地基讲稿－第章二

挡土墙工程实例挡土墙工程实例挡土墙工程实例粮仓河北赵县赵州桥第一节土压力的类型与影响因素第三节朗肯土压力理论第四节库仑土压力理论第五节几种常见情况下土压力计算第六节挡土墙设计第七节土坡稳定性分析本章讲授内容第5章土压力与挡土墙设计第二节静止土压力学习要点：了解土压力类型与产生条件；掌握土压力计算方法；能进行重力式挡土墙的结构与构造设计；了解土坡稳定性分析方法。第一节土压力的类型与影响因素概述：广义分类挡土墙（室外土坡挡护）地下室侧墙桥台、谷仓等散粒材料挡墙基坑支护板桩墙挡土墙：为防止土体下滑与坍塌的挡土构筑物。(a)防土体坍塌挡土墙主动土压力(b)地下室侧墙静止土压力(c)支挡建筑物周围填土的挡土墙建筑物挡土墙主动土压力原地面(d)桥台路面路基桥体被动土压力(f)板桩墙板桩横向支撑挡墙主动(静止)土压力？散粒材料(e)散料挡墙土压力：一、土压力的类型EGq土压力E挡土墙后的填土因自重或外荷作用对墙背产生的侧向压力（E）

。主动土压力静止土压力被动土压力E

挡土墙刚度很大，在土压力作用下墙体不产生转动或移动，墙后土体处于静止状态，此时墙背上作用的土压力，用E0表示。（一）静止土压力静止土压力E0工程实例：地下室侧墙、筒型储料结构侧壁等挡土墙在土压力作用下向前转动或移动，墙后土体向下滑动，达一定位移时，墙后土体处于（主动）极限平衡状态，此时墙背上作用的土压力，用Ea表示。主动土压力Ea滑裂面（二）主动土压力工程实例：一般挡土墙、无横向支撑板桩墙等挡土墙在外力作用下向后转动或移动，墙后土体向后滑动，达一定位移时，墙后土体达到（被动）极限平衡状态，此时墙背上作用的土压力，用Ep表示。被动土压力Ep滑裂面外力（三）被动土压力工程实例：桥墩（台）等二、影响土压力的因素挡土墙的位移方向和位移量；挡土墙的形状、墙背的光滑程度和结构形式；墙后填土的物理力学性质，填土面的倾斜程度。墙身位移与土压力间关系Ep＞Eo＞Ea+ΔEpΔpΔaEoEa土压力E-Δ位移位移第二节静止土压力静止土压力可示为自重应力的水平分力（水平自重应力σcx）任意深度z处的静止土压力强度:h/3静止土压力强度分布单位墙长土压力合力：K0—静止土压力系数，与土种类和状态有关σczσcxσczσcxhzEokoγh墙后填土挡土墙填土及墙体示为均质半无限弹性体；墙背垂直光滑；墙后填土面水平；墙后填土处于极限平衡状态。第三节朗肯土压力理论计算假定：一、乎主动笼土压仪力墙后适任意缝深度z点处笑受到排垂直笨自重牢应力σcz和水弟平自血重应年力σcx，根据顿主动坏土压汇力概沈念，σcz相当抱于最矛大主闲应力σ1，σcx相当蓝于最症小主衣应力σ3，即旨：墙后战填土剑应力佛状态σcz(σ1)σcx(σ3)hz填土静表面根据赴极限善平衡狗状态大小捞主应棋力关倒系可砌得：墙后滴深度z点处僻受到救填土弱的主毛动土尾压力卖强度σa：粘奸性榨土：无粘子性土砍：主动爱土压砌力系选数σcz=σ1=γzσa=σcx=σ3主动剥土压结力强帜度分贵布图主动歌土压绞力作涂用方饭向：桶垂直瓣于墙墨背主动将土压名力强仰度分涂布：父沿墙多高呈瘦三角收形分定布（粘战性土国因粘电聚力烫作用核，应仆力叠溪加，划并忽市略拉济力。雨）z0—工程盈上称君为临搭界深仓度σczσcxhzEah/3kaγhKaγh-Ea(h-z0)/3填土田表面（无谜粘性悼土）（粘街性土枪）主动江压力设合力φc—主硬动土南压力帝增大饱系数h＜5言m,φc=1俯.05m驶～8包m,φc=1枣.1h＞8友m,φc=1写.2讨论序：朗肯枣理论腹计算忠条件顽要求颜墙背找垂直更、光琴滑，昨忽略搜墙与阳土之疤间的呆摩擦落作用般，因露而计旁算结企果Ea偏大租、Ep偏小屿，适于魔计算弟悬臂喜式与烘扶臂曲式挡恭土墙讨主动祖土压兵力计唐算。二、巡寿被动生土压浙力墙后吵任意花深度z点处炉受到挺垂直厘自重干应力σcz和水棚平自酒重应辽力σcx作用念，根泡据被抄动土场压力叼概念僚，σcz相当检于σ3，σcx相当穴于σ1，即何：墙后否填土泻应力灵状态σcz(σ3)σcx(σ1)hz填土表面Pσcz=σ3=γzσp=σcx=σ1根据典极限肝平衡峰状态大小犯主应镰力关研系可全得：墙后专深度z点处桐受到鉴填土须的被膛动土尝压力效强度σp：粘性土：无粘性土：被动茎土压眠力系杂数土压柱力作窃用方魔向：膛垂直牢于墙写背。土压煎力强何度分明布：件无粘烧性土螺沿墙千高呈坚三角性形分垦布；粘性盈土沿霜墙高跑呈梯损形分怨布。σczσcxhzEph/3kpγhEp被动土压力强度分布图Kaγh+土压姓力合暮力【例5铲-1计】某挡垮土墙振高5m，墙背择垂直桃光滑复，c=1谦0k计Pa籍，φ=2触0°夺，填土吓水平苗，γ=1肆7.俭2k乎N/没m3，求主扫动土督压力倦，并贴绘强说度分蒸布图垂。【解】若①主韵动土融压力闪系数缝：②临零界高网度：H=5mEa=47kN/m1.1m1.66m③墙称底处钳主动虎土压乡丰力强洋度：④单劫位墙桃长主爬动土铁压力塞合力款（土允压力号三角赶形面足积）奸：方腰向踏：垂踏直于恭墙背作用枕点：盏距墙皆底（斗5-降1.循66限）/求3=此1.荣1m处计算达假定浇：墙后序填土丢处于找极限拣平衡须状态辅并沿严某一花滑动悠面形纸成滑成动土雾契体角；墙后丸填土喉为无肤粘性兄土（c=奏0)眠；滑动作契体垫沿墙左背及笑过墙盼踵的肆平面炮滑动庭；墙与户填土房诚均为吃刚性廊。第四元节桂库约仑土童压力悉理论一、受主动植土压生力设墙苹高为h,填土竭面倾奖角β，墙背切与填镰土摩镰擦角趋为δ，如下舍图，豆滑动纪土契乖体在G、绩R阵、隆Ea三力作作用处于厉主动街极限树静力窝平衡服状态牧（土嫁契体愉向下蓄滑动勿）：GREaδφβαθGEaRh库仑控主动害土压栏力计暑算简寻图hzσa=γzKaγhKaEah/3δ土压则力作托用方俱向：偷与墙挤背法芹线方柔向成δ角。土压滴力强义度分捕布：衰沿墙岛高呈励三角搭形分很布。墙后晚深度z点处柱主动宿土压驱力强武度：由力久三角立形正赴弦定血律得幅土压顽力合教力：φc—主动浴土压忙力增臭大系亡数Ka—主动神土压棕力系境数（P7旱7）（由α、β、δ、φ确定）式中填：δ—填土膜对墙侮背的脂摩擦朵角；α—墙背摘与水胆平面改的夹付角；β—墙后冲填土枪面的册倾角禾；φ—填土柳内摩蚂擦角倍。挡土墙情况摩擦角δ墙背平滑、排水不良（0.0~0.33）φ墙背粗糙、排水良好（0.33~0.5）φ墙背很粗糙、排水良好（0.5~0.67）φ墙背与填土间不可能滑动（0.67~1.0）φ土对陆墙背闲的摩痒擦角二、沈被动秩土压悬力如下置图，五墙背嚼在外孟力作磨用下润，向轧后移希动或榜转动锈滑动乏，土灾契体双在G、逃R应、仰Ea三力歼作用节下处于么被动莫极限艰静力滔平衡晶状态稳，同将理得狠被动先土压宣力强门度与满合力安计算楚公式：Kp—被动何土压繁力系庆数（P7护8）（由α、β、δ、φ确定偶）被动税土压忠力强敞度：土录压快力掠合自力：GREphzσp=γzKpγhKpEph/3库仑淡主动罪土压箭力计弟算图δφβαθGEpRh土压附力作膨用方遇向：撒与墙改背法图线方固向成δ角。土压获力强拼度分将布：唉沿墙吸高呈丘三角坊形分嫁布。讨论虫：库仑座理论示计算僵主动裙土压烫力接张近实湾际情佳况，套适于锋设计填土紧为无齐粘性意的重精力式胆挡土鼠墙；被辣动土唉压力节库仑极理论绣误差阴大，赚一般彩不用壳。第五宅节脂几繁种常桂见情舟况下那土压躺力计方算一、自填土析表面有均消布荷吵载将填哭土表现面均吃布荷谦载q相当秩于一涨定高届度填粪土产船生的率竖向呆自重井应力知：墙后需深度z处土宇压力暴强度：q(kPa)h二、尤墙后巷填土燥分层不同正性质动土层贱因c、φ不同刚，计摸算时应分别烘采用鸡不同紧的土甩压力岁系数童，分航层面包处竖塌向应拨力不遮变，厦而土冠压力饺有突倘变：思考丹：？σa2上σa2下h1h2h30123γ1,φ1γ2,φ2γ3,φ3σa1上σa1下三、尿墙后泡填土幕有地津下水有地帖下水成时，娱墙后筋压力膝由土救压力竞和静区水压捉力共刃同组喘成（级合力括增大权，影稿响墙馅体稳猜定，匙故墙足体设排水环孔），静地下开水位父以下董取有数效重待度计叹算：h1h2012γ1,φ1γ2,φ2墙脚染处压应序力墙后沉压力绵合力=土压饭力亩+到静水体压力四、茫《建锯筑地滤基基乏础设勤计规邀范》含方法考虑戴经典包土压料力理吃论适散用范究围的同局限着性，遗规范手提出竹一种市适合趁各种铅条件废的土宜压力尿计算叮公式号：式中Ka—主动临土压辱力计收算系邻数可按他规范P1智24公式商计算贯；或按骂相应剖的附宾图查只得；其它散符号享意义竟同前资。合力作用衰点：压力历分布坐图形心呜处用取矩方法？【例5殿-2六】某嚷挡土快墙高急6m，墙背臂垂直结光滑吐，填斥土表避面作寇用有锁均布胃荷载嘱，墙红后填谜土共荐分两沿层，呼物理沿力学粮性质滔指标指如图吵示，顶地下特水位袖深2m，求挡述土墙拉受的芳总压阅力。3m0123γ1=17kN/m3φ1=30°c1=03mh=2mγ2=18kN/m3φ2=34°c2=0q=5kN/m2【解】盈根据新设计胶条件蓄，应趟用朗魔肯理昼论计斤算：②墙括顶处喷主动遣土压孤力强越度：①主斜动土吸压力馅系数茫：③填畜土分索层处柿主动逼土压呜力强浙度：④地烤下水鞋位面也处主迷动土踢压力荷强度兄：⑤墙锹脚处雁主动紧土压董力强滋度：⑥墙友脚处赖水压道力压期力强盒度：⑦单邮位墙稀长主季动土艘压力阵合力寺（土梳压力款图形舒面积掩）：⑧水熄压力齿合力美：墙背廉受总链侧向妥压力叛：？合力串作用传点与椒方向第六伪节性挡螺土墙躬设计一、盾挡土迷墙类绑型（一黎）重乱力式岔挡土荐墙材料府：块涂石或判素混亮凝土仆砌筑悉；稳定屑：自蚊身重姜力维踪蝶持，隆尺寸朽大；形式肿：仰点斜式舟、垂夸直式臂、俯疯斜式嘱；特点江：结防构简隔单，乒施工睡方便普，就地下取材以；应用辨：一端般土光坡的岭挡护四，墙身载抗拉污强度羊低，墙高爬不宜舅过大航（≦5m）。重力骂式挡评土墙柏结构平衡详示意这图GEaF挡土荒墙工叨程实陶例墙顶墙趾墙踵墙基墙背墙面试比齐较土五压力佛大小朵，适禽用条元件？a.仰斜货式b.垂直心式c.俯斜料式Ea1Ea2Ea3墙体笨构造植：重力冷式闪挡土纷墙按情墙背勒倾斜断形式光又可深分为岸如下冈三种烛形式亲：（二阴）悬汪臂式垒挡土示墙材料：钢很筋混孙凝土扬；稳定：主格要由建悬臂休板上钥填土重力龄维持变；形式：由兄立臂升、墙座趾悬老臂、墙踵析悬臂真三块允板组销成；特点：根渣据钢猴筋砼吃力学课特性枣，结构厦尺寸给小，艳墙高乳大；应用：市劳政工麻程，冲厂矿项材料储卧库。立臂墙趾悬臂墙踵悬臂（三牌）扶锹臂式匹挡坏土墙材料：钢饱筋混填凝土歇；稳定：主医要由就扶臂球板间填土冲重力析维持燥；形式：墙耗高很多大时盐，立崭臂加扶邮臂墙板体抗慎弯；特点：钢应筋砼典力学岛特性哄，结构仪尺寸恳小，墙高墙大；应用：市先政工群程，宗厂矿医材料储嘱库。立臂墙趾悬臂墙踵悬臂扶臂图5-罢22悬臂亭式挡飘土墙氏初步止设计钓尺寸扶壁200~300mm481最小斜率hb=(0.4~0.7)h≥200mml=(0.3-0.6)h0.4l（四洁）其弊它形如式裳挡土白墙板吗桩姿墙板桩横向支撑锚定板拉杆灌浆锚杆墙面板锚定碎板、麻锚杆栋桩墙土钉股墙支届护结暴构是矩一种跌原位炸土体宿加固葬技术依，它棚是以婚较密傍集排快列的狼插筋哭作为弦土体春主要弯补强积手段委，通撤过插奖筋体界与土纵体之步间的导摩擦纯力达原到改裙善土签体力梁学性设能的勾目的贩，使岁加固棵区土岭体成味为能倍自稳免的重边力式暴的挡叮土结循构。由于夏土钉棵墙采燥用了挑边开剪挖边情支护灰的方设法，惯工作磨面不究受限陕制，竿缩短珍了工完期；触另外扭，土归钉利曲用了阁土体矿的自毒承载仰能力亿，使净基坑风周围纪土体磨转化码为支篮护结跪构的穷一部阻分，薪造价谢相对雹较低续。工作庭机理句上，漆土钉朋墙是盟高强穷度土勒钉、吵喷射落混凝恒土面他层及棒原状轰土三昼者共姜同受暑力，谷通过腊相互塘作用吼，改再变了菊边坡县变形瓶和破生坏的注性状章，土刃钉墙固受荷步载过殊程中艺不会问发生脚整体英性塌理滑。土钉喷射混凝土面层滑裂面土奋钉泪墙二、难重力苏式挡间土墙智的设乒计与页构造（一坏）重役力式亏挡土期墙的磨设计塌条件洪与内设容设计蔽条件历：荷载亦大小冷、地誉质条献件、研填土梁性质灭、建蚂筑材岗料等医；设计惜方法炭：根据略经验腹拟定邀尺寸残，然案后验辈算；计算插内容属：整体直稳定减性验薄算：知抗倾闸覆与贝抗滑绒移；地基羞承载佛力验仰算：什（按亦后面师浅基倒础设昨计方嘴法）须；墙身魄强度韵验算众：（店按建控筑结披构设汁计方歼法）瓣。（二碧）重泽力式顷挡土逃墙的稳定毫性验胃算抗滑检移稳时定验趋算示辫意图1.忽抗滑肝移稳怀定验袖算挡土款墙受丸力土秧压将力墙体默重力墙底边与土摩数擦吴力受力舍分析武：EaEanEatGGtGnαδα0沿墙就底滑研动面森将力锣分解巧为正疤压力世与滑题动力袖：抗滑豪稳定衣安全丢系数宴：μ—土对运墙摩槐擦系胁数；Ks—抗滑福安全践系数。EaEanEatGGtGnαδα0式中岂：抗倾排稳定勉验算勾示意花图2.炮抗倾丹覆稳踪蝶定验潜算挡土找墙受猾力土豪压地力墙体裙重力EaEazEaxGαδα0xfx0zf0对墙资趾点铅将力相分解梯为竖朵向力在与水就平力凉：抗倾开稳定渗安全掏系数劳：EaEazEaxGαδα0xfx0zf0Kt—抗倾啄安全芹系数。式中乘：（对惊墙趾0点取卷矩）（三）重力虏式挡光土墙品的构造构造蜡尺寸墙顶丧宽度栗：砌石彩：H/1历2≥响0.伶5m混凝辅土：≥0犹.2蚂~0城.4醉m墙底符宽度安：H/3辜~H/2墙基搭埋深壤：d≥0址.5敞m墙面衰坡度：仰斜辨式：录1：娘0.05驳~0屈.2包5垂直盛式：湿≤1告：0震.4墙背绸坡度：仰斜速式：≥1：0佛.2幼5墙底拘逆坡乞：土质略地基凡：斜≤1革：1周0岩石叠地基就：摸≤1混：5设计罚方法彻：依此选初步疮拟定侦结构晓尺寸坝，然坑后进携行稳役定性缓验算助。仰斜优式构绑造示鲜意图垂直术式构绘造示冒意图砌石：H/12≥0.5m砼：20-40cmH/3~H/20.05~0.25≥1：0.25Hd≥0.5m≤1：0.4≤1：10（5岩石）墙后岗排水艘构造泄水孔排水明沟滤水层盲沟黏土夯实黏土夯实≥500泻水吊孔孔径辜：≥φ10划0间距饶：2～父3m（梅迅花状剑布置先）外斜膀：5%滤水踏层：待级配购砂石防水姓层：踢黏土叉夯实填土阶质量砂石艘或黏镇土（参进块石芳）分早层夯婚实墙体蜘每隔攻10小~2宵0m设置阴沉降乔缝重力谈式挡自土墙构造鸡示意封图【例5章-3墓】某邮挡土间墙高颈5m，墙背父垂直营光滑邀，填止土表昏面作依用有被均布弦荷载各，γ=效18全kN萄/m3，φ=3幅0°，c=0炉。采用MU淡30毛石M5混合舰砂浆湿砌筑燃，基责底摩新擦系石数μ=0渗.5慎，砌体说重度γ=驼22启kN屈/m3。试悠设计委挡土颈墙构欢造尺屈寸。【解】捕根据省设计拘条件僚，应温用朗宜肯理愉论计渣算：①根秧据构弯造要源求拟徐定断皱面尺飘寸：墙顶电宽度弹：0怀.8m击≥H/1潮2(玻0.毅5m掏)墙底笋宽度烛：3备.0m域≈H/3锡~H/2②取层1m墙长民为计狭算单兰元计宜算自怎重：G1=0挑.5蛾×3君.0健×1货.0宏×2爹2=朵33慈kN5m4.堪5m0.庆5m0.汁8mG1G2G3G43.江0m1.浮7m0.您8m0.决2m0.程3m结构宜尺寸掘设计妄简图G2=1旦/2松×1犁.7辛×4掉.5物×1崭.0应×斯22以=8大4.透15丽kNG3亮=0柜.8尺×4来.5看×1赚.0耻×般22尼=7饥9.撕2k刑NG4熊=0蛾.2逆×4盲.5耽×1核.0呜×1叙8=忙16券.2处kNG=G1+G2+G3+G4=2丝式12戏.5栏5k坦N③取球1m墙长侍为计绕算单勺元计久算土栏压力湿：Ea1=0梅.6签7×另5=缸3.叠3k踩N/寒mEa2=5摄/2僚×(遭30勿.6栗7-根0.口67）=7只5k恶N/穗mE=Ea1+Ea2④抗喇滑移膏验算谨：⑤抗樱倾覆李验算蝇：故墙率体稳岁定性竞合格痕，尺际寸设切计合兰理。4.5m0.5mq=2kN/m20.8mG1G2G3G4Ea1Ea23.0m1.7m0