边坡支护设计与施工课件.ppt

1、Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论Lanzhou University of Technology8.1.1边坡支护设计与施工的概述边坡支护设计与施工的概述 边坡工程的定义: 房屋建筑、公路和道路桥梁在施工时需开挖的坡体，即为边坡边坡。为保证边坡施工、临坡建筑和公路桥梁等结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、土方开挖与回填，包括勘察、勘察、设计、施工和监测设计、施工和监测等，称为边坡工程。8.1 概述概述第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪

2、论边坡支护分类方法边坡支护分类方法（1）按结构）按结构形式形式分类分类: :按其结构形式和受力特点可分为重力式按其结构形式和受力特点可分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡墙、土钉挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡墙、土钉墙、锚定板式挡墙、框架预应力锚杆挡墙、锚杆挡土墙、悬墙、锚定板式挡墙、框架预应力锚杆挡墙、锚杆挡土墙、悬臂式排桩挡墙、单支点和多支点排桩、抗滑桩等形式臂式排桩挡墙、单支点和多支点排桩、抗滑桩等形式（2）按照建筑）按照建筑材料材料划分划分: :按照建筑材料划分可分为砖、石砌、按照建筑材料划分可分为砖、石砌、混凝土、钢筋混凝土、土体锚固体系等混凝土、钢筋

3、混凝土、土体锚固体系等（3）按照环境）按照环境条件条件划分划分: :按照环境条件可分为一般地区、浸水按照环境条件可分为一般地区、浸水地区和地震区等。地区和地震区等。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论重力式挡土墙扶壁式挡土墙悬臂式挡土墙第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论重力式挡土墙（a）仰斜式 （c）俯斜式 （b）直立式第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工重力式挡土墙示意图Lan

4、zhou University of Technology第第1章章 绪论绪论重力式挡土墙第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工西宁某衡重式挡墙工程Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论扶壁式挡土墙第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工兰州某扶壁式挡墙工程Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论悬臂式挡土墙第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设

5、计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工重力式挡墙俯斜式挡墙直立式挡墙仰斜式挡墙Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.1一般规定一般规定 采用重力式挡墙时，土质边坡高度不宜大不宜大于于10m，岩质边坡高度不宜大于不宜大于12m。对变形有严格要求或开挖土石方可能危及边坡稳定的边坡不宜采用重力式挡墙，开挖土石方危及相邻建筑物安全的边坡不应采用重力式挡墙。重力式挡墙类型应根据使用要求、地形、地质和施工条件使用要求、地形、地质和施工条件等综合考虑确定。8.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设

6、计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计 第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工抗滑稳定性验算抗倾覆稳定性验算增加抗倾覆稳定性的方法基地承载力验算设置凸榫基础墙身承载力验算Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（1）抗滑稳定性验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工nansatt()1.3GEFEGn0cosGGt0sinGGata0sin()EEana0cos()EE图8-3挡墙

7、炕滑移稳定性验算Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（1）抗滑稳定性验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工式中：每延米主动岩土压力合力（kN/m）；挡墙抗滑移稳定系数；挡墙每延米自重（kN/m）；挡墙与墙底水平投影的夹角（）；挡墙底面倾角（）；墙背与岩土的摩擦角（）;挡墙底与地基岩土体的摩擦系数。aEsFG0nansatt()1.3GEFEGn0cosGGt0sinGGata0sin()EEana0cos()EELanzhou University of Technology第第1章章

8、 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（2）抗倾覆稳定性验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工0azftaxf1.6GxE xFE zaxasin()EEazacos()EEfcotxbzf0tanzzb图8-4挡墙抗倾覆稳定性验算Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（2）抗倾覆稳定性验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工式中：挡墙抗倾覆稳定系数；挡墙底面水平宽度（m）；挡墙中心到墙趾的水平距离（m）；岩土压力作用点到墙踵的竖直距离（m）。tFb0 x

9、z0azftaxf1.6GxE xFE zaxasin()EEazacos()EEfcotxbzf0tanzzbLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（3）增加抗倾覆稳定性的方法第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工展宽墙趾改变墙面及墙背坡度改变墙身断面类型在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗倾覆稳定性的常用方法。但在地面横坡较陡处，会由此引起墙高的增加。改缓墙面坡度可增加稳定力臂，改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少土压力。当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立。这时可改变墙身断面类型，如改用

10、卸载台式墙或者墙后假设卸荷板等，以减少土压力并增加稳定力矩。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（4）基地承载力验算作用于基底的合力偏心距e0为：第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工0n2bez0azfaxfnaZGxE ZE XzGEymax0min61GEpepbbmaxa1.2pfLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（4）基地承载力验算在偏心荷载作用下，基底的最大和最小法向应力应满足：在偏心

11、荷载作用下，基底的最大和最小法向应力应满足：第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工式中：为修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；为基底竖向合力对墙趾的力臂(m)；为基底宽度(m)；为合力偏心距(m)；为基础底面边缘的最大压应力设计值；为基础底面边缘的最小压应力设计值；为基础自重设计值和基础上的土重标准值。maxmina2ppfafnzb0eGmaxPminPLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（4）基地承载力验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工当偏心距时，按下式计算：

12、式中：为垂直于力矩作用方向的基础底面边长；为合力作用点至基础底面最大压应力边缘的距离。azmax23EGpl a lamaxP6eb当基础受力层范围内有软弱下卧层时，应验算其顶面压应力。当基础受力层范围内有软弱下卧层时，应验算其顶面压应力。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（5）设置凸榫基础 第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工做法做法目的目的在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体整体利用榫前土体所产生的被动土压力来增加挡土墙的抗滑稳定性抗滑稳定性使应使榫前被动土楔不超过墙趾不

13、超过墙趾增加榫前被动阻力被动阻力使凸榫后缘与墙踵的连线同水平线的夹角不超过不超过角角防止因设凸榫而增大墙背的主动土压力Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（5）设置凸榫基础45。2bTbT1bTbT2b1b212hTEp3第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-5墙底凸榫设置Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（5）设置凸榫基础第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工设置凸榫后的抗滑

14、稳定系数为：当=0(填土表面水平)，=0(墙背垂直)，=0(墙背光滑)时，榫前的单位被动土压力p按朗金（朗金（Rankine）理论计算）理论计算:232sax2TpbhFE2223ptan (45)tan (45)222z Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计（5）设置凸榫基础第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工凸榫宽度凸榫宽度bT根据以下两方面的要求进行计算，取其大者。根据以下两方面的要求进行计算，取其大者。根据凸榫根部截面的抗拉强度抗拉强度计算根据凸榫根部截面的抗剪强度抗剪强度计算式

15、中：ft混凝土抗拉强度设计值（kN/m2）2TpTTtt36hMbffpTTthbfLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论（6）墙身承载力验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工构件受压承载力按下式计算：式中：荷载设计值产生的轴向力；墙体单位长度截面积；砌体抗压强度设计值；高厚比和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数。NfANAfLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工0211 0.0015（6）墙身承载力验算按下式计算按下式计算当

16、3时当3时式中：e按荷载标准值计算的轴向力偏心距，不宜超过0.7y； 构件的高厚比，对矩形截面=H0/h； H0受压构件的计算高度； h轴向力偏心方向的边长； y截面重心到轴向力所在方向截面边缘的距离； 0轴心受压稳定系数：211 12eh201111 12112ehLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论（6）墙身承载力验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工当0.7e0.95y时，除按上式进行验算外，并按正常使用极限状态验算：式中：Nk轴向力标准值； ftk砌体抗拉强度标准值； W截面抵抗矩； e按荷载标准值计算的偏心距，并不宜超

17、过0.7y。tkk1f ANA eWLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论（6）墙身承载力验算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工当e0.95y时，按下式进行计算：式中：ft砌体抗拉强度设计值。（6）受剪承载力按下式计算：式中：V剪力设计值； fv砌体抗剪强度设计值； k恒载标准值产生的平均压应力，但仰斜式挡土墙不考虑其影响，其他符号同上。t1f ANA eWvk0.18VfALanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.3 重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的构造p 重力式挡墙材料可使用浆

18、砌块石、条石、毛石混凝土或素混凝土。块石、条石的强度等级不应低于不应低于MU30，砂浆强度等级不应低于不应低于M5.0；混凝土强度等级不应低于不应低于C15。p 重力式挡墙基底可做成逆坡。对土质地基，基底逆坡坡度不宜大于不宜大于1:10；对岩质地基，基底逆坡坡度不宜大于不宜大于1:5。p 挡墙地基表面挡墙地基表面纵坡大于5%时，应将基底设计为台阶式，其最下一级台阶底宽不宜小于不宜小于1.00m。p 块石或条石挡墙的墙顶宽度不宜小于不宜小于400mm，毛石混凝土、素混凝土挡墙的墙顶宽度不宜小于不宜小于200mm。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou Universi

19、ty of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.3 重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的构造第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工地基情况地基情况最小埋入深度（最小埋入深度（m）距斜坡地面的最小水平距斜坡地面的最小水平距离（距离（m）硬质岩石硬质岩石0.600.601.50软质岩石软质岩石1.001.503.00土质土质1.003.00斜坡地面墙趾最小埋入深度和距斜坡地面的最小水平距离（斜坡地面墙趾最小埋入深度和距斜坡地面的最小水平距离（m）重力式挡墙的基础埋置深度，应根据地基稳定性、地基承载力、冻结深度、水流冲刷情况以及岩石风化程度等因素确定。在土质地基中，基础最小埋置

20、深度不宜小于不宜小于0.50m，在岩质地基中，基础最小埋置深度不宜小于不宜小于0.30m。基础埋置深度应从坡脚排水沟底算起。受水流冲刷时，埋深应从预计冲刷底面算起。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.2.3 重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的构造u 重力式挡墙的伸缩缝间距伸缩缝间距，对条石、块石挡墙宜为20m25m，对混凝土挡墙宜为10m15m。在挡墙高度突变处及与其他建(构)筑物连接处应设置伸缩缝，在地基岩土性状变化处应设置沉降缝。沉降缝、伸缩缝的缝宽宜为20mm30mm，缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料，填塞深度不应小于150mm。

21、u 挡墙后面的填土填土，应优先选择抗剪强度高和透水性较强的填料抗剪强度高和透水性较强的填料。当采用黏性土作填料时，宜掺人适量的砂砾或碎石。不应采用淤泥质土、耕植土、膨胀性黏土等软弱有害的岩土体作为填料。u 挡墙的防渗与泄水布置应根据地形、地质、环境、水体来源及填料等因素分析确定。挡墙后的填土地表应设置排水良好的地表排水系统良好的地表排水系统。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.1 一般规定一般规定悬臂式挡土墙设计的一般规定：（1）钢筋混凝土悬臂式挡土墙宜在石料缺乏、地基承载力较低石料缺乏

22、、地基承载力较低的路堤地段采用。（2）悬臂式挡土墙高度不宜大于不宜大于6m，当墙高大于大于4m时时，宜在墙面板前和墙踵板相交处加纵向肋。8.3 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.1 一般规定一般规定（3）悬臂式挡土墙的基础埋置深度应符合下列要求：1）一般情况下不小于不小于1.0m。2）当冻结深度不大于不大于1.0m时，在冻结深度线以下不小于不小于0.25m（弱冻胀土除外）同时不小于不小于1.0m。当冻结深度大于大于1.0m，不小于不小于1.25m时，还应将基底至

23、冻结线下0.25m深度范围内的地基土换填为弱冻胀土或不冻胀土。3）受水流冲刷时，在冲刷线下不小于不小于1.0m。4）在软质岩层地基上，不小于不小于1.0m。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.1 一般规定一般规定（4）其他规定1）伸缩缝的间距伸缩缝的间距不应小于20m。在基底的地层变化处，应设置沉降缝。伸缩缝和沉降缝可合并设置。其缝宽均采用23cm。缝内填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不得小于0.2m。2）挡土墙上应设置泄水孔泄水孔，按上下左右每隔23m交错布置。孔径一般为50100mm

24、，泄水孔的坡度为4%向墙外为下坡，其进水侧应设置反滤层，厚度不得小于0.3m。在最低一排泄水孔的进水口下部应设置隔水层，在地下水较多的地段或有大股水流处，应加密泄水孔或加大其尺寸，其出水口下部应采取保护措施。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.1 一般规定一般规定（4）其他规定3）当墙背填料为细粒土细粒土时，应在最低排泄水孔至墙顶以下0.5m高度以内，填筑不小于0.3m厚的砂砾石或土工合成材料作为反滤层。反滤层的顶部与下部应设置隔水层。4）墙身混凝土强度等级不宜低于不宜低于C30，受力钢

25、筋直径不应小于12mm。5）墙后填土应在墙身混凝土强度达到设计强度的强度的70%后后方可进行，填料应分层夯实，反滤层应在填筑过程中及时施作。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工初步拟定出试算的墙身截面尺寸，墙高H是根据工程需要确定的；墙顶宽可选用20cm。墙背取竖直面，墙面取1 0.021 0.05斜坡的倾斜面定出立壁的截面尺寸 根据构造要求构造要求，参考以往成功的设计底板在与

26、立臂相接处厚度为1/121/10H而墙趾板与墙踵板端部厚度不小于30cm其宽度B可近似取0.60.8H，当地下水位高或软弱地基地下水位高或软弱地基时，B值应增大。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工cax1.3GKEcax1.0GKE1）墙踵板长度的估算墙踵板长度的确定应以满足墙体抗滑稳定性抗滑稳定性的需要为原则，如图8-6所示，即：当有凸榫时cKaxEG式中：为滑动稳定系数；为底板与地基土之间相互作用的摩擦系数；主动土压力水平

27、分力(kN/m)； 墙身自重力、墙踵板以上第二破裂面(或假想墙背)与墙背之间的土体自重力 Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-6墙踵板长度计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工当立臂墙顶填土面有均布活荷载活荷载q、且立臂面坡度为零时、且立臂面坡度为零时

28、，如图8-6a所示，可将均布荷载q转化为具有墙后填土性质的等代土层厚度h0，并考虑到墙趾板上一般无荷载作用，因而不考虑墙趾板长度B1范围内的抗滑效应抗滑效应，则：ax320()cK EBBHh式中：填土重度(kN/m3)； 均布活荷载q的等代土层厚度(m)；主动土压力竖向分力(kN/m)； 为抗滑安全系数。 为重度修正系数，由于未虑墙趾板及其上部土重对抗滑动的作用，因而将填土的重度根据不同的和提高3%20%，见表8-4。0haxEcKLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8

29、章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工 当立臂墙顶填土面与水平线呈角，立臂面坡的坡度为零时，如图8-6b所示：caxaz331(tan)2K EEBHB 当立臂墙顶填土面与水平线呈角，且立臂面坡的坡度为1:m时，上两式应加上立臂面坡修正长度B3，如图8-6c所示：3112BmHLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工2）墙趾板长度当立臂墙顶填土面有均布活荷载q、且立臂面坡度为零时，如图8-6a所示0H123c00.5(2)0.2

30、5()()HHBBBK式中：0=h0K；H=HK。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（1）墙身截面尺寸的拟定第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工当立臂墙顶填土面与水平线呈角，立臂面坡的坡度为零时，如图8-6b所示：31230.5(tan)0.25()cHBBBBK如果由B=B1+B2+B3计算出的墙体底板基底应力大于修正后的地基承载力特征值fa，即fa；或偏心距eB/6时，应采取加宽基础的方法加大B1，使其满足要求。Lanzhou University of Technology第第1

31、章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（2）土压力计算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工铁路列车活载、公路汽车荷载以及其他地面堆载等按等效的均布荷载等效的均布荷载将其转化为具有墙后填土性质的等代土层厚度h0计算作用于挡土墙上的土压力简化图8-6墙踵板长度计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（2）土压力计算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工按库伦理论计算按库伦理论计算按朗肯理论计算按朗肯理论计算用墙踵下缘与立臂板上边缘连线作为假想墙背，按库仑

32、公式计算，如图8-7所示。此时，墙背摩擦角值取土的内摩擦角，应为假想墙背的倾角；计算W时，要计入墙背与假想墙背之间ADB的土体自重力。用墙踵的竖直面作为假想墙背，如图8-7(b)所示式中：20aa21(1)2hEH KH2tan (452)aKLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（2）土压力计算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工h0H(b)qABDCWCh0H(a)qABD=图8-7悬臂式挡土墙土压力计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪

33、论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（2）土压力计算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工按第二破裂面理论计算按第二破裂面理论计算当墙踵下边缘与立板上边缘连线的倾角大于临界角，在墙后填土中将会出现第二破裂面，则应按第二破裂面理论计算。稳定计算时应记入第二破裂面与墙背之间的土体作用。20a21(1)2bhEH KH2tan (452)cos(452)bK452iiLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计（2）土压力计算第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-8墙背

34、出现第二破裂面的情况Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.1内壁的内力立臂为固定在墙底板上的悬臂梁，主要承受墙后的主动土压力与地下水压力。假定不考虑墙前土压力作用，而立臂厚度较薄，自重可略去不计，立臂按悬臂梁受弯构件计算按悬臂梁受弯构件计算。根据立臂受力情况，如图8-9所示第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-9立壁结构内力计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.1内

35、壁的内力第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工剪力方程剪力方程弯矩方程弯矩方程式中：V1z、M1zz深度立臂截面的剪力(kN/m)、弯矩(kNm/m)； 1、2、1z立臂顶、底面与z深度处的立臂侧压力(kPa/m)12111()(1)2zzz H zV21122112()6zzzMHLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.2墙踵板的内力墙踵板是以立臂底端为固定端的悬臂梁固定端的悬臂梁。墙踵板上作用有第二破裂面(或假想墙背)与墙背之间的土体的自重力、墙踵板自重力、主动土压力的竖直分量

36、、地基反力、地下水浮托力、板上水重和静水压力等荷载作用。在不考虑地下水作用时，其内力计算如图8-10所示。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-10踵板结构内力计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.2墙踵板的内力第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工式中：V2x、M2x距墙踵为x截面处的墙踵板剪力(kN/m)、弯矩(kNm/m)； G钢筋混凝土墙踵板的重度(kN/m3)；h1为墙踵板的厚度(m)；h1立臂高度(m)； 1x、2x出现第二破裂面或假想墙背

37、上土压力的竖直分量(kPa/m)；cx当第二破裂面出现时第二破裂面与墙踵板之间土体自重应力(kPa/m)； 1d、2d墙踵板后缘、前缘处地基压力(kPa/m)；B3墙踵板长度(m)。G1cx1x2x1d2d32xG12x2d2() (1)()2hx B xVhx22x1cx1x2x1d2dcx1x2x1d2d332(2)()6GxxMhBLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.3墙趾板的内力墙趾板的内力计算类似于墙踵板，被视为以立臂底端为固定端的悬臂梁。墙踵板上作用有墙趾板自重、上覆土体自重应力

38、、地基反力等荷载作用。在不考虑地下水作用时，其内力计算如图8-12所示。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-11趾板结构内力计算简图Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.3墙趾板的内力第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Gp3x4x3d4d13xGp3x3d2() (1)()2hx B xVhx2334344343132(2)()()6xGpxxddxxddxxMhB式中：V3x、M3x距墙趾为x截面处的墙趾板剪力(kN/m)、弯矩(kNm/m)； hp墙

39、趾板的厚度(m)； 3x、4x墙趾板上覆土体自重应力(kPa/m)； 3d、4d分别为墙趾板前缘、墙踵板后缘处地基压力(kPa/m)； B1墙趾板长度(m)。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.4凸榫设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工凸榫位置凸榫位置为使榫前被动土压力能够完全形成，墙背主动土压力不致因设置凸榫而增大，必须将整个凸榫置于过墙趾与水平成45-/2角及通过墙踵与水平成角的直线所包围的三角形范围内，如图8-12所示。因此，凸榫位置、高度和宽度必须符合下列要求：B

40、T1BT2BT1min(凸榫前侧距墙趾的最小距离)T1Ttan(45)2BhT2T1TTcosBBBBh1T1min12cot(452)cxK EBBBB BLanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.4凸榫设计（3）凸榫宽度其中：式中：K混凝土受弯构件的强度设计安全系数(取2.65)；MT凸榫所承受的总弯矩(kNm/m)；ft混凝土抗拉设计强度(MPa)。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工TTt3.5KMBfT123TTcx()()22BBhMK ELanzhou Univers

41、ity of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.4凸榫设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工图8-12凸榫的结构设计Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计（1）立臂配筋设计经钢筋计算，已确定钢筋的面积。钢筋的设计则是确定钢筋直径和钢筋的布置。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工项目项目要求要求立臂受力钢筋沿内侧竖直放置竖直放置，一般钢筋直径不小于12mm底部钢筋间距一般采用1

42、00150mm顶端受力钢筋间距不应大于500mm锚固长度锚固长度La一般取(2530)d(d为钢筋直径)水平方向分布钢筋不小于6的，其间距不大于不大于400500mm，截面积不小于立臂底部受力钢筋的10%Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工因立臂承受弯矩越向上越小，可根据材料图将钢筋切断。当墙身立臂较高时，可将钢筋分别在不同高度分两次切断，仅将1/41/3受力钢筋延伸到板顶。钢筋切断部位，应在理论切断点以上再加一钢筋

43、锚固长度，而其下端插入底板一个锚固长度。对于特别重要的悬臂式挡土墙，在立臂的墙面一侧和墙顶，也按构造要求配置少量钢筋或钢丝网，以提高混凝土表层抵抵抗温度变化和混凝土收缩抗温度变化和混凝土收缩的能力，防止混凝土表层出现裂缝。图8-13悬臂式挡土墙配筋Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计（2）底板配筋设计 墙踵板受力钢筋受力钢筋，设置在墙踵板的顶面。受力筋一端插入立臂与底板连接处以左不小于一个锚固长度；另一端按材料图切断，在理论切断点向外伸出一个锚固长度。 墙趾板的受力钢

44、筋，应设置于墙趾板的底面，该筋一端伸人墙趾板与立臂连接处以右不小于不小于一个锚固长度；另一端一半延伸到墙趾，另一半在B1/2处再加一个锚固长度处切断。配筋如图8-13所示。 在实际设计实际设计中，常将立臂的底部受力钢筋一半或全部弯曲作为墙趾板的受力钢筋。立臂与墙踵板连接处最好做成贴角予以加强，并配以构造筋，其直径与间距可与墙踵板钢筋一致，底板也应配置构造钢筋。钢筋直径及间距均应符合有关规范的规定。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢

45、筋混凝土配筋设计（3）裂缝宽度验算悬臂式挡土墙的立臂和底板，按受弯构件设计。除构件正截面受弯承载能力、斜截面承载力需要验算之外，还要进行裂缝宽度验裂缝宽度验算算。其最大裂缝宽度可按下列公式计算：第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工tktesk2eqsptete0s1.1 0.650.87iiiiikskfnddnv dAAAMh A eqskmaxcrste1.90.08dwcE Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边

46、坡支护设计与施工tktesk2eqsptete0s1.1 0.650.87iiiiikskfnddnv dAAAMh A eqskmaxcrste1.90.08dwcE 式中：cr构件受力特征系数，对于钢筋混凝土受弯构件取2.1； 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，当1时，取=1。对直接承受重复荷载的构件，取=1； sk按荷载效应标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力(kN/m2)； Es钢筋弹性模量(kN/m2)； c最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(m)； te按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，当te0.01时，取te=0.01；Lanzhou Unive

47、rsity of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工tktesk2eqsptete0s1.1 0.650.87iiiiikskfnddnv dAAAMh A eqskmaxcrste1.90.08dwcE 式中：ftk混凝土轴心抗拉强度标准值(kN/m2)； Ate有效受拉混凝土截面面积(m2)； As受拉区纵向钢筋截面面积(m2)； deq受拉区纵向钢筋的直径(m)；di为受拉区第i种纵向钢筋的直径(m) ni受拉区第i种纵向钢筋的根数； vi受拉区第i种

48、纵向钢筋的相对粘结特性系数，光面钢筋取0.7，螺纹钢筋取1.0； Mk按荷载效应标准组合计算的弯矩值(kNm)； h0截面的有效高度(m)。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.2 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计8.3.2.5墙身钢筋混凝土配筋设计钢筋面积钢筋面积计算可按下列公式计算：式中：fck混凝土轴心抗压强度标准值(kN/m2)；fy钢筋的抗拉强度设计值(kN/m2)；b为截面宽度，取单位长度(m)；M截面设计弯矩(kNm)。第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工cks02yck0211fMAbhff bhLanzho

49、u University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.3 悬臂式挡土墙的构造悬臂式挡土墙的构造8.3.3.1立臂第第8 8章章 边坡支护设计与施工边坡支护设计与施工悬臂式挡土墙是由立臂、墙趾板和墙踵板三部分组成，为便于施工，立臂内侧（即墙背）做成竖直面，外侧（即墙面）可做成1 0.021 0.05的斜坡，具体坡度值将根据立臂的强度和刚度要求确定。当挡土墙墙高不大时，立臂可做成等厚度。墙顶的最小厚度通常采用20cm。当墙较高时，宜在立臂下部将截面加厚。Lanzhou University of Technology第第1章章 绪论绪论8.3.3 悬臂式挡土墙的构造悬臂式

50、挡土墙的构造8.3.3.2墙趾板和墙踵板 墙趾板和墙踵板一般水平设置水平设置。通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。当墙身受抗滑稳定控制时，多采用凸榫基础。 墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。靠近立臂处厚度一般取为墙高的1/121/10，且不应小于30cm。 墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、基底应力（即地基承载倾覆稳定、基底应力（即地基承载力）和偏心距等条件来确定力）和偏心距等条件来确定，其厚度与墙踵板相同。通常底板的宽度B由墙的整体稳定来决定，一般可取墙高度H的0.60.8倍。当墙后地下水位较高，且地基承载力为很小的软弱地基软弱地基时，