《挡土墙设计》PPT课件

第三章 挡土墙设计,概述 挡土墙土压力计算 挡土墙设计,第一节 概述,挡土墙：是用于支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。,挡土墙各部分名称,路堑挡土墙 路堤挡土墙 路肩挡土墙 山坡挡土墙,挡土墙的类型,按照位置分为：,适用场合？,适用条件：用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、减少开挖或防止不良地质地段的边坡滑坡。,路堑挡土墙,适用条件：在陡峻山坡上填筑路堤时，用以支挡路堤下滑，收缩坡脚，减少填方量，保证沿河路堤不受水流冲刷。,路堤挡土墙,适用条件：支挡陡坡路堤下滑，抬高公路，收缩坡脚、减少占地，减少填方量。,路肩挡土墙,山坡挡土墙,适用条件：用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破碎岩层。,重力式挡土墙 锚定式挡土墙 薄壁式挡土墙 加筋土挡土墙,挡土墙的类型,按照结构形式：,重力式挡土墙：依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。分为带衡重台和不带横重台。,适用范围：A、C多用于路肩墙、路堤墙；B、D多用于路堑墙。,适用条件：路肩墙、路堤墙。,衡重式挡土墙：,区别：衡重台上的填土重使墙体重心后移，增加了墙身的稳定。,锚定式挡土墙：由立柱、挡土板和钢锚杆联合组成;由锚杆与岩体之间的锚固力使墙获得稳定。,锚杆式挡土墙,锚定板式挡土墙,适用范围：墙高较大、石料缺乏或挖基因难地区，具有锚固条件，多用于路堑挡土墙。,薄壁式挡土墙：由立壁和底板组成；依靠踵板上的填土重量来保证。,悬臂式,扶壁式：当墙身较高时，沿墙长每隔一定距离设置扶壁，联结墙面板和锺板。,扶壁式,加筋土式挡土墙：由填土、拉筋条以及墙面板组成；通过填土与拉筋间的摩擦力来抵抗土压力。,第2节 挡土墙土压力计算,作用在挡土墙上的力系,主要力系：自重G及墙上的衡载；土压力；基底作用力（N和T）；静水压力和浮力。 附加力：洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。 特殊力：地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。,一般情况下，只考虑主要力系。,分类：静止土压力，主动土压力和被动土压力。,静止土压力：墙体不会发生变形和任何位移，墙背后的土体处于弹性平衡状态。 主动土压力：沿土压力的方向产生位移，土体向下滑动，墙对土体的侧向应力逐渐减小，当土的抗剪强度充分发挥时，土体处于极限平衡状态。 被动土压力：墙体在外力作用下推挤土体，土体向上滑动，墙对土体的侧向应力增大。当使土的抗剪强度充分发挥时，土体处于另一种极限平衡状态。,挡土墙的土压力计算,基本假设： （1）粒间仅有内摩擦力，且均匀、各向同性； （2）滑裂面通过墙踵，且形成破裂棱体； （3）挡土墙及破裂棱体均为刚体。 （4）破裂棱体达到平衡状态。,土压力有多种计算图式。以路堤挡土墙为例，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，荷载的内侧、中部和外侧，以及外边坡。,1.破裂面交于内边坡,在力矢量三角形中，由正弦定理：,Ea是破裂角的函数，通过求导，可得最大土压力公式：,2.破裂面交于路基面,a）交于荷载内侧；b）交于荷载中部；c）交于荷载外侧。,a）交于荷载中部的主动土压力计算,最大土压力时破裂角：,其中：,b）交于荷载外侧,当交于荷载外侧和内侧时，但A0和B0表达式不同：,c）交于荷载内侧,3.破裂面交于外边坡,此时的土压力计算公式为：,最大土压力时破裂角：,第三节 挡土墙设计,挡土墙的布置,（1）位置的选择： 路堑墙：边沟外侧 路肩墙：按路基宽布置，优先选用 路堤墙：墙高和圬工数量显著降低； 山坡墙：设置在基础可靠处。,主要内容：a、选择位置；b、确定断面形式；c、绘制横断面图等,（2）纵向布置： a、确定墙长，起屹点，墙-路基衔接方式； b、分段，确定伸缩缝和沉降缝的位置； c、布置基础。纵坡坡度不宜太大； d、布置泄水孔。间距、数量和尺寸。,（3）横向布置 确定墙身断面、基础形式和埋置深度。,（4）平面布置 高、长的沿河曲线挡土墙须进行平面布置。,（1）墙身构造,挡土墙的构造,a、墙背：直线和折现； b、墙面：平面，坡度与墙背相协调； c、墙顶：宽度，顶帽； d、护栏：地形险峻，过高过长路肩墙的墙顶。,（2）基础 a、基础类型：扩大基础；钢筋混凝土底板；拱形基础；台阶基础。,b、基础埋置深度：土质地基；碎石、砾石和砂类地基；岩石地基；地质不良地段。,（3）排水设施 a、目的：排除地表水，地下水，减少或消除冻胀压力。 b、组成：设置地面排水沟；夯实回填土和地面松土；在路堑挡墙墙趾前铺砌边沟应予以；设置墙身泄水孔。,（4）沉降缝与伸缩缝 a、沉降缝：避免不均匀沉降； b、伸缩缝：避免砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝。 c、缝内填料：胶泥，沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料填塞，沿内、外、顶三方填塞；当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。,挡土墙荷载的计算,荷载组合：一般地区，仅考虑主要力系；浸水地区，考虑附加力；地震地区，考虑地震力,挡土墙设计原则,承载力极限状态： a、挡土墙的整体或部分失去平衡； b、构件或连接部件因材料强度超过而破坏，或因过度塑性变形而不适于继续承载； c、结构变为机动体系或局部失去平衡。,正常使用极限状态： a、影响正常使用或外观变形； b、影响正常使用或耐久性的局部破坏，例如裂缝； c、影响正常使用的其它特定状态。,结构重要性系数;,挡土墙稳定性验算,（1）抗滑稳定性分析,土质地基，不陡1:5；岩石地基，不陡于1:3；,设置倾斜基底,增加挡土墙稳定性的措施,（1）增加抗滑稳定性,凸榫的高度按照抗滑稳定性要求设计，高宽比满足污工刚性角要求。,采用凸榫基底,a、展宽墙址；b、改变墙面及墙背坡度；c、改变墙身断面类型；,2.增加抗倾覆稳定性,