挡土墙设计教学课件PPT文档格式.ppt

1、路肩墙路肩墙路堤墙路堤墙路堑墙路堑墙山坡墙山坡墙10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN2 2）按结构特点分为：）按结构特点分为：重力式（衡重式）重力式（衡重式）薄壁式（钢筋混凝土）薄壁式（钢筋混凝土）锚固式（锚杆、锚碇板式）锚固式（锚杆、锚碇板式）加筋土式加筋土式柱板式柱板式桩板式等桩板式等10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 3）按挡土墙的墙体材料分）按挡土墙的墙体材料分:石砌挡墙石砌挡墙混凝土挡墙混凝土挡墙钢筋混凝土挡墙钢筋混凝土挡墙砖砌挡墙砖砌挡墙木质挡墙木质挡墙钢板墙钢板墙10/24/2022路基路面工程

2、HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.3 挡土墙的构造 挡土墙一般由挡土墙一般由 墙身墙身 基础基础 排水设施排水设施 伸缩缝组成伸缩缝组成 墙身由墙顶、墙面、墙背、墙身由墙顶、墙面、墙背、墙底（墙趾、墙踵）组成墙底（墙趾、墙踵）组成10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN4）基础保证地基承载力要求，如采用扩大基础、钢筋混凝土底板等。埋置深度要求：防冲刷、防冻胀 对于土质地基，无冲刷时，地面线以下至少1m；有冲刷时，冲刷线以下至少1m；有冻害

3、时，冻结线以下至少0.25m。对于石质地基，要考虑嵌岩深度和襟边宽度对于滑动地基，处于滑动面以下至少0.5m（稳定岩层）2m（稳定土层）10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN5）排水目的：防止地基承载力下降，减小墙背静水压力、冻胀压力、填料膨胀压力等。措施：截水沟、边沟、墙背粘土隔水层、粒料反滤层、排水层、墙身泄水孔等。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6）接缝起沉降缝、伸缩缝作用。间距1015m，缝宽23cm，缝内填塞有弹性的材料。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.4 挡土墙的布置1、挡土墙的横向布置：确定断面形式、初步尺寸、选择位置。2

4、、挡土墙的纵向布置：1）起讫点、衔接方式 2）确定变形缝的位置 3）布置基础 4）布置泄水孔位置 5）布置各特征点的桩号和标高3、平面布置：标示与路线平面位置、地物、地貌的关系10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN挡土墙标准断面图挡土墙标准断面图10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN路堤挡土墙横断面图路堤挡土墙横断面图路堑挡土墙横断面图路堑挡土墙横断面图10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 挡土墙立面图挡土墙立面图10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.5 作用在挡土墙上的力系 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 主

5、动、被动、静止土压力 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN路基挡土墙的土压力考虑路基挡土墙的土压力考虑1、主动土压力与被动土压力的区分：假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动土压力。2、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。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 土压力的计算 1）基本假设）基本假设（库伦，1776年）（1）填料为均质、各向同性的散粒体，仅

6、有内摩擦力而无粘结力，填料表面为平面；（2）墙身外倾时出现沿墙踵的平面破裂面，破裂面上摩阻力为tg；（3）破裂面上土体为刚性体，下滑时土体与墙背间存在内摩阻力tg；（4）考虑单位长度墙段。2）一般情况）一般情况幻灯片 2610/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN同理可求其它情况的最大主动土压力同理可求其它情况的最大主动土压力 ：2）破裂面交于路基内、荷载的内侧3）破裂面交于荷载范围内4）破裂面交于荷载的外侧、路基上5）破裂面交于外边坡10/24/2022路基路面工程Hongxi

7、aTANa）交于荷载内侧；交于荷载内侧；b）交于荷载中部；交于荷载中部；c）交于荷载外侧；交于荷载外侧；d）破裂面交于外边坡）破裂面交于外边坡 back幻灯片幻灯片 2910/24/2022路基路面工程HongxiaTAN例6.1 有一路肩挡土墙，墙高H=5m，墙身及路基断面尺寸如图所示，试计算该挡土墙所受主动土压力。墙后填土=17kN/m3,35，（2/3）。（1）求破裂角 根据已知条件得 假设破裂面交于荷载分布范围以外10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN计算结果显然与原假设不符合。故重新假定破裂面交于荷载分布范围内，按公式计算10/24/2022路基路面工程HongxiaT

8、AN校核假定：故破裂面交于荷载分布范围内，与假设符合。破裂面位置10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN（2）求土压力系数、土压力：求土压力系数、土压力：10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN3）、大俯角墙背的主动土压力）、大俯角墙背的主动土压力第二破裂面法第二破裂面法有时土体并不沿墙背滑动，而是沿另一滑动面滑动，这一般是折线形重力墙背、悬臂墙墙背或带衡重台的墙背，其倾角大于第二破裂面的倾角i、且墙背面上的抗滑力大于下滑力的情况。出现第二破裂面的条件：1、墙背或假想墙背的倾角或必须大于第二破裂面的 倾角i，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现；2、在墙背或假想墙背面

9、上产生的抗滑力必须大于其下滑力，即NRNG，或Ex tan（+）Ey+G，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。一般俯斜挡土墙为避免土压力过大，很少采用平缓背坡，不易出现i的情况，不出现第二破裂面；衡重式挡墙的上墙或悬臂式墙，因采用的是假想的墙背，=，只要i，即存在第二破裂面。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN第二破裂面情况第二破裂面情况10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN图6-18 延长墙背法图6-19 力多边形法 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN图6-20 路堤墙粘性土主动土压力计算 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN图

10、6-22 有限范围内填土的土压力计算10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN8）计算参数：计算参数：填料的计算内摩擦角和重度 墙背摩擦角填料种类计算内摩擦角 重度（kN/m3）粘性土153017砂类土284018砂砾、卵石土35401819碎石土、不易风化的岩石碎块404519不易风化的石块45501920填料的计算内摩擦角和重度参考值10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.6 车辆荷载的换算 q附加荷载的强度（kN/m2）按荷载强度换算：按荷载强度换算：10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN按破裂土

11、体范围内的按破裂土体范围内的车辆荷载换算：车辆荷载换算：10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.7 挡土墙的荷载组合 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN按正常使用极限状态设计时，通常采用上表所列的各分项系数；当对挡土墙进行基础当对挡土墙进行基础合力偏心距和圬工结构合力偏心距计算时，除被动土压力采用合力偏心距和圬工结构合力偏心距计算时，除被动土压力采用0.3

12、外，其他全部荷载系外，其他全部荷载系数采用数采用1.0。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.8 挡土墙稳定性验算 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN3）基底应力、合力偏心距验算 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN基底合力偏心距满足表6-14的要求.基底应力满足:轴向荷载作用:偏心荷载作用:其中地基承载力抗力值f 值可以根据不同荷载组合予以提高，提高系数K按表6-16取值。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN4）墙身截面强

13、度验算 选择墙身断面变化处、墙身底部、1/2墙高处，按轴心受压、偏心受压或受弯构件进行强度验算。1 1、强度验算2、稳定验算3、正截面剪应力验算10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN例例6.26.2：某俯斜式重力式挡土墙如图所示，墙高为：某俯斜式重力式挡土墙如图所示，墙高为5.5m,5.5m,墙面和墙背坡度均为墙面和墙背坡度均为1 1：0.250.25 （），挡土墙顶宽），挡土墙顶宽b=0.6mb=0.6m。经计算其墙背的主动土压力为。经计算其墙背的主动土压力为 60.00kN60.00kN，土压力其作用点到墙底的垂直距离为，土压力其作用点到墙底的垂直距离为 ，已知墙背填，已知墙

14、背填 料的摩擦角为料的摩擦角为 ，墙身的容重为，墙身的容重为22kN/m322kN/m3，地基的摩阻系数为，地基的摩阻系数为 f=0.45f=0.45，地基的容许压应力为，地基的容许压应力为 ，验算该挡土墙的稳定性和地基承，验算该挡土墙的稳定性和地基承载力是否满足要求。载力是否满足要求。HBZxZybEa10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN1、抗滑稳定性验算：稳定10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN2、抗倾覆稳定性验算 稳定10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN3、地基承载力验算：满足要求 若改变参数呢若改变参数呢10/24/2022路基路面工程H

15、ongxiaTAN提高挡土墙稳定性的措施 10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN6.9 衡重式挡土墙设计衡重式挡土墙设计衡重式挡土墙的构造，通常墙胸多采用1：0.05的陡坡，上墙墙背坡率采用1：0.251：0.45之间，下墙墙背坡率采用1：0.25，上下墙高比采用2：3。其它构造要求与一般重力式挡土墙相同。作用于衡重式挡土墙的主动土压力，按上下墙分别计算，取其矢量和作为全墙的主动土压力。衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙。当上墙出现第二破裂面时，第二破裂面与上墙墙背之间的填土与墙身一起移动，其重量应计入墙身自重。验算墙身截面强度时，应按上墙实际墙背所承受的土压力计算，验算内容同重力式。最危险的截面是上下墙分界面2-2，以及与上墙土压力大致平行的3-3斜截面。对于斜截面验算，应将诸力投影到斜截面上，验算的重点是抗剪强度能否满足要求。10/24/2022路基路面工程HongxiaTAN 验算墙身截面强度时，应按上墙实际墙背所承受的土压力计算，验算内容同重力式。1、上墙实际墙背的土压力假定此土压力沿墙背呈直线分布，作用于上墙的下三分点处。2、斜截面剪应力验算 令 0，经整理简化得