加筋土擋墻畢業(yè)設(shè)計

1、摘要40第1章 緒論411.1 擋土墻介紹411.2 擋土墻分類與加筋土擋土墻概述421.2.1 重力式擋土墻421.2.2 懸臂式擋土墻421.2.3 扶壁式擋土墻421.2.4 錨定板及錨桿式擋土墻431.2.5 土釘墻431.2.6 加筋土擋土墻431.3 加筋土擋土墻設(shè)計內(nèi)容44第2章 設(shè)計基本資料462.1 基本地質(zhì)資料462.2 荷載類型與組合462.3 材料與構(gòu)件參照資料472.4 速公路基本概況482.5 擋墻資料匯總48第3章 設(shè)計計算內(nèi)容493.1 擋墻設(shè)計要求493.1.1 拉筋493.1.2 填料493.1.3 墻面板503.1.4 沉降縫503.2 擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計51

2、3.2.1 設(shè)計要求513.2.2 地基基礎(chǔ)尺寸設(shè)計523.2.3 地基處理設(shè)計523.3 土壓力計算及穩(wěn)定性分析523.3.1 基本假定523.3.2 作用于擋土墻上的土壓力523.3.3 作用于拉筋所在位置的豎向壓力543.3.4 擋土墻穩(wěn)定性驗算分析553.4 穩(wěn)定性驗算計算內(nèi)容603.4.1 筋帶受力計算603.4.2 筋帶截面抗拉承載力穩(wěn)定性驗算623.4.3 筋帶長度計算及抗拔穩(wěn)定性驗算623.4.4 全墻抗拔穩(wěn)定性驗算633.4.5 整體穩(wěn)定性驗算633.5 巖土理正軟件驗算結(jié)果67第四章 施工工藝及注意事項784.1 施工工藝794.1.1 施工準(zhǔn)備794.1.2 基礎(chǔ)開挖及地

3、基處理施工794.1.3 面板制作與安裝804.1.4 加筋體施工814.2 施工中應(yīng)注意的問題824.2.1 關(guān)于內(nèi)摩擦角的問題824.2.2 壓實過程的問題824.2.3 填料的橫坡問題834.2.4 施工中的排水問題834.2.5 筋帶與面板連接問題83第5章 設(shè)計總結(jié)84附錄a 外文翻譯85a1 外文相關(guān)資料85mechanical performance of a double-face reinforced retaining wall in an area disturbed by mining85摘要第1章 緒論1.1 擋土墻介紹擋土墻是公路工程中廣泛采用的一種構(gòu)造物，是一種支

4、承路堤土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)，承受側(cè)向土壓力的建筑物。隨著我國高等級道路建設(shè)的飛速發(fā)展，特別是高等級公路建設(shè)向中西部的大力推進，路基擋土墻越來越重要，應(yīng)用越來越廣泛，并且結(jié)構(gòu)形式日新月異，設(shè)計理論也在不斷深入切合實際。擋土墻的類型多種多樣，根據(jù)墻體的剛度可將其分為剛性擋土墻和柔性擋土墻；根據(jù)擋土墻結(jié)構(gòu)形式可以將其分為重力式擋土墻和輕型擋土墻；根據(jù)擋土墻在路基橫斷面上的位置可一分為路塹式擋土墻、路肩式擋土墻、路堤式擋土墻、山坡?lián)鯄?、抗滑擋土墻、站臺擋土墻等；根據(jù)建筑材料不同可分為石、混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等；根據(jù)所處的環(huán)境條件可分為一般地區(qū)擋土墻、浸水地區(qū)擋土墻與地震地區(qū)擋土墻等

5、。目前世界上最常用的一種擋土墻形式即重力式擋土墻，這是世界上最古老簡單的的擋土墻結(jié)構(gòu)形式，其形式簡單、施工方便，可就地取材，適用性強，因而使用廣泛。為適應(yīng)不同地區(qū)的條件和發(fā)展新技術(shù)的需要，各種各樣的擋土墻也應(yīng)運而生：懸臂式、扶壁式、板樁式、加筋式擋土墻等?，F(xiàn)代加筋土的概念和設(shè)計理論是20世紀(jì)60年代由法國工程師henri vidal首創(chuàng)的。作為僅次于鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的又一次發(fā)明，加筋土技術(shù)在世界范圍內(nèi)發(fā)展開來。根據(jù)他的設(shè)計理論于1965年在法國普拉聶爾斯成功修建了一座公路加筋土擋土墻，該項工程立刻引起了世界工程界的濃厚興趣，引起了世界各國的重視，得到很高評價。國外譽之為僅次于鋼筋混

6、凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的又一次發(fā)明。以后，世界各國普遍開展了加筋擋土墻的實驗和設(shè)計工作。加筋土擋土墻既安全又經(jīng)濟，因此這種新技術(shù)立即引起了世界各地的土木界工程師們的關(guān)注，從而不僅在歐洲而且在美國、澳大利亞、加拿大、印度、泰國、日本等地被廣泛地應(yīng)用于鐵路、公路、港口碼頭和工業(yè)與民用建筑中。據(jù)1977年的統(tǒng)計，世界上就修建了1500余座加筋土結(jié)構(gòu)，并投入使用，其中有700余座加筋土橋臺。上世紀(jì)僅僅在美國就修建了2萬多座加筋土結(jié)構(gòu)。在西班牙，1971年建造了第一座加筋土擋墻，隨后的發(fā)展和推廣應(yīng)用也相當(dāng)快。美國1972年修 建加州39號公路時開始使用，聯(lián)邦公路局專門有班子從事有關(guān)研究和應(yīng)用工作，其推廣

7、應(yīng)用和研究開發(fā)也相當(dāng)快。其它許多國家也先后使用和推廣了加筋土技術(shù)，加筋土工程已從加筋土擋墻發(fā)展應(yīng)用到橋臺、護岸、堤壩、建筑物基礎(chǔ)、鐵路路堤、碼頭、防波堤、水庫、尾礦壩、儲倉及核設(shè)施、軍用設(shè)施等多個領(lǐng)域。1978年我國才在云南建成第一座加筋土擋土墻。該擋土墻采用鏈接的鋼筋混凝土筋條。直到20世紀(jì)80年代中葉，我國才開始研究和開發(fā)土工織物。之后，加筋土理論與技術(shù)都得到了較大較快的發(fā)展?，F(xiàn)在，加筋土已用來加固建筑地基，形成公路、鐵路路堤，構(gòu)筑加筋土擋土墻等等，但罕用之于橋臺。據(jù)估計，在我國大陸已建筑并投入使用10000個以上的加筋土工程。我國加筋土主要用之于加筋土擋土墻，上世紀(jì)90年代初出臺了加筋土

8、擋墻設(shè)計規(guī)范，世紀(jì)末建設(shè)部、交通部以及水利部分別頒布了土工合成材料加筋土擋墻設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)使用的加筋包括有鋼筋混凝土條，土工帶，pp土工格柵、雙向鋼塑土工格柵等，而加筋膜在我國還很少用。面板主要還是非延性的預(yù)制鋼筋混凝土板。近年來由于我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定高速發(fā)展，交通運輸業(yè)發(fā)展很猛，從而帶動加筋土技術(shù)在公路、鐵路、港口碼頭建設(shè)中的發(fā)展與應(yīng)用，推進了新型擋土墻的發(fā)展與研究。期間，建成了一些多級超高加筋土擋土墻，如三峽移民工程巫山新城的57m高加筋土擋土墻等等，并引發(fā)了相關(guān)的研究。1.2 擋土墻分類與加筋土擋土墻概述1.2.1 重力式擋土墻重力式擋土墻一般由混凝土材料或塊石砌筑。重力式擋土墻是靠

9、墻身自重保證墻身穩(wěn)定的，因此，墻身截面較大，適用于小型工程，通常墻高小于8米，但結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能就地取材，因此廣泛應(yīng)用于實際工程中。1.2.2 懸臂式擋土墻當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差或缺少石料而墻又較高時，通常采用懸臂式擋土墻，一般都設(shè)計成l型，由鋼筋混凝土建筑，墻體的穩(wěn)定性主要依靠墻踵懸臂以上的土重來維持。墻體內(nèi)布置鋼筋以承受拉應(yīng)力，所以墻身截面較小。1.2.3 扶壁式擋土墻由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶肋組成，即沿懸臂式擋土墻的墻長方向，每隔一定距離增設(shè)一道扶肋，把墻面板和墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地區(qū)或地基承載力較差的地段。當(dāng)墻高較高時，比懸臂式擋土墻更為經(jīng)濟。1.2.4 錨定板及錨桿式擋

10、土墻錨定板擋土墻是由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱、墻面、鋼拉桿和埋置在填土中的錨定板在現(xiàn)場拼裝而成，依靠填土與結(jié)構(gòu)的相互作用力維持其自身穩(wěn)定。與重力式擋土墻相比，具有結(jié)構(gòu)輕、柔性大、工程量少、造價低、施工方便等優(yōu)點，特別適合用于地基承載力不大的地區(qū)。設(shè)計時，為了維持錨定板擋土墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力平衡，必須保證錨定板結(jié)構(gòu)周圍的整體穩(wěn)定和土的摩阻力大于由土自重和荷載產(chǎn)生的土壓力。1.2.5 土釘墻土釘墻是有面板、土釘與邊坡之間相互作用形成的支擋結(jié)構(gòu)。它適用于一般地區(qū)土質(zhì)及破碎軟巖質(zhì)地段，也可置于樁板擋土墻之間支擋巖土以保證邊坡穩(wěn)定。土釘墻面層為噴射混凝土中間夾鋼筋網(wǎng)，土釘要和面板有效連接，外端設(shè)鋼墊板或加強鋼筋通

11、過螺絲端桿錨具或焊接進行連接。1.2.6 加筋土擋土墻由墻面板、拉筋和填料三部分組成，借助于拉筋于填料之間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳遞給拉筋，從而使土體穩(wěn)定。既是柔性結(jié)構(gòu)，可承受地基較大的變形；又是重力式結(jié)構(gòu)，能承受荷載的沖擊作用、振動作用。外形美觀、施工簡便、占地少、并且對地基的適應(yīng)性強。適用于缺乏石料地區(qū)和大型的填方工程。加筋土擋土墻是利用加筋土技術(shù)修建的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)物，是由墻面板、拉筋、填料和基礎(chǔ)組成的柔性復(fù)合結(jié)構(gòu)物。加筋土擋土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面

12、板三部分組成。一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價比較低，具有良好的經(jīng)濟效益。加筋土擋墻，與傳統(tǒng)的重力式擋土墻、混凝土擋土墻相比較，是有經(jīng)濟優(yōu)勢的。擋土墻愈高，加筋土擋土墻的經(jīng)濟優(yōu)勢就愈大。對加筋土擋墻的分析與比較認為，加筋土擋墻可以節(jié)約2050%工程造價。便宜但耐久的拉筋激發(fā)潛在滑面后的穩(wěn)定土體來協(xié)助保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，因而不需要大量的圬工，造價就得以降低

13、。在公路與鐵路路堤的建設(shè)中，援用加筋土技術(shù)尚可以節(jié)省大量的用地。加筋土本身就是一種組合材料。由于加筋與土的相互作用，加筋土加強了土顆粒間的聯(lián)系，從而增加了土的抗剪強度，減少了沉降變形。使用土工織物或土工合成材料來做加筋材料的擋土結(jié)構(gòu)是柔性的。地震時，這樣的加筋土結(jié)構(gòu)可以比傳統(tǒng)的圬工擋土墻吸收更多的能量而不產(chǎn)生功能上的破壞。模型實驗與已發(fā)生的地震業(yè)已證明加筋土結(jié)構(gòu)是抗震性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。土墻是在土中加入拉筋，利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。一般應(yīng)用于地形較為平坦且寬敞的填方路段上

14、，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便；它是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)物；節(jié)約占地，造型美觀；造價比較低，具有良好的經(jīng)濟效益。加筋土擋土墻施工簡便、快速，并且節(jié)省勞力和縮短工期，一般包括下列工序：基槽(坑)開挖、地基處理、排水設(shè)施、基礎(chǔ)澆(砌)筑、構(gòu)件預(yù)制與安裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實、墻頂封閉等，其中現(xiàn)場墻面板拼裝、筋帶鋪設(shè)、填料填筑與壓實等工序是交叉進行的。同時加筋擋土墻的使用也存在很多的問題，受到一定條件的限制：擋墻背后需要充足的空間，以獲得足夠

15、的墻寬來保證內(nèi)部和外部穩(wěn)定性；對于鋼材加筋的銹蝕、用作暴露面層的土工合成材料在紫外線照射下的變質(zhì)，以及填土中聚酯類加筋材料的老化等問題，需要制定合適的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；前加筋土系統(tǒng)的設(shè)計和施工經(jīng)驗仍不成熟，故規(guī)范尚需進一步完善。1.3 加筋土擋土墻設(shè)計內(nèi)容工點位于7度地震區(qū)，上覆土層厚度515m。下伏基巖為砂巖夾頁巖、泥巖、灰?guī)r和花崗斑巖。地基承載力為0.2mpa。路線為高速公路，設(shè)計時速120km/h，路堤填土內(nèi)摩擦角為35，容重18kn/m3。擋墻后填料為粗砂，壓實后相對密度不小于0.7。擬在該處修建一座高速公路路堤式加筋擋土墻。主要設(shè)計內(nèi)容包括：一、擋土墻材料選擇及構(gòu)件設(shè)計1、確定擋土墻墻面板類

16、型2、拉筋材料選取3、基礎(chǔ)設(shè)計4、擋土墻橫斷面形式二、擋土墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析1、拉筋拉力計算(1)加筋體自重產(chǎn)生的拉力(2)加筋體上路堤土對拉筋產(chǎn)生的拉力(3)車輛荷載產(chǎn)生的拉力(4)拉筋拉力2、拉筋斷面計算與抗拉強度驗算(1)拉筋斷面積計算(2)螺栓連接處筋帶強度驗算(3)連接螺栓抗剪強度驗算(4)土工合成帶穿孔處筋帶強度計算3、拉筋抗拔穩(wěn)定性驗算與拉筋長度計算(包括錨固長度和活動區(qū)長度)(1)拉筋抗拔穩(wěn)定系數(shù)(2)活動區(qū)長度計算(3)錨固長度計算4、加筋土設(shè)計中土壓力系數(shù)和似摩擦系數(shù)確定(1)土壓力系數(shù)(2)似摩擦系數(shù)三、外部穩(wěn)定性分析1、抗滑穩(wěn)定性分析2、抗傾覆穩(wěn)定性分析3、地基承載力分析

17、4、整體抗滑穩(wěn)定性分析5、沉降分析第2章 設(shè)計基本資料2.1 基本地質(zhì)資料第一層為粉質(zhì)粘土，其厚度為4.0m；第二層為粉砂層，其厚度為8m；第三層為粉土夾粉質(zhì)粘土，其厚度大約為15m，其下為硬質(zhì)砂層（可認為壓縮變形很小且不發(fā)生強度破壞）；地下水位穩(wěn)定在-4m處。其各層土質(zhì)的參數(shù)如下表：表2-1 各層地基土的各項參數(shù)粉質(zhì)粘土層 es=5.55mpa fak=200mpah=2.0m粉砂 es=9.28mpa h=8.0m粘土 e=0.586 il=0.53 es=11.25mpa h=15m2.2 荷載類型與組合根據(jù)公路加筋土工程設(shè)計規(guī)范（jtj 051-91)加筋土擋墻荷載設(shè)計應(yīng)按照表2-2采

18、用。2-2-1荷載類型表荷載類型編號荷載名稱永久荷載1加筋體重力2加筋體上的填土重力3加筋體外土的側(cè)壓力4水的浮力基本可變荷載5汽車6平板掛車或履帶車7車輛荷載引起的側(cè)壓力偶然荷載8地震力表2-2-2 常用荷載組合組合作用(或荷載)名稱擋土墻結(jié)構(gòu)重力、墻頂上的有效永久荷載、填土重力、填土側(cè)壓力及其他永久作用(或荷載)相組合組合與基本可變作用(或荷載)相組合組合與其他可變作用(或荷載)相組合2.3 材料與構(gòu)件參照資料根據(jù)公路加筋土工程設(shè)計規(guī)范（jtj 051-91)加筋土擋墻可用筋材參數(shù)如下表：表2-3-1扁鋼、容許應(yīng)力鋼筋（mpa）材料名稱容許應(yīng)力l扁鋼（3號鋼）1351級鋼筋1352-3-2

19、混凝土容許應(yīng)力(mpa）混凝土強度等級c13c18c23c28軸心受壓應(yīng)力n5.507.009.0010.50拉應(yīng)力(主拉應(yīng)力)l0.350.450.550.60彎曲拉應(yīng)力wl0.550.700.300.90注：矩形截面構(gòu)件彎曲拉應(yīng)力可提高15%表2-3-3材料容許應(yīng)力提高系數(shù)材料類別鋼帶，鋼筋，混凝土聚丙烯土工帶荷載組合組合1.001.00組合、1.251.30組合1.301.30組合1.502.002.4 速公路基本概況按一次建成雙向6車道高速公路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，路基寬度為34.5m，計算行車速度為120km/h，公路一級。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面尺寸如下表2-4所示：表2-4 公路寬度尺寸表中央分隔帶寬度

20、(m)兩側(cè)行車道寬度(m)兩側(cè)路緣帶寬度(m)兩側(cè)硬路肩寬度(m)兩側(cè)土路肩寬度(m)333.750.52.50.752.5 擋墻資料匯總高設(shè)計各項計算資料匯列如下：(1)擋土墻不受浸水影響，墻高h=6m（墻面板7m，埋深1m），頂部填土0.5m，；(2)路基寬34.5m；(3)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路一級；(4)面板規(guī)格：1.44m0.8m十字形混凝土板。板厚20cm ，混凝土強度等級c25；(5)筋帶采用聚丙烯土工帶，單根帶寬為18mm，厚2.0mm，容許拉應(yīng)力 =50mpa，摩擦系數(shù)f=0.4；(6)筋帶節(jié)點間距：sx=0.42m，sy=0.40m；(7)填料：粗砂，重度=18.4 kn/m3，內(nèi)

21、摩擦角=30；(8)地基：粉質(zhì)粘土，重度=17.2kn/m3，內(nèi)摩擦角=19.2，黏聚力c =8kpa，地基承載力特征值=100kpa；(9)墻體采用矩形斷面，加筋體寬為10.0m；(10)墻頂填料與加筋土填料相同 第3章 設(shè)計計算內(nèi)容3.1 擋墻設(shè)計要求3.1.1 拉筋拉筋材料必須具有以下特性：(1)抗拉強度大，延伸率小和蠕變變形小，不易產(chǎn)生脆性破壞；(2)筋土截面之間具有足夠的摩擦力；(3)有較好的耐腐蝕性和抗老化性；(4)具有一定的柔性和韌性，加工容易，接長及與墻面板連接簡單；(5)使用壽命長，施工簡便。 拉筋材料宜采用土工格柵、復(fù)合土工帶或鋼筋混凝土板條。筋材之間的連接或筋材與墻面板連

22、接時，連接強度不得低于設(shè)計強度，金屬連接件及金屬拉筋應(yīng)做防銹處理，受力鋼構(gòu)件應(yīng)預(yù)留2mm的防銹蝕厚度，所有連接部分應(yīng)采用瀝青砂漿封閉。 拉筋長度在滿足穩(wěn)定的條件下按下列原則確定：(1)墻高小于3m時，拉筋長度不應(yīng)小于4.0m，且應(yīng)采用等長拉筋；(2)土工格柵的拉筋長度不應(yīng)小于0.6倍墻高，且不應(yīng)小于4.0m；(3)鋼筋混凝土板條拉筋長度不應(yīng)小于0.8倍墻高，且不應(yīng)小于5.0m；(4)當(dāng)采用不等長的拉筋時，同等長度拉筋的墻段高度不應(yīng)小于3m，且同長度拉筋的截面也應(yīng)該相同。相鄰不等長拉筋的長度差不宜小于1.0m；(5)包裹式加筋土擋土墻拉筋應(yīng)采用統(tǒng)一的水平回折包裹長度，其長度應(yīng)大于計算值，且不宜小

23、于2m。加筋土體最上部1、2層拉筋的回折長度應(yīng)適當(dāng)加強。3.1.2 填料填料是加筋體的主體材料，不僅影響土壓力的大小，而且直接影響拉筋的摩擦力。因此宜用粗粒土填筑，填料中最大粒徑不應(yīng)大于10cm，而且不宜大于單層填料壓實厚度的1/3，基本要求是：(1)易于填筑與壓實(2)能與拉筋產(chǎn)生足夠的摩擦力(3)滿足化學(xué)和電化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(4)水穩(wěn)定性好 為了使拉筋與填料之間能發(fā)揮較大的摩擦力，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，通常填料優(yōu)先選擇，通常填料優(yōu)先選擇具有一定級配、透水性好的砂類土(粉砂、黏砂除外)、礫石類土、碎石類土，也可選用c組細粒土填料，但不得采用塊石類土，因為塊石類土填筑時易砸壞拉筋，而且塊石與拉筋受力不均勻

24、影響拉筋應(yīng)力，危及擋土墻的穩(wěn)定性。另外，粗粒料中不得含有尖銳的棱角，以免在壓實過程中壓壞拉筋。3.1.3 墻面板墻面板的作用是承受土壓力、防止填土側(cè)向擠出，便于拉筋固定布設(shè)，并保證填料、拉筋和墻面板構(gòu)成具有一定形狀的整體，對于土工合成材料還應(yīng)具有防止紫外線輻射功能。因此墻面板不僅要有一定的強度以保證拉筋端部土體的穩(wěn)定，而且要求具有足夠的強度，以抵抗預(yù)期的沖擊和震動作用；又應(yīng)有足夠的柔性，以適應(yīng)加筋體在何在作用下產(chǎn)生的容許沉降所帶來的變形；還要滿足美觀以及運輸與安裝方便等要求。3.1.4 沉降縫沉降縫是指在工程結(jié)構(gòu)中，為避免因地基沉降不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沉降裂縫而設(shè)置的永久性的變形縫。沉降縫主要控制剪切

25、裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，通過設(shè)置沉降縫消除因地基承載力不均而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力，自由釋放結(jié)構(gòu)變形，達到消除沉降縫的目的。實際上它將建筑物劃分為兩個相對獨立的結(jié)構(gòu)承重體系。 沉降縫的設(shè)置部位： (1)建筑平面的轉(zhuǎn)折部位； (2)高度差異或荷載差異處； (3)長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋砼框架的適當(dāng)部位； (4)地基土的壓縮性有顯著差異處； (5)建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處； (6)分期建造房屋的交界處。 沉降縫的做法與伸縮縫不同，它要求在沉降縫處將基礎(chǔ)連同上部結(jié)構(gòu)完全斷開，自成獨立單元。 必須注意，在沉降縫內(nèi)不能填塞材料，以免妨礙建筑物兩側(cè)各單元的自由移動，不少工程，雖然設(shè)置了沉降縫，但由于施工時

26、不慎縫內(nèi)被磚塊或砂漿等雜物堵塞，往往失去沉降縫的作用。在寒冷地區(qū)，因保暖需要，可在縫的側(cè)面充填保溫材料，但必須保證墻體能自由沉降。3.2 擋土墻基礎(chǔ)設(shè)計3.2.1 設(shè)計要求(1)擋土墻的基礎(chǔ)類型，除特殊地基情況需采用樁基礎(chǔ)外，宜采用明挖基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)宜設(shè)置在地質(zhì)情況較好的地基上，當(dāng)?shù)鼗鶠樗绍浲翆訒r，可采用換填、砂樁、攪拌樁等方法處理地基。擋土墻采用剛性基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底部的擴展部分不應(yīng)超過材料的剛性角。對于混凝土基礎(chǔ)，剛性角不應(yīng)大于40；對于片石、塊石、粗料石砌體基礎(chǔ)，當(dāng)用m5以上砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于35，當(dāng)用m5及低于m5砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于30。擋土墻的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形擴展基

27、礎(chǔ)時，應(yīng)按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtg d62-2004)的規(guī)定進行設(shè)計。(2)基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1.00m時，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1.00m。當(dāng)凍結(jié)深度超過1.00m時，基底最小埋置深度不小于1.25m，還應(yīng)將基底至凍結(jié)線0.25m深度范圍的地基土換填為弱凍脹材料。受水流沖刷時，應(yīng)按路基設(shè)計洪水頻率計算沖刷深度，基底置于局部沖刷線以下不小于1.00m。路塹式擋土墻的基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于路塹邊溝底面不小于0.50m。在風(fēng)化層不厚的硬質(zhì)巖石地基上，基底宜置于基巖表面風(fēng)化層以下；在軟質(zhì)巖石地基上，基底最小

28、埋置深度不小于1.00m。(3)建筑在斜坡地面的擋土墻，基礎(chǔ)前趾埋入地面的深度和距地表的水平距離應(yīng)符合表3-1。表3-1 斜坡地面基礎(chǔ)埋置條件土層類別最小埋入深度h(m)距地表水平距離l(m)較完整的硬質(zhì)巖石0.250.250.50一般硬質(zhì)巖石0.600.601.50軟質(zhì)巖石1.001.002.00土層1.001.502.50(4) 明挖基礎(chǔ)的基坑面，應(yīng)設(shè)置不小于4%的排水橫坡；在濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)采取消除濕陷或防止水流下滲的措施。3.2.2 地基基礎(chǔ)尺寸設(shè)計墻面板下應(yīng)該設(shè)置厚度不小0.4m的c15混凝土基礎(chǔ)，頂面要做一個凹槽，便于安裝墻面板。對于土質(zhì)地基和風(fēng)化層厚并且難以全部清除的巖石地基，

29、基礎(chǔ)埋深不應(yīng)該小于0.6m，同時還用該考慮沖刷先等問題（）。地基選擇埋深為1m，厚度為1m寬度為2m的條形基礎(chǔ)。如圖所示。3.2.3 地基處理設(shè)計 由于天然地基承載力fak=100kpa明顯看出地基承載力特征值不滿足要求，故需對地基進行加固處理。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（jgj79-2002),此次地基處理宜采用換填墊層法（）。換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。 墊層可選用下列材料： 宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小于2mm 的部分不應(yīng)超過總重的45%），應(yīng)級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜質(zhì)。當(dāng)使用粉細砂或石粉（粒徑小于0.075mm 的部分不超過總重

30、的9%）時，應(yīng)摻入不少于總重30%的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm。換填深度為2m，換填后在進行壓實處理，使得地基處理后的fak應(yīng)不小于350kpa。3.3 土壓力計算及穩(wěn)定性分析3.3.1 基本假定 墻面板承受填料產(chǎn)生的土壓力，每塊面板承受 其相應(yīng)單位內(nèi)的土壓力，這些土壓力由面板上的拉筋的拉力來平衡。 擋土墻內(nèi)部加筋體部分為滑動區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，這兩區(qū)的分界面為主體的破裂面。此破裂面與豎直方向的夾角小于非加筋土的主動破裂角。破裂角可按圖3.3.1計算?？拷姘宓幕瑒訁^(qū)內(nèi)的拉筋長度li為無效長度，作用于面板上的土壓力由穩(wěn)定區(qū)的拉筋與填料之間的摩阻力平衡，所以在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)的拉筋長度la為有效

31、長度。 在拉近的全長范圍內(nèi)，拉筋與填料間的摩擦系數(shù)相同。 在拉筋有效長度上的填料自重及荷載均對拉筋產(chǎn)生有效摩擦力。3.3.2 作用于擋土墻上的土壓力 作用于加筋土擋土墻上的土壓力是填料作用于墻面板上產(chǎn)生的土壓力和墻頂面上活荷載產(chǎn)生的土壓力之和。 加筋體土壓力系數(shù)計算 當(dāng)zi6m時，ki=k01-zi6+kazi6當(dāng)zi6m時，ki=ka式中 ki加筋體內(nèi)深度zi處土壓力系數(shù)； k0靜止土壓力系數(shù)，k0=1-sin； ka主動土壓力系數(shù)，ka=tan2（45-2） zi第i單元節(jié)點至加筋體頂面的垂直距離（2）填料作用于墻面板上產(chǎn)生的土壓力 .式中： i1- 填料自重產(chǎn)生的水平土壓力 ki - 加

32、筋體土壓力系數(shù) - 填料重度 （3） 墻頂面上活荷載產(chǎn)生的土壓力由實測可知，離墻頂面越遠荷載的影響越小。為簡化計算，其值可由荷載引起的豎向土壓力與土壓力系數(shù)乘積而得。豎向土壓力可按應(yīng)力擴散角法計算。式中：l0 - 荷載換算土柱寬度；h0 - 荷載換算土柱高度；li-第i層拉筋深度處荷載在土中的擴散寬度。式中： a-荷載內(nèi)邊緣至墻背的距離；4 11.5 hi-第i層拉筋到墻頂?shù)纳疃取＃?） 作用于墻面板上的水平總土壓力 3.3.3 作用于拉筋所在位置的豎向壓力作用于拉筋所在位置的豎向壓力是填料自重應(yīng)力與荷載引起的壓應(yīng)力之和。 墻后填料的自重應(yīng)力： 荷載引起的拉近上的豎向壓應(yīng)力，采用擴散角法計算（

33、一般取30）附加荷載邊緣在填土內(nèi)的擴散線與加筋體深度處的水平線的交點為d點。 當(dāng)d點進入加筋體活動區(qū)時：當(dāng)d點未進入加筋體活動區(qū)時： 3.3.4 擋土墻穩(wěn)定性驗算分析3.3.4.1. 拉筋長度計算簡化破裂面上、下兩部分高度h1 ,h2按下式計算：h2=bhtan45+2h1=h-h2拉筋的長度應(yīng)保證在拉筋的設(shè)計拉力下不被拔出，拉筋總長度由有效長度和無效長度組成。 （1）拉筋的無效長度lfi=0.3h (0zih1) lfi=h-zitan(45+2) (h1zih)式中：li第i層筋帶總長度；lfi第i層筋帶在加筋體活動區(qū)內(nèi)的長度(m)； hi簡化破裂面的上段高度(m)；h加筋體高度； 填料內(nèi)

34、摩擦角()。（2）拉筋的有效長度當(dāng)采用聚丙烯土工帶時，其有效長度計算公式為：其中 式中：tizi層深度處，筋帶所承受的水平拉力(kn)；eizi層深度處，面板上的水平土壓力(kpa)及水平壓應(yīng)力，包括i和vi ，墻頂有水平荷載作用時，還包括di；sx筋帶結(jié)點水平間距(m)；sy筋帶結(jié)點垂直間距(m)；填料與筋帶間的似摩擦系數(shù)，由實驗確定；bi結(jié)點上的筋帶總寬度(m)。3.3.4.2. 筋帶抗拔穩(wěn)定性驗算計算筋帶抗拔力時，不計基本可變荷載的作用效應(yīng)。一個筋帶結(jié)點的抗拔穩(wěn)定性，可按下列公式驗算： 0ti0tpirri ti0=rq1ti tpi=2ibilai式中：0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，根據(jù)公路路基設(shè)

35、計規(guī)范查得取1.05；tiozi層深度處，筋帶所承受的水平拉力設(shè)計值(kn)；rq1加筋體及墻頂填土主動土壓力或附加荷載土壓力的分項系數(shù)；tpi永久荷載重力作用下，層深度處，筋帶有效長度所提供的抗拔力 (kn)；rr1筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)，可按下表3-3的規(guī)定采用；表3-3 筋帶抗拔力計算調(diào)節(jié)系數(shù)表作用(或荷載)組合、施工荷載rr11.41.31.23.3.4.3 筋帶抗拉承載力驗算料抗拉計算調(diào)節(jié)系數(shù)， 當(dāng)為鋼筋混凝土帶時，受拉鋼筋的含筋率應(yīng)小筋帶截面的抗拉承載力驗算宜符合下式：式中：a筋帶截面的有效凈截面積()； 筋帶材料抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)；f各類筋帶材料的抗拉性能分項系數(shù)，均取等于

36、1.25； r2筋帶抗拉計算調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)剛才是混凝土帶時，受拉鋼筋配筋率應(yīng)小于2.0%。()3.3.4.4. 墻面板設(shè)計要求作用于單塊墻面板上的土壓力，可按均布分布；墻面板可作為兩端外伸的簡支板，應(yīng)沿豎直方向和水平方向分別計算作用效應(yīng)；墻面板與筋帶聯(lián)結(jié)部分的鋼筋布置或構(gòu)建強度宜適當(dāng)加強；鋼筋混凝土面板的配筋計算，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)下式確定前面板厚度t=0.75kahsxsyck式中：t墻面板的厚度；ka土壓力系數(shù)，取ka=tan245-2； ck 混凝土容許抗拉應(yīng)力。3.3.4.5. 全墻抗拔穩(wěn)定性驗算由于該墻墻高6m不足12m，所以應(yīng)符合下式的規(guī)定： kb=tpiti2式中：kb全強抗拔

37、穩(wěn)定系數(shù)；tpi各層拉筋所產(chǎn)生的摩擦力總和； ti各層拉筋承擔(dān)的水平拉力總和。3.3.4.6. 加筋土擋土墻的抗滑動整體穩(wěn)定性整體抗滑穩(wěn)定性系數(shù)可按下式計算：ks=cixi+wicositaniwisini式中：ci第i土條的黏結(jié)力(kpa)；xi第i土條弧長(m)；wi第i土條重力(kn)；i第i土條滑動弧的法線與豎直線的夾角()；i第i土條滑動面處的內(nèi)摩擦角()。作用(或荷載)組合時，加筋土擋土墻的整體滑動穩(wěn)定系數(shù)均應(yīng)符合下式規(guī)定：ks1.253.3.4.7. 擋土墻基底抗滑移穩(wěn)定性驗算 抗滑穩(wěn)定性系數(shù)可參照圖0-0 由下式計算得出：kc=nt n豎向力總和（kn）; t水平力總和（kn）

38、； 基底摩擦系數(shù)。3.3.4.8. 擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算 k0=mym0式中：my 穩(wěn)定力系對加筋體墻趾的力矩（knm）； m0 傾覆力系對加筋體墻趾的力矩（knm）。 驗算擋土墻的抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定時，穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于表3-6的規(guī)定。3-7 抗滑動和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)作用(或荷載)情況驗算項目穩(wěn)定系數(shù)作用(或荷載)、抗滑動1.3抗傾覆1.5作用(或荷載)抗滑動1.2抗傾覆1.3施工階段驗算抗滑動1.2抗傾覆1.2注：大于適宜墻高時，穩(wěn)定系數(shù)宜大于表中所列值，相同填料下，穩(wěn)定系數(shù)宜隨墻高增大而增大； 大于適宜墻高時，相同墻高下，穩(wěn)定系數(shù)宜根據(jù)填料的粘聚力c取值：粘聚力小者取較小值；粘聚力大者取較

39、大值。(5)適宜于不良土質(zhì)地基、表土下為傾斜基巖地基及斜坡上的擋土墻，應(yīng)對擋土墻地基及填土的整體穩(wěn)定性進行驗算，其穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.25。(6)擋土墻設(shè)計為滑動穩(wěn)定控制時，可采取下列增加抗滑動穩(wěn)定性措施：采用傾斜基底；采用凸基底，凸應(yīng)設(shè)置在堅實地基上；可計入墻前被動土壓力；采用樁基礎(chǔ)。(7)擋土墻設(shè)計為傾覆穩(wěn)定控制時，可采用下列增加抗傾覆穩(wěn)定措施：擴展擋土墻基礎(chǔ)的前趾，當(dāng)剛性基礎(chǔ)的前趾擴展受到剛性角限制時，可采用配筋擴展基礎(chǔ)；調(diào)整墻面、墻背坡度；改變墻身形式，可采用衡重式、扶壁式等抗傾覆穩(wěn)定性較強的擋土墻形式。3.3.4.9 基礎(chǔ)底面地基承載力驗算max=nb+6mb2kmin=nb-6mb

40、0e=b2-mw+mw+mey-mexw+w+eyb6式中：max基礎(chǔ)底面地基的最大壓應(yīng)力（kpa）；min基礎(chǔ)底面地基的最大壓應(yīng)力（kpa）；n作用在基底的垂直合力（kn）；m作用在基底的彎矩（knm）；b加筋體的寬度（m）；k地基土容許承載力提高系數(shù)；修正后的地基土容許承載力（kpa）。3.4 穩(wěn)定性驗算計算內(nèi)容本例加筋土擋土墻墻高不大于12m，內(nèi)部穩(wěn)定性可采用應(yīng)力分析法計算。3.4.1 筋帶受力計算(1)加筋體上覆土層換算等厚均布土層h1=1mh2-b式中：h1墻頂填土重力換算等代均布土層厚度(m)，當(dāng)h1h時，應(yīng)取h；m 加筋體頂面填土的邊坡坡率；h 加筋體墻高；b邊坡坡腳至面板的水平

41、距離(m)；由圖可知：h=6 m，b=0.5，m=1.5，則等代均布土層厚度計算：h1=1.5mh=0.5m，故取h1=0.5m (2)計算車輛荷載換算為等代均布土層厚度： 作用在墻后破裂棱體上的車輛荷載，在土體中出現(xiàn)附加的豎直應(yīng)力，從而產(chǎn)生附加的側(cè)向土壓力?？紤]到這種影響，可將車輛荷載近似地按均布荷載考慮，換算成容重與墻后填料相同的均布土層。車輛活荷載引起的附加土壓力按代均布土層厚度計算： h=q/式中：-墻背填土的容重（kn/m3）； q-附加荷載強度，按表3-2取用，（kn/m3）； h-換算土層的厚度（m）。表3-2 附加荷載強度墻高（m）q（kn/m3）墻高（m）q（kn/m3）h2

42、.020.0h10.010.0注：中間值可以表中數(shù)值內(nèi)插計算。由此可算得換算土柱高度h=0.85m，附加荷載強度為15kn/m3。(3)筋帶所受拉力計算本設(shè)計中，筋帶所受拉力包括三部分，即車輛荷載、墻頂路堤填土和墻后填料引起的筋帶拉力(如圖3-2)，計算結(jié)果見表3-10筋帶層號hi (m)kilci(m)lclcifi(kpa)hi(kpa)h1(kpa)sx(m)sy(m)ti (kpa)10.4000.48911.960.96115.047.3609.2000.4200.4002.59620.8000.47812.420.92614.4814.729.2000.4200.4003.0843

43、1.2000.46712.890.89213.9622.089.2000.4200.4003.55141.6000.45613.350.86213.4829.449.2000.4200.4003.99552.0000.44513.810.83313.0336.809.2000.4200.4004.41662.4000.43414.270.80612.6044.169.2000.4200.4004.48172.8000.42314.730.78112.2151.529.2000.4200.4005.18883.2000.41315.190.75711.8458.889.2000.4200.400

44、5.53993.6000.40215.660.73511.4966.249.2000.4200.4005.865104.0000.39116.110.71311.1673.609.2000.4200.4006.167114.4000.38016.580.69410.8580.969.2000.4200.4006.444124.8000.36917.040.67510.5588.329.2000.4200.4006.696135.2000.35817.500.65710.2895.689.2000.4200.4006.923145.6000.34717.970.64010.01103.09.20

45、00.4200.4007.125156.0000.34218.430.6229.760110.49.2000.4200.4007.302166.4000.33418.890.6149.520117.89.2000.4200.4007.452176.8000.31319.350.5899.294125.19.2000.4200.4007.5833.4.2 筋帶截面抗拉承載力穩(wěn)定性驗算已知筋帶斷裂強度標(biāo)準(zhǔn)值為fak=150mpa，抗拉容許應(yīng)力 =50mpa，拉筋容拉應(yīng)力提高系數(shù)k=1，筋帶厚度為2mm，利用容許應(yīng)力法計算結(jié)果見表：zitiabin實際nbi抗拉安全系數(shù)kf0.402.6095.40

46、47.703.00354.001.660.803.08113.3556.673.15354.001.401.203.55130.4965.243.62354.001.221.603.99146.8173.404.08354.001.082.004.42162.2981.144.516108.001.962.404.81176.9188.464.916108.001.792.805.19190.6795.335.306108.001.673.205.54203.55101.775.656108.001.563.605.86215.54107.775.996108.001.474.006.1722

47、6.63113.316.306108.001.404.406.44236.81118.406.586108.001.344.806.70246.08123.046.846108.001.295.206.92254.43127.227.076108.001.255.607.13261.86130.937.276108.001.216.007.30268.35134.187.456108.001.186.407.45273.91134.967.616108.001.166.807.58278.53139.277.746108.001.143.4.3 筋帶長度計算及抗拔穩(wěn)定性驗算計算各層筋帶在活動區(qū)

48、、錨固區(qū)的長度及總長。簡化破裂面的垂直部分距面板背部的水平距離為：bh=0.3h=70.3=2.1m簡化破裂面下段高度： h2=bhtan(45+2)簡化破裂面上段高度：h1=h-h2=7-3.2=3.8m (3)抗拔穩(wěn)定性計算由下表3-12可知，各層筋帶的作用效應(yīng)組合值均小于抗力值，滿足筋帶抗拔穩(wěn)定的需要。層數(shù)深度 tilailfil寬度bi取ltpikf10.402.608.052.1010.1554.0010.009.683.7320.803.087.342.109.4454.0010.0012.614.0931.203.556.842.108.9454.0010.0015.574.3841.603.996.462.108.5654.0010.0018.544.6452.004.426.152.108.25108.0010.0043.059.7562.404.815.892.107.99108.0010.0049.