第五章 土压力与土坡稳定性.ppt
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重力式挡土墙(Gravity retaining wall) 1. 依靠墙身自重承受土侧压力 2. 一般用浆砌片石砌筑,在缺乏石料地区或墙身较高时也用混凝土灌注 3. 形式简单、取材容易、施工简便,但对地基的承载能力要求较高 悬臂式挡土墙(Cantilever retaining wall) 1. 采用钢筋混凝土材料、由立臂、墙趾板、墙踵板三部分组成,墙的断面尺寸较小 2. 墙高时立臂下部的弯矩较大,需设置较多钢筋 3. 宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方地段位用 4. 墙高不宜大于7m 扶壁式挡土墙(Counterfortretaining wall ) 1. 当悬臂式挡墙的立臂较高时,沿墙长方向每隔一定距离加一道扶壁把墙面板和墙踵板连接起来,以减小立臂下部的弯矩 2. 扶壁式挡墙宜在石料缺乏、地基承载力较低的地段使用,墙高不宜大于10m。 锚定板挡土墙(Anchored bulkhead retaining wall) 锚定板挡土墙是由钢筋混凝土墙面板和锚杆及锚定板共同组成,靠固定在稳定区的锚定板提供的抗拔力来维持墙体的稳定。 加筋土挡土墙(Reinforced earth retaining wall) 1. 由墙板、拉筋和填料共同组成的挡土结构,由拉筋和填土间的摩阻力来抵抗侧向土压力; 2. 加筋土挡土墙适用于石料缺乏地区,由于其为柔性结构,对地基承载力的要求不高,能适应地基轻微的变形,一般对墙高没有限制。 5.5.2挡土墙的构造与布置 一、挡土墙的构造 挡土墙的组成示意图 (一)墙身 1. 墙背 石砌挡土墙断面形式图 a) 仰斜;b) 垂直;c) 俯斜;d) 凸形折线式;e) 衡重式 2. 墙面 考虑墙趾处地面的横坡度。 3. 墙顶 石砌挡土墙墙顶的最小宽度,浆砌的不小于50cm,干砌的不小于60cm。 为保证交通安全,在地形险峻地段,或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。 4. 护栏 墙顶 墙面 墙背倾角α 护栏 (二)基础 1. 基础形式的选择 挡土墙通常采用浅基础,只有在特殊情况下,才使用桩基。 绝大多数挡土墙的基础直接设置在天然地基上。当地基软弱,墙身较高时,为减少基底压应力,增加稳定性,墙趾可做成台阶,以拓宽基底。 地基为较弱土层时,可用砂砾、碎石、矿渣或石灰土等质量较好的材料换填,以提高地基承载力。 a)扩大基础;b)钢筋混凝土底板;c)台阶形基础; d)拱形基础(纵断面) 2. 基础埋置深度的确定 考虑冲刷线及冻结深度。 (三)排水设施 1. 排水设施的作用 2. 排水设施包括地面排水和墙身排水两部分 泄水孔 (四)沉降缝与伸缩缝 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。 沉降缝与伸缩缝 二、挡土墙的布置 (一)挡土墙的横向布置 主要是在路基横断面图上进行挡土墙位置的选定,确定出是路堑墙、路肩墙、路堤墙或浸水挡墙,并确定断面形式及初步尺寸。 确定挡土墙的起讫点和墙长,选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式。 按地基及地形情况进行分段,确定伸缩缝与沉降缝的位置。 布置各段挡土墙的基础。 布置泄水孔的位置,包括数量、间隔和尺寸等。 (二)挡土墙的纵向布置 5.5.3 挡土墙土压力计算 一、作用在挡土墙上的力系 主要力系: 挡土墙自重及位于墙上的衡载; 墙后土体的主动土压力(包括超载); 基底的支撑力与摩阻力; 墙前土体的被动土压力; 浸水墙的常水位静水压力及浮力。 附加力: 季节性或规律性作用于墙的各种力,如波浪冲击、洪水。 特殊力: 偶然出现的力,如地震力、水面物撞击力等。 作用在挡土墙上的力系 在一般地区,挡土墙设计仅考虑主要力系,在浸水地区还应考虑附加力,而在地震区应考虑地震对挡土墙的影响。各种力的取舍,应根据挡土墙所处的具体工作条件,按最不利的组合作为设计的依据。 二、一般条件下库仑(Coulomb)主动土压力计算 主动土压力(Active earth stress) 被动土压力(Passive earth stress ) 静止土压力(Static earth stress ) 三种不同性质的土压力 路基挡土墙的土压力考虑: 路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆,因此,在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑,且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。墙趾前土体的被动土压力一般不计。 库伦理论的基本假定: (1) 假设墙背填料为均质的散粒体,粒间仅有摩阻力而无粘结力存在。挡土墙和土楔是无压缩或拉伸变形的刚体。 (3) 当墙后土体开始破裂时,土体处于极限平衡状态,破裂棱体在其自重G、墙背反力E和破裂面上反力R的作用下维持静力平衡。 (4)
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