的橫向布置4.平面布置個(gè)別復(fù)雜的擋土墻,如高、長(zhǎng)的沿河曲線擋土墻,應(yīng)作平面布置,繪制平面圖,標(biāo)明擋土墻與路線的平面位置及附近地貌與地物等情況,特別是與擋土墻有干擾的建筑物的情況。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向,防護(hù)與加固工程等。沉降伸縮縫基地線泄水孔路線縱坡錐坡?lián)跬翂φ鎴D重力式擋墻類型二、重力式擋土墻的類型、構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造要求

1、擋土墻破壞形式及穩(wěn)定性要求

破壞形式沿基底滑動(dòng)繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)而傾覆地基過(guò)大或不均勻沉陷墻身剪切破壞剪切破壞(淺層、深層)

驗(yàn)算項(xiàng)目基底滑動(dòng)穩(wěn)定性傾覆穩(wěn)定性基底應(yīng)力和偏心距墻身斷面強(qiáng)度淺層、深層滑動(dòng)穩(wěn)定性-軟弱下臥層第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)三、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算在土壓力及其它外力作用下,基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力。

抗力

效應(yīng)rG=0.9第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力;抗傾覆力矩大于傾覆力矩??沽?/p>

效應(yīng)

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)rG=0.9二、為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承載力,應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算為了避免擋土墻不均勻沉陷,控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。1)地基承載力抗力值的規(guī)定:(1)當(dāng)擋土墻的基礎(chǔ)寬度b大于3m和埋置深度h大于0.5m時(shí),除巖石地基外(基底寬度大于6m時(shí),取6m;基底寬度小于3m時(shí),取3m):

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算(2)當(dāng)不滿足(1)的條件或計(jì)算f<1.1fK時(shí),取f=1.1fK值(3)f值可以根據(jù)荷載組合予以提高,見(jiàn)表6-16(4)當(dāng)偏心距小于或等于0.333b,可根據(jù)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定2)抗力:

(1)當(dāng)軸向荷載作用時(shí)(2)當(dāng)偏心荷載作用時(shí)3)基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力(效應(yīng)):

(1)當(dāng)軸向荷載作用時(shí)

第五節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)

(2)當(dāng)偏心荷載作用時(shí)第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)

驗(yàn)算截面位置

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算1)強(qiáng)度計(jì)算

2)穩(wěn)定計(jì)算

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)

彎曲平面的縱向翹曲系數(shù)

3)當(dāng)e0超過(guò)規(guī)定值(出現(xiàn)拉應(yīng)力)進(jìn)行彎拉強(qiáng)度驗(yàn)算或確定截面尺寸

4)正截面直接受剪時(shí)驗(yàn)算

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)(一)增加抗滑穩(wěn)定性

1.設(shè)置傾斜基底2.采用凸榫基礎(chǔ)

3.采用人工基礎(chǔ)4.加大擋墻尺寸(二)增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法

1.展開(kāi)墻趾

2.改變墻面及墻背坡度

3.改變墻身斷面類型

4.加大擋墻尺寸(三)提高基底承載力或減小基底應(yīng)力

1.采用人工基礎(chǔ)2.采用擴(kuò)大基礎(chǔ)

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)四、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施四、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施1.增加抗滑穩(wěn)定性的方法土質(zhì)地基,不陡1:5;巖石地基,不陡于1:3凸榫的高度按照抗滑穩(wěn)定性要求設(shè)計(jì),高寬比滿足污工剛性角的要求傾斜基底凸榫基底2.增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法展寬墻趾改變墻面及墻背坡度改變墻身斷面類型六、材料要求

6.1砌體可選用不低于MU30的毛石或等強(qiáng)度的其它砌塊;

6.2選用毛石砌筑,毛石材料必須表面平整,其長(zhǎng)度不宜大于厚度的3倍,寬度不宜大于厚度的2倍,厚度不小于200mm;

6.3砌體材料所用石塊應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)實(shí),無(wú)風(fēng)化剝落和裂紋;石塊表面的泥垢和影響粘結(jié)的水銹等雜質(zhì)應(yīng)清除干凈;

6.4缺少合格石料地區(qū),可用C15混凝土或毛石混凝土。

6.5砌體擋墻墻高大于等于6m時(shí),墻身及基礎(chǔ)采用M7.5水泥砂漿砌筑;墻高小于6m時(shí),墻身及基礎(chǔ)采用M5.0水泥砂漿砌筑;

6.6砌體擋墻墻頂必須采用1:3水泥砂漿按5%的坡度外斜護(hù)頂,其厚度不得小于30mm;

6.7墻身勾縫及抹面砂漿強(qiáng)度不得小于M7.5。七、施工要求

7.1施工準(zhǔn)備:

a.砌筑前,根據(jù)圖紙要求,做測(cè)量放線工作,打好標(biāo)高樁或立好皮數(shù)桿、軸線和基礎(chǔ)邊線;

b.當(dāng)挖掘機(jī)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高0.2m時(shí),采用人工清理至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高,以保持基底原狀土層不受擾動(dòng);

c.清槽后,報(bào)經(jīng)勘察單位、設(shè)計(jì)單位和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)槽,確保地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求;

d.驗(yàn)槽合格后,鋪設(shè)100mm厚C10砼墊層,隨澆隨搗,以使墊層砼密實(shí);。

e.施工前要作好地面排水,保持坑底干燥;

f.擋墻基礎(chǔ)坐落于堅(jiān)硬完整(強(qiáng)度不小于MU30)的基本巖層斜坡上而不產(chǎn)生側(cè)壓力時(shí),可將下部墻身切砌成臺(tái)階式,但需進(jìn)行全墻穩(wěn)定性驗(yàn)算;

g.擋墻基礎(chǔ)存在縱向斜坡時(shí),基底縱坡不得陡于5%,當(dāng)縱坡陡于5%時(shí),基底必須做成臺(tái)階式;

h.擋土墻基底逆坡及抗滑鍵嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工,以保證擋墻抗滑穩(wěn)定。

7.2.砌體擋墻施工a.施工工序:場(chǎng)地清理→工程測(cè)量放線→基槽開(kāi)挖→C10砼墊層施工→砌筑毛石→墻后濾石層施工→勾縫、抹面→質(zhì)量檢測(cè)→資料整理→分項(xiàng)工程竣工驗(yàn)收等;

b.毛石過(guò)分凸出的尖角部分應(yīng)用錘打掉;斧刃石(刀口石)必須加工后,方可砌筑;

c.砌體采用座漿法錯(cuò)縫砌筑,嚴(yán)禁干砌或投石填心的做法;

d.應(yīng)將大小不同的石塊搭配使用,不得將大石塊全部砌在外面,而墻心用小石塊填充;

e.毛石砌體宜分皮臥砌,各皮石塊應(yīng)利用自然形狀經(jīng)修鑿使能與先砌石塊錯(cuò)縫搭砌;

f.砌亂毛石墻時(shí),毛石宜平砌,不宜立砌:每一石塊要與左右、上下的石塊有疊靠,與前后的石塊有交搭,砌縫要錯(cuò)開(kāi),使每一石塊既穩(wěn)定又與其四周的其他石塊交錯(cuò)搭接,不能有松動(dòng)、孤立的石塊;g.毛石砌體必須設(shè)置拉結(jié)石:拉結(jié)石應(yīng)均勻分布,相互錯(cuò)開(kāi),每O.7m2墻面至少設(shè)置一塊,且同皮內(nèi)的中距不應(yīng)大于2m;拉結(jié)石的長(zhǎng)度,當(dāng)墻厚≤400mm時(shí),應(yīng)與墻厚相等,當(dāng)墻厚大于400mm,可用兩塊拉結(jié)石內(nèi)外搭接,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于150mm,且其中一塊長(zhǎng)度不應(yīng)小于墻厚的2/3;h.毛石墻的第一皮及轉(zhuǎn)角處、交接處和洞口處,應(yīng)用較大的平毛石砌筑;i.毛石墻石塊之間的空隙(即灰縫)≤35mm時(shí),可用砂漿填滿,>35mm時(shí),應(yīng)用小石塊填穩(wěn)填牢,同時(shí)填滿砂漿,不得留有空隙;J.砂漿根據(jù)試驗(yàn)室提供的砂漿配合比進(jìn)行配料稱量,砂漿采用機(jī)械拌和,投料順序?yàn)橄韧渡?、水泥,拌合后另加水,拌和時(shí)間自投料完畢算起,不少于90秒,隨拌隨用;砂漿宜手捏成團(tuán),落地即散;n.嚴(yán)禁出現(xiàn)水平通縫,墻趾、墻踵與墻身聯(lián)結(jié)處不得出現(xiàn)垂直通縫;o.砌筑時(shí)必須認(rèn)真跟線,在滿足墻體里外皮錯(cuò)縫搭接的前提下,盡可能將石塊較平整的大面朝外砌筑;P.墻面勾縫應(yīng)深淺一致、搭接平整并壓實(shí)抹光,不得有丟縫,開(kāi)裂等缺陷;q.毛石擋墻勾縫應(yīng)保持砌合的自然縫;勾縫完畢,應(yīng)清掃墻面。

7.4墻后填土施工a.墻后填土基底樹(shù)墩及主根應(yīng)予拔出,坑槽積水、淤泥和雜物等必須清除;b.填土前,應(yīng)對(duì)填方基底和已完隱蔽工程進(jìn)行檢查和中間驗(yàn)收;c.合理選擇壓實(shí)機(jī)具,確定調(diào)料最優(yōu)含水率;d.分層填土并夯實(shí),接縫必須做成斜坡形,重疊夯實(shí)0.5~1.0m;e.墻后填土要求預(yù)留沉降量,壓實(shí)后一般不超過(guò)填方高度的3%;f.墻后原地面橫坡陡于1:6時(shí),應(yīng)先處理填方基底(鏟除草皮,開(kāi)挖臺(tái)階等)再填土,以免填方沿原地面滑動(dòng)。;五、衡重式擋土墻設(shè)計(jì)(自學(xué))

作用于衡重式擋土墻的主動(dòng)土壓力,按上下墻分別計(jì)算,取矢量和作為全墻的主動(dòng)土壓力。增加上下墻分界面的截面或斜截面驗(yàn)算剪應(yīng)力

第四節(jié)重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、浸水擋土墻土壓力計(jì)算計(jì)算時(shí)考慮:

1)浸水部分填料采用浮容重;2)浸水前后的內(nèi)摩擦角不變;

3)浸水前后破裂面形狀和位置不變1.當(dāng)填料為砂性土?xí)r浸水擋土墻土壓力

填料浮容重

土壓力作用位置

第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)2.當(dāng)填料為粘性土?xí)r浸水后內(nèi)粘結(jié)力C值降低。計(jì)算步驟:

1)先計(jì)算水位以上的土壓力;

2)將水位以上的土重作為荷載,計(jì)算浸水部分的土壓力;

3)取的矢量和作為全墻的土壓力。

第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)二、靜水壓力、動(dòng)水壓力和上浮力第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)1.靜水壓力

墻面墻背

2.上浮力作用于基底的上浮力

總浮力

3.動(dòng)水壓力(對(duì)于弱透水性填料時(shí))

第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)三、浸水擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算1.驗(yàn)算方法:同前2.最不利水位的求算擋土墻的穩(wěn)定性與水位高低有關(guān)。最不利水位--抗滑穩(wěn)定性系數(shù)和抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)同時(shí)最小或其中一個(gè)為最小時(shí)的水位。方法:采用0.618優(yōu)先法第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)0.618優(yōu)先法第五節(jié)浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)一、地震荷載的計(jì)算只考慮最大水平地震力地震角--墻重G與水平地震力Ps的合力與豎直線的夾角θs

第六節(jié)地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)二、地震作用下的土壓力

三、地震條件下?lián)跬翂Φ尿?yàn)算

地震條件下?lián)跬翂Φ尿?yàn)算與非地震一般條件擋土墻的驗(yàn)算相似。四、一般防震措施

1.用低重的墻身斷面形式;

2.基礎(chǔ)要堅(jiān)固;

3.盡量采用漿砌片石,砼或鋼筋砼;

4.注意設(shè)置垂直縫;

5.砂漿標(biāo)號(hào)提高一級(jí)采用;

6.墻后盡量填透水性好的材料。第六節(jié)地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)

(一)構(gòu)造及適用條件(二)設(shè)計(jì)1.土壓力計(jì)算(采用朗金理論)墻上(墻趾處)的總土壓力朗金土壓力系數(shù)

第七節(jié)輕型擋土墻一、懸臂式當(dāng)時(shí):第七節(jié)輕型擋土墻2、底板寬度計(jì)算

1)夾塊寬度2)踵板寬度3)趾板寬度3、底板厚度計(jì)算結(jié)構(gòu)要求、截面強(qiáng)度要求4、立壁厚度計(jì)算

1)結(jié)構(gòu)要求2)計(jì)算立壁彎矩及剪力3)厚度計(jì)算5、墻身穩(wěn)定性及基底應(yīng)力驗(yàn)算(同前)第七節(jié)輕型擋土墻(一)構(gòu)造與布置墻面分為板柱式(板和柱組成)和板壁式(板)錨桿分為楔縫式(小錨桿)和灌漿錨桿(大錨桿)(二)錨桿擋墻設(shè)計(jì)

1.主動(dòng)土壓力計(jì)算

2.擋土板內(nèi)力計(jì)算

3.立柱的內(nèi)力計(jì)算

4.錨桿:1)錨桿截面設(shè)計(jì)2)錨桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)3)錨桿與立柱的連接二、錨桿擋土墻第七節(jié)輕型擋土墻(一)錨定板擋土墻的構(gòu)造(二)錨定板擋土墻設(shè)計(jì)1.錨定板設(shè)計(jì)2.錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性(與拉桿長(zhǎng)度有關(guān))滑動(dòng)面的假定:1)群錨理論-土墻假定2)雙拉桿設(shè)計(jì)理論-折線滑動(dòng)面假定

第七節(jié)輕型擋土墻三、錨定板擋土墻(一)加筋擋土墻的構(gòu)造由墻面板、筋帶和填料組成。1.加筋體的橫斷面:宜采用矩形,當(dāng)受地形、地質(zhì)條件限制時(shí)可采用其它形式。四、加筋擋土墻2.填料:宜優(yōu)先采用一定級(jí)配的砂性土、礫(碎)石土和土(增加拉筋與填料間的摩擦力。超過(guò)12m的墻特別要注意。要求一定的壓實(shí)度。3.基礎(chǔ):埋置深度(考慮沖刷和冰凍作用)。4.沉降縫:根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設(shè)置,10~30m。5.筋帶:抗拉性能強(qiáng)、不易脆斷、蠕變量小、與填土的摩擦力大,具有良好的柔性、耐久性并且經(jīng)濟(jì)。與墻面垂直。(二)外部穩(wěn)定性分析1)滑動(dòng)穩(wěn)定性分析;2)傾覆穩(wěn)定性分析;3)基底偏心矩和基底應(yīng)力驗(yàn)算;4)建于軟土地基上或地基下可能存在深層滑動(dòng)時(shí),應(yīng)做加筋體與地基整體穩(wěn)定分析方法同重力式擋土墻(三)內(nèi)部穩(wěn)

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