建筑結構與構造104

1、10.4 園林擋土墻的設計尚晨郭璁徐鑫港韓澤棟胡志濤崔夢園時代弄潮兒：弄071 038 041 042 067 072 園林擋土墻的功能作用壹園林擋土墻的構造類型貳園林重力式擋土墻的橫斷面確定方法三重力式擋土墻的結構計算方法肆擋土墻是園林環(huán)境中重要的地上構筑物之一，在園林景觀設計中有十分重要的作用弄壹弄10.4.1園林擋土墻的功能作用（1）固土護坡，阻擋土層塌落擋土墻的主要功能及為在較高和較低地面間充當泥土阻擋物，以防陡坡坍塌（2）節(jié)省占地，擴大用地面積（3）削弱臺地高差（4）制約空間和空間邊界（5）造景作用 貳弄園林擋土墻的構造類型園林中擋土墻的構造情況有以下幾種：(1).重力式擋土墻依靠墻

2、體自重取得穩(wěn)定性，在構筑物的任何部分都不存在拉應力。適用于側向壓力不太大的地方，墻體高度不超過6m。2).懸臂式擋土墻 其斷面通常作L形或倒T形，墻體材料都是用混凝土。墻高不超過9m時，都是經(jīng)濟的。3).扶垛式擋土墻 當懸臂式擋土墻的設計高度大于6m小于10m時，在墻后加設扶垛，連起墻體和墻下底板，扶垛間距為1/22/3墻高，但不小于2.5m4).樁板式擋土墻 預制鋼筋混凝土樁，排成一行插入地面，板后在橫向插下鋼筋混凝土欄板，欄板相互之間以企口連接。這種擋土墻的結構體積最小，也容易預制，而且施工方便，占地面積也最小(5).砌塊式擋土墻 按設計的形狀和規(guī)格預制混凝土砌塊，然后用砌塊按一定花式做成

3、擋土墻砌塊一般是實心的，也可做成空心的。但孔徑不能太大，否則擋土作用就降低了。 用空心砌塊砌筑的擋土墻，還可以在砌塊空穴里充填樹膠、營養(yǎng)土，并播種花卉或草籽，以保證水分供應；待花草長出后，就可以形成一道生機盎然的綠墻或花卉墻。這種與花草種植結合一體的砌塊式擋土墻，稱為“生態(tài)墻”。三弄10.4.3 園林重力式擋土墻的橫斷面確定方法（1）重力式擋土墻常見的橫斷面形式有以下3種 直立式 傾斜式 臺階式 直立式擋土墻，指墻面基本與水平面垂直，但也允許有2%到10%的傾斜度的擋土墻。直立式擋土墻由于墻背所承受的水平壓力大，只適用于幾十厘米到兩米左右高度的擋土墻。 傾斜式擋土墻，常志強被向土體傾斜傾斜，坡

4、度在百分2度20度左右的擋土墻，這種形式水平壓力相對減少，同時強北坡度一天然土層比較密貼，傾斜式擋土墻可以減少挖方數(shù)量和墻背回填土的數(shù)量，胸與中等高度的擋土墻. 臺階式，對于更高的擋土墻，為了適應不同土層深度的土壓力和利用土的垂直壓力，增加穩(wěn)定性，可將墻被做成臺階形。（2）擋土墻橫斷面尺寸的確定 擋土墻橫斷面的尺寸根據(jù)墻高來確立墻頂寬和底寬，表中的數(shù)據(jù)，可作為參考。擋土墻力學計算十分復雜的工作，實際工作中較高的擋土墻（高于1.22米）則必須經(jīng)過專門的結構計算，保證穩(wěn)定可方可施工。10.4.4 10.4.4 重力式擋土墻的結構計算方法重力式擋土墻的結構計算方法10.4.4.1 重力式擋土墻的構造

5、要求肆弄1、重力式擋土墻適用于高度小于6m，地層穩(wěn)定、開挖土石方不會危機相鄰建筑啊安全的地段。2、重力式擋土墻可在低級設置逆坡。3、塊石擋土墻的墻頂寬度不宜小于400mm，混凝土擋土墻的墻頂寬度不宜小于200mm。4、重力式擋墻的基礎埋置深度，應根據(jù)地基承載力、水流沖刷、巖石裂縫發(fā)育級風化程度等因素進行確定。5、重力式擋土墻應每間隔10到20m設置一道伸縮縫。10.4.4.2 重力式擋土墻的計算 分為三種：穩(wěn)定性驗算、地基承載力驗算、墻身強度驗算(1)擋土墻計算的荷載效應(2)擋土墻的主動壓力計算三種土壓力主動土壓力、被動土壓力、靜止土壓力主動土壓力計算(3)擋土墻的穩(wěn)定性驗算抗滑移穩(wěn)定性抗傾

6、覆穩(wěn)定性整體滑動穩(wěn)定性驗算地基承載力驗算 1 1. .靜止土壓力靜止土壓力 擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻背的土壓力Eo o(1)擋土墻計算的荷載效應(2)擋土墻的主動壓力計算 三種土壓力三種土壓力2.2.主動土壓力主動土壓力 在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達到主動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背的土壓力滑裂面滑裂面Ea3.3.被動土壓力被動土壓力 Ep滑裂面滑裂面在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達到被動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力4.4.三種土壓力之間的關系三種土壓力之間的關系 - -+ +

7、 +- -EoapEaEo oEp這里應該注意的是三種土壓力在量值上的關系為：主動土壓力Pa靜止土壓力P0被動土壓力Pp 。但從極限平衡概念來說，Pa是主動極限平衡狀態(tài)的最大值，而Pp是被動極限平衡狀態(tài)時的最小值。n1. Ea Eo Epn2. p an1.擋土墻背垂直、光滑 n2.填土表面水平 n3.墻體為剛性體z=zxK0zzf=0=0p paKazp ppKpz增加增加減小減小4545o o- - / 24545o o / 2大主應力方向大主應力方向主動主動伸展伸展被動被動壓縮壓縮小主應力方向小主應力方向一、基本假定：一、基本假定：朗朗肯土壓力理論肯土壓力理論二、主動土壓力二、主動土壓力

8、4545o o /2/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應力保持不變，水平應力逐漸減小，位移增大到a，墻后土體處于朗肯主動狀態(tài)時，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應力面夾角45o/2，水平應力降低到最低極限值z(1 1)pa a(3 3)極限平衡條件極限平衡條件245tan2245tan213ooc朗肯主動土壓力朗肯主動土壓力系數(shù)系數(shù)aaaKczKp2朗肯主動土壓朗肯主動土壓力強度力強度z z朗肯土壓力理論朗肯土壓力理論2(45 -)2aZtg。2(45 -)2(45 -)22aZtgCtg。1、主動土壓力公式、主動土壓力公式無粘性土：無粘性土： 粘性土：粘性土： 式中：C 一

9、為土的粘聚力， Z計算點距離填土面的深度(m); 一內(nèi)摩擦角 a一為主動土壓力 填土的重度2a12aEKH20a(45)2Ktg無粘性土：主動土壓力強度與深度z成正比，土壓力分布圖呈三角形。據(jù)此可以求出墻單位長度總主動土壓力為：式中：Ka主動土壓力系數(shù)n1.無粘性土主動土壓力強度與z成正比，沿墻高呈三角形分布n2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積n3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底h/3處22a12-22aaCEKHCHK2aCZK粘性土：土壓力分布圖呈三角形,粘性土的土壓力強度由二部分組成，一部分為由土的自重引起的土壓力zKa ，隨深度z呈三角形變化；另一部分為由粘聚力c引起的

10、土壓力， 為一負值，不隨深度變化。疊加的結果如圖所示。由于墻面光滑，土對墻面產(chǎn)生的拉力會使土脫離墻，出現(xiàn)深度為z0的裂隙。因此，略去這部分土壓力后，實際土壓力分布為三角形部分:其中a點至填土表面的高度z0稱為臨界深度：由pa=0，求的n1.1.粘性土主動土壓力強度存在負側壓力區(qū)（計（計算中不考慮）算中不考慮）n2.2.合力大小為分布圖形的面積（不計負側壓力（不計負側壓力部分）部分）n3.3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3處庫侖土壓力理論一、庫侖土壓力基本假定一、庫侖土壓力基本假定(l)墻后填土為理想散粒體(無粘聚力);(2)墻后填土產(chǎn)生主動土壓力或被動土壓力時，填土形成

11、滑動楔體，且滑動面為通過墻踵的平面;(3)滑動楔體為剛體，不考慮滑動楔體內(nèi)部的應力和變形條件 GhCABq q墻向前移動或轉動時，墻后墻向前移動或轉動時，墻后土體沿某一破壞面土體沿某一破壞面BC破壞，破壞，土楔土楔ABC處于主動極限平衡處于主動極限平衡狀態(tài)狀態(tài)土楔受力情況：土楔受力情況：n3.墻背對土楔的反力E,大小未知，方向與墻背法線夾角為ERn1.土楔自重G=ABC,方向豎直向下n2. 破壞面為BC上的反力R,大小未知，方向與破壞面法線夾角為 v二、庫侖土壓力二、庫侖土壓力 1.主動土壓力E的最大值的最大值Emax，即為墻背的主動，即為墻背的主動土壓力土壓力Ea，所對應的滑動面即是，所對應的滑動面即是最危險滑動面最危險滑動面2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21hEaaaKhE221庫侖主動土壓力系庫侖主動土壓力系數(shù)，查表確定數(shù)，查表確定土對擋土墻背的摩擦角，土對擋土墻背的摩擦角，按墻背光滑度，排水情況按墻背光滑度，排水情況查表確定查表確定主動土壓力主動土壓力hhKahACBEah/36226楔體試算法楔體試算法庫侖主動應力狀態(tài)下的粘性土擋墻庫侖主動應力狀態(tài)下的粘性土擋墻（a）作用在破裂土楔上的力； （b）力多邊形 楔體試算法假設