1、第三章第三章 擋土墻計算與設(shè)計擋土墻計算與設(shè)計3.1 3.1 概概 述述一、擋土墻各部分名稱一、擋土墻各部分名稱1.1.靠回填土或山體一側(cè)面稱靠回填土或山體一側(cè)面稱墻背墻背2.2.外露的一側(cè)面稱墻面外露的一側(cè)面稱墻面( (也稱也稱墻胸墻胸) )3.3.墻的頂面部分稱為墻的頂面部分稱為墻項墻項4.4.墻的底面部分稱為基底或墻的底面部分稱為基底或墻底墻底5.5.墻面與墻底的交線稱為墻面與墻底的交線稱為墻趾墻趾6.6.墻背與墻底的交線稱墻背與墻底的交線稱墻踵墻踵7.7.墻背與鉛垂線的夾角稱墻背與鉛垂線的夾角稱墻背傾角墻背傾角3.1 3.1 概概 述述二、擋土墻分類及使用條件二、擋土墻分類及使用條件（

2、一）擋土墻的分類（一）擋土墻的分類1 1、按設(shè)置的位置按設(shè)置的位置: :路塹墻、路堤墻、路肩墻、山坡墻路塹墻、路堤墻、路肩墻、山坡墻2 2、按結(jié)構(gòu)型式按結(jié)構(gòu)型式: :重力式、錨定式、薄壁式、加筋土擋土。重力式、錨定式、薄壁式、加筋土擋土。3 3、按墻體材料、按墻體材料: :石砌、混凝土、鋼筋混凝土、鋼板擋土墻石砌、混凝土、鋼筋混凝土、鋼板擋土墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類路塹墻路塹墻路塹:低于原地面的挖方路基按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類路塹墻路塹墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類路塹墻路塹墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類p設(shè)置在高填土路堤或設(shè)置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。陡坡路堤的下方。p收縮路堤

3、坡腳收縮路堤坡腳, ,減少填減少填方數(shù)量方數(shù)量, ,減少拆遷或占減少拆遷或占地面積。地面積。路堤墻路堤墻路堤:高于地面的填方路基按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類路堤墻路堤墻路堤墻路堤墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類p設(shè)置在路肩部位設(shè)置在路肩部位, ,墻頂墻頂不應(yīng)占據(jù)硬路肩、行不應(yīng)占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基車道及路緣帶的路基寬度范圍。寬度范圍。p收縮坡角。收縮坡角。路肩墻路肩墻路肩:位于車行道外緣至路基邊緣。按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類路肩墻路肩墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類p沿河路堤、在傍水一沿河路堤、在傍水一側(cè)設(shè)置。側(cè)設(shè)置。p可以防止水流對路基可以防止水流對路基的沖刷和侵蝕的沖刷和侵蝕, ,

4、也是減也是減少壓縮河床的有效措少壓縮河床的有效措施之一。施之一。浸水擋土墻浸水擋土墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類浸水擋土墻浸水擋土墻按設(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類p設(shè)置在路塹或路堤上設(shè)置在路塹或路堤上方。方。p用于支撐山坡上可能用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層、破碎坍滑的覆蓋層、破碎巖層或山體滑坡。巖層或山體滑坡。山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂Π丛O(shè)置位置分類按設(shè)置位置分類正在施工的山坡?lián)跬翂φ谑┕さ纳狡聯(lián)跬翂Π唇Y(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類p依靠依靠墻身自重承受土墻身自重承受土壓力來維持壓力來維持穩(wěn)定。穩(wěn)定。p多用漿砌片（塊）石砌筑多用漿砌片（塊）石砌筑, ,缺乏缺乏石料地區(qū)也可用混凝土。石料地區(qū)也可用混凝土

5、。p形式簡單形式簡單, ,施工方便施工方便, ,取材容易。取材容易。p圬工數(shù)量較大圬工數(shù)量較大, ,對地基的承載能對地基的承載能力要求較高。力要求較高。p適用于低墻、地質(zhì)情況較好有石適用于低墻、地質(zhì)情況較好有石料的地區(qū)。料的地區(qū)。重力式擋土墻重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類重力式擋土墻重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類重力式擋土墻重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類重力式擋土墻重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類重力式擋土墻重力式擋土墻(景觀景觀)按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類重力式擋土墻重力式擋土墻(景觀景觀)按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類p增加了衡重臺以上填土重量來維持墻

6、身的穩(wěn)定性;p節(jié)省了部分墻身的圬工;p增大了抗傾和抗滑能力;p減小了作用于墻背的土壓力;p適用于陡山坡的路肩墻、路堤墻和路塹墻。衡重式擋土墻衡重式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類p用混凝土灌注,在墻背設(shè)少量鋼筋;p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);半重力式擋土墻半重力式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨定式擋土墻錨定式擋土墻包括包括錨桿式錨桿式和和錨碇板式錨碇板式兩種兩種按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻p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錨桿的抗拉

7、力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻p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。p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。p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。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨碇板式錨碇板式擋土墻擋土墻p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)。p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

8、持墻的穩(wěn)定。p適用于缺乏石料,大型填方工程。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類錨定板式擋土墻錨定板式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類相同點(diǎn)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墻基本相同, ,都是依靠鋼拉桿的抗拔力來保持墻身的穩(wěn)定。都是依靠鋼拉桿的抗拔力來保持墻身的穩(wěn)定。主要區(qū)別主要區(qū)別: :p 錨桿擋土墻的錨桿系插入穩(wěn)定地層的錨桿擋土墻的錨桿系插入穩(wěn)定地層的鉆孔鉆孔中中, ,抗拔力來源抗拔力來源于于灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度, ,而錨定板擋土墻而錨定板擋土墻的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設(shè)

9、在的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設(shè)在人工填土人工填土當(dāng)中當(dāng)中, ,抗拔抗拔力主要來源于力主要來源于錨定板前的填土的被動抗力錨定板前的填土的被動抗力。p 錨定板式將錨桿換為拉桿錨定板式將錨桿換為拉桿, ,在其土中的末端連上錨定板。在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹它不適于路塹, ,路堤施工容易實現(xiàn)。路堤施工容易實現(xiàn)。錨桿式擋土墻與錨定板式擋土墻錨桿式擋土墻與錨定板式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類加筋土擋土墻加筋土擋土墻p 依靠拉筋與填料間的依靠拉筋與填料間的摩擦摩擦力力來抵抗側(cè)向土壓力。來抵抗側(cè)向土壓力。p 加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu)構(gòu), ,對地基變形適應(yīng)性大對地基變形

10、適應(yīng)性大, ,建筑高度大建筑高度大, ,具有省工、具有省工、省料、施工方便、快速等省料、施工方便、快速等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn), ,適用于填土路基適用于填土路基（路肩墻與路堤墻）。（路肩墻與路堤墻）。是填土、拉筋、面板三者的結(jié)合體。是填土、拉筋、面板三者的結(jié)合體。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類加筋土擋土墻加筋土擋土墻 失穩(wěn)的加筋土擋土墻失穩(wěn)的加筋土擋土墻 按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類薄壁式擋土墻薄壁式擋土墻 包括懸臂式和扶壁式兩種形式包括懸臂式和扶壁式兩種形式。 需耗用一

11、定數(shù)量的鋼材和水泥需耗用一定數(shù)量的鋼材和水泥, ,特別是墻高特別是墻高較大時較大時, ,鋼材用量急劇增加鋼材用量急劇增加, ,影響其經(jīng)濟(jì)性影響其經(jīng)濟(jì)性能。能。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻p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。p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。p適用于石料缺乏,地基承載力低地區(qū),墻高不易6m。懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻p扶壁式擋土墻由墻面板(立壁)、墻趾板、墻踵板

12、及扶肋(扶壁)組成。p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。p適用于石料缺乏地區(qū),擋土墻高大于6m,較懸臂式經(jīng)濟(jì)。按結(jié)構(gòu)型式分類按結(jié)構(gòu)型式分類扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計v1、墻背的傾斜形式墻背的傾斜形式 根據(jù)地形和施工等條件選擇根據(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。根據(jù)其墻背的坡度分為仰斜、垂直、俯斜三種。土壓力土壓力:仰仰直直俯俯A A、B B多用于路肩多用于路肩墻、路堤墻等填墻、路堤墻等填方路基方路基; ;C C多用于路塹墻等多用于路塹墻等挖方路基挖方路基一、重力

13、式擋土墻體型的選擇和構(gòu)造措施一、重力式擋土墻體型的選擇和構(gòu)造措施3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計v2、墻面坡度的選擇墻面坡度的選擇 地坡陡地坡陡,墻面直立墻面直立; 地坡平坦地坡平坦,墻面平坦墻面平坦v3、基底逆坡的選擇基底逆坡的選擇 抗滑穩(wěn)定性不滿足設(shè)逆坡抗滑穩(wěn)定性不滿足設(shè)逆坡 土質(zhì)地基上土質(zhì)地基上n:1=0.1:1 巖石地基上巖石地基上n:1=0.2:1v4、墻趾臺階和頂寬度墻趾臺階和頂寬度 墻趾墻趾 a:b=1:2 ,a200 頂寬頂寬a一般不小于一般不小于0.5m.3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計n5.5.墻后排水措施墻后排水措施擋土墻后填土由于雨擋土墻

14、后填土由于雨水入滲水入滲, ,抗剪強(qiáng)度降低抗剪強(qiáng)度降低, ,土壓力增大土壓力增大, ,同時產(chǎn)生同時產(chǎn)生水壓力水壓力, ,對擋土墻穩(wěn)定對擋土墻穩(wěn)定不利不利, ,因此擋土墻應(yīng)設(shè)因此擋土墻應(yīng)設(shè)置很好的排水措施置很好的排水措施, ,增增加其穩(wěn)定性加其穩(wěn)定性泄水孔泄水孔粘土夯實粘土夯實濾水層濾水層泄水孔泄水孔粘土夯實粘土夯實粘土夯實粘土夯實 截水溝截水溝漿砌塊漿砌塊( (片片) )石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔( (圖圖a)a)。墻高時。墻高時, ,可在墻上部加設(shè)一排瀉水孔可在墻上部加設(shè)一排瀉水孔( (圖圖b)b) 。孔眼間距一般為?？籽坶g距一般為2 23m3m,

15、,對于浸對于浸水擋土墻間距為水擋土墻間距為1.01.01.5m1.5m, ,干旱地區(qū)可適當(dāng)加大干旱地區(qū)可適當(dāng)加大, ,孔眼上下錯開布孔眼上下錯開布置。下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位置。下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位0.3m;0.3m;為防止水分滲入地基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)下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm30cm厚的粘厚的粘土隔水層。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

16、應(yīng)在最低一排泄水孔至墻頂以下孔至墻頂以下0.5m0.5m的范圍內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于的范圍內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于0.3m0.3m的砂卵石排水層的砂卵石排水層( (圖圖c) c) 3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料, ,例如砂土、礫石、碎石例如砂土、礫石、碎石等等, ,若采用粘土若采用粘土, ,應(yīng)混入一定量的塊石應(yīng)混入一定量的塊石, ,增大透水性和抗剪強(qiáng)增大透水性和抗剪強(qiáng)度度, ,墻后填土應(yīng)分層夯實墻后填土應(yīng)分層夯實n6.6.填土質(zhì)量要求填土質(zhì)量要求3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計7 7、沉降縫與伸縮縫、沉降縫與伸縮縫

17、: :為適應(yīng)擋土墻的不同沉降為適應(yīng)擋土墻的不同沉降, ,地基性狀、擋土墻高度和截面變化地基性狀、擋土墻高度和截面變化處應(yīng)設(shè)置沉降縫。處應(yīng)設(shè)置沉降縫。設(shè)計時設(shè)計時, ,一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置, ,沿路線方向每隔沿路線方向每隔101015m15m設(shè)置一道設(shè)置一道, ,兼起兩者的作用兼起兩者的作用, ,縫寬縫寬2 23cm3cm, ,縫內(nèi)一般可用膠泥縫內(nèi)一般可用膠泥填塞填塞, ,但在滲水量大但在滲水量大, ,填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū)填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū), ,則宜用瀝則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料, ,沿內(nèi)

18、、外、頂三沿內(nèi)、外、頂三方填塞方填塞, ,填深不宜小于填深不宜小于0.15m0.15m, ,當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時, ,可設(shè)置空縫。可設(shè)置空縫。 3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計 作用在擋土墻上的力:自重自重土壓力（水壓力）土壓力（水壓力）地基反力地基反力摩擦力摩擦力二、擋土墻計算二、擋土墻計算3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計n1.1.穩(wěn)定性驗算穩(wěn)定性驗算: :抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定n2.2.地基承載力驗算地基承載力驗算擋土墻計算內(nèi)容擋土墻計算內(nèi)容n3.3.墻身強(qiáng)度驗算墻身強(qiáng)度驗算1 1、抗傾覆穩(wěn)定驗算、抗傾覆穩(wěn)定驗算zfEaEazEaxGaa0d6 . 10faxfaztzExEGxK抗傾覆穩(wěn)定條件抗傾覆穩(wěn)定條件)cos(daaazEE)sin(daaaxEEacotzbxf0tanabzzf擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆點(diǎn)向外傾覆Ox0 xfbz3.2 3.2 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土墻設(shè)計2 2、抗滑穩(wěn)定驗算、抗滑穩(wěn)定驗算3 . 1)(tatannsGEE