挡土墙设计课件.pptx

1、减少填方量减少刷方防治滑坡节约占地防止冲刷稳定边坡防治滑坡承受土侧压力0.5米反滤层3.5米帽石趾前防护滑动面浆砌片石x:1墙身材料分类适 用 条 件石 砌 式(片石或少筋)砼挡土墙钢筋砼悬臂式钢筋砼扶壁式锚 杆 式锚 定 板 式加 筋 土挡 土 墙桩 板 式 适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。墙高不宜超过12m，干砌挡土墙的高度不宜超过6m。高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙。适用于不宜采用重力式挡土墙的地下水位较高或较软弱的地基上。墙高不宜超过8m。宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过5m。宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高

2、不宜超过15m。宜用于墙高较大的岩质路堑地段。可用作抗滑挡土墙。可采用肋柱式或板壁式单级墙或多级墙。每级墙高不宜大于8m，多级墙的上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。宜使用在缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙，但不应建筑于滑坡、坍塌、软土及膨胀土地区。可采用肋柱式或板壁式，墙高不宜超过10m。肋柱式锚定板挡土墙可采用单级墙或双级墙，每级墙高不宜大于6m，上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。上下两级墙的肋柱宜交错布置。用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙。但不应修建在滑坡、水流冲刷、崩塌等不良地质地段。高速公路、一级公路墙高不宜大于12m，二级及二级以下公路不宜大于20m。当

3、采用多级墙时，每级墙高不宜大于10m，上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。用于表土及强风化层较薄的均质岩石地基、挡土墙高度可较大，也可用于地震区的路堑或路堤支挡或滑坡等特殊地段的治理。2.挡土墙的结构类型挡土墙的结构类型石砌重力式石砌重力式由墙身自重抵抗土压力。由墙身自重抵抗土压力。墙顶墙顶墙面墙面墙背墙背墙踵墙踵墙址墙址墙底墙底 石砌重力式石砌重力式 主要依靠墙自重保持稳定主要依靠墙自重保持稳定,它取材容易它取材容易,结构简单结构简单,施工施工方便方便,但用料多但用料多,体积较大体积较大.片石砼半片石砼半重力式重力式 墙身中加入少量钢筋墙身中加入少量钢筋,以减薄断面以减薄断面,并采用

4、较宽的墙趾。并采用较宽的墙趾。衡重台衡重台 特点是衡重台具有部分卸荷作用特点是衡重台具有部分卸荷作用,利用衡重台上的填土重利用衡重台上的填土重使墙身重心后移使墙身重心后移,增加墙身稳定性。增加墙身稳定性。钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）墙身稳定主要靠踵板上的填土来保证。由立壁趾部和踵部三个悬臂梁组成由立壁趾部和踵部三个悬臂梁组成,墙身稳定主要靠墙身稳定主要靠墙体自重及踵板上的填土重量来保证。墙体自重及踵板上的填土重量来保证。第一节第一节 挡土墙的种类及构造挡土墙的种类及构造18加筋土式加筋土式加筋土式加筋土式第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计拉筋拉筋回填回填山体山体予

5、制的砼面板予制的砼面板 由墙面和抗拉力的拉筋以及填筑的粒状土组合而成。是柔由墙面和抗拉力的拉筋以及填筑的粒状土组合而成。是柔性结构可适应基础有较大的变形。性结构可适应基础有较大的变形。竖竖向予向予应力锚杆式应力锚杆式横向锚杆式横向锚杆式配筋喷射砼面墙配筋喷射砼面墙23m 23m0.30.50.30.5粘性土填料粘性土填料钢筋砼基座hb砌石基座墙身B=B1+2h2tgBhB压力扩散线hbhR坚硬岩石基础B拱形基座换填基座台阶形基座倾斜基底第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至

6、少1米。米。各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h土层土层

7、软软质岩质岩0.61.5弱弱风化硬质岩风化硬质岩 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。

8、米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度

9、及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h岩土岩土类别类别一般硬质岩一般硬质岩 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾

10、石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础

11、埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少

12、1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋

13、置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度:一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.

14、6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度hhLh1h2+-=0-俯斜式垂直式仰斜式凸形折线式衡重式HH1ExGNT基底反力被动土压力EP墙体自重EaEyWO墙上恒载(主动土压力)P静水压力T(基底摩擦力)N(基底法向反力)P2(水的浮力)Wr墙上恒载下滑主动土压力被动土压力上移土向墙推距墙向土推距EEaEoEP=+EaZyHKBAHCEyRZxGEaEx+R90-90-G)cos()sin()cos(sec21)sin(sec21)sin(2122 HBCHBCABG 222221212

15、1 )cos()cos()sin()sin()cos(cos)(cos HKHEaa tgZBZHZEEEExyxayax 31 )sin()cos(破裂面交于内边坡破裂面交于内边坡)sin()cos()sin()sin(GGEa90 0000000000022221212212221212212121BtgAStghaHHhdbabBHahHaAtghaHHhdbabtgHahHahdbHtgtgHaaatgbtgtgHaS )()()()()()()(故故局部荷载位于破坏棱体上破坏棱体上无荷载全部荷载位于破坏棱体上1:m1:m1:mlodbahoHblolodbhohoHHaad 0 02

16、 20 00 00 0 tgctgABtgctgtgtgtg ddE 2a得得令令 墙顶以上墙顶以上填土及均布荷填土及均布荷载向墙背扩散载向墙背扩散压应力方向平压应力方向平行于破裂面行于破裂面;lohoHHhobmdlolohhhhhhhhha+HZxaBZyhEyExEhhh ha-h6bdloLdhoHKaKh6Khh KB2DC190-A122156535430210033)()2366()(3KHahhHhhHhhhhhhHaHdydyZhhyx 土压力作用点位置土压力作用点位置:假想或实际墙背第二破裂面第一破裂面EaADCFiiEy+GExNGNR 计算时把上墙墙后的填料（包括行车荷

17、载）视为均布计算时把上墙墙后的填料（包括行车荷载）视为均布的附加的附加荷荷载，附加荷载对下墙土压力计算的影响范围根据载，附加荷载对下墙土压力计算的影响范围根据上墙计算所得的破裂角上墙计算所得的破裂角1和下墙所得的破裂角和下墙所得的破裂角2确定。确定。2）假设与计算相符后）假设与计算相符后 即可确定计算图式即可确定计算图式 并在手册中选用与并在手册中选用与 该图式相符的公式该图式相符的公式 来计算下墙的土压来计算下墙的土压 力及作用点位置。力及作用点位置。hohE2bodbhaH1HHABd121i2CB第二破裂面土楔E1E2AHHEaEahc砂性土粘性土 RBD CDNAEaHahoMhDbd

18、loWEF-EaECEGR90-90-BDC tghaHHhdbabBhaHhhaHAcccc）（）（）（）（2222121210022 ZGZyBG(G+Ey)ExZxEyB1GGNGTENEETOhtEPBt凸榫基础90-/2htEPBt1BtBt2B1B2EPEyExGZGZyZEPZx 0 )(.yxxyQGZEZEZG 190 eZNZxGZGZPTN1B 2 B 2EExE12yxxyyGNEGZEZEGZZ 2eZBeN )61(12,1BeAN 01011sincos)1.1(xQyQGEWEGN 基地应力分布图B3ZNeN1ZNCD12maxHHhoExZxBEZxZyZyZ

19、yEEyEb3Hb先计算水位线以上土压力先计算水位线以上土压力E1 1。01bbrhhrh)(将水位线以上填料及荷载按浮容重将水位线以上填料及荷载按浮容重r rb b换算成等代均布土层。换算成等代均布土层。计算下墙土压力计算下墙土压力 (计算时要考虑计算时要考虑值的降低）。值的降低）。rKHhKrHKrhKHhrEbbbbbb 2222212121)(两部分的矢量和即为全墙土压力。两部分的矢量和即为全墙土压力。hHHhoEbE2E1E2E1hb 21222)tantan()(bbbbwwwHHBHHrVrp P1BHP1PabcdHbHb 2122)tan(tan)(bbHH七七.车车辆辆荷荷

20、载载换换算算及及计计算算参参数数1.车车辆辆荷荷载载换换算算:为为了了计计算算车车辆辆荷荷载载引引起起的的对对挡挡土土墙墙的的附附加加侧侧压压力力,需需近近似似地地将将车车辆辆荷荷载载换换算算为为与与墙墙后后填填料料相相同同的的均均布布土土层层,换换算算方方法法有有rqh 02.010.0 线线性性内内插插按按墙墙高高确确定定的的附附加加荷荷载载强强度度进进行行换换算算,即即根根据据破破裂裂棱棱体体内内布布置置的的车车辆辆荷荷载载进进行行换换算算。重重力力式式刚刚性性挡挡土土墙墙最最不不利利水水位位表表最最不不利利水水位位墙墙的的式式样样一一.概概 述述KHEa221 墙面板墙趾板墙踵板扶肋H

21、GE1EEa cxcKENfK 二二.墙身截面尺寸的拟定墙身截面尺寸的拟定yEGN H HW1G1:0H HWH1:0BBBBBBBB墙踵板宽度计算模式bbho )(032代入式一代入式一hHBBN yEBHBBN )2tan)(3321321mHB eHHNRZNB 2(B2+B3)/2hoBB1BBExZxHHB1EaHHbB3B1沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝墙体伸入堤内墙体伸入堤内0.75米以上米以上 嵌入原地层嵌入原地层0.5(石石)1.5(土土)米米分段长度分段长度分段长度分段长度分段长度分段长度 路堑路堑路堤路堤基底线基底线基底纵向台阶基底纵向台阶,按地形设按地形设置置,高宽比不大

22、于高宽比不大于1:2基础底面标高基础底面标高三.按结构特点分上述挡墙的共同作用是承受墙后填料的侧向土压力。挡土墙的类型 路堤挡土墙：收缩坡脚,防止路基下滑,确保路基稳定;浸水挡土墙：避免路基边坡受水流冲刷;路堑挡土墙：降低边坡高度,减少刷方数量;路肩挡土墙：在需要抬高公路时可减少填方并节约用地;山坡挡土墙：支挡覆盖层或堆积坡体下滑;一.按挡墙的设置位 置和起的作用分石砌挡土墙;(片石或少筋)砼挡土墙;钢筋砼挡土墙;加筋土挡土墙。二.按墙身用料分 重力(衡重)式:主要依靠墙体自重抵抗墙背承受的土压力,墙背仰斜时所 受土压力小,断面较经济;俯斜墙背所受土压力大,但用于墙趾处地面横 坡较大时可减小墙

23、高;衡重式挡墙重心后移,稳定性较好,适用于地形陡 峻而地基条件较好的填方路基挡墙或路堑挡墙。钢筋砼悬臂式:悬臂式由立壁和底板组成,结构自重较轻,需靠踵板上的 填土来保持稳定,趾板可增加抗倾覆能力及减少基底压应力,立壁则作 为单悬臂构件抵抗土压力。锚定式:由钢筋砼墙面及锚固构件两部分组成,属轻型挡墙.按锚固的方 式不同,又可分为锚杆式、锚定板式及桩板式等。前二者靠锚入稳定 地层中的钢杆或埋入填料稳定区内的锚定板产生抗拔力来稳定墙体，后者用锚固桩埋入地层中,中间用挡土板抵挡墙后土体。加筋土挡墙:是一种由竖直墙面、水平拉筋和墙内填料三部分组成的加 筋体,通过筋土间的相互摩擦,加筋体形成复合的墙体结构

24、而保持稳定。挡土墙的构造 一.明确挡土墙排水的目的、具体做法与要求。前者是要 疏干墙后土体。避免由于墙后积水形成的静水、冻胀及膨胀压力。后者则需1.做好地表排 水，防止地面水下渗。可采取设截水沟、填土表面设隔水层、墙前边沟铺 砌加固等措施。2.做好墙身排水,主要是设置泄水孔、反滤层、隔水层、以 及非透水性填料墙背需设置厚30cm的砂卵石连续排水层等排水构造。二.基础 了解基础的形式及埋置深度这两方面的要求。基础有天然地基、换填 扩大基础、钢筋砼底板、倾斜基地、台阶形及拱形等。对于扩大基础基底的 拓宽应符合刚性角的要求,对于倾斜基底,其倾斜度为 1:0.1(0.2)。基础是台阶形的,其高宽比不大

25、于2:1,台阶宽不小于0.5米.台阶形埋置深度应按天然地面为土质或岩质两种情况来考虑。对岩质地基应满足基础嵌入岩层的具体要求。主动土压力的计算三.重力式挡墙墙身构造。包括墙面及墙背坡度、墙顶宽度、护拦设置等几 项规定。挡土墙的构造可分为墙身、基础、填料、排水及沉降伸缩接缝等几方面 一.搞清库仑主动土压力的计算原理和适用条件，假定墙后填料为均质散粒体,即土体无粘性;当墙向外移动或倾转时,墙后土体会沿通过墙踵的破裂面 和与墙背的接触面这两个平面下滑;把墙和滑动土楔视作刚性体,根椐静力 平衡条件,可推导出土楔处于极限平衡状态时给予墙背的土压力Ea。二.运用土压应力分布图进行土压力计算。tgZBZdy

26、dyZEEEEKKKKHExyhhyxayaxa sin cos )sin()cos()tantan 2100112）（）（得得由作土压应力分布图求由作土压应力分布图求（一.包括滑动和倾覆稳定、基底应力及偏心距和墙身截面强度等方面的验算。主动土压力的计算 三.衡重式(凸形墙背)上墙土压力的计算:明确第二破裂面法的概念及出现 第二破裂面的条件。四.衡重式(凸形墙背)全墙土压力的计算:土压力计算分上下墙两部份,分开计算 各自的土压力,然后取两者的矢量和作为全墙的土压力。下墙计算方法有 附加荷载法、延长墙背法等,应明确相应的计算原理。五.粘性土土压力的计算有等效内摩擦角法及力多边形法两种。等效内摩擦

27、角 法是按换算前后土的抗剪强度相等或土压力相等的原则来计算D。力多边 形法应用库仑理论进行土压力计算公式推导时作了两点假设,其一不考虑垂直 裂缝区深度hc范围内的土压力;其二破裂面上土的抗剪强度由土的内摩擦力 tg及粘聚力c 组成,即考虑了破裂面上的粘结力对计算结果的影响。六.浸水挡土墙的土压力计算:应考虑与一般挡墙土压力计算的不同点:浸水后填 料容重改用浮容重;砂性土值不变,但粘性土则显著降低;填料内部出 现渗流时,要计入动水压力。挡土墙验算 二.作用在挡墙上的荷载类型有三大类:永久荷载、可变荷载及偶然荷载。三.抗滑稳定性项目:验算基底摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。验算时要计算Kc,Kc=1.

28、3,并需满足滑动稳定方程的要求。增加抗滑稳定性的常用措施有:采 用倾斜基底;设置凸榫;采用人工换填基础等。四.抗倾覆稳定性项目:验算抵抗墙身绕墙趾向外倾覆的能力。同样要计算Ko,Ko=1.5,并符合倾覆稳定方程的要求。增加抗倾覆稳定性的常用措施有:展宽 墙趾改变墙面或墙背的坡度；改变墙身断面类型，如改用衡重式等。六.浸水挡土墙验算:与一般挡墙相比不同是在浸水挡土墙上有附加的作用力系,三种附加作用力:静水压力;动水压力;浮力。踵板宽度计算依据:墙踵板宽度B3 3 是根据挡土墙抗滑稳定性要求确定的。趾板宽度确定;趾板宽B1 1除高墙受倾覆稳定系数Ko控制外,一般由地基 应力或偏心距确定。五.偏心距项目:避免因地基过度不均匀沉降而引起的墙身倾斜。基底应力验算 项目:避免地基出现过大的下沉。钢筋砼悬臂式轻型挡墙结构断面尺寸设计 挡土墙验算挡土墙的布置 包括横断面布置及纵向布置。横断面布置的内容是确定墙身断面、基础形式和埋置深度，拟定排水设计，指定墙后填料等。纵向布置在墙趾纵断面图上进行，内容有：1.确定挡墙起讫点和长度，2.处理好墙与路基或其它结构物的衔接；3.按地基及地形进行分段，确定断缝位置；4.布置各段挡土墙的基础；5.设计泄水孔；6.对基础标高、挡墙起讫点标高、分段长度及桩号 等进行标注。