基礎(chǔ)工程學(xué)第10章(2)邊坡與擋土墻設(shè)計

1、n邊坡工程概述n擋土墻分類n重力式擋土墻計算n重力式擋土墻的構(gòu)造措施邊坡工程：邊坡工程：為滿足工程需要而對邊坡進行的改造稱為邊坡工程。為滿足工程需要而對邊坡進行的改造稱為邊坡工程。l按成因分：人工邊坡和自然邊坡按成因分：人工邊坡和自然邊坡人工邊坡：人工邊坡：人工開挖或填筑施工形成的具一定斜度地段；人工開挖或填筑施工形成的具一定斜度地段；自然邊坡：自然邊坡：自然地質(zhì)作用形成的具一定斜度地段，形成時間較長；自然地質(zhì)作用形成的具一定斜度地段，形成時間較長；l按地層巖性分：土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡按地層巖性分：土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡：土質(zhì)邊坡：土層結(jié)構(gòu)決定其穩(wěn)定性，破壞形式為圓弧滑動和直線滑動；土層結(jié)構(gòu)

2、決定其穩(wěn)定性，破壞形式為圓弧滑動和直線滑動；巖質(zhì)邊坡：巖質(zhì)邊坡：穩(wěn)定性決定于巖體主要結(jié)構(gòu)面與邊坡傾向關(guān)系、巖層界面傾角等穩(wěn)定性決定于巖體主要結(jié)構(gòu)面與邊坡傾向關(guān)系、巖層界面傾角等l按適用年限分：永久性邊坡和臨時性邊坡按適用年限分：永久性邊坡和臨時性邊坡邊坡工程分類邊坡工程分類邊坡工程穩(wěn)定性影響因素可分為邊坡工程穩(wěn)定性影響因素可分為內(nèi)部因素內(nèi)部因素和和外部因素外部因素。內(nèi)部因素包括巖土。內(nèi)部因素包括巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、水的作用等；外部因素包括工程荷載條件及變性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、水的作用等；外部因素包括工程荷載條件及變化、風(fēng)化作用、氣候條件、人為活動等。主要因素有：化、風(fēng)化作用、氣候

3、條件、人為活動等。主要因素有：l 巖土性質(zhì)：抗剪強度、巖土堅硬（密實）程度、抗風(fēng)化（軟化）能力等；巖土性質(zhì)：抗剪強度、巖土堅硬（密實）程度、抗風(fēng)化（軟化）能力等；l巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：節(jié)理、裂隙發(fā)育程度及分布、軟弱面、結(jié)構(gòu)面膠結(jié)等；巖層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：節(jié)理、裂隙發(fā)育程度及分布、軟弱面、結(jié)構(gòu)面膠結(jié)等；l水文地質(zhì)條件：地下水埋藏、流動、潛蝕及動態(tài)變化；水文地質(zhì)條件：地下水埋藏、流動、潛蝕及動態(tài)變化；l氣候作用：風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化后的機械變化和化學(xué)變化等；氣候作用：風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化后的機械變化和化學(xué)變化等；l地震作用：地面運動加大下滑力、降低巖土體的強度；地震作用：地面運動加大下滑力、降低

4、巖土體的強度；l地貌因素：邊坡的幾何形態(tài)；地貌因素：邊坡的幾何形態(tài)；l人為因素：邊坡設(shè)計、施工、外來水的滲入、爆破等。人為因素：邊坡設(shè)計、施工、外來水的滲入、爆破等。對對土質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡，粘性土的破壞面基本上為，粘性土的破壞面基本上為圓弧形圓弧形，無粘性土的破壞面基，無粘性土的破壞面基本上都為本上都為直線形直線形。對對巖質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡，多沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑移。破壞面可分為直線形、，多沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑移。破壞面可分為直線形、折線形、楔形等。大規(guī)模巖質(zhì)邊坡滑動可呈圓弧形。另外還有復(fù)合型折線形、楔形等。大規(guī)模巖質(zhì)邊坡滑動可呈圓弧形。另外還有復(fù)合型滑動、巖石崩落等滑動、巖石崩落等擋土墻擋土墻(Ret

5、aining Wall)：為防止邊坡巖土體坍塌、滑移而修筑的，承受為防止邊坡巖土體坍塌、滑移而修筑的，承受巖土體側(cè)向土壓力的墻式構(gòu)筑物。巖土體側(cè)向土壓力的墻式構(gòu)筑物。常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有以下幾類：常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有以下幾類：重力式擋土墻重力式擋土墻(Retaining Wall)：依靠墻體自身重力維持擋土墻在側(cè)向壓依靠墻體自身重力維持擋土墻在側(cè)向壓力作用下的穩(wěn)定的擋土墻。力作用下的穩(wěn)定的擋土墻。重力式擋墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡單的重力式擋墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡單的梯形梯形。其。其優(yōu)點優(yōu)點是：是：就地取材、施工方便，經(jīng)濟。在我國鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程就

6、地取材、施工方便，經(jīng)濟。在我國鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛應(yīng)用。中得到廣泛應(yīng)用。缺點缺點是：靠自重維持穩(wěn)定，需大體積、重量大，在軟弱地基是：靠自重維持穩(wěn)定，需大體積、重量大，在軟弱地基上修建對承載力要求高，墻體太高還將導(dǎo)致耗費大、不經(jīng)濟。上修建對承載力要求高，墻體太高還將導(dǎo)致耗費大、不經(jīng)濟。因此，重力式擋墻的適用條件是：因此，重力式擋墻的適用條件是：地基較好、擋墻高度不大地基較好、擋墻高度不大(6m以內(nèi)）、以內(nèi)）、本地有可用石料。本地有可用石料。(a)俯斜 (b)直立 (c)仰斜 (d)衡重式圖6-11重力式擋土墻型式重力式擋土墻的計算內(nèi)容包括三部分的內(nèi)容：重力式擋土墻的計算內(nèi)

7、容包括三部分的內(nèi)容：l整體穩(wěn)定性驗算（抗傾覆驗算和抗滑移驗算）整體穩(wěn)定性驗算（抗傾覆驗算和抗滑移驗算）l地基承載力驗算地基承載力驗算l墻身強度驗算墻身強度驗算重力式擋土墻的受力分析：重力式擋土墻的受力分析：l墻背作用的巖土體主動土壓力墻背作用的巖土體主動土壓力l墻體自身重力墻體自身重力l墻體埋入土體內(nèi)部分承受的被墻體埋入土體內(nèi)部分承受的被動土壓力（當(dāng)埋入深度不大時，動土壓力（當(dāng)埋入深度不大時，可忽略不計）可忽略不計）l整體穩(wěn)定性驗算之抗傾覆驗算整體穩(wěn)定性驗算之抗傾覆驗算何謂傾覆？何謂傾覆？墻體在主動土壓力和自身重力墻體在主動土壓力和自身重力的作用下發(fā)生傾倒。其實質(zhì)是各力對墻址的作用下發(fā)生傾倒。

8、其實質(zhì)是各力對墻址o點點的力矩不平衡，出現(xiàn)傾覆力矩。的力矩不平衡，出現(xiàn)傾覆力矩。由此，所謂抗傾覆驗算的目的由此，所謂抗傾覆驗算的目的是維持各力是維持各力對對o點力矩的平衡，并滿足一定的安全儲備。點力矩的平衡，并滿足一定的安全儲備。定義：定義：抗傾覆安全系數(shù)指抗傾覆力矩與傾抗傾覆安全系數(shù)指抗傾覆力矩與傾覆力矩之比值。（覆力矩之比值。（p383）6 . 1 faxfazotZEXEGXKl整體穩(wěn)定性驗算之抗滑移驗算整體穩(wěn)定性驗算之抗滑移驗算何謂滑移？何謂滑移？墻身底部摩擦力不夠以致墻體墻身底部摩擦力不夠以致墻體在主動土壓力作用下發(fā)生底部滑動。在主動土壓力作用下發(fā)生底部滑動。由此，所謂抗滑移驗算的目

9、的由此，所謂抗滑移驗算的目的是維持底部是維持底部滑動力和抗滑力的平衡，并滿足一定的安全滑動力和抗滑力的平衡，并滿足一定的安全儲備。儲備。定義：定義：抗滑移安全系數(shù)指抗滑力與滑動力抗滑移安全系數(shù)指抗滑力與滑動力之比值。之比值。(p384)3 . 1)( tatannsGEEGK l地基承載力驗算地基承載力驗算將將墻身看作是淺基礎(chǔ)，將墻身上受到的土壓力作為荷載對待墻身看作是淺基礎(chǔ)，將墻身上受到的土壓力作為荷載對待，則地基，則地基承載力的驗算與偏心荷載下淺基礎(chǔ)地基承載力的驗算相同。承載力的驗算與偏心荷載下淺基礎(chǔ)地基承載力的驗算相同。l墻身強度驗算墻身強度驗算已知墻身受力以后，根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)

10、構(gòu)設(shè)計規(guī)范和混凝土已知墻身受力以后，根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)要求和方法進行驗算。結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)要求和方法進行驗算。l抗傾覆穩(wěn)定措施抗傾覆穩(wěn)定措施目的是減小傾覆力矩，增大抗傾覆力矩。目的是減小傾覆力矩，增大抗傾覆力矩。p增大擋土墻截面尺寸增大擋土墻截面尺寸p加寬墻址加寬墻址p墻背做成仰斜墻背做成仰斜p在墻背上做卸荷臺在墻背上做卸荷臺l墻型選擇墻型選擇目的是減小滑動力，增大抗滑力。目的是減小滑動力，增大抗滑力。p修改擋土墻截面尺寸修改擋土墻截面尺寸p加大基底寬度加大基底寬度p增加埋深增加埋深p墻底面做砂石墊層墻底面做砂石墊層l墻型選擇墻型選擇若擋土墻修建需要開挖，因仰斜墻背可與開挖的臨時邊坡相結(jié)合，若擋土墻修建需要開挖，因仰斜墻背可與開挖的臨時邊坡相結(jié)合，而俯斜背后需要回填土，因此對于支擋挖方工程的邊坡，以仰斜墻背為而俯斜背后需要回填土，因此對于支擋挖方工程的邊坡，以仰斜墻背為好，反之，如果是填方工程，則宜用俯斜或垂直墻背，以便填土夯實