C擋土墻設(shè)計實用

會計學1C擋土墻設(shè)計實用2023/1/176.1擋土墻的用途

1）支撐土體，保持穩(wěn)定；2）減少填挖方數(shù)量，節(jié)約用地；3）防止水流沖刷（浸水擋土墻）；4）防治滑坡（山坡墻）。第1頁/共69頁2023/1/176.2擋土墻的類型

1）按設(shè)置位置分為：路肩墻路堤墻路塹墻山坡墻第2頁/共69頁2023/1/172）按結(jié)構(gòu)特點分為：重力式（衡重式）薄壁式（鋼筋混凝土）錨固式（錨桿、錨碇板式）加筋土式柱板式樁板式等第3頁/共69頁2023/1/17第4頁/共69頁2023/1/17

3）按擋土墻的墻體材料分:石砌擋墻混凝土擋墻鋼筋混凝土擋墻磚砌擋墻木質(zhì)擋墻鋼板墻第5頁/共69頁2023/1/17第6頁/共69頁2023/1/176.3擋土墻的構(gòu)造

擋土墻一般由墻身基礎(chǔ)排水設(shè)施伸縮縫組成

墻身由墻頂、墻面、墻背、墻底（墻趾、墻踵）組成第7頁/共69頁2023/1/17第8頁/共69頁2023/1/17第9頁/共69頁2023/1/174）基礎(chǔ)①保證地基承載力要求，如采用擴大基礎(chǔ)、鋼筋混凝土底板等。②埋置深度要求：防沖刷、防凍脹對于土質(zhì)地基，無沖刷時，地面線以下至少1m；有沖刷時，沖刷線以下至少1m；有凍害時，凍結(jié)線以下至少0.25m。對于石質(zhì)地基，要考慮嵌巖深度和襟邊寬度對于滑動地基，處于滑動面以下至少0.5m（穩(wěn)定巖層）

2m（穩(wěn)定土層）第10頁/共69頁2023/1/175）排水目的：防止地基承載力下降，減小墻背靜水壓力、凍脹壓力、填料膨脹壓力等。措施：截水溝、邊溝、墻背粘土隔水層、粒料反濾層、排水層、墻身泄水孔等。第11頁/共69頁2023/1/176）接縫起沉降縫、伸縮縫作用。間距10~15m，縫寬2~3cm，縫內(nèi)填塞有彈性的材料。第12頁/共69頁2023/1/176.4擋土墻的布置1、擋土墻的橫向布置：確定斷面形式、初步尺寸、選擇位置。2、擋土墻的縱向布置：

1）起訖點、銜接方式

2）確定變形縫的位置

3）布置基礎(chǔ)

4）布置泄水孔位置

5）布置各特征點的樁號和標高3、平面布置：標示與路線平面位置、地物、地貌的關(guān)系第13頁/共69頁2023/1/17擋土墻標準斷面圖第14頁/共69頁2023/1/17路堤擋土墻橫斷面圖路塹擋土墻橫斷面圖第15頁/共69頁2023/1/17

擋土墻立面圖第16頁/共69頁2023/1/176.5作用在擋土墻上的力系第17頁/共69頁2023/1/176.6主動、被動、靜止土壓力第18頁/共69頁2023/1/17路基擋土墻的土壓力考慮1、主動土壓力與被動土壓力的區(qū)分：假定擋土墻處于極限移動狀態(tài)，土體有沿墻及假想破裂面移動的趨勢，則土推墻即為主動土壓力，墻推土即為被動土壓力。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)計中按墻背土體達到主動極限平衡狀態(tài)考慮，且取一定的安全系數(shù)以保證墻背土體的穩(wěn)定。墻趾前土體的被動土壓力一般不計。第19頁/共69頁2023/1/176.7土壓力的計算1）基本假設(shè)（庫倫，1776年）（1）填料為均質(zhì)、各向同性的散粒體，僅有內(nèi)摩擦力而無粘結(jié)力，填料表面為平面；（2）墻身外傾時出現(xiàn)沿墻踵的平面破裂面，破裂面上摩阻力為tgφ；（3）破裂面上土體為剛性體，下滑時土體與墻背間存在內(nèi)摩阻力tgδ；（4）考慮單位長度墻段。2）一般情況第20頁/共69頁2023/1/17第21頁/共69頁2023/1/17

第22頁/共69頁2023/1/17同理可求其它情況的最大主動土壓力：2）破裂面交于路基內(nèi)、荷載的內(nèi)側(cè)3）破裂面交于荷載范圍內(nèi)4）破裂面交于荷載的外側(cè)、路基上5）破裂面交于外邊坡第23頁/共69頁2023/1/17a)交于荷載內(nèi)側(cè)；b)交于荷載中部；c)交于荷載外側(cè)；d）破裂面交于外邊坡第24頁/共69頁2023/1/17例6.1有一路肩擋土墻，墻高H=5m，墻身及路基斷面尺寸如圖所示，試計算該擋土墻所受主動土壓力。墻后填土γ=17kN/m3,?＝35°，

δ＝（2/3）?。（1）求破裂角θ

根據(jù)已知條件得假設(shè)破裂面交于荷載分布范圍以外第25頁/共69頁2023/1/17計算結(jié)果顯然與原假設(shè)不符合。故重新假定破裂面交于荷載分布范圍內(nèi)，按公式計算第26頁/共69頁2023/1/17校核假定：故破裂面交于荷載分布范圍內(nèi)，與假設(shè)符合。第27頁/共69頁2023/1/17（2）求土壓力系數(shù)、土壓力：第28頁/共69頁2023/1/17大俯角墻背的主動土壓力—第二破裂面法有時土體并不沿墻背滑動，而是沿另一滑動面滑動，這一般是折線形重力墻背、懸臂墻墻背或帶衡重臺的墻背，其傾角大于第二破裂面的傾角αi、且墻背面上的抗滑力大于下滑力的情況。出現(xiàn)第二破裂面的條件：

1、墻背或假想墻背的傾角α或α’必須大于第二破裂面的傾角αi，即墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面的出現(xiàn)；

2、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，即NR>NG，或Extan(α+δ)>Ey+G，使破裂棱體不會沿墻背或假想墻背下滑。一般俯斜擋土墻為避免土壓力過大，很少采用平緩背坡，不易出現(xiàn)α>αi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，δ=φ，只要α>αi，即存在第二破裂面。第29頁/共69頁2023/1/17第30頁/共69頁2023/1/17第31頁/共69頁2023/1/178）計算參數(shù)：填料的計算內(nèi)摩擦角和重度墻背摩擦角填料種類計算內(nèi)摩擦角重度γ（kN/m3）粘性土15°～30°17砂類土28°～40°18砂礫、卵石土35°～40°18～19碎石土、不易風化的巖石碎塊40°～45°19不易風化的石塊45°～50°19～20填料的計算內(nèi)摩擦角和重度參考值第32頁/共69頁2023/1/17第33頁/共69頁2023/1/176.8車輛荷載的換算q——附加荷載的強度(kN/m2)按荷載強度換算：第34頁/共69頁2023/1/17按破裂土體范圍內(nèi)的車輛荷載換算：第35頁/共69頁2023/1/176.9擋土墻的荷載組合第36頁/共69頁2023/1/17第37頁/共69頁2023/1/17第38頁/共69頁2023/1/17第39頁/共69頁2023/1/17第40頁/共69頁2023/1/17按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，通常采用上表所列的各分項系數(shù)；當對擋土墻進行基礎(chǔ)合力偏心距和圬工結(jié)構(gòu)合力偏心距計算時，除被動土壓力采用0.3外，其他全部荷載系數(shù)采用1.0。第41頁/共69頁2023/1/176.10擋土墻穩(wěn)定性驗算第42頁/共69頁2023/1/17第43頁/共69頁2023/1/17第44頁/共69頁2023/1/176.11基底應(yīng)力、合力偏心距驗算第45頁/共69頁2023/1/17基底合力偏心距滿足表6-14的要求.基底應(yīng)力滿足:軸向荷載作用:偏心荷載作用:其中地基承載力抗力值f值可以根據(jù)不同荷載組合予以提高，提高系數(shù)K按表6-16取值第46頁/共69頁2023/1/176.12墻身截面強度驗算

選擇墻身斷面變化處、墻身底部、1/2墻高處，按軸心受壓、偏心受壓或受彎構(gòu)件進行強度驗算。1、強度驗算2、穩(wěn)定驗算3、正截面剪應(yīng)力驗算第47頁/共69頁2023/1/17例6.2：某俯斜式重力式擋土墻如圖所示，墻高為5.5m,墻面和墻背坡度均為1：0.25

（），擋土墻頂寬b=0.6m。經(jīng)計算其墻背的主動土壓力為

60.00kN，土壓力其作用點到墻底的垂直距離為，已知墻背填料的摩察角為，墻身的容重為22kN/m3，地基的摩阻系數(shù)為

f=0.45，地基的容許壓應(yīng)力為，驗算該擋土墻的穩(wěn)定性和地基承載力是否滿足要求。HBZxZybEa第48頁/共69頁2023/1/171、抗滑穩(wěn)定性驗算：穩(wěn)定第49頁/共69頁2023/1/172、抗傾覆穩(wěn)定性驗算穩(wěn)定第50頁/共69頁2023/1/173、地基承載力驗算：滿足要求第51頁/共69頁2023/1/176.13提高擋土墻穩(wěn)定性的措施第52頁/共69頁2023/1/176.14、衡重式擋土墻設(shè)計衡重式擋土墻的構(gòu)造，通常墻胸多采用1：0.05的陡坡，上墻墻背坡率采用1：0.25～1：0.45之間，下墻墻背坡率采用1：0.25，上下墻高比采用2：3。其它構(gòu)造要求與一般重力式擋土墻相同。作用于衡重式擋土墻的主動土壓力，按上下墻分別計算，取其矢量和作為全墻的主動土壓力。衡重式擋土墻穩(wěn)定性驗算的內(nèi)容和要求同一般重力式擋土墻。當上墻出現(xiàn)第二破裂面時，第二破裂面與上墻墻背之間的填土與墻身一起移動，其重量應(yīng)計入墻身自重。驗算墻身截面強度時，應(yīng)按上墻實際墻背所承受的土壓力計算，驗算內(nèi)容同重力式。最危險的截面是上下墻分界面2-2，以及與上墻土壓力大致平行的3-3斜截面。對于斜截面驗算，應(yīng)將諸力投影到斜截面上，驗算的重點是抗剪強度能否滿足要求。第53頁/共69頁2023/1/17

驗算墻身截面強度時，應(yīng)按上墻實際墻背所承受的土壓力計算，驗算內(nèi)容同重力式。對于斜截面驗算，應(yīng)將諸力投影到斜截面上，驗算的重點是抗剪強度能否滿足要求。1、上墻實際墻背的土壓力假定此土壓力沿墻背呈直線分布，作用于上墻的下三分點處。2、斜截面剪應(yīng)力驗算令＝0，經(jīng)整理簡化得

第54頁/共69頁2023/1/176.15浸水路堤擋土墻設(shè)計(一)當填料為砂性土時計算時考慮：1．浸水部分填料單位重量采用浮容重；2．浸水前后的內(nèi)摩擦角不變；3．破裂面為一平面；由于浸水后破裂位置的變動對于計算土壓力的影響不大，因而不考慮浸水的影響。(二)當填料為粘性土時考慮到粘性土浸水后c值顯著降低，將填土的上下兩部分視為不同性質(zhì)的土層，應(yīng)分別計算土壓力(見圖6-40)。計算中，先求出計算水位以上填土的土壓力E1；然后再將上層填土重量作為荷載，計算浸水部分的土壓力E2。E1與E2的矢量和即為全墻土壓力。（三）、浸水擋土墻穩(wěn)定性驗算設(shè)計浸水擋土墻，應(yīng)求算最不利水位進行驗算。第55頁/共69頁2023/1/17

運用優(yōu)選法求最小穩(wěn)定系數(shù)和最不利水位的步驟：如圖6-44所示，設(shè)浸水擋土墻的高度為H，試算水位均從擋土墻基底算起：1．求算H1處的穩(wěn)定系數(shù)K=1，H1＝0.618H；2．求算與H1對稱的H2處的K2，H2＝0＋（H－H1）＝0.382H；3．比較K1和K2，若K2〉K1，則舍去［0，H2］區(qū)段，求算剩余區(qū)段［H2，H］中與H1對稱的H=3處的K3，H3＝H2＋（H－H1）＝0.764H；4比較K1和Ｋ3，若K1〉Ｋ3，則舍去［H2，H1］區(qū)段求算新剩余段［H1，H］中與H3對稱的H4處的K4，H4＝H1＋（H－H3）＝0.854H；5比較K3和K4，若K4〉Ｋ3，則舍去［H4，H］區(qū)段，求算新剩余段［H1，H4］中與H3對稱的H5處的K5，H5＝H1＋（H4－H3）＝0.708H；如此試算三、五次，并將各試算水位的穩(wěn)定系數(shù)K1、Ｋ2……繪成K-H曲線，從曲線上找出Kmin(本次為K5)，則其相應(yīng)的水位(Ｈ5)便是最不利水位。基底應(yīng)力驗算中，通常以枯水位作為驗算水位。

第56頁/共69頁2023/1/176.16地震地區(qū)擋土墻設(shè)計

對于地震作用下的路肩擋土墻，可用下面的簡化公式計算

Ea’＝（1+3CzKHtg）Ea一般防震措施：盡可能采用重心低的墻身斷面形式?；A(chǔ)盡可能置于基巖或堅硬的均質(zhì)土層上；遇有軟粘土、飽和砂土或嚴重不均勻地基時，應(yīng)采取適當措施進行加固處理。擋土墻宜采用漿砌片(塊)石、混凝土和鋼筋混凝土修筑。當采用干砌片(塊)石時，墻高須加以限制：設(shè)計烈度為8度時，一般不超過5m；9度時，一般不超過3m。墻體應(yīng)以垂直通縫分段，每段長度不宜超過15m。地基變化或地面標高突變處，也應(yīng)設(shè)置通縫。應(yīng)嚴格控制砌筑質(zhì)量，石料要嵌擠緊密，砂漿要飽滿，砂漿標號按非地震區(qū)要求提高一級采用。墻后填料應(yīng)盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實，并做好排水設(shè)施。第57頁/共69頁2023/1/176.17輕型擋土墻

包括懸臂式擋土墻、錨桿擋土墻和錨定板擋土墻等。1、懸臂式擋土墻設(shè)計

懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，有三個懸臂，即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時，可沿墻長一定距離立肋板（即扶壁）聯(lián)結(jié)立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋墻。1）土壓力計算2）底板寬度計算：包括夾塊寬度、踵板寬度趾板寬度、底板寬度3）底板厚度計算4）立壁厚度計算第58頁/共69頁2023/1/172、錨桿擋土墻設(shè)計

錨桿式擋墻主要由預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，主要是靠埋置于巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。第59頁/共69頁2023/1/173、錨定板擋土墻設(shè)計

錨定板式擋墻則將錨桿換為拉桿，在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹，路堤施工容易實現(xiàn)。第60頁/共69頁2023/1/176.18加筋土擋土墻原理：加筋土是一種在土中加入拉筋的復合土，它利用拉筋與土之間的摩擦作用，提高填土的抗剪強度，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，使得加筋土的整體強度提高，從而保證土體平衡，達到土體穩(wěn)定的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。第61頁/共69頁2023/1/17第62頁/共69頁2023/1/17第63頁/共69頁2023/1/17第64頁/共69頁2023/1/17本章基本要求熟悉擋土墻的有關(guān)概念；掌握擋土墻土壓