建筑结构与构造10.4

1、10.4 园林挡土墙的设计尚晨郭璁徐鑫港韩泽栋胡志涛崔梦园时代弄潮儿：弄071 038 041 042 067 072 园林挡土墙的功能作用壹园林挡土墙的构造类型贰园林重力式挡土墙的横断面确定方法三重力式挡土墙的结构计算方法肆挡土墙是园林环境中重要的地上构筑物之一，在园林景观设计中有十分重要的作用弄壹弄10.4.1园林挡土墙的功能作用（1）固土护坡，阻挡土层塌落挡土墙的主要功能及为在较高和较低地面间充当泥土阻挡物，以防陡坡坍塌（2）节省占地，扩大用地面积（3）削弱台地高差（4）制约空间和空间边界（5）造景作用 贰弄园林挡土墙的构造类型园林中挡土墙的构造情况有以下几种：(1).重力式挡土墙依靠墙

2、体自重取得稳定性，在构筑物的任何部分都不存在拉应力。适用于侧向压力不太大的地方，墙体高度不超过6m。2).悬臂式挡土墙 其断面通常作L形或倒T形，墙体材料都是用混凝土。墙高不超过9m时，都是经济的。3).扶垛式挡土墙 当悬臂式挡土墙的设计高度大于6m小于10m时，在墙后加设扶垛，连起墙体和墙下底板，扶垛间距为1/22/3墙高，但不小于2.5m4).桩板式挡土墙 预制钢筋混凝土桩，排成一行插入地面，板后在横向插下钢筋混凝土栏板，栏板相互之间以企口连接。这种挡土墙的结构体积最小，也容易预制，而且施工方便，占地面积也最小(5).砌块式挡土墙 按设计的形状和规格预制混凝土砌块，然后用砌块按一定花式做成

3、挡土墙砌块一般是实心的，也可做成空心的。但孔径不能太大，否则挡土作用就降低了。 用空心砌块砌筑的挡土墙，还可以在砌块空穴里充填树胶、营养土，并播种花卉或草籽，以保证水分供应；待花草长出后，就可以形成一道生机盎然的绿墙或花卉墙。这种与花草种植结合一体的砌块式挡土墙，称为“生态墙”。三弄10.4.3 园林重力式挡土墙的横断面确定方法（1）重力式挡土墙常见的横断面形式有以下3种 直立式 倾斜式 台阶式 直立式挡土墙，指墙面基本与水平面垂直，但也允许有2%到10%的倾斜度的挡土墙。直立式挡土墙由于墙背所承受的水平压力大，只适用于几十厘米到两米左右高度的挡土墙。 倾斜式挡土墙，常志强被向土体倾斜倾斜，坡

4、度在百分2度20度左右的挡土墙，这种形式水平压力相对减少，同时强北坡度一天然土层比较密贴，倾斜式挡土墙可以减少挖方数量和墙背回填土的数量，胸与中等高度的挡土墙. 台阶式，对于更高的挡土墙，为了适应不同土层深度的土压力和利用土的垂直压力，增加稳定性，可将墙被做成台阶形。（2）挡土墙横断面尺寸的确定 挡土墙横断面的尺寸根据墙高来确立墙顶宽和底宽，表中的数据，可作为参考。挡土墙力学计算十分复杂的工作，实际工作中较高的挡土墙（高于1.22米）则必须经过专门的结构计算，保证稳定可方可施工。10.4.4 10.4.4 重力式挡土墙的结构计算方法重力式挡土墙的结构计算方法10.4.4.1 重力式挡土墙的构造

5、要求肆弄1、重力式挡土墙适用于高度小于6m，地层稳定、开挖土石方不会危机相邻建筑啊安全的地段。2、重力式挡土墙可在低级设置逆坡。3、块石挡土墙的墙顶宽度不宜小于400mm，混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于200mm。4、重力式挡墙的基础埋置深度，应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂缝发育级风化程度等因素进行确定。5、重力式挡土墙应每间隔10到20m设置一道伸缩缝。10.4.4.2 重力式挡土墙的计算 分为三种：稳定性验算、地基承载力验算、墙身强度验算(1)挡土墙计算的荷载效应(2)挡土墙的主动压力计算三种土压力主动土压力、被动土压力、静止土压力主动土压力计算(3)挡土墙的稳定性验算抗滑移稳定性抗倾

6、覆稳定性整体滑动稳定性验算地基承载力验算 1 1. .静止土压力静止土压力 挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力Eo o(1)挡土墙计算的荷载效应(2)挡土墙的主动压力计算 三种土压力三种土压力2.2.主动土压力主动土压力 在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力滑裂面滑裂面Ea3.3.被动土压力被动土压力 Ep滑裂面滑裂面在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力4.4.三种土压力之间的关系三种土压力之间的关系 - -+ +

7、 +- -EoapEaEo oEp这里应该注意的是三种土压力在量值上的关系为：主动土压力Pa静止土压力P0被动土压力Pp 。但从极限平衡概念来说，Pa是主动极限平衡状态的最大值，而Pp是被动极限平衡状态时的最小值。n1. Ea Eo Epn2. p an1.挡土墙背垂直、光滑 n2.填土表面水平 n3.墙体为刚性体z=zxK0zzf=0=0p paKazp ppKpz增加增加减小减小4545o o- - / 24545o o / 2大主应力方向大主应力方向主动主动伸展伸展被动被动压缩压缩小主应力方向小主应力方向一、基本假定：一、基本假定：朗朗肯土压力理论肯土压力理论二、主动土压力二、主动土压力

8、4545o o /2/2h挡土墙在土压力作用下，产生离开土体的位移，竖向应力保持不变，水平应力逐渐减小，位移增大到a，墙后土体处于朗肯主动状态时，墙后土体出现一组滑裂面，它与大主应力面夹角45o/2，水平应力降低到最低极限值z(1 1)pa a(3 3)极限平衡条件极限平衡条件245tan2245tan213ooc朗肯主动土压力朗肯主动土压力系数系数aaaKczKp2朗肯主动土压朗肯主动土压力强度力强度z z朗肯土压力理论朗肯土压力理论2(45 -)2aZtg。2(45 -)2(45 -)22aZtgCtg。1、主动土压力公式、主动土压力公式无粘性土：无粘性土： 粘性土：粘性土： 式中：C 一

9、为土的粘聚力， Z计算点距离填土面的深度(m); 一内摩擦角 a一为主动土压力 填土的重度2a12aEKH20a(45)2Ktg无粘性土：主动土压力强度与深度z成正比，土压力分布图呈三角形。据此可以求出墙单位长度总主动土压力为：式中：Ka主动土压力系数n1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布n2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积n3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处22a12-22aaCEKHCHK2aCZK粘性土：土压力分布图呈三角形,粘性土的土压力强度由二部分组成，一部分为由土的自重引起的土压力zKa ，随深度z呈三角形变化；另一部分为由粘聚力c引起的

10、土压力， 为一负值，不随深度变化。叠加的结果如图所示。由于墙面光滑，土对墙面产生的拉力会使土脱离墙，出现深度为z0的裂隙。因此，略去这部分土压力后，实际土压力分布为三角形部分:其中a点至填土表面的高度z0称为临界深度：由pa=0，求的n1.1.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区（计（计算中不考虑）算中不考虑）n2.2.合力大小为分布图形的面积（不计负侧压力（不计负侧压力部分）部分）n3.3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底(h-z0)/3处库仑土压力理论一、库仑土压力基本假定一、库仑土压力基本假定(l)墙后填土为理想散粒体(无粘聚力);(2)墙后填土产生主动土压力或被动土压力时，填土形成

11、滑动楔体，且滑动面为通过墙踵的平面;(3)滑动楔体为刚体，不考虑滑动楔体内部的应力和变形条件 GhCABq q墙向前移动或转动时，墙后墙向前移动或转动时，墙后土体沿某一破坏面土体沿某一破坏面BC破坏，破坏，土楔土楔ABC处于主动极限平衡处于主动极限平衡状态状态土楔受力情况：土楔受力情况：n3.墙背对土楔的反力E,大小未知，方向与墙背法线夹角为ERn1.土楔自重G=ABC,方向竖直向下n2. 破坏面为BC上的反力R,大小未知，方向与破坏面法线夹角为 v二、库仑土压力二、库仑土压力 1.主动土压力E的最大值的最大值Emax，即为墙背的主动，即为墙背的主动土压力土压力Ea，所对应的滑动面即是，所对应的滑动面即是最危险滑动面最危险滑动面2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21hEaaaKhE221库仑主动土压力系库仑主动土压力系数，查表确定数，查表确定土对挡土墙背的摩擦角，土对挡土墙背的摩擦角，按墙背光滑度，排水情况按墙背光滑度，排水情况查表确定查表确定主动土压力主动土压力hhKahACBEah/36226楔体试算法楔体试算法库仑主动应力状态下的粘性土挡墙库仑主动应力状态下的粘性土挡墙（a）作用在破裂土楔上的力； （b）力多边形 楔体试算法假设