路基路面工程第6章-擋土墻設(shè)計(jì)

第5章內(nèi)容回顧1.坡面防護(hù)（植物防護(hù)-種草、鋪草皮、植樹(shù)等，工程防護(hù)-抹面、噴漿、灌漿、勾縫、護(hù)面）2.沖刷防護(hù)（直接防護(hù)-植物防護(hù)、石砌防護(hù)、拋石、石籠等，間接防護(hù)-順?biāo)畨巍⒏駢?、挑水壩、攔水壩等）3.軟土地基加固（砂墊層法、換填法、反壓護(hù)道法、分階段施工、超載預(yù)壓法、豎向排水法、擠密樁法和加固樁法）六、擋土墻設(shè)計(jì)1.概述2.擋土墻的構(gòu)造與布置3.擋土墻土壓力計(jì)算4.擋土墻設(shè)計(jì)原則5.重力式擋土墻設(shè)計(jì)6.浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)7.地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)8.輕型擋土墻9.加筋土擋土墻問(wèn)題：擋土墻的用途是什么？從使用位置來(lái)分，擋土墻的類型有哪些？從結(jié)構(gòu)形式來(lái)分，擋土墻的類型有哪些？擋土墻有哪些組成部分？擋土墻的排水設(shè)施有哪些？擋土墻的沉降縫和伸縮縫有什么作用？

1.概述擋土墻：是用于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。廣泛用于支撐路基邊坡、橋臺(tái)、橋頭引道和隧道洞口等處。擋土墻的用途擋土墻設(shè)置與否，宜于與其工程方案比較確定與移改路線位置進(jìn)行比較；與填筑或開(kāi)挖邊坡相比較；與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋、河流、水渠）等比較；與設(shè)置其他類型的構(gòu)造物（橋、護(hù)墻）等比較一般來(lái)說(shuō)，在以下情況下適宜修建擋土墻陡坡路段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡路段；需要降低路基邊坡高度以減少大量填方、挖方的路段；增加不良地質(zhì)路段邊坡穩(wěn)定，以防止產(chǎn)生滑坍；防止沿河路段水流沖刷；橋梁或隧道與路基的連接地段；節(jié)約道路用地、減少拆遷或少占農(nóng)田；保護(hù)重要建筑、生態(tài)環(huán)境或其他需要特殊保護(hù)的地段。路塹擋土墻：用于陡峭山坡的路塹底部，降低邊坡高度、減少開(kāi)挖或者邊坡防止地質(zhì)不良地段的滑坡。擋土墻的使用場(chǎng)合路堤擋土墻：在陡山坡上填筑路堤時(shí)、用以支擋路堤下滑；收縮坡腳，減少填方量；保證沿河路堤不受水流沖刷。路肩擋土墻：支擋陡坡路堤下滑，抬高公路，收縮坡腳、減少占地，減少填方量。山坡?lián)跬翂Γ河靡灾跎狡律峡赡芑母采w層土體或破碎巖層（需要時(shí)可分設(shè)數(shù)道）。橋頭擋土墻：支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)及保證橋頭填土穩(wěn)定常用的擋土墻一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施與伸縮縫組成擋土墻的組成按照位置：路塹擋土墻、路堤擋土墻、路肩擋土墻、山坡?lián)跬翂?。按照材料：石砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、磚砌擋土墻、木質(zhì)擋土墻和鋼板墻。按照結(jié)構(gòu)形式：重力式、半重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、錨桿式、拱式、錨定板式、樁板式、垛式。擋土墻的類型重力式擋土墻：重力式擋土地依靠墻身自重支撐土壓力來(lái)維持其穩(wěn)定。—般多用片(塊)石砌筑，在缺乏石料的地區(qū)有時(shí)也用混凝土修建。工量較大、型式簡(jiǎn)單、施工方便，可就地取材，適應(yīng)性較強(qiáng)，故被廣泛采用。A豎直式B俯斜式C仰斜式D折線式A、B多用于路肩墻、路堤墻；C、D多用于路塹墻衡重式擋土墻：帶衡重臺(tái)的擋土墻，稱為街重式擋土墻，其主要穩(wěn)定條件仍憑借于墻身自重，但由于衡重臺(tái)上填土的重量使全墻重心后移，增加了墻身的穩(wěn)定。其墻面胸坡很陡，下墻墻背仰斜，所以可以減小墻的高度，減少開(kāi)挖工作量，避免過(guò)份牽動(dòng)山體的穩(wěn)定，有時(shí)還可以利用臺(tái)后凈率攔截落石。衡重式擋土墻適多用于路肩墻、路堤墻。衡重式懸臂式和扶壁式統(tǒng)稱為薄壁式懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，具有三個(gè)懸臂，即立壁、趾板和踵板。當(dāng)墻身較高時(shí)，沿墻長(zhǎng)每隔一定距離設(shè)置一道扶壁連接墻面板及踵板，稱為扶壁式擋土墻。它們的共同特點(diǎn)是：墻身斷面較小，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不是依靠本身的重量，而主要依靠踵板上的填土重量來(lái)保證。它們自重輕，圬工省。適用于墻高較大的情況，但需使用一定數(shù)量的鋼材，經(jīng)濟(jì)效果較好。適用于缺乏石料地區(qū)和擋土墻高度不超過(guò)7m的情況。加筋土式擋土墻

加筋土擋土墻是由填土、填土中布置的拉筋條以及墻面板部分組成，在垂直于墻面的方向，按一定間隔和高度水平地放置拉筋材料，然后填上壓實(shí)，通過(guò)填土與拉筋間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。拉筋材料通常為鍍鋅薄鋼帶、鋁合金、高強(qiáng)塑料及合成纖維等。墻面板一般用混凝土預(yù)制，也可采用半圓形鋁板；加筋土擋土墻屬柔性結(jié)構(gòu)，對(duì)地基變形適應(yīng)性大，建筑高度大，通用于填土路基。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，圬工量少，與其它類型的擋上墻相比，可節(jié)省投資30％—70％，經(jīng)濟(jì)效益大。錨桿式擋土墻：是一種輕型擋土墻，主要由預(yù)制的鋼筋泥凝土立柱、擋土板構(gòu)成墻面，與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合組成。錨桿的一端與立柱聯(lián)接，另一端被錨固在穩(wěn)定巖層或土層中。墻后側(cè)壓力由擋土板傳給立柱，由錨桿與巖體之間的錨固力，即錨桿的抗拔力，使墻獲得穩(wěn)定。它適用于墻高較大、石料缺乏或挖基因難地區(qū)，具有錨固條件的路基擋土墻，一般多用于路塹擋土墻。錨定板式擋土墻：預(yù)定板式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式與錨桿式基本相同，只是錨桿的固定端改用錨定板，埋入墻后填料內(nèi)部的穩(wěn)定層中，依靠錨定板產(chǎn)生的抗拔力抵抗側(cè)壓力，保持墻的穩(wěn)定。它主要適用于缺乏石料的地區(qū)，一般用于路堤墻。樁板式擋土墻：由樁柱和擋板組成，利用深埋的樁柱前土層的被動(dòng)土壓力來(lái)平衡墻后主動(dòng)土壓力，適用于土壓力大、要求基礎(chǔ)埋深地段，可用于路塹墻、路肩墻。垛式擋土墻：用鋼筋混凝土預(yù)制桿件，縱橫交錯(cuò)裝配成框架，內(nèi)填土石，以抵抗土壓力，適用于缺乏石料地區(qū)的路肩墻和路堤墻。土釘式擋土墻：由土體、土釘和護(hù)面板三部分組成，利用土釘對(duì)天然土體實(shí)施加固，并與噴射混凝土護(hù)面板相結(jié)合，形成類似重力式擋土墻的加強(qiáng)體。適用性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、材料用量與工程量較少，常用于穩(wěn)定挖方邊坡或臨時(shí)支護(hù)?；炷涟胫亓跬翂Γ涸趬Ρ吃O(shè)少量鋼筋，并將墻趾展寬（保證基地必要的寬度），以減薄墻身，節(jié)省圬工。一般用與低墻。拱式擋土墻：由拱板、立柱組成，必要時(shí)可設(shè)錨桿拉住立柱。拱板可預(yù)制，常用于路肩墻。

2.擋土墻的構(gòu)造與布置墻身：暴露在外面的為墻面，反之為墻背從土壓力大小來(lái)看，仰斜小于垂直小于俯斜。仰斜式擋土墻墻背越緩，壓力越小，但施工困難，一般控制α<14度。俯斜式的斷面要比仰斜式大，俯斜墻背坡度一般控制在21度48分以下。衡重式墻背上墻墻背坡度通常為1：0.25到1：0.45，下墻一般為1：0.25，上下墻的墻高比一般采用2：3。擋土墻的構(gòu)造墻面：通?；A(chǔ)以上均為平面，當(dāng)?shù)孛鏅M坡比較陡時(shí)，墻面可直立或外斜1：0.05到1：0.2，以減小墻高，當(dāng)?shù)孛鏅M坡平緩時(shí)，墻面可放緩，一般可以采用1：0.2到1：0.35較為經(jīng)濟(jì)，但不宜緩于1：0.4，以免過(guò)多增加墻高。墻頂：對(duì)于石砌擋土墻墻頂?shù)淖钚挾?，漿砌的不小于50cm，干砌的不小于60cm。護(hù)欄：對(duì)于路肩擋土墻，如果高度較大，應(yīng)設(shè)施護(hù)欄基礎(chǔ)：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)形式的選擇和基礎(chǔ)埋深的確定。擋土墻一般都使用淺基礎(chǔ)，只有在特殊情況下，才采用深樁基。當(dāng)?shù)鼗浫醯臅r(shí)候，可先換填。擋土墻的埋置深度應(yīng)按照以下要求進(jìn)行：當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1m時(shí)，基底應(yīng)在凍結(jié)線不小于0.25m，并符合基礎(chǔ)最小埋深不小于1m的要求。當(dāng)凍結(jié)深度大于1m，基底最小埋深不小于1.25米，還應(yīng)將基底至凍結(jié)線以下0.25m范圍的地基土換填為弱凍脹材料。當(dāng)擋土墻處于地質(zhì)不良地段，地基土內(nèi)可能產(chǎn)生滑動(dòng)面時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性分析，將基礎(chǔ)底面埋置在滑動(dòng)面以下，或采用其他措施，防止擋土墻滑動(dòng)。排水設(shè)施：目的：梳干填料中的水分、防止地表水下滲造成積水、消除粘性土由于含水量變化導(dǎo)致的膨脹壓力，減小凍脹壓力。排水措施：設(shè)置地面排水溝，引排地面水；夯實(shí)回填土頂面和地面松土，防止雨水及地面水下滲，必要時(shí)可加設(shè)鋪砌；對(duì)路塹擋墻墻趾前的邊溝應(yīng)予以鋪砌加固，以防邊溝水滲人基礎(chǔ)；設(shè)置墻身泄水孔，排除墻后水。漿砌塊(片)石墻身應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔(圖a)。墻高時(shí)，可在墻上部加設(shè)一排瀉水孔(圖b)

?？籽坶g距一般為2～3m，對(duì)于浸水擋土墻間距為1.0～1.5m，干旱地區(qū)可適當(dāng)加大，孔眼上下錯(cuò)開(kāi)布置。下排排水孔的出口應(yīng)高出墻前地面或墻前水位0.3m；為防止水分滲入地基，下排泄水孔進(jìn)水口的底部應(yīng)鋪設(shè)30cm厚的粘土隔水層。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。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以下0.5m的范圍內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于0.3m的砂卵石排水層(圖c)沉降縫與伸縮縫：設(shè)計(jì)時(shí)，一般將沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，沿路線方向每隔10～15m設(shè)置一道，兼起兩者的作用，縫寬2～3cm，縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流失或凍害嚴(yán)重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于0.15m，當(dāng)墻后為巖石路塹或填石路堤時(shí)，可設(shè)置空縫。。擋土墻位置的選定：1）路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁；2）山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；3）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；4）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；5）沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。擋土墻的布置擋土墻的橫向布置：即確定擋土墻的斷面形式在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處，以及其它必須樁號(hào)處的橫斷面圖上進(jìn)行。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)施等，并繪制擋土墻橫斷面圖。擋土墻的縱向布置：擋土墻縱向布置在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行，布置后繪成擋土墻正面圖1）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；2）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；3）布置各段擋土墻的基礎(chǔ)；4）布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等；沉降伸縮縫基地線泄水孔路線縱坡錐坡?lián)跬翂φ鎴D擋土墻的平面布置：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)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。問(wèn)題：擋土墻設(shè)計(jì)主要考慮哪些力？什么是主動(dòng)土壓力？什么是被動(dòng)土壓力？路基擋土墻受到最大土壓力的破裂面如何確定？擋土墻的設(shè)計(jì)的荷載組合如何確定？擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算包括哪些內(nèi)容？增強(qiáng)擋土墻穩(wěn)定性的措施有哪些？

3.擋土墻土壓力計(jì)算作用在擋土墻上的力系，按力的作用性質(zhì)分為主要力系、附加力和特殊力。作用在擋土墻上的力系主要力系：經(jīng)常作用于擋土墻的各種力，包括：1.擋土墻自重G及位于墻上的衡載；2.墻后土體的主動(dòng)土壓力Ea；3.基底的法向反力N及摩擦力T；4.墻前土體的被動(dòng)土壓力Ep。（對(duì)于浸水擋土墻而言還包括常水位時(shí)的靜水壓力和浮力）附加力：是季節(jié)性作用于擋土墻的各種力，例如洪水時(shí)的靜水壓力和浮力、動(dòng)力壓力、波浪沖擊力、凍脹壓力以及冰壓力等。特殊力：偶然出現(xiàn)的力，例如地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力等。在一般地區(qū)，擋土墻設(shè)計(jì)僅考慮主要力系．在浸水地區(qū)還應(yīng)考慮附加力，而在地震區(qū)應(yīng)考慮地震對(duì)擋土墻的影響。各種力的取舍，應(yīng)根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件，按最不利的組合作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。主動(dòng)土壓力：擋土墻向外移動(dòng)(位移或傾覆)，土壓力隨之減少，直到墻后土體沿破裂面下滑處于極限平衡狀態(tài)。被動(dòng)土壓力：墻向土體擠壓移動(dòng)，土壓力隨之增大，土體被推移向上滑動(dòng)處于極限平衡狀態(tài)。靜止土壓力：墻處于原來(lái)位置不動(dòng)，土壓力介于兩者之間，稱為靜止土壓力。用哪種性質(zhì)的土壓力作為擋土墻設(shè)計(jì)荷載，要根據(jù)擋土墻的具體條件而定。一般條件下庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算路基擋土墻一般都可能有向外的位移或傾覆，因此在設(shè)計(jì)中按照墻背土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，且設(shè)計(jì)時(shí)取一定的安全系數(shù)，以保證墻背土體的穩(wěn)定。對(duì)于墻趾的土體的被動(dòng)土壓力，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下，考慮到各種自然力和人畜活動(dòng)的作用，一般均不計(jì)，以偏于安全。庫(kù)侖土壓力理論：1776年法國(guó)的庫(kù)倫（C.A.Coulomb）根據(jù)極限平衡的概念，并假定滑動(dòng)面為平面，分析了滑動(dòng)楔體的力系平衡，從而求算出擋土墻上的土壓力，成為著名的庫(kù)倫土壓力理論。路基擋土墻庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算庫(kù)侖土壓力假設(shè)：（1）擋土墻后土體為均勻各向同性無(wú)粘性土（c=0）；（2）擋土墻后產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)土壓力時(shí)墻后土體形成滑動(dòng)土楔，其滑裂面為通過(guò)墻踵的平面；（3）滑動(dòng)土楔可視為剛體。路基擋土墻因路基形式和荷載分布的不同，土壓力有多種計(jì)算圖式。以路堤擋土墻為例，可分為5種圖示：破裂面交于內(nèi)邊坡，破裂面交于荷載的內(nèi)側(cè)、中部和外側(cè)，以及破裂面交于外邊坡。1.破裂面交于內(nèi)邊坡平衡力三角形：當(dāng)參數(shù)ψ、

、δ、α、β固定時(shí)，Ea隨破裂面的位置而變化，即Ea是破裂角θ的函數(shù)。為求最大土壓力Ea，可以用求駐點(diǎn)的辦法，得到如上圖邊界條件的最大土壓力公式和最危險(xiǎn)破裂角如下：2.破裂面交于路基面a）交于荷載內(nèi)側(cè)；b）交于荷載中部；c）交于荷載外側(cè)。a）交于荷載中部的主動(dòng)土壓力計(jì)算最大土壓力時(shí)破裂角：其中：b）交于荷載外側(cè)交于荷載外側(cè)和內(nèi)側(cè)的土壓力仍按照上式計(jì)算，但A0和B0表達(dá)式不同c）交于荷載內(nèi)側(cè)3.破裂面交于外邊坡此時(shí)的土壓力計(jì)算公式為：最大土壓力時(shí)破裂角：其中：計(jì)算擋土墻壓力Ea，首先是確定產(chǎn)生最大土壓力的破裂面，求出破裂角θ，但是θ是事先不知道的，需進(jìn)行試算。通常先假定破裂面位置通過(guò)荷載中心，按照?qǐng)D式和對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式算出的θ角與假定情況進(jìn)行對(duì)比，若與假定不符，根據(jù)試算出來(lái)的θ角重新假定破裂面，重復(fù)以上運(yùn)算，直到相符為止，最后根據(jù)此破裂角計(jì)算最大土壓力。大俯角墻背的主動(dòng)土壓力—第2破裂面法1）墻背或假想墻背的傾角必須大于第二破裂面的傾角。（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)生抗滑力必須大于其下滑力（即：使破裂面棱體不沿墻背或假想墻背下滑）此時(shí)的土壓力計(jì)算公式為：主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)：繪土壓應(yīng)力分布圖如圖6-11求Ex的最大值及相應(yīng)的破裂角

i和i（求駐點(diǎn)的辦法）折線形墻背的土壓力計(jì)算凸形墻背的擋土墻和衡重式擋土墻，其墻背不是一個(gè)平面而是折面，稱為折線形墻背。對(duì)這類墻背，以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界，分成上墻與下墻．分別按庫(kù)倫土壓力計(jì)算土動(dòng)土壓力，然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。計(jì)算上墻土壓力時(shí)不考慮下墻影響，按俯斜墻背計(jì)算土壓力。下墻計(jì)算比較復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行，比如采用延長(zhǎng)墻背法。（一）上墻土壓力不考慮下墻影響,按照俯斜墻背計(jì)算土壓力,衡重式考慮是否出現(xiàn)第二破裂面（二）下墻土壓力計(jì)算1.延長(zhǎng)墻背法在上墻土壓力算出后，延長(zhǎng)下墻墻背交于填土表面C，以B’C為假想墻背，根據(jù)延長(zhǎng)墻背的邊界條件，用相應(yīng)的庫(kù)倫公式計(jì)算土壓力，并繪出墻背應(yīng)力分布圖，從中截取下墻BB’部分的應(yīng)力圖作為下墻的土壓力。將上下墻兩部分應(yīng)力圖疊加，即為全墻土壓力

2.力多邊形法在墻背土體處于極限平衡條件下，作用于破裂棱體上的諸力，應(yīng)構(gòu)成矢量閉合的力多邊形。在算得上墻土壓力E1后，就可繪出下墻任一破裂面力多邊形。利用力多邊形來(lái)推求下墻土壓力（一）等效內(nèi)摩擦角法按換算前后土的抗剪強(qiáng)度相等的原則或土壓力相等的原則來(lái)計(jì)算

D值。通常把粘性土的內(nèi)摩擦角值增大5°～10°，或采用等效內(nèi)摩擦角D為30°～35°。對(duì)于矮墻偏于安全，對(duì)于高墻則偏于危險(xiǎn)。因此在設(shè)計(jì)高墻時(shí)，應(yīng)按墻高酌情降低D值

粘性土壓力計(jì)算庫(kù)倫理論只考慮不具有粘聚力的砂性土的土壓力問(wèn)題。當(dāng)墻背填料為粘性土?xí)r，土的粘聚力對(duì)主動(dòng)土壓力的影響很大，因此應(yīng)考慮粘聚力的影響。（二）力多邊形法1.首先求得當(dāng)c=0時(shí)的土壓力E′，Ea=E’－Ec；2.再求得由于粘聚力的作用而減少的土壓力Ec3.用求駐點(diǎn)的辦法求最大土壓力和最危險(xiǎn)破裂面

填土為兩層以上不同性質(zhì)的土體，首先求得上一土層的土壓力及作用點(diǎn)，并近似的假定上下兩土層層面平行。計(jì)算下一土層時(shí)，將上一土層視為均布荷載，按地面為一平面時(shí)的庫(kù)侖公式計(jì)算。不同土層的土壓力擋土墻修在陡坡的半路堤上，或者山坡土體有傾向路基的層面，則墻后存在著已知坡面或潛在滑動(dòng)面，當(dāng)其傾角陡于由計(jì)算求得的破裂面的傾角時(shí)，墻后填料將沿著陡破面(或滑動(dòng)面)下滑，而不是沿著計(jì)算破裂面下滑，土壓力計(jì)算的破裂面為由勘察確定的實(shí)際可能發(fā)生的破裂面。計(jì)算時(shí)不必求取最危險(xiǎn)破裂面和最大土壓力。有限范圍填土?xí)r的土壓力通常情況下?lián)跬翂η暗谋粍?dòng)土壓力可不計(jì)算，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深且地層穩(wěn)定、不受水流沖刷和擾動(dòng)破壞時(shí)，可計(jì)入，但是應(yīng)對(duì)被動(dòng)土壓力的計(jì)算值進(jìn)行大幅度的折減被動(dòng)土壓力（一）車輛荷載——換算土柱q——車輛荷載附加荷載強(qiáng)度，墻高小于2m，取20kN/m2；墻高大于10m，取10kN/m2；墻高在2～10m之間時(shí)，附加荷載強(qiáng)度用直線內(nèi)插法計(jì)算（二）其他荷載作用于墻頂或墻后填土上的人群荷載強(qiáng)度規(guī)定為3kN/m2作用于擋墻欄桿頂?shù)乃酵屏Σ捎?.75kN/m，作用于欄桿扶手上的豎向力采用1kN/m車輛荷載換算及計(jì)算參數(shù)

4.擋土墻設(shè)計(jì)原則施加于擋土墻的作用或荷載原則：根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件、最不利組合一般地區(qū)僅考慮主要力系浸水地區(qū)考慮附加力地震區(qū)考慮地震力不同條件下荷載組合：擋土墻設(shè)計(jì)原則擋土墻按“極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法”進(jìn)行設(shè)計(jì)，擋土墻設(shè)計(jì)極限狀態(tài)分構(gòu)件承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)是當(dāng)擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài)，即認(rèn)為超過(guò)了承載力極限狀態(tài)：1）整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡；2）擋土墻構(gòu)件或連接部件因材料強(qiáng)度超過(guò)而破壞，或因過(guò)度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；3）擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系或局部失去平衡。正常使用極限狀態(tài)是擋土墻出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：1）影響正常使用或外觀變形；2）影響正常使用或耐久性的局部破壞（包括裂縫）；3）影響正常使用的其它特定狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定公路擋土墻的構(gòu)件分析采用承載力極限狀態(tài)的分項(xiàng)安全系數(shù)法為主的設(shè)計(jì)法，表達(dá)式為：——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);

——垂直恒載引起的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)；

——恒載及汽車活載的土壓力效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù);

——其它荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù);——恒載效應(yīng)；——恒載及汽車活載的土壓力效應(yīng)；——其它荷載效應(yīng);——抗力安全系數(shù)；

——構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值；——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)值.承載能力極限狀態(tài)作用（或荷載）分項(xiàng)系數(shù)

5.重力式擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算1.抗滑穩(wěn)定性分析2.抗傾覆穩(wěn)定性分析在驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性時(shí)，一般不計(jì)趾前土層產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力。驗(yàn)算結(jié)果如不滿足以上要求，則表明抗滑穩(wěn)定性或抗傾覆穩(wěn)定性不夠，應(yīng)改變墻身斷面尺寸重新核算?；讘?yīng)力及合力偏心矩驗(yàn)算為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承載力．應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距B/6>B/6e0B/2>B/61.基礎(chǔ)地面的壓應(yīng)力（1）軸心荷載作用時(shí)（2）偏心荷載作用時(shí)2.基底合力偏心距3.地基承載力抗力值（1）軸心荷載作用時(shí)（2）偏心荷載作用時(shí)（3）地基承載抗力f：當(dāng)擋土墻的基礎(chǔ)寬度大于3m，或埋置深度大于0.5m時(shí)，除巖石地基外，地基承載應(yīng)力抗力值按下式計(jì)算：（4）

當(dāng)不滿足式(6-53)的計(jì)算條件或計(jì)算出的結(jié)果f<1.1fk時(shí)，可按f=1.1fk直接確定地基承載應(yīng)力抗力值。（5）f值可以根據(jù)不同荷載組合予以提高，提高系數(shù)K按表中的值。（6）當(dāng)偏心距e小于或等于0.333倍基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，可根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載應(yīng)力抗力值。：墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算1.強(qiáng)度計(jì)算—與材料有關(guān)的系數(shù)；砌體沙漿標(biāo)號(hào)

M5M2.5M1混凝土

s值0．0020.00250.0040.0022.穩(wěn)定計(jì)算土質(zhì)地基，不陡1:5；巖石地基，不陡于1:3設(shè)置傾斜基底增加擋土墻穩(wěn)定性的措施1.增加抗滑穩(wěn)定性凸榫的高度按照抗滑穩(wěn)定性要求設(shè)計(jì)，高寬比滿足污工剛性角要求采用凸榫基底展寬墻址2.增加抗傾覆穩(wěn)定性改變墻面及墻背坡度改變墻身斷面類型問(wèn)題：浸水路堤擋土墻受力與一般擋土墻有何不同？地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)中如何考慮地震的影響？懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容有哪些？錨桿擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容有哪些？錨定板擋土墻設(shè)計(jì)的內(nèi)容有哪些？加筋土的基本原理是什么？

6.浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)1．浸水的填料受到水的浮力作用而使土壓力減??；2．砂性土的內(nèi)摩擦角受水的影響不大，可認(rèn)為浸水后不變，但糯性土浸水后執(zhí)剪強(qiáng)度顯著降低；3．墻背與墻面均受到靜水壓力，在墻背與墻面水平一致時(shí)，兩者互相平衡；而當(dāng)有一水位差時(shí)，則墻身受到靜水壓力差所引起的推力；4．墻外水位驟然降落．或者墻后暴雨下滲在填料內(nèi)出現(xiàn)滲流時(shí)，填料受到滲透動(dòng)水壓力。5.墻身受到水的浮力作用，使其抗傾覆及抗滑穩(wěn)定性減弱。浸水路堤擋土墻的受力特點(diǎn)1．當(dāng)填料為砂性土?xí)r1)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(dòng)對(duì)于計(jì)算土壓力的影響不大，因此不考慮浸水的影響。在此情況下，浸水擋土墻墻背土壓力Eb可采用不浸水時(shí)的土壓力Ea扣除計(jì)算水位以下因浮力影響而減少的土壓力ΔEb浸水路堤擋土墻土壓力計(jì)算2．當(dāng)填料為粘性土?xí)r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(jì)算土壓力。計(jì)算中，先求出計(jì)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(jì)算浸水部分的土壓力E2。El與E2的矢量和即為全墻土壓力。在計(jì)算浸水部分的土壓力E2時(shí)，先按浮容重γb將上部土層及超載換算為均布土層作為超載，土層厚hb為：靜水壓力、動(dòng)水壓力和上浮力1．靜水壓力墻胸靜水壓力其水平分力和垂直分力分別為：墻背靜水壓力其水平分力和垂直分力分別為：當(dāng)計(jì)算動(dòng)水壓力時(shí)，墻背靜水壓力為：當(dāng)墻胸和墻背存在水位差時(shí)，兩者的靜水壓力水平分力的差為推力。垂直分力的差計(jì)入上浮力。2．上浮力作用于基底的上浮力按下式計(jì)算：總的上浮力為基底浮力與墻胸墻背垂直分力的代數(shù)和：3．動(dòng)水壓力當(dāng)墻后為弱透水性填料時(shí)，在填料內(nèi)部將產(chǎn)生滲流，由此會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力P3，其大小按下式計(jì)算：式中：Ij—降水曲線的平均坡度；Ω—產(chǎn)生動(dòng)水壓力的浸水部分，即圖中的陰影部分，可近似地取梯形abcd的面積。動(dòng)水壓力P3的作用點(diǎn)為Ω面積的重心，其方向平行于Ij。具體驗(yàn)算方法和前面一樣，但要考慮浸水擋土墻的受力特點(diǎn)，在最不利水位進(jìn)行驗(yàn)算：最高水位并不是在所有情況下都是最不利的水位；抗滑穩(wěn)定系數(shù)和傾覆穩(wěn)定系數(shù)的最小值，可能同時(shí)出現(xiàn)在某一水位，也可能分別出現(xiàn)。設(shè)計(jì)浸水擋土墻時(shí)，須作反復(fù)的試算，以尋求最不利的水位。為減少汁算工作量，可采用優(yōu)選法。浸水路堤擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算優(yōu)選法求最小穩(wěn)定系數(shù)和最不利水位的步驟：至于基底應(yīng)力，在一般情況下，它隨水位的降低而增大，而在枯水位時(shí)接近或達(dá)到最大值。故在浸水擋土墻基底應(yīng)力驗(yàn)算中，通常以枯水位作為驗(yàn)算水位。

7.地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻修建在設(shè)計(jì)烈度為8度及8度以上的地震區(qū)，以及修筑在地震時(shí)可能發(fā)生大規(guī)模滑坡、崩塌的地段或軟弱地基(如軟弱粘性土層)處，地震強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算要考慮破裂棱體和擋土墻身分別承受地震力的作用，將地震荷載與恒載組合，并考慮常年水位的浮力。不考慮季節(jié)性浸水的影響，其他外力，包括車輛荷載的作用均不考慮。在擋土墻設(shè)計(jì)中，一般只考慮最大水平地震力Ps：Ps=C1CzKHGCz綜合影響系數(shù)，表示實(shí)際建筑物的地震反應(yīng)與理論計(jì)算間的差異，一般采用0.25，KH按設(shè)計(jì)烈度在下表中取值，C1為重要性修正系數(shù)按路線等級(jí)在表6-22中取值。地震荷載的計(jì)算擋土地重G與水平地震力Ps的合力G1，其與豎直線的夾角θs稱為地震角：θs=arctanCzKH可采用庫(kù)侖土壓力公式進(jìn)行計(jì)算：用地震作用的土壓力這種方法僅僅是利用原有公式來(lái)求解的計(jì)算過(guò)程，而地震土壓力Es的作用方向仍應(yīng)核實(shí)際墻背摩擦角δ決定，在計(jì)算Ex和Ey時(shí)，采用δ而不用δS

對(duì)于地震作用下的路肩擋土墻，也可用下面的簡(jiǎn)化公式計(jì)算：1．盡可能采用重心低的墻身斷面形式。2．基礎(chǔ)盡可能置于基巖或堅(jiān)硬的均質(zhì)上層上；遇有不良地基時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施進(jìn)行加固處理。3．擋土墻宜采用漿砌片(塊)石、混凝土和鋼筋混凝土修筑。當(dāng)采用干砌片(塊)石時(shí)．墻高須加以限制：設(shè)計(jì)烈度為8度時(shí)，一般不超過(guò)5m，9度時(shí)，一般小超過(guò)3m。4．墻體應(yīng)以垂直通縫分段，每段長(zhǎng)度不宜超過(guò)15m。地基變化或地而標(biāo)高突變處，也應(yīng)設(shè)置通縫。5．應(yīng)嚴(yán)格控制砌筑質(zhì)量，石料要嵌擠緊密．砂漿要飽滿，砂漿標(biāo)號(hào)按非地震區(qū)要求提高一級(jí)采用。6．墻后填料應(yīng)盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實(shí)，并做好排水設(shè)施。擋土墻防震措施

8.輕型擋土墻1.懸臂式擋土墻的構(gòu)造及適用條件鋼筋混凝土懸臂式擋土墻是由立壁和底板組成，具有三個(gè)懸臂，即立壁、趾板和踵板，墻的穩(wěn)定性依靠墻身自重和踵板上的填土重量來(lái)保證，而趾板的設(shè)置又顯著地增加了抗傾覆力矩的力臂，因此結(jié)構(gòu)形式比較經(jīng)濟(jì)。懸臂式擋土墻構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，能適應(yīng)較松軟的地基，墻高一般在6-9m之間。當(dāng)墻高較大時(shí)，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土用量劇增，影響這種結(jié)構(gòu)型式的經(jīng)濟(jì)效果，此時(shí)可采用扶壁式擋土墻。懸臂式擋土墻2懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)1）土壓力計(jì)算對(duì)于懸臂式擋土墻，通常采用朗金理論計(jì)算通過(guò)墻踵的豎直面上的土壓力Ea，然后結(jié)合位于該豎直面與墻背間的土重，得到墻上的總壓力。2）底板寬度=夾板寬+踵板寬+趾板寬+胸坡修正寬度A、踵板寬度受滑動(dòng)穩(wěn)定控制，要求路肩墻：路塹或路堤墻：B、趾板寬度一般由地基應(yīng)力或偏心距e來(lái)決定，要求墻踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力，即有：路肩墻：路塹或路堤墻：3）底板厚度計(jì)算主要取決于結(jié)構(gòu)要求和截面強(qiáng)度要求。結(jié)構(gòu)要求：趾板與踵板同厚(指與中間夾塊連接處，趾板端部不宜小于30cm，因板頂面要求水平)。A根據(jù)配筋率確定截面厚度（一般配筋率0.3%-0.8%）B防止斜裂縫開(kāi)展過(guò)大確定的厚度4）立臂厚度計(jì)算主要取決于結(jié)構(gòu)要求和強(qiáng)度要求。結(jié)構(gòu)要求：立壁頂部最小厚度采用15~25cm，路肩墻不宜小于20m。胸墻一般不做垂直坡面，以免因擋墻變形、地基不均勻沉陷及施工誤差等因素的影響，造成立壁前傾。通常采用的坡率是1：0.02~1：0.05力臂彎矩計(jì)算：剪力計(jì)算：A根據(jù)配筋率確定截面厚度B防止斜裂縫開(kāi)展控制1．錨桿擋土墻的構(gòu)造與布置錨桿擋土墻是由混凝土墻面和錨桿組成，靠錨固在穩(wěn)定地層內(nèi)的錨桿對(duì)墻面的水平拉力以保持墻身的穩(wěn)定。墻面為板柱式墻或板壁式墻。使用的錨桿主要有楔縫式錨桿和灌槳錨桿兩種。楔縫式錨桿俗稱小錨桿，是對(duì)錨桿施加一定壓力后，使桿端楔縫的楔子張開(kāi)，從而將錨桿卡緊在巖石中。錨孔一級(jí)直徑38.50m，深度3~5m，用普通風(fēng)鉆即可施工?？變?nèi)壓注水泥砂漿，用來(lái)