擋土墻設計標準

1、第八章 擋土墻設計第8-1節(jié) 概述一、擋土墻的分類及用途 為防止路基填土或山坡土體坍塌而修筑的承受土體側(cè)壓力的墻式構(gòu)造物，稱為擋土墻。在公路工程中，它廣泛地用于支撐路堤填土或路塹邊坡，以及橋臺、隧道洞口和河流堤岸等處。 路基工程中，擋土墻的建筑費用較高，故路基設計時，應與其他可能的工程方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，擇優(yōu)選定。 公路工程中的擋土墻主要按下述幾種方法進行分類。 按照擋土墻設置的位置，擋土墻可分為：路塹墻、路堤墻、路肩墻和山坡墻等類型，如圖2-5-1所示。 按照結(jié)構(gòu)形式，擋土墻可分為：重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻等。 按照墻體材料，擋土墻可分為：石砌擋土墻、混凝土擋

2、土墻、鋼筋混凝土擋土墻、鋼板擋土墻等。 擋土墻各部分名稱如圖2-5-1a)所示?？炕靥钔粱蛏襟w的一側(cè)面稱為墑背；外露的一側(cè)面稱為墻面也稱墻胸；墻的頂面部分稱為墻頂；墻的底面部分稱為基底或墻底；墻面與墻底的交線稱為墻趾；墻背與墻底的變線稱為墻踵；墻背與鉛垂線的夾角稱為墻背傾角a。 擋土墻設置位置不同，其用途也不相同。 路塹墻設置在路塹邊坡底部，主要用于支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的山坡，同時可減少挖方數(shù)量，降低挖方邊坡的高度(圖2-5-1a)。 路堤墻設置在高填土路提或陡坡路堤的下方，可以防止路堤邊坡或路堤沿基底滑動，同時可以收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷和占地面積(圖2-5-1b)。 路肩墻設

3、置在路肩部位，墻頂是路肩的組成部分，其用途與路堤墻相同。它還可以保護臨近路線的既有的重要建筑物(圖2-5-1c)。沿河路堤，在傍水的一側(cè)設置擋土墻，可以防止水流對路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床的有效措施(圖2-5-1d)。 山坡墻設置在路塹或路堤上方，用于支撐山坡上可能坍滑的覆蓋層、破碎巖層或山體滑坡(圖2-5-1e、圖2-5-1f)。為一個整體。在這個整體中起控制作用的是填土與拉筋之間的摩擦力。面板的作用是阻擋填土坍落擠出，迫使填土與拉筋結(jié)合為整體。 加筋土擋土墻屬于柔性結(jié)構(gòu)，對地基變形適應性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等優(yōu)點，適用于填土路基。 3錨定式擋土墻 錨定式擋

4、土墻可分為錨桿式和錨定板式兩種。 錨桿式擋土墻是由預制的鋼筋混凝土立柱、擋土板構(gòu)成墻面，與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合組成，如圖2-5-3a)所示。錨桿的一端與立柱連接，另一端被錨固在山坡深處的穩(wěn)定巖層或土層中。墻后側(cè)向土壓力由擋土板傳結(jié)立柱，由錨桿與穩(wěn)定巖層或上層之間的錨固力，使墻獲得穩(wěn)定。它適用于墻高較大，缺乏石料或挖基困難地區(qū)，具有錨固條件的路塹擋土墻。 錨定板式擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨走板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)，如圖2-5-3b)所示。它借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力抵抗側(cè)土壓力，保持墻的穩(wěn)定。錨定式擋土墻的特點在于構(gòu)件斷面小，工程量省，不受地基承載力的限制，

5、構(gòu)件可頂制有利于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化和施工機械化。它適用于缺乏石料地區(qū)的路肩墻或路堤墻； 4薄壁式擋土墻 薄壁式擋土墻屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以分為懸臂式和扶壁式兩種。第8-2節(jié) 重力式擋土墻的構(gòu)造與布置 常用的重力式擋土墻，一般由墻身、基礎、排水設施和沉降、伸縮縫等幾部分組成。 (一)墻身 1墑背 根據(jù)墻背傾斜方向的不同，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式和衡重式等幾種如圖2-5-5所示。以仰斜、垂直和俯斜式三種不同的墻背所受的土壓力分析，在墻高和墻后填料等條件相同時，仰斜墻背所受的土壓力為最小，垂直墻背次之，俯斜墻背較大；因此仰斜式的墻身斷面較經(jīng)濟。用于路塹墻時，墻背與開挖的臨時邊坡較

6、貼合，開挖量與回填量均較小。但當墻趾處地面橫坡較陡時，采用仰斜式墻背會增加墻高，斷面增大。故仰斜墻背適用于路塹墻及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻。仰斜墻背的坡度愈緩，所受的土壓力愈小，但施工愈困難，故仰斜墻背的坡度不宜緩于1：0.3。 俯斜墻背所受的土壓力較大，相對而言，俯斜墻背的斷面比仰斜式要大。但當?shù)孛鏅M坡較陡時，俯斜式擋土墻可采用陡直的墻面，從而減小墻高。俯斜墻背的坡度緩些固然對施工有利，但所受的土壓力亦隨之增加，致使斷面增大，因此墻背坡度不宜過緩，通?？刂芶<21°48(即1：0.4)。 垂直墻背的持點介于仰斜和俯斜墻背之間。 凸形折線墻背系將仰斜式擋土墻的上部墻背改為

7、俯斜，以減小上部斷面尺寸，故其斷面較為經(jīng)濟，多用于路塹墻，也可用于路肩墻。 衡重式墻背可視為在凸形折線式的上下墻之間設一衡重臺，并采用陡直的墻面。上墻俯斜墻背的坡度通常為1：0.251：0.45，下墻仰斜墻背的坡度一般在1：0.25左右，上下墻的墻高比一般為2：3。適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻，也可用于路塹墻。 2墻面 墻面一般為平面，墻面坡度除應與墻背的坡度相協(xié)調(diào)外，還應考慮到墻趾處地面的橫坡度(影響擋土墻的高度)。當?shù)孛鏅M坡度較陡時，墻面可直立或外斜1：0.051：0.20，以減少墻高；當?shù)孛鏅M坡平緩時，一般采用1：0.201：0.35較為經(jīng)濟。 3墻頂 重力式擋土墻可采用漿砌或干

8、砌圬工。墻頂最小寬度，漿砌時邊不小于50cm；干砌時應不小于60cm。干砌擋土墻的高度一般不宜大于6m。漿砌擋土墻墻頂應用5號砂漿抹平，或用較大石塊砌筑，并勾縫。漿砌路肩墻墻頂宜采用粗料石或混凝土做成頂帽，厚度取40cm。干砌擋土墻頂部50cm厚度內(nèi)，宜用5號砂漿砌筑，以求穩(wěn)定。 4護欄 為增加駕駛員心理上的安全感，保證行車安全，在地形險峻地段的路肩墻，或墻頂高出地面6m以上且連續(xù)長度大于20m的路肩墻，或彎道處的路肩墻的墻頂應設置護欄等防護設施。護欄分墻式和柱式兩種，所采用的材料，護攔高度、寬度，視實際需要而定。護欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離，應滿足路肩最小寬度的要求。 (二)基礎 地基不良和

9、基礎處理不當，往往引起擋土墻的破壞，因此，應重視擋土墻的基礎設計?；A設計的程序是：首先應對地基的地質(zhì)條件作詳細調(diào)查，必要時須做挖探或鉆探，然后再來確定基礎類型與埋置深度。 1基礎類型 當?shù)鼗休d力不足且墻趾處地形平坦時，擋土墻大多數(shù)都是直接砌筑在天然地基上的淺基礎。為減少基底應力和增加抗傾覆穩(wěn)定性，常常采用擴大基礎，如圖2-5-6a)所示，將墻趾部分加寬成臺階，或墻趾墻踵同時加寬，以加大承壓面積。加寬寬度視基底應力需要減少的程度和加寬后的合力偏心距的大小而定，一船不小于20cm。臺階高度按基礎材料的剛性角的要求確定，對于磚、片石、塊石、粗料石砌體，當用低于5號的砂漿砌筑時，剛性角應不大于35

10、°；對混所示。臺階的高寬比應不大于2：1臺階寬度不宜小于50cm。最下一個臺階的寬度應滿足偏心距的有關規(guī)定，并不宜小于1.52.0m。 如地基有短段缺口(如深溝等)或挖基因難(如局部地段地基軟弱等)，可采用拱形基礎，如圖2-5-6d)所示，以石砌拱圈跨過，再在其上砌筑墻身。但應注意土壓力不宜過大。以免橫向推力導致拱圈開裂。設計時應對拱圈予以驗算。 當?shù)鼗鶠檐浫跬翆?，如淤泥、軟粘土等，可采用砂礫、碎石、礦渣或石灰土等材料予以換填，以擴散基底壓應力，使之均勻地傳遞到下臥軟弱土層中。 2基礎埋置深度 擋土墻基礎，應視地形、地質(zhì)條件埋置足夠的深度，以保證擋土墻的穩(wěn)定性。設置在土質(zhì)地基上的擋土

11、墻，基底埋置深度應符合下列要求： 無沖刷時，一般應在天然地面下不小于1.0m； 有沖刷時，應在沖刷線下不小于1.0m； 受凍脹影響時，應在冰陳線以下不小于0.25m。非冰脹土層中的基礎，例如巖石、卵石、礫石、中砂或粗砂等，埋置深度可不受凍深的限制。 擋土墻基礎設置在巖石上時，應清除表面風化層；當風化層較厚難以全部清除時，可根據(jù)地基的風化程度及其相應的容許承載力將基底埋在風化層中。當墻趾前地面橫坡較大時，基礎埋置深度用墻趾前的安全襟邊寬度l來控制，以防地基剪切破壞。襟邊寬度見表2-5-1。(三)排水設施擋土墻的排水處理是否得當，直接影響到擋土墻的安全及使用效果。因此，擋土墻應設置排水設施，以疏干

12、墻后坡料中的水分，防止地表水下滲造成墻后積水，從而使墻身免受額外的靜水壓力；消除粘性土填料因含水量增加產(chǎn)生的膨脹壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力。 擋土墻的排水設施通常內(nèi)地面排水和墻身排水兩部分組成。 地面排水可設置地面排水溝，引排地面水；夯實回填土頂面和地面松土，防止雨水和地面水下滲，必要時可加設鋪砌；對路塹擋土墻墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入基礎。 墻身排水主要是為了迅速排除墻后積水。漿砌擋土墻應根據(jù)滲水量在墻身的適當高度處布置泄水孔。如圖2-5-7所示。泄水孔尺寸可視泄水量大小分別采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm ×20

13、cm的方孔，或直徑510cm的圓孔。泄水孔間距一般為23M，上下交錯設置。最下排泄水孔的底部應高出墻趾前地面0.3m；當為路塹墻時，出水口應高出邊溝水位0.3m：若為浸水擋土墻則應高出常水位以上0.3m，以避免墻外水流倒灌。為防止水分滲入地基，在最下一排泄水孔的底部應設置30cm厚的粘土隔水層。在泄水孔進口處應設置粗粒料反濾層，以避免堵塞孔道。當墻背填土透水性不良或有凍脹可能時，應在墻后最低一排泄水孔到墻頂0.5m之間設置厚度不小于0.3m的砂、卵石排水層或采用土工布。 干砌擋土墻圍墻身透水可不設泄水孔。 擋墻排水孔 (四)沉降縫和仲縮縫 為了防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂，應根據(jù)地基的地

14、質(zhì)條件及墻高、墻身斷面的變化情況設置沉降縫；為了防止圬工砌體因砂漿硬化收縮和溫度變化而產(chǎn)生裂縫，須設置伸縮縫。通常把沉降縫與伸縮縫合并在一起，統(tǒng)稱為沉降伸縮縫或變形縫。沉降伸縮縫的間距按實際情況面定，對于非巖石地基，宜每隔1015m設置一道沉降伸縮縫；對于巖石地基，其沉降伸縮縫間距可適當增大。沉降伸縮縫的縫寬般為23cm。漿砌擋土墻的沉降伸縮縫內(nèi)可用膠泥填塞，但在滲水量大、凍害嚴重的地區(qū)，宜用瀝青麻筋或瀝青木板等材料，沿墻內(nèi)、外頂三邊填塞，填深不宜小于15m；當墻背為填石且凍害不嚴重時，可僅留空隙，不嵌填料。對于干砌擋土墻，沉降伸縮縫兩側(cè)應選平整石料砌筑，使具形成垂直通縫。沉降縫 二、擋土墻的

15、布置 擋土墻的布置是擋土墻設計的一個重要內(nèi)容，通常是在路基橫斷面圖和墻趾縱斷面圖上進行，個別復雜的擋土墻尚應作平面布置。 (一)橫向布置 橫向布置主要是在路基橫斷面圖上進行，其內(nèi)容有：選擇擋土墻的位置、確定斷面形式、繪制擋土墻橫斷面圖等。 1擋土墻的位置選擇 路塹擋土墻，大多設置在邊溝的外側(cè)。路肩墻應保讓路基寬度布設。路堤墻應與路肩墻進行技術(shù)經(jīng)濟比較，以確定墻的合理位置。當路堤墻與路肩墻的墻高或圬工數(shù)量相近，其基礎情況亦相仿時，宜做路肩，因為采用路肩墻可減少填方和占地；但當路堤墻的墻高或圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，且基礎可靠時，則宜做路堤墻。浸水擋土墑應結(jié)合河流情況布置，以保持水流順暢，不致擠壓

16、河道而引起局部沖刷。山坡?lián)跬翂紤]設在基礎可靠處，墻的高度應保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定性。 2確定斷面形式，繪制擋土墻橫斷面圖 不論是路堤墻，還是路肩墻當?shù)匦味妇r，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦時，則可采用仰斜式。對路塹墻來說，宜采用仰斜式或折線式。 擋土墻橫斷面圖的繪制，選擇在起訖點、墻高最大處、墻身斷面或基礎形式變異處，以及其他必須樁號處的橫斷面圖上進行。根據(jù)墻身形式、墻高和地基與填料的物理力學指標等設計資料，進行設計或套用標準圖，確定墻身斷面尺寸，基礎形式和埋置深度，布置排水設施，指定墻背填料的類型等。 (二)縱向布置縱向布置主要在墻趾縱斷面圖上進行，布置后繪制擋土墻正面圖，如圖2-

17、5-8所示。 1確定擋土墻的起訖點和墻長，選擇擋土墻與路基或其他結(jié)構(gòu)物的連接方式。 路肩墻與路塹連接應嵌入路塹中23m；與路堤連接采用錐坡和路堤銜接；與橋臺連接時為了防止墻后回填土從橋臺尾端與擋土墻連接處的空隙中溜出，應在臺尾與擋土墻之間設置隔墻及接頭墻。 路塹擋土墻在隧道洞口比結(jié)合隧道洞門、翼墻的設置情況平順銜接；與路塹邊坡銜接時，一般將墻頂逐漸降低到2m以下，使邊坡坡腳不致于伸人邊溝內(nèi)，有時也可用橫向端墻連接。 2按地基及地形情況進行分段，布置沉降伸縮縫的位置。 3布置各段擋土墻的基礎。 沿擋土墻長度方向有縱坡時，擋土墻的縱向基底宜做成不大于5的縱坡。當墻址地面縱坡不超過5時基底可按此縱坡

18、市置；若大于5時，應在縱向挖成臺階，臺階的尺寸隨地形而變化，但其高寬比不宜大于1：2。地基為巖石時，縱坡雖不大于5，為減少開挖，也可在縱向做成臺階。1 布置泄水孔和護欄(護樁或護墻)的位置，包括數(shù)量、尺寸和間距。 5標注各特征斷面的樁號，及墻頂、基礎、基底、沖刷線、冰凍線相設計洪水位的標高等。 (二)平面布置 對于個別復雜的擋土墻，如高的、長的沿河擋土墻和曲線路段的擋上墻除了橫、縱向布置外，還應作平面布置，并繪制平面布置圖。 在平面圖上，應標示擋土墻與路線平面位置的關系，與擋土墻有關的地物、地貌等情況，沿河擋土墻還應標示河道及水流方向，以及其他防護、加固工程等。 在擋土墻設計圖紙上，應附有簡要

19、說明，說明選用擋土墻設計參數(shù)的依據(jù)，主要工程數(shù)量，對材料和施工的要求及注意事項等以利指導施工。1根據(jù)具體情況，通過技術(shù)和經(jīng)濟比較，確定墻趾位置；2測繪墻趾處的縱向地面線，核對路基橫斷面圖，收集墻趾處的地質(zhì)和水文等資料；3選擇墻后填料，確定填料的物理力學計算參數(shù)和地基計算參數(shù)；4進行擋土墻斷面形式、構(gòu)造和材料設計，確定有關計算參數(shù)；5進行擋土墻的縱向布置；6用計算法或套用標堆圖確定擋土墻的斷面尺寸；7繪制擋土墻立面、橫斷面和平面圖。第8-3節(jié) 重力式擋土墻計算 當擋土墻的位置、墻高和斷面形式確定后，擋土墻的斷面尺寸可通過試算的方法確定，其程序是：根據(jù)經(jīng)驗或標準圖，初步擬定斷面尺寸；計算側(cè)向土壓力

20、；進行穩(wěn)定性驗算和基底應力與偏心距驗算；當驗算結(jié)果滿足要求時，初擬斷面尺寸可作為設計尺寸；當驗算結(jié)果不能滿足要求時，采取適當?shù)拇胧┦蛊錆M足要求，或重新擬定斷面尺寸，重新計算，直至滿足要求為止。一、庫侖主動土壓力計算 擋土墻是支擋土體的結(jié)構(gòu)物，它的斷面尺寸與穩(wěn)定性主要取決于土壓力；擋土墻的位移情況不同，可以形成不同性質(zhì)的土壓力。當擋土墻受土體側(cè)壓力作用向外位移或傾覆時，土壓力隨之減小，直到墻后土體達到向下滑動的極限平衡狀態(tài)時作用于墻背的土壓力稱為主動土壓力；當擋土墻由于外力作用(如拱橋橋臺受到拱圈的推力)向土體擠壓移動時，土壓力隨之增大，直到墻后土體達到向上滑動的極限平衡狀態(tài)時，土體對墻的抗力稱

21、為被動土壓力；當擋土墻在原來位置面不產(chǎn)生位移時，作用于墻背的土壓力稱為靜止土壓力。 路基擋土墻都可能向外位移或傾覆，墻背受到的土壓力為主動土壓力。對于墻趾前土體的被動土壓力(即墻前土的反推力)，為偏于安全，往往略去不計。 擋土墻承受的主動土壓力，一般可按庫侖理論計算。庫侖土壓力理論假定：墻后填土是松散的、勻質(zhì)的砂性土；墻體產(chǎn)生位移使墻后填土達到極限平衡狀態(tài)，將形成一個滑動土楔體ADC，如圖2-5-9所示；其滑裂面是通過墻腳的兩個平面，一個是墻背AD面另個是通過墻腳的AC面；滑動土楔體是一個剛性整體。根據(jù)土楔體靜力平衡條件，可解出墻背上的土壓力。本節(jié)結(jié)合路基擋土墻的設計，介紹庫侖主動土壓力計算方

22、法的具體應用。慮在內(nèi)摩擦角這一參數(shù)內(nèi)，按砂性土的公式計算其主動土壓力。 可以按換算前后土的抗剪強度相等的原則或土壓力相等的原則來計算換算內(nèi)摩擦角D值；通常把粘性土的內(nèi)摩擦角值增大5°10°。作為換算內(nèi)摩擦角，或取換算內(nèi)摩擦角值為30°35°。 此法雖然簡單，但是，由于影響土壓力數(shù)值的因素是多方面的，采用上述換算內(nèi)摩擦角值，只與某一特定的墻高相適應，對于墻高小于6m的矮墻是偏于安全的，對于墻高大于6m的高墻則偏于危險。因此，對于矮墻尚可采用這個數(shù)值，而對于高墻則應按墻高酌情降低換算內(nèi)摩擦角，最好核實際的c、值計算粘性土的主動土應力。1 力多邊形法(數(shù)解法)

23、 擋土墻的計算長度，取下述兩種長度的較大者： 1取擋土墻的分段長度(系指兩沉降伸縮縫間的距離)，但應不大于15m。 2取一輛重車的擴散長度，擴散長度可按以下兩式計算，但當擴散長度大于15m時，仍用15m(汽車超20級作用時，重車的擴散長度以不超過20m為度)。對于汽車10級或汽車15級： · B4.2十(2a十H)tan30° (2-5-20) 對于汽車20級和汽車超20級分別按下式計算： B=5.6+(2a十H)tan30°，B=13.0+(2a十H)tan30° (2-5-21)式中：B一輛重車的擴散長度，m； H擋土墻高度，m； a擋土墻頂面以上的

24、填料高度,m。 擋土墻上汽車荷載的布置及驗算等代均布土層厚度的確定，應符合下列要求： 1汽車荷載 縱向：當取擋土墻的分段長度時為分段長度內(nèi)可能布置的車輪；當取用一輛重車的擴散長度時，為一輛重車。橫向：上述L0范圍內(nèi)可能布置的車輪。當為路肩墻時，車后輪外緣應靠墻頂內(nèi)緣布置；若為路堤墻時，車輛外側(cè)后輪中心至路基邊緣的距離應不小于0.5m。 2驗算荷載 荷載應在路面寬度內(nèi)居中行駛，其等代均布土層厚度規(guī)定如下：掛車100為0.8m，掛車80為0.64m，履帶50為0.4m(單車道路基為0.67m)。 三、擋土墻穩(wěn)定性驗算 為保證擋土墻在土壓力及外荷載作用下，有足夠的強度及穩(wěn)定性，在設計擋土墻時，應驗算

25、擋土墻沿基底的抗滑動穩(wěn)定性繞墻趾的抗傾覆穩(wěn)定性，基底應力和偏心距，以及墻身強度等。一般情況下，主要由基底承載力和滑動穩(wěn)定性來控制設計，墻身應力可不必驗算。擋土墻的力學計算取單位長度計算。 (一)作用于擋土墻的力系 擋土墻設計所用的荷裁與荷載組合按交通部部頒標準(JTJ021-89)公路橋涵設計通用規(guī)范的規(guī)定采用。當KcKc，表明擋土墻的抗滑穩(wěn)定性不足，可考慮采用下列措施，以增加其抗滑動穩(wěn)定性。 1采用傾斜基底，設置向內(nèi)傾斜的基底，可以增加抗滑力和減少滑動力，從而增加抗滑穩(wěn)定性。基底傾角，對于土質(zhì)地基不陡于1：5；對于巖石地基不陡于1：3。 2采用凸榫基礎，在擋土墻基礎底面設置混凝土凸榫，與基礎

26、連成整體，利用凸榫前土體所產(chǎn)生的被動土壓力以增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。 3更換基底土層，以增大基礎底面與地基之間的摩擦系數(shù)。 4改變墻身斷面形式和尺寸，以增大垂直力系，但單純擴大斷面尺寸，收效不大，也不經(jīng)濟。(三)抗傾覆穩(wěn)定性驗算墻趾總的穩(wěn)定力矩與總的傾覆力矩之比稱為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)用K0表示。 從上述分析可知，合力偏心距e0直接影響到基底應力的大小和性質(zhì)(拉或壓)，如e0過大，即使基底應力小于地基容許承載力，但由于墻趾壓應力1與墻踵壓應力2相差過大，亦可能引起基礎產(chǎn)生不均勻沉陷，從而導致墻身過分傾斜，為此應控制偏心距。偏心距e0應符合下列要求： 土質(zhì)地基：eoB/6；石質(zhì)較差的巖石地基：eoB/

27、5；堅硬的巖石地基：eoB/4。 (五)墻身斷面強度計算 重力式擋土墻一般均屬于偏心受壓，故截面強度應按偏心受壓構(gòu)件進行驗算：通常選擇一兩個控制性斷面進行墻身應力和偏心距驗算，如墻身底部、二分之一墻高和斷面形狀突變處。 1法向應力驗算如圖2-5-17所示，斷面11為驗算截面。若截面以上墻背受的主動土壓力為E1，其水平與 當墻身斷面出現(xiàn)拉應力時應考慮裂縫對受剪面積的折減。一般情況下，由于墻身截面的切應力遠小于其容許值，可不進行這方面的驗算。第8-4節(jié) 加筋土擋土墻 一、加筋土的特點與基本原理 加筋土擋土墻自20世紀60年代初問世以來，以其顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益，被廣泛地應用于土木工程中，同時加筋土技

28、術(shù)本身也逐漸地完善成熟。加筋土擋土墻的基本構(gòu)造如圖2-5-2所示。 加筋土擋土墻 加筋土工程有以下特點： 1可以做成很高的垂直填土，從而減少占地面積，這對不利于開挖的地區(qū)、城市道路以及土地珍貴地區(qū)而言，有著很大的經(jīng)濟效益。 2面板、筋帶可以在工廠中定形制造、加工，在現(xiàn)場可以用機械分層施工。這種裝配式施工方法簡便快速，并且節(jié)省勞動力和縮短工期。 3加筋土是柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應地基較大的變形，因而可用于較軟的地基上。同時，由于加筋土結(jié)構(gòu)所特有的柔性能夠很好地吸收地震的能量，故其抗震性好。 4造價低廉，據(jù)國內(nèi)部分工程資料統(tǒng)計，加筋土擋土墻的造價一般為鋼筋混凝土擋墻的50，重力式擋土墻的6080。 加

29、筋土的基本原理是借助于拉筋與填土間的摩擦力來提高填土的抗剪強度，從而保證土體平衡。 加筋土體工作時，土和拉筋一起承受外部和內(nèi)部的荷載，由于土與拉筋之間的摩擦作用，將士中的應力傳遞給拉筋，而拉筋所產(chǎn)生的拉應力抵抗了土體的水平位移，就好像在土體中增加了一個內(nèi)聚力，從而改進了土體的力學特性。因此，土與拉筋間的摩擦作用是加筋土體能否穩(wěn)定的一個重要因素。土體與拉筋間的摩擦作用是很復雜的，不僅取決于土壤成分、顆粒粒徑級配、拉筋種類及其斷面形狀相尺寸，而且與環(huán)境狀況、結(jié)構(gòu)類型、荷載方式等有關。取拉筋小的一個微段dL分析，如圖2-5-18所示，設此微段的拉力變化為dT，拉筋寬度為b，作用于拉筋表面土的單位的摩

30、擦作用，拉筋必須有足夠的長度；為了承受拉力Ti，拉筋又必須有足夠的強度。 二、加筋土的材料與構(gòu)造 (一)加筋土填料 填料是加筋土工程的主體材料，對填料的一般要求如下： 易壓實；能與拉筋產(chǎn)生足夠的摩擦力；滿足化學和電化學標準；水穩(wěn)定性好(浸水工程)。 有一定級配的礫類土、砂類土，與拉筋之間的摩擦力大，是透水性能好，應優(yōu)先選用；碎石土、結(jié)土、中低液限粘質(zhì)土和穩(wěn)定土也可采用；腐質(zhì)土、凍結(jié)土等影響拉筋和面板使用壽命的應禁止采用。 填料的設計參數(shù)包括容重r、計算內(nèi)摩擦角和摩擦系數(shù)f等，應由試驗或當?shù)亟?jīng)驗數(shù)據(jù)確定。當無上述條件時，可參照交通部部頒標準(JTJ 01591)公路加筋土工程設計規(guī)范中相關表選用

31、。 (二)筋帶 拉筋的主要作用是與填料產(chǎn)生摩擦力，并承受結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉力。因此，拉筋必須具有以下特性；具有較高的強度，受力后變形?。惠^好的柔性與韌性：表面粗糙，能與填料產(chǎn)生足夠的摩擦力；抗腐蝕性和耐久性好；加工、接長和與面板的連接簡單。 筋帶可以分為鋼帶、鋼筋混凝土帶和聚丙烯土工帶三種。高速公路和一級公路上的加筋土工程應采用鋼帶或鋼筋混凝土帶。 1扁鋼帶 扁鋼帶一般用軟鋼(3號鋼)軋制而成，按其外形又可分為光面帶和有肋帶兩種，斷面為扁矩形，寬度不應小于30mm，厚度不應小于3mm。鋼帶埋在土中容易銹蝕，出此，鋼帶表面一般應鍍鋅或采取其他措施進行防銹處理。 2鋼筋混凝土帶 鋼筋混凝土帶的平面為長條

32、形或楔形，斷面為扁矩形，寬1025cm，厚610cm。為了施工方便，鋼筋混凝土帶應分節(jié)頂制，分節(jié)長度一般宜小于300cm。為防止混凝土斷裂可在混凝土內(nèi)布設鋼絲網(wǎng)。頂制件所用混凝土的強度等級不宜低于C18(即軸心受壓應力、主拉應力和彎曲拉應力分別不小于7.0MPa、0.45MPa和0.70MPa)，鋼筋直徑不得小于8mm。預制件的接長或與面板連接，可采用焊接或螺栓結(jié)合，結(jié)點處應做防銹處理。 筋帶設計拉力由鋼筋承擔，鋼筋截面應考慮銹蝕影響。 3聚丙烯土工帶 聚丙烯土工帶的寬度應大于18mm，厚度應大于0.8mm。為提高土工帶與填土之間的摩擦力，其表面應壓有粗糙花紋。 填料中有尖銳棱角的粗粒料會刺穿

33、或割斷土工帶，因此，在含有尖銳棱角的粗粒料中不得使用聚丙烯土工帶作為拉筋。 (三)面板 面板的主要作用是防止端部土體從拉筋間擠出。 1一般規(guī)定(1)面板設計應滿足堅固、美觀、運輸方便和易于安裝等要求。(2)面板一般采用混凝土頂制件，其強度等級不應低于C18，厚度不應小于8cm。(3)面板上的筋帶結(jié)點，可采用預埋鋼拉環(huán)、鋼板錨頭或頂留穿筋孔等形式。鋼拉環(huán)應采用直徑不小于10mm的I級鋼筋；鋼板錨頭應采用厚度不小于3mm的鋼板。露于混凝土外部的鋼拉環(huán)、鋼板錨頭應做防銹處理，聚丙烯土工帶與鋼拉環(huán)的接觸面應做隔離處理。(4)面板四周應設企口和相互連接的裝置。當采用插銷連接裝置時，插銷直徑不應小于10m

34、m。 2混凝土面板的外形 混凝土面板的外形可選用十字形、槽形、六角形、L形和矩形等，一般尺寸見表2-5-4。墻頂和角隅處可采用異形面板和角隅面板。 三、加筋土擋土墻的構(gòu)造加筋土擋土墻一般由加筋體、基礎、排水設施和沉降伸縮縫等幾部分構(gòu)成。(一)加筋體 加筋體墻面的平面線形可采用直線、折線和曲線。相鄰墻面的內(nèi)夾角不宜小于70°。加筋體筋帶一般應水平布設并垂直于面板，當一個結(jié)點有兩條以上筋帶時，應扇狀分開。當相鄰墻面的夾角小于90°時，宜將不能垂直布設的筋帶逐漸斜放，必要時在角隅處增設加強筋帶。當雙面加筋土擋土墻的筋帶相互插入時，應錯開鋪設避免重疊。在拱涵頂部的雙面加筋土擋土墻，

35、其下部宜增加筋帶用量或采用防止拱兩端墻面變位的其他措施。 加筋體的橫斷面形式船應采用矩形。當?shù)匦巍⒌刭|(zhì)條件限制時也可采用上寬下窄或上窄下寬的階梯形。斷面尺寸由計算確定，底部筋帶長度不應小于3m，同時不小于0.4H。 加筋土擋土墻頂部一般應按路線要求設置縱坡；路堤式擋土墻，也可調(diào)整兩端與路線水平距離，變更墻高，將墻項設計成平坡。設置縱坡的加筋土擋土墻頂部可按縱坡要求設置異形面板，也可將需設異形面板的缺口用漿砌片石或現(xiàn)澆混凝土補齊。 加筋體填料的壓實度是保證加筋體穩(wěn)定性的重要因素之一，應按相關規(guī)范的要求采用。浸水地區(qū)的加筋體應采用滲水性良好的土做填料。在面板內(nèi)側(cè)應設置反濾層或鋪設透水土工織物。季節(jié)

36、性冰涼地區(qū)的加筋體宜采用非凍脹性土填料，否則應在墻面板內(nèi)側(cè)設置不小于0.5m的砂礫防凍層。 加筋土擋土墻高度大于12m時，填料應慎重選擇。墻高的中部宜設寬度不小于1m的錯臺。墻高大于20m時，應進行特殊設計。 (二)基礎 加筋體墻面下部應設置寬度不小于0.3m厚度不小于0.2m的混凝土基礎，但屬下列情況之一者可不設： 1面板筑于石砌圬工或混凝土之上； 2地基為基巖。 加筋體面板基礎底面的埋置深度，對于一般土質(zhì)地基不應小于0.6m，當設置在巖石上時應清除表面風化層。當風化層很厚難以全部清除時，可采用土質(zhì)地基的埋置深度。浸水地區(qū)和冰凍地區(qū)的基礎埋置深度要求同重力式擋土墻。 軟弱地基上的加筋土擋土墻

37、，當?shù)鼗休d力不能滿足要求時，應進行地基處理。加筋土擋土墻的基底可做成水平或結(jié)合地形做成臺階形。 (三)排水設施縮縫，其間距一般與沉降縫一致。 沉降縫、伸縮縫寬度一放為12cm，可采用瀝青板、軟木板或瀝青麻絮等填塞。 四、加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)計算 (一)車輛荷載換算車輛荷載換算的等代均布土層厚度h按下式計算：r加筋體填土容重，kNm3；G布置在B x L0面積內(nèi)的輪載或履帶荷載，KN。1B的取值規(guī)定 汽車10級或汽車15級作用時，取擋土墻分段長度，但不大于15m。汽車20級作用時，取重車的擴散長度，當擋土墻分段長度在10m及以下時，擴散長度不越過10m；擋土墻分段長度在10m以上時，擴散長度不超過15m。汽車超20級作用時，取重車的擴散長度，但不超過20m。平板掛車或履帶車作用時，取擋土墻分段長度和車輛擴散長度兩者之較大值，但不超過15m。車輛的擴散長度B按下式計算： B=L十a(chǎn)十(2H十H)tan30°式中：L汽車或平板車的前后相距(履帶車為零)，m； a車輪或履帶的著地長度，m； H加筋體上路提高度，m，如圖2-5-2所示； H加筋體高度，m。 2L0的取值規(guī)定 在內(nèi)部穩(wěn)定性分析中，當活動區(qū)進入路基寬度時，分別用路基寬度和活動區(qū)寬度計算等代土層厚度h，取h較大者所對應