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1、第二节 挡土结构n一、挡土结构的概述n挡土结构是用来支撑、加固填土或山坡土体，防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物，主要用于承受土体侧向土压力。在铁路，公路路基工程中，挡土结构被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，在水利，矿场、房屋建筑等工程中，挡土结构主要用于加固山坡，基坑边坡和河流岸壁。当以上工程或其他岩土工程遇到滑坡、崩塌、岩堆体、落石、泥石流等不良地质灾害时，挡土结构主要用于加固或拦挡不良地质体。二、挡土墙各部分名称二、挡土墙各部分名称1.靠回填土或山体一侧面称靠回填土或山体一侧面称墙背墙背2.外露的一侧面称墙面外露的一侧面称墙面(也称也称墙胸墙胸)3.墙的顶面部分
2、称为墙的顶面部分称为墙顶墙顶4.墙的底面部分称为基底或墙的底面部分称为基底或墙底墙底5.墙面与墙底的交线称为墙面与墙底的交线称为墙趾墙趾6.墙背与墙底的交线称墙背与墙底的交线称墙踵墙踵7.墙背与铅垂线的夹角称墙背与铅垂线的夹角称墙背倾角墙背倾角三、支挡结构的分类 挡土结构类型划分方法很多，一般按支挡结构的材料、结构形式、设置位置进行划分的多种方法，现说明如下： (一)按结构形式分 1 .重力式挡土墙(包括衡重式挡土墙)； 2. 托盘式挡土墙和卸荷板式挡土墙； 3悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙； 4加筋土挡土墙； 5锚定板挡土墙； 6抗滑桩和由此演变而来的桩板式挡土墙： 7锚杆挡土墙； 8土钉墙；
3、9预应力锚索加固技术和由此发展而来的锚索桩等锚索复合结构；10桩基托梁挡土墙：（二）按设置支挡结构的地区条件划分：分为一般地区、地震地区、浸水地区、以及不良地质地区和特殊岩土地区等。（三）按支挡结构的材料划分1.分为浆砌片石支挡结构(如浆砌片石挡土墙)2.混凝土支挡结构(如混凝土挡土墙、桩板墙、抗滑桩等)3.土工合成材料支挡结构(如包裹式加筋土挡土墙)4.复合型支挡结构(如卸荷板式或托盘式挡土墙、土钉墙、预应力锚索、锚索桩等)。三、支挡结构的分类 三、支挡结构的分类 （四）按支挡结构设置的位置划分1、用于稳定路堑边坡的路堑边坡支挡结构；2、用于稳定路堤边坡的路堤边坡支挡结构，路肩式与路堤 式支
4、挡结构；3、用于稳定建筑物旁的陡峻边坡减少挖方的边坡支挡结构；4、用于稳定滑坡、岩堆等不良地质体的抗滑支挡结构；5、用于加固河岸、基坑边坡、拦挡落石等其他特殊部位的支挡结构。2、路堤墙：、路堤墙：n设置在高填土路堤或陡坡设置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。路堤的下方。n收缩路堤坡脚，减少填方收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁或占地面数量，减少拆迁或占地面积。积。1.路堑墙路堑墙3、路肩墙：（、路肩墙：（）n设置在路肩部位，墙顶不应占据硬路设置在路肩部位，墙顶不应占据硬路肩、行车道及路缘带的路基宽度范围。肩、行车道及路缘带的路基宽度范围。n收缩坡角，路堤挡土墙收缩坡角，路堤挡土墙4、浸水挡土墙：
5、（、浸水挡土墙：（）n沿河路堤、在傍水一侧设置。沿河路堤、在傍水一侧设置。n可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施之一。压缩河床的有效措施之一。5、山坡挡土墙：、山坡挡土墙：n设置在路堑或路堤上方。设置在路堑或路堤上方。n用于支撑山坡上可能坍用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。或山体滑坡。四、支挡结构简介 n重力式支挡结构n重力式挡土墙是以自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，其特点是体积、重量都大。能够就地取材，施工方便，经济效果好。因此，是我国目前常用的一种
6、挡土墙。在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。n重力式挡土墙 （a）仰斜 （b）垂直 （c）俯斜重力式挡土墙示意图1）原理：利用自身的重量平衡侧向的土压力2）特点：结构简单、造价低廉、体积大、工程量大3）适用： H5m的重要市政工程或其它储存库工程中。n4）材料：钢筋混凝土n 扶壁式挡土墙n扶壁式挡土墙由墙面板扶壁式挡土墙由墙面板(立壁立壁)、墙趾板、墙踵板及墙趾板、墙踵板及扶肋扶肋(扶壁扶壁)组成。组成。n主要依靠踵板上的填土质量来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保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力
7、。小了基底应力。四、支挡结构简介n扶壁式挡土墙 1）原理：增设扶壁，以加强悬臂式挡土墙 的抗弯性能。 扶壁与墙踵相连，起拉结作用。2）特点：结构轻、断面尺寸小、工程量小。3）适用：H10m的重要工程。4）材料：钢筋混凝土n锚式挡土墙n工作原理:利用锚固在稳定岩层中的拉杆(锚杆)维持挡土墙的稳定与平衡.n包括：锚杆式和锚定板式两种。四、支挡结构简介锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙n锚杆式挡墙主要由预制的锚杆式挡墙主要由预制的钢筋混凝土立柱或挡土板钢筋混凝土立柱或挡土板构成墙面、与水平或倾斜构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置岩土中体，主要是靠埋置岩土中的的锚
8、杆的抗拉力锚杆的抗拉力拉住立柱拉住立柱保证土体稳定的。保证土体稳定的。锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙n锚杆的一端与立柱连接，锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。的稳定岩层或土层中。n墙后侧向压力由挡土板传墙后侧向压力由挡土板传给立柱，由锚杆与稳定岩给立柱，由锚杆与稳定岩层或土层间的锚固力，使层或土层间的锚固力，使墙获得稳定。墙获得稳定。n适用于墙高较大，缺乏石适用于墙高较大，缺乏石料或挖基困难地区，具有料或挖基困难地区，具有锚固条件的路堑挡墙。锚固条件的路堑挡墙。锚定板式挡土墙锚定板式挡土墙n锚定板式挡土墙是由钢筋锚定板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢
9、拉杆、锚混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构。形成的一种组合挡土结构。n它借助于埋在填土内的它借助于埋在填土内的锚锚定板的抗拔力定板的抗拔力来抵抗侧向来抵抗侧向土压力，保持墙的稳定。土压力，保持墙的稳定。锚定板式挡土墙锚定板式挡土墙相同点：相同点：锚定板式挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆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。身的稳定。主要区别：主要区别：n锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，
10、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土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。力。n锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚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。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锚杆式挡土墙与锚定板式挡土墙四、支挡结构简介n 加筋土挡土墙 是填土、拉筋、面板三者的结合体。是填土、拉筋、面板
11、三者的结合体。工作原理工作原理:依靠加筋和土的依靠加筋和土的摩擦力摩擦力来平衡土来平衡土 压力压力.作用作用: 加筋的主要作用在于提高土的内摩加筋的主要作用在于提高土的内摩 擦角擦角.结构组成结构组成:墙面板墙面板 拉筋和拉筋和 填土填土拉筋材料拉筋材料:扁钢扁钢 金属丝网金属丝网 钢丝绳钢丝绳 铝合铝合 金金 或钢筋混凝土拉杆或钢筋混凝土拉杆.填土要求填土要求:土夹石土夹石 粉土粉土 亚粘土亚粘土 或砂性土或砂性土 拉筋和面板之间用螺栓连接拉筋和面板之间用螺栓连接.加筋土挡土墙属于加筋土挡土墙属于柔性结构柔性结构，对地基变形，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、适应性大，建筑高度
12、大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点，适用于填土路基施工方便、快速等优点，适用于填土路基（路肩墙与路堤墙）。（路肩墙与路堤墙）。加筋土挡土墙加筋土挡土墙四、支挡结构简介n土钉墙四、支挡结构简介n桩及桩复合结构 -抗滑桩或锚固桩四、支挡结构简介n桩及桩复合结构 -桩板式挡土墙四、支挡结构简介n桩及桩复合结构-桩基托梁挡土墙 四、支挡结构简介n预应力锚索 五、支挡结构的荷载 (1)主力：n支挡结构承受的岩土侧压力或滑坡推力；n支挡结构重力及结构顶面承受的恒载；n轨道、列车、汽车、房屋等荷载产生的侧压力；n结构基底的法向反力及摩擦力；n常水位时静水压力及浮力(常水位指每年大部分时间保持的水位)。
13、五、支挡结构的荷载（2）附加力：n设计水位的静水压力和浮力；n水位退落时的动水压力；n波浪压力；n冻涨力和冰压力(不与波浪压力同时计算)。 五、支挡结构的荷载（3）特殊力：n地震力(洪水与地震不同时考虑)；n施工荷载及临时荷载；n其他特殊力。n作用在支挡结构上的力系一般只考虑主力的影响，在浸水和地震等特殊情况下加浮力和地震力的作用。（一）为保证支挡结构安全正常使用，必须满足承载能力极限状态和正常使用极限状态。1、承载能力极限状态1）根据支挡结构形式及受力特点进行土体稳定计算；包括支挡结构整体稳定计算、抗倾覆稳定计算、抗滑移验算、抗隆起稳定验算和抗渗流验算。2）支挡结构的受压、受弯、受剪、受拉承载力计算；3）当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。六、支挡结构设计的基本原则六、支挡结构设计的基本原则 2、正常使用极限状态计算 1）进行变形计算 2）对砼结构进行抗裂度和裂缝宽度计算（二）确定支挡结构的平面布置和高度（三）确定支挡结构的结构类型和平面尺寸（四）符合规范条例要求（五）满足环保要求（六）质量监测和施工监控的要求（七）保证支挡结构的耐久性
