抗滑挡土墙设计与施工资料

抗滑挡土墙设计与施工资料第1页/共80页第2页/共80页一、抗滑挡土墙类型、特点和适用条件2.按结构型式分类（1）重力式挡土墙（2）锚杆挡土墙设计（3）加筋土挡土墙（4）板桩式挡土墙，等3.按材料分类（1）浆砌条石（块石）抗滑挡土墙（2）混凝土抗滑挡土墙（4）钢筋混凝土抗滑挡土墙（4）加筋土抗滑挡土墙路肩挡土墙路堤挡土墙路堑挡土墙山坡挡土墙1.按设置位置分第3页/共80页路堑挡土墙：用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡。1.按设置位置分第4页/共80页第5页/共80页第6页/共80页路堤挡土墙：在陡山坡上填筑路堤时、用以支挡路堤下滑；收缩坡脚，减少填方量；保证沿河路堤不受水流冲刷。第7页/共80页第8页/共80页第9页/共80页路肩挡土墙：支挡陡坡路堤下滑，抬高公路，收缩坡脚、减少占地，减少填方量。第10页/共80页第11页/共80页第12页/共80页山坡挡土墙：用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破碎岩层（需要时可分设数道）。第13页/共80页第14页/共80页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B俯斜式C仰斜式D折线式E衡重式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；重力式挡土墙重力式挡土墙C、D多用于路堑墙2.按结构型式分类第15页/共80页重力式挡土墙第16页/共80页已完工的石砌挡土墙第17页/共80页图6-3锚杆式挡土墙②锚定式挡土墙图6-4锚定板式挡土墙由肋柱，挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。肋柱，挡板可预制。一般适用于墙身较高的路堑墙或路肩墙。类似于锚杆式挡土墙，仅锚杆的固定端用锚定板固定在山体内。一般适用于路堑墙或路堤墙。第18页/共80页锚杆（索）挡土墙第19页/共80页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。第20页/共80页锚索第21页/共80页锚索、锚杆的施工——钻孔第22页/共80页锚定板挡土墙第23页/共80页③薄壁式挡土墙图6-6扶壁式挡土墙图6-5悬臂式挡土墙由立壁，墙趾板和墙踵板组成，利用墙踵板上的填土重量来维持土体稳定。适用于缺乏石料地区及挡土墙高度不大于7m的情况。扶壁式挡墙(<15m)第24页/共80页曲阜东站挡土墙施工现场

曲阜东站是京沪高铁全线21座车站之一，路基全部为路堤填筑，线路中心最大填筑高度为8.1m，最小高度为4.3m。路堤边坡最大填筑高度为7.78m，最小填筑高度3.98m。挡土墙施工的完成，为路基填筑提供了新的作业面

第25页/共80页图6-7加筋土挡土墙④其他类型挡土墙图6-8土钉挡土墙1-土钉；2-铺设钢筋网；喷射混凝土面层由面板，拉筋和填料组成，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。适用于缺乏石料地区及在软弱地基上修筑路肩墙与路堤墙。第26页/共80页加筋挡土墙第27页/共80页——镀锌钢带加筋第28页/共80页加筋土挡土墙预制块的安装第29页/共80页加筋土的回填

第30页/共80页土工格栅加筋第31页/共80页土工格栅加筋建成5～6.5m高的加筋挡土墙第32页/共80页边坡支护土钉支护锚杆喷射混凝土第33页/共80页图6-9柱板式挡土墙图6-10桩板式挡土墙用钢筋混凝土预制杆件，纵横交错装配成框架，内填土石，以抵抗土压力。适用于缺乏石料地区的路肩墙与路堤墙。由桩柱和挡板组成，利用深埋的桩柱前土层的被动土压力来平衡墙后主动土压力。适用于土压力大，要求基础埋置深地段，可用于路堑墙、路肩墙。第34页/共80页桩板墙第35页/共80页格宾挡墙第36页/共80页墙身墙基础排水设施沉降伸缩缝墙顶墙面墙背墙底墙趾墙踵二、挡土墙的构造特点第37页/共80页墙背

①仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度不宜缓于1：0.3，通常在1：0.15～1：0.25。④衡重式墙适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。上墙俯斜墙背的坡度1：0.25～1：0.45，下墙仰斜墙背在1：0.25左右，上下墙的墙高比一般采用2：3。③凸形折线墙背多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高比一般采用2：3②俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用1：0.15～1：0.25，不超过4m的低墙可用垂直墙背。⑤其他类型挡土墙墙背形式可参考有关规范和设计手册。图6-12石砌挡土墙断面形式第38页/共80页墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡度直接影响挡土墙的高度。因此，在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1：0.05～1：0.20，矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用1：0.20～1：0.35较为经济。墙面墙顶最小宽度，浆砌挡土墙不小于50cm，干砌不小于60cm。浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽，厚40cm。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆勾缝，或用5号砂浆抹平顶面，砂浆厚2cm。干砌挡土墙墙顶50cm高度内，应用25号砂浆砌筑，以增加墙身稳定。干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m。墙顶为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的距离，二、三级路不小于0.75m，四级路不小于0.5m。护栏墙顶第39页/共80页第40页/共80页基础类型

图6-13基础类型示意图a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板；c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础③钢筋混凝土底板：当地基压应力超过地基承载力过多时，或需要的加宽值较大，可采用钢筋混凝土底板。

④台阶基础：当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的岩石时，可设置台阶基础，以减少基坑开挖和节省圬工。⑤拱形基础：如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基困难(如需水下施工)，可采用拱形基础。①天然地基：大多数挡土墙都直接修筑在天然地基之上。②扩大基础：当地基承载力不足，地形平坦而墙身较高时，为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，采用扩大基础。第41页/共80页基础埋置深度

①对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。②碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。③对于岩石地基，应清除表面风化层，将基底嵌入岩层一定深度。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。④当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下，或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。第42页/共80页排水设施①地面排水截水沟：路堑墙和山坡墙上方必须设置截水沟，以拦截流向挡土墙的地表水；夯实回填土顶面和地表松土；夯实墙前回填土和加固边沟。②墙身排水擋土牆排水孔鑽孔第43页/共80页浆砌块(片)石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔(图a)。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔(图b)

。孔眼间距一般为2～3m，对于浸水挡土墙孔眼间距一般1.0～1.5m。下排排水孔的出口应高出墙前地面或墙前水位0.3m；为防止水分渗入地基，泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5m的范围内铺设厚度不小于0.3m的砂卵石排水层(图c)

图6-14挡土墙排水设施示意图第44页/共80页沉降伸缩缝为防止因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，应设置沉降缝。为减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化而引起的裂缝，应设置收缩缝。一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向间距10～15m，缝宽2～3cm。第45页/共80页抗滑挡土墙与一般挡土墙类似，但它又不同于一般挡土墙，主要表现：在抗滑挡土墙所承受的土压力的大小、方向、分布和作用点等方面。一般挡土墙主要抵抗主动土压力，而抗滑挡土墙所抵抗的是滑坡体的剩余下滑推力。一般情况下滑坡的剩余推力较大，对于滑体刚度较大的中厚层滑坡体压力的分布图形于矩形，推力的方向与滑移面层平行；合力作用点位置较高，位于滑面以上l／2墙高处。因此，一般情况下，滑坡推力较主动土压力大。为满足抗滑挡土墙自身稳定的需要，这要求通常抗滑挡土墙墙面坡度采用l∶0．3～1∶0．5，甚至缓至1∶0．75～1∶1。有时为增强抗滑挡土墙底部的抗滑阻力，将其基底做成倒坡，或锯齿形；而为了增加抗滑挡土墙的抗倾覆稳定性和减少墙体圬工材料用量，有时可在墙后设置l～2m宽的衡重台或卸荷平台。抗滑挡土墙与一般挡土墙的区别第46页/共80页二、抗滑挡土墙布置原则（1）对于中、小型滑坡，一般将抗滑挡土墙布设在滑坡前缘。（2）对于多级滑坡或滑坡推力较大时，可分级布设抗滑挡土墙。（3）对于滑坡中、小部有稳定岩层锁口时，可将抗滑挡土墙布设在锁口处，锁口处以下部分滑体另作处理，或另设抗滑挡土墙等整治工程。（4）当滑动面出口在构筑物(如公路、桥梁、房屋建筑)附近，且滑坡前缘距建筑物有一定距离时，应尽可能将抗滑挡土墙靠近建筑物布置。第47页/共80页（5）对于道路工程，当滑面出口在路堑边坡时，可按滑床地质情况决定布设抗滑挡土墙的位置。（6）对于滑坡的前缘面向溪流或河岸时，抗滑挡土墙可设置于稳定的岸滩地，或将抗滑挡土墙设置在坡脚。（7）对于地下水丰富的滑坡地段，在布设抗滑挡土墙前，应先进行辅助排水工程，并在抗滑挡土墙上设置好排水设施。（8）对于水库沿岸，由于水库蓄水水位的上升和下降，除在浸水斜坡可能崩塌处布设抗滑挡土墙外，在高水位附近还应设抗滑桩或二级抗滑挡土墙。第48页/共80页挡土墙的纵向布置平面布置

个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。沉降伸缩缝基地线泄水孔路线纵坡锥坡挡土墙纵断面示意图按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置；布置各段挡土墙的基础；布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。第49页/共80页三、抗滑挡土墙的设计程序开始设计条件的确定滑动层面岩土抗剪强度的确定滑坡抗滑安全系数的确定滑坡稳定性判断土压力和滑坡推力计算抗滑挡土墙壁的平面布置抗滑挡土墙的安全高度的计算断面尺寸拟订和基础埋置深度的确定抗滑挡土墙稳定性计算墙身强度验算地基应力验算结束NNNN确定剩余下滑力确定附加力抗滑稳定性验算抗倾稳定性验算第50页/共80页§8.2抗滑挡土墙设计与计算一、抗滑挡土墙上力系分析与荷载确定1.抗滑挡土墙上的基本力系（1）作用于滑体上的外加荷载：如：建筑物自重，汽车自重等；（2）对于水库岸坡，水库蓄水时滑体有水，且与滑带水连通时，应考虑的动水压力和浮力；（3）滑体连端有贯通主滑带的裂隙，在滑动时裂隙充分，则应考虑的裂隙水对滑体的静水压力；（4）其他偶然荷载：如地震力和其他特殊力。第51页/共80页第52页/共80页2.滑坡推力计算滑坡推力的计算是在已知滑动面形状、位置和滑动面(带)上土的抗剪强度指标的基础上进行的，计算方法一般采用剩余下滑力法。计算滑坡推力时，作了如下假定：（1）滑坡体是不可压缩的介质，不考虑滑坡体的局部挤压变形；（2）块间只传递推力不传递拉力；（3）块间作用力(即推力)以集中力表示，其方向平行于前一块滑动面；（4）垂直于主滑方向取1m宽的土条作为计算单元，忽略土条两侧的摩阻力；（5）滑坡体的每一计算块体的滑动面为平面，并沿滑动面整体滑动；第53页/共80页3.附加力的计算在计算滑坡推力的同时，还需考虑附加力的影响。（1）滑坡体上的外荷载加在相应的滑块自重之中。（2）对于水库岸坡等地带的滑坡，应考虑动水压力和浮力。（3）在地震烈度大于7度的地区，应考虑地震力的作用。4.设计推力的确定当滑坡推力小于主动土压力时，应把主动土压力作为设计推力，但当滑坡推力合力作用点位置较主动压力的作用点高时，挡土墙的抗倾覆稳定性取其力矩大者进行计算。第54页/共80页二、抗滑挡土墙平面尺寸与高度的拟定

1.平面尺寸抗滑挡土墙墙面坡度常用1：0.3-1：0.5，其基底常做成反坡或锯齿形。

2.高度抗滑挡土墙高可采用试算的方法确定。第55页/共80页抗滑挡土墙的高度如果不合理的话，尽管它使滑坡体原来的出口受阻，但滑坡体可能沿新的滑动面发生越过抗滑挡土墙的滑动。因此，抗滑挡土墙的合理墙高应保证滑坡体不发生越过墙顶的滑动。合理墙高可采用试算的方法确定，先假定一适当的墙高，过墙顶A点作与水平线成夹角的直线，交滑动面于a点，以Sa、Aa为最后滑动面，计算滑坡体的剩余下滑力。然后，再自a点向两侧每隔5°作出Ab、Ac…和Ab′、Ac′、…等虚拟滑动面进行计算，直至出现剩余下滑力的负值低峰为止。若计算结果为剩余下滑力为正值时，则说明墙高不足，应予增高；当剩余下滑力为过大的负值时，则说明墙身过高，应予降低。如此反复调整墙高，经几次试算直至剩余下滑力为不大的负值时，即可认为是安全、经济、合理的挡土墙高度。第56页/共80页三、基础的埋深基础的埋深应通过计算予以确定。一般情况下，无论何种型式的抗滑挡土墙，其基础必须埋入滑动面以下的完整稳定的岩土层中，且有足够的抗滑、抗剪和抗倾覆的能力。（基岩>0.5m，坚实的土层>2m，且滑动面以下）四、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为：式中：smax/min—分别为基底的最大和最小应力，KPa；B——表示墙底宽度，m；Vk

——作用在基底面上的竖向力标准值，KN；e——合力作用点偏心距。第57页/共80页基底偏心距及基底应力分布（一）Vk第58页/共80页基底偏心距及基底应力分布（二）Vk第59页/共80页圬工砌体容许压应力(kpa)。基底合力偏心距的要求：土质地基上e≤B/6；软弱岩石地基上e≤B/5；在不易风化的岩石地基上，e≤B/4。第60页/共80页五、抗滑挡土墙的稳定性及强度验算1.抗滑稳定性验算式中：Vk

——作用于抗滑挡土墙上的竖向合力，KN；m——抗滑挡土墙基底摩擦系数；Ep——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；[Ks]——抗滑挡土墙所允许的最小抗滑安全系数，1.3。第61页/共80页当Kc＜[Kc]，表明挡土墙的抗滑稳定性不足，可考虑采用下列措施，以增加其抗滑动稳定性。（1）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，对于土质地基不陡于1：5；对于岩石地基不陡于1：3。（2）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加挡土墙的抗滑稳定性。（3）更换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系数。（4）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。第62页/共80页第63页/共80页2.抗倾覆稳定性验算式中：[K0]——抗滑挡土墙所允许的最小抗倾覆安全系数，1.5。3.挡土墙截面强度验算（1）偏心受压承载力验算式中：N——由荷载设计值产生的轴向力；f——砌体抗压强度设计值；A——截面面积；j——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，这主要是偏心受压构件截面应立分布不均匀所致。第64页/共80页（2）受剪承载力计算式中：V——剪力设计值；fv

——砌体抗剪强度设计值；b——截面宽度，挡土墙为单位延米长；z——内力臂，z=2h/3，h为挡土墙厚度。第65页/共80页五、挡土墙基础设计

第66页/共80页第67页/共80页第68页/共80页挡土墙的破坏，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，可采用换填或桩基础。水下挖基有困难时，可采用桩基础或沉井基础。第69页/共80页础埋置深度要求在冻结深度以下0.25ｍ，同时不少于1ｍ埋深。受流水冲刷时，在冲刷线以下不小于1ｍ。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，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，最后确定冲刷深度。

第70页/共80页扩大基础设计

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条件，由试算决定。

第71页/共80页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，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。第72页/共80页换土地基

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。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。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，通常不宜小于1.5ｍ，也不宜大于3.0ｍ。

当然，对软弱地基的处