3.挡土墙计算与设计

第三章 挡土墙计算与设计,3.1 挡土墙的基本类型 3.2 重力式挡土墙设计3.3 悬臂式与扶壁式挡土墙设计3.4 加筋土挡土墙设计,第三章 挡土墙计算与设计,3.1 挡土墙的基本类型,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙,重力式挡土墙(与排水设施),重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),衡重式,悬臂式,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,扶壁式,加筋土挡墙,加筋土挡土墙,加筋土挡墙,加筋土挡土墙,加固后加筋土挡土墙,加筋土挡土墙（施工）,加筋土挡土墙(绿化),加筋土挡土墙(绿化),加筋土挡土墙(绿化),锚杆式挡土墙,锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱或挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。,锚杆式挡土墙,锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。墙后侧向压力由挡土板传给立柱，由锚杆与稳定岩层或土层间的锚固力，使墙获得稳定。适用于墙高较大，缺乏石料或挖基困难地区，具有锚固条件的路堑挡墙。,锚定板式挡土墙,相同点：锚定板式挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆挡土墙基本相同，都是依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身的稳定。主要区别：锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力来源于灌浆锚杆与孔壁地层之间的粘结强度，而锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。,锚杆式挡土墙与锚定板式挡土墙,桩板式挡土墙,桩板式挡土墙,挡土墙发生事故的例子,山体滑坡,延安宝塔面临滑坡威胁,垮塌的重力式挡墙,垮塌的护坡挡墙,失稳的立交桥加筋土挡土墙,挡土墙设计所参考的主要规范,(1)砌体结构设计规范(GB 50003-2001);(2)建筑地基基础设计规范(GB50005-2011)(3)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(4)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)(5)建筑抗震设计规范(GB50011-2010),一、概述(1)重力式挡土墙是以自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。(2)重力式挡土墙多用浆砌片(条、块)石砌筑，缺乏石料或力学上有特殊要求时混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配筋或只在局部范围内配置少量钢筋。(3)常规的重力式挡土墙的墙高一般不超过6m，否则应使用半重力式、衡重式以及其它形式的挡土墙。特别是浆砌石挡墙，高度过高则抗剪不够，易剪断，倾覆。,3.2 重力式挡土墙设计,(4) 以墙背的倾角及形态来划分,重力式挡土墙可划分为以下几种类型。,二、破坏形式及稳定性要求,1、滑移2、倾覆3、地基承载力不足4、墙身剪切破坏5、浅层剪切破坏6、深层剪切破坏,1、抗滑移验算,三、重力式挡土墙的计算,增加抗滑稳定的措施,如果验算不满足要求时，可采取以下措施进行处理1）增大挡土墙断面尺寸，使G增大，增大抗滑力2）墙基底面做成砂、石垫层，以提高，增大抗滑力。3）墙底做成逆城，利用滑动面上部分反力来抗滑4）在软土地基上，其它方法无效或不经济时，可在墙踵后加拖板，利用拖板上的土重来抗滑，拖板与挡寺之间该用钢筋连接,2、抗倾覆验算,如果验算不满足要求时，可采取以下措施进行处理1) 增大挡土墙断面尺寸，使G增大，但工程量相应增大。2）伸长墙趾，加大X0，但墙趾过长，若厚度不够，则需配置钢筋。3）墙背做成仰斜式，减少土压力。 4）在挡土墙竖直墙背上作卸载台，形状如牛腿，则平台以上的土压力不能传递到平台以下，总土压力减小，抗倾覆稳定性增大。,挡土墙上的卸载台,3、地基承载力验算,前一部分是轴力F产生的压应力，用全截面积去除而得；后一部分是偏心弯矩M产生的正应力，用截面模量W去除。 偏心弯矩M之值为Fe，基底面截面模量Wab/6,p fa pmax 1.2fa,4、墙身强度验算按砌体结构设计规范：,抗压验算：,抗剪验算：,5、其它项目验算,一般由以下四部分组成： 墙身 基础 排水设施 沉降、伸缩缝,四、重力式挡土墙的构造,第一节 构造要求,1、墙身 1）墙背,坡度不宜缓于1:0.3,坡度介于1:0.151:0.4,上墙背坡度1:0.251:0.45,下墙背坡度1:0.25,上下墙的墙高比一般为2:3,第一节 构造要求,2）墙面,仰斜式墙面坡度可与墙背相同；也可视墙面横坡采用1:0.150.25,直立式1:0.25左右,地面横坡较陡时，一般为1:0.051:0.20；地面平缓时，一般采用1:0.200.35,墙顶：,(1) 石砌的挡土墙，墙顶最小宽度，浆砌时应不小于0.5m；干砌时应不小于0.6m；(2) 整体灌注的混凝土挡墙，墙顶宽度不宜小于0.4m；(3) 钢筋混凝土挡墙顶宽不宜小于0.2m；(4) 通常顶宽约为H/12，而墙底宽约为(0.50.7)H；(5) 挡土墙墙顶应根据需要(公路路肩挡土墙)以粗石料或C15混凝土作帽石,厚度不小于0.4m,宽度不小于0.6m，突出墙顶外的帽檐宽为0.1m。如不设帽石，可选用大块片石置于墙顶用砂浆抹平。,2、基础,基础设计的主要内容:基础类型的选择基础埋置深度的确定,基础类型,绝大多数挡土墙，都是直接修筑在天然地基上。当地基承载力不足且墙趾处地形平坦，而墙身又超过一定高度时，常常采用扩大基础。,a）扩大基础；b)钢筋混凝土底板；c)台阶形基础； d)拱形基础（纵断面）,第一节 构造要求,基础埋置深度,为保证挡土墙的稳定，基底埋置深度应符合下列要求：（1）无冲刷时，一般应在天然地面下不小于1.0m；（2）有冲刷时，应在冲刷线下不小于1.0m；（3）受冻胀影响时，应在冰冻线以下不小于0.25m；当冻结深度超过1 m时，可在冻结线下0.25m内换填不冻胀材料，但埋置深度不小于1.25m。基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层。（4）非冻胀土层中的基础，例如岩石、卵石、砾石、砂，埋置深度不宜少于0.5（击实时）1.0m（疏松时）。（5）岩石地基应清除表面松散的风化层，基础嵌入基岩深度不少于0.150.60m（按岩层的坚硬程度和抗风化能力选定）。,3、排水措施 （千万要设置，重要）,作用：(1) 疏干墙后土体地下水和防止地表水下渗后积水，以免墙后积水致使墙身承受额外的静水压力；(2) 减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力；(3) 消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。常见排水措施: (地表排水+墙身排水)(1) 设置地表排水沟和截水沟；(2) 夯实回填土顶面和地表松土表面，防治下渗；(3) 在墙体中设置泄水孔；(4) 在墙后设置排水层；(5) 在填土层中修建盲沟及集水管；(6) 在临水面设置防水层(防止冻害和水对墙身的腐蚀)。,(1)泄水孔坡度为35%。(2) 墙后填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在墙背设置不小于30cm厚的透(排)水层，顶底用粘土