毕业设计（论文）-广西阳朔至平乐高速公路边坡支护.doc

岩 土 工 程毕业设计题 目 广西阳朔至平乐高速公路边坡支护全套图纸加扣 3012250582学 院 名 称 土 木 工 程 专业班级 学生姓名 学 号 指 导 教 师 2016 年 4 月 14 日第一章 绪论11.1挡土墙介绍11.2 挡土墙分类21.2.1 重力式挡土墙21.2.2 悬臂式挡土墙21.2.3 扶壁式挡土墙21.2.4 锚定板及锚杆式挡土墙31.2.5 土钉墙31.2.6 加筋土挡土墙31.3 挡土墙设计内容41.4 设计依据5第二章 设计基本资料62.1设计计算内容62.2 工程概况62.3地形图72.4挡土墙支护方案选择72.5 土体与加筋带物理力学指标8第三章 重力式挡土墙设计103.1 K86+456K86+468段103.1.1设计基本资料103.1.2设计挡土墙的截面尺寸103.1.3墙后回填土的选择113.1.4土压力的计算123.1.5挡土墙自重和重心123.1.6倾覆稳定性验算123.1.7滑动稳定性验算123.1.8地基承载力验算123.1.9墙体强度验算133.2 K86+468K86+480段163.2.1设计基本资料163.2.2设计挡土墙的截面尺寸163.2.3挡土墙自重及重心计算163.2.4按基础宽、深作修正的地基承载力特征值183.2.5地基承载力验算183.2.6挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处地基水平面的滑动稳定验算193.2.7挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算193.2.8挡土墙墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算截面203.3 重力式挡土墙施工233.3.1拌制砂浆233.3.2砌筑基础233.3.3搭拆脚手架233.3.4挂线找平243.3.5选修片石243.3.6砌筑墙身243.3.7安设泄水管253.3.8勾缝养护253.3.9清理现场25第四章 加筋土挡土墙内部设计计算274.1 填料274.2 拉筋274.3 墙面板284.4 沉降缝284.5基础设计及整体稳定性分析294.5.1 挡土墙基础设计294.5.2公路K86+492 K86+504段加筋土挡土墙314.5.3公路K86+504 K86+519段加筋土挡土墙434.5.4公路K86+519 K86+532段加筋土挡土墙564.6加筋土挡土墙施工674.6.1 加筋土挡土墙施工特征674.6.2 施工准备及原材料选择674.6.3 加筋土挡土墙基础施工684.6.4 砂砾石垫层施工684.6.5 加筋土工格栅的铺设694.6.6 锚杆施工694.6.7 泄水孔施工694.6.8 填料填筑694.6.9 加筋土挡土墙面板施工704.6.10 帽石、栏杆施工714.6.11 施工关键环节71第五章 公路K86+480 K86+492段锚杆挡土墙设计725.1设计基本资料725.2土压力计算725.3内力计算725.3.1锚杆水平支座反力725.3.2求支座弯矩、AB跨和BC跨的最大弯矩745.4锚杆设计755.4.1截面设计755.4.2锚杆长度设计755.5墙身设计765.6施工顺序及锚杆的主要施工方法775.6.1施工工艺775.6.2开挖方式775.6.3锚杆施工的主要方法775.6.4锚杆抗拔试验78第六章 施工监测796.1监测方法796.2监测年限796.3监测周期796.4监测技术要求796.5滑坡空间预测预报79第七章 绿化防护工程设计817.1 格构式设计817.2 施工技术要求827.3养护措施837.4 保障措施83第1章 绪论1.1挡土墙介绍挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，是一种支承路堤土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物。随着我国高等级公路建设的飞速发展，特别是高等级公路建设向中西部地区的推进，路基挡土墙越来越显得重要，应用越来越多，而且其结构形式日新月异，设计理论也在不断发展。挡土墙的类型很多，根据墙体的自身刚度可将其分为柔性挡土墙和刚性挡土墙；根据挡土墙的结构形式可将其分为重力式挡土墙和轻型挡土墙；根据挡土墙在路基横断面上的位置可分为路堑挡土墙、路肩挡土墙、路堤挡土墙、山坡挡土墙、抗滑挡土墙、站台挡土墙等；根据建筑材料可分为石、混凝土及钢筋混泥土挡土墙等；根据所处的环境条件可氛围一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙与地震地区挡土墙等等。目前世界上最常用的一种挡土墙形式即为重力式挡土墙，这是世界上最古老的的挡土墙结构形式，其形式简单、施工方便，可就地取材，适用性强，因而广泛使用。为适应不同地区的条件和发展新技术的需要，各种形式的挡土墙也应运而生：悬臂式、扶壁式、板桩式、加筋土式挡土墙等。现代加筋土的概念和设计理论是20世纪60年代由法国工程师Henri Vidal首创的。作为仅次于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的又一次发明，加筋土技术在世界范围内发展开来。根据他的设计理论于1965年在法国普拉聂尔斯成功修建了一座公路加筋土挡土墙，该项工程立刻引起了世界工程界的浓厚兴趣，引起了世界各国的重视，得到很高评价。国外誉之为仅次于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的又一次发明。以后，世界各国普遍开展了加筋挡土墙的实验和设计工作。加筋土挡土墙既安全又经济，因此这种新技术立即引起了世界各地的土木界工程师们的关注，从而不仅在欧洲而且在美国、澳大利亚、加拿大、印度、泰国、日本等地被广泛地应用于铁路、公路、港口码头和工业与民用建筑中。据1977年的统计，世界上就修建了1500余座加筋土结构，并投入使用，其中有700余座加筋土桥台。上世纪仅仅在美国就修建了2万多座加筋土结构。在西班牙，1971年建造了第一座加筋土挡墙，随后的发展和推广应用也相当快。美国1972年修 建加州39号公路时开始使用，联邦公路局专门有班子从事有关研究和应用工作，其推广应用和研究开发也相当快。其它许多国家也先后使用和推广了加筋土技术，加筋土工程已从加筋土挡墙发展应用到桥台、护岸、堤坝、建筑物基础、铁路路堤、码头、防波堤、水库、尾矿坝、储仓及核设施、军用设施等多个领域。1978年我国才在云南建成第一座加筋土挡土墙。该挡土墙采用链接的钢筋混凝土筋条。直到20世纪80年代中叶，我国才开始研究和开发土工织物。之后，加筋土理论与技术都得到了较大较快的发展。现在，加筋土已用来加固建筑地基，形成公路、铁路路堤，构筑加筋土挡土墙等等，但罕用之于桥台。据估计，在我国大陆已建筑并投入使用10000个以上的加筋土工程。我国加筋土主要用之于加筋土挡土墙，上世纪90年代初出台了加筋土挡墙设计规范，世纪末建设部、交通部以及水利部分别颁布了土工合成材料加筋土挡墙设计规范或标准。国内使用的加筋包括有钢筋混凝土条，土工带，PP土工格栅、双向钢塑土工格栅等，而加筋膜在我国还很少用。面板主要还是非延性的预制钢筋混凝土板。近年来由于我国国民经济稳定高速发展，交通运输业发展很猛，从而带动加筋土技术在公路、铁路、港口码头建设中的发展与应用，推进了新型挡土墙的发展与研究。期间，建成了一些多级超高加筋土挡土墙，如三峡移民工程巫山新城的57m高加筋土挡土墙等等，并引发了相关的研究。1.2 挡土墙分类1.2.1 重力式挡土墙重力式挡土墙一般由块石或混凝土材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的，因此，墙身截面较大，适用于小型工程，通常墙高小于8米，但结构简单，施工方便，能就地取材，因此广泛应用于实际工程中。1.2.2 悬臂式挡土墙当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L型，由钢筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。1.2.3 扶壁式挡土墙由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，即沿悬臂式挡土墙的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶肋，把墙面板和墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。1.2.4 锚定板及锚杆式挡土墙锚定板挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆和埋置在填土中的锚定板在现场拼装而成，依靠填土与结构的相互作用力维持其自身稳定。与重力式挡土墙相比，具有结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便等优点，特别适合用于地基承载力不大的地区。设计时，为了维持锚定板挡土墙结构的内力平衡，必须保证锚定板结构周围的整体稳定和土的摩阻力大于由土自重和荷载产生的土压力。锚杆式挡土墙是利用嵌入坚实岩层的灌浆锚杆作为拉杆的一种挡土结构。1.2.5 土钉墙土钉墙是有面板、土钉与边坡相互作用形成的支挡结构。它适用于一般地区土质及破碎软岩质地段，也可置于桩板挡土墙之间支挡岩土以保证边坡稳定。土钉墙面层为喷射混凝土中间夹钢筋网，土钉要和面板有效连接，外端设钢垫板或加强钢筋通过螺丝端杆锚具或焊接进行连接。1.2.6 加筋土挡土墙由墙面板、拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋于填土间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。即是柔性结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动作用。施工简便、外形美观、占地面积小、而且对地基的适应性强。适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种轻型支挡结构物，是由墙面板、拉筋、填料和基础组成的柔性复合结构物。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。1.3 挡土墙设计内容工点位于七度地震区，坡面上出露地层，表层10m为浅棕黄色粉质粘土，下伏为灰黄色强一弱风化板岩，基岩扭曲局部顺层。根据挡土墙的分类，优缺点分析，拟在该处边坡较高处修建高速公路路堤式加筋挡土墙，在边坡较低处修建重力式挡土墙、锚杆挡土墙，挡土墙所处位置及纵横断面由图纸给定。1.4 设计依据有关设计计算规范及规程：建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）；建筑地基基础设计规范（GB500072002）；室外排水设计规范（GB500142006）；水工挡土墙设计规范（SL379-2007)；85第2章 设计基本资料2.1设计计算内容加筋土挡土墙设计计算内容主要有：1、内部稳定计算，即加筋材料抗拉强度计算和抗拔稳定计算2、外不稳定计算，即加筋体抗倾覆稳定、抗滑动稳定、软弱地基尚应进行整体滑动稳定性及地基沉降计算；3、构件设计，即确定各种构件(如墙面板、拉筋)在外力作用下，保证具有足够强度和稳定性的具体尺寸具体计算内容包括以下：(1)墙身尺寸拟定及参数确定拉筋长度及结构设计(2)内部稳定性验算(3)外部稳定性验算滑动稳定性验算倾覆稳定性验算基底应力及合力偏心距验算整体稳定性验算(4) 加筋土挡土墙施工2.2 工程概况该路段该高速公路采用路基宽24m，其中：行车道宽27.5m，硬路肩宽22.50m，中间带宽3.0m，中央分隔带2.0m，左侧路缘带宽20.50m，土路肩宽20.75m。阳朔至平乐高速公路地处桂北平原，地势东南高西北低，地形起伏较平缓。地层为新生代第四纪土层，以冲积、残积土层为主，岩石多为石灰岩、粉砂岩和花岗岩等。其中石灰岩的含量最多，花岗岩其次。因石灰岩具有可溶性，遇水易溶解，故桂北区域属喀斯特地貌，地下溶洞多，暗沟深。该路段处于比较复杂的地形之中，如上图所示，该图为k86-300到k87-000的地形图，支护结构位于公路k86-456到k86-532，全长76米。该路段位于地势起伏位置，边坡高度变化较大，从公路k86-456到k86-532高度先有低到高，再由高到低，边坡高度最高达到12.5m，最低低至3.5m。2.3地形图2.4挡土墙支护方案选择加筋土挡墙，与传统的重力式挡土墙、混凝土挡土墙相比较，更具有经济优势。挡土墙愈高，加筋土挡土墙的经济优势就愈大。对加筋土挡墙的分析与比较认为，加筋土挡墙可以节约2050%工程造价。便宜但耐久的拉筋激发潜在滑面后的稳定土体来协助保持结构的稳定，因而不需要大量的圬工，造价就得以降低。在公路与铁路路堤的建设中，援用加筋土技术尚可以节省大量的用地。加筋土本身就是一种组合材料。由于加筋与土的相互作用，加筋土加强了土颗粒间的联系，从而增加了土的抗剪强度，减少了沉降变形。使用土工织物或土工合成材料来做加筋材料的挡土结构是柔性的。地震时，这样的加筋土结构可以比传统的圬工挡土墙吸收更多的能量而不产生功能上的破坏。模型实验与已发生的地震业已证明加筋土结构是抗震性能优良的结构。土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。加筋土挡土墙施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期，一般包括下列工序：基槽(坑)开挖、地基处理、排水设施、基础浇(砌)筑、构件预制与安装、筋带铺设、填料填筑与压实、墙顶封闭等，其中现场墙面板拼装、筋带铺设、填料填筑与压实等工序是交叉进行的。同时加筋挡土墙的使用也存在很多的问题，受到一定条件的限制：挡墙背后需要充足的空间，以获得足够的墙宽来保证内部和外部稳定性；对于钢材加筋的锈蚀、用作暴露面层的土工合成材料在紫外线照射下的变质，以及填土中聚酯类加筋材料的老化等问题，需要制定合适的设计标准；前加筋土系统的设计和施工经验仍不成熟，故规范尚需进一步完善。(1) 为了使支挡结构的设计更加节约经济，科学合理，选择一种造价、工程量、施工工艺更为合理的方案作为施工设计，所以本设计在边坡较低处使用了重力式(垂直式)挡土墙，其优点是就地取材，施工方便，经济效果好，在较高处使用加筋土挡土墙；(2) 为了节约经济，所以开挖所得的砂岩作为回填土；(3) 重力式挡土墙的材料采用M7.5级水泥砂浆砌筑墙身和基础，毛石强度等级为MU30，毛石的掺入量不大于总体积的30%，而加筋土挡土墙的挡板使用混凝土MU25预制。第3章 重力式挡土墙设计3.1 K86+456K86+468段3.1.1设计基本资料K86+456K86+468段 为一浆砌石块挡土墙。墙高为5m，墙背竖直光滑，墙后填土水平。填土的物理力学指标：填料为砂性土，容重为20，内摩擦角为30，计算内摩擦角为35；地基为强风化岩，容重为19 ，内摩擦角为20，粘聚力c=15kpa，地基容许承载力400kpa，基底摩擦系数=0.4。设计荷载为高速公路-级标准载荷，设计速度120km/h。墙身及基础填料及地基挡土墙类型垂直式路肩墙填料种类重度砂类土20墙高5.00填料内摩擦角35墙面坡度1:0.4填料与墙背摩擦角17.5墙背坡度0基础顶面埋深0.80砌筑材料M5浆砌MU22片石地基土类别重度强风化岩19砌筑材料重度22地基容许承载力400基地坡度0.20基底与地基土摩擦系数0.4圬工砌体间摩擦系数0.7地基土摩擦系数0.8公路等级及荷载强度公路等级一级汽车荷载标准公路-级3.1.2设计挡土墙的截面尺寸根据该路段挡墙设计荷载及挡墙设计高度（H）确定其截面尺寸。顶宽要大于，所以取1m，底宽要所以取3m，如下图5.1所示。图5.1 K86+456K86+468段挡土墙截面尺寸图（单位：cm）3.1.3墙后回填土的选择 根据土压力理论分析可知，不同的土质对应的土压力是不同的。挡土墙设计中希望土压力越小越好，这样可以减小墙的断面，节省土石方量，从而降低造价。（1）理想的回填土： 卵石、砾砂、粗砂、中砂的内摩擦角较大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压力就小，从而节省工程量，保持稳定性。（2）可用的回填土： 细砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗颗粒，外运不经济。（3）不宜采用的回填土： 凡软粘土、成块的硬粘土、 膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀将产生额外的土压力，导致墙体外移，甚至失去稳定，故不能用作墙的回填土。综上述的要求，本设计使用开挖所得的砂性土作回填土，以经济为原则，降低运输成本。3.1.4土压力的计算土压力作用点距墙趾。3.1.5挡土墙自重和重心将挡土墙的截面分成一个三角形和一个矩形，则：式中浆砌石块的重度为22kN/m。作用点距墙趾的水平距离：3.1.6倾覆稳定性验算稳定校核承载力极限状态下荷载效应的基本组合，但各分项系数均为1.0：3.1.7滑动稳定性验算3.1.8地基承载力验算按照正常使用状态下荷载效应标准值：作用在基地的总竖向力合力作用点距墙趾的水平距离偏心距按轴向受压：3.1.9墙体强度验算采用MU30毛石，混合砂浆强度等级M2.5，砌体抗体强度设计值，验算挡土墙半高处的抗压强度：该截面以上的水平压力作用点距该截面的距离截面以上的自重作用点距截面前沿的水平距离：作用在基地的总竖向力合力作用点距墙趾的水平距离偏心距受压构件的承载力按下式计算按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合求得轴向压力设计值由MU30毛石，混合砂浆强度等级M2.5，查得砌体抗压强度设计值。受压构件承载力影响系数。构件高厚比墙体受压构件计算高度查表当式中，因砂浆等级M2.5时，。该设计的各项验算都符合，所以设计合格。3.2 K86+468K86+480段3.2.1设计基本资料墙身及基础填料及地基挡土墙类型仰斜式路肩墙填料种类重度砂类土20墙高5.00填料内摩擦角35墙面坡度1:0.25填料与墙背摩擦角17.5墙背坡度1:0.25基础顶面埋深0.80砌筑材料M5浆砌MU50片石地基土类别重度强风化岩19砌筑材料重度23地基容许承载力400基地坡度0.20基底与地基土摩擦系数0.4圬工砌体间摩擦系数0.7地基土摩擦系数0.8公路等级及荷载强度片石砂浆砌体强度设计值公路等级一级抗压0.71汽车荷载标准公路-级轴心抗拉0.048墙顶护栏荷载强度7弯曲抗拉0.072直接抗剪0.1203.2.2设计挡土墙的截面尺寸已建挡土墙的截面尺寸如下图，按照公路挡土墙设计与施工技术细则的规定进行验算。图5.1 K86+468K86+480段挡土墙截面尺寸图（单位：mm）3.2.3挡土墙自重及重心计算取单位墙长（1m），将挡土墙分为三部分，截面各部分对应的墙体的重力为：截面各部分的重心到墙趾的距离：单位墙长的自重重力为：全截面重心至墙趾的距离：后踵点截面处，墙后填土和车辆荷载的主动土压力计算按细则表4.2.5的规定，当墙身高度为5m时，附加荷载标准值：换算等代均布土层厚度为：因基础埋设较浅，不计墙前被动土压力。当采用库伦土压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力的时候，计算：按细则附录A.0.3条例土压力计算公式，计算结果如下：因为地面与墙顶位于同一水平面上d=0，故A=0.25墙顶到后踵点的墙背高度为H=5.19m后踵点土压力为：单位墙长上土压力的水平分量和竖直分量：土压力水平分量和竖直分量的作用至墙趾的距离：3.2.4按基础宽、深作修正的地基承载力特征值基础最小埋深（算至墙趾点）：，符合基础最小埋深的规定；但是小于3m，且基础宽度为1.43m小于2m，所以修正后的地基承载力特征值应该等于地基承载力特征值。按照细则表5.2.8的规定，当采用荷载组合II时，地基承载力特征值提高系数K=1.0，故验算时，计入挡土墙护栏荷载强度和车辆附加荷载标准值q。基底合力的偏心距检验按细则5.2.1的规定：在地基承载力计算力，基础的作用效应取正常使用极限状态下作用效应标准组合。作用于基底形心处的弯矩：作用于倾斜基底的垂直力：倾斜基底合力的偏心距为：偏心距验算符合细则表5.2.4的规定。3.2.5地基承载力验算基底最大压应力与地基承载力特征值比较地基承载力验算通过。3.2.6挡土墙及基础沿基底平面、墙踵处地基水平面的滑动稳定验算按细则5.2.1条规定：计算挡土墙稳定时，荷载效应应按承载能力极限状态下的作用效应组合。（1）沿基底平面滑动的稳定性验算不计墙前填土的被动土压力，计入作用在墙顶的护栏重力。滑动稳定方程土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，则有：符合沿基底倾斜平面滑动稳定方程的规定。抗滑动稳定系数抗滑动稳定系数也符合规定大于1.3。沿过墙踵点水平面滑动之间的土碶的重力：滑动稳定方程将数据代入得：符合滑动稳定方程的规定。抗滑动稳定系数符合规定。3.2.7挡土墙绕墙趾点的倾覆稳定验算不计墙前填土的被动土压力。(1)倾覆稳定方程应符合：故符合倾覆稳定方程验算的规定。(2)抗倾覆稳定系数根据细则5.3.5的规定，抗倾覆稳定系数要大于1.5，故满足规定。3.2.8挡土墙墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算截面(1)基顶截面土压力计算由墙踵点土压力的计算结果，基顶截面宽度基顶截面处的计算高为：H=5.0m。按基顶的土压力为：单位墙长上土压力的水平分量和竖直分量：土压力水平分量和竖直分量的作用点至基顶截面前缘的力臂长度：(1)基顶截面偏心距验算截面宽度取单位墙长。基顶截面以上墙身自重：墙身重心至验算截面前缘力臂长度：墙顶防撞护栏重量换算集中力：护栏换算集中力至验算截面前缘的力臂长度：按承载力极限状态计算，查表可以得到取综合效应组合系数，并按规定，取荷载分项系数，截面型心上的竖向力组合设计值为：基底截面形心处，墙身自重及护栏重量作用的力矩：基底截面形心处，土压力作用的力矩：按细则表4.1.7的规定，分别取作用分项系数：，查表可以得到取综合效应组合系数。截面形心上的总力矩组合设计值：查细则表6.3.6的规定得到偏心距容许限值为：截面上的轴向力合力偏心距：符合偏心距验算要求。截面承载力验算由前计算可知，作用于截面形心上的竖向力组合设计值为： 按细则表3.1.5的规定，本挡土墙结构重要性系数为1.0查本细则表6.3.8得到长细比修正系数为1.3故计算构件的长细比：按细则规定：计算构件轴向力的偏心距和长细比对受压构件承载力的影响系数：由于基本资料知道：墙身受压构件抗力效应设计值：因此符合细则的规定，所以截面尺寸满足承载力验算的要求。正截面直接受剪验算按细则6.3.12条规定，要求：由基本资料可计算得轴压比：查表得到：符合正截面直接受剪验算要求。3.3 重力式挡土墙施工3.3.1拌制砂浆（1）砌体工程所用砂浆的强度等级应符合施工图要求，当施工图未提出要求时，主体工程不得小于M10，一般工程不得小于M5。（2）砂浆应用机械拌制。拌制时，宜先将3/4的用水量和1/2的用砂量与全部胶结材料在一起稍加拌制，然后加入其余的砂和水。拌制时间不少于2.5min，一般为35 min，时间过短或过长均不适宜，以免影响砌筑质量；（3）砂浆按施工配合比配制，应具有适当的流动性和良好的和易性，其稠度宜为1050mm。现场也可用手捏成小团，以指缝不出浆，松手后不松散为宜，每批砂浆均应抽检一组试块；（4）运输一般使用铁桶、斗车等不漏水的容器运送。炎热天气或雨天运送砂浆时，容器应加以覆盖，以防砂浆凝结或受雨淋而失去应有的流动性；（5）冬期（昼夜平均气温低于+5）施工时，砂浆应加保温设施，防止受冻而影响砌体强度；（6）砂浆应随拌随用，应根据砌筑进度决定每次拌制量，宜少拌快用。一般宜在34h内使用完毕，气温超过30时，宜在23h内用完。在运输过程中或在贮存器中发生离析、泌水的砂浆，砌筑前应重新拌制。已凝结的砂浆不得使用。3.3.2砌筑基础（1）砌筑前，应将基底表面风化、松软土石清除。砌筑要分段进行，每隔1020m或在基坑地质变化处设置沉降缝。（2）硬石基坑中的基础，宜紧靠坑壁砌筑，并插浆塞满间隙，使与地层结为一体。（3）雨季在土质或风化软石基坑中砌筑基础，应在基坑挖好后，立即铺砌一层。（4）采用台阶式基础时，台阶转折处不得砌成竖向通缝；砌体与台阶壁的缝隙应插浆塞满。3.3.3搭拆脚手架（1）搭脚手架应根据负载要求进行工艺设计，并对作业人员进行技术交底。采用的茅竹、杉木、钢管、跳板等材料都应经质量检验符合有关规定，一般搭设平台高为1.92.0m，宽度0.81.2m。（2）搭脚手架时主杆要垂直，立杆时先立角柱，然后立主柱，主力柱完成后，再开始绑扎大小横杆。脚手架搭至35m高时，就要加十字撑，撑与地面的角度在45以内，撑的交叉点宜绑扎在柱或横杆上，确保脚手架牢固稳定。（3）由于脚手架的侧向刚度差，为了加强稳定性，可与墙体连接，使用中要定期检查，发现问题及时加固处理。3.3.4挂线找平（1）按照墙面坡度、砌体厚度、基底和路肩高程可以设两面立杆挂线或固定样板挂线，对高度超过6m的挡土墙宜分层挂线。（2）所挂外面线应顺直整齐，逐层收坡，内面线应大致适顺，以保证砌体各部尺寸符合施工图要求，并在砌筑过程中经常校正线杆。3.3.5选修片石（1）石块在砌筑前浇水湿润，表面泥土、水锈应清洗干净。根据铺砌的位置选择合适的块石，并进行试放。（2）砌体外侧定位石与转角石应选择表面平整、尺寸较大的石块，浆砌时，长短相间并与里层石块咬紧，分层砌筑应将大块石料用于下层，每处石块形状及尺寸搭配合适。缝较宽者可塞以小石子，但不能在石块下部用高于砂浆层的小石块支垫。排列时，石块应交错，坐实挤紧，尖锐凸出部分应用手锤敲除不贴合的棱角。3.3.6砌筑墙身 （1）砌筑墙身采用挤浆法分层、分段砌筑。分段位置设在沉降缝或伸缩缝处，每隔1020m设一道，缝中用23cm厚的木板隔开。沉降缝和伸缩缝可合并设置。分段砌筑时，相邻层的高差不宜超过1.2m。（2）块石分层砌筑时以23层砌块组成一个工作层，每一个工作层的水平缝应大致找平，各工作层竖缝相互错开，不得贯通。砌缝应饱满，表层砌缝宽度不得大于4cm，铺砌表面与三块相邻石料相切的内切圆直径不得大于7cm，两层间的错缝不得小于8cm。（3）一般砌石顺序为先砌角石，再砌面石，最后砌腹石。角石应选择比较方正、大小适宜的石块，否则应稍加清凿。角石砌好后即可将线移挂到角石上，再砌筑面石（即定位行列）。面石应留一运送腹石料缺口，砌完腹石后再封砌缺口。腹石宜采取往运送石料方向倒退砌筑的方法，先远处，后近处。腹石应与面石一样按规定层次和灰缝砌筑整齐、砂浆饱满。（4）砌块底面应座浆铺砌，立缝填浆补实，不得有空隙和立缝贯通现象。砌筑工作中断时，可将砌好的砌块层孔隙用砂浆填满。再砌时，表面要仔细清扫干净，洒水湿润。砌体勾凸缝时，墙体外表浆缝需留出12cm深的缝槽，以便砂浆勾缝。（5）砌筑上层砌块时，应避免振动下层砌块；砌筑中断后恢复时，应将砌体表面加以清扫、湿润，再坐浆砌筑。（6）浆砌片石应及时覆盖，并经常洒水保持湿润。砌体在当地昼夜平均气温低于+5时不能洒水养护，应覆盖保温，保湿。并按砌体冬期施工规定执行。3.3.7安设泄水管（1）墙身砌筑过程中应按施工图要求作好墙背防渗、隔水、排水设施。砌筑墙身时应沿墙高和墙长设置泄水孔，按上下左右每隔23m交错布置。折线墙背的易积水处亦应设置。泄水孔的进水侧应设置反滤层，厚度不小于0.3m。在最低排泄水孔的下部，应设置隔水层，不使积水渗入基底。（2）泄水孔一般采用梅花形等间距布置，孔径为100mm，材料采用毛竹或PVC塑料管。挡土墙顶面一般采用砂浆抹面或面石做顶。挡土墙顶面内侧与山体连接处要用黏土夯实，防止渗水。当墙背土为非渗水土时，应在最低排泄水孔至墙顶以下0.5m高度内，填筑不小于0.3m厚的砂砾石等过滤层。（3）挡土墙地段侧沟，采用与挡土墙同标号的水泥砂浆砌筑，并与挡土墙一同砌成整体。当挡土墙较高时，应根据需要设置台阶或检查梯，以利检查、维修、养护。3.3.8勾缝养护（1）勾缝应嵌入砌体内约2cm深，缝槽深度不足时，应凿够深度，勾缝前应清扫和湿润墙面。（2）浆砌片石挡土墙砌筑完后，砌体应及时以浸湿的草帘、麻袋等覆盖，经常保持湿润。一般气温条件下，在砌完后的1012h以内，炎热天气在砌完后23h以内即须洒水养护，洒水养护期不得少于7d。（3）在养护期间，一般砂浆在强度尚未达到施工图标示强度的70%以前，不可使其受力。3.3.9清理现场（1）墙背填筑按施工图要求分层回填、夯实。一般情况下，应尽可能采用透水性好、抗剪强度高且稳定、易排水的砂类土或碎（砾）石类土等。严禁使用腐殖质土、盐渍土、淤泥等作为填料，填料中不得含有有机物、冰块、草皮、树根等杂物和生活垃圾。（2）墙背填料的填筑，需待砌体砂浆或混凝土强度达到75%以上方可进行。墙后回填要均匀，摊铺要平整，并设不小于3%的横坡，逐层填筑，逐层碾压夯实，不允许向墙背斜坡填筑。路肩挡土墙顶面高应略低于路肩边缘高程23cm，挡土墙顶面做成与路肩一致的横坡，以排出地表水。（3）墙背回填应由最低处分层填起，若分几个作业段回填，两段交接处不在同一时间填筑，则先填地段应按11的坡度分层留台阶；若两个地段同时填筑，则应分层相互交叠衔接，其搭接长度，不得小于2m。（4）每一压实层均应检验压实度，合格后方可填筑其上一层，否则应检明原因，采取措施进行补充压实，直至满足要求。采用轻型动力触探（N10）每夯填层检查3点，其击数标准经试验确定。 搅拌机。第4章 加筋土挡土墙内部设计计算4.1 填料填料是加筋体的主体材料，不仅影响土压力的大小，而且直接影响拉筋的摩擦力。因此宜用粗粒土填筑，填料中最大粒径不应大于10cm，而且不宜大于单层填料压实厚度的1/3，基本要求是：(1)易于填筑与压实(2)能与拉筋产生足够的摩擦力(3)满足化学和电化学标准(4)水稳定性好 为了使拉筋与填料之间能发挥较大的摩擦力，以确保结构的稳定，通常填料优先选择，通常填料优先选择具有一定级配、透水性好的砂类土(粉砂、黏砂除外)、砾石类土、碎石类土，也可选用C组细粒土填料，但不得采用块石类土，因为块石类土填筑时易砸坏拉筋，而且块石与拉筋受力不均匀影响拉筋应力，危及挡土墙的稳定性。另外，粗粒料中不得含有尖锐的棱角，以免在压实过程中压坏拉筋。4.2 拉筋拉筋材料必须具有以下特性：(1)抗拉强度大，延伸率小和蠕变变形小，不易产生脆性破坏；(2)筋土截面之间具有足够的摩擦力；(3)有较好的耐腐蚀性和抗老化性；(4)具有一定的柔性和韧性，加工容易，接长及与墙面板连接简单；(5)使用寿命长，施工简便。 拉筋材料宜采用土工格栅、复合土工带或钢筋混凝土板条。筋材之间的连接或筋材与墙面板连接时，连接强度不得低于设计强度，金属连接件及金属拉筋应做防锈处理，受力钢构件应预留2mm的防锈蚀厚度，所有连接部分应采用沥青砂浆封闭。 拉筋长度在满足稳定的条件下按下列原则确定：(1)墙高小于3m时，拉筋长度不应小于4.0m，且应采用等长拉筋；(2)土工格栅的拉筋长度不应小于0.6倍墙高，且不应小于4.0m；(3)钢筋混凝土板条拉筋长度不应小于0.8倍墙高，且不应小于5.0m；(4)当采用不等长的拉筋时，同等长度拉筋的墙段高度不应小于3m，且同长度拉筋的截面也应该相同。相邻不等长拉筋的长度差不宜小于1.0m；(5)包裹式加筋土挡土墙拉筋应采用统一的水平回折包裹长度，其长度应大于计算值，且不宜小于2m。加筋土体最上部1、2层拉筋的回折长度应适当加强。4.3沉降缝沉降缝是指在工程结构中，为避免因地基沉降不均导致结构沉降裂缝而设置的永久性的变形缝。沉降缝主要控制剪切裂缝的产生和发展，通过设置沉降缝消除因地基承载力不均而导致结构产生的附加内力，自由释放结构变形，达到消除沉降缝的目的。实际上它将建筑物划分为两个相对独立的结构承重体系。 沉降缝的设置部位： (1)建筑平面的转折部位； (2)高度差异或荷载差异处； (3)长高比过大的砌体承重结构或钢筋砼框架的适当部位； (4)地基土的压缩性有显著差异处； (5)建筑结构或基础类型不同处； (6)分期建造房屋的交界处。 沉降缝的做法与伸缩缝不同，它要求在沉降缝处将基础连同上部结构完全断开，自成独立单元。 必须注意，在沉降缝内不能填塞材料，以免妨碍建筑物两侧各单元的自由移动，不少工程，虽然设置了沉降缝，但由于施工时不慎缝内被砖块或砂浆等杂物堵塞，往往失去沉降缝的作用。在寒冷地区，因保暖需要，可在缝的侧面充填保温材料，但必须保证墙体能自由沉降。4.4基础设计及整体稳定性分析加筋土挡土墙所承受的作用(或荷载)及其组合如表3-1所示，本设计采用荷载组合。组合作用(或荷载)名称挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久作用(或荷载)相组合组合与基本可变作用(或荷载)相组合组合与其他可变作用(或荷载)相组合表3-1 常用作用(或荷载)4.4.1 挡土墙基础设计(1)挡土墙的基础类型，除特殊地基情况需采用桩基础外，宜采用明挖基础。明挖基础宜设置在地质情况较好的地基上，当地基为松软土层时，可采用换填、砂桩、搅拌桩等方法处理地基。挡土墙采用刚性基础时，基础底部的扩展部分不应超过材料的刚性角。对于混凝土基础，刚性角不应大于40；对于片石、块石、粗料石砌体基础，当用M5以上砂浆砌筑时，刚性角不应大于35，当用M5及低于M5砂浆砌筑时，刚性角不应大于30。挡土墙的基础采用钢筋混凝土条形扩展基础时，应按照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)的规定进行设计4。(2)基础的埋置深度应符合下列规定：当冻结深度小于或等于1.00m时，基底应在冻结线以下不小于0.25m，并应符合基础最小埋置深度不小于1.00m。当冻结深度超过1.00m时，基底最小埋置深度不小于1.25m，还应将基底至冻结线0.25m深度范围的地基土换填为弱冻胀材料。受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底置于局部冲刷线以下不小于1.00m。路堑式挡土墙的基础顶面应低于路堑边沟底面不小于0.50m。在风化层不厚的硬质岩石地基上，基底宜置于基岩表面风化层以下；在软质岩石地基上，基底最小埋置深度不小于1.00m。(3)建筑在斜坡地面的挡土墙，基础前趾埋入地面的深度和距地表的水平距离应符合表3-2。表3-2 斜坡地面基础埋置条件土层类别最小埋入深度h(m)距地表水平距离l(m)较完整的硬质岩石0.250.250.50一般硬质岩石0.600.601.50软质岩石1.001.002.00土层1.001.502.50(4)明挖基础的基坑面，应设置不小于4%的排水横坡；在湿陷性黄土地区，应采取消除湿陷或防止水流下渗的措施。4.4.2土体与加筋带物理力学指标填料为砂性土，容重为20，内摩擦角为30，计算内摩擦角为35。地基为强风化岩，容重为19 ，内摩擦角为20，粘聚力c=15kpa，地基容许承载力400kpa，基底摩擦系数=0.4。设计荷载为高速公路-级标准载荷，设计速度120km/h。采用型号为CAT30020B的钢塑复合材料加筋带，单位长度为11m/Kg，带宽为30mm，厚为2mm，容许拉应力为80Mpa，极限拉应力为150Mpa，伸长率1%。具体参数见表1。表1 设计参数设计参数均值地基土内聚力c (KPa)15内摩擦角()20重度19填土内聚力c (kpa)10内摩擦角()35压实重度20挡墙与地基的摩擦系数0.4土工带与填土的摩擦系数f0.4筋带强度1504.4.3公路K86+492 K86+504段加筋土挡土墙（一）已知设计各项计算资料汇列如下：(1)挡土墙不受浸水影响；(2)荷载标准：公路一级；(3)面板规格：0.8m*0.6m十字型预制混凝土板。板厚300mm ，混凝土强度等级C25；(4)筋带采用聚丙烯土工带，采用型号为CAT30020B的钢塑复合材料加筋带，单位长度为11m/Kg，带宽为18mm，厚为1mm，极限拉应力为220Mpa，摩擦系数f=0.4；(5)筋带节点间距：水平间距，垂直间距；(6)填料：砂性土，重度，内摩擦角，黏聚力c=10kPa；(7)地基：强风化花岗岩，重度，内摩擦角，黏聚力c =15kPa，地基承载力特征值；(8)墙体采用矩形断面，加筋体宽为12.0m；(9)墙顶填料与加筋土填料相同。是按荷载组合II进行结构计算。其计算断面下图所示：（二）内部稳定性计算该段加筋土挡土墙内部稳定性采用应力分析法计算，未采用总体平衡法进行补充验算。1. 筋带受力计算 （1）加筋体上填土重力换算为等代均布土层厚度的计算 由上图中可知：，按公式：因表3-8 车辆附加荷载标准值表墙高(m)附加荷载标准值q()2.02010.010（2） 根据表3-8中的车辆附加荷载标准值可以取车辆附加荷载,则。（3） 筋带所受拉力计算 筋带所受拉力计算结果如下表：筋带层数 10.20.494 13.30 0.902 9.02 1.98 5.93 104.46 0.40.42.91 20.60.483 13.70 0.876 8.76 5.80 5.80 104.23 0.40.43.72 310.472 14.10 0.851 8.51 9.44 5.67 104.02 0.40.44.50 41.40.461 14.50 0.828 8.28 12.91 5.53 103.82 0.40.45.24 51.80.450 14.85 0.808 8.08 16.20 5.40 103.64 0.40.45.94 62.20.439 15.05 0.797