重力式挡土墙及衡重式挡土墙.docx

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重力式挡土墙及衡重式挡土墙

楚雄至大理高速公路改扩建工程勘探实验段第二合同段

技术交底

施工单位

云南云桥建设股份有限公司

监理单位

单位工程

道路工程

分部工程

路基

分项工程

重力式挡墙与衡重式挡墙

时间

年月日

重力式挡土墙，指的是依托墙身自重抗击土体侧压力的挡土墙。

重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采纳片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。

半重力式挡土墙可采纳混凝土或少筋混凝土浇筑。

重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一样都做成简单的梯形。

它的优势是当场取材，施工方便，经济成效好。

因此，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中取得普遍的应用。

常见的重力式挡土墙高度一样在5～6m以下，大多采纳结构简单的梯形截面形式，关于超高重力式挡土墙（一样指6m以上的挡墙）即有半重力式、衡重力式等多种形式，如何科学地、合理地选择挡土墙的结构形式，是挡土墙技术中的一项重要内容。

由于重力式挡土墙靠自重维持平稳稳固，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。

若是墙太高，它花费材料多，也不经济。

本地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当第一选用重力式挡土墙。

重力式挡土墙一样不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m以下，地层稳固、开挖土石方时可不能危及相邻建筑物平安的地段，其经济效益明显。

重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。

重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一样选用1：

～1：

，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。

但为幸免施工困难及本身的稳固，墙背坡不小于1：

，墙面尽可能与墙背平行。

关于垂直墙，本地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：

～1：

，关于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：

。

采纳混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不该小于；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不该小于。

通常顶宽约为H／12，而墙底宽约为（～）H，应依照计算最后决定墙底宽。

当墙身高度超过必然限度时，基底压应力往往是操纵截面尺寸的重要因素。

为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。

加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳固也有利。

墙趾的高度与宽度比，应按圬工（砌体）的刚性角确信，要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角θ（图6—3），关于石砌圬工不大于35°，关于混凝土圬工不大于45°。

一样墙趾的宽度不大于墙高的二十分之一，也不该小于。

墙趾高应按刚性角定，但不宜小于。

墙体材料：

挡土墙墙身及基础，采纳混凝土不低于C15，采纳砌石、石料的抗压强度一样不小于MU30，严寒及地震区，石料的重度不小于20kN/m3，经25次冻融循环，应无明显破损。

挡土墙高小于6m砂浆采纳M5；超过6m高时宜采纳，在严寒及地震地域应选用M10。

1常见重力式挡墙的墙背与墙正面结构形态

挡土墙墙背结构形态

重力式挡土墙可按墙背的坡度分为仰斜式、垂直式与俯斜式3种形式。

挡土墙土压力计算是一个复杂的课题，目前工程上应用较多的有库伦理论和朗肯理论，但郎肯理论假定墙背和填土间没有摩擦力，即设墙摩擦角d=0，计算得出的主动土压力偏大，设计偏于保守，能够以为朗肯理论是库伦理论中的一种特例。

库伦理论揭露了挡墙内各类受力因素的规律，即墙摩擦角、墙背仰斜角及填土表面倾角越小，产生的主动压力越小，反之，主动土压力就越大。

据此可知仰斜式墙背所产生的主动压力最小，俯斜式最大，垂直式介于二者之间。

固然，不能单凭主动土压力的大小来选择挡墙形式，需要结合工程实际情形来综合考虑。

如挡土墙建造时需要挖方，因仰斜式墙背可与开挖临时边坡结合，施工方便，而俯斜式须在墙背回填土，因此仰斜式比较合理；反之，如墙背需回填土那么宜采纳俯斜式和垂直式，使填土易于夯实。

在水利工程中，由于有一些特定条件（如水流等）的限制，实际运用中常采纳俯斜式挡墙，而且一样把挡土墙的下部做成底板形式，底板有利于其稳固性，从而可相应减小挡土墙的结构尺寸，达到经济、适用的目的。

挡土墙的正面结构形态

挡土墙就正面形态而言可分为挡墙外墙垂直与仰斜两种。

在一样条件下，采纳外墙面垂直的挡墙基底压力大，稳固性较差，而外墙面仰斜的那么要好些。

因此在公路挡土墙中普遍采纳的是外墙面仰斜的挡土墙。

可是用于城市市政建设中的挡土墙是之外墙面垂直占多数，这是因为：

①墙面垂直形式挡土墙占地面积小，节约宝贵的城市用地，相对来讲更经济；

②外墙面垂直的挡墙在外观上与周围城市建筑物更显得和谐统一；

③在水闸、船闸闸室岸墙和其他一些水利工程中，由于设置闸门或水流等条件的限制，挡土墙外墙面必需做成垂直形式。

2超高重力式挡土墙的结构形式及其适用性

半重式挡土墙

半重力式挡土墙墙身截面较小，经常使用混凝土建造，并在强度不够的地址配置钢筋，可进一步提高挡土墙的高度，但其底板需要有足够的宽度来知足稳固性，其耗钢量比较大、造价较高，而且其墙体均为立模现浇，装模难度大，施工不易，因此工程实际中较少利用。

衡重式挡土墙

衡重式挡土墙的最大优势是可利用衡重平台上的填土重、迫使墙身整体重心后移，使基底应力趋于均衡，增加了墙身的稳固性、如此可适当提高挡土的高度，但从另一方面来讲，衡重式挡墙的构造形式又限制了其基底不可能做得专门大，因此就扩散挡墙基底应力而言，衡重式挡土墙反而不如其他形式的挡土墙，其提高挡土的高度也是比较有限的。

带卸荷板的重力式挡土墙

带卸荷板的重力式挡墙，既能够利用卸荷板上的填土重来迫使墙整体重心后移使基底压力趋于均衡，又在专门大程度上减小了土体对挡墙的主动土压力，如能科学地、合理地利用，可大大地提升挡墙的高度，因此在口岸工程中此种挡土墙取得普遍的应用。

能够说在墙背为填方的超高挡土墙中，这是一种超级经济和适用的挡土墙。

1996年，湛江市重点建设工程之一的市区20万t/d供水工程，其泵站厂区建于一山坡处，最高填土超过8m，需建长达100m、高m的挡土墙。

通过量个方案比较后，采纳了带卸荷板形式的重力式挡土墙，此挡土墙建成至今已运行7年多，利用成效超级好。

3重力式挡土墙的构造方法

挡土墙的构造方法对其质量有举足轻重的阻碍，绝对不可掉以轻心，现实中有些挡土墙的计算方式并无过失，砌筑方式又遵规遵法，可是一旦雨季来后，就显现挡土墙失稳，乃至崩塌事故，缘故是轻忽了挡土墙构造方法的规定。

在挡土墙前无水的情形为了降低挡土墙墙后的水压力，通常在墙身布置适当数量的泄水孔，使墙后积水或地下水易于排出，墙后泄水孔入口位置要求做反滤体，以避免淤塞。

另外，由于墙高、墙后土压力和地基紧缩性的不同必需设置沉降缝，同时为幸免因混凝土及砖石砌体的收缩与温度转变等作用引发的破裂，需要设置伸缩缝。

通常将这两种缝结合在一路，每隔15N25m设一道，缝宽约20mm，内填沥青油毛毡或嵌入沥青砂板等材料用以避免墙后填料流失。

对高度较高或专门重要的挡土墙，施工时要慎重选定回填土容量、内摩擦角和回填土的含水量。

为了避免墙后积水渗入基础，应在最低泄水孔下部设粘土层并夯实，一样为了避免墙前积水渗入基础，应将墙前回填土分层夯实。

在靠近挡土墙处不宜采纳大型机械碾压，可用人工分层夯实，以避免机械碾压时对墙体产生不利阻碍。

只有如此，才能确保挡土墙的工程质量。

挡土墙设计

1重力式挡土墙的一样形式及经常使用结构尺寸

①重力式挡上墙要紧依托墙体自重，来维持墙体在土压力作用下的稳固。

因体积和自重较大，不宜修筑太高，一样不超过5m为宜。

依照墙背的坡度分成仰斜式、垂直式及俯斜式。

这3种形式中，仰斜式及垂直式受力条件较好，但实际应用要依照具体条件拟定。

比如墙背要与开挖的临时边坡相结合．宜采纳仰斜式挡土墙；假设墙背需填土，用地紧张，宜采纳俯斜式较好。

a．俯斜式挡土墙，墙底宽约为墙高的1／2左右．墙预宽度按构造确信，一样为30cm～50cm。

b.垂直式挡土墙，墙面坡度可采纳20:

1~5:

1

c．仰斜式挡土墙，墙背坡度愈缓，土压力愈小，但墙背不宜缓于4:

1．墙面与墙背应维持平行．

d．挡土墙基础，墙基伸入地面下80cm～100cm．如此对平面滑移及防冲有必然保障．

2应用假定断面的大体设计理论

从重力式挡土墙的受力分析看，挡土墙设计要紧考虑以下3种情形需要知足：

1基础知足基上压应力，合力作用点不超出底宽中心1/3。

重力式挡土墙一样均属于偏心受压，故截面强度应按偏心受压构件进行验算：

通常选择一两个操纵性断面进行墙身应力和偏心距验算，如墙身底部、二分之一墙高和断面形状突变处。

1.法向应力验算

如图2-5-17所示，断面1—1为验算截面。

假设截面以上墙背受的主动土压力为E1，其水平与

当墙身断面显现拉应力时．应考虑裂痕对受剪面积的折减。

一样情形下，由于墙身截面的切应力远小于其允许值，可不进行这方面的验算。

②知足倾倒平安性，如图2挡土墙的倾斜，以绕A点可能性为最大，土压力E对A点的力矩为主动旋转力矩

，所有垂直力（

为挡墙自重．G3为墙背竖直上方堆土重量）对A点的力矩总和

为招架旋转力矩，只要招架旋转力矩

人于主动旋转力矩

，那么墙不致倾倒。

③知足滑移平安性，如图2．水平力E的作用，可使墙滑移，只要所有垂直力

对基础底面产生的摩擦阻力R大于E，那么墙不致滑移。

3假定断面的简易验算方式及举例

验算公式

①基土压应力

小于基础的平安载重。

其中：

N——垂直总力∑G;

d——墙底宽度。

合力作用点与底脚中心线的偏心距e<

（即作用点要在核心3分点内）。

②倾倒平安率

（通常取能够，取足够）。

③滑移平安率

>。

应用举例（假定断面的数据如图3）

已知：

土壤容重

.=1750kg／m3浆砌块石容重

=2400kg/m3土壤的天然坡角

。

土壤的平安载重

=2kg/cm2

验算如下：

土压力：

土压力作用点对A点的垂直距离．

L=1/3×h=

那么主动旋转力矩：

=×=-m

=××=

=××=

=1/2×××=

=1/2×××=

=××=

∑G=

对A点的力矩：

×=

×=

×=

×=

×=kN-m

=kN-m

合力离A点的垂直距离：

=合力作用点的偏心距：

e=d,/6=（作用点在核心3分点内）

基上压应力：

=÷m2<200kN/m2（土壤的平安载重）

倾倒平安率：

==>2

滑移平安率：

R/E=nN/E=×=>

其中摩擦系数n=，以上假定断面体会算完全合格。

4重力式挡土墙应用假定断面设计的一样步骤

综上所述，重力式挡土墙断面设计的一样步骤为：

①依照施工现场的实际情形．比如墙背的坡度和实际用地与施工难度等，选定挡土墙形式．

②依照现场实地测量数据，参照选定形式所经常使用的结构尺寸，拟定断面尺寸．

③验算杭倾覆抗滑稳固性及地基承载力。

④依照验算结果，调整断面尺寸或采取方法．如稳固验算达不到完全系数，可采纳以下方法：

加宽墙的底板．增加底板上的填土：

将底将下面做成锯齿形，提高抗滑能力：

增加墙后的排水方法，减少对墙身的偏向水压力：

墙后填充松散或容重较小的上料。

另外，当天然地基承载力不足时．应采纳人工地基。

⑤依照调整后的断面尺寸，从头验算直到断面合格。

交底负责人

（签名）

交底时间

年月日

接受交底技

术管理人

（签名）

接受交底作业

班组人员

（签名）