路基的防護與加固擋土墻B路基路面工程

第6章路基的防護與加固——擋土墻（B）6.1擋土墻的分類6.2重力式擋土墻的構造

6.3土壓力計算6.4重力式擋墻的設計計算

12/7/20231精品課件作用：（1）防止路基填方或挖方邊坡變形失穩(wěn)；（2）克服地形限制或地物干擾；（3）減少土方量或拆遷，減少占地面積，避免填方侵占河床；（4）防止水流沖刷岸坡；（5）整治滑坡病害。

12/7/20232精品課件6.1擋土墻的類型

按位置分:路肩墻路堤墻路塹墻12/7/20233精品課件按結構形式分：重力式擋墻輕型擋墻重力式擋墻：重力式衡重式半重力式（墻趾）跺式輕型擋墻：薄壁式：懸臂式扶壁式柱板式錨固式：錨桿式錨定板式樁板式加筋土擋墻12/7/20234精品課件

6.1.1重力擋土墻適用：地基良好，非地震和沿河受水沖刷地區(qū)

利用衡重臺上部填土的下壓作用和全墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定，減小斷面尺寸。適合于山區(qū)，地面橫坡陡峭的路肩墻，路堤墻，路塹墻。12/7/20235精品課件6.1.2薄壁式擋土墻1）懸臂式：立壁、底板

2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量來保證。特點：自重輕，做工省，適用于墻高較大，地質條件一般，需用一定量的鋼材，經濟效果好。壓重12/7/20236精品課件3）柱板式12/7/20237精品課件6.1.3錨定式擋土墻

錨桿12/7/20238精品課件2）錨定板式：墻后土壓力由擋土板傳至立柱、鋼錨桿，構件斷面小，工程量省。特別適用于地質不良，石料缺乏，挖基困難，有錨固條件的路基擋土墻。提供反力12/7/20239精品課件3）樁板式：6.1.4垛式擋土墻12/7/202310精品課件6.1.5加筋式擋土墻：(填土、填土中布置拉筋條、墻面板)受力：放置拉筋材料，填土壓實，通過填土與拉筋間的摩擦作用，把土的側壓力傳給拉筋。特點：柔性結構，對地基變形隨意性大，建筑高度大，適用于填土路基，節(jié)約投資30%~70%，經濟效益大。12/7/202311精品課件6.2重力式擋土墻的構造

擋土墻的構造應滿足：強度；穩(wěn)定性；就地取材、結構合理、斷面經濟；施工養(yǎng)護方便、安全。常用重力式擋土墻組成：墻身；基礎；排水設施；伸縮縫。直接影響穩(wěn)定性12/7/202312精品課件一、墻身1、墻背：

仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式、衡重式。12/7/202313精品課件2、墻面：坡度1：0.05到1：0.20地面較陡；坡度1：0.20到1：0.35地面平緩

墻面坡度應與墻背坡度相互協(xié)調；墻面坡度應結合墻前地面橫坡合理選擇。3、墻頂：最小寬度：漿砌擋土墻不小于50cm，干砌不小于60cm。4、護欄：地形險峻地段，過高過長路肩墻的墻頂應設置護欄。12/7/202314精品課件二、基礎基礎形式：一般擴大基礎（地基承載力不足）

鋼筋混凝土底板擴大基礎（地基承載力過?。Q填地基（軟弱土層）臺階基礎（擋土墻修筑在陡坡上、地基穩(wěn)固）拱形基礎（地基有長短缺口或挖基困難時）12/7/202315精品課件基礎埋深：對于土質地基，基礎埋置深度應符合下列要求：(1)無沖刷時，應在天然地面以下至少1m；(2)有沖刷時，應在沖刷線以下至少1m；(3)受凍脹影響時，應在凍結線以下不少于0.25m。當凍深超過1m時，采用1.25m，但基底應夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應位于凍結線以下不少于0.25m。碎石、礫石和砂類地基，不考慮凍脹影響，但基礎埋深不宜小于1m。巖石地基：基礎嵌入巖層的深度，可查規(guī)范確定。墻趾前地面橫坡較大時，應留出足夠的襟邊寬度（趾前至地面橫坡的水平距離），以防止地基剪切破壞。12/7/202316精品課件三、排水設施：目的：疏干墻后土體；防止地面水下滲；防止墻后積水形成靜水壓力等。1、地面排水措施：墻后地面排水溝夯實地表土或加設鋪砌加固墻趾前邊溝2、墻身排水措施：設一排或數排泄水孔（干砌擋土墻不設）12/7/202317精品課件四、沉降縫與伸縮縫地基不均勻沉陷引起墻身開裂→沉降縫；墻體伸縮產生裂縫→伸縮縫（溫度縫）。根據地形及地質情況：每隔10-15米設一道沉降伸縮縫（兼作伸縮縫）。填料：膠泥填塞，瀝青麻筋或涂以瀝青的木板（滲水量大、凍寒嚴重地區(qū)），當墻背為填石或凍寒不嚴重時，可僅留空縫，不嵌填料。12/7/202318精品課件6.3土壓力計算6.3.1、作用在擋土墻上的力系1、一般地區(qū)擋土墻受到的主要力系1）擋土墻自重G及位于墻上的恒載2）作用于墻背上的主動土壓力Ea3）基底的法向反力N及摩擦力T4）墻面下部的被動土壓力

2、浸水地區(qū)還包括擋土墻及墻后填料的水浮力、靜水壓力、動水壓力；滲水性土作填料時，動水壓力不予考慮。12/7/202319精品課件3、附加力：季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力如：洪水時的靜水壓力和浮力，動水壓力，波浪沖擊力，凍脹壓力，冰壓力等。4、特殊力：偶然出現的力如：地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力?？紤]原則：根據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)：考慮附加力地震地區(qū)：考慮地震力

注釋：主動土壓力：當擋土墻向外移動，土壓力隨之減少，直到墻后土體沿破裂下滑而處于平衡狀態(tài)時，作用于墻背的土壓力。*設計中考慮主動土壓力12/7/202320精品課件6.3.2一般條件下庫倫主動土壓力計算一、庫侖理論的要點1、假設墻背填料為均質散粒材料，

僅有內摩擦力，而無粘聚力。2、當墻背向外移動或饒墻趾轉動，墻背填料會出現一通過墻踵的破裂面，滑動面為平面。3、破裂面上的土楔，為剛性體，根據靜力平衡條件，確定土楔處于極限平衡狀態(tài)時給予墻背的主動土壓力。12/7/202321精品課件二、庫倫主動土壓力計算12/7/202322精品課件最危險破裂面：各種邊界條件下的主動土壓力計算：求極值！12/7/202323精品課件三、庫侖理論適用范圍：1、概念簡單明了，適用范圍廣?？梢越馑愀鞣N墻背情況?？汕蠼獠煌瑝筇盍媳砻嫘螤詈秃奢d作用情況下的主動土壓力。2、適用于砂性土，計算主動土壓力與實際情況較接近。對于粘性土、采用平面代替圓弧面，誤差不大，影響因素多，缺乏實踐經驗。3、庫侖理論適用于剛性擋土墻。柱板式，錨桿式和錨定板式柔性擋土墻需作假設。12/7/202324精品課件四、折線形墻背的土壓力計算總體思路：以墻背轉折點或衡重臺為界分為上墻、下墻，分別計算取兩者矢量和。計算上墻土壓力，不考慮下墻影響。衡重式考慮是否出現第二破裂面。下墻土壓力計算：

（一）延長墻背法：畫出全墻應力分布圖，截取下墻部分，即為下墻土壓力。12/7/202325精品課件（二）力多邊形法：墻背土體處于極限平衡條件下，作用于破裂棱體上的各力，構成力多邊形。求得上墻土壓力后可繪出下墻破裂面力多邊形。12/7/202326精品課件五、粘性土土壓力計算

1、等效內摩擦角法：通常將內摩擦角與單位粘聚力換成為比實際摩擦角值大的“等效內摩擦角”，按砂性土公式來計算。換算原則：抗剪強度相等或土壓力相等。

2、力多邊形法：12/7/202327精品課件六、不同土層的土壓力計算首先求得上一土層的土壓力及作用點，并近似假定：上下兩土層層面平行，計算下一土層時，將上一土層視為均布荷載，按地面為平面時的庫侖公式計算。12/7/202328精品課件七、有限范圍填土的土壓力計算墻后填土按照已知滑動面滑動，并非計算的破裂面。力多邊形法12/7/202329精品課件車輛荷載換算：h0=q1/γh0----換算土層厚度（m）q1----車輛荷載附加荷載強度（KN/m2）γ----墻背填土的重度（KN/m3）12/7/202330精品課件∑G——布置在L′×B′面積內的輪載或履帶荷載，kN；B′——破壞棱體范圍內路基頂面部分的寬度，m；L′——擋土墻的計算長度，m，但不應超過擋土墻分段長度。當擋土墻分段長度小于13m時，取分段長度，并在該長度內按不利情況布置輪重；l——車輛荷載的縱向分布長度，m；H——擋墻頂面至計算截面的高度，m；a——擋墻墻頂以上路基邊坡部分的高度，m。12/7/202331精品課件6.4重力式擋墻的設計計算

設計內容：擋土墻的選型斷面尺寸選定擋土墻的驗算

驗算內容：抗滑穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定驗算地基承載力及偏心距驗算墻身強度驗算12/7/202332精品課件6.3.4.1抗滑穩(wěn)定驗算

基底摩擦阻力抵抗擋土墻滑移的能力。12/7/202333精品課件措施：設傾斜基底；設置榫形基礎；其它措施（如改善地基、改變墻身斷面尺寸）等。

12/7/202334精品課件當墻底設有逆坡時12/7/202335精品課件6.3.4.2抗傾覆穩(wěn)定驗算

為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，應驗算他抵抗墻身繞墻趾向外轉動傾覆的能力。12/7/202336精品課件措施：增大穩(wěn)定力矩，減小傾覆力矩。1）拓寬墻趾，增加穩(wěn)定力臂。2）改變墻面及墻背坡度。改緩墻面坡度→增加穩(wěn)定力臂改陡俯斜墻背，改緩仰斜墻背→減少土壓力3）改變墻身斷面類型改為衡重式或墻后設卸荷平臺。12/7/202337精品課件6.3.4.3擋土墻的地基承載力及基底偏心距驗算

為了保證擋土墻基底應力不超過地基承載力→基底應力驗算。為避免擋土墻不均勻沉陷→控制基底合力偏心矩。當e≤B/6時當e>B/6時基底最大壓力pmax<1.2fk12/7/202338精品課件