路基路面擋土墻設(shè)計(jì)PPT課件

2022-6-71Engineering of Subgrade and PavementEngineering of Subgrade and Pavement第1頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-72第六章 擋土墻設(shè)計(jì)(retaining wall design) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 擋土墻土壓力計(jì)算 第三節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì) 第四節(jié) 浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì) 第五節(jié) 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì) 第六節(jié) 輕型擋土墻 第七節(jié) 加筋擋土墻第2頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-73第一節(jié) 概述 一、擋土墻的用途 擋土墻是用來(lái)支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。在公路工程中，它廣泛應(yīng)用于支撐路堤或路坡、隧道洞口、橋梁兩端及河流岸壁等。第3頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-74二、擋土墻的類(lèi)型 1.重力式擋土墻： 依靠墻身自重支撐土壓力來(lái)維持穩(wěn)定。 2.錨定式擋個(gè)土墻： 包括錨桿式和錨定板式兩種。 3.薄壁式擋土墻： 是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括懸臂式和扶壁式。 4.加筋土擋土墻： 由填土、填土中布置的拉筋及墻面板三部分組成。第4頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-756-1 概述三、 設(shè)計(jì)的目的與分類(lèi): 1a.防止路基填土或山坡巖土失穩(wěn).坍塌.滑動(dòng)、用途 b.收縮坡腳,減少土石方,搬遷與占地c.防止水流沖刷與侵蝕2路肩墻路堤墻、 分類(lèi)位置路塹墻山坡墻外部支擋系統(tǒng)支擋機(jī)理 內(nèi)部支擋系統(tǒng)混合系統(tǒng)(雜交)3、各部分名稱:3、各部分名稱:第5頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-76第6頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-77四、類(lèi)型: 1.重力式擋土墻:依靠墻身自重支撐土壓力以保持穩(wěn)定. 優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,取材容易. 適用條件:地基強(qiáng)度高,石料供應(yīng)充足. 類(lèi)型:普通式 衡重式A 豎直式B 俯斜式C 仰斜式D 折線式E 衡重式第7頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-78優(yōu)點(diǎn): 截面尺寸小,輕巧,可以預(yù)制,工程量小,受地基強(qiáng)度限 制小,有利于機(jī)械化施工. 適用條件: 墻身高,缺乏石料,地基開(kāi)挖困難的路塹墻,路堤墻 缺點(diǎn): 鋼材用量大,對(duì)水較敏感,易受水侵蝕產(chǎn)生斷裂與滑移錨定桿.錨定式擋土墻錨定板第8頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-79(1)錨桿式 (2)錨定板式 第9頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-710懸臂式3.薄壁式擋土墻扶壁式優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)身斷面小,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不依賴 于自身重量,自重輕,省工省料 適用條件:墻身高 缺點(diǎn):需要大量鋼材第10頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7114.加筋擋土墻: 特點(diǎn):受力主要是土與加筋條之間的摩擦力,加筋條數(shù)量 多,加筋條一般是塑料制品,合成纖維,經(jīng)濟(jì)效益好。 缺點(diǎn):對(duì)水敏感第11頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7125土釘（釘土）擋土墻土釘墻是一種較新式的結(jié)構(gòu)物，它主要由“釘”（即錨桿）、混凝土面板（掛網(wǎng)噴射混凝土）、錨板組成。 第12頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7136柱板式擋土墻鋼筋混凝土錨固樁7樁板式擋土墻第13頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7148垛式（框架式）擋土墻第14頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-715第二節(jié) 擋土墻土壓力計(jì)算一、作用在擋土墻上的力系 作用在擋土墻上的力系，按力的作用性質(zhì)分為主要力系、附加力和特殊力。第15頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7166-2 擋土墻土壓力計(jì)算()NTap自重G及恒載墻背土壓力E基底反力1、主要力系墻底摩擦力墻前土體的被動(dòng)土壓力E正常浸水時(shí)的靜水壓力與浮力 浸水擋土墻GEaEpTN第16頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-717洪水時(shí)的靜水壓力和浮力動(dòng)水壓力、附加力 波浪沖擊力季節(jié)性作用凍脹壓力冰壓力第17頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7184.計(jì)算方法: n 一般地區(qū) 只考慮主要力系 n 浸水地區(qū) 還應(yīng)考慮附加力 n 地震地區(qū) 還應(yīng)考慮特殊力地震力、特殊力 施工荷載偶然出現(xiàn)漂浮物撞擊力第18頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-719二、一般條件下庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算 (110)aspEEPE主動(dòng)土壓力靜止土壓力定義見(jiàn)課本被動(dòng)土壓力擋土墻設(shè)計(jì)一般認(rèn)為有側(cè)向移動(dòng),不必計(jì)算,只需計(jì)算, 對(duì)于墻趾前的被動(dòng)土壓力,一般忽略不計(jì)(小,對(duì)穩(wěn)定有利)第19頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7201.破裂面交于內(nèi)邊坡： Ea=?H2Ka ? 墻后填土的容重，KN/m3; H 擋土墻高度，m; Ka主動(dòng)土應(yīng)力系數(shù)； 第20頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-721（一）各種邊界條件下主動(dòng)土壓力計(jì)算:(五種位置)12345第21頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-722n1.破裂面交于內(nèi)邊坡: 圖示sin(90)cos()(1)sin()sin()1sin()2seccos()secsin(90)cos()sin(90)aEGGGr AB BCABHABHBC 2222221cos()sin()sec(2)2cos()1cos()sin() cos()1secseccos()2cos()sin()2sin()cos()(3)cos()sin()aaGr HErHAHErA 代入（）式令則：第22頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-723第23頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7240, , ,/0Ed aaa當(dāng)參數(shù) ，固定時(shí)，E 隨破裂面位置變化，即E 是破裂角 的函數(shù)為求最大土壓力E ，首先對(duì)應(yīng)于最大土壓力時(shí)的破裂角 ，取22cos() cos()cos()sin()sin()sin()cos ()sin() sin()sin()cos()cos()0cos()sin ()rA2204(4)2PtgQtgRQQPRtgP整理化簡(jiǎn)得：第24頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-725cossincos()sincoscos()cos()cos()cos()cos()cossincos()sincos()cosPQR式中：2222(4)(3)11cos ()22sin()sin()coscos() 1cos()cos()aaErH KrH將式代入式cos()sin()xayaEEEE水平分力垂直分力第25頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-726n2.破裂面交于路基面:aah0第26頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-727（1）破裂面交于荷載中部 n 破裂棱角的斷面面積:2000011() ()()22()111(2)()()(22)222SaHtgtgbatgaaH tgHtgba haHhaH tgabbd hH Hah tg000001(2)()2:11()(22)22AaHhaHBabbd hH Hah tg令00:(5)SA tgB則第27頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7280000cos()cos()()()(6)sin()sin()aGr A tgBEGA tgB代入00022:0cos()sin()sin()cos()cos()()0sin ()sin()cosadEdAA tgB令200:2()0Btgtg tgctg tgctgtgA 整理化00()()BtgtgctgtgtgA 第28頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-729n將代入(6)式求得主動(dòng)土壓力Ea. n注意:(5)、(6)式具有普遍意義,無(wú)論破裂面交于荷載 n 中、內(nèi)、外側(cè),斷面面積S都可以歸納為: n n nA0、B0為邊界條件系數(shù),將不同的A0、B0 值代入可 n 求得相應(yīng)的破裂角和最大主動(dòng)土壓力Ea.00;SA tgB第29頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-730(2)破裂面交于荷載外側(cè): n則: (7) n.20020011() ()()22111()(2 )222Sahtgtgbatgal hah tgH Ha tgabl h00SA tgB200001()211(2 )22AaHBabl hH Ha tg第30頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-731特殊情況: n (1)當(dāng)為路肩墻時(shí),式中; n (2)俯斜墻背取正值,垂直,仰斜取負(fù)值; n (3)當(dāng)荷載沿路肩邊緣布置時(shí)取第31頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-732(3)破裂面交于荷載內(nèi)側(cè): n在(7)式中令0000,hSA tgB2001()211(2 )22AaHBabH Ha tg第32頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-733n3.破裂面交于外邊坡:aa90+-1CA1第33頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-734001coscos()SAB20120001()sin21() 2()()2iAbLHa ctgHtgBHabLHa ctgabH tgl h000011coscoscos()()()cos()cos()sin()aGABEAB第34頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-735化簡(jiǎn): 002111021:0cossin()sin()cos()cos()cos()sin ()0cos()sinsin()coscos()sin()cos ()adEdABA令22402QQPRPtgQtgRtgP式中:P，Q，R見(jiàn)課本P115第35頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-736三、大俯角墻背的主動(dòng)土壓力第二破裂面法:n1.定義:當(dāng)墻背俯斜較緩,即傾角很大,墻后土體達(dá)到主動(dòng) n 極限平衡狀態(tài)時(shí),破裂棱體并不沿墻背或假想墻 n 背滑動(dòng),而是沿土體的另一個(gè)破裂面滑動(dòng),這個(gè)破 n 裂面稱為第二破裂面,遠(yuǎn)離墻的破裂面稱為第一 n 破裂面.出現(xiàn)第二破裂面的條件： 1.墻背或假想墻背的傾角必須大于第二破裂面角，即墻背或假想墻背不妨礙第二破裂面出現(xiàn)； 2.在墻背或假想墻背面上產(chǎn)生的抗滑力必須大于其下滑力，使破裂棱體不會(huì)沿墻背或假想墻背下滑；第36頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-737第37頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-738xE(,):iixiiEf 是、 的函數(shù)00 xixiEE2222222220,0,()0 xxxxxiiiiiiEEEEE滿足：第38頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-739四、折線形墻背的土壓力計(jì)算: n 1.分為上、下墻分別計(jì)算,再求矢量和 n 2.計(jì)算上墻時(shí),先判別是否出現(xiàn)第二破裂面 n 3.計(jì)算下墻時(shí):12aEBBCBC efghE 、延長(zhǎng)墻背法 先求再延長(zhǎng)至 以為 假想墻背 截取為下墻b、力多邊形法第39頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-740n五、粘性土土壓力計(jì)算:00D0000D1c2(45)(45)225 1030 35DDDctgtgHctgtgH、等效內(nèi)摩擦角法：將 與 換算成較實(shí)有 值為大的等效內(nèi)摩擦角按砂性土公式計(jì)算土壓力。一般換算前后土的抗剪強(qiáng)度相等的原則或土壓力相等的原則計(jì)算值。通常把粘性土的內(nèi)摩擦角值增大或采用為第40頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7412.力多邊形法(數(shù)解法): n水平壓應(yīng)力 n n 靜力平衡條件： 32aazkc k03220(45)2accHtgrr k，cos()cos0sin()sin()aadEGLEGd，令：第41頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-742六、不同土層的土壓力計(jì)算:近似方法P122P123 n七、有限范圍填土的土壓力計(jì)算: n 沿原地面橫坡滑動(dòng) n而不是沿計(jì)算破裂面下滑cos()sin()cacEG第42頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-743第43頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-744八、被動(dòng)土壓力計(jì)算: n 212ppErH k第44頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-745九、車(chē)輛荷載的換算:33/ ./hq rrkN mkN m、等代均布土厚度：填土容重，q=附加荷載強(qiáng)度按表取用2.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中,車(chē)輛荷載換算為等代均布土層厚度.00QhrB LL-擋土墻計(jì)算長(zhǎng)度,m. B0 -破裂棱體的寬度,對(duì)路堤墻,為破裂棱體范圍內(nèi)的路基寬. -布置在B0L面積內(nèi)的輪重或履帶重.KN.Q車(chē)輛荷載引起的附加土側(cè)應(yīng)按等代均布土層厚度計(jì)算： 第45頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-746L的計(jì)算長(zhǎng)度,取下述兩者之較大值: n(1)分段長(zhǎng)度,應(yīng)不大于15m. n(2)一輛重車(chē)的擴(kuò)散長(zhǎng)度,按下式計(jì)算,若計(jì)算值大于15m, n 仍用15m. n L0-重車(chē)前后軸距加一個(gè)輪胎著地長(zhǎng)度(m). n H-擋土墻高度(m). n a -墻頂面以上填土高度(m).00(2 )30LLHa tg破裂面第46頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-747規(guī)定: na.汽車(chē)荷載: n 縱向:當(dāng)取用分段長(zhǎng)度,為分段長(zhǎng)度內(nèi)可能布置的車(chē)輪, n 當(dāng)采用一段重車(chē)的擴(kuò)散長(zhǎng)度時(shí),為一輛重車(chē). n 橫向:最不利荷載組合:范圍內(nèi)可能布置的車(chē)輪,當(dāng)為路肩 n 墻時(shí),車(chē)輪后輪外緣靠墻頂內(nèi)緣布置,當(dāng)為路堤墻時(shí), n 車(chē)輪后輪中心至路基邊緣0.5m. nb.驗(yàn)算荷載: n 驗(yàn)算荷載應(yīng)在路面寬度內(nèi)居中行駛,其等代均布土層厚度為: n 掛-120為0.96m,掛-100為0.80m,掛-80為0.64m, n 履帶-50為0.40m.第47頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-748補(bǔ)充: n庫(kù)侖土壓力理論：n在土壓力理論的研究中，假定破裂面形狀，依據(jù)極限狀態(tài)下破裂棱體的靜力平衡條件來(lái)確定土壓力，這類(lèi)土壓力理論最初是由法國(guó)的庫(kù)倫CA Coulomb)于1773年提出的，稱為庫(kù)倫理論。n從研究墻后宏觀土體的滑動(dòng)出發(fā)，當(dāng)破裂面棱體滑動(dòng)時(shí)，土體處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)靜力平衡條件求算Ea 第48頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-749n基本假設(shè)： n1) 填料為各向同性，均勻散粒體，僅有內(nèi)摩擦阻力，c=0; n2) 破裂面通過(guò)墻踵，并假定若干破裂面，Ea為最大時(shí) n 即最危險(xiǎn)滑裂面。 n3）下滑土體為剛性體，同墻背、破裂面存在摩擦角 n4）滑動(dòng)面為平面，考慮單位墻段。 n5）假定土壓力沿墻高呈分段線性分布，作用點(diǎn)在分布圖形的重心。 n 當(dāng)墻后土坡為一直線形，土壓力呈線性分布，作用于墻 n 下三分點(diǎn)處。第49頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-750朗肯土壓力理論：從研究彈性伴半無(wú)限體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)出發(fā)，根據(jù)土的極限平衡理論計(jì)算土壓力。 朗肯土壓理論是 1857 年法國(guó)人朗肯 (W ， J M Rankine) 提出的，這一理論建立在土的極限平衡理論基礎(chǔ)上。 第50頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-751 它的基本假定是： (1) 擋土墻墻面是豎直、光滑的； (2) 擋土墻墻背面的填土是均質(zhì)各向同性的無(wú)粘性土或粘性土，填土表面是水平的； (3) 墻體在壓力作用下將產(chǎn)生足夠的位移和變形，使填土處于極限平衡狀態(tài)； (4) 填土滑動(dòng)面為直線。第51頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-752 經(jīng)典的庫(kù)倫和朗肯土壓力理論，因其計(jì)算簡(jiǎn)單和力學(xué)概念明確，一直為工程設(shè)計(jì)所采用。但由于經(jīng)典土壓力理論存在著兩個(gè)明顯的弱點(diǎn)? 第52頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-753 一、是只能計(jì)算土體變形達(dá)到極限狀態(tài)的臨界條件時(shí)的土壓力大小，不能計(jì)算未到臨界狀態(tài)時(shí)的土壓力大小。 二、是經(jīng)典土壓力理論沒(méi)有考慮建筑物的變位方式的對(duì)土壓力的影響。第53頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-754aaERGE1cc 0221053) 4) r, , 注意：庫(kù)侖土壓力 且只考慮 ， ， ）忽略內(nèi)聚力 ，對(duì)砂性土較合適（ = ） ）平截面誤差 %-% ,工程誤差% 可以接受 若為滑動(dòng)圓弧怎么算設(shè)計(jì)參數(shù)第54頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-755a2a2Ecos( + ) 1cos( + ) EGsin( + )2sin( + )1122tan(+ )HH kHk Hk 作圖法求其中令庫(kù)爾曼作圖法第55頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-756第三節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)一、擋土墻的布置 1.擋土墻位置的選定 2.擋土墻的縱向布置內(nèi)容： （1）確定擋墻起點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋墻與路基或其結(jié)構(gòu)物的銜接方式； （2）按地基及地形情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫和沉降縫的位置； （3）布置各段擋土墻的基礎(chǔ)； （4）布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等；第56頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-757 3.擋土墻的橫向位置 橫向布置選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處，以及其它必須樁號(hào)處的橫斷面上。 4.平面布置 沉降伸縮縫基地線泄水孔路線縱坡錐坡?lián)跬翂φ鎴D第57頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-758二、擋土墻的構(gòu)造 1.墻身構(gòu)造：a.墻背；b.墻面；c.墻頂；d.護(hù)欄 2.基礎(chǔ)：（1）基礎(chǔ)類(lèi)型： 擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性角 n 鋼筋砼基礎(chǔ) 拱形基礎(chǔ) n 臺(tái)階基礎(chǔ)換填基礎(chǔ) （2）基礎(chǔ)埋置深度：無(wú)沖刷時(shí)，應(yīng)在天然地面下 至少1.0米；有沖刷時(shí)，應(yīng)在沖刷線以下至少1.0米；受凍脹影響時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于0.25米；第58頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-759 對(duì)于巖石地基：清除表面風(fēng)化層按表確定 n 襟邊寬度：墻趾前至地面橫坡的水平距離。 :一般要求滿足地基容許承載力避免水流沖刷避免受凍脹影響第59頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7603、排水設(shè)施：墻身泄水孔5 10,10 10,15 205-1010cm2-3m,cmcmc方形圓形 間距 上下錯(cuò)開(kāi)疏干水分防止靜水壓力作用防止凍脹壓力填料浸水膨脹壓力：填砂性土第60頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7614.沉降縫與伸縮縫：n合并設(shè)置1015設(shè)置一條，縫寬23cm n內(nèi)，外，頂三方填塞膠泥、瀝青或涂瀝青木板第61頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-762三擋土墻荷載的計(jì)算方法 n1、作用荷載：、恒載 n 、可變荷載 n 、溫度及施工荷載 n常用荷載組合： n 組合：基本可變荷載（平板車(chē)及履帶車(chē)除外） n 的一種或幾種恒載的組合 n 組合II : 組合I+其他一種或幾種可變荷載 n 組合III : 組合I+靜水壓力及浮力 n 組合IV : 組合II+靜水壓力及浮力 n 組合V : 組合I+地震力第62頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7632、 設(shè)計(jì)原則： 分項(xiàng)安全系數(shù)極限狀態(tài)平衡法abcabc、 整體或局部失去平衡承載力極限狀態(tài)、 材料強(qiáng)度不足或變形過(guò)大不能繼續(xù)承載、 結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系、 影響正常使用或外觀變形正常使用極限狀態(tài)、 影響正常使用或耐久性的局部破壞（包括裂縫）、 影響正常使用的其他特定狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式：0GGK11S)/QQ kQiciQikkkSSR （第63頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7643 、 計(jì)算狀態(tài)及荷載系數(shù) n (1) 承載能力極限狀態(tài)分項(xiàng)荷載系數(shù)（表6-6） n (2) 正常使用極限狀態(tài) 全部荷載系數(shù)采用1.0 n (3) 合力偏心距計(jì)算時(shí) 全部荷載系數(shù)采用 1.0第64頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-76516-4 擋土墻穩(wěn)定性分析n一 、 設(shè)計(jì)參數(shù)的敏感性分析 yQ10Q10G+E1.3cos()sin()0.9G+)0.9k13)xxayayxfkEEEEEEGtgE（）抗滑力推力同時(shí)滿足 （增大 值方法： ）采用換土法，增大f( ) . 2)傾斜基底凸榫基底第65頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-766二、計(jì)算要求 n 1、 控制墻身不產(chǎn)生沿基底的滑移破壞 n 2 、墻身不產(chǎn)生沿墻趾的傾覆 n 3、 基底不出現(xiàn)過(guò)大的沉陷 n 4、 控制出現(xiàn)不均勻沉降而引起墻身傾斜 n 5、 控制墻身截面不出現(xiàn)開(kāi)裂第66頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-767n三、 抗滑穩(wěn)定性分析yQ10Q10G+E1.3cos()sin()0.9G+)0.9k13)xxayayxfkEEEEEEGtgEpxx（）抗滑力推力同時(shí)滿足 （增大 值方法： ）采用換土法，增大f( ) . 2)傾斜基底(G+W+ W)f+E凸榫基底k=E + EGEa ExEy 第67頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-768四、抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算y01M0.9()0k1)23GyxxyGQyxxyG ZEZkMEZGZE ZEZ穩(wěn)定力矩傾覆力矩增大 值方法： 展寬基底）改變墻背（面）的型式和坡度 ）改變墻身斷面類(lèi)型第68頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-769五、基底應(yīng)力及合力偏心矩驗(yàn)算： n 1） 基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力1010(1)N()cossinGQyQxNPAGEWE軸心荷載作用0(2)2NyGyxxyNyBeZMMG ZE ZE ZZNGE偏心荷載作用基底合力偏心矩第69頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7701max1min11B6)|e|(1)66(1)N,0.9GGyGNeaPABNePABGEW當(dāng)時(shí)其中1maxmin2B)|e|,063C=()26NbPPCBBee當(dāng)時(shí)式中第70頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7712）基底合力偏心矩： 滿足表6-9 n3）地基承載力抗力值k(1)(2)1.2(3)3f 11f5 f6-116e0.333BNpfANpfAk1 122k當(dāng)軸向荷載作用時(shí)當(dāng)偏心荷載作用時(shí)地基承載力抗力值的規(guī)定 f=f +k(b-3)+k(h-0.5)(4)當(dāng)不滿足上式( ) 或f1.1f時(shí),可按 = .直接確定( ) 值可根據(jù)實(shí)際組合荷載予以提高，提高系數(shù)符合表（ ）當(dāng)時(shí)，可根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力的抗力值第71頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-772六、 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算 n 1、 驗(yàn)算斷面選擇驗(yàn)算截面的選擇第72頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-773第四節(jié) 浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)一、浸水擋土墻土壓力計(jì)算 1.當(dāng)填料為砂性土?xí)r設(shè)計(jì)時(shí)考慮： 浸水部分填料單位重量采用浮容重； 浸水前后的內(nèi)摩擦角不變； 破裂面為一平面； 2.當(dāng)填料為粘性土?xí)r 粘性土浸水后c值顯著降低，應(yīng)將填土的上下兩部分視為不同性質(zhì)的土層，應(yīng)分別計(jì)算土壓力。第73頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-774二、靜水壓力、動(dòng)水壓力和上浮力 1.浸水壓力 2.上浮力 3.動(dòng)水壓力：透水性材料，動(dòng)水壓力一般很小，可略而不計(jì)。三、浸水擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 設(shè)計(jì)浸水擋土墻，應(yīng)對(duì)最不利水位進(jìn)行驗(yàn)算。應(yīng)用優(yōu)選法求最小穩(wěn)定系數(shù)。第74頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-775第五章 地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)一、地震荷載的計(jì)算 在擋土墻設(shè)計(jì)中，一般只考慮水平地震力的影響。 最大水平地震力Ps = C z K h G C z 綜合影響系數(shù)； K h 水平地震系數(shù)； G 破裂棱體與擋土墻的重量；二、地震作用下的土壓力 直接采用一般庫(kù)侖土壓力公式計(jì)算地震土壓力。三、地震條件下?lián)跬翂Φ尿?yàn)算 具體驗(yàn)算方法同前，只在驗(yàn)算時(shí)注意考慮地震對(duì)擋墻的影響。第75頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-776四、一般防震措施 1.盡可能采用重心低的墻身斷面形式； 2.基礎(chǔ)盡可能置于基巖或堅(jiān)硬的均質(zhì)土層上； 3.擋土墻宜采用漿砌片石、混泥土和鋼筋混泥土修筑； 4.墻體應(yīng)以垂直通縫分段，每段長(zhǎng)度不宜超過(guò)15米；地基變化或地面標(biāo)高突變處，也應(yīng)該設(shè)置通縫； 5.應(yīng)嚴(yán)格控制砌筑質(zhì)量，石料要嵌擠緊密，砂漿要飽滿，砂漿標(biāo)號(hào)按非地震區(qū)要求提高一級(jí)采用； 6.墻后填料應(yīng)盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實(shí)，并做好排水設(shè)施。第76頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-777第六節(jié) 輕型擋土墻一、懸臂式擋土墻 1.構(gòu)造：由立壁和底板組成。 2.適用條件:施工簡(jiǎn)單，適用于比較松軟的地基，墻高一般在69米之間。 3.設(shè)計(jì)：（1）土壓力計(jì)算 （2）底板寬度計(jì)算 （3）底板厚度計(jì)算 （4）立壁厚度計(jì)算第77頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-778二、錨桿擋土墻 1.構(gòu)造：鋼筋混泥土墻面和鋼錨桿組成。 2.布置：當(dāng)擋土墻較高時(shí)，應(yīng)布置兩級(jí)或兩級(jí)以上，兩級(jí)之間設(shè)12米寬的平臺(tái)。每級(jí)擋土墻不宜過(guò)高，一般5 6米。 3.設(shè)計(jì)：（1）主動(dòng)土壓力計(jì)算； （2）擋土板內(nèi)力計(jì)算； （3）立柱的內(nèi)力計(jì)算； （4）錨桿設(shè)計(jì)： 錨桿截面設(shè)計(jì)； 錨桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)； 錨桿與立柱的連接；第78頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-779三、錨定板擋土墻 1.構(gòu)造：由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)。 2.設(shè)計(jì)： （1）錨定板設(shè)計(jì)； （2）錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性； 3.與錨防擋土墻的主要區(qū)別：錨桿擋土墻的錨桿插入穩(wěn)定地層的鉆孔中，抗拔力來(lái)源與灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而錨定板擋土墻的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設(shè)在人工填土當(dāng)中，抗拔力主要來(lái)源與錨定板前的填土的被動(dòng)抗力。第79頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-780第七節(jié) 加筋擋土墻一、加筋擋土墻的構(gòu)造 加筋擋土墻的平面線性可采用直線、折線和曲線。相鄰墻面的內(nèi)夾角不宜小于70度。加筋體筋帶一般應(yīng)水平布設(shè)并垂直于面板，當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)有兩條以上筋帶時(shí)，應(yīng)扇狀分開(kāi)。當(dāng)相鄰墻面的內(nèi)夾角小于90度時(shí)，宜將不能垂直布設(shè)的筋帶逐漸斜放，必要時(shí)在角隅處增設(shè)加強(qiáng)筋帶。二、加筋擋土墻結(jié)構(gòu)計(jì)算 1.加筋體中活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū) 2.加筋擋土墻 3.總體平衡法驗(yàn)算第80頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7812006-1-19 81 加筋土擋土墻 是一種由豎直面板、水平拉筋和內(nèi)部填土三部分組成的加筋體，通過(guò)拉筋與填土間的摩擦力拉住面板、穩(wěn)定填土、形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，依靠其自重抵抗墻后填土所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。加筋土擋土墻按設(shè)置位置分為路堤式、路肩式，按設(shè)置方式分為雙面交錯(cuò)式、雙面分離式、臺(tái)階式等.第81頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7822006-1-19 82 面板的作用是防止拉筋間填土從側(cè)向擠出，保證拉筋、填料、墻面板構(gòu)成具有一定形狀的整體。面板的形狀有十字形、六角形、矩形、槽形、L L形、弧形等。一般采用強(qiáng)度不低于C20C20的混凝土或鋼筋混凝土預(yù)制板，國(guó)外也有采用半橢圓形的金屬板。其設(shè)計(jì)應(yīng)滿足堅(jiān)固、美觀、運(yùn)輸方便和安裝方便等要求。為滿足加筋體的排水要求，墻面板應(yīng)預(yù)留泄水孔。第82頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7832006-1-19 83 拉筋，又稱筋帶，承受垂直力和水平拉力，其作用是通過(guò)拉筋與填料之間的摩擦力而達(dá)到外部穩(wěn)定。拉筋常用帶肋的扁鋼帶、鋼筋混凝土帶、聚丙烯土工帶等，還可用金屬或聚合物材料復(fù)合而成的鋼塑復(fù)合帶、或土工隔柵。擋土墻高度小于3m3m時(shí)，應(yīng)采用長(zhǎng)度不小于4m4m的等長(zhǎng)拉筋；墻高大于3m3m時(shí)，可采用長(zhǎng)度不小于5m5m的不等長(zhǎng)拉筋，但不宜多于三種長(zhǎng)度，且相鄰的不等長(zhǎng)拉筋長(zhǎng)度之差不宜小于1.0m1.0m。采用鋼筋混凝土帶時(shí)，每節(jié)長(zhǎng)度不宜大于3.0m3.0m。金屬拉筋應(yīng)做好防銹處理。第83頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7842006-1-19 84 加筋體填料是加筋體的主要材料，必須容易填筑和壓實(shí)，與拉筋之間有可靠的摩擦力，且對(duì)拉筋無(wú)腐蝕性。因此，應(yīng)選用一定級(jí)配、內(nèi)摩擦角大、透水性好、遇水后不易膨脹的的砂類(lèi)土、礫石類(lèi)土、碎石土、黃土以及滿足質(zhì)量要求的工業(yè)廢渣。禁止采用泥炭、淤泥、凍土、鹽漬土等不良性質(zhì)的土體和垃圾等做填料。浸水地區(qū)應(yīng)采用滲水性良好的土做填料，并在面板內(nèi)側(cè)設(shè)置反濾層或鋪設(shè)透水土工織物。第84頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7852006-1-19 85 加筋擋土墻具有結(jié)構(gòu)輕巧、柔性大、抗震性能好、外形美觀、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單、節(jié)省勞力、工期短等優(yōu)點(diǎn)，適用于一般地區(qū)的公路填方路段的路肩墻和路堤墻。在國(guó)內(nèi)鐵路、公路工程中已得到較為廣泛的應(yīng)用，如在近年來(lái)修筑的嘉滬高速公路、太舊高速公路、三銅高速公路、云南楚大高速公路上都得到了成功的應(yīng)用，在一般公路工程中應(yīng)用也不少。但加筋土擋土墻不應(yīng)修建在滑坡、急流沖刷、崩塌等不良地質(zhì)路段，也不宜用于8 8度或8 8度以上地震區(qū)。第85頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-786三、加筋土的機(jī)理Tmax活動(dòng)區(qū)穩(wěn)定區(qū)第86頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-787四、加筋土擋土墻的構(gòu)造 1.橫斷面2.加筋方式3.基礎(chǔ)加筋體面板基礎(chǔ)底面的基礎(chǔ)形式宜采用普通混凝土或鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深規(guī)定同重力式擋土墻。4.沉降伸縮縫加筋土擋土墻應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、墻高等條件設(shè)置沉降縫，其間距對(duì)土質(zhì)地基為1030m、巖石地基可適當(dāng)增大。當(dāng)設(shè)置整體式路檐板時(shí)，酌情設(shè)置伸縮縫，其間距一般與沉降縫一致。 第87頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7885.填料加筋土填料應(yīng)使用滲水性的砂類(lèi)或礫碎石類(lèi)，壓實(shí)度要達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。6.筋帶扁鋼帶、鋼筋混凝土板帶、鋼塑復(fù)合帶、土工格柵、聚丙烯土工帶第88頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7897.面板第89頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-790三、加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)分析1.外部穩(wěn)定性分析1）滑動(dòng)穩(wěn)定性分析；2）傾覆穩(wěn)定性分析；3）基底偏心矩和基底應(yīng)力驗(yàn)算；4）建于軟土地基上或地基下可能存在深層滑動(dòng)時(shí)，應(yīng)做加筋體與地基整體穩(wěn)定分析方法同重力式擋土墻第90頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-7911.內(nèi)部穩(wěn)定性分析1）拉筋的拉斷分析；2）拉筋的拔出分析；3）拉筋的耐久性分析；依此確定需要拉筋的密度、長(zhǎng)度和截面面積第91頁(yè)/共92頁(yè)2022-6-792感謝您的觀看！第92頁(yè)/共92頁(yè)