東南大學(xué) 基礎(chǔ)工程 第七章 擋土墻設(shè)計(jì)課件

1、第七章 擋土墻設(shè)計(jì)retaining wall7.1 概述7.2 擋土墻類型7.3 作用在擋土墻上的土壓力7.4 重力式擋土墻設(shè)計(jì)7.5 懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)7.6 扶臂式擋土墻設(shè)計(jì)7.1 概述 擋土墻（retaining wall）用來支撐天然或人工斜坡不致坍塌以保持土體穩(wěn)定性，或使部分側(cè)向荷載傳遞分散到填土上的一種結(jié)構(gòu)物。擋土結(jié)構(gòu)物及其土壓力 概述Rigid wall支撐天然斜坡E地下室側(cè)墻E填土E填土堤岸擋土墻拱橋橋臺(tái)E7.2 擋土墻類型 按斷面的幾何形狀和受力特點(diǎn)可分為：重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式和地下連續(xù)墻等。 1、重力式擋土墻（圖7-2a） 以擋土墻自身重力來維持擋土墻在土壓力作用

2、下的穩(wěn)定。俯斜直立仰斜土壓力最大土壓力中等土壓力最小傾斜形式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工條件等綜合考慮。 2、懸臂式擋土墻（圖7-2b） 組成：三懸臂（立壁、墻址、墻踵） 受力：以墻踵底板上的土重力來維持擋土 墻在土壓力作用下的穩(wěn)定 材料：鋼筋混凝土 優(yōu)點(diǎn)：墻體截面小 適用范圍：墻高超過6米、地基較差、工 程較重要等情況。3、扶壁式擋土墻（圖7-2c） 組成：用扶壁增強(qiáng)懸臂式擋土墻立壁的 抗彎性能 適用范圍：墻高超過10米墻趾墻踵扶壁針對(duì)懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距（0.81.0）h，墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持4、板樁式擋土墻（圖7-2d） 組成：板樁、墻面板、錨

3、栓 適用：承載力較低的軟基、大型開挖工程 等墻板錨定板基巖錨桿預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持Rankine 和 Coulomb 土壓力理論7.3 作用在擋土墻的土壓力7.3.1 墻后填土有地下水7.3.2 地震時(shí)的土壓力地震角(表71)水平地震系數(shù)水土合算和水土分算7.4 重力式擋土墻設(shè)計(jì)7.4.1 選型7.4.2 構(gòu)造7.4.3 計(jì)算7.4.1 選型1 墻后土壓力最小2墻的背坡和面坡選擇3基底逆坡選擇4墻趾臺(tái)階EaGaa0Oz1、埋置深度應(yīng)根據(jù)持力層地基土的承載力、凍結(jié)因素確定2、墻身構(gòu)造3、排水措施4、填土質(zhì)量要求5、沉降縫和伸縮縫6、擋土墻

4、材料要求7、擋土墻的砌筑質(zhì)量7.4.2 構(gòu)造7.4.3 計(jì)算計(jì)算內(nèi)容：抗傾覆驗(yàn)算抗滑移驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算抗震驗(yàn)算1抗傾覆驗(yàn)算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbz3 地基承載力驗(yàn)算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbzNTPmaxPminbp fa pmax 1.2fa 基底傾斜時(shí)，fa應(yīng)乘以0.8的折減系數(shù) 4 墻身強(qiáng)度驗(yàn)算砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范抗壓驗(yàn)算：抗剪驗(yàn)算：5 擋土墻的抗震計(jì)算(1)抗傾覆驗(yàn)算(2)抗滑移驗(yàn)算(3)地基承載力驗(yàn)算(4)墻身強(qiáng)度驗(yàn)算抗壓驗(yàn)算：抗剪驗(yàn)算：計(jì)算Q時(shí)要考慮地震力F例題某擋土墻高H為5m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平，擋土墻采用M5水泥砂漿

5、，MU10毛石砌筑，砌體重度k22kN/m3，填土內(nèi)摩擦角30，粘聚力c0，填土重度18kN/m3，地面荷載q2.5kPa，基底摩擦系數(shù)0.5，地基承載力特征值fa200kPa，試驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，擋土墻的截面尺寸見圖所示。 2.00.50.254.752.5kN/m2解：1. 計(jì)算主動(dòng)土壓力Ea2Ea12. 抗傾覆驗(yàn)算2.00.50.254.75G2G3G1O4.地基承載力驗(yàn)算 2.00.5G2G3G1Ea1nEa1tEa2nEa2tNT5、墻身強(qiáng)度驗(yàn)算 0.51.0G3G2N1.260.5II3.00.72抗壓驗(yàn)算：抗剪驗(yàn)算：1 墻身內(nèi)力及配筋bb2b1h1qHH1Ea2Ea1H/

6、2H/3（qH）Ka2 地基承載力驗(yàn)算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1地基承載力驗(yàn)算eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c3 基礎(chǔ)板內(nèi)力及配筋計(jì)算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c（1） 墻趾板忽略墻趾板自重及其上土體重量產(chǎn)生的彎矩3 基礎(chǔ)板內(nèi)力及配筋計(jì)算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c（2）墻踵板q1：墻踵板自重及G3和G4產(chǎn)生的均布荷載。4 穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）抗傾覆穩(wěn)定性（2）抗滑移穩(wěn)定性bb2

7、b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1提高穩(wěn)定性措施減少土的側(cè)壓力增加內(nèi)摩擦角，設(shè)置減壓平臺(tái)增加墻踵的懸臂長度設(shè)置抗滑拖板，墻踵部分加長。提高基礎(chǔ)的抗滑能力基礎(chǔ)板做成傾斜面設(shè)置滑移鍵懸臂式擋土墻截面尺寸如圖所示。墻面上活荷載q=4kPa，地基土為粘性土，承載力特征值fa=100kPa。墻后填土重度=18kN/m3，內(nèi)摩擦角=30o。擋土墻底面處在地下水位以上。求擋土墻墻身及基礎(chǔ)底板的配筋，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算和土的承載力驗(yàn)算，擋土墻材料采用C25級(jí)混凝土及HPB235，HRB335級(jí)鋼筋。 18001000600200q4kPa2500G3G2G1a1a2a3a4500100100

8、G4100100 【解】 ：1. 確定側(cè)壓力 2. 墻身內(nèi)力及配筋計(jì)算 沿墻身每米配置812的豎向受力鋼筋，鋼筋的1/2伸至頂部，其余的在墻高中部（1/2墻高處）截?cái)?。在水平方向配置?gòu)造分布筋10300。3 地基承載力驗(yàn)算 18001000600200q4kPa2500G3G2G1a1a2a3a4500100100G44 基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及配筋計(jì)算 （1）墻趾部分 可利用墻身豎向受力鋼筋下彎。 （2）墻踵部分選用12200, 5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 （1）抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算（2）抗滑移驗(yàn)算抗滑移驗(yàn)算結(jié)果不滿足要求。選用底面夯填300500mm厚碎石提高值后，仍不滿足要求，所以采用底板加設(shè)防滑鍵 計(jì)算結(jié)果滿足

9、要求，防滑鍵計(jì)算高度為0.46m，實(shí)際工程可取0.5m。 7.6 扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)1 墻身（立壁）計(jì)算三邊固定，一邊自由的雙向板；單向板2基礎(chǔ)底板計(jì)算墻趾板同懸臂式；墻踵板和立壁相同3扶壁計(jì)算固定在基礎(chǔ)底板的一個(gè)變截面懸臂T形梁墻趾墻踵扶壁1 懸臂式擋土墻截面尺寸如圖所示。墻面上活荷載q=3kPa，地基土為粘性土，承載力特征值fa=110kPa。墻后填土重度=18.5kN/m3，內(nèi)摩擦角=32o。擋土墻底面處在地下水位以上。求擋土墻墻身及基礎(chǔ)底板的配筋，進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算和土的承載力驗(yàn)算，擋土墻材料采用C25級(jí)混凝土及HPB235，HRB335級(jí)鋼筋。 作業(yè)：20001200600200q3kPa2200G3G2G1a1a2a3a4500100100G4100100擋土墻如圖所示，墻與土之間的摩擦角為2/3，地基為砂土，墻底與地基之間的摩擦系數(shù)=0.4，墻體的容重為=24 kN/m3，試驗(yàn)算擋土墻的抗滑和抗傾覆安全系數(shù)是否滿足穩(wěn)定要求。 圖所示擋土墻，如=0，墻體=24 kN/m3，墻底與地基的摩擦系數(shù)=0.5。如不計(jì)墻趾處的被動(dòng)土壓力，試求擋土墻的抗滑和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)。 小測(cè)驗(yàn)1、重力式擋土墻后的主動(dòng)土壓力與墻背