路基路面工程擋土墻設計46p

1、路基路面工程路基路面工程擋土墻設計擋土墻設計重慶交通大學重慶交通大學 凌天清凌天清 全國路基路面工程教學研討會交流內容交流內容1、主要教學內容與方法、主要教學內容與方法2、概述、概述3、擋土墻的構造、擋土墻的構造4、土壓力計算、土壓力計算5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻7、擋土墻的設計示例、擋土墻的設計示例 1 1、主要教學內容、主要教學內容 概述概述 擋墻的作用、類型與特點擋墻的作用、類型與特點 重力式、半重力式、加筋土、鋼筋混凝土輕型擋墻重力式、半重力式、加筋土、鋼筋混凝土輕型擋墻 擋墻設計內容擋墻設計內容 布置（橫縱向布置、平面布置）、確定擋墻

2、類型、設計參布置（橫縱向布置、平面布置）、確定擋墻類型、設計參數(shù)、結構尺寸確定方法數(shù)、結構尺寸確定方法擋土墻的構造擋土墻的構造 以重力式擋土墻為例介紹墻身構造、基礎、排水設施、沉降縫以重力式擋土墻為例介紹墻身構造、基礎、排水設施、沉降縫與伸縮縫與伸縮縫1 1、主要教學內容、主要教學內容n土壓力計算土壓力計算 基本假定與原理，直線墻背以作用均布荷載的路基本假定與原理，直線墻背以作用均布荷載的路堤墻為范例，折線墻背、第二破裂面、粘性土土壓力堤墻為范例，折線墻背、第二破裂面、粘性土土壓力計算可以根據(jù)情況增減。計算可以根據(jù)情況增減。n擋墻的計算分析擋墻的計算分析 滑移、傾覆、地基應力、墻身強度；選講地

3、震與滑移、傾覆、地基應力、墻身強度；選講地震與浸水條件下的驗算浸水條件下的驗算n加筋土與輕型擋土墻加筋土與輕型擋土墻n擋土墻的設計示例擋土墻的設計示例2 2、概述、概述2.1擋墻的作用、類型與特點擋墻的作用、類型與特點 擋土墻是一種能夠抵抗側向土壓力、防止邊坡?lián)跬翂κ且环N能夠抵抗側向土壓力、防止邊坡或路基主體崩塌而設置在路旁的結構物。或路基主體崩塌而設置在路旁的結構物。 擋擋土土墻墻的的設設置置位位置置2 2、概述、概述 n擋墻的結構類型與特點、適用范圍擋墻的結構類型與特點、適用范圍 2 2、概述、概述n2.2設計內容設計內容 2.2.1 擋土墻的布置擋土墻的布置 橫向布置橫向布置 縱向布置縱

4、向布置 平面布置平面布置2 2、概述、概述n2.2設計內容設計內容 2.2.2 確定擋墻類型確定擋墻類型 石砌擋墻、混凝土擋墻、輕型鋼筋混凝土、石砌擋墻、混凝土擋墻、輕型鋼筋混凝土、加筋土等。加筋土等。 石砌（混凝土）擋墻石砌（混凝土）擋墻俯斜、仰斜、垂直俯斜、仰斜、垂直 2 2、概述、概述n2.2設計內容設計內容 2.2.2 確定擋墻類型確定擋墻類型 選擇一個合理的擋土墻墻型，對擋土墻的設計具有重要意義，也是一個復雜的問題。對于公路上常用的重力式擋土墻，建議按下述幾點選用： 使墻后土壓力最小使墻后土壓力最小 填挖方的要求填挖方的要求 墻前地形的陡緩墻前地形的陡緩 基底內傾基底內傾 在增大墻身

5、抗滑穩(wěn)定性的方法中，將基底作成逆坡是一種有效的方法。不過當基底斜坡較大時，尚應考慮墻身是否連同整個土體一起滑走的可能，故土質地基的基底傾坡不宜大于0.11，巖石地基一般不宜大于0.21。 墻趾加寬墻趾加寬2 2、概述、概述n2.2設計內容設計內容 2.2.3設計參數(shù)設計參數(shù) 汽車荷載汽車荷載 墻后土體參數(shù)墻后土體參數(shù) 墻背摩擦角墻背摩擦角 墻身材料重度墻身材料重度 地基承載力地基承載力 基底摩擦系數(shù)基底摩擦系數(shù) 地基土的內摩擦系數(shù)地基土的內摩擦系數(shù)2 2、概述、概述n2.2設計內容設計內容 2.2.3設計參數(shù)設計參數(shù) 汽車荷載汽車荷載公路路基設計規(guī)范公路路基設計規(guī)范(jtg d30-2004)

6、規(guī)定采用規(guī)定采用下式計算：下式計算： 式中：式中：h0等代均布土層厚度等代均布土層厚度(換算土層厚度換算土層厚度)，m； q車輛荷載附加荷載強度，墻高小于車輛荷載附加荷載強度，墻高小于2m取為取為20kn/m2；墻；墻高大于高大于10m取為取為10kn/m2；墻高在；墻高在210m之間時，值按直線內插之間時，值按直線內插法計算。法計算。 人群荷載人群荷載作用于墻頂或墻后填土上的人群荷載強度規(guī)定為作用于墻頂或墻后填土上的人群荷載強度規(guī)定為3kn/m2，作用于擋墻欄桿頂?shù)乃酵屏Σ捎?，作用于擋墻欄桿頂?shù)乃酵屏Σ捎?.75kn/m，作用于欄，作用于欄桿扶手上的豎向力采用桿扶手上的豎向力采用1kn/

7、m。3 3、擋土墻的構造、擋土墻的構造 以重力式擋土墻為例介紹墻身構造、基礎、排水設施、沉以重力式擋土墻為例介紹墻身構造、基礎、排水設施、沉降縫與伸縮縫等降縫與伸縮縫等n3.1墻身構造墻身構造 3.1.1墻身構造墻身構造墻背線形、傾斜方向墻背線形、傾斜方向墻身斷面尺寸與坡度墻身斷面尺寸與坡度3 3、擋土墻的構造、擋土墻的構造n3.1墻身構造墻身構造 3.1.1墻身構造墻身構造常用抗滑擋墻的墻身斷面常用抗滑擋墻的墻身斷面3 3、擋土墻的構造、擋土墻的構造n 3.1墻身構造墻身構造 3.1.2基礎基礎 基礎形式、埋置深度基礎形式、埋置深度 擋墻基礎安全襟邊寬度表擋墻基礎安全襟邊寬度表地 基 種 類

8、最小埋入深度h(m)襟邊寬度 l(m)嵌入示意圖較完整的堅硬巖石0.250.250.50一般硬質巖石0.600.601.50軟質巖石 1.001.002.00土質 1.001.502.503 3、擋土墻的構造、擋土墻的構造n 3.1墻身構造墻身構造 3.1.3 排水設施排水設施3 3、擋土墻的構造、擋土墻的構造n 3.1墻身構造墻身構造 3.1.4沉降縫與伸縮縫沉降縫與伸縮縫4 4、土壓力計算、土壓力計算n4.1 作用于擋土墻上的力系作用于擋土墻上的力系 確定擋土墻上的力系是擋土墻設計的關鍵，確定擋土墻上的力系是擋土墻設計的關鍵，其中主要是確定土壓力。其中主要是確定土壓力。1）永久作用（主要力

9、系）是指經(jīng)常作用于擋土）永久作用（主要力系）是指經(jīng)常作用于擋土墻的各種力，如圖墻的各種力，如圖 浸水擋土墻常水位時的靜水壓力及浮力。浸水擋土墻常水位時的靜水壓力及浮力。 2）可變作用（附加力系）是季節(jié)性作用于擋）可變作用（附加力系）是季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力，包括季節(jié)性洪水時的靜土墻上的各種力，包括季節(jié)性洪水時的靜水壓力及浮力、動水壓力、波浪沖擊力、水壓力及浮力、動水壓力、波浪沖擊力、冰脹壓力、冰壓力等。冰脹壓力、冰壓力等。3）偶然作用（特殊力）是偶然出現(xiàn)的力，如地）偶然作用（特殊力）是偶然出現(xiàn)的力，如地震力、施工荷載及水流漂浮物的撞擊力等。震力、施工荷載及水流漂浮物的撞擊力等。 4 4、

10、土壓力計算、土壓力計算n4.2 一般情況下的土壓力計算一般情況下的土壓力計算4.2.1土壓力的類型土壓力的類型4 4、土壓力計算、土壓力計算n4.2 一般情況下的土壓力計算一般情況下的土壓力計算 4.2.1土壓力的類型土壓力的類型4 4、土壓力計算、土壓力計算n4.2 一般情況下的土壓力計算一般情況下的土壓力計算 4.2.2 庫侖主動土壓力的計算庫侖主動土壓力的計算 以路基上作用有均布荷載的路堤墻為例推導土壓力公式，并以路基上作用有均布荷載的路堤墻為例推導土壓力公式，并清楚地告訴學生，當取路堤墻頂上填土高度為清楚地告訴學生，當取路堤墻頂上填土高度為0時就可以得到路時就可以得到路肩墻的計算公式。

11、肩墻的計算公式。庫侖主動土壓力計算庫侖主動土壓力計算 4 4、土壓力計算、土壓力計算4.2 一般情況下的土壓力計算一般情況下的土壓力計算 4.2.2 庫侖主動土壓力的計算庫侖主動土壓力的計算4 4、土壓力計算、土壓力計算n在用不同邊界條件下土壓力公式計算某一邊界條件下的擋土墻土壓力時，先要求出破裂角，即首先確定產(chǎn)生最大土壓力的破裂面。n計算時可先假定破裂面交于路基的位置（一般是先假定交于荷載中部），按此圖式及選擇其相應的計算公式算出角，再與原假定的破裂面位置（邊界條件）相比較，看是否相符。n在個別情況下，可能出現(xiàn)驗證與假定不符，改變圖式后仍然不符，此時可假定破裂面交于兩種邊界條件的分界點（例如

12、交于荷載邊緣）來計算破裂角。a) a)交于荷載內側；交于荷載內側； b) b)交于荷載中部；交于荷載中部； c) c)交于荷載外側交于荷載外側 4 4、土壓力計算、土壓力計算n4.2 一般情況下的土壓力計算一般情況下的土壓力計算n 4.2.2 庫侖主動土壓力的計算庫侖主動土壓力的計算 其他如大俯角墻背、折線形墻背、黏土填料的主動土壓力計算等可根據(jù)學時增減。 大俯角墻背的土壓力 折線墻背土壓力的力多邊形法 5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析 滑移、傾覆、地基應力、墻身強度；簡介地震與浸水條滑移、傾覆、地基應力、墻身強度；簡介地震與浸水條件下的驗算件下的驗算n5.1 擋土墻穩(wěn)定性分析擋土墻穩(wěn)定

13、性分析n 5.1.1 擋土墻的破壞形式與穩(wěn)定性要求擋土墻的破壞形式與穩(wěn)定性要求擋土墻的破壞形式擋土墻的破壞形式 5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析n5.1.2 穩(wěn)定性分析方法穩(wěn)定性分析方法 滑動（移）穩(wěn)定性驗算滑動（移）穩(wěn)定性驗算 傾覆穩(wěn)定性驗算傾覆穩(wěn)定性驗算n5.1.3 提高穩(wěn)定性的措施提高穩(wěn)定性的措施 提高滑動穩(wěn)定性的措施提高滑動穩(wěn)定性的措施提高傾覆穩(wěn)定性的措施提高傾覆穩(wěn)定性的措施還有改變墻身斷面形式等還有改變墻身斷面形式等 5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析n5.2 基底應力與合力偏心距驗算基底應力與合力偏心距驗算n減小基底應力與提高地基承載力與的方法減小基底應力與提高地基承載力

14、與的方法 擴大基礎擴大基礎 人工基礎與地基人工基礎與地基5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析n5.3 墻身截面強度驗算墻身截面強度驗算 墻身截面強度不能滿足要求時，可采取增大擋墻斷面尺墻身截面強度不能滿足要求時，可采取增大擋墻斷面尺寸，改變墻身材料的辦法。寸，改變墻身材料的辦法。 也可以采取更換填料類型來減小土壓力等方法，以求擋也可以采取更換填料類型來減小土壓力等方法，以求擋土墻穩(wěn)定性、墻身強度滿足要求。土墻穩(wěn)定性、墻身強度滿足要求。5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析n5.4 浸水擋墻的設計計算浸水擋墻的設計計算 n最不利水位的求算最不利水位的求算 （0.618法）法）作用在浸水擋土墻上

15、的力系作用在浸水擋土墻上的力系5 5、擋土墻計算分析、擋土墻計算分析n5.5 地震條件下的擋墻設計計算地震條件下的擋墻設計計算穩(wěn)定性計算時只需要考慮地震力合力穩(wěn)定性計算時只需要考慮地震力合力ps6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n主要以介紹構造、特點與應用范圍為主主要以介紹構造、特點與應用范圍為主加筋擋土墻加筋擋土墻6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n6.1加筋土擋墻加筋土擋墻鍍鋅鋼帶加筋鍍鋅鋼帶加筋6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n6.1加筋土擋墻加筋土擋墻 土工格柵加筋土工格柵加筋a ab砌塊砌塊砌塊組合式面板砌塊組合式面板l形預制面板形預制面板裝配式

16、面板裝配式面板面面板板面面板板6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻土工格柵加筋建成土工格柵加筋建成56.5m高的加筋擋土墻高的加筋擋土墻n6.1加筋土擋墻加筋土擋墻6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n6.1加筋土擋墻加筋土擋墻6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻6.1加筋土擋墻加筋土擋墻土工格柵加筋土工格柵加筋6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n6.1加筋土擋墻加筋土擋墻鋼鋼塑塑復復合合土土工工加加筋筋帶帶6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n6.2錨桿（索）擋土墻錨桿（索）擋土墻6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻n 錨桿擋土墻一般巖質路塹地段，但其他具有錨固條件的路塹墻也可使用，還可應用于陡坡路堤。6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻6 6、加筋土與輕型擋土墻、加筋土與輕型擋土墻6 6、加