擋土墻設(shè)計與計算

1、第三章 擋土墻計算與設(shè)計,一、擋土墻各部分名稱,1.靠回填土或山體一側(cè)面稱墻背 2.外露的一側(cè)面稱墻面(也稱墻胸) 3.墻的頂面部分稱為墻項 4.墻的底面部分稱為基底或墻底 5.墻面與墻底的交線稱為墻趾 6.墻背與墻底的交線稱墻踵 7.墻背與鉛垂線的夾角稱墻背傾角,二、擋土墻分類及使用條件,（一）擋土墻的分類 1、按設(shè)置的位置： 路塹墻、路堤墻、路肩墻、山坡墻 2、按結(jié)構(gòu)型式： 重力式、錨定式、薄壁式、加筋土擋土。 3、按墻體材料： 石砌、混凝土、鋼筋混凝土、鋼板擋土墻,路塹墻,路塹：低于原地面的挖方路基,路塹墻,路塹墻,設(shè)置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。 收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷

2、或占地面積。,路堤墻,路堤：高于地面的填方路基,路堤墻,路堤墻,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。,路肩墻,路肩：位于車行道外緣至路基邊緣。,路肩墻,沿河路堤、在傍水一側(cè)設(shè)置。 可以防止水流對路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床的有效措施之一。,浸水擋土墻,浸水擋土墻,設(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。,山坡?lián)跬翂?正在施工的山坡?lián)跬翂?依靠墻身自重承受土壓力來維持穩(wěn)定。 多用漿砌片（塊）石砌筑，缺乏石料地區(qū)也可用混凝土。 形式簡單，施工方便，取材容易。 圬工數(shù)量較大，對地基的承載能力要求較高。 適用于低墻、地

3、質(zhì)情況較好有石料的地區(qū)。,重力式擋土墻,重力式擋土墻,重力式擋土墻,重力式擋土墻,重力式擋土墻(景觀),重力式擋土墻(景觀),增加了衡重臺以上填土重量來維持墻身的穩(wěn)定性； 節(jié)省了部分墻身的圬工； 增大了抗傾和抗滑能力； 減小了作用于墻背的土壓力； 適用于陡山坡的路肩墻、路堤墻和路塹墻。,衡重式擋土墻,用混凝土灌注，在墻背設(shè)少量鋼筋； 墻趾展寬，或在基底設(shè)凸榫，以減薄墻身，節(jié)省圬工適用于地基承載力低，缺乏石料地區(qū)；,半重力式擋土墻,錨定式擋土墻,包括錨桿式和錨碇板式兩種,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和擋土板構(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

4、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12m，缺乏石料或挖基困難地區(qū)，具有錨固條件的路塹擋墻。,錨桿式擋土墻,錨桿式擋土墻,錨碇板式擋土墻,錨碇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)的錨碇板的抗拔力來抵抗側(cè)向土壓力，保持墻的穩(wěn)定。 適用于缺乏石料，大型填方工程。,錨定板式擋土墻,相同點：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

5、拔力來保持墻身的穩(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，抗拔力來源于灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強度，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，抗拔力主要來源于錨定板前的填土的被動抗力。 錨定板式將錨桿換為拉桿，在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹，路堤施工容易實現(xiàn)。,錨桿式擋土墻與錨定板式擋土墻,加筋土擋土墻,依靠拉筋與填料間的摩擦力來抵抗側(cè)向土壓力。 加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu)，對地基變形適應(yīng)性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點，適用于填土路基（路肩墻與路堤墻）。,是填土、拉筋、面板三者的結(jié)合體。,加筋土擋土墻,失穩(wěn)的加筋土擋土墻,薄

6、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，鋼材用量急劇增加，影響其經(jīng)濟(jì)性能。,懸臂式擋土墻,懸臂式擋土墻是由立壁(墻面板)和墻底板(包括墻趾板和墻踵板)組成，呈倒“T”字形，具有三個懸臂，即立壁、墻趾板和墻踵板。 主要依靠墻踵板上的填土質(zhì)量來保證，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。 適用于石料缺乏，地基承載力低地區(qū)，墻高不易6m。,懸臂式擋土墻,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。 適用于

7、石料缺乏地區(qū)，擋土墻高大于6m，較懸臂式經(jīng)濟(jì)。,扶壁式擋土墻,1、墻背的傾斜形式 根據(jù)地形和施工等條件選擇,根據(jù)其墻背的坡度分為仰斜、垂直、俯斜三種。 土壓力：仰直俯,A、B多用于路肩墻、路堤墻等填方路基； C多用于路塹墻等挖方路基,一、重力式擋土墻體型的選擇和構(gòu)造措施,2、墻面坡度的選擇 地坡陡，墻面直立； 地坡平坦，墻面平坦 3、基底逆坡的選擇 抗滑穩(wěn)定性不滿足設(shè)逆坡 土質(zhì)地基上n:1=0.1:1 巖石地基上n:1=0.2:1,4、墻趾臺階和頂寬度 墻趾 a:b=1:2 ,a200 頂寬a一般不小于0.5m.,5.墻后排水措施,擋土墻后填土由于雨水入滲，抗剪強度降低，土壓力增大，同時產(chǎn)生水

8、壓力，對擋土墻穩(wěn)定不利，因此擋土墻應(yīng)設(shè)置很好的排水措施，增加其穩(wěn)定性,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，可在墻上部加設(shè)一排瀉水孔(圖b) ?？籽坶g距一般為23m，對于浸水擋土墻間距為1.01.5m，干旱地區(qū)可適當(dāng)加大，孔眼上下錯開布置。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，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),墻后填土宜選擇透水性較強的填料

9、，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度，墻后填土應(yīng)分層夯實,6.填土質(zhì)量要求,7、沉降縫與伸縮縫： 為適應(yīng)擋土墻的不同沉降，地基性狀、擋土墻高度和截面變化處應(yīng)設(shè)置沉降縫。 設(shè)計時，一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，沿路線方向每隔1015m設(shè)置一道，兼起兩者的作用，縫寬23cm，縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于0.15m，當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時，可設(shè)置空縫。,作用在擋土墻上的力： 自重 土壓力（水壓力） 地基反力 摩擦力,二、擋土墻計算,1.穩(wěn)定性驗算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定,2.地基承載力驗算,擋土墻計算內(nèi)容,3.墻身強度驗算,1、抗傾覆穩(wěn)定驗算,d,抗傾覆穩(wěn)定條件,擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點向外傾覆,2、抗滑穩(wěn)定驗算,抗滑穩(wěn)定條件,擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動,m為基底摩擦系數(shù)，根據(jù)土的類別查表得到,3 、地基承載力驗算,p fa pmax 1.2fa,4、墻身強度驗算,抗壓驗算：,抗剪驗算：,例題：某擋土墻高H為5m，墻背垂直光滑，墻后