[工學(xué)南大學(xué)路基路面工程課件 6擋土墻設(shè)計(jì)

1、路基路面工程 2011.032011.03主講主講 周建普周建普6.6.擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻設(shè)計(jì)6.1擋土墻概述擋土墻概述6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置6.3擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算6.4重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算6.16.1擋土墻概述擋土墻概述 擋土墻是支撐路基填土或者山坡土體側(cè)壓力、防擋土墻是支撐路基填土或者山坡土體側(cè)壓力、防止邊坡或山坡變形失穩(wěn)的工程構(gòu)造物。廣泛用于支撐止邊坡或山坡變形失穩(wěn)的工程構(gòu)造物。廣泛用于支撐路基邊坡、橋臺(tái)、橋頭引道和隧道洞口等處。路基邊坡、橋臺(tái)、橋頭引道和隧道洞口等處。 擋土墻設(shè)置與否，宜于與其工程方案比較確定擋土墻設(shè)置與否，宜于

2、與其工程方案比較確定l與移改路線位置進(jìn)行比較；與移改路線位置進(jìn)行比較；l與填筑或開挖邊坡相比較；與填筑或開挖邊坡相比較；l與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋、河流、水渠）與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋、河流、水渠）等比較；等比較；l與設(shè)置其他類型的構(gòu)造物（橋、護(hù)墻）等比較。與設(shè)置其他類型的構(gòu)造物（橋、護(hù)墻）等比較。6.1.1 擋土墻的作用擋土墻的作用6.1擋土墻概述擋土墻概述擋土墻設(shè)置地段擋土墻設(shè)置地段l路段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡；路段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡；l 降低路基邊坡高度以減少大量挖、填方量；降低路基邊坡高度以減少大量挖、填方量；l 防止不良地質(zhì)路段邊坡滑坍；防止不良地質(zhì)路段邊坡滑坍；l

3、防止沿河陡坡路段水流沖刷；防止沿河陡坡路段水流沖刷；l 橋梁、隧道與路基的連接地段；橋梁、隧道與路基的連接地段；l 節(jié)約道路用地、減少拆遷或少占農(nóng)田；節(jié)約道路用地、減少拆遷或少占農(nóng)田；l 保護(hù)重要建筑、生態(tài)環(huán)境或其它需要特殊保護(hù)的地段。保護(hù)重要建筑、生態(tài)環(huán)境或其它需要特殊保護(hù)的地段。路肩擋土墻路肩擋土墻路堤擋土墻路堤擋土墻路塹擋土墻路塹擋土墻山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂Γ?）按設(shè)置位置分）按設(shè)置位置分6.1.2 擋土墻的分類擋土墻的分類6.1擋土墻概述擋土墻概述圖圖6-1 擋土墻按位置分類及各部分名稱擋土墻按位置分類及各部分名稱a)路肩擋土墻；路肩擋土墻；b)路堤擋土墻；路堤擋土墻；c)路塹擋土墻；路

4、塹擋土墻；d)山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂Γ?）按照）按照擋土墻的結(jié)構(gòu)形式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式依靠墻的自重支撐土壓力，污工結(jié)構(gòu)。形式簡(jiǎn)單，施工方便依靠墻的自重支撐土壓力，污工結(jié)構(gòu)。形式簡(jiǎn)單，施工方便a、b、e多用于路肩墻、路堤墻；多用于路肩墻、路堤墻；c、d多用于路塹墻多用于路塹墻 重力式擋土重力式擋土墻墻a 豎直式豎直式b b 俯斜式俯斜式c 仰斜式仰斜式d 折線式折線式e 衡重式衡重式圖圖6-2 重力式擋土墻重力式擋土墻6.1擋土墻概述擋土墻概述圖圖6-3 錨桿式擋土墻錨桿式擋土墻 錨定式擋土墻錨定式擋土墻圖圖6-4 錨定板式擋土墻錨定板式擋土墻 6.1擋土墻概述擋土墻概述 薄壁式擋土墻薄壁式擋土墻圖

5、圖6-6 扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻圖圖6-5 懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻6.1擋土墻概述擋土墻概述圖圖6-7 加筋土擋土墻加筋土擋土墻 其他類型的擋土墻其他類型的擋土墻圖圖6-8 土釘擋土墻土釘擋土墻1-土釘；土釘；2-鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)；鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)；3-噴射混凝土面層噴射混凝土面層6.1擋土墻概述擋土墻概述6.1擋土墻概述擋土墻概述圖圖6-9 柱板式擋土墻柱板式擋土墻圖圖6-10 樁板式擋土墻樁板式擋土墻6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置6.2.1 擋土墻的構(gòu)造擋土墻的構(gòu)造墻身墻身墻基礎(chǔ)墻基礎(chǔ)排水設(shè)施排水設(shè)施沉降伸縮縫沉降伸縮縫墻頂墻頂墻面墻面墻背墻背墻底墻底墻趾墻趾墻踵墻踵圖圖6-11 墻身

6、構(gòu)造示意圖墻身構(gòu)造示意圖（1）墻背）墻背 仰斜墻背仰斜墻背 適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。仰斜墻背的坡度適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。仰斜墻背的坡度不宜緩于不宜緩于1：0.3 ，通常在，通常在1：0.151：0.25。衡重式墻衡重式墻 適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻，也可用于路塹墻。上墻俯適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻，也可用于路塹墻。上墻俯斜墻背的坡度斜墻背的坡度1：0.251：0.45，下墻仰斜墻背在，下墻仰斜墻背在1：0.25左右，上下墻的墻高比左右，上下墻的墻高比一般采用一般采用2：3 。凸形折線墻背凸形折線墻背 多用于路塹墻，也可用于路肩墻

7、。上下墻的墻高比一般采用多用于路塹墻，也可用于路肩墻。上下墻的墻高比一般采用2：3 俯斜墻背俯斜墻背 適用于路堤墻、路肩墻。常用適用于路堤墻、路肩墻。常用1：0.151：0.25，不超過，不超過4m的低墻的低墻可用垂直墻背?？捎么怪眽Ρ场Ｆ渌愋蛽跬翂ζ渌愋蛽跬翂?墻背形式可參考有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)墻背形式可參考有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè) 。圖圖6-12 石砌擋土墻斷面形式石砌擋土墻斷面形式6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置墻面一般均為平面，其坡度應(yīng)與墻背坡度相協(xié)調(diào)。墻面坡度直接影響擋土墻的高度。墻面一般均為平面，其坡度應(yīng)與墻背坡度相協(xié)調(diào)。墻面坡度直接影響擋土墻的高度。因此，在地面橫坡較陡時(shí)，

8、墻面坡度一般為因此，在地面橫坡較陡時(shí)，墻面坡度一般為1:0.051:0.051:0.201:0.20，矮墻可采用陡直墻面；，矮墻可采用陡直墻面；地面平緩時(shí)，一般采用地面平緩時(shí)，一般采用1:0.201:0.201:0.351:0.35較為經(jīng)濟(jì)。較為經(jīng)濟(jì)。 （2）墻面）墻面墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不小于墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不小于50cm，干砌不小于，干砌不小于60cm。漿砌路肩墻墻頂一般。漿砌路肩墻墻頂一般宜采用粗石料或混凝土做成頂帽，厚宜采用粗石料或混凝土做成頂帽，厚40cm。如不做頂帽，對(duì)路堤墻和路塹墻，墻頂。如不做頂帽，對(duì)路堤墻和路塹墻，墻頂應(yīng)以大塊石砌筑，并用砂漿勾縫，或用應(yīng)以大塊石砌

9、筑，并用砂漿勾縫，或用5號(hào)砂漿抹平頂面，砂漿厚號(hào)砂漿抹平頂面，砂漿厚2cm。干砌擋土墻。干砌擋土墻墻頂墻頂50cm高度內(nèi)，應(yīng)用高度內(nèi)，應(yīng)用25號(hào)砂漿砌筑，以增加墻身穩(wěn)定。干砌擋土墻的高度一般不號(hào)砂漿砌筑，以增加墻身穩(wěn)定。干砌擋土墻的高度一般不宜大于宜大于6m。 （3）墻頂）墻頂為保證交通安全，在地形險(xiǎn)峻地段，或過高過長(zhǎng)的為保證交通安全，在地形險(xiǎn)峻地段，或過高過長(zhǎng)的路肩墻路肩墻的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。為保的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。為保持土路肩最小寬度，護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離，二、三級(jí)路不小于持土路肩最小寬度，護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離，二、三級(jí)路不小于0.75m，四，四級(jí)路不小于級(jí)路不小于0.5m。（

10、4）護(hù)欄）護(hù)欄6.2擋土墻的構(gòu)造與布擋土墻的構(gòu)造與布置置（5）基礎(chǔ)類型）基礎(chǔ)類型天然地基：大多數(shù)擋土墻都直接修筑天然地基：大多數(shù)擋土墻都直接修筑在天然地基之上。在天然地基之上。擴(kuò)大基礎(chǔ)：當(dāng)?shù)鼗休d力不足，地?cái)U(kuò)大基礎(chǔ)：當(dāng)?shù)鼗休d力不足，地形平坦而墻身較高時(shí)，為了減小基底形平坦而墻身較高時(shí)，為了減小基底壓應(yīng)力和增加抗傾覆穩(wěn)定性，采用擴(kuò)壓應(yīng)力和增加抗傾覆穩(wěn)定性，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。大基礎(chǔ)。 圖圖6-13 基礎(chǔ)類型示意圖基礎(chǔ)類型示意圖a）墻趾或墻踵部分加寬；）墻趾或墻踵部分加寬；b）鋼筋混凝土底板；）鋼筋混凝土底板；c）換填地基；）換填地基；d）臺(tái)階基礎(chǔ)；）臺(tái)階基礎(chǔ)；e）拱形基礎(chǔ)）拱形基礎(chǔ)鋼筋混凝土底板：當(dāng)

11、地基壓應(yīng)力超鋼筋混凝土底板：當(dāng)?shù)鼗鶋簯?yīng)力超過地基承載力過多時(shí)，或需要的加寬過地基承載力過多時(shí)，或需要的加寬值較大，可采用鋼筋混凝土底板。值較大，可采用鋼筋混凝土底板。 臺(tái)階基礎(chǔ)：當(dāng)擋土墻修筑在陡坡上，臺(tái)階基礎(chǔ)：當(dāng)擋土墻修筑在陡坡上，而地基又為完整、穩(wěn)固、對(duì)基礎(chǔ)不產(chǎn)而地基又為完整、穩(wěn)固、對(duì)基礎(chǔ)不產(chǎn)生側(cè)壓力的巖石時(shí)，可設(shè)置臺(tái)階基礎(chǔ)，生側(cè)壓力的巖石時(shí)，可設(shè)置臺(tái)階基礎(chǔ)，以減少基坑開挖和節(jié)省圬工。以減少基坑開挖和節(jié)省圬工。 拱形基礎(chǔ)：如地基有短段缺口拱形基礎(chǔ)：如地基有短段缺口(如如深溝等深溝等)或挖基困難或挖基困難(如需水下施工如需水下施工)，可采用拱形基礎(chǔ)。可采用拱形基礎(chǔ)。6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土

12、墻的構(gòu)造與布置（6）基礎(chǔ)埋置深度）基礎(chǔ)埋置深度 對(duì)于土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求：對(duì)于土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求：l無沖刷時(shí)，應(yīng)在天然地面以下至少無沖刷時(shí)，應(yīng)在天然地面以下至少1m；l有沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線以下至少有沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線以下至少1m；l受凍脹影響時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于受凍脹影響時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于0.25m。當(dāng)凍深超過。當(dāng)凍深超過1m時(shí)，采用時(shí)，采用1.25m，但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)，但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于線以下不少于0.25m。碎石碎石、礫石和砂類地基，不考慮凍脹影響，但基

13、礎(chǔ)埋深不宜小于、礫石和砂類地基，不考慮凍脹影響，但基礎(chǔ)埋深不宜小于1m。對(duì)于巖石地基，應(yīng)清除表面風(fēng)化層，將基底嵌入巖層一定深度。當(dāng)風(fēng)化對(duì)于巖石地基，應(yīng)清除表面風(fēng)化層，將基底嵌入巖層一定深度。當(dāng)風(fēng)化層較厚難以全部清除時(shí)，可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其容許承載力將基底埋層較厚難以全部清除時(shí)，可根據(jù)地基的風(fēng)化程度及其容許承載力將基底埋入風(fēng)化層中。入風(fēng)化層中。 當(dāng)擋土墻位于地質(zhì)不良地段，地基土內(nèi)可能出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基當(dāng)擋土墻位于地質(zhì)不良地段，地基土內(nèi)可能出現(xiàn)滑動(dòng)面時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下，或采用其它措施，以防抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算，將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下，或采用其它措施，以

14、防止擋土墻滑動(dòng)。止擋土墻滑動(dòng)。6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置（7）排水設(shè)施）排水設(shè)施地面排水地面排水l 截水溝：路塹墻和山坡墻上方必須設(shè)置截水溝，以攔截流向擋土截水溝：路塹墻和山坡墻上方必須設(shè)置截水溝，以攔截流向擋土墻的地表水；墻的地表水；l 夯實(shí)回填土頂面和地表松土；夯實(shí)回填土頂面和地表松土；l 夯實(shí)墻前回填土和加固邊溝。夯實(shí)墻前回填土和加固邊溝。墻身排水墻身排水圖圖6-14 擋土墻排水設(shè)施示意圖擋土墻排水設(shè)施示意圖6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置l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)。l墻高時(shí)，可在墻上部加

15、設(shè)一排匯水孔墻高時(shí)，可在墻上部加設(shè)一排匯水孔(圖圖b) 。l孔眼間距一般為孔眼間距一般為23m，對(duì)于浸水擋土墻孔眼間距一般，對(duì)于浸水擋土墻孔眼間距一般1.01.5m。l下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位0.3m；l為防止水分滲入地基，泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)為防止水分滲入地基，泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm厚的粘土隔水厚的粘土隔水 層。層。l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。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。l當(dāng)墻背填土透水性不良或可能發(fā)生凍脹時(shí)，應(yīng)在最低一排泄水孔至墻頂當(dāng)墻背填土透水性不良或可能發(fā)生凍脹時(shí)，應(yīng)

16、在最低一排泄水孔至墻頂以下以下0.5m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0.3m的砂卵石排水層的砂卵石排水層(圖圖c) （8）沉降伸縮縫）沉降伸縮縫l為防止因地基不均勻沉降而引起墻身開裂，應(yīng)設(shè)置沉降縫。為防止因地基不均勻沉降而引起墻身開裂，應(yīng)設(shè)置沉降縫。l為減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化而引起的裂縫，應(yīng)設(shè)置收縮縫。為減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化而引起的裂縫，應(yīng)設(shè)置收縮縫。l一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，沿路線方向間距一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，沿路線方向間距1015m，縫寬，縫寬23cm。6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置6.2.2擋土墻的布置擋土墻的布置（1）擋土墻

17、位置的選定）擋土墻位置的選定 l 路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁；路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁；l 山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；l 當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí)，應(yīng)優(yōu)先當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用路肩墻；選用路肩墻；l 若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，而且基礎(chǔ)可靠時(shí)，宜選用若路堤墻的高度或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，而且基礎(chǔ)可靠時(shí)，宜選用路堤墻；路堤墻；l 沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢，沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢，不致擠

18、壓河道而引起局部沖刷。不致擠壓河道而引起局部沖刷。（2）擋土墻的橫向布置）擋土墻的橫向布置l在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式變異處，其它必須樁號(hào)處進(jìn)行。在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式變異處，其它必須樁號(hào)處進(jìn)行。l根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)施，并繪制橫套用標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)施，并繪制橫斷面圖。斷面圖。 6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置（3）擋土墻的縱向布置）擋土墻的縱向布置（4）平面布置

19、）平面布置 個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河曲線擋土墻，應(yīng)作平面布置，繪制平面圖，標(biāo)個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河曲線擋土墻，應(yīng)作平面布置，繪制平面圖，標(biāo)明擋土墻與路線的平面位置及附近地貌與地物等情況，特別是與擋土墻有干擾的建明擋土墻與路線的平面位置及附近地貌與地物等情況，特別是與擋土墻有干擾的建筑物的情況。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向，防護(hù)與加固工程等。筑物的情況。沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流方向，防護(hù)與加固工程等。沉降伸縮縫沉降伸縮縫基地線基地線泄水孔泄水孔路線縱坡路線縱坡錐坡錐坡圖圖6-15 擋土墻縱斷面示意圖擋土墻縱斷面示意圖l確定擋土墻的起迄點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)

20、物的銜接方式；確定擋土墻的起迄點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻與路基或其它結(jié)構(gòu)物的銜接方式；l按地基及地形情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置；按地基及地形情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置；l布置各段擋土墻的基礎(chǔ)；布置各段擋土墻的基礎(chǔ)； l布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。6.2擋土墻的構(gòu)造與布置擋土墻的構(gòu)造與布置6.3. 1 概述概述 （1）作用于擋土墻的力系）作用于擋土墻的力系 l 擋土墻自重?fù)跬翂ψ灾豨及位于墻上的衡重及位于墻上的衡重l 墻后填土的主動(dòng)土壓力墻后填土的主動(dòng)土壓力eal 基底的法向反力基底的法向反力n及摩擦力及摩擦力tl 墻前土

21、體的被動(dòng)土壓力墻前土體的被動(dòng)土壓力epl 其它（水、冰、偶然）其它（水、冰、偶然）6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算圖圖6-16 作用在擋土墻上的力系作用在擋土墻上的力系6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算圖圖6-17 6-17 三種不同性質(zhì)的土壓力三種不同性質(zhì)的土壓力(3)(3)庫(kù)侖理論的假設(shè)庫(kù)侖理論的假設(shè)l假設(shè)墻背填料為均質(zhì)散粒體，假設(shè)墻背填料為均質(zhì)散粒體， 僅有僅有內(nèi)摩擦力，而無粘聚力。內(nèi)摩擦力，而無粘聚力。l當(dāng)墻背向外移動(dòng)或饒墻趾外傾時(shí)，墻當(dāng)墻背向外移動(dòng)或饒墻趾外傾時(shí)，墻背填料會(huì)出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面，背填料會(huì)出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面，設(shè)為平面。設(shè)為平面。l破裂

22、面上的土楔為剛性體。破裂面上的土楔為剛性體。6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算圖圖6-18 6-18 庫(kù)侖土壓力理論假設(shè)示意圖庫(kù)侖土壓力理論假設(shè)示意圖6.3.2 6.3.2 各種邊界條件下庫(kù)倫土壓力計(jì)算各種邊界條件下庫(kù)倫土壓力計(jì)算 （1 1）破裂面交于內(nèi)邊坡）破裂面交于內(nèi)邊坡 6.36.3擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算據(jù)正弦定理據(jù)正弦定理6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算)sin()90sin(0geagea)sin()cos()cos()sin()cos(sec2122hg)sin(21bcabghsecab )cos()cos(sec)90sin()90sin

23、(00habbc而而)sin()cos()cos()sin()cos(sec2122rhea所以所以當(dāng)當(dāng) 、 、 、 、 固定時(shí)，固定時(shí)，ea隨隨變化，求最大土壓力變化，求最大土壓力ea，先先求對(duì)應(yīng)于最大土壓力的求對(duì)應(yīng)于最大土壓力的，取，取 ，整理后得：，整理后得：0ddea6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算0tantan2rqppprqq24tan2)cos(cossin)cos(sincosp)cos()cos()cos()cos(qcos)cos(sin)cos(sincosr將將求得的求得的值代入值代入(6-3-3)，得最大主動(dòng)土壓力，得最大主動(dòng)土壓力ea 值。值。式中：

24、式中： 墻后填土的容量，墻后填土的容量，kn/m3 填土的內(nèi)摩擦角，填土的內(nèi)摩擦角，； 墻背與填土間的摩擦角，墻背與填土間的摩擦角，； 墻后填土表面的傾斜角，墻后填土表面的傾斜角，； 墻背傾斜角，墻背傾斜角，傾斜墻背，傾斜墻背為正，仰斜墻背為正，仰斜墻背為負(fù)；為負(fù)； 擋土墻高度擋土墻高度,m； 主動(dòng)土壓力系數(shù)。主動(dòng)土壓力系數(shù)。 hak6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算aakhe221222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)cos(21h土壓力作用點(diǎn)位置：土壓力作用點(diǎn)位置：式中：式中： 土壓力作用點(diǎn)距墻趾的垂直高度，土壓力作用點(diǎn)距墻趾的垂直高度，m ； 土

25、壓力作用點(diǎn)距墻趾的水平距離，土壓力作用點(diǎn)距墻趾的水平距離，m ； 擋土墻底寬，擋土墻底寬，m。 6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算)cos(axee)sin(ayee土壓力的水平和垂直分力為：土壓力的水平和垂直分力為：yyhzz31tanyxzbzyzxzb（2 2）破裂角交于路基面（見圖）破裂角交于路基面（見圖6-206-20） 破裂面交于荷載中部（圖破裂面交于荷載中部（圖6-20b6-20b） 6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算破裂棱體的斷面面積破裂棱體的斷面面積s s為為02tantan)()tan(21)()(21habhhaaabtgtghasahahhh

26、dbabhahhatan)22(21)(21tan)(2(210006.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算)(2(2100hahhaatan)2(21)(21000ahahhhdbabb令令00tanbas則則)tan(00bag因此，破裂棱體的質(zhì)量為因此，破裂棱體的質(zhì)量為將將g g代入（代入（6-3-16-3-1）得）得6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算)sin()cos()tan(00baea0ddea令令0)tan(cotcottantan2tan002ab經(jīng)整理后得：經(jīng)整理后得：)(00tgabtgctgtgtg故故將求得的將求得的 值代入值代入（6-3-8），

27、），即可求得主動(dòng)土壓力即可求得主動(dòng)土壓力 。ae破裂面交于荷載外側(cè)（圖破裂面交于荷載外側(cè)（圖6-20c）00200221tan)2(21tan)(21)tan(21)tan(tan)(21hlabaahhhahlaabhas6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算00tanbas20)(21haatan)2(2121000ahhhlabb則則破裂面交于荷載內(nèi)側(cè)（圖破裂面交于荷載內(nèi)側(cè)（圖6-20a）00h因因00tanbas20)(21haatan)2(21210ahhabb則則6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算（3）破裂面交于外邊坡破裂面交于外邊坡上述公式可用于下述情況上

28、述公式可用于下述情況l 為路肩墻時(shí)，為路肩墻時(shí)， ；l 俯斜背俯斜背 為正，斜仰為正，斜仰 為負(fù)，垂直為負(fù)，垂直 為零；為零；l 荷載沿路肩邊緣布置，荷載沿路肩邊緣布置， 。1210sintancot)(21hahlba00210tantan)()(2)(21hlhabcahlbahb6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算)cos()cos()cos(cos(010bareapprqqtg24212010sin)cos(cossinsinbap12010sin)cos(coscossin2baqsincossin)cos)(cos(cos101001abar0d0 ba0d6.3.3

29、 6.3.3 第二破裂面的土壓力計(jì)算（大俯角墻背）第二破裂面的土壓力計(jì)算（大俯角墻背） 在擋土墻設(shè)計(jì)中，往往會(huì)遇到墻背俯斜很緩，即墻背傾角在擋土墻設(shè)計(jì)中，往往會(huì)遇到墻背俯斜很緩，即墻背傾角很大的很大的情況，如折線形擋土墻的上墻墻背，衡重式擋土墻上墻的假象墻背情況，如折線形擋土墻的上墻墻背，衡重式擋土墻上墻的假象墻背（圖（圖6-226-22）。當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，破裂棱體并不）。當(dāng)墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，破裂棱體并不沿墻背或假想墻背沿墻背或假想墻背caca滑動(dòng)，而是沿著土體的另一破裂面滑動(dòng)，而是沿著土體的另一破裂面cdcd滑動(dòng)，滑動(dòng)，cdcd稱為第二破裂面，而遠(yuǎn)離墻的破裂面

30、稱為第二破裂面，而遠(yuǎn)離墻的破裂面cfcf稱為第一破裂面，稱為第一破裂面， 和和 為為相應(yīng)的破裂角。這時(shí)，擋土墻承受著第二破裂上的土壓力相應(yīng)的破裂角。這時(shí)，擋土墻承受著第二破裂上的土壓力 ， 是是 和和 的函數(shù)。因的函數(shù)。因 是是 的水平分力，故可以列出以下函數(shù)關(guān)系：的水平分力，故可以列出以下函數(shù)關(guān)系：iiaeaeiixeae6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算),(iixfe出現(xiàn)第二破裂面的條件出現(xiàn)第二破裂面的條件 l墻背或假想墻背的傾角墻背或假想墻背的傾角 或或 必須大于第二破裂面的傾角必須大于第二破裂面的傾角 ，即墻背，即墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn)；或假想墻背不妨礙第

31、二破裂面的出現(xiàn)；l在墻背或假想墻背面上產(chǎn)生的抗滑力必須大于其下滑力，使破裂棱體不在墻背或假想墻背面上產(chǎn)生的抗滑力必須大于其下滑力，使破裂棱體不會(huì)沿墻背或假想墻背下滑。會(huì)沿墻背或假想墻背下滑。i6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算 第二破裂面土壓力的計(jì)算步驟第二破裂面土壓力的計(jì)算步驟 l計(jì)算破裂角首先假定兩破裂面出現(xiàn)的位置（即破裂面交于內(nèi)邊坡，荷載內(nèi)側(cè)，計(jì)算破裂角首先假定兩破裂面出現(xiàn)的位置（即破裂面交于內(nèi)邊坡，荷載內(nèi)側(cè)，荷載中，荷載外側(cè)，外邊坡等情況），然后按路基設(shè)計(jì)手冊(cè)中相應(yīng)的公式計(jì)算荷載中，荷載外側(cè)，外邊坡等情況），然后按路基設(shè)計(jì)手

32、冊(cè)中相應(yīng)的公式計(jì)算破裂角，并以此計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證所假設(shè)的破裂面位置是否正確。如不符合，須重破裂角，并以此計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證所假設(shè)的破裂面位置是否正確。如不符合，須重新假定，再作計(jì)算，直至二者相符。若驗(yàn)證結(jié)果證明不會(huì)出現(xiàn)第二破裂面時(shí)，新假定，再作計(jì)算，直至二者相符。若驗(yàn)證結(jié)果證明不會(huì)出現(xiàn)第二破裂面時(shí)，則應(yīng)按一般庫(kù)侖土壓力公式進(jìn)行計(jì)算。則應(yīng)按一般庫(kù)侖土壓力公式進(jìn)行計(jì)算。l根據(jù)算得的破裂角計(jì)算作用于第二破裂面上的土壓力及其作用點(diǎn)位置。根據(jù)算得的破裂角計(jì)算作用于第二破裂面上的土壓力及其作用點(diǎn)位置。l各種邊界條件下的土壓力計(jì)算公式，均可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。各種邊界條件下的土壓力計(jì)算公式，均可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。6.3

33、.4 6.3.4 車輛荷載的換算車輛荷載的換算 （1 1）按墻高確定附加荷載強(qiáng)度換算）按墻高確定附加荷載強(qiáng)度換算式中：式中： 與墻后填土容重相同的均布土層厚度，與墻后填土容重相同的均布土層厚度，m； 墻后填土的容重，墻后填土的容重，kn/m3； 附加荷載強(qiáng)度，墻高小于附加荷載強(qiáng)度，墻高小于 2 m，取，取 20kn/m2；墻高大于；墻高大于 10 m，取，取10kn/m2；墻高在；墻高在 210m 之間時(shí)，用線性內(nèi)插法計(jì)算確定。之間時(shí)，用線性內(nèi)插法計(jì)算確定。（2 2）根據(jù)破裂棱體范圍內(nèi)布置的車輛荷載換算）根據(jù)破裂棱體范圍內(nèi)布置的車輛荷載換算 式中：式中： 擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度，擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度，m

34、 m； 破裂棱體的寬度，破裂棱體的寬度，m m； 布置在布置在b b0 0l l面積內(nèi)的車輪總重，每輛標(biāo)準(zhǔn)汽車總重為面積內(nèi)的車輪總重，每輛標(biāo)準(zhǔn)汽車總重為550 kn550 kn 。 6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算0hqh 0qlbqh00l0bq擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度，取下述兩種長(zhǎng)度的較大值。擋土墻的計(jì)算長(zhǎng)度，取下述兩種長(zhǎng)度的較大值。l 擋土墻的分段長(zhǎng)度，應(yīng)不大于擋土墻的分段長(zhǎng)度，應(yīng)不大于15m15m；l 一輛標(biāo)準(zhǔn)汽車的擴(kuò)散長(zhǎng)度（見圖一輛標(biāo)準(zhǔn)汽車的擴(kuò)散長(zhǎng)度（見圖6-236-23），按），按(6-3-17)(6-3-17)計(jì)算，當(dāng)算出的長(zhǎng)度大于計(jì)算，當(dāng)算出的長(zhǎng)度大于15m15m時(shí)，取

35、時(shí)，取15m15m： 式中：式中： 標(biāo)準(zhǔn)汽車前后軸距加輪胎著地長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)汽車前后軸距加輪胎著地長(zhǎng)度為14.0m m。 擋土墻高度，擋土墻高度，m m；破裂棱體寬度破裂棱體寬度(見圖見圖6-23)，按，按(6-3-18)(6-3-18)計(jì)算計(jì)算6.3 6.3 擋土墻土壓力計(jì)算擋土墻土壓力計(jì)算30tan)2(0ahll0lhbhahbtantan)(06.46.4重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算6.4.1荷載分類及常用荷載組合荷載分類及常用荷載組合（1）荷載分類）荷載分類荷載分類荷載分類 表表6-16.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算（2）常用荷載組合）常用荷載

36、組合 常用荷載組合常用荷載組合 表表6-26.4.2 擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）抗滑穩(wěn)定性系數(shù)）抗滑穩(wěn)定性系數(shù)ck式中：式中： 作用于基底的合力的豎向分力，作用于基底的合力的豎向分力， ， kn； 基底傾斜角，基底傾斜角，； 擋土墻自重，擋土墻自重，kn；00tantan)(neefeenkxppxcyegnn0g圖圖6-24 擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定 6.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底摩檫系數(shù)參考值基底摩檫系數(shù)參考值 表表6-3 地基土分類地基土分類地基土分類地基土分類軟塑粘土軟塑粘土0.25碎石類土碎石類土0.5硬塑粘土硬塑粘土0.3軟質(zhì)

37、巖石軟質(zhì)巖石0.40.6砂類土、粘砂土、半干硬粘土砂類土、粘砂土、半干硬粘土0.30.4硬質(zhì)巖石硬質(zhì)巖石0.60.7砂類土砂類土0.4ff墻前被動(dòng)土壓力水平分力的墻前被動(dòng)土壓力水平分力的0.3倍，倍，kn； 墻背主動(dòng)土壓力的水平與豎向分力，墻背主動(dòng)土壓力的水平與豎向分力，kn。 基底與地基土間的摩檫系數(shù)，可參考表基底與地基土間的摩檫系數(shù)，可參考表6-3所列數(shù)值；所列數(shù)值；peyxee ，f（2）抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)）抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)0kyxppxygzezezegzk0 6.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算圖圖6-25 擋土墻抗傾覆穩(wěn)定擋土墻抗傾覆穩(wěn)定 式中：式中： 墻身、

38、基礎(chǔ)及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離，墻身、基礎(chǔ)及其上的土重合力重心到墻趾的水平距離，m； 墻后主動(dòng)土壓力豎向分力到墻趾的水平距離，墻后主動(dòng)土壓力豎向分力到墻趾的水平距離，m； 墻后主動(dòng)土壓力水平分力到墻趾的水平距離，墻后主動(dòng)土壓力水平分力到墻趾的水平距離，m； 墻前被動(dòng)土壓力水平分力到墻趾的水平距離，墻前被動(dòng)土壓力水平分力到墻趾的水平距離，m。gzxzyzpz（3）穩(wěn)定性系數(shù)要求）穩(wěn)定性系數(shù)要求驗(yàn)算擋土墻抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)不宜小于驗(yàn)算擋土墻抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)不宜小于表表6-2的規(guī)定值。的規(guī)定值。 荷載情況驗(yàn)算項(xiàng)目穩(wěn)定性系數(shù)荷載組合、抗滑動(dòng)kc1.3抗傾覆k01

39、.5荷載組合抗滑動(dòng)kc1.3抗傾覆k01.3施工間段驗(yàn)算抗滑動(dòng)kc1.2抗傾覆k01.2抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 表表6-46.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算（4）增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性的措施）增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性的措施若若kc kc，則表明抗滑穩(wěn)定性不足，可采用如下措施：，則表明抗滑穩(wěn)定性不足，可采用如下措施： 采用傾斜基底（圖采用傾斜基底（圖6-26）圖圖6-26 傾斜基底增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性傾斜基底增加擋土墻抗滑穩(wěn)定性 l 不宜過大，以免基底下墻趾前不宜過大，以免基底下墻趾前發(fā)生剪切破壞。一般土質(zhì)地基發(fā)生剪切破壞。一般土質(zhì)地基 111836（1

40、：5）；巖石地基）；巖石地基 182606（1：3）。）。l在驗(yàn)算沿基底的抗滑動(dòng)穩(wěn)定性的同在驗(yàn)算沿基底的抗滑動(dòng)穩(wěn)定性的同時(shí)，還要驗(yàn)算通過墻踵的地基水平時(shí)，還要驗(yàn)算通過墻踵的地基水平面的滑動(dòng)穩(wěn)定性。面的滑動(dòng)穩(wěn)定性。0006.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)置凸榫基底（圖設(shè)置凸榫基底（圖6-27）l 利用凸榫前的被動(dòng)土壓力增加抗滑穩(wěn)定性；利用凸榫前的被動(dòng)土壓力增加抗滑穩(wěn)定性；l 凸榫后緣至墻踵連線與水平線的銳夾角凸榫后緣至墻踵連線與水平線的銳夾角 ；l 凸榫前緣至墻趾連線與水平線的銳夾角凸榫前緣至墻趾連線與水平線的銳夾角 pxctefbekh232)(21245)245(tan)(61231pepxctefbekh232)(21 a.凸榫的深度凸榫的深度th圖圖6-27 凸榫基礎(chǔ)凸榫基礎(chǔ)6.4 6.4 重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算重力式擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算式中：式中： 凸榫前緣至墻踵的基底寬度；凸榫前緣至墻踵的基底寬度； 墻趾、墻踵、凸榫前緣處基底的壓應(yīng)力；墻趾、墻踵、凸榫前