挡土墙设计及验算

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1、挡土墙设计设计条件：双向四车道设计车速为80km/h的一级公路某横断面，设计荷载公路-I级, 拟设一段路肩挡土墙（重力式挡土墙墙身材料采用号砂浆， 25号片石；衡重式 挡土墙墙身材料采用10号砂浆，50号片石；悬臂式挡土墙墙身材料采用 C30钢 筋混凝土）。路基填土（砂性土）高度为4m,基底为饱和的砂性土地基，基底摩擦系f=, 地基承载力130 KPa墙身分段长度为10m。回填土为砂类土，内摩擦角 =35； 墙背与填土间的摩擦角。，容重为丫 =18kN/n3。广州市抗震设防烈度为7度（）， 只采取抗震构造措施，计算不考虑地震作用。Q:1. 墙底摩擦系数取值及其影响2. 地基土内摩擦系数取值及其

2、影响3. 墙后填土内摩擦角取值及其影响4. 主动土压力受什么影响5. 地基承载力特征值提高系数（含墙趾值提高系数、墙踵值提高系数、平 均提高系数）如何选定6. 不均匀沉降是什么原因导致参数如何体现7. 不同类型挡土墙的适用性如何1. 册底肆擦系数収vit翱响半,2. 艷棊土内窄捺念散取佰及其序响氛墻膚越十内摩攥侑耻值减其彭响？-4. 主功上压力受什幺彤响？5. 聽基球载力轻征归梶高廉數（皆培趾恒提高系数、增理值提高系難、平 均提高乘to刘西选定？6 下均匀沉降足什么惊悯區致羯裁血何协IfiJ7.不同英呕45土墙怖适用性如呦P 挡土墙的设计与验算(以极限状态设计的分项系数法进行设计)(1) 进行

3、车辆荷载换算；方向及作用点；(2) 利用有关设计手册中的相应公式， 计算主动土压力， 求出土压力的大小、(3) 设计挡土墙截面：先拟定墙身尺寸，然后进行：a) 抗滑稳定性计算；b) 抗倾覆稳定性验算；c) 基底应力验算；d) 截面应力验算；e) 挡土墙截面尺寸的调整与选取。(4) 画出选用的挡土墙横断面图，整理计算书等有关设计文件。一、挡土墙形式的选择： 选择原则：(1) 用途、高度与重要性；(2) 地形、地质条件；(3) 就地取材、经济、安全。1. 重力式挡土墙 (gravity bulkhead) 靠自重保持稳定，适用于 H5 米；地基质量差 (墙轻 ) ；缺石料等。3扶壁式挡土墙 (bu

4、ttress retaining wall) ： 扶壁：间距一，其作用一增加抗弯性能，保持挡土墙整体性。 材料：钢筋混凝土 (reinforced concrete) 应用： H10 米场所。 优点：工程量小； 缺点：技术复杂、费钢材。4锚杆式挡土墙 (bolt retaining wall) ： 组成：预制钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆 适用：重要工程，墙高已达H= 27米。材料：钢筋混凝土、钢材。 优点：结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便。 缺点：技术复杂。5. 加筋土挡土墙 (reinforced fill wall) 组成：面板 (faceplate) 、筋带、填料 (filli

5、ng) 三部分。 优点： (1)充分利用材料性能和土与筋带的共同作用；(2) 挡墙结构轻巧，便于现场预制 (precast)、拼装施工快；(3) 能抗寒，抗地震；(4) 造价低，可节省2560% (与重力式比)常用拉筋材料：钢筋混凝土、镀锌铁皮、扁钢和土工合成材料等。评价：锚杆式挡土墙利用锚定板的被动土压力来平衡主动压力，比加筋挡土墙靠金属与土之间的摩擦力来平衡土压力要优越。二、挡土墙初定尺寸以常用的重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙为例，研究挡土墙型式选定后，初定其尺寸。1.挡土墙的高度H通常挡土墙的高度是由任务要求确定的，即使墙后被支挡的填土呈水平时为墙顶的高 程。有时，对长度很大的挡土墙，也可

6、使墙顶低于填土顶面，而用斜坡连接，以节省工程量。 2 挡土墙的顶宽挡土墙的顶宽为构造要求确定， 以保证挡土墙呈整体性，具有足够的强度。对于砌石重 力式挡土墙，顶宽应大于，即2块块石加砂浆。对素混凝土重力式挡墙顶宽也不应小于。至干钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不小于300mm。3 挡土墙的底宽挡土墙的底宽由整体稳定性确定。初定挡土墙底宽B=，挡土墙底面为卵石、碎石时取小值；墙底为粘性土时取高值。挡土墙尺寸初定后，经挡土墙抗滑稳定与抗倾覆稳定验算。 若安全系数过大，则适当减 小墙的底宽；反之，安全系数太小，则适当加大墙的底宽或采取其它措施。 保证挡土墙既安 全又经济。三、挡土墙的验算(chec

7、king computations):内容：抗滑稳定、抗倾覆 (overturn)、承载力三方面a口匚口口nn3% a oa K u口0D口匚Oa口 匚 口 口匚 口口 厂 口0匚口 口 ji 0 口 匚匚口01、作用在挡土墙上的力：口口 口匚口口口口口口口口1 E11口1L口 J U0匚 口 匚口 0 口 c口口O 0 00口ra 口,1 00(1) 墙身自重 W，作用于挡土墙的重心；(2) 主动土压力，作用于挡土墙墙背；(3) 被动土压力，作用于挡土墙前，设计中不考虑;(4) 基底反力：Sv垂直分力；Sh水平分力。2. 抗滑稳定验算:滑动力：Pax=PaC0S(3 + ),抗滑力：(Pay

8、+W)卩Pay=PaSin( S + )式中卩一基底摩擦系数。要求：抗滑力/滑动力=Ks=悬臂式挡土墙：墙踵(wall heel)以上的土计入墙自重，再进行验算。 如达不到要求：(1) 加大W，即增大断面尺寸；(2) 加大，即墙底做砂石垫层；(3) 加大抗滑力，做逆坡；(4) 对软土地基，其他方法都不经济或无效，加拖板：拖板与墙踵之间用钢筋连接，拖板上土重W 可加大抗滑力。3、抗倾覆稳定验算要求:严抗倾覆力矩倾覆力矩二耳bg如果达不到要求：(1)加大底宽，从而加大 W ；加大a,墙趾加长；做卸荷台。在卸荷如以上的压力不能传到下面，故减少了主动土压力。U二0口a口Qa Don匚 aG= c匚 0I匚匚04、地基承载力验算与偏心受压相同，应同时满足：(1/2)( S max+ S min)V=fSmax12m时，可在墙的中部加一排泄水孔，一般泄水孔的直径为5cm10cm ,间距为23m。泄水孔应高于墙前水位，以免倒灌。此外，在泄水孔人口处，应用易渗的 粗粒材料做反滤层，并在泄水孔入口下方铺设(pave)粘土夯实层，防止积水渗入地基不利于墙的稳定性。同时，墙前亦应做散水、排水沟或粘土夯实(tamp)隔水层，避免墙前水渗入地基(groundwork)。