第七章挡土墙设计课件

7.1 概述概述 挡土墙（挡土墙（retaining wall）用来支撑天然用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。一种结构物。在工业与民用建筑、水利水电工程、铁在工业与民用建筑、水利水电工程、铁路、公路、桥梁、港口及航道等各类建路、公路、桥梁、港口及航道等各类建筑工程中被广泛地应用。筑工程中被广泛地应用。挡土结构物 概述Rigid wall 1 1）挡土墙按结构型式分）挡土墙按结构型式分：重力式；重力式；悬臂式；悬臂式；扶臂式；扶臂式；锚杆式；锚杆式；加筋加筋土式。土式。a a）仰斜式）仰斜式 b b）直立式）直立式 c c）俯斜式）俯斜式 d d）衡重式）衡重式重力式挡土墙重力式挡土墙挡土墙的类型挡土墙的类型悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙 2 2）挡土墙按建筑材料分：）挡土墙按建筑材料分：砖砌；砖砌；块石；块石；素混凝土；素混凝土；钢筋混凝土。钢筋混凝土。3 3）按其刚度和位移方式分：）按其刚度和位移方式分：刚性挡土墙；刚性挡土墙；柔性挡土墙；柔性挡土墙；临时支撑。临时支撑。刚性挡土墙刚性挡土墙是指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大是指用砖、石或混凝土所筑成的断面较大的挡土墙。由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅发身的挡土墙。由于刚度大，墙体在侧向土压力作用下，仅发身整体平移或转动，本身挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压整体平移或转动，本身挠曲变形则可忽略。墙背受到的土压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力呈三角形分布，最大压力强度发生在底部，类似于静水压力分布。力分布。锚杆锚杆板桩板桩板桩变形板桩变形l 柔性挡土墙l 刚性挡土墙刚性挡土墙T型型预应力预应力刚性加筋刚性加筋圬圬工工式式L型型扶壁扶壁古月堂西侧的挡土墙浆砌块古月堂西侧的挡土墙浆砌块石石挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙加筋土挡墙加筋土挡墙挡土墙形式挡土墙形式-刚性挡土墙刚性挡土墙柔性支护结构锚杆锚杆板桩板桩板桩变形板桩变形板桩上土压力板桩上土压力 实测实测 计算计算板桩板桩锚杆锚杆基坑支撑上的土压力基坑支撑上的土压力变形变形土压力分布土压力分布 挡土墙发生事故的例子挡土墙发生事故的例子山体滑坡山体滑坡延安宝塔面临滑坡威胁延安宝塔面临滑坡威胁垮塌的重力式挡墙垮塌的重力式挡墙垮塌的护坡挡墙垮塌的护坡挡墙失稳的失稳的立交桥立交桥加筋土挡土墙加筋土挡土墙7.2 土压力知识回顾土压力知识回顾由于土体自重、土上荷载或结构物的侧由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。墙后填土的侧向压力。土压力类型土压力类型被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力土压力土压力依据依据挡土墙移动的方向和挡土墙移动的方向和墙后填土的应力状态墙后填土的应力状态3）被动土压力）被动土压力（Passive earth pressure)1）静止土压力）静止土压力（Earth pressure at rest)2）主动土压力）主动土压力（Active earth pressure)岩石拱桥桥台 挡土墙在墙后填土的推力作用下，不发生任何方向的移动或转动时，挡土墙在墙后填土的推力作用下，不发生任何方向的移动或转动时，墙后土体没有破坏，而处于弹性平衡状态，作用于墙背的水平压力称为静墙后土体没有破坏，而处于弹性平衡状态，作用于墙背的水平压力称为静止土压力止土压力E0。例如，地下室外墙在楼面和内隔墙的支撑作用下几乎无位移发生，作例如，地下室外墙在楼面和内隔墙的支撑作用下几乎无位移发生，作用在外墙面上的土压力即为静止土压力。用在外墙面上的土压力即为静止土压力。1 1）静止土压力（静止土压力（E0 0）Eo o工程实例工程实例静止土压力静止土压力 挡土墙在填土压力作用下，向着背离土体方向发生移动或转动时，墙挡土墙在填土压力作用下，向着背离土体方向发生移动或转动时，墙后土体由于侧面所受限制的放松而有下滑的趋势，土体内潜在滑动面上的后土体由于侧面所受限制的放松而有下滑的趋势，土体内潜在滑动面上的剪应力增加，使作用在墙背上的土压力逐渐减小。当挡土墙的移动或转动剪应力增加，使作用在墙背上的土压力逐渐减小。当挡土墙的移动或转动达到一定数值时，墙后土体达到主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的达到一定数值时，墙后土体达到主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力，称为主动土压力土压力，称为主动土压力Ea （土体主动推墙）。（土体主动推墙）。2 2）主动土压力（主动土压力（Ea ）滑裂面滑裂面Ea墙后为主动土压力墙后为主动土压力工程实例工程实例Ep滑裂面滑裂面3 3）被动土压力（）被动土压力（Ep）当挡土墙在较大的外力作用下，向着土体的方向移动或转动时，墙后当挡土墙在较大的外力作用下，向着土体的方向移动或转动时，墙后土体由于受到挤压，有向上滑动的趋势，土体内潜在滑动面上的剪应力反向土体由于受到挤压，有向上滑动的趋势，土体内潜在滑动面上的剪应力反向增加，使作用在墙背上的土压力逐渐增大。当挡土墙的移动或转动达到一定增加，使作用在墙背上的土压力逐渐增大。当挡土墙的移动或转动达到一定数值时，墙后土体达到被动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力，称数值时，墙后土体达到被动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力，称为被动土压力为被动土压力Ep（土体被动地被墙推移）。（土体被动地被墙推移）。工程实例工程实例桥台后为被动土压力桥台后为被动土压力墙前为被动土压力墙前为被动土压力工程实例工程实例n土压力及位移量间的关系土压力及位移量间的关系 +-EoapEaEo oEpn对同一挡土墙，在填土对同一挡土墙，在填土的物理力学性质相同的的物理力学性质相同的条件下条件下有以下规律：有以下规律：n1.1.Ea Eo Epn2.2.p a-a+p在填土表面下任意深度在填土表面下任意深度z 处的处的静止土压力静止土压力强度强度可按下式计算：可按下式计算：由上式可知，静止土压力沿墙高由上式可知，静止土压力沿墙高呈三角呈三角形分布形分布。作用在单位墙长上的静止土压力为：。作用在单位墙长上的静止土压力为：7.2.1 7.2.1 静止土压力的计算静止土压力的计算E0H静止土压力的分布静止土压力的分布静止土压力分布静止土压力分布 土压力作用点土压力作用点三角形分布三角形分布 作用点距墙底作用点距墙底H/3 例例6-16-1计算图计算图 静止土压力沿墙背的分布及其合力的作用点位置如图。静止土压力沿墙背的分布及其合力的作用点位置如图。朗肯土压力理论的假设：朗肯土压力理论的假设：1.挡土墙背面竖直；挡土墙背面竖直；2.墙背光滑；墙背光滑；3.墙后填土面水平。墙后填土面水平。7.2.2 7.2.2 朗肯朗肯土压力理论土压力理论朗肯土压力理论朗肯土压力理论(Rankine,1857)（Rankines earth pressure theory）是根据是根据半空间的应力状态半空间的应力状态和和土的极限平衡条土的极限平衡条件件而得出的土压力计算方法。而得出的土压力计算方法。粘性土粘性土（极限平衡状态（极限平衡状态)无粘性土无粘性土（极限平衡状态（极限平衡状态)1、主动土压力、主动土压力 (3 3)4545o o/2/2Hz(1 1)z z 1 1）无粘性土：无粘性土：EaHn1.1.无粘性土主动土压力强度与无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三成正比，沿墙高呈三角形分布角形分布n2.2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积合力大小为分布图形的面积，即三角形面积n3.3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底H/3处处 2)粘性土的主动土压力强度包括两部分：粘性土的主动土压力强度包括两部分：一部分是由自重引起的土压力强度一部分是由自重引起的土压力强度 ，另另一部分是由粘聚力引起的负侧压力强度一部分是由粘聚力引起的负侧压力强度 。adebcEaH2、被动土压力、被动土压力 当墙受到外力作用而被推向土体时，填当墙受到外力作用而被推向土体时，填土中任意一点的竖向应力土中任意一点的竖向应力 仍不变，仍不变，而水平向应力而水平向应力 x 却逐渐增大，直至出现却逐渐增大，直至出现被被动朗肯状态动朗肯状态。此时，。此时，x 达最大限值达最大限值 p，因，因此此 p 是大主应力，也就是被动土压力强度，是大主应力，也就是被动土压力强度，而而 z 则是小主应力。则是小主应力。由极限平衡条件公式可得由极限平衡条件公式可得无粘性土无粘性土粘性土粘性土z(3 3)(1 1)4545o o/2/2hz z Kp 称为称为朗肯被动土压力系数朗肯被动土压力系数 从以上公式可知：无粘性土的被动土压从以上公式可知：无粘性土的被动土压力强度呈力强度呈三角形分布三角形分布。EpH 从以上公式可知：粘性土的被动土压力从以上公式可知：粘性土的被动土压力强度呈强度呈梯形分布梯形分布。EpH3）绘制挡土墙上的主动土压力、被动土压力沿深度分布图。）绘制挡土墙上的主动土压力、被动土压力沿深度分布图。a)a)主动土压力主动土压力 b)b)被动土压力被动土压力例题分析例题分析【例】有一挡土墙，高有一挡土墙，高6 6米，墙背直立、光滑，墙后填土米，墙背直立、光滑，墙后填土面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图分布图h=6m=17kN/m=17kN/m3c=8kPa=8kPa=20=20o o【解答解答】主动土压力系数主动土压力系数墙底处土压力强度墙底处土压力强度临界深度临界深度主动土压力主动土压力主动土压力作用点主动土压力作用点距墙底的距离距墙底的距离2cKaz0Ea(h-z0)/36m6mhKa-2cKa4 4）绘制挡土墙上的静止土压力、主动土压力、被动土压力沿深度的分布图。）绘制挡土墙上的静止土压力、主动土压力、被动土压力沿深度的分布图。a a）静止土压力）静止土压力 b)b)主动土压力主动土压力 c)c)被动土压力被动土压力几种常见情况下土压力计算几种常见情况下土压力计算n1.1.填土表面有均布荷载填土表面有均布荷载（以无粘性土为例）（以无粘性土为例）zqh填土表面深度填土表面深度z z处竖向应力为处竖向应力为(q+(q+z)AB相应主动土压力强度相应主动土压力强度A A点土压力强度点土压力强度B B点土压力强度点土压力强度若填土为粘性土，若填土为粘性土，c0 0临界深度临界深度z0z0 0 0说明存在负侧压力区，计说明存在负侧压力区，计算中应不考虑负压力区土压力算中应不考虑负压力区土压力z0 00说明不存在负侧压力区，说明不存在负侧压力区，按三角形或梯形分布计算按三角形或梯形分布计算z zqq45o/245o/2qKaHKa局部荷载局部荷载-朗肯土压力理论：朗肯土压力理论：n2.2.成层填土情况成层填土情况（以无粘性土为例）（以无粘性土为例）ABCD 1 1，1 1 2 2，2 2 3 3，3 3paAaApaBaB上上paBaB下下paCaC下下paCaC上上paDaD挡土墙后有几层不同类的土挡土墙后有几层不同类的土层，先求竖向自重应力，然层，先求竖向自重应力，然后乘以后乘以该土层该土层的主动土压力的主动土压力系数，得到相应的主动土压系数，得到相应的主动土压力强度力强度h1h2h3A点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点上界面点上界面C点下界面点下界面D点点说明：说明：合力大小为分布合力大小为分布图形的面积，作用点位图形的面积，作用点位于分布图形的形心处于分布图形的形心处f f1=f f2 c1=c2=0 2 1 2 0 c2=0c1=0 c20 1=2 f f2=f f1CBA 1 f f1 c1 2 f f2 c2H2H1B成层填土 1=2 c1=c2=0f f2 f f1 f f2 f f1 CBA 1 f f1 c1 2 f f2 c2H2H1B成层填土n3.3.墙后填土存在地下水墙后填土存在地下水（以无粘性土为例）（以无粘性土为例）ABC(h1+h2)Kawh2挡土墙后有地下水时，作用挡土墙后有地下水时，作用在墙背上的土侧压力有在墙背上的土侧压力有土压土压力力和和水压力水压力两部分，可分作两部分，可分作两层计算，一般假设地下水两层计算，一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标位上下土层的抗剪强度指标相同相同，地下水位以下土层用地下水位以下土层用浮重度计算浮重度计算A点点B点点C点点土压力强度土压力强度水压力强度水压力强度B点点C点点作用在墙背的总压力作用在墙背的总压力为土压力和水压力之为土压力和水压力之和，作用点在合力分和，作用点在合力分布图形的形心处布图形的形心处h1h2h1.构造要求：构造要求：一般用砂性土，墙设排水孔以及反一般用砂性土，墙设排水孔以及反滤层，填土表面设沟、堤等截流。滤层，填土表面设沟、堤等截流。2.水下部分水下部分土压力土压力 P a=K a z水压力水压力 pu=u(静水压力、渗流压力、静水压力、渗流压力、超静孔压超静孔压)填土中有水填土中有水排水管排水管排水孔排水孔土工织物反滤土工织物反滤砂砾石料砂砾石料带卸荷台的挡土墙土压力带卸荷台的挡土墙土压力H1H245o+/2(H1+H2)Ka H1KaABDCECE带卸荷台的挡土墙土压力带卸荷台的挡土墙土压力H1H245o+/2(H1+H2)Ka H1KaABDCECE此挡土墙上的主动土压力计算结果及其分布：此挡土墙上的主动土压力计算结果及其分布：例题分析例题分析【例】挡土墙高挡土墙高5m5m，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，墙背直立、光滑，墙后填土面水平，共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示，试求主动土压力土压力Ea，并绘出土压力分布图，并绘出土压力分布图 h=5m 1 1=17kN/m=17kN/m3c1 1=0=0 1 1=34=34o o 2 2=19kN/m=19kN/m3c2 2=10kPa=10kPa 2 2=16=16o oh1=2mh2=3mABCKa1 10.3070.307Ka2 20.5680.568【解答解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点点主动土压力合力主动土压力合力10.4kPa10.4kPa4.2kPa4.2kPa36.6kPa36.6kPa如果墙背倾斜，具有倾角如果墙背倾斜，具有倾角；墙背粗糙，与填土摩擦角为墙背粗糙，与填土摩擦角为；墙后填土面任意。墙后填土面任意。如何计算挡土墙后的土压力？如何计算挡土墙后的土压力？7.2.3 库仑土压力理论库仑土压力理论 库仑土压力理论库仑土压力理论 是根据墙后土体处于是根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一极限平衡状态并形成一滑动楔体滑动楔体时，从楔时，从楔体的体的静力平衡条件静力平衡条件得出的土压力计算理论。得出的土压力计算理论。基本假设基本假设:n1.1.墙后的填土是理想散粒体墙后的填土是理想散粒体 n2.2.滑动破坏面为通过墙踵的平面滑动破坏面为通过墙踵的平面 n3.3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形1、主动土压力、主动土压力 一般挡土墙的计算属于一般挡土墙的计算属于平面问题平面问题，故可，故可沿墙的长度方向取沿墙的长度方向取1m进行分析。当墙向前移进行分析。当墙向前移动或转动而使墙后土体沿某一破坏面破坏时，动或转动而使墙后土体沿某一破坏面破坏时，土楔向下滑动而处于土楔向下滑动而处于主动极限平衡状态主动极限平衡状态。按库伦理论求按库伦理论求主动土压力主动土压力ACBWREWREN1N2土楔受力情况：土楔受力情况：n3.3.墙背对土楔的反力墙背对土楔的反力E,大小未知，方大小未知，方向与墙背法线夹角为向与墙背法线夹角为n1.1.土楔自重土楔自重G=ABC,方向竖直向方向竖直向下下n2.2.破坏面为破坏面为BC上的反力上的反力R,大小未知，大小未知，方向与破坏面法线夹角为方向与破坏面法线夹角为 土楔在三力作用下，静力平衡土楔在三力作用下，静力平衡 GHACBq qER滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得到一系列土压力到一系列土压力E，E是是q q的函数的函数，E的的最大值最大值Emax，即为墙背的主动土压，即为墙背的主动土压力力Ea，所对应的滑动面即是最危险滑，所对应的滑动面即是最危险滑动面动面库仑主动土压力库仑主动土压力系数，查表确定系数，查表确定土对挡土墙背的摩擦土对挡土墙背的摩擦角，根据墙背光滑，角，根据墙背光滑，排水情况查表确定排水情况查表确定主动土压力与墙高的平方成主动土压力与墙高的平方成正比正比主动土压力强度主动土压力强度主动土压力强度沿墙高呈三角形分主动土压力强度沿墙高呈三角形分布，合力作用点在离墙底布，合力作用点在离墙底h/3处，处，方向与墙背法线成方向与墙背法线成，与水平面成，与水平面成（）hhKahACBEah/3说明：说明：土压力强度土压力强度分布图只代表强度分布图只代表强度大小，不代表作用大小，不代表作用方向方向主动土压力主动土压力2、被动土压力、被动土压力 当挡土墙受外力作用推向填土，直至土当挡土墙受外力作用推向填土，直至土体沿某一破裂面体沿某一破裂面BC破坏时，土楔破坏时，土楔ABC向上滑向上滑动，并处于动，并处于被动极限平衡状态被动极限平衡状态。此时土楔。此时土楔ABC在其自重在其自重W和反力和反力R和和E的作用下平衡。的作用下平衡。按库伦理论求按库伦理论求主动土压力主动土压力土楔受力情况：土楔受力情况：n3.3.墙背对土楔的反力墙背对土楔的反力E,大小未知，方大小未知，方向与墙背法线夹角为向与墙背法线夹角为n1.1.土楔自重土楔自重G=ABC,方向竖直向方向竖直向下下n2.2.破坏面为破坏面为BC上的反力上的反力R,大小未知，大小未知，方向与破坏面法线夹角为方向与破坏面法线夹角为 WRN1N2EWERBAC 按求主动土压力同样的原理可求得被动按求主动土压力同样的原理可求得被动土压力的库伦公式为：土压力的库伦公式为：或或 Kp 称为称为库伦被动土压力系数库伦被动土压力系数 库伦被动土压力强度沿墙高呈库伦被动土压力强度沿墙高呈三角形分三角形分布布，被动土压力的作用点在，被动土压力的作用点在距墙底距墙底H/3处处。被动土压力强度可按下式计算：被动土压力强度可按下式计算：1.朗肯土压力理论：朗肯土压力理论：（1）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条）依据：半空间的应力状态和土的极限平衡条件件 （2）概念明确、计算简单、使用方便）概念明确、计算简单、使用方便 （3）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土）理论公式直接适用于粘性土和无粘性土 （4）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压）由于忽略了墙背与填土之间的摩擦，主动土压 力偏大，被动土压力偏小。力偏大，被动土压力偏小。朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较朗肯土压力理论与库仑土压力理论的比较 2.库仑土压力理论：库仑土压力理论：（1）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件）依据：墙后土体极限平衡状态、楔体的静力平衡条件（2）理论假设条件）理论假设条件（3）理论公式仅直接适用于无粘性土）理论公式仅直接适用于无粘性土（4）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填）考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜，填土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑土面倾斜的情况。但库伦理论假设破裂面是一平面，与按滑动面为曲面的计算结果有出入。动面为曲面的计算结果有出入。滑动面滑动面滑动面滑动面7.3 7.3 挡土墙类型挡土墙类型 按断面的几何形状和受力特点可分为：按断面的几何形状和受力特点可分为：重力式、悬臂式、扶壁式、板桩式和地下重力式、悬臂式、扶壁式、板桩式和地下连续墙等。连续墙等。1、重力式挡土墙、重力式挡土墙 以挡土墙自身重力来维持挡土墙在以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。土压力作用下的稳定。墙顶墙顶墙基墙基墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背块石或素混凝土砌筑而成，块石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力维持稳定，墙靠自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪强度都较低。体抗拉、抗剪强度都较低。墙身截面尺寸大，一般用墙身截面尺寸大，一般用于低挡土墙。于低挡土墙。材料：砖石、混凝土等材料：砖石、混凝土等 形状：简单梯形形状：简单梯形 优点：经济、施工方便优点：经济、施工方便 缺点：体积、重量都大，开挖量大缺点：体积、重量都大，开挖量大适用范围：高度小于适用范围：高度小于6米、地层稳定、开挖土米、地层稳定、开挖土 石方不会危及相邻建筑物的地段石方不会危及相邻建筑物的地段2、悬臂式挡土墙、悬臂式挡土墙 组成：三悬臂（立壁、墙址、墙踵）组成：三悬臂（立壁、墙址、墙踵）受力：以受力：以墙踵底板上墙踵底板上的土重力来维持挡土的土重力来维持挡土 墙在土压力作用下的稳定墙在土压力作用下的稳定 材料：钢筋混凝土材料：钢筋混凝土 优点：墙体截面小优点：墙体截面小 适用范围：墙高超过适用范围：墙高超过6米、地基较差、工米、地基较差、工 程较重要等情况。程较重要等情况。墙趾墙趾墙踵墙踵立壁立壁钢筋钢筋钢筋混凝土建造，立臂、墙钢筋混凝土建造，立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠板组成，靠墙踵悬臂墙踵悬臂上的土上的土重维持稳定，墙体内拉应力重维持稳定，墙体内拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸由钢筋承担，墙身截面尺寸小，充分利用材料特性，市小，充分利用材料特性，市政工程中常用政工程中常用3、扶壁式挡土墙、扶壁式挡土墙 组成：用扶壁增强悬臂式挡土墙立壁的组成：用扶壁增强悬臂式挡土墙立壁的 抗弯性能抗弯性能 适用范围：墙高超过适用范围：墙高超过10米米墙趾墙趾墙踵墙踵扶壁扶壁针对悬臂式挡土墙立臂受力后针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（壁，扶壁间距（0.80.81.01.0）h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持墙体稳定靠扶壁间填土重维持4、板桩式挡土墙、板桩式挡土墙 组成：板桩、墙面板、锚栓组成：板桩、墙面板、锚栓 适用：承载力较低的软基、大型开挖工程适用：承载力较低的软基、大型开挖工程 等等墙板墙板锚定板锚定板基岩基岩锚杆锚杆预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持7.4 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计7.4.1 7.4.1 重力式挡土墙构造重力式挡土墙构造7.4.2 7.4.2 重力式挡土墙计算重力式挡土墙计算7.4.1 7.4.1 重力式挡土墙构造重力式挡土墙构造俯斜俯斜直立直立仰斜仰斜土压力最大土压力最大土压力中等土压力中等土压力最小土压力最小1 1 倾斜形式倾斜形式应根据使用要求、地形和施工条件等综合考虑。应根据使用要求、地形和施工条件等综合考虑。2 2、埋置深度、埋置深度应根据持力层地基土的承载力、冻结因素确应根据持力层地基土的承载力、冻结因素确定定.土质地基一般不小于土质地基一般不小于0.5m.0.5m.3 3、剖面拟定、剖面拟定确定顶宽确定顶宽:块石挡土墙顶宽不应小于块石挡土墙顶宽不应小于0.4m0.4m确定墙面坡度确定墙面坡度增加抗滑稳定性之措施增加抗滑稳定性之措施设置伸缩缝设置伸缩缝4 4墙后排水措施墙后排水措施挡土墙常因雨水下渗而又排水不良，挡土墙常因雨水下渗而又排水不良，地表水渗入墙后填土，使填土的抗剪强地表水渗入墙后填土，使填土的抗剪强度降低，土压力增大，对挡土墙的稳定度降低，土压力增大，对挡土墙的稳定不利。因此，应设置不利。因此，应设置 排水措施排水措施 方案方案1 1 方案方案2 25 5填土质量要求填土质量要求宜选择透水性较强的材料，如砂土、砾石、宜选择透水性较强的材料，如砂土、砾石、碎石等。碎石等。7.4.2 7.4.2 重力式挡土墙计算重力式挡土墙计算计算内容：计算内容：抗倾覆验算抗倾覆验算抗滑移验算抗滑移验算地基承载力验算地基承载力验算墙身强度验算墙身强度验算1抗倾覆验算抗倾覆验算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbz 4 4）在挡土墙竖直墙背上作卸载台，形状如牛腿，则平台以上的土压力不）在挡土墙竖直墙背上作卸载台，形状如牛腿，则平台以上的土压力不能传递到平台以下，总土压力减小，抗倾覆稳定性增大。能传递到平台以下，总土压力减小，抗倾覆稳定性增大。挡土墙上的卸载台挡土墙上的卸载台 2 抗滑移验算抗滑移验算EaEanEatdGGnGtaa0O增加抗滑稳定的措施增加抗滑稳定的措施 3 地基承载力验算地基承载力验算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbzNTPmaxPminbp fa pmax 1.2fa4 墙身强度验算墙身强度验算砌体结构设计规范砌体结构设计规范抗压验算：抗压验算：抗剪验算：抗剪验算：例题某挡土墙高某挡土墙高H H为为5m5m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，挡土墙采用挡土墙采用M5M5水泥砂浆，水泥砂浆，MU10MU10毛石砌筑，砌体重度毛石砌筑，砌体重度k k22kN/m22kN/m3 3，填土内摩擦角，填土内摩擦角3030，粘聚力，粘聚力c c0 0，填土重度，填土重度18kN/m18kN/m3 3，地面荷载，地面荷载q q2.5kPa2.5kPa，基，基底摩擦系数底摩擦系数0.50.5，地基承载力特征值，地基承载力特征值f fa a200kPa200kPa，试验算挡土墙的稳定性及强度，挡土墙的截面尺，试验算挡土墙的稳定性及强度，挡土墙的截面尺寸见图所示。寸见图所示。2.00.50.254.752.5kN/m2解：解：1.1.计算主动土压力计算主动土压力Ea2Ea12.2.抗倾覆验算抗倾覆验算2.00.50.254.75G2G3G1O3.3.抗滑移验算抗滑移验算 Ea1Ea22.00.5G2G3G1Ea1nEa1tEa2nEa2t4.4.地基承载力验算地基承载力验算 2.00.5G2G3G1Ea1nEa1tEa2nEa2tNT5 5、墙身强度验算、墙身强度验算 0.51.0G3G2N1.26 0.5II3.00.72抗压验算：抗压验算：抗剪验算：抗剪验算：7.5 悬臂式挡土墙设计悬臂式挡土墙设计墙身悬臂墙身悬臂墙趾悬臂墙趾悬臂墙踵悬臂墙踵悬臂bb2b1h1qHH11 墙身内力及配筋墙身内力及配筋bb2b1h1qHH1Ea2Ea1H/2H/3（qH）Ka2 地基承载力验算地基承载力验算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1地基承载力验算地基承载力验算eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c3 基础板内力及配筋计算基础板内力及配筋计算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c（1）墙趾板墙趾板忽略墙趾板自重及其上土体忽略墙趾板自重及其上土体重量产生的弯矩重量产生的弯矩3 基础板内力及配筋计算基础板内力及配筋计算bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1eeb/2b/2pmaxpmaxpminp1p2c（2）墙踵板）墙踵板q1：墙踵板自重及墙踵板自重及G3和和G4产产生的均布荷载。生的均布荷载。4 4 稳定性验算稳定性验算（1 1）抗倾覆稳定性）抗倾覆稳定性（2 2）抗滑移稳定性）抗滑移稳定性bb2b1h1G4H1G3G2G1a1a2a3a4Ea2Ea1提高稳定性措施提高稳定性措施v减少土的侧压力减少土的侧压力增加内摩擦角，设置减压平台增加内摩擦角，设置减压平台v增加墙踵的悬臂长度增加墙踵的悬臂长度设置抗滑拖板，墙踵部分加长。设置抗滑拖板，墙踵部分加长。v提高基础的抗滑能力提高基础的抗滑能力基础板做成倾斜面基础板做成倾斜面设置滑移键设置滑移键7.7 扶壁式挡土墙设计扶壁式挡土墙设计v1 1 墙身（立壁）计算墙身（立壁）计算三边固定，一边自由的双向板；三边固定，一边自由的双向板；单向板单向板v2 2基础底板计算基础底板计算墙趾板同悬臂式；墙踵板和立壁墙趾板同悬臂式；墙踵板和立壁相同相同v3 3扶壁计算扶壁计算固定在基础底板的一个变截面悬固定在基础底板的一个变截面悬臂臂T T形梁形梁墙趾墙趾墙踵墙踵扶壁扶壁