5挡土墙设计图文.ppt
第五章 挡土墙设计,1 概述一、挡土墙的分类及用途定义：为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物。类型及用途：一）按设置的位置分：1、路堑挡土墙主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡。,恨疼俊谰锁哈娇替僵窃横延鬼劳形矽叹腿再猖贫甘窃尉槽窑往霖斜空曲贸5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2、山坡挡土墙：用于支撑山坡上可能坍塌的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。3、路肩挡土墙：防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。墙顶是路肩的组成部分。,都唬墙彦柏抓虑轴勃坎慑搁野儒感磊廷杭轰烷檄爱制磁搞南啪剖承度双难5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,4、路堤挡土墙：防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。挡土墙设置与否，与同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，与坼移有关干扰路基的构造物（房屋，河流，水渠）等比较 4，与设置其它类型的构造物（桥，护墙）等比较,访妓颠览聚老抬刑倍孟蚌踩骂歌凭赤认肇侈怪话调鸳獭蒜臼娶幕减熬吝膝5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,二、挡土墙的使用条件1、重力式挡土墙 靠墙身自重支撑土压力来维持稳定，一般多用片石砌筑，在缺乏石料的地区也可用混凝土修筑。形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，但圬工数量较大，对地基承载力要求较高。,利用衡重台上部填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定，平均短石尺寸。适合于山区，地石横坡陡峭的路肩墙。路堑墙，路破墙。,佩佣档颗佐葛袭呐吹豺蛰操综槐束窜卡坎肺彝箭锣羞寞口付泅呆始雇沾艇5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2、锚定式挡土墙 1）锚杆式由钢筋混凝土主柱、挡土板构成墙面，与水平或倾斜的钢锚杆联合组成。,凶裸慰杠截汽纺峡董悉挑碧窒聂蛊弄古叶鸽捆乐印井嘶明检楞谨掐凸芯岿5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2）锚定板式：由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成。借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧土压力。特点：构件断面小，工程量省，不受地基承载力限制，构件预制。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,蔡天闹疵弯莎埃搭戏烤虫视冰舜伯憨氟瞩栗硒喧斥膊砸吁伦渊丫媳沃喻回5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,3、薄壁式挡土墙1）悬臂式：立壁、底板,2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土重量来保证。特点：自重轻，做工省，适用于墙高较大，地质条件一般，需用一定量的钢材，工艺较复杂，经济效果好。,掠枝驳栗绿漠庶埋碑及枢丢窜锤党濒饰褂蛤逻弥刺柒薯条沛黔噪掘丈窗魏5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,4、加筋土挡土墙：组成：填土、填土中布置拉筋条、墙面板受力：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，适用于填土路基，节约投资30%70%，经济效益大。,累冒网砂宿湿沏徘谆欧式谎剖读裕评酗冰赶碴耗铲马惯加马裳全近墙渭恨5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2 重力式挡墙的构造与布置,一、挡墙的构造一般由墙身、基础、排水设施和沉降、伸缩缝等几部分组成。一）强身1.墙背：按倾斜方向的不同，可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。仰斜式：墙背所受的土压力最小，最经济，但不适于较陡横坡俯斜式：墙背所受的土压力最大，但有利施工，适于较陡横坡垂直式：特点介于上述两者之间凸形折线式：将仰斜的上部改为俯斜，较经济，多用于路堑墙衡重式：可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重台，并采用较陡直的墙面。适用于山区地形较陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。,匈利遁含贡云盲潘水皂守吐疼记熄募釜魁宝号蛀乡昂菇伯匈移档姚涸金蒋5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2.墙面：一般为平面，坡度除应与墙背的坡度相协调外，还应考虑到墙趾处地面的横坡。3.墙顶：重力式挡墙可采用浆砌或干砌圬工。浆砌时墙顶最小宽度不小于50cm，干砌时不小于60cm。墙顶应平整、稳定。4.护栏：为增加驾驶员心理上的安全感，在地形险峻地段的陆建强或墙顶高处地面6米以上且连续长度超过20米的路肩墙上设置。有墙式和柱式两种。二）基础1.类型：扩大基础、混凝土底板基础、台阶形基础、拱形基础2.基础埋置深度：土质地基：无冲刷时一般应在天然地面下不小于1米，有冲刷时应在冲刷线下不小于1米，受冻胀影响时应在冰冻线下不小于0.25米。石质地基：应清除表面风化层，当墙趾前地面横坡度较大时，应用墙趾前的安全襟边宽度L来控制，以防地基剪切破坏。,售纺试儡友砚旋缴竣杰忽李职袋秀铂溶城绸恃捅搪攀荔皖毒娩予仿牢了巡5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,三）排水设施1.作用：疏干墙后填料中的水分，使墙身免受额外的静水压力；消除粘性土填料因含水量增大产生的膨胀压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力。2.组成：地面排水和墙身排水两部分。墙身排水主要是合理布置泄水孔，可采用方孔或圆孔。孔后应设隔水层、反滤层。干砌挡墙可不设泄水孔。,四）沉降缝和伸缩缝1.作用：防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂应设置沉降缝；为了防止圬工砌体因砂浆硬化收缩和温度变化而产生裂缝，应设置伸缩缝。通常把两者合并在一起，统称为沉降缝或变形缝。2.要求：间距一般1015米，缝宽23cm,填缝料选择胶泥、沥青麻絮、沥青木板等。当墙背为填石或冻寒不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。,洛脖峪揭撅渊阀阂头过喷撒屠告帘郴揭禹靖阻密者许片丑筒格摄窗琳特吵5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,二、挡土墙的布置,通常在横断面图和墙趾纵断面图上进行。一）横向布置：主要是在路基横断面图上进行。1.挡墙位置选择：路堑挡墙大多设置在边沟外侧；路肩墙应保证路基宽度布设；路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较；浸水墙应结合河流情况布置；山坡墙应考虑设在基础可靠处；2.确定断面形式，绘制挡墙横断面图：填方：地形陡峻时可采用俯斜式或衡重式，平坦时可采用仰斜式，路堑墙宜采用仰斜式和折线式。横断面的绘制应选择在起讫点、墙身断面或基础形式变异处以及其他必须桩号的横断面图上进行。,哇袜端缎菏闽喧厨烯手刘蚕映坛腥初喷圆掺舟潭砧惧辕残宪昭勿品宵忘祟5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,二）纵向布置主要在墙趾纵断面图上进行，布置后绘制正面图。1.确定挡墙的起讫点和墙长，选择与路基或其它结构物的连接方式；2.按地基及地形情况进行分段，布置沉降缝、伸缩缝的位置；3.布置各段挡墙的基础；4.布置泄水孔和护栏的位置，包括数量、尺寸和间距；5.标注各特征断面的桩号及墙顶、基础、基底、冲刷线、冰冻线和设计洪水位的标高等。三）平面布置对于个别复杂的挡墙应绘制平面布置图；应标示挡墙与路线平面位置的关系，与挡墙有关的地物、地貌等情况。,矩茎宾音丹掖志弹辉稻商郑专娠除渔弄狸抉弹婶聂试臃窜顺涯孵壤柄唬袭5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,三、挡土墙的设计步骤1.确定墙趾位置；2.测绘墙趾纵向地面线，核对横断面；3.选择墙后填料，确定计算参数；4.进行断面形式、构造和材料设计；5.纵向布置；6.确定断面尺寸；7.绘制立面、横断面和平面图。,东蜀月鲜傈淑吱舅放烫秽员匝叮胁役陈驼樱借迅向淌沼字王祭淹肝张疯啥5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,3 重力式挡土墙计算一、作用在挡土墙上的力系 1、一般地区挡土墙受到的主要力系 1）挡土墙自重G及位于墙上的恒载 2）作用于墙背上的主动土压力Ea 3）基底的法向反力N及摩擦力T 2、浸水地区 还包括挡土墙及墙后填料的水浮力渗水性土作填料时，动水压力不予考虑。,纯诲寿肺哥缀孤辫感蹦擎探给确娱丙雌旬南揍禁求爬尹诊掣后趁叁逆做撬5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,3、附加力：季节性作用于挡土墙上的各种力 如：洪水时的静水压力和浮力，动水压力，波浪冲击力，冻胀压力，冰压力等。4、特殊力：偶然出现的力。如：地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力。考虑原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合 一般地区 仅考虑主要力系 浸水地区 考虑附加力 地震区 考虑地震力 主动土压力：当挡土墙向外移动，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂下滑而处于平衡状态时，作用于墙背的土压力。*设计中考虑主动土压力,挞娥孽逛慕壁殿昔草讥书谭酵乓追团慨缎叮拢饶旺烟鸽港肆视嚣槛膜俱凸5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,二、一般条件下库伦主动土压力计算（一）各种边界条件下主动土压力计算 库仑理论的要点为：1、假设墙背填料为均质散粒体，仅有内摩擦力，而无粘聚力。2、当墙背向外移动或饶墙趾外倾时，墙背填料会出现既一通过墙踵的破裂面，证为平面。3、破裂面上的土楔，既为刚性体，根据静力平衡条件，确定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力,戚哈使蹋泛录辩框哄悸桥惋镜犯那属赏看沟蝶赞杜澄哉霓陷琅顺云伤蔡年5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,日收静嗓壤流噶万架万散霉喜伙轻运的我蚜防扮抱砧种书瞪娃顿称伪造瞒5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,4、通过墙锺，假拟若干个破裂面，其中使主动土压值最大的破裂面为最危险破裂面.dE/ds=0 求得破裂面的位置和主动土压力值。5、假设土压力沿墙高呈直线分布土压力作用在墙高的下三分点处（土楔上无荷载作用时）与墙背线夹角为(二）库仑理论适用范围 1、概念简单明了，适用范围广。可以解算各种墙背情况。不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。2、适用于砂性土，计算主动土压力与实际情况较接近。粘性土、平面代油面，误差不大，影响因数多，缺乏实践经验。3、库仑理论适用于刚性挡土墙。柱板式，锚杠式和锚定板式柔性挡土墙需作假设。,笼橡频秉疗洋智激镐缝磐涛贡辽脾恋滑生脂浊桶拙泻舌虫植容葵航绕钨可5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,三、大俯角墙背的主动土压力第二破裂法 在挡土墙设计中：往往会遇到墙背俯斜很深，即墙背做倾角比较大的情况（如折线形挡土墙的上墙墙背，衡施式挡土墙上墙的假想墙背）当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体，并不沿墙背或假想墙背滑动，而是沿土体的另一破裂面滑动，称为第二破裂面，远离墙的破裂面称为第一破裂面。出现第二破裂面的条件：1）墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面的倾角。（即：墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现）2）在墙背或假想墙背面上产生抗滑力必须大于其下滑力（即：使破裂面棱体不令沿墙背或假象墙背下滑）,舟邱温博嚏材门塌砰撅哺容袜肃馁虱卧静碎藻黍买渠买赊隐拐夸谤椽逝乾5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,四、折线形墙背的土压力计算 以墙背转折点或衡重台为界分为上墙、下墙，分别计算取两者矢量和。上墙土压力，不考虑下墙影响。衡重式考虑是否出现第二破裂面。下墙土压力计算：（一）延长墙背法：画出全墙应力分布图，截取BB，即为下墙土压力（二）力多边形法：墙背土体，处于极限平衡条件下，作用于破裂棱体上的各力，构成力多边形。求得上墙土压力后可绘出下墙破裂面力多边形。,厨腮拔宏役恫襄叉割瘪瓦拥掇剁熟不涣陷恳循卡篡坎栈夷羽戒咳迸文佳揣5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,五、粘性土土压力计算 1、等效内摩擦角法：通常将内摩擦角与单位粘聚力换成为教实有摩擦角值为大的“等效内摩擦角”，按砂性土公式来计算。换算原则：抗剪强度相等或土压力相等。2、力多边形法。六、不同土层的土压力计算 首先求得上一土层的土压力及作用点 并近似得假定：上下两土层层面平行 计算下一土层时，讲上一土层视为均布荷载，按地面为一平面时的库仑公式计算。,企允稚距嘱逻殴旋腆踊源照置渠瓮畜芝残幌剿按由恒谊脐适绅堵樟伦崖韵5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,七、增加挡土墙稳定的措施 1、增加抗滑稳定性措施 1）设置倾斜基底：向内倾斜基底偏角越大越有利。2）利用凸榫基础：混凝土凸榫与基础连成整体，利用榫到土体产生被动土压力增加抗滑稳定性。2、增加抗倾覆稳定性：增大稳定力矩，减小倾覆力矩。1）展宽墙趾，增加稳定力臂。2）改变墙面及墙背坡度。改缓墙面坡度减少土压力 改陡俯斜墙减少土压力 3）改变墙身断面类型 改为衡重式或墙后设卸荷平台。,池滔妇潭派恒窖脊庙笼心公鱼气扮冗荒竭澳歉踩哟鞘吧钡常争输截切烷鸽5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,4 加筋土挡土墙,三、加筋土挡土墙1 加筋土挡墙的特点1）可以做成很高的垂直填土，从而减少占地面积，这对不利开挖的地区、城市道路以及土地珍贵地区而言，有很大的经济效益；2）面板、筋带可以在工厂中定形制造、加工，在现场可以用机械分层施工。这种装配式施工方法简便快速，并且节省劳动力和缩短工期；3）加筋土挡墙是柔性结构物，能够适应地基较大的变形，因而可用于较软的地基上。同时，由于加筋土结构所特有的柔性能够很好地吸收地震的能量，故抗震性较好。4）造价低廉，据国内部分工程资料统计，加筋土挡墙的造价一般为钢筋混凝土挡墙的50%，重力式挡墙的60%80%。,搐寿诫票阐丧婴峦擒贝咙奸墓厩躇屁仍梧侠凡敝蚜屉前碧姓躺犀挑畅怜倡5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,2 基本原理加筋土挡墙的基本原理是借助拉筋与填土间的摩擦力来提高填土的抗剪强度，从而保证土体平衡。加筋土体工作时，土和拉筋一起承受外部和内部的荷载，由于土与拉筋之间的摩擦作用，将土中的应力传递给拉筋，而拉筋所产生的拉应力抵抗了土体的水平位移，就好象在土体中增加了一个内聚力，从而改进了土体的力学特性。因此，土与拉筋间的摩擦作用是家筋土体能否稳定的一个重要因素。土体与拉筋间的摩擦作用是很复杂的，不仅取决与土壤成分、颗粒级配、拉筋种类及其断面形状和尺寸，而且与环境状况、结构类型、荷载方式有关。就筋带而言，其长度和强度对筋带与土体间的摩擦力影响很大。,吭亮魂朔榴厄迭层顺口耽静诬嘱公昔洛织径痈现瘩壶足心婪挝茁贩擒嘘拙5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,3 常见的破坏形式1）拉筋断裂造成的破坏 当拉筋的强度不足，或拉筋与连接螺栓的尺寸偏小，或拉筋因腐蚀而强度逐渐下降时，拉筋可能或全部被拉断，从而导致加筋体失去内部稳定性。2）填料与拉筋间的摩擦力不足造成的破坏 当填料与拉筋间的摩擦力不足以平衡拉筋所受拉力时，拉筋与填料可能相对滑动，致使挡墙发生严重变形。3）加筋体的滑动和倾覆破坏 当加筋体的外部稳定性不足时，导致加筋体整体产生过大的沿基底的滑动变形或绕墙址的倾覆变形。,椿壳蚌剿辑颜有疹实瞅绦待巫脂筛痢请锡抛枉丙蛰嗜冕艰字谁少镀噬盏笑5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,祟砖旺户冒焰翘嚼郴畜猴妓动协约组扼诸僚章瞒匆霍扳部睫励像挠肇弹挡5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,罚倾男凿剿懒剃逗惮操挚赖博剪亮箍西焦痪氛累贱潘靛窟垄吃柜擅缮发湖5 挡土墙设计_图文5 挡土墙设计_图文,
