路基工程 課件 第六章 路基支擋結(jié)構(gòu)

第六章路基支擋結(jié)構(gòu)6.1路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定和設(shè)計荷載 6.1.1路基支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)定 6.1.2路基支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載 6.2擋土墻 6.2.1擋土墻結(jié)構(gòu)的土壓力計算 6.2.2重力式擋土墻 6.2.3輕型擋土墻 6.3其他支擋結(jié)構(gòu) 6.3.1土釘墻 6.3.2抗滑樁 6.3.3預(yù)應(yīng)力錨索本章內(nèi)容路基支擋結(jié)構(gòu)分為重力式擋土墻、輕型擋土墻和其他支擋結(jié)構(gòu)，其作用是支撐加固巖土體，保持其穩(wěn)定。支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析與設(shè)計是支擋結(jié)構(gòu)形式優(yōu)選和設(shè)計的關(guān)鍵，它不僅與斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)，還與填料類型、地基條件等有關(guān)。支擋結(jié)構(gòu)的選擇可從地形、地質(zhì)、水文、結(jié)構(gòu)功能、承受荷載、環(huán)境、施工、工程造價等多方面因素綜合考慮。支擋結(jié)構(gòu)主要用于承受土體側(cè)向土壓力，被廣泛應(yīng)用于鐵路路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩端的路基邊坡。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1.1路基支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求支擋結(jié)構(gòu)用于支撐不穩(wěn)定的路基兩側(cè)山坡或土體，因而要承受較大的土壓力。為了避免支擋結(jié)構(gòu)遭受各種形式的破壞，必須保證支擋結(jié)構(gòu)在設(shè)計荷載的作用下，具有足夠的整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1.2路基支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載一般情況下只考慮主力的作用。在浸水和地震等特殊情況下，尚應(yīng)考慮附加力和特殊力的作用。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載一、主力土壓力作用應(yīng)根據(jù)路基支擋結(jié)構(gòu)的具體情況采用主動土壓力、靜止土壓力或被動土壓力，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)乘以相應(yīng)的土壓力修正系數(shù)。明挖基礎(chǔ)擋土墻前的被動土壓力可不考慮；當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深且地層穩(wěn)定、不受水流沖刷和擾動破壞時，根據(jù)墻身的位移條件，可采用1/3被動土壓力值。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載承受主動土壓力的支擋結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)墻背或假想墻背反力與破裂棱體重力和破裂面反力的靜力平衡進(jìn)行主動土壓力計算，破裂棱體上作用力系的平衡關(guān)系如圖6-1所示。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載α—墻背傾角，若產(chǎn)生第二破裂面，則為第二破裂面的豎向夾角θ—破裂面的豎向夾角；δ一墻背摩擦角；φ一墻背巖土內(nèi)摩擦角；W一破裂棱體自重；Ea一墻背反力，與主動土壓力相等；R—破裂面反力土壓力計算值往往與實(shí)際值有一定的差異，這與支擋結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況是否達(dá)到庫侖主動或被動土壓力有關(guān)，也與邊界的限制條件有關(guān)。對于抗滑樁、錨桿擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨索以及懸臂式和扶壁式擋土墻等，當(dāng)采用庫侖主動土壓力公式計算懸臂段上的土壓力時，應(yīng)根據(jù)約束條件，變形情況和墻背巖土性質(zhì)等對土壓力計算值進(jìn)行適當(dāng)修正。例如，錨桿擋土墻的土壓力附加了增大系數(shù)并進(jìn)行了圖形修正。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載滑坡地段的路基，滑坡推力可根據(jù)邊界條件、滑體重度和滑帶土的強(qiáng)度指標(biāo)，采用折線滑面的極限平衡法計算?；瑒用娴膹?qiáng)度指標(biāo)計算時應(yīng)考慮巖土性質(zhì)、滑坡體變形特征及含水條件等因素，根據(jù)試驗(yàn)值、反算值和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值等綜合分析確定。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載浸水支擋結(jié)構(gòu)墻背巖土透水性強(qiáng)時，宜采用水土分算；墻背為黏性土、黏質(zhì)粉土?xí)r宜采用水土合算。墻背填料為砂性土?xí)r，水下填土部分可采用浮重度；當(dāng)墻背填料為黏性土?xí)r，水下填土部分采用飽和重度。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載二、附加力在浸水地段路基中，支擋結(jié)構(gòu)所受的靜水壓力和浮力（附加力）應(yīng)按最不利設(shè)計水位進(jìn)行計算。當(dāng)支擋結(jié)構(gòu)作為防浪建筑物時，作用在支擋結(jié)構(gòu)的波浪壓力，應(yīng)根據(jù)墻前風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)區(qū)長度、風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深及墻前實(shí)際波態(tài)等，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定計算確定。凍土地區(qū)路基的支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載應(yīng)考慮作用在基礎(chǔ)及墻背上的凍脹力。土壓力、凍脹力應(yīng)按暖季和寒季分別計算，土壓力和凍脹力不應(yīng)疊加。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載三、特殊力地震地區(qū)路基受地震作用的影響，其計算應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》GB50111的規(guī)定，剛性結(jié)構(gòu)和土體破裂棱體上的地震力計算可采用靜力法。支擋結(jié)構(gòu)墻背土壓力應(yīng)計入水平地震力，重力式或自重較大的非重力式支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上所承受的水平地震力。路堤地段支擋結(jié)構(gòu)驗(yàn)算應(yīng)考慮運(yùn)架設(shè)備及其載重量等臨時荷載。輪軌式運(yùn)架荷載軌道作用在路基面上的單位荷載可按式（3-1）計算，運(yùn)架機(jī)單位荷載可按式（3-2）計算，式中Q為運(yùn)架機(jī)軸重除以運(yùn)架機(jī)縱向軸間距。輪胎式運(yùn)架荷載應(yīng)根據(jù)車型和梁的運(yùn)載方式計算。6.1設(shè)計要求和設(shè)計荷載6.2.1擋土墻簡介擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)筑物。重力式擋土墻是一種常用的支擋結(jié)構(gòu)形式，其墻身材料宜采用混凝土、片石混凝土等，一般不配鋼筋或只在局部配置少量鋼筋。由于重力式擋土墻主要依靠自身重量抵抗土體和外荷載產(chǎn)生的土壓力來維持自身穩(wěn)定，因此墻體斷面尺寸較大，圬工量大，導(dǎo)致自身重量大，在軟弱地基上修建時會因承載力不夠而受到限制。6.2擋土墻6.2擋土墻墻身靠近土體的一面稱為墻背，另一面大部分露在外面稱為墻胸（或墻面），墻的頂面部分稱為墻頂，墻的底面部分稱為墻底，墻背與墻底的交線稱為墻踵，墻面與墻底的交線稱為墻趾。墻背與豎直面的夾角稱為墻背傾角，一般用α表示。6.2擋土墻6.2擋土墻屬于重力式擋土墻范疇的另一種形式是衡重式擋土墻，由上墻和下墻組成。墻背在上下墻之間設(shè)有衡重臺，利用衡重臺上填土的重力使全墻重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。由于采用陡直的墻面，且下墻采用仰斜墻背，因而可以減小墻身高度，減少開挖工作量。。6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻當(dāng)重力式擋土墻墻背只有單一坡度時，稱為直線形墻背。直線形墻背可做成俯斜、仰斜、垂直三種，墻背向外側(cè)傾斜時稱為俯斜，墻背向填土一側(cè)傾斜時稱為仰斜。擋土墻土壓力Earthpressure土壓力Earthpressure土6.2.2擋土墻結(jié)構(gòu)的土壓力計算土壓力是土體作用在支擋結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力，是支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要荷載。在擋土墻設(shè)計前必須求取其大小、方向及及沿墻高的土壓應(yīng)力分布圖圖形(目的求取合力作用點(diǎn))。所以士壓力的計算實(shí)際包括土壓力的大小、方向和土壓應(yīng)力分布規(guī)律等的求解。6.2擋土墻土壓力的計算是一一個十分復(fù)雜的問題，它涉及到填料、墻體和地基三者之間的共同作用問題。土壓力不僅與擋土墻的高度、墻背的傾斜度、形狀及粗糙度有關(guān)，還與土體的物理力學(xué)性質(zhì)、土體的頂面形狀及其上所受荷載有關(guān)，此外墻體的剛度和墻后填土的施工方法也會影響土壓力的大小。尤其是擋土墻受力后的位移狀態(tài)和位移量的大小將直接影響土壓力的性質(zhì)。6.2擋土墻根據(jù)土力學(xué)理論，土壓力可以分為靜止土壓力、主動士壓力和被動土壓力三種，而求取主動土壓力和被動土壓力通常采用1733年由法國庫侖(C.A.Comlomb)提出的庫侖土壓力理論和1857年英國朗肯(W.J.M.Rankine)提出的朗肯土壓力理論。究竟采用哪種理論計算、采用哪種性質(zhì)的土壓力作為設(shè)計荷載，需根據(jù)擋土墻的具體條件而定。6.2擋土墻路基擋土墻一般都可能有向外位移或傾覆的條件，因此在設(shè)計中按主動土壓力考慮，另外，由于路基工程中擋土墻背后邊界條件的復(fù)雜性一般采用庫侖土壓力理論。6.2擋土墻一、各種邊界條件下的庫倫主動土壓力計算擋土墻是條形建筑物，其長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其高度和寬度，且其斷面積在相當(dāng)長的范圍內(nèi)是不變的，因而計算土壓力時取一延米擋土墻進(jìn)行力學(xué)分析，而不考慮其相鄰部分的影響，即將土壓力計算視作平面問題處理。6.2擋土墻1、庫倫主動土壓力大小庫倫土壓力理論的基本假定如下：墻后填料為粗粒土；當(dāng)土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時，墻后土體中出現(xiàn)平面狀的滑裂面，形成破裂棱體；墻身及破裂棱體均視為剛體，在外力作用下無壓縮或膨脹變形；土壓力Ea的方向，與墻背法向成δ角（墻背與填土間的摩擦角），破裂面反力R與破裂面法線成φ角，并均偏向阻止棱體滑動的一側(cè)。6.2擋土墻6.2擋土墻

（6-6）6.2擋土墻求得破裂角θ，根據(jù)不同邊界條件，可求出不同情況下主動土壓力Ea的表達(dá)式。6.2擋土墻以路肩擋土墻為例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分為破裂面交于上部荷載的外側(cè)和中間2種計算圖示。（1）破裂面交于上部荷載外側(cè)6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻（2）破裂面交于上部荷載的中間6.2擋土墻對上式求導(dǎo)整理化簡可知，破裂角θ的表達(dá)式與式（6-12）相同，需要注意的是，此時的A0、B0應(yīng)按式（6-16）、式（6-17）計算。6.2擋土墻（2）庫倫主動土壓力方向如前所述，土壓力方向與墻背的特性有關(guān)，與墻背法向成δ角，并偏向阻止棱體滑動的一側(cè)。（3）庫倫主動土壓力作用點(diǎn)Ea的作用點(diǎn)位置，可由墻背上的土壓力分布圖的形心來求得。當(dāng)?shù)孛娌皇且粋€平面而是多個平面或有上部荷載作用，墻背土壓應(yīng)力往往不是呈直線分布的。為了求得土壓力作用點(diǎn)，常借助于土壓應(yīng)力分布圖。土壓應(yīng)力分布圖表示豎直投影面上的墻背應(yīng)力分布情況。6.2擋土墻6.2擋土墻（2）破裂面交于上部荷載的中間6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻（2）破裂面交于上部荷載的中間6.2擋土墻根據(jù)土壓應(yīng)力分布圖，可以求得該圖形的幾何形心距墻底的高度Zx，進(jìn)而可求得土壓力作用點(diǎn)的位置。對于圖6-7所示的破裂面交于上部荷載中間的路肩墻，可按下式計算：6.2擋土墻6.2擋土墻二、大俯斜墻背的主動土壓力——第二破裂面法在擋土墻設(shè)計中，有時會遇到俯斜墻背傾角α比較大的情況。如衡重式擋土墻的上墻，連線AC視為假想墻背。當(dāng)墻后土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，破裂棱體并不沿墻背或假想墻背滑動，而是沿著土體的另一破裂面CD滑動。CD稱為第二破裂面，而遠(yuǎn)離墻的破裂面CF則稱為第一破裂面。αi

，θi

為相應(yīng)的破裂角。6.2擋土墻CD——第二破裂面CF——第一破裂面αi

，θi——相應(yīng)的破裂角6.2擋土墻6.2擋土墻當(dāng)墻頂作用有列車局部荷載時，土壓力是個多峰值函數(shù)。因此，所求結(jié)果還須滿足下列條件，（6-28）由于鐵路擋土墻要考慮列車荷載的作用，其邊界條件比較復(fù)雜，當(dāng)考慮雙線鐵路荷載時，根據(jù)第二和第一破裂面所交位置不同，由式（6-26）和式（6-27）推導(dǎo)出的衡重式上墻土壓力計算公式多達(dá)31種。以圖（6-10）所示的衡重式路堤擋土墻中第一破裂面交于邊坡情況為例，可導(dǎo)出該邊界條件下兩個破裂角的大小為6.2擋土墻（6-29）6.2擋土墻下面以衡重式路堤擋土墻中第一破裂面交于邊坡情況為例，說明通過力多邊形求作用在第二破裂面上的主動土壓力公式和步驟。由圖（6-10）力多邊形可知，6.2擋土墻土壓力作用點(diǎn)的位置由第二破裂面上應(yīng)力分布圖確定，應(yīng)力分布圖可根據(jù)土壓力系數(shù)入。計算出各點(diǎn)的應(yīng)力值，然后繪制。6.2擋土墻需要注意的是，必須同時滿足以下條件，才一定出現(xiàn)第二破裂面:1、墻背或假想墻背的傾角α大于第二破裂面的傾角αi，即墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn)。2、作用于墻背或假想墻背AB面上的總壓力引起的下滑力，小于該面上的抗滑力，使破裂棱體不會沿墻背或假想墻背下滑。6.2擋土墻三、折線型墻背土壓力計算為了適應(yīng)山區(qū)的地形特點(diǎn)和工程需要，常采用凸形墻背的擋土墻或衡重式擋土墻。這類擋土墻的墻背不是一個平面，而是折面，稱為折線型墻背。對于這類墻背，常以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺為界，分為上墻或下墻。6.2擋土墻如前所述，庫倫理論僅適用于直線墻背。當(dāng)墻背有轉(zhuǎn)折時，不能直接用庫倫理論求算全墻的土壓力。這時應(yīng)將上墻和下墻看作獨(dú)立的墻背，分別按庫倫理論計算主動土壓力，然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。對于折線形墻的上墻，可作為獨(dú)立墻背來分析其土壓力，而不考慮下墻的存在。上墻土壓力的計算，采用一般的庫倫理論公式。當(dāng)上墻墻背（或假想墻背）俯角較大時，采用第二破裂面法。6.2擋土墻對于折線形墻的下墻，其土壓力的計算主要有延長墻背法和力多邊形法等。1、延長墻背法先將上墻視為單獨(dú)的墻，用一般的方法求出主動土壓力E1

，壓力分布圖形為abc。計算下墻土壓力時，首先延長下墻墻背CB，交地面線于D點(diǎn)。以BD作為假想墻背，用一般方法求算假想墻背的土壓力，其壓力分布圖形為def，截取其中與下墻相應(yīng)的部分，即befg，其合力為下墻主動土壓力E2。6.2擋土墻6.2擋土墻2、力多邊形法計算折線形墻背下墻土壓力的力多邊形法是依據(jù)極限平衡條件下破裂棱體的實(shí)際力多邊形來推求下墻土壓力的。它不借助于任何假想墻背，消除了延長墻背法中存在的誤差，因而更能反映折線型墻背的實(shí)際情況。力多邊形法的特點(diǎn)是考慮了上墻土壓力對下墻土壓力的影響，如圖6-13所示，設(shè)gf=ΔE，則cf=Ea2+ΔE“，在Δcdf中，由正弦定律可得，6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻當(dāng)上墻土壓力一定時，下墻土壓力的大小就取決于下墻破裂面的破裂角θ

，將求得的θ代入式（6-36），可求得下墻土壓力E2。6.2擋土墻四、黏性土土壓力計算在工程實(shí)踐中，根據(jù)就地取材的原則，擋土墻墻后填料，我國不采用遠(yuǎn)運(yùn)粗粒土，而是就近取土填筑，因此填料均或多或少地具有黏聚力。而庫倫理論中基本假定都將填料視為粗粒土，因此計算結(jié)果與實(shí)際有出入，有時甚至出入很大。6.2擋土墻1、等效內(nèi)摩擦角法目前在設(shè)計中常用的方法是用綜合內(nèi)摩擦角φ0代替抗剪強(qiáng)度中的內(nèi)摩擦角φ和黏聚力c。如考慮一般的穩(wěn)定邊坡為1：1.5，相當(dāng)于邊坡與水平面的穩(wěn)定角為33°44"，故綜合內(nèi)摩擦角選用33°至35°之間，但是，墻背的單位壓力強(qiáng)度，在不同的填土高度下，雖然法向應(yīng)力不同，但黏聚力是不變的，而由內(nèi)摩擦角φ引起的摩擦力，則隨法向應(yīng)力的增高（填土高度增加）而加大。因此，采用綜合內(nèi)摩擦角選用33°至35°時，墻高為6~8m時是合適的，但用此值計算高墻或低墻時，其土壓力會出現(xiàn)低墻偏大，高墻偏小的現(xiàn)象，依據(jù)它所設(shè)計出的擋土墻截面會出現(xiàn)低墻保守、高墻危險的問題。6.2擋土墻2、力多邊形法當(dāng)墻身向外有足夠位移時，黏性土土層頂面會出現(xiàn)拉應(yīng)力，產(chǎn)生豎向裂縫，裂縫從地面向下延伸至拉應(yīng)力為0處。裂縫深度hc按下式計算，在hc范圍內(nèi)，豎直面上的側(cè)壓力為零，因此在此范圍內(nèi)不計土壓力。6.2擋土墻根據(jù)庫倫理論，假設(shè)破裂面為一平面，沿破裂面的土的抗剪強(qiáng)度由土的內(nèi)摩擦角和黏聚力組成。至于墻背和土之間的黏聚力，由于影響因素很多，為簡化計算及使用安全，可忽略不計?，F(xiàn)以路堤墻后破裂面交于上部荷載內(nèi)的情況為例，介紹黏性土的主動土壓力計算過程。6.2擋土墻圖6-14為作用有局部荷載的路堤擋土墻，BD為試算破裂面，設(shè)破裂角為θ，則試算破裂棱體為ABDEFMN。在主動極限應(yīng)力狀態(tài)下，該棱體自重為W，墻背反力為Ea，它與墻背法線成δ角，并偏于阻止棱體下滑方向，破裂面上的反力為R，它與破裂面法向成φ角，也為偏于阻止破裂體下滑的方向，破裂面上的黏聚力為c，沿BD方向，阻止棱體下滑，破裂棱體在這四個力的作用下保持靜力平衡。6.2擋土墻6.2擋土墻6.2擋土墻將W的表達(dá)式代入E'，可得6.2擋土墻6.2擋土墻6.2.3重力式擋土墻一、重力式擋土墻的設(shè)計1、抗滑穩(wěn)定性擋土墻的抗滑動穩(wěn)定性應(yīng)按式（6-1）進(jìn)行驗(yàn)算，總滑動力T和總抗滑力R應(yīng)分別按式（6-50）和式（6-51）計算?；紫掠熊浫跬翆訒r，尚應(yīng)檢算該土層的滑動穩(wěn)定性。6.2擋土墻

(6-50)(6-51)6.2擋土墻6.2擋土墻如果擋土墻抗滑穩(wěn)定性不足，可采取以下措施：（1）基底換填，在基底以下?lián)Q填摩擦系數(shù)大或與墻體產(chǎn)生較大黏聚力的土層。（2）設(shè)置傾斜基底，即保持墻胸高度不變，而使墻踵下降一個高度，從而使基底具有向內(nèi)傾斜的逆坡，與水平基底相比，可減小滑動力，增大抗滑力，增強(qiáng)擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。6.2擋土墻（3）設(shè)置凸榫。在基礎(chǔ)底面設(shè)置一個與基礎(chǔ)連成整體的凸榫，其作用是利用榫前土體產(chǎn)生的被動土壓力增加擋土墻的抗滑能力6.2擋土墻2、抗傾覆穩(wěn)定性擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性應(yīng)按式（6-2）進(jìn)行檢算，傾覆力矩和穩(wěn)定力矩應(yīng)分別按式（6-52）和式（6-53）計算。

(6-52)(6-53)6.2擋土墻為改善擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，可以采取如下措施：（1）改變墻身胸坡或背坡。當(dāng)橫向斷面凈空不受限制，地面較平緩，可放緩胸坡使墻體重心后移，增大抗傾力臂。也可變豎直墻背為仰斜墻背，可減小土壓力。（2）改變墻身斷面類型。當(dāng)橫向坡度較陡，凈空受限制時，可采用衡重臺或卸荷板等減小土壓力，增大穩(wěn)定力矩。（3）展寬墻趾。在墻趾處展寬基礎(chǔ)，可以增大穩(wěn)定力矩的力臂，是增強(qiáng)抗傾覆穩(wěn)定性的常用方法。6.2擋土墻3、擋土墻基底應(yīng)力及合力偏心距檢算為了避免擋土墻發(fā)生顯著的不均勻沉陷，保證擋土墻的基底應(yīng)力不超過地基的容許承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力及合力偏心距的驗(yàn)算設(shè)垂直于基底的合力對墻趾的力臂為c，則有

6.2擋土墻合力偏心距e為式中，B—基底寬度，基底無傾斜時為水平寬度；基底有傾斜時為斜寬。

6.2擋土墻6.2擋土墻當(dāng)

時，擋土墻的墻趾壓應(yīng)力、墻踵壓應(yīng)力可按式（6-57）式（6-58）計算

(6-57)(6-58)6.2擋土墻當(dāng)e＞B/6時，基底一側(cè)將出現(xiàn)拉應(yīng)力，而基礎(chǔ)和地基之間不能承受拉力，將會出現(xiàn)應(yīng)力重分布，重新分配的壓應(yīng)力合力作用在距墻趾為c

的三角形應(yīng)力圖的形心上，基底壓應(yīng)力三角形的底邊長度等于3c。擋土墻的墻趾壓應(yīng)力、墻踵壓應(yīng)力可按式（6-59）、（6-60）計算。(6-59)(6-60)

6.2擋土墻同理，當(dāng)e＜-B/6時，(6-61)(6-62)

基底壓應(yīng)力或偏心距過大時，可采取加寬墻趾或擴(kuò)大基礎(chǔ)的辦法予以調(diào)整，也可采用換填地基土以提高承載力；調(diào)整墻背坡度或斷面形式以減少合力偏心距等措施。6.2擋土墻

6.2擋土墻6.2擋土墻檢算截面可選在基礎(chǔ)頂面、1/2墻高處、上下墻（凸形及衡重式墻）交界處等。當(dāng)墻身截面變化不大時，可取墻高1/2處截面進(jìn)行檢算。6.2擋土墻墻身截面強(qiáng)度檢算包括法向應(yīng)力檢算和剪應(yīng)力檢算兩個方面。（1）法向應(yīng)力檢算截面檢算時，法向壓應(yīng)力應(yīng)小于所用材料的容許壓應(yīng)力。出現(xiàn)拉應(yīng)力時，拉應(yīng)力應(yīng)小于容許抗彎曲拉應(yīng)力，此時尚應(yīng)檢算應(yīng)力重分布的最大壓應(yīng)力，其值不得大于容許壓應(yīng)力。當(dāng)主力與附加力或特殊力組合時，除純剪應(yīng)力外，應(yīng)將材料的容許應(yīng)力乘以不同的提高系數(shù)。當(dāng)主力和附加力組合時乘以1.30，當(dāng)主力和特殊力組合時乘以1.40；當(dāng)主力和地震力組合時應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》GB50111的規(guī)定。6.2擋土墻

6.2擋土墻（2）剪應(yīng)力檢算一般情況下，重力式擋土墻墻身截面的剪應(yīng)力遠(yuǎn)小于容許值，通?？梢圆粰z算，但當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)力重分布和截面突變及有薄弱截面時，應(yīng)檢算。剪應(yīng)力檢算又分為平剪檢算和斜剪檢算兩種。對于一般矩形、梯形斷面的重力式擋土墻只進(jìn)行平剪檢算，而對于衡重式擋土墻的上下墻變截面處的截面，則應(yīng)進(jìn)行平剪和斜剪檢算。

6.2擋土墻6.2擋土墻二、重力式擋土墻的構(gòu)造要求1、墻身構(gòu)造混凝土或片石混凝土的墻頂寬度一般不應(yīng)小于0.4m。路肩擋土墻墻頂應(yīng)以混凝土做帽石，其厚度不得小于0.4m，寬度不小于0.6m，突出墻外的飛檐寬應(yīng)為0.1m。6.2擋土墻2、沉降縫與伸縮縫為避免因地基不均勻沉降而引起墻身開裂，須按地質(zhì)條件的變化和墻高、墻身斷面的變化情況設(shè)置沉降縫。同時為防止污工砌體因收縮硬化和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，還應(yīng)設(shè)置伸縮縫。在設(shè)計時，一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，如圖6-23所示，沿線路方向每隔10~15m，設(shè)置一道，縫寬為2~3cm，縫內(nèi)沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋、瀝青木板、膠泥或橡膠條等，填塞深度不小于0.2m。6.2擋土墻沉降縫與伸縮縫的布置形式沉降縫與伸縮縫6.2擋土墻3、排水設(shè)施擋土墻高出地面部分，應(yīng)每隔2m~3m交錯設(shè)置泄水孔。折線形墻背易積水處必須設(shè)置泄水孔，縱向間距宜2m。泄水孔排水坡度不應(yīng)小于4％。泄水孔進(jìn)水側(cè)墻背應(yīng)設(shè)置反濾層，反濾層宜采用袋裝砂夾礫石(卵石)，土工合成材料、無砂混凝土塊或其他新型材料。無砂混凝土塊或砂夾卵石反濾層的厚度不應(yīng)小于0.3m，墻背為膨脹土?xí)r，反濾層厚度不應(yīng)小于0.5m。反濾層的頂部和最低一排泄水孔的進(jìn)水口下部應(yīng)設(shè)置隔水層。6.2擋土墻立面圖斷面圖泄水孔6.2擋土墻4、基礎(chǔ)埋置深度擋土墻基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合表6-5的規(guī)定。6.2擋土墻6.2.4輕型擋土墻輕型擋土墻則常用鋼筋混凝土構(gòu)件組成，墻身斷面較小，墻的穩(wěn)定性不是或不完全是依靠本身重量來維持，因而結(jié)構(gòu)較輕巧，圬工量省，占地較少，有利于機(jī)械化施工。6.2擋土墻一、懸臂式和扶壁式擋土墻懸臂式擋土墻的一般形式如圖6-27所示，它是由立臂板、趾板和踵板組成，呈倒“T”字形。6.2擋土墻懸臂式和扶壁式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、施工方便，墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的地基。一般在石料缺乏、地基承載力較低的填方中采用，其輕型美觀的造型也適用于城市。6.2擋土墻扶壁式擋土墻由立壁板、趾板、踵板及扶壁組成，如圖6-28所示。扶壁把力臂板同踵板連接起來，以改善力臂板和踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減小力臂板的變形。6.2擋土墻1、懸臂式和扶壁式擋土墻的設(shè)計與計算懸臂式或扶壁式擋土墻設(shè)置于路肩時，軌道及列車荷載在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的側(cè)向和豎向土壓力可按彈性理論計算，應(yīng)力分布如圖6-29所示，填料產(chǎn)生的土壓力可按庫侖理論計算，并符合下列規(guī)定：（1）土壓力計算荷載產(chǎn)生的水平土壓應(yīng)力應(yīng)按式（6-67）計算。在踵板上荷載產(chǎn)生的豎向土壓力應(yīng)按式(6-68)計算6.2擋土墻

（6-67）

（6-68）

土壓力一般可采用庫侖土壓力理論計算，特別是填土表面為折線或有局部荷載作用時。由于假想墻背的傾角較大，故當(dāng)墻身向外移動，土達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，往往會產(chǎn)生第二破裂面。若不出現(xiàn)第二破裂面，則按一般庫侖理論計算作用于假想墻背上的土壓力Ea。立壁計算時，應(yīng)以立壁的實(shí)際墻背為計算墻背進(jìn)行土壓力計算，并假定立壁與填土間的摩擦角δ=0。當(dāng)驗(yàn)算地基承載力、穩(wěn)定性、墻底板截面內(nèi)力時，以假想墻背（或第二破裂面）為計算墻背來計算土壓力，將計算墻背與實(shí)際墻背間的土體重力作為計算墻體的一部分。6.2擋土墻（2）設(shè)計方法懸臂式擋土墻的立臂板、踵板和趾板的內(nèi)力應(yīng)按懸臂梁計算。計算擋土墻實(shí)際墻背和踵板上的土壓力時可不計填料與板的摩擦力，立臂板上的側(cè)向土壓力采用庫侖主動土壓力時，應(yīng)乘以修正系數(shù)1.25。6.2擋土墻扶壁式擋土墻的各部分可按下列方法簡化計算：①立臂板縱向可視為扶壁支承的連續(xù)梁，且不計底板對力臂板的約束作用。作用于立壁板的水平土壓力沿墻高的分布，可按墻高呈梯形分布。6.2擋土墻②趾板應(yīng)按懸臂板計算。③踵板橫向可與立臂板豎向配筋一致，縱向可視為扶壁支承的連續(xù)梁且不計立臂板對底板的約束。作用在踵板上的荷載除計算板上的土壓力及基底反力外，還應(yīng)計算趾板彎矩作用在踵板上產(chǎn)生的等效荷載。踵板橫向荷載可不作為檢算荷載。④扶壁應(yīng)按懸臂T形梁計算，將立臂板視為梁的翼緣，扶壁視為梁的腹板。6.2擋土墻懸臂式和扶壁式擋土墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計還應(yīng)符合下列規(guī)定：①承載能力極限狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按式（6-4）檢算。一般地區(qū)，作用效應(yīng)Sd

按式（6-69）計算。6.2擋土墻

（6-69）

②正常使用極限狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)設(shè)計包括最大裂縫寬度及撓度檢算，應(yīng)按式（6-5）檢算，Cd為結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)的限定值。裂縫、撓度及位移作用效應(yīng)設(shè)計值按式（6-70）計算。6.2擋土墻

（6-69）

2、懸臂式和扶壁式擋土墻的構(gòu)造要求懸臂式擋土墻墻頂寬度不應(yīng)小于0.2m，當(dāng)墻高大于4m時，宜在力臂板內(nèi)側(cè)設(shè)置倒角；扶壁式擋土墻頂寬不宜小于0.3m。墻趾頂面不應(yīng)露出地面，特殊環(huán)境下基礎(chǔ)底部置深度應(yīng)符合表6-5的規(guī)定。伸縮縫的間距不應(yīng)大于20m，伸縮縫和沉降縫泄水孔的設(shè)置與前述的重力式擋土墻的要求相同。6.2擋土墻懸臂式擋土墻的立臂板主筋在墻頂部宜采用直角彎折，趾板底面主筋宜從端部向上彎折，踵板頂面主筋宜從端部向下彎折，各構(gòu)件主筋在橫截面上的布置如圖6-31所示。主筋最小錨固長度La

，受力鋼筋伸入底板的錨固長度應(yīng)滿足現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的要求。6.2擋土墻二、加筋土擋土墻加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)物，可設(shè)置于路肩或路堤邊坡，加筋土擋土墻由墻面板、拉筋、填料、基礎(chǔ)和帽石等組成的柔性復(fù)合結(jié)構(gòu)物（圖6-32），它依靠填料與拉筋之間的摩擦力，平衡填料作用于墻面上的水平土壓力，使之形成整體，抵抗其后部填料產(chǎn)生的土壓力。6.2擋土墻拉筋（又稱筋帶）的作用是承受垂直荷載和水平拉力，并與填料產(chǎn)生摩擦力。因此，拉筋材料應(yīng)具有以下特性：抗拉強(qiáng)度大、延伸率小和變形小，不易產(chǎn)生脆性破壞；筋土界面之間具有足夠的摩擦力；有較好的耐腐蝕性和抗老化性；具有一定的柔性和韌性，加工容易，接長及與墻面板連接簡單；使用壽命長，施工簡便。拉筋材料宜采用土工格柵等土工合成材料。6.2擋土墻墻面板的作用是承受土壓力、防止填土側(cè)向擠出，便于拉筋固定布設(shè)，并保證填料、拉筋和墻面構(gòu)成具有一定形狀的整體，對于土工合成材料還應(yīng)具有防止紫外線輻射功能。因此墻面板不僅要有一定的強(qiáng)度以保證拉筋端部土體的穩(wěn)定；而且要求具有足夠的剛度，以抵抗預(yù)期的沖擊和震動作用；又應(yīng)有足夠的柔性，以適應(yīng)加筋體在荷載作用下產(chǎn)生的容許沉降所帶來的變形；還要滿足美觀以及運(yùn)輸與安裝方便等要求。6.2擋土墻一般包括整體式剛性面板、復(fù)合式剛性面板、板塊式面板或模塊式面板。板塊式面板可分矩形、十字形、六角形等。模塊式面板之間宜采取植筋等加強(qiáng)整體剛度的措施。對變形要求較高時，應(yīng)采用整體式面板復(fù)合式面板。6.2擋土墻土工格柵加筋建成5～6.5m高的加筋擋土墻6.2擋土墻1、加筋土擋土墻的設(shè)計與計算加筋土擋上墻應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部和外部穩(wěn)定性檢算。內(nèi)部穩(wěn)定性檢算應(yīng)包括拉筋抗拉強(qiáng)度、抗拔力檢算及墻面板結(jié)構(gòu)設(shè)計等；外部穩(wěn)定性檢算應(yīng)包括抗（水平）滑動穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、地基承載力檢算等，軟弱地基上應(yīng)進(jìn)行路堤與地基的整體滑動穩(wěn)定性分析。6.2擋土墻（1）內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算拉筋的長度L包括錨固區(qū)的有效長度Lb

和非錨固區(qū)的無效長度L?。拉筋的錨固區(qū)與非錨固區(qū)的分界線采用0.3H法（H為擋土墻高度，對于路肩式加筋土擋墻，加筋體上填土厚度計入擋墻高度)。該分界區(qū)為倒梯形，墻高上部H/2范圍內(nèi)的無效長度L?為0.3H，下部H/2范圍內(nèi)的無效長度L?自墻底處為0線性遞增到0.3H。6.2擋土墻

加筋土擋土墻應(yīng)檢算全墻的抗拔穩(wěn)定性及單板的抗拔穩(wěn)定性，在檢算拉筋抗拔穩(wěn)定性時，應(yīng)考慮有荷載和無荷載兩種情況。拉筋抗拔力應(yīng)根據(jù)拉筋上下兩面所產(chǎn)生的抗拔力按式（6-71）計算。6.2擋土墻

（6-71）

6.2擋土墻

（6-72）

全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于2.0，可按式（6-73）計算。單筋抗拔穩(wěn)定系數(shù)不宜小于2.0，條件困難時可適當(dāng)減小，但不得小于1.5。6.2擋土墻

（6-73）

拉筋拉力應(yīng)按式（6-74）計算。6.2擋土墻

（6-74）

填料及路基面上荷載產(chǎn)生的水平土壓應(yīng)力σhi

，應(yīng)按式（6-75）~式（6-77）計算。6.2擋土墻

（6-75）

（6-76）

（6-77）拉筋抗拉的檢算應(yīng)按式（6-78）進(jìn)行。6.2擋土墻

（6-78）

（2）外部穩(wěn)定性設(shè)計外部穩(wěn)定性檢算時可將加筋范圍視為實(shí)體墻，穩(wěn)定性分析如圖所示。作用于加筋土擋土墻整體假想墻背上的荷載及土壓力計算，應(yīng)符合（6.3.2）中的規(guī)定。6.2擋土墻外部穩(wěn)定設(shè)計時，抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定性檢算應(yīng)符合6.2.3節(jié)的規(guī)定，基底壓應(yīng)力可按式（6-79）計算。6.2擋土墻

2、加筋土擋土墻的構(gòu)造要求（1）填料填料應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》TB10001的規(guī)定，填料與筋材直接接觸部分不應(yīng)含有尖銳棱角的塊體，填料中最大粒徑不應(yīng)大于100mm，且不宜大于單層填料壓實(shí)厚度的1/3。（2）筋材土工格柵等平面型加筋材豎向間距不宜大于0.6m，且不應(yīng)小于0.2m。土工格柵的拉筋長度不應(yīng)小于0.6倍墻高，且不應(yīng)小于4.0m。當(dāng)采用不等長拉筋設(shè)計時，同長度拉筋的墻段高度不應(yīng)小于3.0m，且同長度拉筋的截面也應(yīng)相同，相鄰不等長拉筋的長度差不宜小于1.0m。6.2擋土墻（3）墻面構(gòu)造路肩式擋土墻墻頂筋材宜設(shè)在基床表層底面高程處。路堤墻墻頂應(yīng)設(shè)平臺，平臺寬度不宜小于1.0m混凝土帽石段長度可取2~4塊墻面板寬度，且不大于4.0m，厚度不小于0.5m。當(dāng)設(shè)置欄桿時，可采用在帽石內(nèi)預(yù)埋U形螺栓或預(yù)埋焊接鋼板等處理措施。沿墻長每隔15m~25m應(yīng)設(shè)置伸縮縫或沉降縫，其設(shè)計與重力式擋土墻的要求相同。6.2擋土墻加筋土擋土墻墻面應(yīng)在靠近地面處設(shè)一排泄水孔，整體式面板、復(fù)合式面板應(yīng)在整體墻面上設(shè)置泄水孔，孔徑不小于100mm，整體墻面沿墻面自下而上按2m~3m梅花型設(shè)置，其他要求與重力式擋土墻的泄水孔相同。墻面板下應(yīng)設(shè)置厚度不小于0.4m且埋置深度不小于0.6m的混凝土或漿砌片石條形基礎(chǔ)。墻前應(yīng)設(shè)4%的橫向排水坡，在無法橫向排水地段應(yīng)設(shè)縱向排水溝，基礎(chǔ)底面應(yīng)設(shè)置于外側(cè)排水溝底以下。用于加筋土結(jié)構(gòu)的預(yù)埋鋼筋、連接鋼筋等應(yīng)進(jìn)行防銹處理。6.2擋土墻三、錨桿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，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物連接，另一端錨固在穩(wěn)定的地層中，以承受土壓力對結(jié)構(gòu)物所施加的推力，從而利用錨桿與地層間的錨固力來維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。6.2擋土墻三、錨桿擋土墻錨桿擋土墻的結(jié)構(gòu)形式可分為肋板式、板壁式、格構(gòu)式、柱板式等，如圖6-36所示。6.2擋土墻肋板式錨桿擋土墻是應(yīng)用較廣泛的結(jié)構(gòu)形式，由擋土面板、豎肋和錨桿組成。豎肋是擋土板的支座，錨桿是豎肋的支座，墻后的側(cè)向土壓力作用于擋土板上，并通過擋土板傳給豎肋，再由豎肋傳給錨桿，由錨桿與周圍地層之間的錨固力即錨桿抗拔力使之平衡，以維持墻身及墻后土體的穩(wěn)定。6.2擋土墻板壁式錨桿擋土墻是由墻面板和錨桿組成。墻面板直接與錨桿連接，并以錨桿為支撐，土壓力通過墻面板傳給錨桿，依靠錨桿與周圍地層之間的錨固力（即抗拔力）抵抗土壓力，以維持擋土墻的平衡與穩(wěn)定。6.2擋土墻格構(gòu)式錨桿擋土墻，墻面垂直型擋土墻適用于穩(wěn)定性、整體性較好的巖石邊坡，在坡面上現(xiàn)澆網(wǎng)格狀的鋼筋混凝土格架梁，豎肋和橫肋的結(jié)點(diǎn)上加設(shè)錨桿，巖面可加鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土作支擋或封面處理；墻面仰斜型擋土墻可用于各類巖石邊坡和穩(wěn)定性較好的土質(zhì)邊坡，格架內(nèi)墻面根據(jù)穩(wěn)定性可作封面、支擋或綠化處理。6.2擋土墻柱板式錨桿擋土墻是由擋土板、鋼筋混凝土肋柱和錨桿組成。肋柱是擋土板的支座，錨桿是肋柱的支座，墻后的側(cè)向土壓力作用于擋土板上，并通過擋土板傳遞給肋柱，再由肋柱傳遞給錨桿，由錨桿與周圍地層之間的錨固力即錨桿抗拔力使之平衡，以維持墻身及墻后土體的穩(wěn)定。6.2擋土墻1、錨桿擋土墻的設(shè)計與計算（1）土壓力計算墻背主動土壓力可按庫侖理論計算，錨桿擋土墻為多級時，可按延長墻背法計算墻背土壓力。對不需進(jìn)行邊坡變形控制的錨桿擋土墻，其側(cè)向巖土壓力應(yīng)按式（6-80）計算。6.2擋土墻

（6-80）

對巖質(zhì)邊坡以及堅(jiān)硬、硬塑狀黏性土和密實(shí)、中密砂土類邊坡，當(dāng)采用逆作法施工時，巖土壓應(yīng)力分布可按圖6-41確定，其中σh

可按式（6-81）和式（6-82）計算。對巖質(zhì)邊坡：對土質(zhì)邊坡：6.2擋土墻（6-81）

（6-82）（2）錨桿設(shè)計錨桿內(nèi)力應(yīng)按式（6-83）計算。6.2擋土墻

（6-83）

錨桿鋼筋采用預(yù)應(yīng)力鋼筋時，截面面積錨桿鋼筋采用非預(yù)應(yīng)力鋼筋時，截面面積6.2擋土墻

（6-83）

錨桿由非錨固段（即自由段）和錨固段組成。非錨固段不提供抗拔力，其長度Lf

應(yīng)根據(jù)肋柱與主動破裂面或滑動面的實(shí)際距離確定。錨固段提供錨固力，其長度La應(yīng)根據(jù)錨桿的拉力按式(6-86)計算，并應(yīng)按式(6-87)驗(yàn)算錨桿與砂漿之間的容許黏結(jié)力。預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固段長度巖層中宜為3m~8m，土層中宜為4m~10m，自由段長度不應(yīng)小于5m，且穿過潛在滑裂面的長度不應(yīng)小于1.5m。6.2擋土墻

（6-86）（6-87）6.2擋土墻

（6-86）（6-87）

（3）設(shè)計方法鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計包括抗彎和抗剪，應(yīng)符合式（6-4）和式（6-69）的規(guī)定，立柱、板和格構(gòu)的作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用1.35；正常使用極限狀態(tài)設(shè)計包括裂縫寬度驗(yàn)算和撓度驗(yàn)算，應(yīng)符合式（6-5）和式（6-70）的規(guī)定。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計還應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010的規(guī)定。6.2擋土墻肋板式和板壁式錨桿擋土墻，擋土板計算荷載應(yīng)為所在位置對應(yīng)的土壓應(yīng)力與板寬之積，分布形式為沿板長度方向均勻分布。每級擋土板的計算荷載可按對應(yīng)分級的最底層擋土板計算。對于肋板式錨桿擋土墻，擋土板內(nèi)力可按以肋柱為支點(diǎn)的連續(xù)梁計算。對于板壁式錨桿擋土墻，擋土板內(nèi)力可按以錨桿為支點(diǎn)的連續(xù)梁計算。作用于肋柱上的荷載應(yīng)按兩肋柱中至中范圍內(nèi)所承擔(dān)的土壓力計算，豎肋的支點(diǎn)反力彎矩和剪力，當(dāng)錨桿為兩排時按簡支梁計算，超過兩排時按連續(xù)梁計算。6.2擋土墻當(dāng)錨固點(diǎn)變形較小時，格構(gòu)式錨桿擋土墻可簡化為支撐在錨固點(diǎn)上的井字梁進(jìn)行內(nèi)力計算；當(dāng)錨固點(diǎn)變形較大時，應(yīng)考慮變形協(xié)調(diào)作用影響，必要時可采用數(shù)值分析方法。柱板式錨桿擋土墻擋土板內(nèi)力可根據(jù)支承條件按簡支梁或連續(xù)梁計算。作用于立柱的荷載應(yīng)按兩立柱中至中范圍內(nèi)所承擔(dān)的土壓力計算。立柱的支點(diǎn)反力，彎矩和剪力，當(dāng)錨桿為兩層時按簡支梁計算，超過兩層時應(yīng)按連續(xù)梁計算。6.2擋土墻2、錨桿擋土墻的構(gòu)造要求（1）墻面豎肋或立柱截面寬度或腹板寬度不應(yīng)小于300mm，截面高度不宜小于400mm，裝配式豎肋或立柱內(nèi)外兩側(cè)應(yīng)配置通長鋼筋。擋土板厚度不宜小于150mm，現(xiàn)澆時不宜小于200mm。擋土板在豎肋或立柱上的搭接長度不應(yīng)小于100mm。6.2擋土墻（2）錨桿第一排錨桿錨固段上覆土層的厚度不宜小于4m，上覆巖層的厚度不宜小于2m。錨桿直徑宜為18mm~32mm。非預(yù)應(yīng)力錨桿鋼筋每孔不宜多于3根。錨桿未錨入地層部分應(yīng)進(jìn)行防銹防腐處理。腐蝕環(huán)境下鋼筋表面可采用環(huán)氧涂層等進(jìn)行處理。錨孔直徑應(yīng)根據(jù)錨桿直徑、根數(shù)、灌漿管尺寸及鋼筋支架位置確定，可采用90mm~150mm。單根錨桿錨孔內(nèi)鋼筋面積不應(yīng)超過錨孔面積的20%。錨桿的水泥砂漿保護(hù)層厚度不應(yīng)小于25mm。6.2擋土墻四、錨定板擋土墻錨定板擋土墻主要適用于一般地區(qū)墻高不大于10m的路肩墻、路堤墻、橋臺端墻以及貨物站臺墻。在滑坡、坍塌地段以及膨脹土地區(qū)不能使用。錨定板擋土墻由墻面系、拉桿、錨定板以及充填墻面與錨定板之間的填土所共同組成的一個整體。其拉桿及其端部的錨定板均埋設(shè)在回填土中，其抗拔力來源于錨定板前填土的被動抗力，依靠錨定板在填土中的抗拔力抵抗側(cè)向土壓力，以維持擋土墻的平衡與穩(wěn)定。錨定板擋土墻的主要特點(diǎn)是構(gòu)件斷面小、結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、柔性大、工程量小、圬工數(shù)量少，構(gòu)件可預(yù)制，有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化和機(jī)械化施工。6.2擋土墻錨定板擋土墻按墻面結(jié)構(gòu)形式可分為肋柱式和無肋柱式式兩種，如圖6-43所示。6.2擋土墻肋柱式擋土墻的墻面由肋柱與擋土板拼裝而成，根據(jù)運(yùn)輸與吊裝能力肋柱可采用整柱，也可以分段拼接，上下肋柱之間用榫連接。按肋柱上的拉桿層數(shù)還可分為單層拉桿、雙層拉桿和多層拉桿錨定板擋土墻。肋柱式錨定板擋土墻，其墻面板可采用鋼筋混凝土槽形板、矩形板、空心板，也可采用拱形板，但選用的形式不宜過多。無肋柱式擋土墻的墻面板（壁面板）可采用鋼筋混凝土矩形、十字形板、六邊形板拼裝而成，墻面板直接用拉桿與錨定板連接。6.2擋土墻1、錨定板擋土墻的設(shè)計與計算（1）土壓力計算錨定板擋土墻墻面板所受的土壓力系由墻后填料及外荷載引起。由于擋土板、拉桿、錨定板及填料的相互作用，影響土壓力的因素很多。通過大量的現(xiàn)場實(shí)測及模型試驗(yàn)表明，土壓力大于庫倫主動土壓力公式的計算值。故填料引起的土壓力，采用按庫倫主動土壓力公式計算，然后乘以增大系數(shù)rxx

的辦法。為了簡化計算，填料產(chǎn)生的土壓應(yīng)力采用由三角形和矩形組合的圖形（如圖6-44），圖中，6.2擋土墻

6.2擋土墻列車荷載產(chǎn)生的土壓力，仍按重力式擋土墻有關(guān)規(guī)定計算，不再乘以增大系數(shù)。其他外荷載所產(chǎn)生的土壓力，限于目前積累資料不多，也按重力式擋土墻有關(guān)規(guī)定計算。將各種荷載所產(chǎn)生土壓力迭加起來就是墻面板所承受總土壓力。6.2擋土墻

6.2擋土墻

（3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算可采用折線裂面方法或整體土墻方法。穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.8。6.2擋土墻① 折線裂面法該方法由Kranz于1953年提出，也稱為Kranzde法。圖6-45為一種最簡單單層錨定板結(jié)構(gòu)。當(dāng)拉桿力作用于錨定板時，在經(jīng)過可能產(chǎn)生所有滑面中，折線滑面BCD（由BC和CD兩段直線所組成）是最危險滑面。其中B點(diǎn)是墻面下端，C點(diǎn)是錨定板底部，而CD段是錨定板后方主動土壓裂面。Kranzde法取隔離土體ABCV為對象，并分析其各個邊界上所受外力和平衡關(guān)系。6.2擋土墻6.2擋土墻如果采用多層拉桿，則應(yīng)以此類推，即不但分別檢算各層拉桿的穩(wěn)定性，而且分別檢算雙層、三層以至多層拉桿組合請況下的穩(wěn)定性。6.2擋土墻② 整體土墻法 當(dāng)錨定板的布設(shè)達(dá)到足夠的密度時，墻面與各錨定板以及其中的填料形成一個整體土墻，由這個整體柔性結(jié)構(gòu)來支承側(cè)壓力，保證路基的穩(wěn)定，這就形成了群錨作用。群錨形成后，土體破裂面的位置后移，它的起始點(diǎn)由墻面底部移至最下層錨定板的下緣C，其形狀近似于平面，其破裂角θ接近于用庫倫公式計算的破裂角。破裂棱體的另一側(cè)，不是沿墻面破裂，而是沿各錨定板中心連續(xù)CD破裂，也就是錨定板中心的連線形成假想墻背，墻面和錨定板及其中間的填料形成整體墻ABCD。這時，可利用庫倫公式計算該假想墻背的主動土壓力，和驗(yàn)算重力式擋土墻的方法一樣，來驗(yàn)算土墻的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性。6.2擋土墻6.2擋土墻（4）設(shè)計方法肋柱按受彎構(gòu)件計算，承受由墻面板傳來的土壓力，肋柱與拉桿及肋柱與基礎(chǔ)連接處為反力支點(diǎn)。肋柱的彎矩、剪力及拉桿拉力的計算，應(yīng)根據(jù)拉桿層數(shù)、柱、底與基礎(chǔ)的連接形式確定。肋柱設(shè)計還需考慮肋柱支點(diǎn)的變形，以及在搬運(yùn)、吊裝和施工過程中由于拉桿受力不均勻等非正常荷載情況，在肋柱的內(nèi)、外側(cè)配置受力鋼筋。肋柱式錨定板擋土墻的墻面板可按兩端簡支的受彎構(gòu)件計算，其計算跨度為凈跨加板與肋柱的搭接長度，搭接長度不得小于10cm。墻面板的計算荷載為與墻面板位置相應(yīng)的壓力圖中的最大值，按均布荷載計算6.2擋土墻無肋柱式錨定板擋土墻的墻面板，可采用鋼筋混凝土矩形板、十字形板、六邊形板。當(dāng)一塊墻面板上連接一根拉桿時，其內(nèi)力與配筋，可按單支點(diǎn)雙懸臂計算。拉桿長度應(yīng)滿足墻的整體穩(wěn)定性要求，且最下一排拉桿的長度應(yīng)置于主動土壓力破裂面以外不小于3.5倍錨定板高度。路肩墻最上一排拉桿長度，應(yīng)大于另一側(cè)軌枕端頭。拉桿直徑應(yīng)根據(jù)拉桿設(shè)計拉力及所選用鋼材的容許應(yīng)力計算，且不宜小于22mm。螺絲端桿（包括螺紋、螺母、墊板及焊接）均應(yīng)按拉桿等強(qiáng)度設(shè)計。6.2擋土墻2、錨定板擋土墻的構(gòu)造要求錨定板擋土墻可根據(jù)地形采用單級或雙級，單級錨定板擋土墻的高度通常不宜大于6m，雙級墻的總高度不宜大于10m。分級設(shè)計時，上、下兩級墻之間應(yīng)設(shè)置平臺，平臺寬度一般不宜小于2.0m。為了減少因上級墻肋柱下沉對下級墻拉桿的影響，上級墻肋柱與下級墻肋柱沿路線方向的位置應(yīng)該相互錯開。肋柱式錨定板擋土墻的肋柱間距宜為2~2.5m。6.2擋土墻錨定板擋土墻墻后填料應(yīng)采用砂類土（粉砂除外）、礫石類土、碎石類土，也可采用符合規(guī)定的細(xì)粒土，但路基頂面應(yīng)采取防、排水措施，設(shè)置柔性封閉層；不得采用膨脹土、鹽漬土，嚴(yán)禁采用有腐蝕作用的酸性土和有機(jī)質(zhì)土。擋土墻墻背底部至墻頂以下0.5m范圍內(nèi)，填筑不小于0.3m厚的滲水性材料或用無砂混凝土板、土工織物作為反濾層，并應(yīng)采取排水措施。6.2擋土墻面板、肋柱、及錨定板等鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C30，拉桿、螺絲端桿宜選用可焊性和延伸性良好的鋼材，也可采用45SiMnV精軋螺紋鋼材作為拉桿，拉桿應(yīng)作防銹處理。肋柱與錨定板均應(yīng)預(yù)留拉桿孔洞。肋柱不得前傾，應(yīng)適當(dāng)向填土一側(cè)傾斜，其仰斜度宜為20：1。錨定板可采用鋼筋混凝土板，肋柱式錨定板面積不應(yīng)小于0.5m2

，無肋柱式錨定板面積不應(yīng)小于0.2m2

?；A(chǔ)應(yīng)采用C20混凝土，厚度不小于50cm。無肋柱式錨定板墻可采用混凝土條形基礎(chǔ)，肋柱式墻的基礎(chǔ)可采用混凝土條形基礎(chǔ)、杯座式基礎(chǔ)等。6.2擋土墻五、卸荷板擋土墻卸荷板式擋土墻是折線型重力式擋土墻的墻背在適當(dāng)高度處，安裝一定長度的水平鋼筋混凝土板，這個板將墻后填料分為上下兩部分，上部分的填料可作為墻身重量、而下部分由于該板的隔開，下墻土壓力大大減小，故稱該板為卸荷板。由于卸荷板的影響，這種結(jié)構(gòu)的圬工量較重力式節(jié)省30%左右，因而可節(jié)省工程投資。卸荷板擋土墻根據(jù)卸荷板長度的不同分為長卸荷板式擋土墻和短卸荷板式擋土墻兩種。6.2擋土墻長卸荷板是指卸荷板的末端D點(diǎn)超過下墻的破裂面，因卸荷板較長，荷載較大，這種墻下墻的土壓力很小，而卸荷板上的壓重較大，產(chǎn)生的彎矩也很大，雖然對擋土墻的整體穩(wěn)定有利，但常常引起較大的負(fù)偏心、墻踵應(yīng)力增大、墻面的計算截面反而增大。同時由于B處的彎矩較大，所用鋼筋及混凝土均較多。短卸荷板則是指卸荷板的末端D點(diǎn)在破裂面內(nèi)。由于卸荷板的長度較短，適當(dāng)加大了下墻的土壓力，加上卸荷板長度不受破裂位置的控制，可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整，能在設(shè)計時進(jìn)行優(yōu)化使偏心矩趨于零，這樣不僅增強(qiáng)了墻身的穩(wěn)定性，而且還能使地基應(yīng)力分布均勻，從而大大減小墻身截面積。6.2擋土墻6.2擋土墻1、卸荷板擋土墻的設(shè)計與計算作用在墻背上的主動土壓力可按庫侖理論計算，其中上墻可按第二破裂面法計算，下墻可按力多邊形法計算，土壓應(yīng)力可簡化為矩形分布，作用點(diǎn)為下墻墻高的1/2處（圖6-48）。6.2擋土墻計算作用于短卸荷板上的豎向壓力時，可先計算第二破裂面上的豎向分力，短卸荷板承受其懸臂長度相應(yīng)部分的土壓應(yīng)力的豎向投影；再計算二裂面以下的土體重量，兩者疊加則為短卸荷板的豎向壓力，并在板上均勻分布。6.2擋土墻上墻和下墻之間墻身截面變化處應(yīng)按圖6-50中標(biāo)出位置進(jìn)行截面檢算。上墻墻背水平土壓力可按實(shí)際墻背上庫侖主動土壓力乘以1.4的修正系數(shù)計算；豎向土壓力可不乘修正系數(shù)。6.2擋土墻短卸荷板長度和截面尺寸應(yīng)通過計算確定，使下墻基底應(yīng)力分布均勻，同時滿足強(qiáng)度檢算要求。其插入端長度宜控制在上墻底寬的1/2~2/3配筋設(shè)計可按懸臂梁結(jié)構(gòu)計算。6.2擋土墻2、卸荷板擋土墻的構(gòu)造要求卸荷板式擋土墻適用于一般地區(qū)地基承載力較高的路肩地段，墻高宜為6m~12m。卸荷板式擋土墻由上墻、下墻和卸荷板組成，上墻與下墻高度比宜為4：6。墻身可采用混凝土或鋼筋混凝土，卸荷板應(yīng)采用鋼筋混凝土，其受力鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。卸荷板與上墻墻體的接觸面上，沿縱向每隔30cm~40cm插入長度為35cm的短鋼筋。卸荷板插入部分應(yīng)墊20cm厚的混凝土墊板，墊板設(shè)構(gòu)造鋼筋。6.2擋土墻6.3.1土釘墻土釘墻是在原位土體（天然邊坡或開挖形成）中安置鋼筋等高強(qiáng)度加筋桿件使土體的力學(xué)性能得以改善，從而提高原位巖土體的強(qiáng)度，使被加固土體形成了性質(zhì)與原來大為不同的復(fù)合材料，并與噴射混凝土護(hù)面板相結(jié)合，形成一個類似重力式的擋土墻，以此抵抗墻后傳來的土壓力和其他作用力，從而使得挖方坡面穩(wěn)定。土釘墻由被加固巖土體、放置在土中的土釘體和護(hù)面板組成，如圖6-51所示。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)6.3其他支擋結(jié)構(gòu)土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動受力，通過其受拉作用對土體進(jìn)行加固。而土釘間土體的變形則由護(hù)面板予以約束。這樣土釘與土共同作用，增強(qiáng)土體自身穩(wěn)定性，為主動制約機(jī)制的支擋結(jié)構(gòu)。復(fù)合土體不僅有效地提高了土體整體剛度，又彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用，土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的潛力得到了充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞形態(tài)，顯著提高了整體穩(wěn)定性。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)土釘墻與加筋土擋土墻相比，二者均是通過土體的微小變形使拉筋受力而工作，通過土體與拉筋之間的粘結(jié)、摩擦作用提供抗拔力，從而使加筋區(qū)的土體穩(wěn)定，并承受其后的側(cè)向土壓力，起類似重力式擋土墻的作用。但土釘用于原狀土中的挖方工程，而加筋土用于填方工程中；土釘多用金屬桿件，通過砂漿同土接觸而起作用，加筋筋材多用土工合成材料或鋼筋混凝土，筋材直接同土接觸而起作用；施工時，加筋土擋土墻自下而上依次安裝墻面板、鋪設(shè)拉筋、回填壓實(shí)逐層施工，而土釘墻則是隨著邊坡的開挖自上而下分級施工。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)土釘墻與錨桿擋土墻相比，土釘可視為小尺寸的被動式錨桿，兩者的差異主要表現(xiàn)在以下幾個方面：土釘一般要求土體產(chǎn)生小量位移，從而使土釘與土體之間的摩阻力得以充分發(fā)展，而錨桿擋土墻應(yīng)設(shè)法防止產(chǎn)生位移；錨桿的密度小，而土釘密度大，靠土釘?shù)南嗷プ饔眯纬蓮?fù)合整體；錨桿擋土墻將庫侖破裂面前的主動區(qū)作為荷載，通過錨桿傳至破裂面后的穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，而土釘墻是在土釘?shù)淖饔孟掳褲撛谄屏衙媲暗闹鲃訁^(qū)的復(fù)合土體視為具有自撐能力的穩(wěn)定土。可見，如果僅加固挖方邊坡，則土釘墻是合適的；如果墻后土體和深部土體穩(wěn)定性有問題時，則用錨桿擋土墻比較合適。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)一、土釘墻的設(shè)計與計算土釘墻應(yīng)進(jìn)行外部穩(wěn)定性和內(nèi)部穩(wěn)定性檢算。外部穩(wěn)定性檢算應(yīng)包括抗傾覆、抗水平滑動、外部整體穩(wěn)定性及基底承載力檢算。內(nèi)部穩(wěn)定性檢算應(yīng)包括土釘?shù)目估?、抗拔和?nèi)部整體穩(wěn)定性檢算6.3其他支擋結(jié)構(gòu)1、作用于土釘墻墻面板的土壓應(yīng)力分布如圖6-52所示，土壓應(yīng)力根據(jù)墻背計算點(diǎn)至墻頂?shù)木嚯x按式（6-90）和式（6-91）計算。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)

（6-90）

（6-91）當(dāng)hi≤H/3時當(dāng)hi>H/3時土釘墻潛在破裂面可采用簡化滑面或圓弧滑面。采用簡化滑面時，潛在破裂面距墻面的距離可按式（6-92）和式（6-93）計算。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)

（6-92）當(dāng)hi≤H/2時當(dāng)hi>H/2時

（6-93）土釘長度應(yīng)包括非錨固長度和有效錨固長度，非錨固長度應(yīng)根據(jù)墻面與土釘潛在破裂面的實(shí)際距離確定；有效錨固長度應(yīng)根據(jù)土釘內(nèi)部穩(wěn)定性檢算確定。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)2、土釘拉力應(yīng)按式（6-94）計算。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)

（6-94）式中，Ei—第i層土釘拉力；

Sx—土釘之間的水平間距；

Sy—土釘之間的垂直間距；β—土釘與水平面的夾角。

（6-94）

6.3其他支擋結(jié)構(gòu)

（6-95）

（6-96）（6-97）（3）土釘墻的內(nèi)部整體穩(wěn)定性應(yīng)符合式（6-98）的規(guī)定。6.3其他支擋結(jié)構(gòu)（6-98）

（4）