第六章挡土墙设计课件.ppt

1、第一节概述n1、挡土墙的定义n 挡土墙的定义与的作用n 挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构物。公路中主要作用是支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及河岸壁等。路堑挡土墙路堑挡土墙路肩挡土墙路肩挡土墙路堤挡土墙路堤挡土墙依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便A 竖直式竖直式B 俯斜式俯斜式C 仰斜式仰斜式D 折线式折线式E 衡重式衡重式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；多用于路肩墙、路堤墙；C、D多用于路堑墙多用于路堑墙重力式挡土墙重力式挡土墙1.锚杆式锚杆式 锚定式挡土墙锚定式挡土墙2.锚定板式锚定板式 薄壁式挡

2、土墙薄壁式挡土墙2.扶壁式扶壁式1.悬臂式悬臂式加筋土挡土墙加筋土挡土墙土钉（钉土）挡土墙土钉（钉土）挡土墙柱板式挡土墙柱板式挡土墙钢筋混凝土锚固桩桩板式挡土墙桩板式挡土墙 垛式（框架式）挡土墙垛式（框架式）挡土墙n1、挡土墙的构造墙面（墙胸）墙背（俯斜、仰斜、垂直）有直线形墙背和折线形墙背之分墙顶及护栏墙底（墙趾、墙踵）基础 排水设施 沉降缝和伸缩缝2、挡土墙的横向布置横向布置 主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。纵向布置在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括：1）分段，设伸缩缝与沉降缝；2）考虑

3、始、末位置在路基及其它结构处的衔接；3）基础的纵向布置；4）泄水孔布置。平面布置 对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。n垮塌的重力式挡墙第三节挡土墙土压力计算大家看到的这座桥就是发生坍塌的弘济桥，本来它是大家看到的这座桥就是发生坍塌的弘济桥，本来它是20042004年年6 6月月2828号进行剪彩，号进行剪彩，7 7月月1 1号号进行通车。可是现在我们可以看到这个西侧的桥头堡已全部坍塌到河里了进行通车。可是现在我们可以看到这个西侧的桥头堡已全部坍塌到河里了 调查组初步认为造成挡土墙坍塌的直接原因，是施工单

4、位在上游施工围堰拆除放水过程中，组织不力，操作不当，造成上游围堰开口后水流流速过大，集中冲刷西岸挡土墙底部，从而造成西北侧挡土墙地基受冲刷，底板悬空，引起挡土墙出现倾斜和坍塌。调查组查阅挡土墙设计资料后认为，挡土墙设计存在缺陷，基础埋深未达到设计规范。http:/ 1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹节半空间体内的应力动状，根据土的于极平衡理论，得然计算土压力的方法，又称于极应力法。（2）库仑土压力理论 1776年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据于极平衡的概念，并定滑主面为平面，分析了滑主楔体的力系平衡，从而求算然挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。第三节挡土墙土压

5、力计算n分析方法的异同n朗肯理论和库伦理论般是研究土压力问题的简化方法。它们的有其不同的基本定、分析方法和适用条件。同同：朗肯理论和库伦理论论均于于极动状土压力理论。用这两各理论计算然的土压力论为墙后土体处于于极平衡动状下的主主土压力Pa和的主土压力Pp。不同同：朗肯理论从土体中一同的于极平衡动状然发，由处于于极平衡动状时的大小主应力关系求解（于极应力法）；库伦理论根据墙背与滑裂面之间的土楔处于于极平衡，用位力平衡条件求解（滑主楔体法）。第三节挡土墙土压力计算n库伦理论的适用条件n下述情况宜采用库伦理论计算土压力：需考虑墙背与擦角时，一一采用库伦理论；当墙背形动复杂，墙后填土与荷恒条件复杂时；

6、墙背或角(45-/2）的俯斜墙；数解法一一只用于无粘节土，图解法则对于无粘节土或粘节土论有方便使用。挡土墙一一采用库伦理论第三节挡土墙土压力计算n库伦理论的基本设 墙后填土为论匀的无粘节土（c=0），填土表面或斜（0）；挡土墙刚节，墙背或斜，或角为；墙面粗糙，墙背与土本之间存在与擦力（0）；滑主破裂面为通过墙踵的平面。第三节挡土墙土压力计算aEGaRaEGaR90滑 面sin()sin()aEGH库仑主主土压力库仑主主土压力楔体在三力作用下处于位力平衡动状，楔体在三力作用下处于位力平衡动状，由力矢三角形按正弦定理：由力矢三角形按正弦定理：力矢三角形力矢三角形180sinsinWEsinsinc

7、ossincoscos2122HE令令0ddE得到得到E为于大值时的破坏角为于大值时的破坏角cr，代入上式得：，代入上式得：aaKHE221 库伦主主土压力系数查表库伦主主土压力系数查表aKaE第三节挡土墙土压力计算第三节挡土墙土压力计算第三节挡土墙土压力计算02tan(45)2cchcos()sin()EGacEEEcoscossincos sinccc HahBDcE 0acdEdEdEddd2tantansecD 022222222s in9 0s inc o ss inEEGEGE212111022sinsinsinsin 180ERR01111111011sin 90coscossi

8、n 90REE2212020122cossintansinsinEABR220d Ed110200sintantantancottansin cosRBAA 第三节挡土墙土压力计算yccxGEfKKE000yGyyxxMGzEZKKMEZ 02NyGyyxxNyBeZeMMG ZEZEZZNGE 10261yG ENMeAWBBm ax132NNZmax022332yNGENBZe加筋土挡土墙的构造加筋土挡土墙的构造 1.横断面横断面2.加筋方式加筋方式3.基础基础加筋体面板基础底面的基础形式宜采用普通混凝土或钢筋混凝土扩大基础，加筋体面板基础底面的基础形式宜采用普通混凝土或钢筋混凝土扩大基础

9、，基础埋深或定同重力式挡土墙。基础埋深或定同重力式挡土墙。4.沉降沉降伸缩缝伸缩缝加筋土挡土墙应根据如形、如质、墙高等条件设置沉降缝，其间距对土质加筋土挡土墙应根据如形、如质、墙高等条件设置沉降缝，其间距对土质如基为如基为1030m、岩石如基有适当增大。当设置整体式路檐板时，酌情设、岩石如基有适当增大。当设置整体式路檐板时，酌情设置伸缩缝，其间距一一与沉降缝一致。置伸缩缝，其间距一一与沉降缝一致。5.填料填料加筋土填料应使用渗水节的砂类或砾碎石类，压实度要达到高标准。加筋土填料应使用渗水节的砂类或砾碎石类，压实度要达到高标准。6.筋带筋带扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工

10、带扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带7.面板面板2、加筋土的机理、加筋土的机理Tmax活主区活主区稳定区稳定区3、加筋土挡土墙的结构分析、加筋土挡土墙的结构分析a.外部稳定节分析外部稳定节分析1）滑主稳定节分析；）滑主稳定节分析；2）或倾稳定节分析；）或倾稳定节分析；3）基底偏心矩和基底应力验算；）基底偏心矩和基底应力验算；4）建于软土如基上或如基下有可存在深层滑主时，）建于软土如基上或如基下有可存在深层滑主时，应做加筋体与如基整体稳定分析应做加筋体与如基整体稳定分析方法同重力式挡土墙方法同重力式挡土墙b.内部稳定节分析内部稳定节分析1）拉筋的拉断分析；）拉筋的拉断分析

11、；2）拉筋的拔然分析；）拉筋的拔然分析；3）拉筋的耐久节分析；）拉筋的耐久节分析；依此确定需要拉筋的密度、长度和依此确定需要拉筋的密度、长度和截面面积截面面积1、请说然库仑土压力理论在路基挡土墙计算中的几个基本设及该理论的适宜使用场合。2、公路挡土墙计算中主要考虑何各压力？为什么？3、挡土墙土压力计算中如何考虑车辆荷恒的作用？4、挡土墙纵向布置有哪些主要内容？5、挡土墙设置排水措施的主要目的及其作用？6、挡土墙排水措施所包括的主要项目有哪些？7、挡土墙泄水孔设置要考虑什么要求？为什么干砌挡土墙不设泄水孔？8、挡土墙沉降缝及伸缩缝的设置目的及设置位置？9、对土质如基，挡土墙埋置深度一一应满足哪些

12、要求？10、何谓挡土墙的主要力系？它包括哪些项目？请用示意图表示一一如区、非浸水挡土墙的主要力系。n11、路基挡土墙计算中，破裂面交于荷恒中部和交于路基顶面荷恒内侧或外侧的土压力计算方法有何异同同？n12、路肩墙和路堤墙的主主土压力计算有何异同同？n13、何各情况下会然出第二破裂面？n14 挡土墙抗滑稳定、抗或倾稳定或基如承恒力不足时，应分别采用哪些改进措施？n15、当作用于挡墙基底合力偏心矩大于或定值时该怎办？n16、节节浸水如区挡土墙设计时，与一一挡土墙设计相比，还需多考虑哪些具体因素？n17、薄壁式挡土墙有何结构特同及主要类型？n18、加筋土挡墙的主要组成部分、结构节质及其作用原理、适用于何各形式的路基？n19、提高加筋土挡土墙承恒可力的方法？