第五章

擋土墻設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共37頁(yè)。

第一節(jié)

概述第2頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂Φ淖饔?、種類及用途1、擋土墻的作用支撐天然邊坡或人工填土邊坡，以保持土體穩(wěn)定。公路中主要用于支撐路堤、路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河岸壁等。2、擋土墻的設(shè)置種類及其各自用途P116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)，沿河路堤則可防水流沖刷、減小河床占?jí)郝穳q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)

第3頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂Φ母鞑糠置QP1201、墻面（墻胸）2、墻背（俯斜、仰斜、垂直）有直線形墻背和折線形墻背之分3、墻頂4、墻底（墻趾、墻踵）第4頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂Φ慕Y(jié)構(gòu)類型（一）重力式擋土墻

重力式擋土墻靠自身重力平衡土體，一般型式簡(jiǎn)單、施工方便、圬工量大，對(duì)基礎(chǔ)要求也較高。依據(jù)墻背型式不同，其種類有普通重力式擋墻、不帶衡重臺(tái)的折線墻背式重力擋墻和衡重式擋墻。

衡重式擋墻屬重力式擋墻；衡重臺(tái)上填土使得墻身重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定性；墻胸很陡，下墻背仰斜，可以減小墻的高度和土方開(kāi)挖；但基底面積較小，對(duì)地基要求較高。

第5頁(yè)，共37頁(yè)。（二）錨定式擋土墻

錨定式擋土墻屬于輕型擋土墻，通常包括錨桿式和錨定板式兩種。

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力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。

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)。第6頁(yè)，共37頁(yè)。（三）薄壁式擋墻

薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。

懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，有三個(gè)懸臂，即立壁、趾板和踵板。當(dāng)墻身較高時(shí)，可沿墻長(zhǎng)一定距離立肋板（即扶壁）聯(lián)結(jié)立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋墻；老路加固時(shí)，考慮扶壁難以在踵板側(cè)做，也可考慮將其做在趾板側(cè)，同樣可以發(fā)揮作用，但須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算確定。第7頁(yè)，共37頁(yè)。（四）加筋土擋土墻

加筋土擋土墻是由填土、填土中的拉筋條以及墻面板等三部分組成，它是通過(guò)填土與拉筋間的摩擦作用把土的側(cè)壓力削減到土體中起到穩(wěn)定土體作用的。

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，建筑高度也可很大，適用于填土路基；但須考慮其擋板后填土的滲水穩(wěn)定及地基變形對(duì)其的影響，需要通過(guò)計(jì)算分析選用。第8頁(yè)，共37頁(yè)。（五）其它擋土墻

柱板式擋土墻（沿河路堤及基坑開(kāi)挖中常用）

樁板式擋土墻（基坑開(kāi)挖及抗洪中使用）

垛式擋土墻（又稱為框架式擋土墻）等等第9頁(yè)，共37頁(yè)。

第二節(jié)

擋土墻土壓力計(jì)算第10頁(yè)，共37頁(yè)?！糇饔迷趽跬翂ι系牧ο?、主要力系（經(jīng)常作用在擋土墻上的各種力）：擋土墻自重及位于墻上的衡載墻后土體的主動(dòng)土壓力（包括超載）基底的支撐力與摩阻力墻前土體的被動(dòng)土壓力浸水墻的常水位靜水壓力及浮力2、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3、特殊力偶然出現(xiàn)的力，如地震力、水面物撞擊力等第11頁(yè)，共37頁(yè)。?一般地區(qū)，擋土墻設(shè)計(jì)僅考慮主要力系，在浸水地區(qū)應(yīng)考慮附加力，地震地區(qū)還應(yīng)考慮地震對(duì)擋土墻的影響，按最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。第12頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂?kù)侖土壓力理論

擋土墻土壓力計(jì)算時(shí)應(yīng)用了庫(kù)侖（Coulomb）土壓力理論，通過(guò)對(duì)墻背后破壞棱體的受力分析，得到土壓力的反力E是破裂角的函數(shù)，即，再求E的極值可以得到主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。1）庫(kù)侖法的適用條件：適應(yīng)墻背傾斜、粗糙，墻后填土不水平。三條假定為：破裂面為平面、填料為砂性土(c=0)、破壞土體為剛體。2)主動(dòng)土壓力為E的極大值，因?yàn)橥镣茐?，土壓力為不穩(wěn)定因素，最大值為最危險(xiǎn)狀態(tài)；被動(dòng)土壓力為E的極小值，因?yàn)閴ν仆?，土壓力為穩(wěn)定因素，最小值為最危險(xiǎn)狀態(tài)。第13頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂ν翂毫紤]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，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)土壓力一般不計(jì)。第14頁(yè)，共37頁(yè)?！粢话銞l件下庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算1、破裂面交于內(nèi)邊坡：第15頁(yè)，共37頁(yè)。2、破裂面交于路基面：1）交于荷載中部2）交于荷載外部3）交于荷載內(nèi)部第16頁(yè)，共37頁(yè)。3、破裂面交于外邊坡：

第17頁(yè)，共37頁(yè)?！舸蟾┙菈Ρ车闹鲃?dòng)土壓力————第二破裂面法土體并不沿墻背滑動(dòng)，而是沿另一滑動(dòng)面滑動(dòng)，這一般是折線形重力墻背、懸臂墻或帶衡重臺(tái)的墻背，其傾角大于第二破裂面的傾角i、且墻背上抗滑力大于下滑力的情況。一般仰斜擋土墻為避免土壓力過(guò)大，很少采用平緩背坡，不易出現(xiàn)>i的情況，不出現(xiàn)第二破裂面；衡重式擋墻的上墻或懸臂式墻，因采用的是假想的墻背，=，只要>i，即存在第二破裂面。（具體求解請(qǐng)自己課后研究）第18頁(yè)，共37頁(yè)。◆折線形墻背的土壓力計(jì)算*第19頁(yè)，共37頁(yè)?！粽承酝镣翂毫τ?jì)算*第20頁(yè)，共37頁(yè)。◆不同土層的土壓力計(jì)算*第21頁(yè)，共37頁(yè)。◆有限范圍填土的土壓力計(jì)算*第22頁(yè)，共37頁(yè)。◆被動(dòng)土壓力計(jì)算*第23頁(yè)，共37頁(yè)?！糗?chē)輛荷載的換算1、換算方法：換算為對(duì)應(yīng)于墻后填料的一定高度的均布土層。2、換算土層高：h=q/其中：墻高H2.0m時(shí)，q=20.0kN/?；墻高H10.0m時(shí)，q=10.0kN/?；墻高H在2.0m~10.0m時(shí)，q內(nèi)插取用第24頁(yè)，共37頁(yè)。

第三節(jié)

擋土墻設(shè)計(jì)第25頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂Σ贾?、在橫斷面圖上進(jìn)行擋土墻位置的選定確定出是路塹墻、路肩墻、路堤墻或浸水擋墻2、在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行擋土墻的縱向布置：1）分段，設(shè)伸縮縫與沉降縫2）考慮始、末位置在路基及其它結(jié)構(gòu)處的銜接3）基礎(chǔ)的縱向布置4）布置泄水孔3、墻身斷面及基礎(chǔ)的橫向布置4、特殊擋墻的平面布置沿河擋墻繞避建筑物擋墻第26頁(yè)，共37頁(yè)。◆擋土墻構(gòu)造（重力式擋墻為例）1、墻身構(gòu)造(P120)（1）墻背仰斜：土壓力小，對(duì)基底前側(cè)的地面橫坡要求高俯斜：土壓力大，穩(wěn)定性及基底土壓力好垂直凸形折線衡重式（2）墻面（3）墻頂（4）護(hù)欄第27頁(yè)，共37頁(yè)。2、基礎(chǔ)（1）基礎(chǔ)類型：取決于基底應(yīng)力大小情況，可有：墻身作基礎(chǔ)、擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)、臺(tái)階基礎(chǔ)、拱形基礎(chǔ)等（2）基礎(chǔ)埋置深度：考慮沖刷線及冰凍深度3、排水設(shè)施（1）地面排水溝（2）泄水孔4、沉降縫與伸縮縫第28頁(yè)，共37頁(yè)。◆擋土墻荷載計(jì)算方法1、荷載劃分及荷載組合(表6-8、6-9）2、荷載抗震驗(yàn)算3、荷載設(shè)計(jì)方法擋土墻設(shè)計(jì)按“分項(xiàng)安全系數(shù)極限狀態(tài)”法進(jìn)行（1）承載力極限狀態(tài)（傾覆失穩(wěn)；墻身或基礎(chǔ)強(qiáng)度不足）極限狀態(tài)分項(xiàng)荷載系數(shù)見(jiàn)表6-11（2）正常使用極限狀態(tài)（外形變形等影響正常使用；裂縫等局部破壞；其它特定狀態(tài)）極限狀態(tài)的分項(xiàng)荷載系數(shù)除Ep取0.5外，其余均取1.0（3）合力偏心距計(jì)算時(shí)的極限狀態(tài)分項(xiàng)荷載系數(shù)取值同正常使用極限狀態(tài)。第29頁(yè)，共37頁(yè)?！魮跬翂Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算1、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算檢查基底在土壓力、自重等作用下的摩阻力抵抗擋土墻滑動(dòng)的能力。（式6-45）2、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

檢查墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的抵抗能力。

驗(yàn)算結(jié)果如果不滿足以上要求，則穩(wěn)定性不夠，須改變墻身斷面尺寸重新核算。第30頁(yè)，共37頁(yè)。◆基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算1、基礎(chǔ)底面的應(yīng)力

p=N/A2、偏心荷載作用

e=B/2-ZN

pmin及pmax的求算3、地基承載抗力值

f=1.1fk

擋土墻的基底應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)地基承載力，同時(shí)，基底合力偏心距也應(yīng)滿足要求，從而避免墻底不均勻沉陷第31頁(yè)，共37頁(yè)?！魤ι斫孛鎻?qiáng)度驗(yàn)算

尋找控制斷面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算

第32頁(yè)，共37頁(yè)?！粼黾訐跬翂Ψ€(wěn)定性的措施1、增加抗滑穩(wěn)定性的方法1）設(shè)置傾斜基底

2）采用凸榫形基礎(chǔ)2、增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法

1）展寬墻趾

2）改變墻面及墻背坡度

3）改變墻身斷面類型第33頁(yè)，共37頁(yè)。◆其它第34頁(yè)，共37頁(yè)。《路基工程》復(fù)習(xí)提綱：

1、公路用土的粒徑界限，分類及其依據(jù)

2、公路自然區(qū)劃的原則，三級(jí)區(qū)劃

3、路基的干濕類型，要求的干濕狀態(tài)，干濕類型

的區(qū)分指標(biāo)

4、路基的凍脹與翻漿

5、路基土的平均稠度

6、路基臨界高度

7、路面的等級(jí)，公路技術(shù)等級(jí)

8、路面的類型，結(jié)構(gòu)層位與功能及對(duì)材料的要求

9、車(chē)輛縱向滑移時(shí)的路面附著系數(shù)及其影響因素

10、路基工作區(qū)第35頁(yè)，共37頁(yè)。11、重復(fù)荷載導(dǎo)致土基的結(jié)果狀況及其主要影響因素

12、路基的主要病害

13、一般路基

14、路堤的橫斷面型式

15、路塹的橫斷面型式

16、一般路基設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容

17、路基的寬度、高度及設(shè)計(jì)標(biāo)高

18、路基土的壓實(shí)度，分層壓實(shí)的作用

19、浸水路堤失穩(wěn)破壞容易發(fā)生的狀態(tài)

20、陡坡上路堤的穩(wěn)定性驗(yàn)算

21、幾種重力式擋墻的特點(diǎn)及其圖形

22、擋土墻的土壓力計(jì)算

23、擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算

24、地表排水的內(nèi)容第36頁(yè)，共37頁(yè)。內(nèi)容梗概第五章

擋土墻設(shè)計(jì)。支撐天然邊坡或人工填土邊坡，以保持土體穩(wěn)定。路堤墻：收縮坡腳，防止邊坡或基底(對(duì)于陡坡路堤)滑。隧道及明洞口擋墻：縮短隧道或明洞口長(zhǎng)度。衡重式擋墻屬重力式擋墻。底面積較小，對(duì)地基要求較高。錨定板式則將錨桿換為拉桿，在其土中的末端連上錨定板。薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。當(dāng)墻身較高時(shí)，可沿墻長(zhǎng)一定距離立肋板（即扶壁）聯(lián)結(jié)立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋墻。