第六章 擋土墻設(shè)計(jì)

1、第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述一、擋土墻的用途1、在路塹地段設(shè)置擋土墻，可以支撐邊坡，降低挖方邊坡高度，減少挖方數(shù)量，避免山體失穩(wěn)坍滑；2、在高填方路段，可在路肩或填方邊坡的適當(dāng)位置設(shè)置擋土墻，減少填方數(shù)量或減少拆遷和占地面積，保證路堤穩(wěn)定性；3、對(duì)于沿河路基，為避免路基擠縮河床，防止水流沖刷路基，可在沿河一側(cè)路基設(shè)置擋土墻；4、在某些挖方路段，原地面有較厚的覆蓋層或滑坡，可在路塹邊坡上方設(shè)置擋土墻，防止山坡覆蓋

2、層下滑和抵抗滑坡；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),常用擋土墻的類型有：路塹擋土墻、路堤擋土墻、路肩擋土墻、山坡?lián)跬翂Α蝾^擋土墻。擋土墻的建筑費(fèi)用較高，路基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)與其他可能方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選定。二、擋土墻的類型按位置、材料、結(jié)構(gòu)形式可分為以下幾種：1、按位置：路塹墻、路肩墻、山坡墻；2、按材料：石砌擋土墻、磚砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、加筋擋土墻；3、按結(jié)構(gòu)：重力式、衡重式、半重力式、懸臂式、扶壁式、錨

3、桿式、柱板式、垛式等。各種擋土墻的特點(diǎn)及適用范圍見(jiàn)表6-2。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第二節(jié) 擋土墻的構(gòu)造與布置一、擋土墻的構(gòu)造常用的重力式擋土墻一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施和伸縮縫等幾部分構(gòu)成。（一）墻身（1）墻身斷面形式及其特點(diǎn)根據(jù)墻背的傾斜方向，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線和衡重式幾種。在其他條件相同時(shí)，仰斜墻背所承受的土壓力比俯斜墻背??；由于仰斜墻背的傾斜方向與開挖面邊坡方向一致，故開挖量和回填

4、量均比俯斜墻背小，仰斜式擋墻適用于作路塹墻及墻趾處地面平坦的路堤墻或路肩墻。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),俯斜墻背所承受的土壓力較大，俯斜式擋土墻可用陡直的墻面，以減小墻高。俯斜墻背亦可做成臺(tái)階形，以增加墻背與填料間的摩阻力。垂直墻背的特點(diǎn)介于仰斜與俯斜墻背之間。若將仰斜式擋土墻的上部墻背改為俯斜，即構(gòu)成凸形折線式，與仰斜式比較，其上部尺寸有所減小，故斷面亦較節(jié)省。多用于路塹墻，也可用于路肩墻。若在凸形折線式的上下墻間增設(shè)一平臺(tái)，并

5、采用陡直墻面，即為衡重式斷面。（2）墻身斷面尺寸A、墻背坡度：俯斜式墻背坡度一般為1：0.15~1:0.4；仰斜式不宜緩于1：0.3；衡重式之上墻背為1:0.25~1:0.45，下墻背在1:0.25左右，上下墻高之比一般采用2：3；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),B、墻面：一般為平面，地面橫坡較陡時(shí)，宜采用垂直墻面或仰斜1：0.05~1:0.20；地面橫坡較緩時(shí)，可放更緩些，但不宜緩于1：0.4；C、墻頂：墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不

6、宜小于0.5米，干砌不宜小于0.6米；漿砌路肩墻頂一般宜采用粗粒石或低強(qiáng)度等級(jí)混凝土做成頂帽，厚約0.4米。D、護(hù)欄：陡峭地方，需在墻頂設(shè)置護(hù)欄。護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離，二、三級(jí)公路不小于0.75米，四級(jí)路不小于0.5米；（二）基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)類型和確定基礎(chǔ)埋置深度兩項(xiàng)主要內(nèi)容。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（1）基礎(chǔ)形式大多數(shù)擋土墻都是直接砌筑在天然地基上的。為了減少基底應(yīng)力和增加傾覆穩(wěn)定性常采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；當(dāng)?shù)孛娑妇?/p>

7、而地基為完整堅(jiān)實(shí)的巖石時(shí)，可采用切割臺(tái)階基礎(chǔ)；如局部地基軟弱，可采用拱形基礎(chǔ)跨過(guò)。（2）基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)下列要求來(lái)確定埋置深度：A、應(yīng)保證基底土層的容許承載力大于基底可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力；B、應(yīng)保證基礎(chǔ)不受沖刷；C、在季節(jié)性冰凍地區(qū)，應(yīng)將基礎(chǔ)埋置到冰凍線以下，以防止地基因凍融而破壞。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),公路上的一般規(guī)定是：（1）設(shè)置在土質(zhì)地基上的擋墻，基底埋深一般應(yīng)在天然地面以下到少1米；受水沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線以下至

8、少1米；受凍脹影響時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于0.25米，并滿足最小埋深不小于1米的要求，當(dāng)凍深超過(guò)1米時(shí)，仍采用1.25米，但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于0.25米；（2）設(shè)置在石質(zhì)地基上的擋土墻，應(yīng)清除表面風(fēng)化層，當(dāng)風(fēng)化層厚難于全部清除時(shí)，可根據(jù)地基風(fēng)化程度及其容許承載力，將基底埋入風(fēng)化層中；（3）路塹墻基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于邊溝底面至少0.5米。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（三）排水設(shè)施擋土墻的

9、常用排水設(shè)施可分為地面排水和墻身排水兩部分。地面排水主要是防止地表水滲入墻背土體或地基。主要措施包括：在墻后地面設(shè)置排水溝、夯實(shí)地表松土，必要時(shí)采取封閉處理；對(duì)路塹擋土墻墻趾前的邊溝予以鋪砌加固等。墻身排水主要是為了迅速排除土內(nèi)積水。其方法是在漿砌擋土墻墻身的適當(dāng)高度處設(shè)置一排或數(shù)排泄水孔，泄水孔尺寸一般為15cm*10cm，10cm*10cm，15cm*20cm的矩形孔，或直徑為5~10cm的圓形孔。泄水孔的進(jìn)水口附近應(yīng)設(shè)置粗粒料

10、反濾層，以免孔道阻塞。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（四）沉降縫與伸縮縫為防止墻身因地基不均勻沉降而引起斷裂，需根據(jù)地基地質(zhì)條件和墻身、墻身斷面變化情況，設(shè)置沉降縫；為防止墻身因圬工砌體硬化收縮，或溫度變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力而引起開裂，需設(shè)置伸縮縫。設(shè)計(jì)時(shí)，一般將沉降縫和伸縮縫合并設(shè)置，統(tǒng)稱為伸縮縫。沿路線方向每隔10~15米設(shè)一道，縫寬2~3厘米，縫內(nèi)要填充，填深不宜小于15厘米。二、擋土墻的布置步驟:1、根據(jù)地形、地質(zhì)條件，

11、初步擬定一兩個(gè)可能的擋土墻類型方案；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),2、在路基橫斷面圖上布置擋土墻；3、在墻趾縱斷面圖上布置擋墻；4、根據(jù)初步確定的墻型、墻高、地基及填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料進(jìn)行驗(yàn)算，以確定墻身斷面尺寸；5、根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，選擇其中最合理經(jīng)濟(jì)的斷面作為設(shè)計(jì)斷面；6、根據(jù)上述反復(fù)計(jì)算和調(diào)整后得出的斷面尺寸方案，繪制擋土墻的橫斷面圖、縱斷面圖，必要時(shí)還需繪制平面圖；7、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),

12、第三節(jié) 擋土墻壓力計(jì)算一、作用在擋土墻上的力系按作用性質(zhì)分為主要力系、附加力系和特殊力。A、主要力系包括：擋土墻自重及位于墻上的恒載；墻后土體的主動(dòng)土壓力；基底的法向力和摩擦力；墻前土體的被動(dòng)土壓力；對(duì)于浸水擋土墻，主要力系還包括常水位時(shí)的靜水壓力和浮力；B、附加力系是指季節(jié)性地作用于擋土墻的各種力。如洪,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),水時(shí)的靜水壓力和浮力、動(dòng)水壓力、波浪沖擊力以及凍脹壓力等。C、特殊力是偶然出現(xiàn)的力

13、，如地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力等。在一般地區(qū)，擋土墻設(shè)計(jì)僅考慮主要力系，在浸水地區(qū)還應(yīng)考慮附加力，而在地震區(qū)則應(yīng)考慮地震對(duì)擋土墻的影響。二、一般條件下的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算按擋土墻位移的不同，可以形成不同的土壓力，當(dāng)擋土墻向外移動(dòng)時(shí)，土壓力隨之減少，直到墻后主體沿破裂面下滑而處于極限平衡狀態(tài)，此時(shí)作用于墻背的土壓力稱為主動(dòng)土壓力；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),當(dāng)墻向土體擠壓移動(dòng)，土壓力隨之增大，土體被推移向上滑動(dòng)處于極限平

14、衡狀態(tài)，此時(shí)土體對(duì)墻的抗力稱為被動(dòng)土壓力；墻處于原來(lái)位置不動(dòng)時(shí)，土壓力介于兩者之間，稱為靜止土壓力。庫(kù)侖理論的基本假設(shè)：A、當(dāng)擋土墻向前滑移時(shí)，墻后土體將形成一個(gè)沿墻背和破裂平面向下滑動(dòng)的破裂棱體，此時(shí)土楔體處于主動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)；B、墻后土體為均質(zhì)松散顆粒，粒間僅有摩阻力而無(wú)粘結(jié)力存在。擋土墻和土楔體都是無(wú)壓縮或拉伸變形的剛體；C、土楔體剛形成時(shí)，土楔在自重與墻背反力及破裂面反力的作用下保持靜力平衡，故土體處于極限平衡狀態(tài)。,第六

15、章 擋土墻設(shè)計(jì),路基擋土墻因路基形式和荷載分布的不同，土壓力有多種計(jì)算圖式。以路堤擋土墻為例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分為五種圖式：破裂面交于內(nèi)邊坡；破裂面交于路基面（含三種情況：交于荷載的內(nèi)側(cè)、中部、外側(cè)）；破裂面交于外邊坡。1、破裂面交于內(nèi)邊坡最大主動(dòng)土壓力計(jì)算公式（6-6）~（6-7）；2、破裂角交于路基面（1）破裂面交于荷載中部主動(dòng)土壓力計(jì)算公式（6-9）~（6-10）；,第六章 擋土墻設(shè)

16、計(jì),（2）破裂面交于荷載外側(cè)計(jì)算式（6-11）；（3）破裂面交于荷載內(nèi)側(cè)計(jì)算式（6-12）；3、破裂面交于外邊坡計(jì)算公式（6-13）~（6-14）；其它類型的擋土墻：當(dāng)為路肩墻時(shí)，把式中的a、b取為0；對(duì)于俯斜墻背，傾角取正，垂直取為0，仰斜取為負(fù)；當(dāng)荷載沿路肩邊緣布置時(shí)，取d=0。計(jì)算擋土墻壓力首先是確定產(chǎn)生最大壓力的破裂面，求出破裂角，但這在事先并不知道，必須進(jìn)行試算。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),試算時(shí)，通常先假定

17、破裂面位置通過(guò)荷載中心，算出破裂角，與原定相比較，看是否符合，如此反復(fù)，最后根據(jù)破裂角計(jì)算最大主動(dòng)土壓力。三、大俯角墻背的主動(dòng)土壓力——第二破裂面法出現(xiàn)第二破裂面的條件是：墻背或假想墻背的傾角大于第二破裂面傾角；在墻背或假想墻背上產(chǎn)生的抗滑力大于其下滑力，使破裂棱體不會(huì)沿墻背或假想墻背下滑。一般為避免土壓力過(guò)大，俯斜式擋土墻很少采用平緩背坡，故不易出現(xiàn)第二破裂面。衡重式的上墻或懸臂式擋土墻，因系假想墻背，只要滿足第一個(gè)條件，即

18、出現(xiàn)第二破裂面。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)，首先加以判別；然后再用相應(yīng)的計(jì)算公式。具體做法：先擬定兩組破裂面，按相應(yīng)邊界條件公式算出破裂角，以確定第一破裂面的位置；如與假定相符，再按此邊界條件相對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算第二破裂面傾角；如果墻背傾角大于第二破裂面傾角，表明有第二破裂面出現(xiàn)，應(yīng)按出現(xiàn)第二破裂面的庫(kù)侖公式計(jì)算相應(yīng)土壓力；否則，不會(huì)出現(xiàn)第二破裂面，應(yīng)按一般庫(kù)侖公式計(jì)算土壓力。四、折線形墻背的土壓力計(jì)算對(duì)于這類墻背，以墻背轉(zhuǎn)

19、折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界，分成上墻與下墻，分別按庫(kù)侖方法計(jì)算上、下墻的主動(dòng)土壓力，然后取兩者的矢量和作為墻的土壓力。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（1）上墻土壓力計(jì)算計(jì)算上墻土壓力時(shí)，不考慮下墻的影響，凸形墻背上墻按俯斜墻背計(jì)算其土壓力；衡重式擋墻的上墻，由于衡重臺(tái)的存在，通常將墻頂內(nèi)緣與衡重臺(tái)外緣的連線作為假想墻背，假想墻背與實(shí)際墻背間的土楔體假設(shè)與實(shí)際墻背一起移動(dòng)。計(jì)算土壓力時(shí)，先根據(jù)墻背傾角或假想墻背傾角是否大于第二破裂面傾角，判斷

20、是否出現(xiàn)第二破裂面，如出現(xiàn)第二破裂面，按第二破裂面的主動(dòng)土壓力公式計(jì)算作用于上墻的土壓力；如不出現(xiàn)第二破裂面，以實(shí)際墻背或假想墻背為邊界條件，按一般直線墻背庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算。（2）下墻土壓力計(jì)算常用的方法有兩種：,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),A、延長(zhǎng)墻背法在上墻土壓力算出后，延長(zhǎng)下墻墻背交于填土表面，以此面為假想墻背，根據(jù)延長(zhǎng)墻背的邊界條件，用相應(yīng)的庫(kù)侖公式計(jì)算土壓力，并繪出墻背應(yīng)力分布圖，從中截取下墻部分的應(yīng)力圖作為下墻的土壓

21、力，將上下墻兩部分應(yīng)力圖疊加，即為全墻土壓力。此法誤差較大，但簡(jiǎn)易，應(yīng)用較多。B、力多邊形法在墻背土體處于極限平衡條件下，作用于破裂棱體上的諸力，應(yīng)構(gòu)成矢量閉合的力多邊形。在算得上墻土壓力后，就可繪出下墻任一破裂面力多邊形。利用力多邊形來(lái)推求下墻土壓力，這種方法叫力多邊形法。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),五、粘性土土壓力計(jì)算庫(kù)侖理論只考慮不具有粘聚力的砂性土的土壓力問(wèn)題，迄今為止，尚無(wú)一種切合實(shí)際的有效方法進(jìn)行粘性土的土壓力計(jì)算。

22、只能以庫(kù)侖理論為基礎(chǔ)計(jì)算粘性土主動(dòng)土壓力的近似方法——等效內(nèi)摩阻角法和力多邊形法，計(jì)算粘性土的土壓力。（1）等效內(nèi)摩阻角法這種方法在設(shè)計(jì)粘性土填料的擋土墻時(shí)，將內(nèi)摩阻角與單位粘聚力，換算成較實(shí)有內(nèi)摩阻角值大的等效內(nèi)摩阻角來(lái)代替，然后按砂性土的庫(kù)侖土壓力計(jì)算公式計(jì)算土壓力。等效內(nèi)摩阻角可以按換算前后土的抗剪強(qiáng)度相等或土壓,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),力相等的原則來(lái)計(jì)算，一般是把粘性土的內(nèi)摩阻角增大5~10度，或取等效內(nèi)摩阻角為30~

23、35度。（2）力多邊形法計(jì)算公式（6-34）~（6-37）六、不同土層的土壓力計(jì)算采用近似的計(jì)算方法，首先求得上一土層的土壓力及其作用點(diǎn)高度，并近以地假定：上下兩土層層面平行；計(jì)算下一土層時(shí)，將上一土層視為均布荷載，按地面為一平面時(shí)的庫(kù)侖公式計(jì)算，然后截取下一土層的土壓應(yīng)力圖形為其土壓力。計(jì)算公式見(jiàn)（6-38）~（6-39）；七、有限范圍填土的土壓力計(jì)算如果擋土墻修在陡坡的半路堤上，或者山坡土體有傾向,第六章 擋土墻

24、設(shè)計(jì),路基的層面，則墻后存在著已知坡面或潛在滑動(dòng)面，當(dāng)其傾角陡于由計(jì)算求得的破裂面的傾角時(shí)，墻后填料將沿著陡坡面下滑，而不是沿著計(jì)算破裂面下滑，此時(shí)作用在墻上的主動(dòng)土壓力為（6-40）；八、被動(dòng)土壓力計(jì)算用庫(kù)侖土壓力理論計(jì)算的被動(dòng)土壓力，常常有很大的偏于不安全的誤差，因此在許多情況下，式（6-41）是不能采用的。當(dāng)建筑物的設(shè)計(jì)要求考慮土的被動(dòng)抗力時(shí)，應(yīng)對(duì)被動(dòng)土壓力的計(jì)算值進(jìn)行大幅度折減。九、車輛荷載換算及計(jì)算參數(shù)1、車輛荷載換算

25、可將車輛荷載近似地按均布荷載考慮，換算成重度與墻后填料相同的均布土層。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（1）按墻高確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算按公式（6-42a）換算；（2）根據(jù)破裂棱體范圍內(nèi)布置的車輛荷載換算按公式（6-42b）~（6-43）2、計(jì)算參數(shù)（1）填料的計(jì)算內(nèi)摩擦角和重度參照表6-6執(zhí)行；（2）墻背摩擦角參照表6-7執(zhí)行。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第四節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)總則一、擋土墻的荷載組合見(jiàn)表6-8

26、~6-9二、擋土墻的設(shè)計(jì)原則擋土墻的極限狀態(tài)可分為：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。超過(guò)承載能力極限狀態(tài)的表現(xiàn)：A、整個(gè)擋土墻或擋土墻的一部分作為剛體而失去平衡；B、擋土墻構(gòu)件或聯(lián)結(jié)部件因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞，或因過(guò)度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；C、擋土墻結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系或局部喪失穩(wěn)定。超過(guò)正常使用極限狀態(tài)的表現(xiàn)：A、影響正常使用或影響外觀的過(guò)大變形狀態(tài)；B、影響正常使用或耐久性的局部破壞；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì)

27、,C、影響正常使用的其他特定狀態(tài)；①設(shè)計(jì)原則——荷載效應(yīng)的不利組合的設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值，即公式（6-44）；②見(jiàn)P144表6-11,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第五節(jié) 重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算1、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算——式（6-45）2、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算——式（6-46）二、基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承地力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋

28、土墻基底的合力偏心距。1、基礎(chǔ)地面的壓應(yīng)力軸心荷載作用時(shí)，按公式（6-47）計(jì)算；偏心荷載作用時(shí)，先計(jì)算偏心距大小，然后按不同偏心距，分別采用公式（6-49）~（6-50）計(jì)算。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),2、基底合力偏心距基底合力偏心距應(yīng)滿足表6-14要求。3、地基承載力抗力值（1）當(dāng)軸向荷載作用時(shí)，按式（6-51）計(jì)算；（2）當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，按式（6-52）計(jì)算；（3）地基承載力抗力值的規(guī)定當(dāng)擋土墻的基礎(chǔ)寬度大于

29、3米，或埋置深度大于0.5米時(shí)，除巖石地基外，地基承載應(yīng)力抗力值按式（6-53）計(jì)算；（4）當(dāng)不滿足（6-53）的計(jì)算條件時(shí)或計(jì)算結(jié)果出現(xiàn) 時(shí)，可按 計(jì)算。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（5）f值可以根據(jù)不同荷載組合予以提高，參見(jiàn)表6-16；（6）當(dāng)偏心距小于或等于0.333倍基礎(chǔ)底面寬度時(shí)，可根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載應(yīng)

30、力抗力值。三、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算1、強(qiáng)度計(jì)算公式（6-55）；2、穩(wěn)定計(jì)算公式（6-56）；3、當(dāng)偏心距超過(guò)表6-19規(guī)定時(shí)，可以利用公式（6-58）；4、正截面直接受剪時(shí)驗(yàn)算，公式（6-60）；四、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施（1）增加抗滑穩(wěn)定性的方法A、采用傾斜基底B、采用凸榫基礎(chǔ)C、采用人工基礎(chǔ),第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（2）增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法A、展寬墻趾B、改變墻面及墻背坡度C、改變墻身斷面形式（3）

31、提高地基承載力或減小基底應(yīng)力的方法A、采用人工基礎(chǔ) B、采用擴(kuò)大基礎(chǔ)五、衡重式擋土墻設(shè)計(jì)衡重式擋土墻設(shè)計(jì)同重力式擋土墻，但主要考慮折線處的影響。驗(yàn)算墻身截面強(qiáng)度時(shí)，最危險(xiǎn)截面是上下墻分界線以及與上墻土壓力大致平行的斜截面。上墻背實(shí)際土壓力計(jì)算公式（6-63）；斜截面剪應(yīng)力驗(yàn)算公式（6-64）~（6-65）。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第六節(jié) 浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)與一般擋土墻的差別:1、土壓力因填料受浮力影響而降低；

32、2、除作用于一般擋土墻的力系外，尚有動(dòng)水壓力及靜水壓力；3、由于上述兩因素的影響，擋土墻的抗滑動(dòng)與抗傾覆穩(wěn)定性降低。一、浸水擋土墻土壓力計(jì)算（1）填料為砂性土計(jì)算前提：A、浸水前后內(nèi)摩阻角不變；B、破裂面為一平面，由于浸水后破裂面位置的變動(dòng)對(duì)計(jì),第六章 擋土墻設(shè)計(jì),算土壓力的影響不大，因而不考慮浸水的影響；C、浸水部分填料重度采用浮重度。計(jì)算公式（6-66）~（6-69）（2）填料為粘性土粘性土浸水后，內(nèi)摩阻

33、角將降低，將填土上、下部分視為不同性質(zhì)的土層，分別計(jì)算土壓力。先求出計(jì)算水位以上填土的土壓力，然后將上層填土重力作為荷載，計(jì)算浸水部分的土壓力，兩部分的矢量和即為全墻土壓力。二、靜水壓力、動(dòng)水壓力和上浮力的計(jì)算（1）靜水壓力——（6-71）（2）上浮力——式（6-73）（3）動(dòng)水壓力——式（6-74）,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),三、浸水擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算與一般地區(qū)擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算相同，只是驗(yàn)算時(shí)注意考慮浸水擋土墻的受力特點(diǎn)

34、。（1）抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算（2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（3）基底應(yīng)力與合力偏心距驗(yàn)算（4）截面應(yīng)力驗(yàn)算——驗(yàn)算截面位于浸水位以上時(shí)，與一般地區(qū)的擋土墻相同；當(dāng)截面位于浸水位以下時(shí)，應(yīng)把水在該截面的作用力算出，然后計(jì)入上述各項(xiàng)算式。（5）最不利水位的求算——最不利水位是指抗滑穩(wěn)定系數(shù)和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)同時(shí)出現(xiàn)最小值，或其中一個(gè)出現(xiàn)最小值時(shí)的水位。為尋求最不利水位，必須反復(fù)試算。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),用優(yōu)選法（0.618法）求最小穩(wěn)定

35、系數(shù)和最不利水位的步驟：（1）求算H1處的穩(wěn)定系數(shù)K1，K1=0.618Hb；（2）求算與H1對(duì)稱的H2處的K2，K2=0.382Hb；（3）比較K2和K1，若K2>K1，則求算剩余段中與H1對(duì)稱的H3處的K3，H3=H2+Hb-H1=0.764Hb；（4）比較K1和K3，若K3>K1，再求算新剩余段中與H1對(duì)稱的H4處的K4，H4=H2+H3-H1=0.528Hb；（5）再比較K1和K4，若K4>K1，再求

36、H5之K5。如此計(jì)算三五次，并將各試算水位的穩(wěn)定系數(shù)繪成K-Hb曲線，從曲線上找到Kmin，則其相應(yīng)的水位即為最不利水位。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第七節(jié) 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)烈度為8度或以上,設(shè)計(jì)烈度為7度但地基為軟弱粘土或可液化土層，或地震時(shí)可能發(fā)生大規(guī)?；隆⒈捞囟?，需進(jìn)行抗震強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。驗(yàn)算方法一般仍采用以靜力理論為基礎(chǔ)的庫(kù)侖法，區(qū)別在于計(jì)算土壓力時(shí)要考慮重力加速度的影響和水平地震力的作用。一、地震荷載的

37、計(jì)算擋土墻設(shè)計(jì)時(shí),一般只考慮水平地震力，略去豎向地震力。計(jì)算公式（6-76）；二、 地震作用下的土壓力計(jì)算公式（6-78）~（6-79）,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),三、地震條件下?lián)跬翂Φ尿?yàn)算先按一般條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再考慮地震荷載作用進(jìn)行抗震驗(yàn)算。四、一般防震措施1、擋土墻宜采用漿砌片石、混凝土和鋼筋混凝土修筑；2、漿砌片石擋土墻所用砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按非地震地區(qū)的要求提高一級(jí)采用；3、建于軟弱粘土層和可液化土層地基上的擋

38、土墻，可視具體情況采取換土、擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基等地基處理措施；4、墻體應(yīng)以垂直通縫分段，每段長(zhǎng)不宜超過(guò)15米，地基變化或地面標(biāo)高突變處，也應(yīng)設(shè)置通縫；5、盡可能采用重心低的墻身斷面形式；6、墻后填料應(yīng)盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實(shí)，并做好排水設(shè)施。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第八節(jié) 輕型擋土墻輕型擋土墻常用鋼筋混凝土構(gòu)件組成，墻身斷面較小，墻的穩(wěn)定性不是或不完全依靠本身重力來(lái)維持，因而結(jié)構(gòu)輕巧，圬工量省，占地少，有利于機(jī)

39、械化施工。一、 懸臂式擋土墻（1）懸臂式擋土墻的構(gòu)造及適用條件鋼筋混凝土懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，具有3個(gè)懸臂，即立壁、趾板、踵板。能適應(yīng)較松軟的地基，墻高一般在6~9米。（2）懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)①土壓力計(jì)算,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),對(duì)于懸臂式擋土墻，通常采用朗金理論計(jì)算通過(guò)墻踵的豎直面上的土壓力，然后結(jié)合位于該豎直面與墻背間的土重，得到作用于墻上的總壓力。計(jì)算公式（6-80）（6-81）懸臂式擋土墻的土壓力，也可以

40、采用庫(kù)侖方法計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)首先驗(yàn)算是否出現(xiàn)第二破裂面。若出現(xiàn)第二破裂面，計(jì)算時(shí)假定墻踵上所受的垂直力為第二破裂面以下墻踵板以上的土重與主動(dòng)土壓力的豎直分力之和，立壁則承受主動(dòng)土壓力的全部水平分力，土壓力作用于第二破裂面上。②底板寬度計(jì)算墻底板寬度可分為三個(gè)部分：墻趾板寬度、立壁寬度、墻踵板寬度。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),墻踵板寬度：公式（6-82）~（6-86）；墻趾板寬度：式（6-87）~（6-89）；夾塊寬度：與立壁寬度

41、計(jì)算公式相同；底板寬度：公式（6-90）；③底板厚度計(jì)算底板厚度取決于結(jié)構(gòu)要求和截面強(qiáng)度要求。強(qiáng)度要求：主要根據(jù)配筋率及構(gòu)件裂縫寬度控制板的厚度。計(jì)算公式（6-95）（6-96）中，取較大者④立臂厚度計(jì)算取決于結(jié)構(gòu)要求和強(qiáng)度要求。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)要求：立壁頂部最小厚度采用15~25厘米，路肩墻不宜小于20厘米。胸墻一般不做成垂直坡面，通常采用坡率是1：0.02~1：0.05；厚度計(jì)算：按式（6-95）（6

42、-96）取較大者⑤墻身穩(wěn)定性及基底應(yīng)力驗(yàn)算——與重力式擋土墻相同；⑥墻身配筋及裂縫展開寬度計(jì)算二、錨桿擋土墻（1）錨桿擋土墻的構(gòu)造與布設(shè)錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻面和鋼錨桿組成的一種輕型支擋建筑物，靠錨固在穩(wěn)定地層內(nèi)的錨桿對(duì)墻面的水平拉力保持墻身的穩(wěn)定。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),（2）錨桿擋土墻設(shè)計(jì)①主動(dòng)土壓力計(jì)算②擋土板的內(nèi)力計(jì)算——P166③立柱的內(nèi)力計(jì)算假定立柱與錨桿連接處為一鉸支座，把立柱視為承受土壓力的簡(jiǎn)

43、支梁或連續(xù)梁，上端自由，下端視埋置深度、基礎(chǔ)強(qiáng)度、嵌固情況，分別視為自由端、鉸端或固定端。每根立柱在不同高度上所受的土壓應(yīng)力應(yīng)為該高度的單位土壓力乘以立柱間距。④錨桿設(shè)計(jì)為軸心受拉構(gòu)件，按容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)橫斷面。A、錨桿截面設(shè)計(jì)——式（6-101）~（6-102）,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),B、錨桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)——巖質(zhì)邊坡：式（6-103）；半巖質(zhì)邊坡或土質(zhì)邊坡：式（6-104）⑤錨桿與立柱的連接：焊短鋼筋錨固、螺母錨固、彎鉤錨固；

44、,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),第九節(jié) 加筋擋土墻一、概述系由填土、填土中布置筋帶和墻面板三部分組成，它利用加筋與土體的磨擦作用，改善土體的變形條件，提高土體的工程性能。具有如下特點(diǎn)：1、組成加筋土擋土墻的面板和筋帶可以預(yù)先制作，使施工簡(jiǎn)便、快速，節(jié)省勞動(dòng)力；2、加筋土擋土墻是柔性結(jié)構(gòu)物，能適應(yīng)地基的輕微變形和具有較強(qiáng)的抗震能力；3、占地少，造型美觀；4、造價(jià)比較低。,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),二、加筋土擋土墻的構(gòu)造（1

45、）加筋體橫斷面一般情況下宜用矩形，斜坡地段由于地形條件限制可采用倒梯形斷面，在寬敞填方地段，可用正梯形斷面；（2）填料對(duì)填料的基本要求是：A、易于填筑與壓實(shí)；B、能與加筋產(chǎn)生足夠磨擦力；C、水穩(wěn)定性好；D、滿足化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。（3）筋帶筋帶的特性如下：A、抗拉能力強(qiáng)，延伸率小，蠕變小，不易產(chǎn)生脆性破壞；,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),B、與填料之間具有足夠的摩擦力；C、耐腐蝕和耐久性好；D、具有一定的柔性，加工容易，接

46、長(zhǎng)及與墻面板的連接簡(jiǎn)單；E、使用壽命長(zhǎng)，施工簡(jiǎn)便。（4）墻面板其作用是防止填土側(cè)向擠出和傳遞土壓力，以及便于拉筋固定布設(shè)和保證填料、拉筋與墻面構(gòu)成具有一定形狀的整體。要求具有一定的強(qiáng)度，而且有足夠的剛度。（5）基礎(chǔ)一般情況下，只在墻面板設(shè)置條形基礎(chǔ)，宜用現(xiàn)澆混凝,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),土或片石砌筑。三、加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）加筋土擋土墻的破壞形式和穩(wěn)定性要求破壞形式主要有如下幾種：A、由于筋帶裂縫造成的斷

47、裂，其原因是筋帶強(qiáng)度不足；B、由于土和筋帶之間結(jié)合力不足造成的加筋體斷裂；C、因外部不穩(wěn)定造成的破壞。需進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算和外部穩(wěn)定性計(jì)算。內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算包括筋帶的強(qiáng)度驗(yàn)算和抗拔驗(yàn)算，外部穩(wěn)定計(jì)算包括擋土墻沿基底滑動(dòng)驗(yàn)算、基底承載力驗(yàn)算、承載地基與墻后土體的整體滑動(dòng)驗(yàn)算。（2）加筋土擋土墻的內(nèi)部穩(wěn)定性分析,第六章 擋土墻設(shè)計(jì),分析方法包括：應(yīng)力分析法、楔體平衡法、滑裂面法、能量法、剪脹區(qū)法等。最常用的應(yīng)力分析法：①基本

48、假定A、加筋體的破壞模式類似于繞墻頂旋轉(zhuǎn)的剛性墻，在極限荷載作用下，加筋體被筋帶上的最大拉力點(diǎn)的連線分為活動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定性，并采用簡(jiǎn)化的破裂面形式；B、加筋體中的應(yīng)力狀態(tài)，在結(jié)構(gòu)頂部為靜止?fàn)顟B(tài)，隨深度逐步向主動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)變動(dòng)，深度達(dá)到6米以下便是主動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)；C、只有穩(wěn)定區(qū)內(nèi)的筋帶與填土的相互作用產(chǎn)生抗拔阻力。②筋帶拉力計(jì)算式（6-120）~（6-124）筋帶設(shè)計(jì)斷面積（6-125）；筋帶長(zhǎng)度（6-126）,第六章 擋土墻