《挡土墙及特殊土PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挡土墙及特殊土PPT课件（144页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、挡 土 墙7.1 概述 一、挡土墙的用途与类型建造挡土墙的目的在于支挡墙后土体，防止土体 产生坍塌和滑移。P填土面码头桥台P隧道侧墙PP1、挡土墙的用途2、挡土墙的类型重力式、悬壁式 、扶壁式、锚杆式 、加筋土挡土墙按结构形式分类(1)重力式挡土墙-靠自身的重量保持墙身的稳定特点：墙体抗弯能力较差挡土墙的断面较大按挡土墙墙背的倾斜分为：仰斜、垂直、俯斜式三种。仰斜式挖方、墙前地形较平坦时采用，可减小主动土压力。俯斜式填方、墙前地形较陡时采用。(2)悬壁式挡土墙用钢筋混泥土建造，因而墙身较薄，结构轻巧。 特点：适用于墙高大于5m，地基土较差，缺乏石料等情况稳定性主要依靠墙踵悬壁以上土的重量 墙身
2、拉应力由钢筋承担。(3)扶壁式挡土墙墙高大于8m，墙后填土较高时采用。(4)板桩式挡土墙可用作永久性也可作临时性的挡土结构，是一种承担弯矩的结构 。按结构型可分为：悬壁式和锚定式按墙体刚度分类刚性挡土墙柔性挡土墙刚性墙体指墙体本身刚度较大，在土压力作用下墙体基本不变形或变形很小的挡墙。如 重力式 、悬臂式 、扶臂式 。 在计算土压力时，可以不考虑墙体变形对土压力及其分布的影响。柔性挡墙墙体刚度不大，在土压力作用下，墙体会产生变形的墙体，如支撑墙，板柱墙，锚定板墙等。在计算土压力时，应考虑墙体变形的影响。3、挡土墙的土压力土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载 作用对墙背产生的侧压力。被动土
3、压力主动土压力静止土压力土压力(1).静止土压力 挡土墙在压力作用下不发生任何变形 和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时， 作用在挡土墙背的土压力。Po-+主动被动静止静止土压力计算公式 K0h hzK0zzh/3静止土压力 系数静止土压力计算公式 静止土压力系数测定方法：1.通过侧限条件下的试验测定2.采用经验公式K0 = 1-sin 计算 3.按相关表格提供的经验值确定朗肯土压力理论3.墙体为刚性体1.挡土墙背垂直、光滑 2.填土面水平朗肯理论适用条件：是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的 土压力计算方法无粘性土的土压力z=zxK0zzEaKazEpKpz增加减小45o- / 2
4、45o / 2大主应力方向主动 伸展被动 压缩小主应力方向EaEpfzK0zf =c+ tan 伸展压缩 45o-/245o/2土体处于 弹性平衡 状态主动极限 平衡状态被动极限 平衡状态水平方向均匀压缩主动朗 肯状态被动朗 肯状态水平方向均匀伸展处于主动朗肯状态，1方向竖直，剪切 破坏面与竖直面夹角为45o-/2处于被动朗肯状态，3方向竖直，剪切 破坏面与竖直面夹角为45o/21、主动土压力挡土墙在土压力作用下，产生 离开土体的位移，竖向应力保持 不变，水平应力逐渐减小，位移 增大到a，墙后土体处于朗肯 主动状态时，墙后土体出现一组 滑裂面，它与大主应力面夹角45o=/2，水平应力降低到最低
5、 极限值极限平衡条件朗肯主动土压 力系数朗肯主动土压力强度45o/2hz(1)pa(3)z当c=0,无粘性土朗肯主动土压力h/3EahKah1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处当c0, 粘性土粘性土主动土压力强度包括两部分1. 土的自重引起的土压力zKa 2. 粘聚力c引起的负侧压力2cKa说明：负侧压力是一种拉力，由于土 与结构之间抗拉强度很低，受拉极易开 裂，在计算中不考虑负侧压力深度为临界深度z01.粘性土主动土压力强度存在负侧 压力区（计算中不考虑） 2.合力大小为分布图形的
6、面积 （不计负侧压力部分） 3.合力作用点在三角形形心，即作 用在离墙底(h-z0)/3处2cKaPa(h-z0)/3hz0hKa-2cKa一、库仑土压力基本假定1.墙后的填土是理想散粒体 2.滑动破坏面为通过墙踵的平面 3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形二、库仑土压力墙向前移动或转动时，墙后土体沿 某一破坏面BC破坏，土楔ABC处于主 动极限平衡状态 土楔受力情况：GhCABqPR3.墙背对土楔的反力E,大小未知，方向与墙背法线夹角为 1.土楔自重G =ABC,方向竖直向下2. 破坏面为BC上的反力R,大小未知， 方向与破坏面法线夹角为 库仑土压力理论土楔在三力作用下，静力平衡GhACBq
7、PR滑裂面是任意给定的，不同滑裂面 得到一系列土压力E，E是q的函数， E的最大值Emax，即为墙背的主动土 压力Ea，所对应的滑动面即是最危险 滑动面库仑主动土压 力系数，查表 确定土对挡土墙背的摩擦 角，根据墙背光滑， 排水情况查表确定主动土压力与墙高的平方成正比主动土压力强度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h/3处 ，方向与墙背法线成，与水平面 成（）hhKahACB Pah/3说明：土压力强度分布 图只代表强度大小，不 代表作用方向主动土压力7.4 挡土墙的设计计算主动土压力 被动土压力 静止土压力作用在挡土墙上的荷载土压力静水压力作用在墙背 上侧压力有 土压力和
8、水 压力两部分地震时由于 地面运动使 土压力增加附加应力地震力当地面有荷 载时因超载 产生的附加 应力土压力有地下水的土压力地面有荷载时地震时的土压力水土分算 水土和算将连续均布荷载换算成当量的土重地震力主动土压力一、重力式挡土墙设计按土压力理论计算承受的土压力，再验算地基和墙身 的强度与稳定性。设计步骤：1).选型：有仰斜式、垂直式、 俯斜式，目的使墙后土压力最小。(1).墙的背坡和面坡的选择： 根据实际地形，面坡尽量与背坡平行。(2).基底逆坡坡度：对于土质地基的基底逆坡一般不 宜大于0.1:1。(3).墙趾台阶：墙趾高h和墙趾宽a的比例可取h:a=2:1 ，a不得小于20cm.2).外形
9、1：0.251：0.23).挡土墙的埋置深度根据持力层的承载力 冻结深度岩石风化程度流水冲刷等因素确定4).排水措施：在墙身布置适量的泄水孔。5).设置沉降缝：一般间距10-20m,或不同地基变化处,缝宽2cm,缝内嵌填柔 性防水材料。6).填土要求：宜用卵石、砾石、粗砂、中砂等抗剪性质稳定、透水性 好、粗散颗粒材料。7).挡土墙的要求：材料要求、砌筑要求。地基承载力验算墙身强度验算计算内容抗倾覆验算抗震计算挡土墙的设计计算抗滑移验算计算挡墙时按平面问题考虑,即沿墙的延伸方向截取单位长的一段进行计算.内力计算 时采用设 计荷载稳定性验算 时不考虑活 荷载的作用（1）抗倾覆验算为保证墙体的稳定，
10、应对O点的 抗倾覆安全系数大于规定值：注意：若地基较软弱，在挡土墙倾覆的同时，墙趾可 能陷入土中，因而力矩中心向内移动，Kt会降低，故要考 虑地基土的压缩性。EaEazEaxO法线（2）抗滑移验算主要验算抗滑移安全系数挡墙滑移时,滑移力是沿着基底方向的（3）地基承载力验算地基承载力验算与一般偏心受压基础验算方法相同，要求 出作用在基底的垂直力和作用点。u首先求出G、Ea的合力及夹角.u将合力作用线延长到基底交于m 点。u在m点将E分解为垂直、平行基底 的两个分量En、Et， En就是作用在 基底的垂直合力N。偏心距的求法：可验算挡土墙地基承载力：当时，基底压力呈梯形或三角形分布当时，基底压力呈
11、三角形分布（4）墙身强度验算挡土墙墙身强度验算包括：抗压验算、抗剪验算。验算截面为墙身薄弱截面,一般为截面转折或急剧变化的地方.抗压验算抗剪验算（5）挡土墙的抗震计算计算地震区挡土墙时要考虑有地震和无地震时两种情况,无地震时,安全 度高;有地震时,增加地震力,但安全度降低.故要取二者中墙截面较大者.有地震时抗倾覆验算EaEazEaxO法线无地震时抗倾覆验算有地震时抗滑移验算有地震时墙身强度验算有地震时地基承载力验算当时，当时，二、悬壁式挡土墙常用于地基土较差或缺少石料的情况尺寸要求：悬壁式挡土墙的立壁(墙身)、墙趾、墙踵可看成三个悬臂板,均承受弯矩,均做成上小下大形状。立壁双排配筋时， ；单排
12、配筋时，可适当减小墙身常做成上小下大的变截面；墙身面坡采用1：0.020.05，底板宽度b最小为200mm;设置泄水孔、伸缩缝；若挡土墙的抗滑移不满足要求时，可在基础底板加防滑键。键的最小宽度为300mm；墙身配筋：受拉一侧按计算配筋，受压一侧按构造配置纵横向钢筋网。计算内容墙身内力及配筋 基础底板的内力及配筋 基础承载力的验算 抗倾覆、抗滑移（1）墙身内力及配筋墙身按下端嵌固在基础板中的悬壁板计算按 配筋求出嵌固端的弯矩M下端可按 配筋上端可按 配筋内力计算时采用 设计荷载及稳定性验算中不考虑 活荷载的作用，用（2）地基承载力计算先假定基础底板截面尺寸，求出合力。合力e作用在基础底板上 的荷
13、载有：（3）基础底板内力及配筋（采用设计荷载，荷载乘相应分项系数 ） 计算墙趾(嵌固端)弯距，由此求出As，钢筋配在基础板上部。由此求出As，钢筋配在墙趾下部。计算墙踵(嵌固端)弯距，（4）稳定性验算抗倾覆验算,以墙趾下端o点为转动点,抗滑移验算,注:稳定性验算中不考虑活荷载的作用。当有地下水浮力Q时，（G1+G2+G3）中要减去Q值。 提高稳定性的措施在立壁中部设置减压平台增加墙踵的悬臂长度提高基础抗滑能力基础底板做成倾斜面，设置滑移键。 三、扶壁式挡土墙设计扶壁式挡土墙是针对墙高较大（H8m）时增加了扶壁，增强了悬壁式挡土墙墙身的抗弯性能。沿墙的长度方向每隔做一道扶臂，即 支托(1)墙身的
14、计算（内力及配筋）墙身由竖向扶壁和基础底板支承，故墙身可看成双向板（三边固定、一边自由）单向板（连续）计算内容由于土压力呈三角形分布，计算的弯矩为嵌固端弯矩，故可同悬壁式挡土墙一样，采用不同配筋：由此计算(3)扶壁的计算 扶壁可看成固定在基础底板的变截面T形梁钢筋的拉力T：(2)基础底板的计算墙趾板：同悬臂式设计方法墙踵板：同墙身扶壁中配置有三种钢筋：水平筋、垂直 筋为构造配筋； 斜筋为T形梁的受拉筋。所需钢筋截面面积为第八章 基坑工程一、基坑：由地面向下开挖的地下空间称为基坑a. 基坑开挖是地下工程中不可忽视的重要组成部分。b. 基坑开挖的方法影响整个工程的造价和进度。c. 基坑支护是为了保
15、证岩土开挖、地下结构的安全施工，并使周围环境不受损害而采取结构支护、地下水控制等方面的工程措施。这种挡土和截水的结构称为围护结构。二、基坑工程a. 建筑或结构或其地下部分施工时的基坑开挖 1、基坑工程的内容d.对四周已有建筑、结构、道路、地下管线等相邻工程 的安全进行监测和维护。b. 施工降水c.基坑防坍的围护基坑开挖大体可分为： 放坡开挖、 挡土支护开挖、 分部开挖。2、基坑失稳形态失稳形态有土与支护结构一起失稳（整体失稳）土体失稳基坑底土体隆起支护结构失稳倾覆失稳、滑移失稳基坑开挖的每个阶段都有可能发生失稳,因此对各个施工阶段都要进行稳定性验算.3、基坑工程设计内容a. 支护体系的方案比较和选形。 b. 支护结构的强度、稳定性和变形。 c. 基坑内外土体的稳定性。d. 基坑降水或止水帷幕设计及围护墙的抗渗设计。 e. 基坑开挖及地下水变化引起的基坑内外土体的变形 及其对桩基础和周边环境的影响。 f. 基坑开挖施工的可行性及基坑施工过程中的监测要 求。三、常用的基坑围护结构型式1.放坡开挖及简易支护 2.悬臂式围护结构 3.重力式围护结构4.内撑式围护结构5.拉锚式围护结构 6.土钉墙围护结构7.其它n基坑围护结构的分类：桩墙式支护结构n钢板桩n钢筋混凝土板桩n柱列式灌注桩 n 地下连续墙 实体重力式支护结构n水泥土搅拌桩挡墙n土钉墙悬臂式内支撑式
