一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编 城市桥梁篇一零三

第五章挡土墙上的土压力5.1概述5.1.1挡土墙的用途建筑物建筑物挡土墙地下室散体材料桥台5.1.2挡土墙的类型1)按结构形式分类重力式挡土墙、悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙土重W填土土重W5.1.3土压力的种类1)静止土压力e0挡土结构不发生任何方向的移动时，土体作用于墙背的土压力。2)主动土压力ea挡土结构物+△-△土压力0+△-△e0epea背离土体发生位移或转动，使土体达到主动极限平衡状态时的土压力。3)被动土压力ea天然土沿垂直截面或挡土结构物背向着土体产生一定的位移或转动，使土体达到被动极限平衡状态时的土压力。5.1.4影响土压力的因素挡土墙位移的大小与方向挡土墙的形状挡土墙背后填土的性质挡土墙的材料5.1.5土坡稳定的意义天然土坡与人工土坡。土坡稳定性分析计算。土坡支护结构的设计与施工。5.2静止土压力计算

挡土墙不发生任何的位移，墙背后的土体处于弹性平衡状态。5.2.1计算公式及分布e0=K0γZK0－静止土压力系数。ZdZe0=0e0=K0γHE0经验值：砂土K0＝0.34~0.45；粘性土K0=0.5~0.7半经验公式：K0＝1－sinφ`5.2.2静止土压力的应用地下室外墙地下室的外墙都有内隔墙支挡，位移与转角为0。岩基上的挡土墙挡土墙的基础与岩石基础牢固联结，墙不能位移与转动。拱座拱座不允许产生位移与转动。拱座水闸、船闸的边墙等。例题设计一位于岩基上的挡土墙，墙背后的填土为砂土，重度γ＝18.5kN/m3，φ`＝300，计算挡土墙上的土压力。解：按半经验公式计算静止土压力系数K0＝1－sinφ`＝0.5墙底处的土压力：e0=K0γH=55.5kPa总土压力：E0=1/2*e0*H=166.5kN/m挡土墙H=6m填土166.5kN/m55.5kPa

H/35.3郎肯土压力理论

表面水平的半无限土体，处于极限平衡状态，当挡土墙的墙背光滑、竖直时，可按以下公式计算。实际上郎肯把挡土墙作为了一虚构的挡土墙，即把它作为了填土的一部分。5.3.1无粘性土的土压力1)主动土压力

虚构挡土墙取一单元体，σ1=σz=γz，作用在侧面的压力为σ3=σx=K0γz，当其处于极限平衡状态时，有：σ3＝σ1tg2(450-φ/2)=σ1

Kaσ3即为其作用于挡土墙上的主动土压力ea。主动土压力系数zdzσz=γzσx=K0γz主动膨胀450-φ/2450-φ/2450-φ/2450-φ/2被动压缩0τfσφCeaepK0γzγz-△HBAABBAZγHKaγHKa2C(Ka)1/2H/3EaEa粘性土ea＝σ1tg2(450-φ/2)－2Ctg(450-φ/2)＝γZKa－2C(Ka)1/22)被动土压力砂土ep＝σ3tg2(450＋φ/2)＝γZKp粘性土ep＝γZKp＋

2C(Kp)1/2被动土压力系数＋△HBAABBAZγHKaγHKp+2CH(Kp)1/2H/3EpEp2C(Kp)1/2郎肯土压力理论实质上就是把挡土墙作为了土体的一部分，从土中一点的应力状态出发，推导出主动和被动极限平衡状态时的ea=e3，ep=e1，作为该点的主动土压力和被动土压力，从而确定沿墙背的土压力强度分布图，进而计算出作用在每延米墙背上的土压力。5.箩4育库关仑土菜压力盛理论蚕把像挡土慢墙后研滑动粥楔体锈作为凤一刚异体，括当其再达到惰极限浇平衡蹈状态担时，略用静司力平瞎衡方贷程解沉出作努用于狱墙背苹的土胜压力清。基本朝假设挡土长墙向恐前移棚动；墙背知填土忧沿A较B和逃填土雨中的闲某一唯平面菊BC熊同时驻下滑惭，形策成滑量动楔台体△AB裁C；楔体△AB股C处喇于极甜限平板衡状航态，赌不计固其本痒身的常压缩乌；楔体△AB加C对愉墙背碌的推公力即断为主壮动土乘压力Ea。H-△βεαABCδEaφRWHzγZKaγHKaRWEaW与Ea的夹重角为鞭18龄00-[烂ψ+励(α-提φ)]W与Ea的夹煌角ψ走＝种900-ε-婚δ按比括例画握出，栋取不搂同的α，找腊出Ea的最密大值园即为Ea。无粘突性土计算敢被动山土压态力时税，Ep应作训用在勤墙背午法线嫩的上垃侧，怨方向捏向下伸。其仪他分对析与走主动绕土压摧力一责样。郎肯固土压冷力理观论表妙示的段土压愁力与鞋库仑手土压物力理衡论的英表示谦形式奖是一侧样的旦，但姜其土狮压力染系数脾是不向同的在库督仑土率压力涨理论性中，雄如果凤垂直ε＝0筋，墙惜背光参滑δ＝0智，填巧土水链平β＝0委，则哀库仑蜻公式障将与戴郎肯使公式秀一致垮，所圣以说盈，郎间肯土秤压力挂理论旱是库岛仑土骨压力迅理论唇的一春种特析殊形捕式。库仑脸主动厌土压存力与文被动滑土压商力分怕布均抱呈三硬角形爆，但窝应注仁意，升墙背愤不垂断直时布，其苗不应屿为正遍三角溉形分气布。5.浪5坐几比种常具见情傅况的夺土压钳力5.恩5.驰1王粘性姥土应垒用库睡仑土止压力根据俊抗剪叉强度线相等奥原理粘性仁土抗沫剪强售度添τf=σ济tg过φ+火c等值苍抗剪团强度驳τf=σ页tg峡φD令以谢上二统式相机等，啦得：σt聋gφ匆+＝兼σt羡gφDtg剩φD=轨tg约φ＋笼c弟/σφD＝t泰g-1(黄tg盐φ＋裕c浑/σ排)上式冲中的赚σ应百为滑衬动面骆上的亲平均雾法向磨应力游，常炭用Ea作用链点处绑的自竹重应忘力代子替，稀即＝肌2/内3γ游H。根据清土压显力相丘等原示理善为简尾化计习算，筛以郎昆肯土德压力股这一洒特殊殖情况驱计算观：Ea=1篮/2γH2tg2(450-φ/2)-2CH舰tg(450-φ/2)+惠2c2/γ令上芳式等千于1/持2唉γH2tg2(450-φD/2)[砂土永的主子动土古压力]，得沸：tg(450-φD/2)＝tg(450-φ/2)-匀2灶c/膨(γH氏)上式做计算板考虑龟了粘累聚力需与墙夺高的桐影响剩。但瓶没有钓计入吧挡土阶墙边袍界条答件对φD的影它响，浅存在畅一定债的误章差。5.济5.欧2车填姜土表江面作尾用均段布荷疾载把q耳视为灵虚构致的填饮土γh肌`的自雷重产云生的涉。Ea=1煤/2γH2Ka+q怖HKaHh`qEa5.壳5.墨3畅挡殖墙背例后填鹅土分嫂层炼第①哪层土闭按郎昂肯土贴压力挂计算祝第西②层岛土想把榨第①配层土伐的自香重作报为均椅布荷湾载作荒用在铃第电②层班土上班。h1`=益(γ1h1)/γ2γ1h1Ka1①γ1h1φ1②γ2h2φ2Hh1h2h1`γ2(h1`+h2)Ka25.屑5.母4猜填核土中配有地千下水像应横将土缓压力折与水走压力倚分别神计算告。计算五地下梢水位帝以下吵土层永的主帐动土匹压力恳时，波应采名用浮哈重度谊和有废效内品聚力似、有骄效内捎摩擦蜜角。作用绿在墙妄背的童压力土应为候主动鉴土压号力加幅水压慎力。Hh1h2γh1φ

γ`h2φ`γh1KaγW

h2γ`h2K`a对砂数土、瓶粉土腿采用五水、记土分横算；粘性纵土根桑据工倒程经嗓验，遇采用获分算昂或合付算。5.膏5.扰5荡建核筑地农基基钓础设字计规协范（财GB哥50遵00饭7-团20纹02侍）法抱建哨筑边术坡工购程技颜术规艰范（缩慧GB兵50枯33叶0-建20卖02杂）法计算怀模型索见下看图Ea=ψc1/刚2γH2Ka式中装ψc1－离主动够土压扣力增冲大系羡数。盆土坡税高度滋小于哈5m框时，吨宜取害1；泛5～州8m按时，哭宜取贱1.诊1；忠大于童8m基时，迈宜取拖1.波2。Ka－可根元据挡简土墙坑的排披水条恨件和灭填土插的质朗量查甘表确劳定。HqⅠ类烦碎蜘石土短中斗密假ρd≥2猛.0例t/略m3Ⅱ类双砂才土幻玉中密谷ρd≥1绩.6况5t折/m3Ⅲ类致粘洽土夹激块石辣ρd≥1泽.9劣0t仗/m3Ⅳ类痛粉质聋粘土淘ρd≥1种.6缺5t结/m35.肌5.尺6碰建拒筑边仙坡工捐程技齐术规求范（禁GB名50须33轧0-摇20区02却）法据支终护结吉构顶桨端a疼处作描用有恐分布喝线荷靠载QLeh,持ma丛x=(全2QL/h)(Ka)1/占2据支该护结适构顶霉端a俗处作成用有额宽度盖b的易均布民荷载披qL；ehk=KaqLβ=450+φ/2QLaHheh,maxβφaHehβqLβb土压注力的盟计算煤常应惩用于分边坡斑支护艘结构摇的设呆计中缎，如退：人伐工边拴坡的户支护撇设计年、基雨坑开萝挖的讨支护自设计且、高违路堤陷的边环坡支侵护设迟计。投详见削各《欠规范绍》。例题膜已丙知某勾挡土套墙高盟h=着6.洁00含m，捉墙背谱垂直塔、光警滑，成墙后腥填土号水平尝，其银他条面件见个图所详示。范示计朝算作俩用在劈燕挡土尚墙上推的主管动土着压力西。q=19kN/m2H=6h1=2h2=4γ

1=19.0kN/m3C1=10kPa,φ=160γ

2=20.0kN/m3C2=0,φ=3005.耻6呆重米力式绕挡土德墙设绵计魔在开磨挖明刻堑、先填方摸陡坎诞边界鸭地段饭，为拌支挡门土体殖，保芽证其策稳定凳而修臭建的牧结构俘物称抱为挡普土墙勉。勉依靠如墙体涛本身暑的重凯量抵绘抗土托压力义的挡尊土墙呢称为冠重力落式挡母土墙间。5.候6.借1堆构文造要宵求（友GB逐50幸00军7）适用付于高柄度H乒<6轻m、干地层诸稳定萌、开番挖土轮石方棚时不踩会危某及相律邻建镇筑物部安全贪的地诊段；挡土阀墙的命基底炭可设极置逆赠坡。土质寒地基劈燕：<帖1:殃10岩质嫌地基拉：<衔1:县5块石毯挡土约墙的华墙顶蔽宽度辽不宜乐小于姿40凑0m谨m；昏混凝雨土挡涛土墙规的墙北顶宽锯度不嫂宜小押于2会00扣mm呆。基础西埋置谅深度信，应楼根据怎地基偿承载梯力、袖水流迈冲刷江、岩斤石裂辜隙发剥育、熔风化扁程度信及预获计滑这裂面辛的深话度等龙因素糊综合叙确定季。土遥质地化基不军宜小究于0科.5五m；畜岩质旦地基蚕不宜朴小于朗0.菜3m周。应每增隔1钻0～溉20和m设辰置一蚁道伸追缩缝逆。当何地基裳有变织化时棕宜加架设沉薄降缝脆。在四挡土殖结构杨的拐繁角处灵，应陕采取驼加强凑的构沿造措淹施。(G败B5逮03班30盯)规断定：当采赵用重班力式劈燕挡土款墙时卧，土便质边萝坡不顶宜大录于8础m，喝岩质晚边坡狸不宜迎大于薯10笔m。5.左6.术2灿稳帜定性币验算1)生抗滑允移稳图定性禽验算[(Wn+Ean)μ]氏/(Eat-Wt)≥睛1.卧3Wn=Wc怜os掌αoWt=W棚si勉nαoEat=领Easi骡n(α-稼αo-钱δ)Ean=Eaco模s(α-擦αo-据δ)式中μ－土住对挡偷土墙拦基底仗的摩峡擦系趋数，冤由试膊验确举定，踢也可牵按表镰选用隔。WEaδαoαbδ－土河对挡垄土墙具墙背愈的摩此擦角引，可什按表疲选用洁。安全猾系数2)棒抗倾钓覆验棚算(Wx0+Eazxf)/Eazzf≥香1.鉴6Eax=Easi虫n(α-越δ)Eaz=Eaco株s(α-贸δ)xf=b-c哗otαzf=z-t给atα0WEaδox0xfbz0zαoα3)斩整体叹滑动灯稳定钢性验波算土质狠边坡酬采用旅圆弧客法验回算；满岩质纺边坡孕可采倘用平手面滑法动法光验算俭。4)股重力匙式挡突土墙贝地基速承载饥力验泥算基底辛合力涝的偏根心距姜不应渣大于考0.舌25箩倍基痰础的这宽度疗。挡土磁墙基何底产晋生的住平均贪压力pk应满敏足：pk≤fa当偏处心荷赤载时势，pkm轮ax≤1字.2fa式中pk－相篮应荷冲载效屯应标允准组夸合时闪，挡比土墙剪底面牙处的化平均稳压力孙；fa－修霸正后般的地勤基承翼载力矩特征靠值。pk=(Fk+Wk)/b式中Fk－相堆应荷牙载效俩应标玩准组塔合时萌，上悼部传蓄递的警荷载壁。5)艘挡土章墙墙魔身结捉构强蜻度的悬验算1－霞1剖旨面的铺剪应歼力验嫂算墙背籍材料霉的压趋力验壳算115.访6.柜3东反解滤层溉设计在泄均