kA第五章：挡土墙设计4.ppt

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1、kA第五章：挡土墙设计4 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要内容主要内容p第一节第一节 概述概述p第二节第二节 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置p第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p第五节第五节 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计p第六节第六节 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计p第七节第七节 地震地区挡土墙设计地震地区挡土墙设计p第八节第八节 轻型挡土墙轻型挡土墙p第九节第九节 加筋

2、土挡土墙加筋土挡土墙 1 1、挡土墙的定义、挡土墙的定义 挡土墙的定义与的作用挡土墙的定义与的作用 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。河岸壁等。第一节第一节 概述概述按按挡土墙位置挡土墙位置分分:路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。按按挡土墙的墙体材料挡土墙的墙体材料分分:石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡墙，石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡

3、墙，砖砌挡墙，木质挡墙和钢板墙等。木质挡墙和钢板墙等。按按挡土墙的结构形式挡土墙的结构形式分分:重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚杆重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。22、挡土墙的类型、挡土墙的类型第一节第一节 概述概述 挡土墙位置挡土墙位置分分：a a）路肩挡墙、）路肩挡墙、b b）路堤挡墙、）路堤挡墙、c c）路堑挡墙、）路堑挡墙、d d）山坡挡墙）山坡挡墙 第一节第一节 概述概述abdc第一节第一节 概述概述p（1 1）刚性挡土墙）刚性挡土墙本身变形极小，只能发生整体位移本身变形极小，只能发生整

4、体位移重力式悬臂式 锚拉式（锚碇式）扶壁式第一节第一节 概述概述填土填土重力式挡土墙桥面桥面拱桥桥台（2 2）柔性挡土墙）柔性挡土墙本身会发生变形，本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂墙上土压力分布形式复杂锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述p3、新型挡土墙、新型挡土墙自嵌式挡土墙自嵌式挡土墙-主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等，比用于园林景观、高速公路、立交桥和护

5、坡、小区水岸等，比传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。还有哪些？还有哪些？-结构、材料结构、材料第一节第一节 概述概述p挡土墙照片挡土墙照片第一节第一节 概述概述p4、挡土墙的作用、挡土墙的作用路肩墙路肩墙：护肩及改善综合坡度；护肩及改善综合坡度；路堤墙路堤墙：收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑动，收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑动，沿河路堤可防水流冲刷等；沿河路堤可防水流冲刷等；路堑墙路堑墙：减少开挖，降低边坡高度；减少开挖，降低边坡高度；山坡墙山坡墙：支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用；支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用

6、；隧道及明洞口挡墙隧道及明洞口挡墙：缩短隧道或明洞口长度；缩短隧道或明洞口长度；桥梁两端挡墙桥梁两端挡墙：护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。第一节第一节 概述概述p5、各式挡土墙的使用条件、各式挡土墙的使用条件垮塌的重力式挡墙垮塌的重力式挡墙第一节第一节 概述概述6、挡土墙的破坏、挡土墙的破坏垮塌的护坡挡墙垮塌的护坡挡墙第一节第一节 概述概述6、挡土墙的破坏、挡土墙的破坏墙面墙面（墙胸）（墙胸）墙背墙背（俯斜、仰斜、垂直）（俯斜、仰斜、垂直）有直线形墙背和折线形墙背有直线形墙背和折线形墙背之分之分墙顶及护栏墙顶及护栏墙底墙底（墙趾、墙踵）（墙趾、墙踵）11、挡土墙

7、的构造、挡土墙的构造挡土墙的组成示意图挡土墙的组成示意图墙背墙背墙身墙身基础基础墙踵墙踵墙顶墙顶墙面墙面墙趾墙趾基底基底第二节第二节 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置墙墙身身基础基础-p122有具体要求有具体要求 设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。排水设施排水设施-p122有具体要求有具体要求 通常由地面排水和墙身排水两部分组成。通常由地面排水和墙身排水两部分组成。沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝-p123有具体要求有具体要求 为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根

8、据地基地质条件及墙高墙身断面的变化情况，设置沉降缝；为了减少圬工条件及墙高墙身断面的变化情况，设置沉降缝；为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝，须设置伸缩缝。砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝，须设置伸缩缝。第二节第二节 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置11、挡土墙的构造、挡土墙的构造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。墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。纵向布置纵向布置在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后

9、绘成挡土墙正面图。包括：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 1）分段，设伸缩缝与沉降缝；）分段，设伸缩缝与沉降缝；2 2）考虑始、末位置在路基及）考虑始、末位置在路基及 其它结构处的衔接；其它结构处的衔接；3 3）基础的纵向布置；）基础的纵向布置；4 4）泄水孔布置。）泄水孔布置。平面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。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。22、挡土墙布置、

10、挡土墙布置第二节第二节 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置11、作用在挡土墙上的力系、作用在挡土墙上的力系p（1）主要力系）主要力系：挡土墙自重及位于墙上的恒载；挡土墙自重及位于墙上的恒载；墙后土体的墙后土体的主动土压力主动土压力（包括超载）；（包括超载）；基底的支撑力与摩阻力；基底的支撑力与摩阻力；墙前土体的墙前土体的被动土压力被动土压力；浸水墙的常水位静水压力及浮力。浸水墙的常水位静水压力及浮力。p（2）附加力：）附加力：季节性或规律性作用于墙的各种力，季节性或规律性作用于墙的各种力，如波浪冲击、洪水。如波浪冲击、洪水。p（3）特殊力）特殊力：偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等

11、。偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等。图图6-5 6-5 作用在挡土墙上作用在挡土墙上的力系的力系第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算22、挡土墙的移动形式、挡土墙的移动形式（1）墙体外移）墙体外移（2）墙体内移）墙体内移（3）墙体不移动）墙体不移动E Ea a:墙体外移墙体外移,土压力逐渐土压力逐渐减小减小,当土体当土体破坏破坏,达到达到极限平衡状极限平衡状态态时所对应的土压力时所对应的土压力(最小最小)E Ep p:墙体内移墙体内移,土压力逐渐土压力逐渐增大增大,当土体当土体破坏破坏,达到达到极限平衡状极限平衡状态态时所对应

12、的土压力时所对应的土压力(最大最大)墙位移墙位移 与土压力与土压力E关系关系 15%15土压力EEpE0 EaE E0 0:墙体不移动墙体不移动,土压力即是土压力即是土体产生的侧压力土体产生的侧压力第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算33、墙位移与土压力关系、墙位移与土压力关系三种不同性质的土压力三种不同性质的土压力 第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算44、不同类型土压力需满足的条件、不同类型土压力需满足的条件p1）静止土压力：土静止不动）静止土压力：土静止不动p2）主动土压力主动土压力Ea：土推墙土推墙土体达到主动极限平衡状态土体达到主动极限平衡状态p3）被动土压力被动

13、土压力Ep：墙推土墙推土 土体达到被动极限平衡状态土体达到被动极限平衡状态第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算u5、路基挡土墙的土压力考虑、路基挡土墙的土压力考虑1 1）主动土压力与被动土压力的区分：）主动土压力与被动土压力的区分：假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为移动的趋势，则土推墙即为主动土压力主动土压力，墙推土即为，墙推土即为被被动土压力动土压力。2 2）路基挡土墙的土压力考虑：）路基挡土墙的土压力考虑：路基挡土墙路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在一般都有可能有向外的位移或

14、倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑Ea，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。墙趾前土体墙趾前土体的被动土压力的被动土压力Ep一般不计。一般不计。墙背倾斜形式墙背倾斜形式仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜E1 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3 3俯斜俯斜E1 1E2 2E3 3第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算66、不同墙背倾斜形式的土压力大小、不同墙背倾斜形式的土压力大小第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p7、挡土墙的土压力计算理论、挡土墙的土压力计

15、算理论（1）朗肯土压力理论朗肯土压力理论1857年英国学者朗肯（年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空）从研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，又称极限应力法。计算土压力的方法，又称极限应力法。（2）库仑土压力理论库仑土压力理论1776年法国的库伦（年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据极限平衡）根据极限平衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为著力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。名

16、的库伦土压力理论。第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p（3）朗肯理论的基本假设：朗肯理论的基本假设：墙本身墙本身刚性刚性，因此，不考虑墙身的变形；，因此，不考虑墙身的变形；墙后填土墙后填土延伸到无限远处延伸到无限远处，填土表面水平（，填土表面水平（=0）；）；墙背墙背垂直光滑垂直光滑（墙与垂向夹角（墙与垂向夹角=0，墙与土的摩擦角，墙与土的摩擦角=0）。）。无粘性土无粘性土粘性土粘性土第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p（4）库伦理论的基本假设库伦理论的基本假设墙后填土为均匀的墙后填土为均匀的无粘性土无粘性土（c=0），填土表面倾斜（），填土表面倾斜（0）；）；挡土墙挡

17、土墙刚性刚性，墙背倾斜，倾角为，墙背倾斜，倾角为；墙面墙面粗糙粗糙，墙背与土本之间存在摩擦力（，墙背与土本之间存在摩擦力（0）；）；滑动破裂面为通过滑动破裂面为通过墙踵的平面墙踵的平面。（a）（b）（c）库伦主动土压力计算图式第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p（5）分析方法的异同分析方法的异同 朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们各有其不同的基本假定、分析方法和适用条件。各有其不同的基本假定、分析方法和适用条件。共同点共同点：朗肯理论和库伦理论朗肯理论和库伦理论均属于均属于极限状态土压力理论极限状态土压力理论。用

18、这两种理论计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状用这两种理论计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状态下的主动土压力态下的主动土压力Pa和被动土压力和被动土压力Pp。不同点不同点：朗肯理论朗肯理论从土体中从土体中一点一点的极限平衡状态出发，由处的极限平衡状态出发，由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法）；于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法）；库伦理论库伦理论根据墙背与滑裂面之间的根据墙背与滑裂面之间的土楔土楔处于极限平衡，用静处于极限平衡，用静力平衡条件求解（滑动楔体法）力平衡条件求解（滑动楔体法）。第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p（6）适用条件适

19、用条件1）朗肯理论的适用条件）朗肯理论的适用条件根据朗肯理论推导的公式，作了必要的假设，因此有一定的根据朗肯理论推导的公式，作了必要的假设，因此有一定的适用条件：适用条件：填土表面水平（填土表面水平（=0），墙背垂直（），墙背垂直（=0），墙面光滑），墙面光滑（=0）的情况；）的情况；墙背垂直，填土表面倾斜，但倾角墙背垂直，填土表面倾斜，但倾角的情况；的情况；地面倾斜，墙背倾角地面倾斜，墙背倾角(45-/2）的坦墙；）的坦墙；L型钢筋混凝土挡土墙；型钢筋混凝土挡土墙；墙后填土为墙后填土为粘性土或无粘性土粘性土或无粘性土。第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p（6）适用条件适用条件2）

20、库伦理论的适用条件）库伦理论的适用条件下述情况宜采用库伦理论计算土压力下述情况宜采用库伦理论计算土压力：需考虑需考虑墙背摩擦角墙背摩擦角时，一般采用库伦理论；时，一般采用库伦理论；当墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时；当墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时；墙背倾角墙背倾角(45-/2）的俯斜墙；）的俯斜墙；数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或粘性土均可方便使用。粘性土均可方便使用。挡土墙一般采用库伦理论挡土墙一般采用库伦理论破裂面交于内边坡破裂面交于内边坡 挡土墙因路基形式和荷载分布不同土压力有多种计算图式挡土墙因路基形式和荷

21、载分布不同土压力有多种计算图式第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算（1）破裂面交于内边坡）破裂面交于内边坡-适用于路堤或路堑挡土墙适用于路堤或路堑挡土墙 Ea-P127 式式6-688、一般条件下库仑主动土压力计算、一般条件下库仑主动土压力计算破裂面交于路基面：破裂面交于路基面：a)a)交于荷载内侧；交于荷载内侧；b)b)交于荷载中部；交于荷载中部；c)c)交于荷载外侧交于荷载外侧 第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算（2）破裂角交于路基面）破裂角交于路基面-破裂面交与荷载中部破裂面交与荷载中部 b)Ea-式式6-9破裂面交与荷载外侧破裂面交与荷载外侧 c)Ea-式式6-1

22、1破裂面交与荷载内部破裂面交与荷载内部 a)Ea-式式6-12（3）破裂面交于外边坡）破裂面交于外边坡Ea-式式6-13破裂面交于外边坡破裂面交于外边坡 第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算有时土体并不沿墙背滑动，而是沿另一滑动面滑动，这一般是折线有时土体并不沿墙背滑动，而是沿另一滑动面滑动，这一般是折线形重力墙背、悬臂墙墙背或带衡重台的墙背，其倾角大于第二破裂形重力墙背、悬臂墙墙背或带衡重台的墙背，其倾角大于第二破裂面的倾角面的倾角 i i、且墙背面上的抗滑力大于下滑力的情况。、且墙背面上的抗滑力大于下滑力的情况。出现第二破裂面的条件：出现第二破裂面的条件：墙背或假想墙背的倾角墙背

23、或假想墙背的倾角 或或 必须大于第二破裂面的倾角必须大于第二破裂面的倾角 i，即即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现；墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现；在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，即在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，即NRNG，或，或Ex tan(+)E)Ey y+G+G，使破裂棱体不会沿墙背或假想使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。墙背下滑。一般仰斜挡土墙为避免土压力过大，很少采用平缓背坡，不易出现一般仰斜挡土墙为避免土压力过大，很少采用平缓背坡，不易出现 i i的情况，不出现第二破裂面；衡重式挡墙的上墙或悬臂式墙，的情况，不出现第二破裂面；衡重式

24、挡墙的上墙或悬臂式墙，因采用的是假想的墙背，因采用的是假想的墙背，=，只要，只要 i i，即存在第二破裂面。即存在第二破裂面。第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算（4）大俯角墙背的主动土压力）大俯角墙背的主动土压力第二破裂面法第二破裂面法第二破裂面的出现及其计算第二破裂面的出现及其计算 第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算衡重式挡土墙的推导见衡重式挡土墙的推导见P131P133延长墙背法延长墙背法（5）折线形墙背的土压力计算）折线形墙背的土压力计算延长墙背法延长墙背法-P134第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算力多边形法力多边形法-P135 Ea-式式6-29

25、30第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算力多边形法力多边形法等效内摩擦角法等效内摩擦角法D D一般增加一般增加510（P136）力多边形法力多边形法(数解法数解法)P137 Ea-式式6-32（6）粘性土土压力计算）粘性土土压力计算 库仑理论本来只考虑不具有粘聚力的砂性土的土压力问题。库仑理论本来只考虑不具有粘聚力的砂性土的土压力问题。当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土主动土压力，但需要近似，主要有以

26、下近似方法：主动土压力，但需要近似，主要有以下近似方法：第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算（7）不同土层的土压力计算）不同土层的土压力计算 P139 Ea-式式6-38第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算不同土层的土压力计算不同土层的土压力计算9、有限范围填土的土压力计算、有限范围填土的土压力计算P139 Ea-式式6-40第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算有限范围填土的土压力计算有限范围填土的土压力计算10、被动土压力计算、被动土压力计算P139 Ea-式式6-40第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算有限范围填土的土压力计算有限范围填土的土压力计算

27、11、车辆荷载的换算、车辆荷载的换算换算方法：换算方法：换算为对应于墙后填料的一定高度的均布土层。换算为对应于墙后填料的一定高度的均布土层。换算土层高：换算土层高：h0=q/其中：其中：墙高墙高H 2.0m时，时，q=20.0kN/m2；墙高墙高H 10.0m时，时，q=10.0kN/m2；墙高墙高H在在2.0m 10.0m时，时，q内插取用。内插取用。第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算第三节第三节 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算p12、计算参数、计算参数填料的计算内摩擦角和重度填料的计算内摩擦角和重度墙背摩擦角墙背摩擦角第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p1、挡土墙

28、设计一般规定、挡土墙设计一般规定1）挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷程度、）挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷程度、荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素；荷载作用情况、环境条件、施工条件、工程造价等因素；2）应根据墙背渗水合理）应根据墙背渗水合理布置排水沟造物布置排水沟造物。合理设置伸缩缝。合理设置伸缩缝和沉降缝。和沉降缝。3）挡土墙）挡土墙墙背填料墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、粉煤宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、粉煤灰等材料，严谨采用淤泥、膨胀土等；灰等材料，严谨采用淤泥、膨胀土等；4）挡土墙的）挡土墙的顶面顶面不宜占据硬路肩、行车道及路缘带的路基不宜

29、占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围。宽度范围。第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p1、挡土墙设计一般规定、挡土墙设计一般规定5）墙身构造）墙身构造重力式挡土墙的重力式挡土墙的墙背坡度墙背坡度一股采用一股采用1:0.25仰斜，仰斜墙背坡度不宜缓仰斜，仰斜墙背坡度不宜缓于于1:0.3,俯斜墙背坡度一般为俯斜墙背坡度一般为1:0.251:0.4；衡重式或凸折式挡土墙下墙墙背坡度多采用衡重式或凸折式挡土墙下墙墙背坡度多采用1:0.251:0.30仰斜，上墙仰斜，上墙墙背坡度受墙身强度控制，根据上墙高度，采用墙背坡度受墙身强度控制，根据上墙高度，采用1:0.251:0.45俯斜。俯斜。

30、第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p1、挡土墙设计一般规定、挡土墙设计一般规定6）排水措施）排水措施挡土墙排水的作用在于疏干墙后土体和防止地表水下渗后积水，以免挡土墙排水的作用在于疏干墙后土体和防止地表水下渗后积水，以免墙后积水致使墙身承受额外的静水压力；减少季节性冰冻地区填料的墙后积水致使墙身承受额外的静水压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力；消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。冻胀压力；消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。(1)设置地面排水沟，截引地表水；设置地面排水沟，截引地表水；(2)夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下渗，必要夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下

31、渗，必要时可设铺砌层；时可设铺砌层；(3)路堑挡土墙趾前边沟应予以铺砌加固，以防边沟水渗入基础。路堑挡土墙趾前边沟应予以铺砌加固，以防边沟水渗入基础。第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p1、挡土墙设计一般规定、挡土墙设计一般规定7）基础埋置深度）基础埋置深度基础埋置深度应按地基的性质、承载力的要求、冻胀的影响、基础埋置深度应按地基的性质、承载力的要求、冻胀的影响、地形和水文地质等条件确定。挡土墙基础置于土质地基时，地形和水文地质等条件确定。挡土墙基础置于土质地基时，其基础深度应符合下列要求：其基础深度应符合下列要求：(1)基础埋置深度不小于基础埋置深度不小于lm;(2)受水流冲刷时

32、，基础应埋置在冲刷线以下不小于受水流冲刷时，基础应埋置在冲刷线以下不小于lm；(3)路堑挡土墙基础顶面应低于边沟底面不小于路堑挡土墙基础顶面应低于边沟底面不小于0.5m。(4)挡土墙基础置于斜坡地面时，其趾部埋人深度和距地挡土墙基础置于斜坡地面时，其趾部埋人深度和距地面的水平距离应符合下表的要求。面的水平距离应符合下表的要求。第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p1、挡土墙设计一般规定、挡土墙设计一般规定7）基础埋置深度）基础埋置深度第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p2建筑物总体设计资料建筑物总体设计资料为满足枢纽或单体建筑物与路基连接、挡土、水流、为满足枢纽或单体建筑

33、物与路基连接、挡土、水流、防渗排水等各项要求，需要具有与总体设计有关的下防渗排水等各项要求，需要具有与总体设计有关的下述资料：述资料：(1)建筑物的工程等级及设计标准；建筑物的工程等级及设计标准；(2)建筑物总体布置图，并根据总体布置要求确定挡土墙平建筑物总体布置图，并根据总体布置要求确定挡土墙平面和立面的布置及基本尺寸的要求；面和立面的布置及基本尺寸的要求；(3)设计、建成、正常运营及施工期墙前、墙后各种水位；设计、建成、正常运营及施工期墙前、墙后各种水位；(4)根据总体防渗排水要求确定挡土墙需满足的侧向防渗排根据总体防渗排水要求确定挡土墙需满足的侧向防渗排水要求。水要求。第四节第四节 挡土

34、墙的设计原则挡土墙的设计原则p3墙址地形、地质平面图墙址地形、地质平面图 一般挡土墙布置简单，不必专门施测大比例尺。对于下列情况一般挡土墙布置简单，不必专门施测大比例尺。对于下列情况宜有宜有1：5001：200的工程地质平面图：的工程地质平面图：(1)需要在纸上研究布置挡土墙的平面位置地段；需要在纸上研究布置挡土墙的平面位置地段；(2)需要选取不同方向的地形、地质断面，而现场勘测又不需要选取不同方向的地形、地质断面，而现场勘测又不易掌握选准的地段；易掌握选准的地段；(3)挡土墙设计牵涉有关改河、改沟、改移公路、拆迁建筑挡土墙设计牵涉有关改河、改沟、改移公路、拆迁建筑物等需用平面图反映的地段。物

35、等需用平面图反映的地段。第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p4地质横断面图地质横断面图 一般采用一般采用1：200比例尺。测绘时应考虑以下问题：比例尺。测绘时应考虑以下问题：(1)断面间距视地形、地质变化情况而定，以能满足设计、断面间距视地形、地质变化情况而定，以能满足设计、施工的要求为准。在复杂情况下横断面间距采用施工的要求为准。在复杂情况下横断面间距采用5l0m；基；基础标高变化不大的可采用础标高变化不大的可采用10-25m。在墙的两端应适当加密，。在墙的两端应适当加密，以便确定挡土墙起讫位置。以便确定挡土墙起讫位置。(2)横断面宽度、精度除满足路基设计要求外，要考虑计算横断面

36、宽度、精度除满足路基设计要求外，要考虑计算土压力的需要，因此，代表性横断面应较一般断面宽些。土压力的需要，因此，代表性横断面应较一般断面宽些。5、挡土墙的设计原则、挡土墙的设计原则p按按“极限状态分项系数法极限状态分项系数法”进行设计，其设计的极限状态分进行设计，其设计的极限状态分构件构件承载力极限状态和正常使用极限状态承载力极限状态和正常使用极限状态。（1）承载力极限状态）承载力极限状态：1）整个挡土墙或挡土墙的一部分失去刚体平衡）整个挡土墙或挡土墙的一部分失去刚体平衡;2）挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而）挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏，或因超过塑性变形而

37、不适于继续承载；破坏，或因超过塑性变形而不适于继续承载；3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡极限状态分项荷载系数见表极限状态分项荷载系数见表6-11第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则5、挡土墙的设计原则、挡土墙的设计原则p按按“极限状态分项系数法极限状态分项系数法”进行设计，其设计的极限状态分进行设计，其设计的极限状态分构件构件承载力极限状态和正常使用极限状态承载力极限状态和正常使用极限状态。（2）正常使用极限状态）正常使用极限状态：1）影响正常使用或外观变形；）影响正常使用或外观变形；2）影响正常使用的耐久性局部破坏；）影响正常使用的耐久

38、性局部破坏；3）影响正常使用的其他待定状态。）影响正常使用的其他待定状态。极限状态的分项荷载系数除极限状态的分项荷载系数除Ep取取0.5外，其余均取外，其余均取1.0（3）合力偏心距计算时的极限状态）合力偏心距计算时的极限状态分项荷载系数取值同正常使用极限状态。分项荷载系数取值同正常使用极限状态。第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则6、挡土墙的设计荷载，其它见规范、挡土墙的设计荷载，其它见规范 JTG D30第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则7、施加于挡土墙的荷载分类，见表、施加于挡土墙的荷载分类，见表5.4.22第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则8、挡土墙的

39、荷载组合，见表、挡土墙的荷载组合，见表5.4.23第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则第四节第四节 挡土墙的设计原则挡土墙的设计原则p9、挡土墙的荷载分项系数、挡土墙的荷载分项系数1、挡土墙稳定性验算、挡土墙稳定性验算含：含：抗滑稳定性验算抗滑稳定性验算 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算（1）抗滑稳定性验算）抗滑稳定性验算目的：目的：检查基底在土压力、检查基底在土压力、自重等作用下的摩阻力抵自重等作用下的摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。抗挡土墙滑动的能力。第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计（1）抗滑稳定性验算）抗滑稳定性验算-保证基底摩阻力低

40、抗滑移力保证基底摩阻力低抗滑移力第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计（2）抗倾覆稳定性验算）抗倾覆稳定性验算 目的：目的：检查墙身绕检查墙身绕墙趾向外转动倾覆墙趾向外转动倾覆的抵抗能力。的抵抗能力。第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计（2）抗倾覆稳定性验算）抗倾覆稳定性验算保证抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力保证抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计（3）挡土墙稳定性验算要求）挡土墙稳定性验算要求第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计u2、基底应力及合力偏心距验算、基底应力及合力偏心距验算第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计 第五节第五节 挡

41、土墙设计挡土墙设计第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计 第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计p基础的容许承载力基础的容许承载力岩石地基的承载力较高，一般不会产生不均匀沉陷。土质地基岩石地基的承载力较高，一般不会产生不均匀沉陷。土质地基较为复杂，其承载力与地基的物理力学性质、地面形态、基础较为复杂，其承载力与地基的物理力学性质、地面形态、基础埋置深度、基底倾斜度等有关，可根据地质调查、钻探试验及埋置深度、基底倾斜度等有关，可根据地质调查、钻探试验及既有建筑物的调查对比分析确定。如：既有建筑物的调查对比分析确定。如：第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计p基础的容许承载力基础的容许承载力第五节第五节 挡土

42、墙设计挡土墙设计p基础的容许承载力基础的容许承载力为了保证墙身具有足够的为了保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择强度，应根据经验选择12个控制断面进行验个控制断面进行验算，如墙身底部、二分算，如墙身底部、二分之一墙高处、上下墙之一墙高处、上下墙(凸凸形及衡重式墙形及衡重式墙)交界处。交界处。根据公路砖石及混凝土桥涵设计规范的规定，当构件根据公路砖石及混凝土桥涵设计规范的规定，当构件采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利组合采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利组合的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值。3、墙身截面强度验算、墙身截

43、面强度验算验算断面的选择验算断面的选择第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计4、重力式挡土墙设计、重力式挡土墙设计下一页下一页下一页下一页第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计4、重力式挡土墙设计、重力式挡土墙设计第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计下一页下一页下一页下一页后页后页第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计下一页下一页第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计后页后页第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计5、增加挡土墙稳定性的措施、增加挡土墙稳定性的措施（1）增加抗滑稳定性的方法）增加抗滑稳定性的方法 1）设置倾斜基底）设置倾斜基底 2）采

44、用凸榫形基础）采用凸榫形基础第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计5、增加挡土墙稳定性的措施、增加挡土墙稳定性的措施（2）增加抗倾覆稳定性的方法）增加抗倾覆稳定性的方法1）展宽墙趾）展宽墙趾2）改变墙面及墙背坡度）改变墙面及墙背坡度3）改变墙身断面类型）改变墙身断面类型第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计6、衡重式挡土墙设计、衡重式挡土墙设计1）衡重式挡墙）衡重式挡墙属重力式挡墙；衡属重力式挡墙；衡 重台上填土使得墙身重心后移，增重台上填土使得墙身重心后移，增 加了墙身的稳定性；墙胸很陡，加了墙身的稳定性；墙胸很陡，下墙背仰斜，可以减小墙的高度下墙背仰斜，可以减小墙的高度 和土方开挖；但基底面积较小

45、，和土方开挖；但基底面积较小，对地基要求较高。对地基要求较高。2）衡重式挡土墙设计与一般重力式挡土墙相同）衡重式挡土墙设计与一般重力式挡土墙相同。但因为墙背为带有衡重台。但因为墙背为带有衡重台的折线形，所以土压力计算及墙身构造都有其特殊性。的折线形，所以土压力计算及墙身构造都有其特殊性。3）衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙）衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙。当上墙出。当上墙出现第二破裂面时，第二破裂面与上墙墙背之间的填土与墙身一起移动，其现第二破裂面时，第二破裂面与上墙墙背之间的填土与墙身一起移动，其重量应计入墙身自重。重量应计入墙身自重。第五节第五节

46、挡土墙设计挡土墙设计1）浸水的填料受到）浸水的填料受到水的浮力作用水的浮力作用而使土压力减小；而使土压力减小；2）砂性土的）砂性土的内摩擦角内摩擦角受水的影响不大，可认为浸水后不变，但受水的影响不大，可认为浸水后不变，但粘性土浸水后粘性土浸水后抗剪强度抗剪强度显著降低；显著降低；3）墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两）墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两者互相平衡；而者互相平衡；而当有一水位差当有一水位差时，则墙身受到静水压力差所引起时，则墙身受到静水压力差所引起的推力；的推力；4）墙外水位骤然降落，或者墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，）墙外水位骤然降落，或者

47、墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，填料受到填料受到渗透动水压力渗透动水压力。渗水性填料，动水压力一般很小，可略。渗水性填料，动水压力一般很小，可略而不计；而不计；5）墙身受到水的浮力作用，而使其）墙身受到水的浮力作用，而使其抗倾覆及抗滑动稳定性抗倾覆及抗滑动稳定性减弱。减弱。1、考虑因素：、考虑因素：第六节第六节 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计6）墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土分层填筑并夯实，并做分层填筑并夯实，并做好排水设施。好排水设施。7）挡土墙修建在挡土墙修建在设计裂度为设计裂度为8度及度及8度以上的度以上的地震区地震区，以及修筑，以及修筑在地震时可

48、能发生大规模在地震时可能发生大规模滑坡崩塌的地段或软弱地基滑坡崩塌的地段或软弱地基(如软弱粘如软弱粘性土层性土层)、地震强度和稳定性验算。、地震强度和稳定性验算。8）验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受）验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受地震力的作用地震力的作用，将将地震荷载与恒载组合地震荷载与恒载组合，并考虑常年水位的浮力；不考虑季节性，并考虑常年水位的浮力；不考虑季节性浸水的影响，其他外力，包括车辆荷载的作用均不考虑。浸水的影响，其他外力，包括车辆荷载的作用均不考虑。第六节第六节 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计第六节第六节 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计p2、当填料为砂性

49、土时、当填料为砂性土时（1）浸水部分重度采用水中重度；）浸水部分重度采用水中重度；（2）浸水前后的内摩擦角不变；）浸水前后的内摩擦角不变；（3）破裂面为一平面，并且不考虑进水对破裂面的影响。）破裂面为一平面，并且不考虑进水对破裂面的影响。因此，浸水挡土墙因此，浸水挡土墙土压力土压力Eb可采用不可采用不浸水时的浸水时的土压力土压力Ea扣除因浮力影响而扣除因浮力影响而减少的减少的土压力土压力Eb第六节第六节 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计p3、填土为黏性土时、填土为黏性土时由于粘性土浸水后由于粘性土浸水后c值减少明显，要求将上下两部分土层分值减少明显，要求将上下两部分土层分为不同性质的土层进

50、行计算土压力。为不同性质的土层进行计算土压力。先计算水位以上的土压力先计算水位以上的土压力E1；然后再将上层填土重量作为荷；然后再将上层填土重量作为荷载载,计算进水部分的土压力计算进水部分的土压力E2；两部分的矢量为全墙土压力。；两部分的矢量为全墙土压力。1）尽可能采用）尽可能采用重心低的墙身断面形式重心低的墙身断面形式。2）基础尽可能置于）基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层基岩或坚硬的均质土层上；遇有软粘土、饱上；遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时，应采取适当措施进行加固处理。和砂土或严重不均匀地基时，应采取适当措施进行加固处理。3）挡土墙宜采用）挡土墙宜采用浆砌片浆砌片(块块)石石、混