第七章：挡土墙.ppt
第 7 章 挡土墙,7.1 概 述,挡土构造的作用 在建筑、桥梁、道路及水利等工程中，利用各种类型的挡土结构物支撑建筑物周围填土，保持建筑物或填土的安全与稳定。,道路路堤挡土墙 边坡护坡挡土墙 地下室侧墙 桥台散粒材料挡墙 基坑支护挡墙 驳岸、水闸边墙,本章主要内容 挡土墙的类型与构造 挡土墙的设计计算,7.2 挡土墙的类型,重力式挡土墙,1.重力式挡土墙,概要 利用墙身自重平衡土压力，保持墙体稳定。常用砖、砌石、混凝土筑成，墙体断面较大，对地基承载力要求较高，施工方便。断面构造形式,衡重式,减压平台,悬臂式挡土墙,2.悬臂式挡土墙,概要 一般用钢筋混凝土做成，利用底板上填土的重量平衡墙背的土压力。墙体内拉力由钢筋承担，断面较小。适用于墙高5m，地基土质条件较差或缺少石料时使用。断面构造形式 一般由立壁、底板两部分构成，都属于悬臂构造。,扶壁式挡土墙,3.扶壁式挡土墙,概要 用扶壁加强立壁的抗弯性能，壁间填土可以增加墙体的抗滑和抗倾覆稳定性。一般可适用于墙高10m的情况。断面构造形式 沿墙的纵向每隔(1/31/2)h设置一道扶壁，扶壁可设在内侧，也可设在外侧。,4.锚板式及板桩式挡土墙,概要 锚锭板式挡土墙是利用墙后填土与结构的相互作用维持墙体的稳定。其特点是结构轻，柔性大，工程量小，造价低，施工方便。适用于地基承载力比较低的地方。板桩式挡土墙是利用板桩自身或支撑结构平衡土压力，可分为悬臂式、锚杆式两类。断面构造形式 锚锭板式挡土墙由钢筋混凝土立柱，墙面，钢拉杆和设置在填土中的锚锭板等构成。板桩式挡土墙通常由板桩（钢板桩、木板桩、钢筋混凝土板桩）或锚杆等组成。,锚拉杆式挡土墙,板桩式挡土墙,7.3 作用在挡土墙上的土压力,基本计算方法 挡土墙后的土压力计算可参照土力学中的相关内容计算计算。地震时的土压力 地震时由于地面的加速度，对挡土构造会产生附加荷载，对挡土墙自重产生的附加荷载：考虑地震影响后的主动土压力按下式计算：,7.4 重力式挡土墙的设计计算,1.结构选型,减小墙后土压力,墙体面坡和背坡的选择,基底逆坡坡度,墙趾台阶,结构选型的具体参数与要求参见p.264265内容,2.重力式挡土墙的构造,挡土墙的埋深 土质地基不小于0.5m；存在冻土层时，埋深在冻土层以下0.25m；风化岩层，清除风化层并加挖0.150.25m；岩基按p.266表7-2取值。断面尺寸 满足墙体的强度与稳定性要求；块石挡土墙，墙顶宽度0.5m,混凝土挡土墙，墙顶宽度可取0.20.4m。,排水措施 排水不良会使墙后地下水位提高，一方面增加静水压力；另一方面使土的抗剪强度降低，增大土压力而造成挡土墙失稳。一般要在墙顶，坡脚设截水沟，墙体上设排水孔，间距为23m，外斜5%，孔的尺寸宜100mm。墙前设排水沟。,填土质量 宜用强度高、性质稳定、透水性好的粗粒料作为填料；用粘性土作为填料时，适当混入碎石，对于高大挡土构造，避免使用粘性土作为填料；不能用淤泥、耕植土、膨胀性土作为填料；浆砌墙体的砂浆强度达70%时，方可回填。沉降缝和伸缩缝 伸缩缝可以兼作沉降缝；每隔1020m设置一道伸缩缝，缝宽约2cm；缝内嵌填防水材料。其余构造要求参见p.267268内容。,2.重力式挡土墙的计算,设计计算内容,墙体抗倾覆稳定验算,墙体抗滑移稳定验算,地基承载力验算,墙身强度验算,抗震验算,挡土墙抗倾覆稳定验算 挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆。,抗倾覆稳定条件,当墙背垂直，=90，基底水平，0=0，相应的计算公式见p.268269。,挡土墙抗滑移稳定验算 挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动。,抗滑稳定验算条件,为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到,当墙背垂直，=90，基底水平，0=0，相应的计算公式见p.270。,挡土墙的地基承载力验算 挡土墙的地基承载力验算与一般偏心受压基础的验算方法相同，先求出基底压力分布，再按浅基础同样的方法进行地基承载力验算。,土压力与自重的合力：,合力E作用于基底的荷载分量：,基底法向荷载 N(En)的偏心距（对前趾O点取矩）：,基底压力分布：,fa：修正后的地基承载力特征值，当基底倾斜时应乘以0.8的折减系数,当墙背直立、基底水平时，取=90，0=0，b=b 代入计算。,挡土墙墙身强度验算（按砌体结构验算）重力式挡土墙通常需验算薄弱截面的抗压强度与抗剪强度。如取图中I-I截面作为验算截面：,计算出墙高为hr的土压力Ea，墙体自重G；求出由Ea、G构成的合力在I-I截面上的产生的竖向分力N及其作用位置；抗压验算：,抗剪验算式中各项参数参见p.272说明。,挡土墙的抗震计算 重力式挡土墙的抗震计算要验算考虑地震与不考虑地震两种情况，按最不利情况选择墙体断面（由于考虑地震附加组合时，安全度降低）。抗倾覆验算,抗滑移验算,地基承载力验算,墙身强度验算抗压强度：抗剪强度：,整体稳定验算按土坡稳定分析的方法验算挡土构造的整体稳定性。,7.5 悬臂式挡土墙的设计计算,设计计算内容,墙体抗倾覆稳定验算,墙体抗滑移稳定验算,地基承载力验算,墙身强度验算,墙身的配筋计算,构造特点 b/H1=1/21/3；底板与立壁可按悬臂构造进行设计计算；墙顶宽度不小于0.2m；底板最小厚度200mm；墙身每隔23m设置排水孔；每隔2025m设置伸缩缝；钢筋的配置要求按规范处理，具体要求见p.279说明。,设计计算方法 侧向压力计算,将后踵的垂直面作为假想墙背，利用朗肯土压力理论计算作用在墙背的侧向压力。无地下水（或排水良好）有地下水在地下水位处：地下水位以下：,墙身内力与配筋计算 墙身按固定在底板上的悬壁板考虑，每延米墙身控制截面上的设计弯矩：墙身坡面1：0.020.05；底部钢筋的1/21/3伸至顶部；受力钢筋配置在墙背受拉侧；受压侧配置构造钢筋。,地基承载力验算,a4,合力偏心距：地基承载力验算：,底板的内力与配筋计算 前趾底板：当Ma忽略不计时：墙踵底板：,稳定性验算 抗倾覆稳定验算 抗滑移稳定验算不考虑地面活载对抗滑稳定的影响。,补充练习：某重力式挡土墙为梯形断面，各部尺寸如图示，墙体材料重度t=22kN/m3，墙后填土重度=19kN/m3，墙背外摩擦角=20，墙底磨擦系数=0.55，基底持力层承载力特征值fa=180kPa，试验算该挡土墙的抗倾覆、抗滑移稳定性及持力层地基承载力是否满足要求。,
