抗滑挡土墙设计与施工

1、第八章第八章 抗滑挡土墙的设计与施工抗滑挡土墙的设计与施工挡土墙的定义挡土墙的定义 是支撑填土或斜坡土体，防止其变形失稳，而承受侧是支撑填土或斜坡土体，防止其变形失稳，而承受侧向岩土压力的支挡结构物向岩土压力的支挡结构物1 1、用于支挡滑坡、用于支挡滑坡、变形体的挡土墙，变形体的挡土墙，一般称为抗滑挡墙，一般称为抗滑挡墙，或抗滑挡土墙。或抗滑挡土墙。2 2、挡土墙的基本构、挡土墙的基本构成成8.1 概述概述一、抗滑挡土墙类型、特点和适用条件一、抗滑挡土墙类型、特点和适用条件2.2.按结构型式分类按结构型式分类 （1 1）重力式挡土墙（）重力式挡土墙（2 2）锚杆挡土墙设计（）锚杆挡土墙设计（3

2、 3）加筋土挡）加筋土挡土墙（土墙（4 4）板桩式挡土墙，等）板桩式挡土墙，等3.3.按材料分类按材料分类 （1 1）浆砌条石（块石）抗滑挡土墙（）浆砌条石（块石）抗滑挡土墙（2 2）混凝土抗滑挡土）混凝土抗滑挡土墙（墙（4 4）钢筋混凝土抗滑挡土墙（）钢筋混凝土抗滑挡土墙（4 4）加筋土抗滑挡土墙）加筋土抗滑挡土墙路肩挡土墙路肩挡土墙路堤挡土墙路堤挡土墙路堑挡土墙路堑挡土墙山坡挡土墙山坡挡土墙1.按按设置位置设置位置分分1.按按设置位置设置位置分分依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便A 竖直式竖直式B 俯斜式俯斜式C 仰斜式

3、仰斜式D 折线式折线式E 衡重衡重式式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；多用于路肩墙、路堤墙；重力式挡土墙重力式挡土墙重力式挡土墙重力式挡土墙C、D多用于路堑墙多用于路堑墙2.按结构型式分类按结构型式分类重力式挡土墙重力式挡土墙已完工的石砌挡土墙已完工的石砌挡土墙 图图6-3 锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙 锚定式挡土墙锚定式挡土墙图图6-4 锚定板式挡土墙锚定板式挡土墙 由肋柱，挡板和锚杆组成，由肋柱，挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。肋柱，挡板可预制。肋柱，挡板可预制。一般适用一般适用于墙身较高的路堑墙或路肩墙。于墙身较高的路堑墙或路肩墙。 类似于锚杆式挡土墙

4、，仅类似于锚杆式挡土墙，仅锚杆的固定端用锚定板固定在锚杆的固定端用锚定板固定在山体内。山体内。一般适用于路堑墙或一般适用于路堑墙或路堤墙。路堤墙。 锚杆（索）挡土墙锚杆（索）挡土墙 锚杆挡土墙一般适用于岩质路堑地段，但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。 锚定板挡土墙锚定板挡土墙 薄壁式挡土墙薄壁式挡土墙图图6-6 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙图图6-5 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 由立壁，墙趾板和墙踵板组成，由立壁，墙趾板和墙踵板组成，利用墙踵板上的填土重量来维持利用墙踵板上的填土重量来维持土体稳定。土体稳定。适用于缺乏石料地区适用于缺乏石料地区及挡土墙高度不大于及挡土墙高度不大

5、于7m7m的情况。的情况。扶壁式挡墙扶壁式挡墙 (15m)(0.5m，坚实的土层，坚实的土层2m，且滑动面以下），且滑动面以下）四、四、 基底应力及地基强度验算基底应力及地基强度验算 抗滑挡土墙的基底应力、合力偏心距及地基强度计算公式抗滑挡土墙的基底应力、合力偏心距及地基强度计算公式为：为：式中：式中：smax/min分别为基底的最大和最小应力，分别为基底的最大和最小应力，KPa；B表示墙底宽度，表示墙底宽度，m； Vk 作用在基底面上的竖向力标准值，作用在基底面上的竖向力标准值，KN；e合力作用点偏心距。合力作用点偏心距。BeBVk61minmax/s基底偏心距及基底应力分布（一）基底偏心距

6、及基底应力分布（一）maxminminmaxminmax/min1()21()()222361()6kkkVBBBBe VBBVeBeBBssssssVkmaxmaxmax612123233kkkBeVxxVxVxsss当时基底偏心距及基底应力分布（二）基底偏心距及基底应力分布（二）Vk 圬工砌体容许压应力圬工砌体容许压应力(kpa)(kpa)。 基底合力偏心距的要求：土质地基上基底合力偏心距的要求：土质地基上e eB/6B/6；软弱岩石；软弱岩石地基上地基上e eB/5 B/5 ；在不易风化的岩石地基上，；在不易风化的岩石地基上， e eB/4 B/4 。max/minmax616263kk

7、VBeeBBVBessmaxtssts五、五、 抗滑挡土墙的稳定性及强度验算抗滑挡土墙的稳定性及强度验算1. 抗滑稳定性验算抗滑稳定性验算式中：式中：Vk 作用于抗滑挡土墙上作用于抗滑挡土墙上的竖向合力，的竖向合力，KN；m抗滑挡土抗滑挡土墙基底摩擦系数；墙基底摩擦系数；Ep墙前被动土压力的水平分力，墙前被动土压力的水平分力，KN；Eax墙背主动土压力或剩余下滑力的水平分力；墙背主动土压力或剩余下滑力的水平分力；Ks抗滑挡土墙所允许的最小抗滑安全系数，抗滑挡土墙所允许的最小抗滑安全系数，1.3。KPSSaxVEKKEm当当KcKcKcKc，表明挡土墙的抗滑稳定性不足，可考虑采用下，表明挡土墙的

8、抗滑稳定性不足，可考虑采用下列措施，以增加其抗滑动稳定性。列措施，以增加其抗滑动稳定性。（1 1）采用倾斜基底，设置向内倾斜的基底，可以增加抗滑）采用倾斜基底，设置向内倾斜的基底，可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加抗滑稳定性。基底倾角，对于土力和减少滑动力，从而增加抗滑稳定性。基底倾角，对于土质地基不陡于质地基不陡于1 1：5 5；对于岩石地基不陡于；对于岩石地基不陡于1 1：3 3。（2 2）采用凸榫基础，在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，）采用凸榫基础，在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体，利用凸榫前土体所产生的被动土压力以增与基础连成整体，利用凸榫前土体所产生的被动土压力以增加

9、挡土墙的抗滑稳定性。加挡土墙的抗滑稳定性。（3 3）更换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系）更换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系数。数。（4 4）改变墙身断面形式和尺寸，以增大垂直力系，但单纯）改变墙身断面形式和尺寸，以增大垂直力系，但单纯扩大断面尺寸，收效不大，也不经济。扩大断面尺寸，收效不大，也不经济。KPSSaxVEKKEmxxEppyyGHHZEMZEZEGZMKMMK0000/2. 2. 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算式中：式中： K0抗滑挡土墙所允许的最小抗倾覆安全系数，抗滑挡土墙所允许的最小抗倾覆安全系数，1.51.5。3. 3. 挡土墙截面强度验算挡土墙截面

10、强度验算（1 1）偏心受压承载力验算）偏心受压承载力验算式中：式中：NN由荷载设计值产生的轴向力；由荷载设计值产生的轴向力；f 砌体抗压强度砌体抗压强度设计值；设计值；AA截面面积；截面面积；j 承载力影响系数承载力影响系数, 。 砌体偏心受压构件，随偏心距的增加，强度将逐渐降低，砌体偏心受压构件，随偏心距的增加，强度将逐渐降低，这主要是偏心受压构件截面应立分布不均匀所致。这主要是偏心受压构件截面应立分布不均匀所致。000/KMMKHNfAj2)(1211hej（2）受剪承载力计算）受剪承载力计算 式中：式中：V剪力设计值；剪力设计值；f v 砌体抗剪强度砌体抗剪强度设计值；设计值；b 截面宽

11、度，挡土墙为单位延米长截面宽度，挡土墙为单位延米长；z 内力臂，内力臂，z = 2h/3，h为挡土墙厚度。为挡土墙厚度。bzfVv五、五、 挡土墙基础设计挡土墙基础设计 挡土墙的破坏，很多是由于地基不良，或者是基础设计挡土墙的破坏，很多是由于地基不良，或者是基础设计和地基处理不当而应起的设计时应当充分掌握基地的和地基处理不当而应起的设计时应当充分掌握基地的地质条件，在确定基底的类型和埋置深度地质条件，在确定基底的类型和埋置深度 挡土墙一般采用明挖基础当地基为松软土层时，可采挡土墙一般采用明挖基础当地基为松软土层时，可采用换填或桩基础。水下挖基有困难时，可采用桩基础或用换填或桩基础。水下挖基有困

12、难时，可采用桩基础或沉井基础。沉井基础。 础埋置深度要求础埋置深度要求 在冻结深度以下在冻结深度以下0.250.25，同时不少于，同时不少于1 1埋深埋深 。 受流水冲刷时，在冲刷线以下不小于受流水冲刷时，在冲刷线以下不小于1 1。挡土墙基地的。挡土墙基地的冲刷深度，除按不同河段位置的设计水位和相应的流速，冲刷深度，除按不同河段位置的设计水位和相应的流速，设计产生的一般冲刷和局部冲刷外，尚应对河床、地层及设计产生的一般冲刷和局部冲刷外，尚应对河床、地层及冲刷的资料，进行综合分析，比较计算与实测资料，最后冲刷的资料，进行综合分析，比较计算与实测资料，最后确定冲刷深度。确定冲刷深度。 扩大基础设计

13、扩大基础设计 当挡土墙受倾覆稳定，基地应力和偏心距控制时，可采用当挡土墙受倾覆稳定，基地应力和偏心距控制时，可采用扩大基础，即假设强制台阶的方法来解决。扩大基础，即假设强制台阶的方法来解决。 强制台阶的宽度，应根据倾覆稳定，及地应力和偏心距等强制台阶的宽度，应根据倾覆稳定，及地应力和偏心距等条件，由试算决定。条件，由试算决定。 钢筋混凝土底板钢筋混凝土底板 当基底应力和地基承载力设计值相差较大时，需当基底应力和地基承载力设计值相差较大时，需要加宽的较大，为避免过高，造成材料浪费，或则无要加宽的较大，为避免过高，造成材料浪费，或则无法满足地基承载力的要求。可采用钢筋混凝土底板，法满足地基承载力的

14、要求。可采用钢筋混凝土底板，它除了满足抗弯要求以外，其高度还应满足剪应力和它除了满足抗弯要求以外，其高度还应满足剪应力和主拉应力的要求。主拉应力的要求。换土地基换土地基 当基础设置在较弱土层上，地基承载力不满足设计时，可当基础设置在较弱土层上，地基承载力不满足设计时，可用较好的土换填一定深度，以扩散基础压力，使之均匀的用较好的土换填一定深度，以扩散基础压力，使之均匀的传递到下卧土层中。传递到下卧土层中。 换土法最好用于其下卧层为岩层或砂类卵石及粗粒等透水换土法最好用于其下卧层为岩层或砂类卵石及粗粒等透水性良好的土层，而且基地面距良好土层不深，施工不困难。性良好的土层，而且基地面距良好土层不深，

15、施工不困难。 换土深度愈大，传布到下卧层的压力强度愈小。但会增大换土深度愈大，传布到下卧层的压力强度愈小。但会增大工程量、不经济，同时也会增加施工的难度，通常不宜小工程量、不经济，同时也会增加施工的难度，通常不宜小于于1.51.5，也不宜大于，也不宜大于3.03.0。 当然，对软弱地基的处理方法很多，如选用机械压实，对当然，对软弱地基的处理方法很多，如选用机械压实，对载预压，砂井真空预压，砂桩，碎石桩，灰土桩，水泥土载预压，砂井真空预压，砂桩，碎石桩，灰土桩，水泥土桩及桩基等方法。设计者应根据当地的实际条件，进行多桩及桩基等方法。设计者应根据当地的实际条件，进行多方案比较，综合考虑确定地基的处

16、理方法，以保证基础及方案比较，综合考虑确定地基的处理方法，以保证基础及挡土墙的稳定。挡土墙的稳定。8.3 8.3 抗滑挡土墙的施工抗滑挡土墙的施工一、一、 填料选择填料选择 为保证抗滑挡土墙既能安全正常工作，又减少其断面尺度，为保证抗滑挡土墙既能安全正常工作，又减少其断面尺度，降低工程后造价，其墙后填料的选择也是一项重要的工作。一降低工程后造价，其墙后填料的选择也是一项重要的工作。一般以块石、砾石为好。这样的填料透水性也强，抗剪强度稳定，般以块石、砾石为好。这样的填料透水性也强，抗剪强度稳定，易排水。易排水。 粘性土的压实性和透水性都较差，并且又常具有吸水膨胀粘性土的压实性和透水性都较差，并且

17、又常具有吸水膨胀性和冻胀性，产生侧向膨胀压力，影响挡土墙的稳定性。当不性和冻胀性，产生侧向膨胀压力，影响挡土墙的稳定性。当不得不采用粘性土作填料时，应适当加以块石或碎石。任何时候得不采用粘性土作填料时，应适当加以块石或碎石。任何时候不能采用淤泥、膨胀土作墙后填料。不能采用淤泥、膨胀土作墙后填料。 二、二、 墙身材料选择墙身材料选择 墙身材料的选择应与抗滑挡土墙的结构形式相适应。对于墙身材料的选择应与抗滑挡土墙的结构形式相适应。对于重力式抗滑挡土墙，墙身材料一般采用条石、块石或块石砼或重力式抗滑挡土墙，墙身材料一般采用条石、块石或块石砼或素砼。一般应选择素砼。一般应选择Mu30Mu30号以上的条

18、石或块石；砼的强度等级一号以上的条石或块石；砼的强度等级一般不应低于般不应低于C15C15。对于锚杆式抗滑挡土墙、板桩式抗滑挡土墙、。对于锚杆式抗滑挡土墙、板桩式抗滑挡土墙、竖向预应力锚杆式抗滑挡土墙等形式，最好采用砼或钢筋砼。竖向预应力锚杆式抗滑挡土墙等形式，最好采用砼或钢筋砼。砼强度等级不宜低于砼强度等级不宜低于C20C20。预应力锚杆的锚固区域，砼等级不低。预应力锚杆的锚固区域，砼等级不低于于C30C30。三、三、 施工注意事项施工注意事项 （1 1）对天变形剧烈的滑坡，宜从两端向中间分段施工，逐）对天变形剧烈的滑坡，宜从两端向中间分段施工，逐段稳定滑坡，减小滑坡规模，控制滑坡运动。要防止大面积开段稳定滑坡，减小滑坡规模，控制滑坡运动。要防止大面积开挖挖( (尤其在坡脚尤其在坡脚) )而造成土体滑动，加剧滑坡体运动，影响抗滑而