重力式加卸荷式

重力式加卸荷式§7.1土壓力概述土壓力通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力E填土面碼頭橋臺(tái)E隧道側(cè)墻EE第2頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、土壓力類型被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力靜止土壓力土壓力1.靜止土壓力

擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力Eo第3頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.主動(dòng)土壓力

在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻背的土壓力滑裂面Ea3.被動(dòng)土壓力

播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫Ep滑裂面在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力第4頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.三種土壓力之間的關(guān)系

-△+△+△-△Eo△a△pEaEoEp對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下有以下規(guī)律：1.Ea

＜Eo

＜＜Ep2.

△p

＞＞△a第5頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、靜止土壓力計(jì)算作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量

K0h

h

zK0

zzh/3靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力強(qiáng)度

靜止土壓力系數(shù)測(cè)定方法：

1.通過(guò)側(cè)限條件下的試驗(yàn)測(cè)定2.采用經(jīng)驗(yàn)公式K0

=1-sinφ’

計(jì)算3.按相關(guān)表格提供的經(jīng)驗(yàn)值確定靜止土壓力分布

土壓力作用點(diǎn)三角形分布

作用點(diǎn)距墻底h/3

第6頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7.2朗肯土壓力理論一、朗肯土壓力基本理論1.擋土墻背垂直、光滑2.填土表面水平3.墻體為剛性體σz=

zσx＝K0

zzf=0pa＝Ka

zpp＝Kp

z增加減小45o-

/245o＋

/2大主應(yīng)力方向主動(dòng)伸展被動(dòng)壓縮小主應(yīng)力方向第7頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天papp

f

zK0

z

f=c+

tan

土體處于彈性平衡狀態(tài)主動(dòng)極限平衡狀態(tài)被動(dòng)極限平衡狀態(tài)水平方向均勻壓縮伸展壓縮主動(dòng)朗肯狀態(tài)被動(dòng)朗肯狀態(tài)水平方向均勻伸展處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)，σ1方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o-

/245o-

/245o＋

/2處于被動(dòng)朗肯狀態(tài)，σ3方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o＋

/2第8頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、主動(dòng)土壓力45o＋

/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到△a，墻后土體處于朗肯主動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應(yīng)力面夾角45o＋

/2，水平應(yīng)力降低到最低極限值

z(σ1)pa(σ3)極限平衡條件朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度z第9頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天h/3Ea

hKa討論：當(dāng)c=0,無(wú)粘性土朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度h1.無(wú)粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處第10頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2c√KaEa(h-z0)/3當(dāng)c＞0,粘性土h粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分1.土的自重引起的土壓力

zKa2.

粘聚力c引起的負(fù)側(cè)壓力2c√Ka說(shuō)明：負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強(qiáng)度很低，受拉極易開裂，在計(jì)算中不考慮負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z01.粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計(jì)算中不考慮）2.合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3處z0

hKa-2c√Ka第11頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、被動(dòng)土壓力極限平衡條件朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù)朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度

z(σ3)pp(σ1)45o－

/2hz擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到△p，墻后土體處于朗肯被動(dòng)狀態(tài)時(shí)，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角45o－

/2，水平應(yīng)力增大到最大極限值第12頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天討論：當(dāng)c=0,無(wú)粘性土朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度1.無(wú)粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處h

hKph/3Ep第13頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)c＞0,粘性土粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分1.土的自重引起的土壓力

zKp2.

粘聚力c引起的側(cè)壓力2c√Kp說(shuō)明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中應(yīng)考慮1.粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)2.合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積3.合力作用點(diǎn)在梯形形心土壓力合力hEp2c√Kp

hKp＋2c√Kphp第14頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、例題分析【例】有一擋土墻，高6米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖h=6m

=17kN/m3c=8kPa

=20o第15頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解答】主動(dòng)土壓力系數(shù)墻底處土壓力強(qiáng)度臨界深度主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底的距離2c√Kaz0Ea(h-z0)/36m

hKa-2c√Ka第16頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、幾種常見情況下土壓力計(jì)算1.填土表面有均布荷載（以無(wú)粘性土為例）

z＋qh填土表面深度z處豎向應(yīng)力為(q+

z)AB相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度A點(diǎn)土壓力強(qiáng)度B點(diǎn)土壓力強(qiáng)度若填土為粘性土，c＞0臨界深度z0z0＞0說(shuō)明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力z0≤0說(shuō)明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計(jì)算zq第17頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.成層填土情況（以無(wú)粘性土為例）

ABCD

1，

1

2，

2

3，

3paApaB上paB下paC下paC上paD擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自重應(yīng)力，然后乘以該土層的主動(dòng)土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度h1h2h3A點(diǎn)B點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面C點(diǎn)上界面C點(diǎn)下界面D點(diǎn)說(shuō)明：合力大小為分布圖形的面積，作用點(diǎn)位于分布圖形的形心處第18頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.墻后填土存在地下水（以無(wú)粘性土為例）

ABC(

h1+

h2)Ka

wh2擋土墻后有地下水時(shí)，作用在墻背上的土側(cè)壓力有土壓力和水壓力兩部分，可分作兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相同，地下水位以下土層用浮重度計(jì)算A點(diǎn)B點(diǎn)C點(diǎn)土壓力強(qiáng)度水壓力強(qiáng)度B點(diǎn)C點(diǎn)作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之和，作用點(diǎn)在合力分布圖形的形心處h1h2h第19頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、例題分析【例】擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力Ea，并繪出土壓力分布圖

h=5m

1=17kN/m3c1=0

1=34o

2=19kN/m3c2=10kPa

2=16oh1

=2mh2

=3mABCKa1＝0.307Ka2＝0.568第20頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天【解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA點(diǎn)B點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面C點(diǎn)主動(dòng)土壓力合力10.4kPa4.2kPa36.6kPa第21頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7.3庫(kù)侖土壓力理論一、庫(kù)侖土壓力基本假定1.墻后的填土是理想散粒體2.滑動(dòng)破壞面為通過(guò)墻踵的平面3.滑動(dòng)土楔為一剛塑性體，本身無(wú)變形二、庫(kù)侖土壓力αβδ

GhCABq墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體沿某一破壞面BC破壞，土楔ABC處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)土楔受力情況：3.墻背對(duì)土楔的反力E,大小未知，方向與墻背法線夾角為δER1.土楔自重G=

△ABC,方向豎直向下2.破壞面為BC上的反力R,大小未知，方向與破壞面法線夾角為

第22頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天土楔在三力作用下，靜力平衡αβδ

GhACBqER滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力E，E是q的函數(shù)，E的最大值Emax，即為墻背的主動(dòng)土壓力Ea，所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即是最危險(xiǎn)滑動(dòng)面庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù)，查表確定土對(duì)擋土墻背的摩擦角，根據(jù)墻背光滑，排水情況查表確定第23頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天主動(dòng)土壓力與墻高的平方成正比主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，合力作用點(diǎn)在離墻底h/3處，方向與墻背法線成δ，與水平面成（α＋δ）h

hKahαβACBδαEah/3說(shuō)明：土壓力強(qiáng)度分布圖只代表強(qiáng)度大小，不代表作用方向主動(dòng)土壓力第24頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二破裂面理論第25頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第26頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、例題分析【例】擋土墻高4.5m，墻背俯斜，填土為砂土，

=17.5kN/m3，

=30o，填土坡角、填土與墻背摩擦角等指標(biāo)如圖所示，試按庫(kù)侖理論求主動(dòng)土壓力Ea及作用點(diǎn)α=10oβ=15oδ=20o4.5mABα=10oEah/3【解答】由α=10o，β=15o，

=30o，δ=20o查表得到土壓力作用點(diǎn)在距墻底h/3=1.5m處第27頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7.4土壓力計(jì)算方法討論一、朗肯與庫(kù)侖土壓力理論存在的主要問(wèn)題朗肯土壓力理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件建立的，采用墻背豎直、光滑、填土表面水平的假定，與實(shí)際情況存在誤差，主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小庫(kù)侖土壓力理論基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件建立的，采用破壞面為平面的假定，與實(shí)際情況存在一定差距（尤其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時(shí)）二、三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很大，墻體位移很小，不足以使填土產(chǎn)生主動(dòng)破壞，可以近似按照靜止土壓力計(jì)算巖基E0第28頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按主動(dòng)土壓力計(jì)算。位移達(dá)到墻高的0.1%～0.3%,填土就可能發(fā)生主動(dòng)破壞。Ea30%Ep擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按被動(dòng)土壓力計(jì)算。位移需達(dá)到墻高的2%～5%,工程上一般不允許出現(xiàn)此位移，因此驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)不采用被動(dòng)土壓力全部，通常取其30％第29頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響擋土墻下端不動(dòng)，上端外移，墻背壓力按直線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上H/3擋土墻上端不動(dòng)，下端外移，墻背填土不可能發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約H/2擋土墻上端和下端均外移，位移大小未達(dá)到主動(dòng)破壞時(shí)位移時(shí)，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約H/2,當(dāng)位移超過(guò)某一值，填土發(fā)生主動(dòng)破壞時(shí)，壓力為直線分布，總壓力作用點(diǎn)降至墻高1/3處H/3H/2H/3第30頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天四朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的比較（一）分析方法

極限平衡狀態(tài)§3庫(kù)侖土壓力理論區(qū)別朗肯庫(kù)侖土體內(nèi)各點(diǎn)均處于極限平衡狀態(tài)剛性楔體,滑面處于極限平衡狀態(tài)極限應(yīng)力法滑動(dòng)楔體法第31頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）應(yīng)用條件§6.4朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的比較朗肯庫(kù)侖1墻背光滑垂直填土水平墻背、填土無(wú)限制粘性土一般用圖解法2坦墻坦墻3墻背垂直填土傾斜第32頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）計(jì)算誤差--朗肯土壓力理論§6.4朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的比較郎肯主動(dòng)土壓力偏大郎肯被動(dòng)土壓力偏小墻背垂直填土水平實(shí)際

d>

0E庫(kù)侖RWE朗肯E庫(kù)侖RWE朗肯第33頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天(三)計(jì)算誤差-庫(kù)倫土壓力理論§6.4朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的比較由于實(shí)際滑裂面不一定是平面主動(dòng)土壓力偏小不一定是最大值被動(dòng)土壓力偏大不一定是最小值滑動(dòng)面滑動(dòng)面第34頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）計(jì)算誤差--與理論計(jì)算值比較§6.4朗肯和庫(kù)侖土壓力理論的比較

=0滑裂面是直線，Ka,Kp與理論值相同

0Ka

朗肯偏大10%左右，工程偏安全 庫(kù)侖偏小一些（可忽略)；

Kp

朗肯偏小可達(dá)幾倍； 庫(kù)侖偏大可達(dá)幾倍;在實(shí)際工程問(wèn)題中，土壓力計(jì)算是比較復(fù)雜的。第35頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算1.墻后有局部均布荷載情況

局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由q引起的側(cè)壓力增加范圍局限于CD墻段2.填土面不規(guī)則的情況

填土面不規(guī)則情況，采用作圖法求解，假定一系列滑動(dòng)面，采用靜力平衡求出土壓力中最大值第36頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.墻背為折線形情況

墻背由不同傾角的平面AB和BC組成，先以BC為墻背計(jì)算BC面上土壓力E1及其分布，然后以AB的延長(zhǎng)線AC

作為墻背計(jì)算ABC

面上土壓力,只計(jì)入AB段土壓力E2，將兩者壓力疊加得總壓力五、《規(guī)范》土壓力計(jì)算公式BACC

E2E1hδEazqαβABpapb主動(dòng)土壓力其中：yc為主動(dòng)土壓力增大系數(shù)分布情況第37頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天墻身位移對(duì)土壓力具有明顯影響，一些擋土墻尤其是輕型擋土墻，其位移量很小，不可能產(chǎn)生主動(dòng)土壓力。而目前沒有較好的方法計(jì)算介于靜止土壓力與主動(dòng)土壓力之間的土壓力，一般是根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料用主動(dòng)土壓力乘以大于1的增大系數(shù)來(lái)解決。第38頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天特殊條件下的土壓力計(jì)算第39頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第40頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第41頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第42頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2.1重力式擋土墻設(shè)計(jì)1.重力式擋土墻塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低擋土墻。墻頂墻基墻趾墻面墻背重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為仰斜、直立和俯斜三種形式，三種形式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工情況綜合確定1.墻背傾斜形式俯斜仰斜直立E1＜E2＜E3第43頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、墻身構(gòu)造（1）墻背仰斜式：墻身斷面經(jīng)濟(jì)，開挖量與回填量小，適用于路塹墻以及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻，墻背坡度不宜緩于1:0.3俯斜式：受土壓力交大，在地面橫坡較陡的地區(qū)可以顯著降低墻身高度直立式：介于仰斜式與俯斜式之間凸形折線：將仰斜式擋土墻的上部墻背改為俯斜式，多用于路塹墻衡重式：上下墻之間設(shè)卸載臺(tái)，墻面陡直，適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻。上墻俯斜潑婦為1:0.25～1:0.45，下墻仰斜墻背在1:0.25左右，上下墻高比2:3.2.重力式擋土墻構(gòu)造第44頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、墻面一般為平面，在地面橫坡較陡地區(qū)，墻面坡度為1:0.05～1:0.2;矮墻可采用陡直墻面，地面平緩時(shí)采用1:0.2～:0.35.3、墻頂墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不小于0.5m,干砌擋土墻不小于0.6m；4、護(hù)欄地形險(xiǎn)峻地區(qū)或尺寸較大的路肩墻須設(shè)置護(hù)欄；其內(nèi)側(cè)邊緣距離路面邊緣的最小寬度四級(jí)公路不小于0.5m，二三級(jí)不小于0.75m。5、基礎(chǔ)（1）基礎(chǔ)類型：一般情況下直接修筑在天然地基上擴(kuò)大基礎(chǔ)：用于地基承載力不足，墻身較高的情況；鋼筋混凝土底板：地基壓應(yīng)力超過(guò)較多，需加寬的值過(guò)大時(shí)，采用板基礎(chǔ)

第45頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天

材料換填：適用于軟弱土層時(shí)，采用砂礫、碎石、礦渣或灰土換填；臺(tái)階基礎(chǔ)：適用于陡坡地段且地基為完整穩(wěn)固不對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生側(cè)壓力的堅(jiān)硬巖石（2）基礎(chǔ)埋深：無(wú)沖刷，天然地面以下大于等于1m;

有沖刷，沖刷線以下大于等于1m;

有凍脹土，在凍結(jié)線以下大于等于0.25m;

第46頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第47頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、排水設(shè)施用于疏干墻后土體和防止地面水下滲，防止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)的凍脹壓力，消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。措施：地面排水溝：引排地面水；夯實(shí)回填土頂面和地面松土：防止雨水以及地面水下滲；鋪砌邊溝：防止邊溝水進(jìn)入基礎(chǔ)排水孔：排除墻后水第48頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、沉降縫與伸縮縫

為避免地基不均勻沉降而導(dǎo)致的墻身開裂，需根據(jù)地質(zhì)條件和墻高、墻身斷面的變化設(shè)置沉降縫；為防止圬工砌體因收縮硬化以及溫度變化而產(chǎn)生的裂縫，需設(shè)置伸縮縫。一般情況下，沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，每隔10～15m設(shè)置一道，縫寬20～30mm,一般用膠泥填塞，滲水量大填料易流失地區(qū)宜采用瀝青麻筋或涂有瀝青的木板等彈性材料；填深不宜小于200mm;若墻后為掩飾路塹或填石路堤時(shí)，可設(shè)置空縫。措施：地面排水溝：引排地面水；夯實(shí)回填土頂面和地面松土：防止雨水以及地面水下滲；鋪砌邊溝：防止邊溝水進(jìn)入基礎(chǔ)排水孔：排除墻后水第49頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、布置原則

位置的選擇：路塹擋土墻多設(shè)在邊溝旁；山溝擋土墻宜設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；路肩擋土墻課充分收縮坡腳減少填方和占地。當(dāng)路肩墻和路堤墻工程量相當(dāng)，墻高相近時(shí)優(yōu)先采用路肩墻。沿河堤設(shè)置擋土墻時(shí)應(yīng)保證水流暢通，不擠壓河道而引起局部沖刷。縱向布置：墻趾縱斷面圖、擋土墻起訖點(diǎn)、伸縮縫與沉降縫位置、基礎(chǔ)類型。排水設(shè)置橫向布置：墻身斷面、基礎(chǔ)埋深，繪制橫斷面圖平面布置：個(gè)別復(fù)雜擋土墻，高度大、長(zhǎng)度長(zhǎng)的沿河擋土墻需繪制平面圖標(biāo)示擋土墻與路線的平面位置和附近的地貌地物情況第50頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、填土材料

墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料，例如砂土、礫石、碎石等，若采用粘土，應(yīng)混入一定量的塊石，增大透水性和抗剪強(qiáng)度，墻后填土應(yīng)分層夯實(shí)第51頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、擋土墻計(jì)算1.穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定2.地基承載力驗(yàn)算擋土墻計(jì)算內(nèi)容3.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算zfEaEazEaxGaa0d抗傾覆穩(wěn)定條件擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆Ox0xfbz第52頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定條件EaEanEatdGGnGtaa0O擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)m為基底摩擦系數(shù)，根據(jù)土的類別查表得到第53頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.擋土墻截面尺寸砌石擋土墻頂寬不小于0.5m，混凝土墻可縮小為0.20m～0.40m，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的1/2～1/3為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，將基底做成逆坡當(dāng)墻高較大，基底壓力超過(guò)地基承載力時(shí)，可加設(shè)墻趾臺(tái)階逆坡墻趾臺(tái)階第54頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天6、設(shè)置凸榫基礎(chǔ)

在基礎(chǔ)地面設(shè)置混凝土凸榫，可利用榫前土體所產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力（規(guī)范取1/3）來(lái)增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。凸榫后緣和墻踵連線與水平線夾角不超過(guò)?，應(yīng)將其置于通過(guò)墻趾并與水平線成45_?/2角的直線和通過(guò)墻趾并與水平線成?角的直線包圍的三角形范圍內(nèi)。第55頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2.2重力式擋土墻設(shè)計(jì)

2.2.1重力式擋土墻的構(gòu)造

2.2.2重力式擋土墻的設(shè)計(jì)（1）作用在擋土墻上的荷載：①作用在擋土墻上的荷載分類

a.永久荷載-自重、土壓力、水壓力、浮力、地基反力和摩擦力等。

b.可變荷載-活載、動(dòng)荷載、溫度應(yīng)力、地震作用、洪水壓力等。②荷載組合第56頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天其中

③荷載計(jì)算a.擋土墻自重b.土壓力c.靜水壓力d.動(dòng)水壓力-為水流流向與擋土墻面的夾角。第57頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天e.波浪壓力f.浮力g.滲透壓力h.公路和鐵路荷載及或荷載（2）擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算①作用在擋土墻上的荷載效應(yīng)組合②一般地區(qū)擋土墻的穩(wěn)定性a.抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算第58頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天b.基底合力偏心距d.基底承載力驗(yàn)算當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：偏心荷載作用下，基底承載力應(yīng)滿足：和第59頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天e.軟弱下臥層驗(yàn)算軟弱下臥層滑移面驗(yàn)算④擋土墻強(qiáng)身強(qiáng)度驗(yàn)算a.偏心受壓承載力驗(yàn)算當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)第60頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第61頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、展寬墻趾展寬基礎(chǔ)以增加穩(wěn)定力臂，當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)會(huì)引起墻高的增加；2、改變墻面及墻背坡度改緩墻面坡度以增加穩(wěn)定力臂，改陡俯斜墻背或改緩仰斜墻背減小土壓力3、改變墻身斷面類型地面橫坡較陡時(shí)盡量墻身直立，或加設(shè)卸荷搭板以減少土壓力7、增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法第62頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天§2.2卸荷板式擋土墻

卸荷板式擋土墻是指在墻背設(shè)置卸荷平臺(tái)或卸荷板，達(dá)到減少墻背土壓力和增加穩(wěn)定力矩的效果，以填土重量和墻身自重共同抵抗土體側(cè)壓力的擋土結(jié)構(gòu)。一、結(jié)構(gòu)特征1、結(jié)構(gòu)形式（按照卸荷板長(zhǎng)度、形狀等劃分）：短卸荷板擋土墻、長(zhǎng)卸荷板擋土墻、拉桿卸荷板柱板式擋土墻、“一”字形卸荷板擋土墻、“L”形卸荷板擋土墻、卸荷板—托盤式路肩擋土墻第63頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天

短卸荷板擋土墻短卸荷板式擋土墻的卸荷板長(zhǎng)度可以任意調(diào)整，使其基底偏心矩接近零，基底應(yīng)力分布比較均勻，墻身截面積較小，較衡重式擋土墻截面減少30%左右。較衡重式擋土墻可節(jié)省工程費(fèi)10%—20%；墻高大于6m時(shí)，短卸荷板式擋土墻與衡重式擋土墻相比開始顯示經(jīng)濟(jì)效益，墻越高經(jīng)濟(jì)效益越大,因?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)尚少，故要求墻高一般不宜超過(guò)12m。

2、適用范圍地基強(qiáng)度較大，墻高大于6m，小于等于12m的路肩墻可采用短卸荷板式擋土墻。當(dāng)墻高大于12m時(shí)不宜采用。第64頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、組成結(jié)構(gòu)短卸荷板式擋土墻由上、下墻和卸荷板組成，上下墻高度比例一般取4:6，墻身可采用石砌體。當(dāng)墻高大于10m時(shí)應(yīng)采用片石混凝土或混凝土，其最低強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿應(yīng)為M10；混凝土應(yīng)為C20。片石材料應(yīng)采用不易風(fēng)化的石塊，其飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度不得小于30Mpa。受力鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。第65頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、力學(xué)分析1、受力特點(diǎn)與計(jì)算理論卸荷板—減少擋土墻下墻土壓力，板上填土增加全墻抗傾覆穩(wěn)定。作用在墻背上的主動(dòng)土壓力可按庫(kù)侖理論計(jì)算，其中上墻可按第二破裂面法計(jì)算，兩破裂面交點(diǎn)在短卸荷板懸臂端；下墻可按力多邊形法計(jì)算，土壓力強(qiáng)度按矩形分布，作用點(diǎn)為下墻墻高的1/2處。(第二破裂面理論)計(jì)算作用于短卸荷板上的豎向壓力時(shí)，可先計(jì)算第二破裂面上的豎向分力，短卸荷板承受其長(zhǎng)度相應(yīng)部分投影的應(yīng)力；再計(jì)算第二破裂面以下土體的重力，兩者疊加即為短卸荷板的豎向壓力，在板上按均勻分布。第66頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二破裂面理論第67頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第68頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天力學(xué)計(jì)算圖第69頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天第70頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天

根據(jù)鐵道部科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“路肩短卸荷板式擋土墻的研究”成果，認(rèn)為：下墻墻背土壓力的計(jì)算采用力多邊形法是較合適的。由于力多邊形法考慮了上墻對(duì)下墻土壓力的影響，理論上較為嚴(yán)謹(jǐn)，而延長(zhǎng)墻背法和校正墻背法誤差較大，未考慮上墻對(duì)下墻土壓力的影響，而且墻踵和卸荷板末端連線與下墻實(shí)際墻背間的一塊土體無(wú)法考慮。土壓力分布的規(guī)律為上下兩頭小，中間大，作用點(diǎn)位置約為下墻高度的0.52左右，考慮到力作用點(diǎn)對(duì)擋土墻的傾覆穩(wěn)定、偏心矩和基底應(yīng)力均有較大影響，因此建議短卸荷板式擋土墻下墻土壓力強(qiáng)度按矩形分布，作用點(diǎn)位置為下墻墻高的二分之一處，這樣既接近實(shí)際情況，又簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。第71頁(yè),共78頁(yè)，2024年2月25日，星期天在卸荷板擋土墻設(shè)計(jì)中，由于按第二破裂面法和力多邊形法導(dǎo)出黏性土壓力的計(jì)算公式非常復(fù)雜，因此，為計(jì)算方便起見，仍可采用由綜合內(nèi)摩擦角計(jì)算上下墻土壓力來(lái)進(jìn)行擋土墻穩(wěn)定性及截面強(qiáng)度的檢算。采用一個(gè)定值的綜合內(nèi)摩擦角?0代替黏性土指標(biāo)c、?時(shí)，黏聚力c越大，則土壓力的計(jì)算值“失真”越嚴(yán)重；擋土墻越高，則危險(xiǎn)性越大。若有條件時(shí)，墻背填料應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定其力學(xué)指標(biāo)，然后通過(guò)抗剪強(qiáng)度相等原則換算綜合內(nèi)摩擦角，換算方法可采用以下公式：第72頁(yè),共78頁(yè)，2