土力学及地基基础第17讲挡土墙设计

1、挡土墙设计 刘忠玉 教授 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院本讲知识点：一、挡土墙类型选择二、重力式挡土墙的设计计算三、重力式挡土墙的构造措施 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院一、挡土墙类型选择1. 重力式挡土墙块石或素混凝土砌筑而成，靠墙身自重抵抗土压力引起的倾覆弯矩。墙身截面尺寸大，一般用于低挡土墙。墙顶墙基墙趾墙面墙背E1仰斜E2直立E3俯斜E1E2E3 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院重力式挡土墙照片绿化生态挡土墙砌体生态挡土墙石笼网挡土墙砌体挡土墙 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大

2、学远程教育学院2. 悬臂式挡土墙钢筋混凝土建造，由立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，稳定主要靠墙踵悬臂上的土重维持，墙体内拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸小，可充分利用材料特性，市政工程及仓储中常用。墙趾墙踵立壁钢筋 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院3. 扶壁式挡土墙针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距(0.30.6)h，扶壁间填土可增加墙体抗滑和抗倾覆能力，多用于大型土建工程。墙趾墙踵扶壁京石项目部涿州车站扶壁式挡墙 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院4. 锚定板式挡土墙预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆

3、和埋在土中锚定板组成，依靠填土与结构的相互作用维持其自身稳定，特别适用于地基承载力不大的地区。墙板锚定板 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院5. 板桩混凝土板桩钢板桩 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院6. 其他形式的挡土墙（一）锚杆格构式挡土墙加劲挡土墙土层锚杆格栅式锚索挡土墙 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院6. 其他形式的挡土墙（二）面板式加筋土挡墙包裹式加筋土挡墙小截面现浇式锚索桩板墙 小截面分离式锚索桩板墙 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院荷载按承载力极限状态和正常使用

4、极限状态进行荷载效应组合，并取最不利组合进行设计。基底尺寸及埋深按地基承载力确定，荷载效应取正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，计算方法见后续章节。土压力计算采用承载能力极限状态荷载效应基本组合，但分项系数均为1.0；计算挡墙内力、确定配筋和验算材料强度时，上部荷载和基底反力，采用承载能力极限状态荷载效应基本组合，采用相应的分项系数，即永久荷载对结构不利时，分项系数取1.35，否则取1.0。设计时，波浪力、冰压力和冻胀力不同时计算。注意填料浸水时的减重作用和动水压力。二、挡土墙计算 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院挡土墙失稳照片 HTTP:/DLS.ZZU.ED

5、U.CN 郑州大学远程教育学院基坑支护工程失效照片郑东新区某基坑支护失败杭州地铁基坑支护失败 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院p重力式挡土墙计算内容1. 稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定、圆弧滑动验算（同土坡）2. 地基承载力验算（后续章节） 3. 墙身强度验算（钢混或砌体讲授）（1）抗倾覆稳定验算6 .1faxfaz0tzExEGxK倾覆力矩抗倾覆力矩)sin(aaz EE)cos(aax EEtanfzbx0ftanbzz挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆。所以抗倾覆稳定条件zfEaEazEaxG 0 Ox0 xfbz HTTP:/DLS.ZZU.ED

6、U.CN 郑州大学远程教育学院在软弱地基上验算倾覆稳定性时，要注意力矩中心的内移。不满足抗倾覆要求时，可采用的措施： 1. 增大挡土墙断面尺寸，使重量增大； 2. 伸长墙趾，增大抗倾覆力的力臂； 3. 墙背仰斜，减小土压力； 4. 作卸荷台。卸荷台土压力提高抗倾覆稳定性的措施 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院（2）抗滑稳定验算3 . 1)(tatannsGEEGK滑移力抗滑移力0ncosGG)sin(0aan EE挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动。所以抗滑稳定条件0tsinGG )cos(0aat EE提高抗滑移稳定性措施： 1. 修改挡墙尺寸，增大重量

7、； 2. 墙底做砂石垫层，提高摩擦系数； 3. 基底逆坡，土质地基0.1:1；岩质地基0.2:1； 4. 墙踵后加拖板，利用其上的土重抗滑。EaEanEat GGnGt 0O HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院1.墙背倾斜形式 重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种形式，三种形式应根据使用要求、地形和施工情况综合确定。三、重力式挡土墙的构造措施武都东江栈道仰斜式浆砌挡墙施工中 俯斜式挡土墙施工中 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院2. 挡土墙截面尺寸砌石挡土墙顶宽不小于0.5m，混凝土墙可缩小为0.20m0.40m，重力式挡土墙基础底宽约为墙高的1/21/3。为了增加挡土墙的抗滑稳定性，将基底做成逆坡。当墙高较大，基底压力超过地基承载力时，可加设墙趾台阶。逆坡墙趾台阶 HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院3. 墙后排水措施挡土墙常因排水不良而大量积水，使土的抗剪强度降低，土压力增大，导致挡土墙破坏，因此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其稳定性。泄水孔粘土夯实粘土夯实 截水沟泄水孔粘土夯实200mm反滤层500mm粘土夯实300mm H