擋土墻選型與設計

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,1,擋土墻的選型與設計,2,1,概 述,1.1,擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構造物。,擋土墻在,環(huán)保工程,中一般稱作,擋渣墻，,用于支撐填埋場廢棄礦渣，防止渣土土體變形失穩(wěn)。,3,1.2,擋土墻的破壞,垮塌的重力式擋墻,4,垮塌的護坡?lián)鯄?5,2,擋土墻的類型,按材料分：,石砌、磚砌、混凝土、鋼筋混凝土等,按結構類型分：,重力式、懸臂式、扶壁式、錨拉式等,6,2.1,重力式擋土墻,以擋土墻自身重力來維持擋土墻在力的作用下的平衡和穩(wěn)定。,墻體抗拉強度較小，作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻身自重產生的抗傾覆力矩來平衡，墻身的體積和重量都比較大。,墻高一般小于,5m,7,8,重力式擋土墻按墻背的傾斜情況分為,仰斜,、,垂直,和,俯斜,三種,9,2.2,懸臂式擋土墻,一般用鋼筋混凝土建造，由三個懸臂板組成：,立壁,、,墻趾懸臂,和,墻踵懸臂,。,墻的穩(wěn)定性,主要靠墻踵底板上的土重，而墻體內的拉應力則由鋼筋承擔。,優(yōu)點是能充分利用鋼筋混凝土的受力特性，墻體截面較小。,適用于墻高大于,5m,，地基土較差的工程。,10,11,2.3,扶壁式擋土墻,當擋土墻后的填土比較高時，為了增強懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設一道扶壁，故稱為扶壁式擋土墻。,墻高大于,8m,。,12,13,2.4,其他類型擋土墻,錨定板擋土墻,14,加筋土擋土墻,15,3,土壓力計算,朗金土壓力理論,：墻背豎直光滑，填土面水平。,庫倫土壓力理論,：墻后填土是理想的散粒體，滑動破裂面為通過墻踵的平面。可考慮墻背傾斜、填土面傾斜以及墻背與填土間的摩擦等多種因素的影響。,3.1,兩大計算理論,16,土壓力是擋土墻的主要外荷載，所以設計擋土墻時首先要確定土壓力的性質、大小、方向和作用點。,土壓力,主動土壓力,E,a,靜止土壓力,E,p,被動土壓力,E,0,3.2,作用在擋土墻上的土壓力,根據墻的,位移情況,和墻后土體所處的,應力狀態(tài),，土壓力可分為以下三種：,17,（,1,）,主動土壓力,：當擋土墻,向離開土體方向,偏移至土體達到,極限平衡狀態(tài)時,，作用在墻上的土壓力，一般用,E,a,表示。,滑 動 面,E,a,土推墻,18,（,2,）,被動土壓力,：當擋土墻,向土體方向,偏移至土體達到,極限平衡狀態(tài)時,，作用在擋土墻上的土壓力，用,E,p,表示。,滑 動 面,E,p,墻推土,19,（,3,）,靜止土壓力,：當擋土墻靜止不動，土體處于,彈性平衡狀態(tài)時,，土對墻的壓力，用,E,0,表示。,E,0,彈性平衡,20,3.3,地震時的土壓力計算,地震時由于地面運動使土壓力增加，在擋土墻增加一個地震力,F,：,21,地震力,F,與其他作用力一起計算，此時主動土壓力：,式中：,22,4,重力式擋土墻設計,4.1,選型,主動土壓力比較：,仰斜,垂直,俯斜,挖方比較：,仰斜優(yōu)于俯斜,填方比較：,俯斜優(yōu)于仰斜,俯斜式用于路塹（挖方）比較多，仰斜式（填方）用于路堤和路肩比較多,23,（,2,）墻的背坡和面坡選擇,背坡：,1,：,0.05,1,：,0.3,面坡,:,不小于,1,：,0.25,面坡盡量與背坡平行,24,（,3,）基底逆坡坡度選擇,土基：,不大于,1,：,10,巖基,:,不大于,1,：,5,25,（,4,）墻趾臺階,墻趾高,h,和墻趾寬,a,的比例為：,h:a,=2,：,1,墻趾寬,a,不得小于,20cm,26,4.2,構造,（,1,）埋置深度,應按持力層的承載力、凍結因素確定。,土基：,h>1.0m,巖基：,27,（,2,）墻身構造,應符合強度和穩(wěn)定要求,。,擋土墻頂寬,0.4m,28,（,3,）排水措施,方孔徑,：,50,×100mm,、,100,×100mm,、,1,50,×200mm,圓孔徑,：,50,100mm,孔間距：,2,3m,29,（,4,）填土質量,最優(yōu)采用,抗剪強度高、性質穩(wěn)定、透水性好的,無粘性土,不能采用淤泥、耕植土、膨脹土等。,（,5,）沉降縫和伸縮縫,間距：,10,20m,，縫寬：,2030mm,填土,壓實質量,是擋土墻施工中的一個關鍵問題。填土時應,分層夯實,。,30,（,6,）擋土墻材料要求,石料：微風化,（,7,）砌筑質量,錯縫砌筑，砌穩(wěn)安正、灰漿飽滿、外露面勾縫,砂漿：水泥砂漿,31,4.3,計算,抗傾覆驗算,抗滑移穩(wěn)定驗算；,地基的承載力驗算；,墻身強度驗算。,抗震計算,擋土墻的計算通常包括下列內容：,32,（,1,）,抗傾覆驗算,繞墻趾的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為,抗傾覆安全系數,K,t,。,式中：,33,（,2,）,抗滑移驗算,抗滑力與滑動力之比稱為,抗滑安全系數,Ks,。,式中：,34,式中：,擋土墻基底對地基的摩擦系數，由試驗確定，也可按下表確定,35,（,3,）地基承載力驗算,與偏心受壓基礎驗算方法相同，即：,關鍵是基底壓力的計算,36,擋土墻基底壓力計算,擋土墻重力,G,與土壓力,Ea,的合力,E,可用平行四邊形法求得,37,合力,E,分解為垂直和平行于基底的兩個分力：,38,垂直合力,E,n,（即作用在基底上的重直合力,N,）對基底偏心距,e,為：,式中：,39,則擋土墻地基承載力驗算如下：,（,1,）當時（梯形分布）,（,2,）當時（三角形分布）,注：由基底傾斜，此時的,f,a,應折減,0.8,40,（,4,）,墻身強度驗算,墻身強度驗算應根據墻身材料分別按砌體結構、素混凝土結構或鋼筋混凝土結構的有關計算方法進行。,墻身強度驗算應取墻身,薄弱截面（截面轉折、急劇變化處）,進行。,內容有：,抗壓驗算、抗剪驗算,41,1,）抗壓,驗算,I,I,截面處：,42,2,）抗剪,驗算,I,I,截面處：,43,（,5,）,擋土墻抗震計算,地震區(qū)擋土墻分別按,有地震時的擋土墻,和,無地震時的擋土墻,進行計算，選用其中,截面較大者,。,1,）抗傾覆驗算,44,2,）抗滑移驗算,45,當時：,當時：,3,）地基承載力驗算,46,抗壓,驗算,I,I,截面處：,4,）墻身強度,驗算,抗剪,驗算,47,5,懸臂式擋土墻設計,5.1,構造,48,（,2,）墻身（立臂）,變截面：上小下大，節(jié)約材料,上斜下平的變截面，利于排水；,底板厚度與墻身下端相等。,（,3,）墻趾與墻踵,49,（,4,）排水措施,圓孔徑,：,100,150mm,孔間距：,2,3m,墻后做濾水層,（,5,）填土質量,最優(yōu)采用,抗剪強度高、性質穩(wěn)定、透水性好的,無粘性土,不能采用淤泥、耕植土、膨脹土等。填土時應,分層夯實,。,（,6,）沉降縫和伸縮縫,間距：,15,20m,，縫寬：,20mm,50,（,7,）防滑鍵,抗滑移不滿足要求時，可加設防滑鍵：,寬度不小于,30cm,（,8,）保護層厚度,墻身：,不小于,30mm,底板：,不小于,50mm,；無墊層時不小于,70mm,51,5.2,計算,確定側壓力,墻身內力及配筋計算,地基的承載力驗算,基礎板內力及配筋計算,抗傾覆穩(wěn)定驗算,抗滑移穩(wěn)定驗算,懸臂式擋土墻的計算包括下列內容：,52,（,1,）,確定側壓力,1,）無地下水時,53,2,）有地下水時,地下水以上：,地下水以下：,54,（,2,）,墻身,內力及配筋計算,按下端嵌固在基礎板中的懸臂板進行計算，,墻身底部,I,-,I,截面處彎矩最大：,受力筋面積：,55,垂直受力筋面積：,配筋方法,：底部鋼筋的,1/2,或,1/3,伸至頂部,，其余在墻高中部切斷。,56,（,3,）地基承載力驗算,與偏心受壓基礎驗算方法相同，即：,關鍵是基底壓力的計算,57,垂直合力對基底偏心距,e,為：,1,）當 時,2,）當時,58,（,4,）,基礎板內力及配筋計算,墻趾彎矩：,受力筋面積：,配置在,墻趾下部,59,墻踵彎矩：,受力筋面積：,配置在,墻踵上部,60,（,5,）,抗傾覆驗算,繞墻趾的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為,抗傾覆安全系數,K,t,。,61,（,6,）,抗滑移驗算,抗滑力與滑動力之比稱為,抗滑安全系數,Ks,。,62,5.3,提高穩(wěn)定性的措施,（,1,）減小土的側力,1,）填土換成塊石，增加內摩擦角,2,）加設減壓平臺,63,（,2,）增加墻踵懸壁長度,64,（,3,）提高基礎抗滑能力,1,）底板做成逆坡,2,）設置防滑移鍵,3,）在底板底面夯填碎石墊層，增加摩擦系數,65,6,扶壁式擋土墻設計,6.1,構造,（,1,）扶壁間距,（,1/2,1/3,）,H,扶壁式擋土墻是由立板、底板和扶壁三部分構成，,墻高可大于,8m,66,（,2,）底板寬與墻高,b/H,1,=1/2,1/3,（,3,）其它構造與懸臂式擋土墻相同,67,6.2,計算,確定側壓力（與懸臂式相擋墻相同）,墻身內力計算,地基的承載力驗算（與懸臂式相擋墻相同）,基礎板內力計算（與懸臂式相擋墻相同）,扶壁計算,抗傾覆穩(wěn)定驗算（與懸臂式相擋墻相同）,抗滑移穩(wěn)定驗算（與懸臂式相擋墻相同）,扶壁式擋土墻的計算包括下列內容：,68,墻身由豎向扶壁和基礎底板支承,（,1,）墻身內力計算,當,L,y,/L,x,2,時，按三邊固定、一邊自由的雙向板計算內力,當,L,y,/L,x,2,時，按連續(xù)單向板計算內力,由于土壓力自上而下逐漸增加，則水平彎矩也自上而下逐漸增加，因此，,配筋可自上而下分段加密，墻厚可上薄下厚,69,扶壁與墻身邊成一起工作，按固定在基礎底板的一個變截面懸臂,T,形梁計算,（,2,）扶壁計算,斜筋：為懸臂,T,形梁的受拉鋼筋,水平筋：為懸臂,T,形梁的箍筋，承受肋中的主拉應力,垂直筋：承受扶壁內垂直方向的拉力,70,71,謝謝！,