第七章-路基擋土墻設(shè)計(jì)

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第一節(jié)擋土墻的類型、構(gòu)造和布置第二節(jié)路基擋土墻土壓力計(jì)算第三節(jié)路基擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算第四節(jié)加筋土擋土墻第五節(jié)其他輕型擋土墻結(jié)構(gòu)§7.1擋土墻的類型、構(gòu)造和布置擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的墻式構(gòu)造物。在路基工程中，它廣泛用于支承路堤或路塹邊坡防止坡體變形失穩(wěn)，收縮坡腳，減少占地及土石方量，避免填方侵占河道和水流沖淘岸坡，整治滑坡等病害。一、類型及適用條件

按照擋土墻的設(shè)置位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等類型，如圖7-1所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)按照擋土墻的結(jié)構(gòu)形式與受力特點(diǎn)不同劃分為重力式、薄壁式，錨固式、垛式、樁板式、土釘式和加筋土擋土墻等。重力式擋土墻依靠墻身自重支撐土壓力來維持其穩(wěn)定。一般多用片（塊）石砌筑，在缺乏石料的地區(qū)有時(shí)也用混凝土修建。重力式擋土墻圬工體積大，但其形式簡單，施工方便，可就地取材，適應(yīng)性較強(qiáng)，故被廣泛應(yīng)用。為適應(yīng)不同地形、地質(zhì)條件及經(jīng)濟(jì)要求，重力式擋土墻具有多種墻背型式。其中墻背為直線形的是普通重力式擋土墻，如圖7-2（a）、（b）、（c)所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)懸臂式擋土墻如圖7-3所示，它是由立壁和底板組成，具有三個(gè)懸臂，即立壁、趾板和踵板。當(dāng)墻身較高時(shí)，沿墻長每隔一定距離加筑肋板（扶壁）聯(lián)結(jié)墻面板及踵板，稱為扶壁式擋土墻，如圖7-4所示。它們的共同特點(diǎn)是：墻身斷面小，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保證。它們自重輕，圬工省，適用于墻高較大的情況，但需要使用一定數(shù)量的鋼材，經(jīng)濟(jì)效果較好。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)錨固式擋土墻通常包括錨桿式和錨定板式兩種。錨桿式擋土墻是一種輕型擋土墻，如圖7-5所示，主要由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱、擋土板構(gòu)成墻面，與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合組成。一般多用于路塹擋土墻。錨定板式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式與錨桿式基本相同，只是錨桿的錨固端改用錨定板，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，如圖7-6所示。一般多用于路堤墻或路肩墻。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)垛式擋土墻，如圖7-7所示，通常采用鋼筋混凝土預(yù)制桿件縱橫交錯(cuò)拼裝成框架，內(nèi)填土石，借其自重抵抗墻后土體的推力。常用作高路堤墻和高路肩墻以及抗滑墻。加筋土擋土墻是由填土、填土中布置的拉筋條以及墻面板三部分組成，如圖7-8所示。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，然后填土壓實(shí)，通過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。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，適用于填土路基。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)樁板式擋土墻由鋼筋混凝土樁柱和擋板組成，如圖7-9所示。利用深埋的樁柱及其樁柱前的被動(dòng)土壓力來平衡墻后主動(dòng)土壓力?？捎糜谥n土質(zhì)高路塹邊坡或處治邊坡坍滑，也可用于路肩墻或路堤墻。土釘式擋土墻由土體、土釘和護(hù)面板三部分組成，如圖7-10所示。利用土釘對(duì)天然土體就地實(shí)施加固，并與噴射混凝土護(hù)面板相結(jié)合，形成類似于重力式擋土墻的加強(qiáng)支護(hù)體，從而使開挖坡面穩(wěn)定。常用于支護(hù)挖方路塹邊坡，也可作為挖方工程的臨時(shí)支護(hù)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)路基擋土墻設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)路基橫斷面設(shè)計(jì)要求，并綜合考慮各種因素，合理確定擋土墻的位置、起訖點(diǎn)、長度和高度，按表7-1進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選擇適宜的擋土墻類型。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、構(gòu)造常用的重力式擋土墻一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施和伸縮縫等幾部分組成。1．墻身構(gòu)造重力式擋土墻的墻背，可做成仰斜、垂直、俯斜、凸形折線和衡重式等形式。墻面一般為平面，其坡度應(yīng)與墻背坡度相協(xié)調(diào)。地面橫坡較陡時(shí)，墻面可采用1:0.05~1:0.20，矮墻也可采用直立；地面橫坡平緩時(shí)，墻面可緩些，一般采用1:0.20~1:0.35，以免過多增加墻高。墻頂?shù)淖钚挾?，漿砌時(shí)應(yīng)不小于50cm；干砌時(shí)應(yīng)不小于60cm。干砌時(shí)其高度一般不宜大于6m。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

漿砌時(shí)墻頂應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)5MPa的砂漿抹平，厚2cm，或用較大石塊砌筑并勾縫；干砌時(shí)頂部50cm厚度內(nèi)宜用強(qiáng)度等級(jí)5MPa的砂漿砌筑，以求穩(wěn)定。墻頂高出地面6m以上，或連續(xù)長度大于20m的路肩墻，墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣不應(yīng)小于

0.5m（四級(jí)公路）或0.75m（二級(jí)、三級(jí)公路）。2．基礎(chǔ)擋土墻的破壞，很多是由于基礎(chǔ)處理不當(dāng)而引起的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)基底條件作充分的調(diào)查，再確定基礎(chǔ)類型和埋置深度。3．排水擋土墻應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，以疏干墻后填土中的水，防止墻后積水所產(chǎn)生的靜水壓力、凍脹力（寒冷地區(qū)）或膨脹地區(qū)（填料中含有膨脹性土）。排水措施包括：設(shè)置地面排水溝；第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

夯實(shí)回填土頂面和地面松土（必要時(shí)可加鋪砌）；對(duì)路塹墻的墻趾前邊溝予以加固；設(shè)置墻身泄水孔等。漿砌擋土墻應(yīng)在墻前地面以上設(shè)一排泄水孔如圖7-11所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)4．沉降與伸縮縫為避免地基不均勻沉陷而引起墻身開裂以及墻體伸縮而產(chǎn)生裂縫，擋土墻需根據(jù)地形及地質(zhì)等情況每隔10~15m設(shè)置一道沉降伸縮縫。縫內(nèi)可用膠泥填塞，但在滲水量大、凍害嚴(yán)重的地區(qū)，宜用瀝青麻筋或?yàn)r青木板等材料，沿墻內(nèi)、外、頂三邊填塞，深度不宜小于15cm。當(dāng)墻背為填石且凍害不嚴(yán)重時(shí)，可僅留空隙，不嵌填料。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)三、擋土墻的布置擋土墻的布置，通常在路基橫斷面圖和墻址縱斷面圖上進(jìn)行。布置前，應(yīng)現(xiàn)場核對(duì)路基橫斷面圖，不足時(shí)應(yīng)補(bǔ)測，并測繪墻址處的縱斷面圖，收集墻址處的地質(zhì)和水文等資料。在勘測設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)擋土墻地基基礎(chǔ)進(jìn)行綜合地質(zhì)勘察，查明地基地質(zhì)條件和地基承載能力。設(shè)計(jì)中應(yīng)分析預(yù)測擋土墻建設(shè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，確定必要的環(huán)境保護(hù)方案和植物措施；在施工階段應(yīng)采用合理施工方法，盡量減少對(duì)環(huán)境和相鄰路基段的不利影響。擋土墻可采用錐坡與路堤連接，墻端應(yīng)伸入路堤內(nèi)不應(yīng)小于0.75m，錐坡坡率宜與路堤邊坡一致，并宜采用植草防護(hù)措施。擋土墻端部嵌入路塹原地層的深度，土質(zhì)地層不應(yīng)小于1.5m；風(fēng)化軟質(zhì)巖層不應(yīng)小于1.0m；微風(fēng)化巖層不應(yīng)小于0.5m。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)1．擋土墻位置的選定路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁。山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處，墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定。當(dāng)路肩墻和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，按路基寬布置擋土墻位置，因?yàn)槁芳鐡跬翂沙浞质湛s坡角，大量減少填方和占地。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，并作經(jīng)濟(jì)比較后確定墻的位置。沿河路堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況來布置，注意設(shè)墻后仍應(yīng)保持水流順暢，不致擠壓河道而引起局部沖刷。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．縱向布置擋土墻縱向布置在墻址縱斷面圖上進(jìn)行，布置后繪成擋土墻正面圖。如圖7-12所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)3．橫向布置橫向布置選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處，以及其它必需樁號(hào)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。路肩式擋土墻的頂面寬度不應(yīng)占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基寬度范圍，并應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。高速公路和一級(jí)公路的護(hù)欄設(shè)計(jì)應(yīng)符合《高速公路交通安全設(shè)施及施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)4．平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長的沿河擋土墻和曲線擋土墻，除了縱、橫向布置外，還應(yīng)進(jìn)行平面布置，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，其他防護(hù)與加固工程等。在以上設(shè)計(jì)圖紙上，可標(biāo)寫簡要說明。必要時(shí)可另編寫設(shè)計(jì)說明書，說明選用擋土墻方案的理由、選用擋土墻結(jié)構(gòu)類型和設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)、對(duì)材料和施工的要求、注意事項(xiàng)以及主要工程數(shù)量等，如采用標(biāo)準(zhǔn)圖，應(yīng)注明其編號(hào)。擋土墻墻背填料宜采用滲水性強(qiáng)的砂性土、砂礫、碎（礫）石、粉煤灰等材料，嚴(yán)禁采用淤泥、腐殖土、膨脹土，不宜采用粘土作為填料。在季節(jié)性凍土區(qū)，不應(yīng)采用凍脹性材料做填料。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)§7.2路基擋土墻土壓力計(jì)算一、作用在擋土墻上的力系作用在擋土墻上的力系，按力的作用性質(zhì)分為主要力系、附加力系和特殊力。主要力系指經(jīng)常作用于擋土墻上的各種力，如圖7-13所示，它包括：①擋土墻自重G及位于墻上的恒載（如護(hù)欄等）；②作用于墻背上的主動(dòng)土壓力Ea（包括墻后填料破壞棱體上的荷載）；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。附加力是季節(jié)性或規(guī)律性作用于墻的各種力，如洪水位時(shí)的靜水壓力和浮力、動(dòng)水壓力、波浪沖擊力、凍脹壓力及冰壓力。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)特殊力是偶然出現(xiàn)的力，如地震力、浮力、水面物撞擊力等。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、路基擋土墻土壓力類別土壓力是擋土墻的主要設(shè)計(jì)荷載。根據(jù)擋土墻的位移情況，可以形成不同性質(zhì)的土壓力，如圖7-14所示。在影響擋土墻土壓力大小及其分布規(guī)律的諸多因素中，擋土墻的位移方向和位移量是計(jì)算中要考慮的特殊因素。根據(jù)擋土墻的位移和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力有：靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力三種類型。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、路基擋土墻土壓力類別在擋土墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)它在外力作用下可能的位移方向，來判斷是主動(dòng)土壓力還是被動(dòng)土壓力。如拱橋橋臺(tái)在荷載和自重作用下，有向土體移動(dòng)的趨勢，為臺(tái)背土壓力所阻止，故臺(tái)背所受的土壓力應(yīng)為被動(dòng)土壓力。對(duì)路基擋土墻，則墻身有被土體向外推移的趨勢，墻背承受的是主動(dòng)土壓力。按主動(dòng)土壓力設(shè)計(jì)路基擋土墻，是考慮到擋土墻失穩(wěn)或基底破壞前，墻身必定會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，于是墻后土體的應(yīng)力狀態(tài)趨近于主動(dòng)極限狀態(tài)。因此，以主動(dòng)土壓力作為路基擋土墻的設(shè)計(jì)荷載是合理的。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)三、庫倫（Coulomb）主動(dòng)土壓力計(jì)算庫倫理論用于計(jì)算主動(dòng)土壓力，具有計(jì)算簡便，能適用于各種復(fù)雜邊界條件，其計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際等優(yōu)點(diǎn)。目前，公路路基擋土墻所承受的土壓力，普遍采用庫倫理論計(jì)算。1．庫倫理論要點(diǎn)與適用范圍庫倫土壓力理論又稱滑楔平衡法，是從研究墻后宏觀土體的滑動(dòng)出發(fā)的，當(dāng)墻后破裂棱體產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)，土體處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)破裂棱體的靜力平衡條件，求得墻背主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。庫倫理論在分析土壓力時(shí)，基于下述基本假定：墻后土體為均質(zhì)散粒體，粒間僅有內(nèi)摩擦力而無粘聚力。當(dāng)墻產(chǎn)生一定位移（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)，墻后土體將形成破裂棱體，擋土墻及破裂棱體均視為剛體，在外力作用下不發(fā)生變形，并沿墻背和破裂面滑動(dòng)（下滑或上移），破裂面為通過墻踵的一平面。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)當(dāng)墻后土體開始滑動(dòng)時(shí)，土體處于極限平衡狀態(tài)，破裂棱體在其自重W、墻背反力和破裂面反力R的作用下維持靜力平衡。由于破裂棱體與墻背及土體間具有摩擦阻力，故Ea與墻背法線成δ角、與破裂面法線成?角，并均偏向阻止棱體滑動(dòng)的一側(cè)。庫倫理論概念清晰、計(jì)算簡單、適應(yīng)范圍較廣，可適用于不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動(dòng)土壓力計(jì)算。用庫倫理論計(jì)算砂性土主動(dòng)土壓力值與實(shí)際情況比較接近。當(dāng)應(yīng)用于粘性土?xí)r，應(yīng)考慮粘聚力的影響。庫倫理論不僅適用于墻背為平面或近似平面的擋土墻，也可用于L形墻背。此時(shí)可以墻背頂點(diǎn)和墻踵的連線為假想墻背來計(jì)算土壓力，其中墻背摩擦角為填土的內(nèi)摩擦角?。當(dāng)俯斜墻背（包括L形墻背的假想墻背）的坡度較緩時(shí)，破裂棱體不一定沿著墻背滑動(dòng)，而可能沿土體內(nèi)某一破裂面滑動(dòng)，即土體中出現(xiàn)第二破裂面，此時(shí)應(yīng)按第二破裂面法計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)庫倫理論僅適用于剛性擋土墻。對(duì)于錨桿式、錨定板式、樁板式等柔性擋土墻的土壓力只能按庫倫理論近似計(jì)算。采用庫侖理論計(jì)算作用在墻背上的主動(dòng)土壓力時(shí)，應(yīng)進(jìn)行墻后填料的土質(zhì)試驗(yàn)，確定填料的物理力學(xué)指標(biāo)，當(dāng)缺乏可靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，填料內(nèi)摩擦角可參照表7-2選用。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．主動(dòng)土壓力計(jì)算公式路基擋土墻因設(shè)置位置、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，按破裂面交于路基面的位置不同，可分為五種圖式：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)；以及破裂面交于外側(cè)邊坡。圖7-15為破裂面交于內(nèi)邊坡的土壓力計(jì)算圖示。這一圖示適用于路堤墻或路塹墻。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)圖中AB為擋土墻墻背，BC為破裂面，BC與鉛垂線的夾角θ為破裂面，ABC為破裂棱體。棱體上作用著三個(gè)力，即破裂棱體自重G、主動(dòng)土壓力的反力Ea和破裂面上的反力R。Ea的方向與墻背法線成δ角，且偏于阻止棱體下滑的方向；R的方向與破裂面法線成Φ角，且偏于阻止棱體下滑的方向。取擋土墻長度為1m計(jì)算，從作用于棱體上的平衡力三角形abc可得：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)四、不同情況下的土壓力計(jì)算1．第二破裂面的土壓力計(jì)算在擋土墻設(shè)計(jì)中，當(dāng)墻背俯斜坡度很緩時(shí)，如折線形擋土墻的上墻墻背或衡重式擋土墻的假想墻背，如圖7-17所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．粘性土土壓力計(jì)算庫倫理論只考慮了不具有粘聚力的砂性土的土壓力問題。所以，當(dāng)填料為粘性土?xí)r，就應(yīng)該考慮粘聚力c對(duì)土壓力的影響。目前，由于粘聚力的數(shù)值難于恰當(dāng)?shù)卮_定，同時(shí)又缺乏粘聚力計(jì)算方法設(shè)計(jì)擋土墻的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通常都采用換算內(nèi)摩擦角法來計(jì)算粘性土的主動(dòng)土壓力。即將內(nèi)摩擦角φ與單位粘聚力c，換算成較實(shí)有φ值為大的“等效內(nèi)摩擦角”φD，按砂性土的公式計(jì)算其主動(dòng)土壓力。3．不同土層的土壓力計(jì)算如圖7-18所示，采用近似的計(jì)算方法。首先求得上一土層的土壓力E1a及其作用點(diǎn)高度Z1x。并近似地假定：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)的庫倫公式計(jì)算，然后截取下一土層的土壓應(yīng)力圖形為其土壓力。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)4．有限范圍填土的土壓力計(jì)算當(dāng)墻后存在著已知破裂面或可能的滑動(dòng)面（如陡山坡或山坡土體內(nèi)有傾向路基的層面等），且其傾角比計(jì)算的破裂角陡時(shí)，墻后填料將沿此滑動(dòng)面下滑，如圖7-19。此時(shí)，作用在墻上的主動(dòng)土壓力可按下式（7-10）確定：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)5．車輛荷載作用下的土壓力作用于墻后破裂棱體上的車輛荷載，使土體中出現(xiàn)附加的豎直應(yīng)力，從而產(chǎn)生附加的側(cè)向壓力。考慮到這種影響，可將車輛荷載近似地按均布荷載考慮，并將其換算成容重與墻后填料相同的均布土層。擋土墻設(shè)計(jì)中，換算均布土層厚度h0（m）可直接由擋土墻高度確定的附加荷載強(qiáng)度計(jì)算，即：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。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)§7.3路基擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算擋土墻是用來承受土壓力的構(gòu)造物，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。擋土墻可能的破壞形式有：滑移、傾覆、不均勻沉陷和墻身斷裂等。因此擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)保證在自重和外荷載作用下不發(fā)生全墻的滑動(dòng)和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強(qiáng)度、基底應(yīng)力小于地基承載能力和偏心矩不超過容許值。這就要求在擬定墻身斷面形式及尺寸后，對(duì)上述幾方面進(jìn)行驗(yàn)算。一、路基擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則路基擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按“分項(xiàng)安全系數(shù)極限狀態(tài)”法進(jìn)行。擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)當(dāng)擋土墻出現(xiàn)以下任何一種狀態(tài)，即認(rèn)為超過了承載力極限狀態(tài)：①整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體失去平衡；第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

②擋土墻的構(gòu)件或連接部件因材料強(qiáng)度超過而破壞，或因過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影響正常使用的其他特定狀態(tài)。擋土墻構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)，可采用如下表達(dá)式：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)作用（或荷載）效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)值：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、擋土墻的荷載組合1．荷載分類施加于擋土墻的作用（或荷載），按其性質(zhì)劃分，如表7-7所示。2．荷載效應(yīng)組合擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種設(shè)計(jì)狀態(tài)，對(duì)可能同時(shí)出現(xiàn)的作用（或荷載），取其最不利情況組合。作用在一般地區(qū)擋土墻上的力，可只計(jì)算永久作用（或荷載）和基本可變作用（或荷載），浸水地區(qū)、地震動(dòng)峰值加速度值為0.2g及以上的地區(qū)、產(chǎn)生凍脹力的地區(qū)，尚應(yīng)計(jì)算其他可變作用（或荷載）和偶然作用（或荷載），作用（或荷載）組合可按表7-8進(jìn)行。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)三、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算1．抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其它外力作用下，基地摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力，如圖7-20所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc按下式計(jì)算：2．抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，須驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力，如圖7-21所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)抗傾覆穩(wěn)定方程抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)在規(guī)定的墻高范圍內(nèi)，驗(yàn)算擋土墻的抗滑動(dòng)和抗傾覆穩(wěn)定時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)不宜小于表7-10的規(guī)定值。驗(yàn)算結(jié)果如不滿足要求，則表明抗滑穩(wěn)定性或抗傾覆穩(wěn)定性不夠，應(yīng)改變墻身斷面尺寸進(jìn)行重新驗(yàn)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)四、基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為了保證擋土墻的基底應(yīng)力不超過地基承載力，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，應(yīng)控制作用于擋土墻基底的合力偏心矩。1．基底應(yīng)力式中：Ey——墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的垂直分力（kN）；Ex——墻背主動(dòng)土壓力（含附加荷載引起）的水平分力（kN）；W——低水位浮力（指常年淹沒水位）（kN）。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)偏心荷載作用時(shí)，如圖7-22所示，作用于基底的合力偏心距e為：式中：M——作用于基底形心的彎距，可按表7-11的規(guī)定采用。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

擋土墻地基計(jì)算時(shí)，各類作用（或荷載）組合下，作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值計(jì)算式中的作用分項(xiàng)系數(shù)，除被動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)外，其余作用（或荷載）的分項(xiàng)系數(shù)規(guī)定均等于1。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．基底合力偏心距基底合力偏心距應(yīng)滿足表7-12的要求。3．地基承載力抗力值地基應(yīng)力的設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足地基承載力的抗力值要求，即滿足以下各式。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)五、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算為了保證墻身具有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇1~2個(gè)控制斷面進(jìn)行驗(yàn)算，如墻身底部、1/2墻高處、上下墻（凸形及衡重式墻）交界處。擋土墻構(gòu)件軸心或偏心受壓時(shí)，正截面強(qiáng)度和穩(wěn)定按下列公式計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻墻身或基礎(chǔ)為圬工截面時(shí)，其軸向力的偏心距應(yīng)符合表7-14的規(guī)定。

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)偏心受壓構(gòu)件除驗(yàn)算彎曲平面內(nèi)的縱向穩(wěn)定外，還應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算非彎曲平面內(nèi)的穩(wěn)定。重力式擋土墻軸向力的偏

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)偏心距e0應(yīng)符合表7-14的規(guī)定。混凝土截面在受拉一側(cè)配有不小于截面面積0.05%的縱向鋼筋時(shí)，表7-15中的容許規(guī)定值可增加0.05B；當(dāng)截面配筋率大于表7-16的規(guī)定時(shí)，按鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算，偏心距不受限制。

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)六、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施1．增加抗滑穩(wěn)定性的方法設(shè)置傾斜基底：將基底做成傾斜，如圖7-23所示，在一定范圍內(nèi)，基底傾角愈大愈有利于抗滑穩(wěn)定性，但考慮到擋土墻有連同地基土一起滑走的可能性，因此對(duì)基底傾角做以下控制：土質(zhì)地基，不陡于1：5（α0≤11°19′）；巖石地基，不陡于1：3（α0≤16°42′）。

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)采用凸榫基礎(chǔ)：在基底設(shè)置凸榫，如圖7-24所示，利用凸榫前的被動(dòng)土壓力，增加抗滑穩(wěn)定性。2．增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法有以下三種：①展寬墻趾，以增大穩(wěn)定力臂；②改變墻背或墻面的坡度，以減小土壓力或增大力臂；③改變墻身形式，如采用衡重式等。一般衡重式優(yōu)于仰斜式，仰斜式優(yōu)于俯斜式。

第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)§7.4加筋土擋土墻一、加筋土的作用機(jī)理加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的路基支擋結(jié)構(gòu)物。在加筋土結(jié)構(gòu)中，由填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于拉筋，企圖將拉筋從土中拉（拔）出，而拉筋材料又被土壓住，于是填土與拉筋之間的摩擦力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足夠的強(qiáng)度，并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力，則加筋的土體就可保持穩(wěn)定。拉筋與土體之間就不會(huì)產(chǎn)生相互滑動(dòng)，這時(shí)拉筋與土體之間好像直接相連似地發(fā)揮著作用。如果每一根加筋都能滿足這一要求，則整個(gè)加筋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部抗拔穩(wěn)定性就能得到保證。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)1．內(nèi)部穩(wěn)定性加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定性受諸多因素的影響，如拉筋的數(shù)量、斷面尺寸、強(qiáng)度、間距、長度，以及作用在墻面板上的土壓力、填土的性質(zhì)等，而且上述諸因素又是相互影響的。與加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定性有關(guān)的破壞形式有以下兩種：由于拉筋開裂造成的斷裂：拉筋開裂造成的工程斷裂，起因于拉筋強(qiáng)度不足、這種現(xiàn)象可能來源于拉筋或錨接點(diǎn)鋼筋、螺栓的尺寸不夠或荷載過大，也可能是因受力區(qū)段拉筋腐蝕，造成抗力減退。試驗(yàn)結(jié)果表明斷裂漸漸地沿最大拉力線發(fā)展。由于拉筋與填土之間摩擦力不足造成的加筋體斷裂：當(dāng)拉筋與填土之間的摩擦力不足以平衡施加于拉筋的拉力時(shí)，就會(huì)因結(jié)合力不足而造成斷裂。此時(shí)拉筋與填土相對(duì)滑動(dòng)，加筋體出現(xiàn)嚴(yán)重變形，直至斷裂。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．外部穩(wěn)定性加筋土擋土墻的外部穩(wěn)定性與工程的地基土（承載能力、沿基礎(chǔ)地面滑動(dòng)等）和工程相連的整體土層等有關(guān)，其破壞形式有：①加筋土擋土墻與地基間的摩阻力不足或墻后土體的側(cè)向推力過大所引起的滑移；②加筋土擋土墻被墻后土體側(cè)向推力所傾覆；③由于地基承載力不足或不均勻沉降而引起的傾斜；④加筋土擋土墻及墻后土體出現(xiàn)整體滑動(dòng)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、加筋土擋土墻構(gòu)造要求加筋土擋土墻分為有墻面板加筋土擋土墻和無墻面板加筋土擋土墻。有墻面板加筋土擋土墻的墻面板宜采用鋼筋混凝土預(yù)制件，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20，厚度不應(yīng)小于80mm。加筋土墻面的平面線形可采用直線、折線和曲線。相鄰墻面間的內(nèi)夾角不宜小于70°。加筋體的墻面若不是砌筑在石砌圬工、混凝土構(gòu)件上或地基為基巖時(shí)，均應(yīng)設(shè)置寬度不小于0.40m，厚度不小于0.20m的混凝土基礎(chǔ)?；A(chǔ)埋置深度，對(duì)于土質(zhì)地基不應(yīng)小于0.60m。加筋土擋土墻的基底不宜設(shè)置縱坡，可做成水平或結(jié)合地形做成臺(tái)階形。非浸水加筋土擋土墻，當(dāng)基礎(chǔ)埋深小于1.25ｍ時(shí)，宜在墻面地表處設(shè)置寬度為1.0ｍ，厚度大于0.25ｍ的混凝土預(yù)制塊或漿砌片石防護(hù)層，其表面宜做成向外傾斜3%～5%的排水橫坡。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)拉筋的材料性能在加筋土擋土墻中具有重要作用，拉筋的長期強(qiáng)度和變形性能關(guān)系到擋土墻的穩(wěn)定，耐久性關(guān)系到擋土墻的使用年限，因此選材是拉筋設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)。為使拉筋在承受填土和壓實(shí)施工中避免產(chǎn)生脆性斷裂，拉筋要具有一定的韌性和柔性，同時(shí)拉筋也不能有過大的蠕變，蠕變易使拉筋產(chǎn)生應(yīng)力松弛，導(dǎo)致加筋土擋土墻變形甚至破壞。拉筋材料可采用高密聚乙烯（HDPE）、聚酯（PET）焊接土工格柵、復(fù)合土工帶或鋼筋混凝土板帶。當(dāng)采用土工格柵作拉筋時(shí)，需具有抗拉強(qiáng)度高、延伸率低、蠕變變形小、筋土界面之間有足夠的摩擦力、耐腐蝕性和抗老化性能，并應(yīng)符合現(xiàn)行《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JTG/TD32）的有關(guān)規(guī)定。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)在滿足抗拔穩(wěn)定的前提下，采用的拉筋長度應(yīng)符合下列規(guī)定：墻高大于3.0ｍ時(shí)，拉筋長度不應(yīng)小于0.8倍墻高，且不小于5ｍ。當(dāng)采用不等長的拉筋時(shí)，同等長度拉筋的墻段高度不應(yīng)小于3.0ｍ。相鄰不等長拉筋的長度差不宜小于1.0ｍ；墻高小于3.0ｍ時(shí)，拉筋長度不應(yīng)小于3.0ｍ，且應(yīng)采用等長拉筋；采用預(yù)制鋼筋混凝土帶時(shí)，每節(jié)長度不宜大于2.0ｍ；筋帶與面板的連接必需堅(jiān)固可靠，并與筋帶有相同的耐腐蝕性能。雙面加筋土擋土墻的筋帶相互插入時(shí)，應(yīng)錯(cuò)開鋪設(shè)，避免重疊。加筋土擋土墻宜采用滲水性良好的中粗砂、砂礫或碎石填筑，填料與筋材直接接觸部分不應(yīng)有尖銳棱角的塊體，填料最大粒徑不應(yīng)大于100mm。對(duì)可能危害加筋土工程的地表水和地下水，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)呐潘蚍浪胧?。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

多級(jí)加筋土擋土墻的平臺(tái)頂部應(yīng)設(shè)不小于2%的排水橫坡，并用厚度不小于0.15m的C15混凝土板防護(hù)；當(dāng)采用細(xì)粒填料時(shí)，上級(jí)墻的面板基礎(chǔ)下應(yīng)設(shè)置寬度不小于1.0ｍ，厚度不小于0.50ｍ的砂礫或灰土墊層，如圖7-25所示。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)三、加筋土擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算（一）加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算加筋土擋土墻的設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定計(jì)算和外部穩(wěn)定計(jì)算。浸水加筋土擋土墻設(shè)計(jì)應(yīng)按下列規(guī)定考慮水的浮力：①拉筋斷面設(shè)計(jì)采用低水位浮力；②地基應(yīng)力驗(yàn)算采用低水位浮力或不考慮浮力；加筋體的滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算、傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算采用設(shè)計(jì)水位浮力；③其他情況采用最不利水位浮力。筋帶截面計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮車輛、人群附加荷載引起的拉力。筋帶錨固長度計(jì)算時(shí)，不計(jì)附加荷載引起的抗拔力。1．加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算加筋體內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，土壓力系數(shù)按下式計(jì)算：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)1．加筋土擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算加筋體內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，土壓力系數(shù)按下式計(jì)算：加筋體活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)的分界面可采用簡化破裂面，簡化破裂面的垂直部分與墻面板背面的距離bH為0.3H，傾斜部分與水平面的夾角β為45°+φ/2。見圖7-26。附加荷載作用下，可按沿深度以1:0.5的擴(kuò)散坡率計(jì)算擴(kuò)散寬度。加筋體深度處的附加豎直壓應(yīng)力，當(dāng)擴(kuò)散線的內(nèi)邊緣點(diǎn)未進(jìn)入活動(dòng)區(qū)時(shí)，；當(dāng)擴(kuò)散線的內(nèi)邊緣點(diǎn)進(jìn)入活動(dòng)區(qū)時(shí)，按下式計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)永久荷載重力作用下，拉筋所在位置的豎直壓力，按下式計(jì)算。一個(gè)筋帶結(jié)點(diǎn)的抗拔穩(wěn)定性，按如下公式驗(yàn)算。計(jì)算筋帶抗拔力時(shí)，不計(jì)基本可變荷載的作用效應(yīng)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)筋帶有效凈截面面積A的規(guī)定：①扁鋼帶。設(shè)計(jì)厚度為扣除預(yù)留腐蝕厚度并扣除螺栓孔后的計(jì)算凈截面積；②鋼筋混凝土帶。不計(jì)混凝土的抗拉強(qiáng)度，鋼筋有效凈面積為扣除鋼筋直徑預(yù)留腐蝕量后的主鋼筋截面積的總和；③鋼塑復(fù)合帶、塑料土工格柵、聚丙烯土工帶。由供貨廠家提供尺寸，經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)延伸率和斷裂應(yīng)力后，按統(tǒng)計(jì)原理確定其設(shè)計(jì)截面積和極限強(qiáng)度，保證率為98%。墻面板應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)計(jì)計(jì)算：①作用于單板上的土壓力視為均勻分布；②面板作為兩端外伸的簡支板，沿豎直方向和水平方向分別計(jì)算內(nèi)力；③墻面板與筋帶的聯(lián)結(jié)部分宜適當(dāng)加強(qiáng)。全墻抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算，應(yīng)符合下式的規(guī)定。計(jì)算公式中的分項(xiàng)系數(shù)均取1.0。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

（二）無墻面板加筋土擋土墻設(shè)計(jì)無墻面板加筋土擋土墻，屬于柔性結(jié)構(gòu)體系，能很好地適應(yīng)地基變形，通過反包式土工格柵的加筋錨固作用，約束土體的側(cè)向變形，保持路基的穩(wěn)定。無墻面板擋土墻與加筋路堤的區(qū)別在于：土工格柵加筋坡面與水平面夾角大于或等于70°時(shí)，屬于加筋路堤的范疇，應(yīng)按現(xiàn)行《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。反包式土工格柵筋材應(yīng)采用統(tǒng)一的水平回折反包長度，其長度應(yīng)大于下式計(jì)算值，且不宜小于2m。坡面保護(hù)應(yīng)采用抗老化的筋材。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)3．加筋土擋土墻的外部穩(wěn)定性加筋土擋土墻的外部穩(wěn)定性分析時(shí)，把拉筋的末端與墻面板之間的填土視為一整體墻，即加筋體，驗(yàn)算方法與普通重力式擋土墻相似，視加筋體為剛體。根據(jù)破壞形式，外部穩(wěn)定性分析的內(nèi)容有抗滑穩(wěn)定性與抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算。建于軟土地基上的加筋體應(yīng)作地基沉降計(jì)算。地基下可能存在深層滑動(dòng)時(shí)，應(yīng)作加筋體與地基整體滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)§7.5其他輕型擋土墻結(jié)構(gòu)輕型擋土墻常用鋼筋混凝土構(gòu)件組成，墻身斷面較小，墻的穩(wěn)定性不是或不完全是依靠墻身重量來維持，因而結(jié)構(gòu)較輕巧，圬工量省，占地較少，有利于機(jī)械化施工。輕型擋土墻結(jié)構(gòu)主要有：懸臂式和扶壁式擋土墻、錨桿式擋土墻及邊坡錨固、錨定板擋土墻、樁板式擋土墻、土釘支護(hù)、抗滑樁等。一、懸臂式和扶壁式擋土墻1．構(gòu)造要求懸臂式擋土墻是由立壁（墻面板）和墻底板（包括墻趾板和墻踵板）組成，呈倒“T”字形，具有三個(gè)懸臂，即立壁、墻趾板和墻踵板，如圖7-3所示。扶壁式擋土墻由墻面板（立壁）、墻趾板、墻踵板及扶壁（扶肋）組成，如圖7-4所示。當(dāng)墻身較高時(shí)，在懸臂式擋土墻的基礎(chǔ)上，沿墻長方向，每隔一定距離加設(shè)扶壁。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

扶壁把立壁同墻踵板連接起來，扶壁起加勁的作用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減小立壁的變形。懸臂式和扶壁式擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠墻身自重和墻踵板上方填土的重力來保證，而且墻趾板也顯著地增大了抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減小了基底應(yīng)力。它們的主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、施工方便，墻身斷面較小，自身質(zhì)量輕，可以較好地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載能力較低的地基。一般情況下，墻高6m以內(nèi)采用懸臂式，6m以上采用扶壁式。它們適用于缺乏石料及地質(zhì)條件較差的地區(qū)。由于墻踵板的施工條件，一般用于填方路段作路肩墻或路堤墻使用。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．設(shè)計(jì)計(jì)算懸臂式擋土墻各部分均應(yīng)按懸臂梁計(jì)算，作用（或荷載）分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按表（7-4）、表（7-5）的規(guī)定采用，基底應(yīng)力作為豎向荷載時(shí)，可采用豎向恒載的分項(xiàng)系數(shù)。作用于扶壁式擋土墻立壁上的作用（或荷載），可按沿墻高呈梯形分布，如圖7-27a)，立壁豎向彎矩，沿墻高分布，如圖7-27b），豎向彎矩沿線路方向呈臺(tái)階形分布，如圖7-27c)。面板沿線路方向的彎矩，可按以扶壁為支點(diǎn)的連續(xù)梁計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)二、錨桿擋土墻1．構(gòu)造與布置錨桿擋土墻可根據(jù)地形設(shè)計(jì)為單級(jí)或多級(jí)，每級(jí)墻的高度不宜大于8m，具體高度應(yīng)視地質(zhì)和施工條件而定。在多級(jí)墻的上、下兩級(jí)墻之間應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，平臺(tái)寬度一般不小于1.5m。為便于立柱及擋土板的安裝，以豎直墻背為多。決定立柱的間距應(yīng)考慮工地的起吊能力和錨桿的抗拔能力，一般可選用2.5~3.5m。每根立柱視其高度可布置2~3根或更多的錨桿，錨桿的位置應(yīng)盡可能使立柱的彎距均勻分布，方便鋼筋布置。肋柱和墻面板采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。肋柱式錨桿擋土墻的肋柱間距，宜為2.0~3.0m。肋柱宜垂直布置或向填土一側(cè)仰斜，但仰斜度不應(yīng)大于1:0.05。每級(jí)肋柱上的錨桿層數(shù)，可設(shè)計(jì)為雙層或多層。錨桿可按彎矩相等或支點(diǎn)反力相等的原則布置，向下傾斜。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

每層錨桿與水平面的夾角宜控制在15°~20°之間，錨桿層間距不小于2.0m。肋柱受力方向的前后側(cè)面內(nèi)應(yīng)配置通長受力鋼筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。多級(jí)肋柱式錨桿擋土墻的平臺(tái)，宜用厚度不小于0.15m的C15混凝土封閉，并設(shè)置向墻外傾斜2%的橫坡度。墻面板宜采用等厚度板，板厚不得小于0.3m。一般設(shè)計(jì)成矩形或槽形，長度比立柱間距短10cm左右，以便留出錨桿位置。預(yù)制墻面板應(yīng)預(yù)留錨桿的錨錠孔。墻后應(yīng)回填砂卵石等透水材料，由下部泄水孔將水排入邊溝內(nèi)。2．設(shè)計(jì)計(jì)算土壓力是作用于錨桿擋土墻的外荷載。由于墻后巖層中有錨桿的存在，造成比較復(fù)雜的手受力狀態(tài)。目前設(shè)計(jì)中大多按庫倫主動(dòng)土壓力理論進(jìn)行近似計(jì)算。對(duì)于多級(jí)擋土墻，可按延長墻背法分別計(jì)算各級(jí)墻后的主動(dòng)土壓力。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)作用于錨桿式擋土墻上的作用（或荷載），應(yīng)滿足采用以極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的分項(xiàng)系數(shù)法為主的設(shè)計(jì)方法的要求。當(dāng)為多級(jí)墻時(shí)，可按延長墻背法分別計(jì)算各級(jí)墻后的主動(dòng)土壓力。肋柱設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：①作用于肋柱上的作用（或荷載），應(yīng)取相鄰兩跨面板跨中至跨中長度上的作用（或荷載）；②視肋柱基底地質(zhì)構(gòu)造、地基承載力大小和埋置深度，肋柱與基底聯(lián)接可設(shè)計(jì)為自由端或鉸支端，肋柱應(yīng)按簡支梁或連續(xù)梁計(jì)算其內(nèi)力值及錨桿處的支承反力值；③肋柱截面強(qiáng)度驗(yàn)算和配置鋼筋時(shí)應(yīng)采用內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值，其作用（或荷載）分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)符合以極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的分項(xiàng)系數(shù)法為主的設(shè)計(jì)方法的規(guī)定。④采用預(yù)制肋柱時(shí)，還應(yīng)作運(yùn)輸、吊裝及施工過程中錨桿不均勻受力等荷載下肋柱截面強(qiáng)度驗(yàn)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)三、錨定板擋土墻1．構(gòu)造要求錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、拉桿、錨定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)，如圖7-6所示。它借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力，平衡擋土墻墻背水平土壓力，從而改變擋土墻的受力狀態(tài)，達(dá)到輕型的目的，并具有省料省工、能適應(yīng)地基承載力較低的特點(diǎn)，常應(yīng)用于路肩或路堤擋土墻和橋臺(tái)。肋柱、擋土板、墻面板、錨定板、肋柱分離式墊塊基礎(chǔ)及肋柱杯座式基礎(chǔ)、板壁式錨定板擋土墻帽石的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。肋柱條形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。肋柱式錨定板擋土墻的肋柱間距，宜為1.5~2.5m，每級(jí)肋柱高度宜采用3~5m。肋柱應(yīng)采用垂直或向填土側(cè)后仰布置，仰斜度宜為1:0.05，嚴(yán)禁肋柱前傾布置。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

肋柱須預(yù)留圓形或橢圓形拉桿孔道，孔道直徑或短軸長度應(yīng)大于拉桿直徑。肋柱下端應(yīng)設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)、分離式墊塊基礎(chǔ)或杯座式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚度不宜小于0.5m，襟邊寬度不宜小于0.1m。肋柱受力方向的前后側(cè)面內(nèi)應(yīng)配置通長受力鋼筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。多級(jí)肋柱式錨定板擋土墻的平臺(tái)，宜用厚度不小于0.15m的C15混凝土封閉，并設(shè)置向墻外傾斜的2%的橫坡度。采用細(xì)粒土作填料時(shí)，路基頂面也宜設(shè)置封閉層。壁式擋土墻的每塊墻面板至少連接一根拉桿，拉桿直徑宜為22~32ｍｍ。錨定板宜采用鋼筋混凝土板，肋柱式錨定板面積不應(yīng)小于0.5ｍ2，無肋柱式錨定板面積不應(yīng)小于0.2ｍ2。錨定板需雙向配筋。拉桿、拉桿與肋柱及拉桿與錨定板連處，必須做好防銹處理。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

2．設(shè)計(jì)計(jì)算錨錨定板擋土墻的鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，作用（或荷載）效應(yīng)組合中，應(yīng)按表7-3的規(guī)定計(jì)入結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。作用于錨定板擋土墻擋土板或墻面板上的恒載土壓力，按圖7-28分布，其水平土壓應(yīng)力可按如下公式計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

拉桿設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：①最上一排拉桿至填料頂面的距離不得小于1ｍ。當(dāng)錨定板埋置深度不足時(shí)，可采用向下傾斜的拉桿，其水平傾角β宜為10°~15°；②拉桿長度應(yīng)滿足擋土墻整體滑動(dòng)穩(wěn)定性的要求，且最下一層拉桿在主動(dòng)土壓力計(jì)算破裂面之后的長度，不得小于錨定板高度的3.5倍；最上一層拉桿長度不應(yīng)小于5ｍ；③未計(jì)銹蝕留量的單根鋼拉桿計(jì)算直徑，可按下式計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

錨定板面積應(yīng)根據(jù)拉桿設(shè)計(jì)拉力及錨定板容許抗拔力，可按下式計(jì)算：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)四、樁板式擋土墻樁板式擋土墻鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計(jì)算、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及構(gòu)造要求等，除應(yīng)按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD30的規(guī)定執(zhí)行外，其它未列內(nèi)容應(yīng)按照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。1．構(gòu)造要求樁板式擋土墻如圖7-9所示。樁板式擋土墻的錨固樁柱必須錨固在穩(wěn)定的地基中,樁的懸臂長度不宜大于15m。錨固樁和擋土板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。樁柱的構(gòu)造可參照抗滑樁設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。擋土板與樁柱搭接，其搭接長度每端不得小于1倍板厚。若為圓形樁柱，則應(yīng)在樁柱后設(shè)置搭接用的凸形平臺(tái)。平臺(tái)寬度應(yīng)比搭接長度寬20~30㎜。加錨桿的錨固樁柱應(yīng)保證樁與錨桿的變形協(xié)調(diào)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)擋土板外側(cè)墻面的鋼筋保護(hù)厚度應(yīng)大于35㎜，板內(nèi)側(cè)墻面保護(hù)厚度應(yīng)大于50㎜；樁的受力鋼筋應(yīng)沿樁長方向通長布置，直徑不應(yīng)小于12㎜。樁的鋼筋保護(hù)層凈距不小于50㎜。當(dāng)采用拱型擋土板時(shí)，不宜用混凝土灌筑，而應(yīng)當(dāng)沿徑向和環(huán)向配置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋，鋼筋直徑不宜小于100㎜。1．設(shè)計(jì)計(jì)算樁板式擋土墻的鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，荷載效應(yīng)組合中，應(yīng)按照表7-3規(guī)定計(jì)入結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0?；侣坊系臉栋迨綋跬翂Π椿峦屏屯翂毫Φ淖畈焕咦鳛橛?jì)算荷載，樁的重力可不計(jì)入。作用在樁上的荷載寬度可按其左右兩相鄰樁之間距離的一半計(jì)算，作用在擋土板的荷載寬度可按板的計(jì)算跨度計(jì)算。樁的內(nèi)力可參照抗滑樁設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，采用地基系數(shù)法計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)樁柱前地基巖層結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、傾角為向坡外傾斜時(shí)，應(yīng)按順層滑坡驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性及整體穩(wěn)定性。預(yù)制鋼筋混凝土擋土板可按支承在樁上的簡支板計(jì)算，其計(jì)算跨徑L為:路堤中的錨桿樁板式擋土墻，應(yīng)避免填料下沉所產(chǎn)生的錨桿次應(yīng)力。錨桿的設(shè)計(jì)應(yīng)符合邊坡錨固的相關(guān)規(guī)定。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)五、邊坡錨固1．構(gòu)造要求邊坡錨固是將受拉桿件打入巖土層中，以提高巖土邊坡自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力的邊坡支檔與加固技術(shù)。邊坡錨固技術(shù)是一種發(fā)展中的加固措施，工序比較復(fù)雜，種類繁多，制約因素多，屬隱蔽工程。邊坡錨固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析資料，鑒別邊坡的破壞模式，確定邊坡不穩(wěn)定程度及范圍，對(duì)錨固方案的合理性、安全性進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。錨固的型式應(yīng)根據(jù)邊坡巖土體類型、工程特征、錨承載力大小、錨材料和長度、施工工藝等條件確定。邊坡錨固設(shè)計(jì)應(yīng)具備如下資料：①與錨固工程有關(guān)地形、地貌及邊坡總體布置設(shè)計(jì)；②巖土體類別、主要構(gòu)造的產(chǎn)狀、各種結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系及地下水發(fā)育程度；③錨固工程所涉及部位巖土體的抗壓強(qiáng)度、巖土體的c、?值，以及可能失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)面的c、?值和膠結(jié)材料與被錨固介質(zhì)的粘結(jié)強(qiáng)度。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)2．錨固邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)對(duì)錨固邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，錨作用力可簡化為作用于坡面上的一個(gè)集中力，也可簡化為作用于滑面上的一個(gè)集中力，如圖7-29所示，并取二者計(jì)算的錨固邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的小值作為錨固邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)錨固力應(yīng)根據(jù)邊坡不穩(wěn)定力（下滑力）確定，可按下式計(jì)算。3．預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)應(yīng)遵守下列規(guī)定：①預(yù)應(yīng)力錨桿可用于土質(zhì)、巖質(zhì)邊坡加固，其錨固段應(yīng)置于穩(wěn)定地層中；②硬質(zhì)巖錨固宜采用拉力型錨桿，土質(zhì)及軟質(zhì)巖錨固宜采用分散型錨桿。錨桿體截面積可按下式計(jì)算。錨桿預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

σcon應(yīng)符合表7-20的規(guī)定。錨固體的承載能力由注漿體與錨孔壁的黏結(jié)強(qiáng)度、錨桿與注漿體的黏結(jié)強(qiáng)度及錨桿強(qiáng)度等三部分控制，設(shè)計(jì)時(shí)取其小值。預(yù)應(yīng)力錨桿宜采用黏結(jié)型錨固體，地層與注漿體間黏結(jié)長度，可按下式計(jì)算。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)4．非預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)非預(yù)應(yīng)力的全長粘結(jié)型錨桿設(shè)計(jì)時(shí)，錨桿應(yīng)按軸心受拉構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，其所需錨筋面積，可按下式計(jì)算：第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)錨桿長度包括非錨固長度和有效錨固長度。非錨固長度應(yīng)根據(jù)邊坡滑裂面的實(shí)際距離確定。有效錨固長度應(yīng)根據(jù)錨桿的拉力，可按公式（7-52）計(jì)算，對(duì)采用粘結(jié)料的粘結(jié)型錨桿，還應(yīng)按公式（7-53）驗(yàn)算錨桿與粘結(jié)料間的容許粘結(jié)力。有效錨固長度不宜小于2.0m，也不宜大于10.0m。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)桿體材料應(yīng)采用HRB400鋼筋，桿體鋼筋直徑宜為16～32mm。鉆孔直徑不宜小于42mm，也不宜大于100mm。桿體鋼筋保護(hù)層厚度，采用水泥砂漿時(shí)不應(yīng)小于8mm，采用樹脂時(shí)不應(yīng)小于4mm。長度大于4m或桿體直徑大于32mm的錨桿，應(yīng)采取桿體居中的構(gòu)造措施。5．錨固邊坡坡面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錨固邊坡坡面結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)邊坡工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件、巖土性、邊坡高度、施工方法，并結(jié)合巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、風(fēng)化程度和地貌形態(tài)以及自然穩(wěn)定邊坡和人工邊坡的調(diào)查綜合確定；坡面結(jié)構(gòu)形式及其適用條件，可按表7-26的規(guī)定選用。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

6．錨桿試驗(yàn)與監(jiān)測設(shè)計(jì)在錨固工程施工初期，應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿錨固試驗(yàn)。錨桿試驗(yàn)包括基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。施工前，應(yīng)進(jìn)行錨桿基本試驗(yàn)?；驹囼?yàn)數(shù)量取工作錨桿的3%，且不少于3根。施工后，應(yīng)進(jìn)行錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)。錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)的數(shù)量可取工作錨桿的5%，且不少于3根。當(dāng)有特殊要求時(shí)，可適當(dāng)增加?？刂棋^桿試驗(yàn)內(nèi)容及要求應(yīng)符合《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。錨桿監(jiān)測包括施工期監(jiān)測和運(yùn)營期監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)量應(yīng)取工作錨桿數(shù)量的10%。施工期監(jiān)測，以保證施工安全和施工質(zhì)量為目的?？砂幢?-23選擇監(jiān)測項(xiàng)目，施工期監(jiān)測的斷面，應(yīng)設(shè)置在錨固區(qū)的關(guān)鍵部位；有條件時(shí)，宜同永久監(jiān)測相結(jié)合。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

運(yùn)營期的長期監(jiān)測應(yīng)以錨固區(qū)域的整體穩(wěn)定和錨桿預(yù)應(yīng)力保持為目的?？砂幢?-23選擇監(jiān)測項(xiàng)目，長期監(jiān)測至少應(yīng)設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷面，一個(gè)監(jiān)測斷面上至少應(yīng)設(shè)置三個(gè)監(jiān)測部位，并設(shè)置在邊坡錨固區(qū)的關(guān)鍵部位。運(yùn)營期監(jiān)測周期從錨桿施工期開始，應(yīng)為公路建成營運(yùn)后不少于一年。預(yù)應(yīng)力錨固工程應(yīng)根據(jù)對(duì)于邊坡工程和滑坡整治工程的重要性和實(shí)際條件，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿的工作狀況和錨固效果進(jìn)行施工期和永久運(yùn)行期的原位監(jiān)測。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)六、土釘支護(hù)1．設(shè)計(jì)原則及適用條件土釘支護(hù)是從隧道新奧法發(fā)展起來的邊坡支護(hù)新技術(shù)，主要用于臨時(shí)支護(hù)，近年來隨技術(shù)的發(fā)展也用于邊坡永久支護(hù)。土釘支護(hù)，亦稱土釘墻。土釘墻由巖土體、土釘和護(hù)面板三部分組成，如圖7-10所示。在護(hù)面板、土釘和巖土體相互作用下，依靠土釘與土體的界面黏結(jié)力或摩擦力，在巖土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力，并主要承受拉力和其他荷載，從而使得開挖坡面穩(wěn)定。土釘支護(hù)融合了錨桿擋土墻和加筋土擋土墻的特點(diǎn)，常用于基坑支護(hù)和挖方邊坡穩(wěn)定。土釘支護(hù)適用于硬塑或堅(jiān)硬的粘質(zhì)土、膠結(jié)或弱膠結(jié)的粉土、砂土、礫石、軟巖和風(fēng)化巖層等挖方路塹邊坡的臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。但在腐蝕性地層、膨脹土地段、軟黏土、土質(zhì)松散、地下水較發(fā)育及存在不利結(jié)構(gòu)面邊坡，不宜采用土釘支護(hù)。第七章路基擋土墻設(shè)計(jì)

下列土體中，