挡土墙设计培训教材(PPT 46页).ppt
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1、第六章 挡土墙设计,第一节 概述 第二节 挡土墙的构造与布置 第三节 挡土墙土压力计算 第四章 挡土墙设计总则 第五节 重力式挡土墙设计 第七节 地震地区挡土墙设计,第一节 概述,挡土墙是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。,一、挡土墙的用途,挡土墙设置与否,宜于与其工程方案比较确定 1.与移改路线位置进行比较; 2.与填筑或开挖边坡相比较; 3.与拆移有关干扰路基的构造物(房屋、河流、水渠)等比较; 4.与设置其他类型的构造物(桥、护墙)等比较 。,路基在下列情况下宜修建挡土墙: (1)陡坡路段或岩石风化
2、的路堑边坡路段; (2)需要降低路基边坡高度以减少工程量的路段; (3)强化不良地质路段边坡稳定性,防滑坍; (4)防沿河路段水流冲刷; (5)桥梁或隧道与路基的连接路段; (6)节约用地、减少拆迁、少占农田; (7)需要特殊保护的路段(建筑物、生态坏境、文化古迹),二、挡土墙的分类,用于陡峭山坡的路堑底部,降低边破高度、减少开挖、防止地质不良地段的滑坡,(一)按照挡土墙设置的位置,1、路堑挡土墙,2、路肩挡土墙,用于: (1)陡坡路堤,为保证路堤稳定,收缩坡脚; (2)为避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)干扰或防止多占农田; (3)为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。,用于:地形受限,需要
3、收缩坡脚;防止陡坡坡堤下滑。,3、路堤挡土墙,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),4、山坡挡土墙,用于沿河路堤,需要收缩坡脚或防止水流冲淘,5.浸水挡土墙,(二)按照挡土墙的结构形式,依靠墙的自重支撑土压力,形式简单,施工方便,A、B、E多用于路肩墙、路堤墙;C、D多用于路堑墙,(1)重力式挡土墙,1.锚杆式,(2)锚定式挡土墙,2.锚定板式,锚杆式分为钢筋混凝土主栓,挡土板,钢锚杆,构件段石小,工程量省 适用于: 特别适用于地质不良时,石料缺乏,挖基困难,有锚固条件的路基挡土墙,(3)薄壁式挡土墙,2.扶壁式,1.悬臂式,特点:自重轻,做工省,适用于墙高较大,地
4、质条件一般,需用一定量的刚材,经济效果好。,(4)加筋土挡土墙,(5)土钉(钉土)挡土墙,受力:放置拉筋材料,填土压实,通过填土与拉筋间的摩擦作用,把土的侧压力传给拉筋。 特点:柔性结构,对地基变形随意性大,建筑高度大,适用于填土沙基,节约投资30%70%,经济效益大。,(6)柱板式挡土墙,(7)桩板式挡土墙,(8)垛式(框架式)挡土墙 预制件框架内填石,第二节 挡土墙的构造与布置,挡土墙的构造: 1、墙身(墙背、墙面、墙顶、护栏) 2、基础:砌挡土墙之前打的地基,与挡土墙是一整体。 选择形式:正常情况下浅基,特殊情况下桩基 确定埋置深度:与地质条件、水文情况、冻结深度、临近建筑物的基础等因素
5、有关(P122表6-3) 3、排水设施:疏干墙后填料中的水分,免墙身承受额外的静水压力、消除黏性土的膨胀压力、减少冻胀压力 地面排水:防地表水渗入墙背填料 或地基,地面排水沟。 墙身排水:迅速排除墙后积水, 泄水孔。 4、沉降缝与伸缩缝:为防止因 地基不均匀、圬工砌体变化而 引起墙身开裂。,(一)墙身构造,1.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1:0.151:0.25,4)衡重式墙适用于堤墙,也可用于路堑墙。上墙俯斜墙背的坡度1:0.251:0.45,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
6、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2:3,2)俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用1:0.151:0.25,不超过4m的低墙可用垂直墙背,5)其他类型挡土墙的墙背形式可参考有关规范和设计手册,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1:0.051:0.20,矮墙可采用陡直墙面;地面平缓时,一般采用1:0.201:0.35较为经济。,2.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
7、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。,3.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。,4.护栏,(二)基础构造,1.基础类型,1)大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上。,2)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。(a),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
8、;e)拱形基础,3)当地基压应力超过地基承载力过多时,需要的加宽值较大,为避免加宽部分的台阶过高,可采用钢筋混凝土底板。(b),4)地基为软弱土层时,可采用砂砾、碎石、矿渣或灰土等材料予以换填。(c),5)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坚硬岸石时,可设置台阶基础,以减少基坑开挖和节省圬工。(d),6)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。(e),2.基础埋置深度,对于土质地基,基础埋置深度应符合下列要求: (1)无冲刷时,应在天然地面以下至少1m; (2)有冲刷时,应在冲刷线以下至少1m; (3)受冻胀影响时,应在冻结线以下不
9、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。,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。,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。,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。,(三)排水设施,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
10、眼间距一般为23m,对于浸水挡土墙孔眼间距一般1.01.5m,干旱地区可适当加大,孔眼上下错开布置。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,下排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),(四)沉降缝与伸缩缝,设计时,一般将沉降缝与伸缩缝合并设置,沿路线方向每隔1015m设置一道,兼起两者的作用,缝宽23cm,缝内一般可用胶泥填塞,但在渗水量大,填料容易流失或冻害严重地区,则宜用沥
11、青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿内、外、顶三方填塞,填深不宜小于0.15m,当墙后为岩石路堑或填石路堤时,可设置空缝。,干砌挡土墙,缝的两侧应选用平整石料砌筑,使成垂直通缝,圬工:瓦工的旧称。指砌砖盖瓦等工作。以砖、石或者混凝土为主要材料建造的构造物称为圬工结构。 现在圬工是指除钢筋砼(混凝土)、预应力砼、钢结构以外,由纯混凝土或砖石砌体材料建筑的。准确地说圬工就是材料强度不能充分发挥的结构,比如大体积的混凝土,内部混凝土的强度远没得到充分发挥,也就是说材料的实际应力很小,远没达到材料的设计强度。,二、挡土墙的布置,横向布置:确定横断面形式、选择挡土墙位置 纵向布置 (1)确定起讫点
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