道路工程 第07章 挡土墙.ppt

挡 土 墙 设 计 第一部分 概 述 一、挡土墙定义 挡土墙是指承受土体侧压力、支撑路基填土或者山坡土体、防止填土或体变形失稳的墙式构造物。 稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。 分类： 按照挡土墙在路基横断面上的位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙、浸水墙、山坡墙及抗滑墙等类型。 二、使用场合 1、路堑挡土墙 山坡陡峭，降低边坡 高度、减少开挖或者 地质不良，防止滑坡。 第二部分 重力式挡土墙构造与布置 一、挡土墙的构造 墙面：平面。 地面较陡：坡度1：0.05到1：0.20 地面平缓：坡度1：0.20到1：0.35 墙顶：最小宽度。 浆砌挡土墙不小于50厘米 干砌不小于60厘米 钢筋混凝土不小于20厘米 护栏：地形险峻地段，过高过长路肩墙的墙顶定设置护栏。 2、基础 类型： 扩大基础 1 地基承载力不足 钢筋混凝土底板 2 地基承载力过小 换填地基 3 软弱土层 台阶基础 4 挡土墙修筑在陡坡上 拱型基础 5 地基有长短缺口或挖基困难 基础埋置深度： 无冲刷时：天然地面以下至少1米 有冲刷时：在冲刷线以下1米 受冻胀影响时：冻胀线以下不小于0.25米 对于岩石地基，应清除表面风化层。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。 3、排水设施 目的： 疏干墙后土体；防止地面水下渗；防止墙后积水形成静水压力等 主要措施： 设置地面排水沟。 夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水及地面水下渗。 路堑挡土墙墙趾到边沟予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。 设置墙身泄水孔，排除墙后水。 当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5m的范围内铺设厚度不小于0.3m的砂卵石排水层。 4、沉降伸缩缝 地基不均匀沉陷引起墙身开裂，即沉降缝；墙体伸缩产生裂缝，即伸缩缝。 根据地形及地质情况：每隔10-15米设一道沉降伸缩缝。 填料：胶泥填塞，沥青麻筋或涂以沥青的木板（渗水量大、冻寒严重地区），当墙背为填石或冻寒不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。 第三部分 挡土墙稳定性验算 一、作用在挡土墙上的力系 作用在挡土墙上的力系，按其作用性质分为主要力系、附加力系和特殊力。 （一）主要力系 1．挡土墙自重G； 2．主动土压力Ea； 3 ．被动土压力Ep； 4．基底的法向反力N及摩擦力T。 （二）附加力系 附加力系是季节性作用于挡土墙的各种力。 （三）特殊力 特殊力是偶然出现的力。 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、土压力计算 主动土压力：当挡土墙向外移动（位移或倾覆）时，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，此时作用于墙背的土压力，用Ea 表示； 被动土压力：当墙向土体挤压移动，土压力随之增大，土体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙的抗力，用Ep 表示； 路基挡土墙一般都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。通常挡土墙前的被动土压力可不计算，当基础埋置较深且地层稳定、不受水流冲刷和扰动破坏时，可计入被动土压力 三、挡土墙的破坏形式 1. 沿基础滑动而造成的破坏； 2. 墙身绕墙趾转动而发生倾覆破坏； 3. 因基础产生过大的或不均匀的沉陷而引起的墙身倾覆； 4. 因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏。 四、挡土墙设计验算项目 五、挡土墙稳定性验算 （一）抗滑稳定性验算 抗滑稳定性用抗滑稳定性系数Kc表示，即抗滑力与滑动力之比。 增加抗滑稳定性的措施： 1. 采用倾斜基底 2. 采用凸榫基础； 3. 更换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系数； 4. 改变墙身断面形式尺寸增大垂直力系。 （二）抗倾覆稳定性验算 用抗倾覆稳定系数K0表示，即对于墙趾的总稳定力矩∑My与总倾覆力矩∑M0之比。 增加抗倾覆稳定性措施： 1. 展宽墙趾； 2. 改变墙面及墙背坡度； 改陡墙背坡度可以减少土压力，改缓墙面坡度可以加大抗倾覆力矩的力臂。 3. 改变墙身断面形式。 就抗倾覆而言，衡重式优于仰斜式，仰斜式又优于俯斜式。 （三）基底应力及合力偏心距验