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1、,1,2,3,4,5,6,7,概述,挡土墙构造与布置,浸水路堤挡土墙设计,地震地区挡土墙设计,第七章 挡 土 墙 设,挡土墙土压力计算,重力式挡土墙设计,其他挡土墙设计,重点：,掌握： 常用挡土墙的型式、特点及适用范围。 难点： 如何根据工程地质情况来选用最合适的挡土墙型式? 思考题： 结合工程实例讲述常用挡土墙的特点并说明对于不同的地质情况如何选择墙型？,第一节概述,一、挡土墙的定义与设置条件 二、挡土墙的类型 三、挡土墙设计内容与荷载,第一节概述,一、挡土墙的定义与设置条件 定义 挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构物。 设置挡土墙的前提条件 1)受地形、地物或占地等限制
2、而需收缩坡脚时（条件约束）； 2)采用较陡的边坡坡度时或者在坡体下滑而需采取措施以增加抗滑力时（稳定性要求）。,重力式挡土墙,挡土墙照片,各种挡土墙,6-1 概 述,挡土墙是能够抵抗侧向土压力，防止墙后土体坍塌的结构物。 挡土墙的用途 1.降低挖方边坡高度，减少挖方数量，避免山体失稳坍滑； 2.收缩路堤坡脚，减少填方数量或减少拆迁和占地面积，保证路堤稳定性； 3.避免沿河路基挤缩河床，防止水流冲刷路基； 4.防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡。,11,挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定 1.与移改路线位置进行比较； 2.与填筑或开挖边坡相比较； 3.与坼移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠
3、）等比较； 4.与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较 。,挡土墙示例,第一节概述,二、挡土墙的类型,按设置挡土墙的位置分类 路肩墙 路堤墙 路堑墙 山坡墙 桥头挡墙 按墙体材料分类 石砌挡土墙 砖砌挡土墙 混凝土挡土墙 钢筋混凝土挡土墙 木质挡土墙 钢板挡土墙 按挡土墙的结构形式分类 重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚 杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。,（一）挡土墙位置分：a）路肩挡墙、b）路堤挡墙、c）路堑挡墙、d）山坡挡墙,a,b,d,c,第一节概述,边坡挡土墙,桥台,驳岸,17,用于陡峭山坡的路堑底部，收缩坡脚。降低边破高度、减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡,1
4、、路堑挡土墙,2、路堤墙： 设置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。 用于地形受限，需要收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁或占地面积；防止陡坡堤下滑.,3、路肩挡土墙,用于（1）陡坡路堤，为保证路堤稳定，收缩坡脚；（2）为避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)干扰扰或防止多占农田；（3）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。,3、路肩墙： 设置在路肩部位，墙顶不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围。 收缩坡角，,4、浸水挡土墙： 沿河路堤、在傍水一侧设置。需要收缩坡脚 可以防止水流对路基的冲刷冲淘和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施之一。,挡土墙的设置种类及其各自用途,5、山坡挡土墙： 设置在路堑
5、或路堤上方。 用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。（需要时可分设数道）,第一节概述,用途 路肩墙：护肩及改善综合坡度； 路堤墙：收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑动，沿河路堤可防水流冲刷等； 路堑墙：减少开挖，降低边坡高度； 山坡墙：支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用； 隧道及明洞口挡墙：缩短隧道或明洞口长度； 桥梁两端挡墙：护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。,26,（二）按结构类型分： 重力式、薄壁式（悬臂式、扶壁式）、锚定式、加筋土挡土、板桩式,27,1. 重力式挡土墙,重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在力的作用下的平衡和稳定。,通常由块石或素混凝土砌筑而成，因
6、而墙体抗拉强度较小，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡，因此，墙身必须做成厚而重的实体才能保证其稳定，这样，墙身的体积和重量都比较大。,墙高一般小于58m,重力式挡土墙,特点：,1.结构简单，施工方便。 2.施工工期短。 3.能就地取材。 4. 对地基承载力要求高。 5.工程量大，沉降量大。,适用范围：,墙高h58m且地基承载力较高地段,返回,29,重力式挡墙,重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),重力式挡土墙(景观),是指依靠墙身自重抵抗土体侧压力来维持其稳定的挡土墙。 多用片（块）石砌筑，也可用混凝土修建。 形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强
7、，被广泛采用。 圬工数量较大，对地基的承载能力要求较高。,重力式挡土墙,34,按墙背的倾斜情况分为仰斜、垂直和俯斜三种,主动土压力比较：仰斜垂直俯斜,挖方比较：仰斜优于俯斜,填方比较：俯斜优于仰斜,35,几种特殊的重力式挡土墙,墙背设置卸荷平台时土压力计算,为了减少作用在墙背上的主动土压力，有时采用在场背中部加设卸荷平台的办法。此时，平台以上土重W已由卸荷台BCD承担，故平台下C点处土压力变为零，从而起到减少平台下H2段内土压力的作用。,减压范围，一般认为至滑裂面与墙背交点E处为止。连接图中相应的C和E，则图中阴影部分即为减压后的土压力分布。显然卸荷平台伸出越长，则减压作用越大。,设置衡重台使
8、墙身重心后移，并利用衡重台上的填土，增加墙身稳定。上墙背俯斜而下墙背仰斜，可降低墙身及减少基础开挖，以及节约墙身断面尺寸。 适用于陡山坡的路肩墙、路堤墙和路堑墙（兼有拦挡落石作用）,衡重式挡土墙,2. 薄壁式挡土墙,包括悬臂式和扶壁式两种形式。 需耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能。,特点：,1.结构轻，柔性大。 2.工程量少，造价低。 3.施工工艺较复杂。,适用范围：,适用于地基承载力较低的重要工程，墙高可达27m。,返回,锚杆、锚定板式挡土墙,40,悬臂式挡土墙 一般用钢筋混凝土建造，由三个悬臂板组成：立壁、墙趾悬臂和墙踵悬臂。 墙的稳定性主要靠墙
9、踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担。 优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小。适用于墙高大于5m，地基土较差的工程,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬臂式挡土墙,悬壁（臂）式挡土墙,实例2:汉口江滩防水墙（三阳路 一元路），原为土堤,江滩,沿江大道,墙趾悬臂,墙踵悬臂,立壁,46,扶壁式挡土墙 当挡土墙后的填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，故称为扶壁式挡土墙。 墙高大于8m。,扶壁式挡土墙,扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成。 主要依靠踵板上的填土质量来保证，而且墙趾板也显著地增大
10、了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。,3. 锚定式挡土墙,包括锚杆式和锚定板式两种,锚杆式挡土墙,锚杆式挡墙： 主要由预制的钢筋混凝土立柱或挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。,锚杆式挡土墙,锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。 墙后侧向压力由挡土板传给立柱，由锚杆与稳定岩层或土层间的锚固力，使墙获得稳定。 适用于墙高较大，缺乏石料或挖基困难地区，具有锚固条件的路堑挡墙。,锚定板式挡土墙,锚定板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构。 它借助于埋在
11、填土内的锚定板的抗拔力来抵抗侧向土压力，保持墙的稳定。,锚定板式挡土墙,锚碇板及锚杆式复合挡土墙,相同点：锚定板式挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆挡土墙基本相同，都是依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身的稳定。 主要区别： 锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力来源于灌浆锚杆与孔壁地层之间的粘结强度，而锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。 锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。,锚杆式挡土墙与锚定板式挡土墙,4. 加筋土挡土墙,是填土、拉筋、面板三者的结合体。 依靠拉筋与填料间的摩擦力
12、来抵抗侧向土压力。 加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点，适用于填土路基（路肩墙与路堤墙）。,加筋土挡土墙,加筋挡土墙,加筋挡土墙,定义：加筋挡土墙由面板、拉筋组成。依靠填土、拉筋之间的摩擦力使填土与拉筋结合成一个整体。 特点： 1、结构轻，刚度大。 2、设计、施工简单。 适用范围：加固河堤、围堰等,返回,新型挡土墙 自嵌式挡土墙-主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。 用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等，比传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。,还有哪些？ -结构
13、、材料,加固后加筋土挡土墙,加筋土挡土墙,失稳的加筋土挡土墙,加筋土挡土墙（施工）,加筋土挡土墙(绿化),加筋土挡土墙(绿化),加筋土挡土墙(绿化),5、土钉（钉土）挡土墙,69,6. 板桩式挡土墙,板桩墙属柔性结构。,悬臂式板桩墙,锚碇式板桩墙,多支撑板桩墙,多用经验性方法求解土压力的分布规律,临时性和永久性的板桩结构物,第一节概述,三、挡土墙设计内容与荷载、原则,1、设计内容 挡土墙的设计包括：墙的构造（墙身、基础、回填料和排水等）和组成材料的选择、土压力计算以及墙身的内部和外部稳定性分析等。,设置挡土墙时，要依据使用场合的特点和要求（填方或挖方路段、路段长、墙高、地基条件、回填材料等）以
14、及各种挡土墙的特点，按重要性、美观、经济、可靠度和耐久性等方面的考虑选择合适的挡土墙类型。,挡土墙的选择依据,1 挡土墙的性质、高度和重要性 2 建筑物的地形与地质条件 3 尽量就地取材，因地制宜 4 安全而经济,常用的挡土墙类型：,重力式，悬臂式，扶壁式，锚杆及锚碇式和加筋土挡土墙等。,各种挡土墙,第一节概述,垮塌的重力式挡墙,挡土墙的破坏,挡土墙的破坏,第一节概述,垮塌的护坡挡墙,挡土墙的破坏,失稳的立交桥加筋土挡土墙,（1）作用在挡土墙上的力系,2、挡土墙设计荷载,原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合 一般地区 仅考虑主要力系 浸水地区 考虑附加力 地震区 考虑地震力,（2）不
15、同条件下荷载组合,挡土墙的荷载分类及组合 荷载分类： A.永久作用（荷载）：见表6-8； B.可变作用（荷载）：见表6-8； (1)基本可变作用（荷载）； (2)其他可变作用（荷载）； (3)施工荷载。 C.偶然作用（荷载）：见表6-8。,常用作用（或荷载）组合,（1）极限状态 整个结构或结构的某一部分超过某一特定状态，就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态实质上是结构可靠（有效）或不可靠（失效）的界限。 界限状态分类： 承载能力极限状态 正常使用极限状态,3、挡土墙设计原则,承载能力极限状态：对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载。 挡
16、土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承载能力极限状态： 整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡； 挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适于继续承载； 挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。 构件承载力极限状态表达:,正常使用极限状态：对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定。 挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了正常使用极限状态： 影响正常使用或外观变形； 影响正常使用或耐久性的局部破坏（包括裂缝）； 影响正常使用的其他特定状态。,承载力极限状态是当挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承载力极限状态： 1）整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡； 2）挡土墙构件或连接部件因材料强度超过而破坏，或因过度塑性变形而不适于继续承载； 3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。,（1）结构的承载力极限状态,正常使用极限状态是挡土墙出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态
