邊坡工程 第四章 擋土墻

1、第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工4.1 概述概述原則：原則：擋擋, , 排排, , 削削, , 護(hù)護(hù), , 繞繞支撐滑坡體，阻止滑坡體在重力下發(fā)生滑動(dòng)擋土墻抗滑樁墻 后墻 前墻 頂墻 底 (基底)墻 趾墻 跟 (踵)墻 背墻 面第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工靜止土壓力擋土墻在土壓力作用下，不向任何方向發(fā)生位移和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，作用在墻背上的土壓力。主動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻沿墻趾向離開填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)，且位移達(dá)到一定量時(shí)，墻后土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土中開始出現(xiàn)滑動(dòng)面 ，這時(shí)在擋土墻上的土壓力。被動(dòng)土壓力當(dāng)擋土墻在外

2、力作用下向墻背填土方向轉(zhuǎn)動(dòng)或平行移動(dòng)時(shí)，土壓力逐漸增大，當(dāng)位移達(dá)到一定量時(shí)，潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力等于土的抗剪強(qiáng)度，墻后土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，填土內(nèi)開始出現(xiàn)滑動(dòng)面 ，這時(shí)作用在擋土墻上的土壓力增加至最大，稱為被動(dòng)土壓力。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工1 1 類型、特點(diǎn)及適用條件重力式抗滑擋土墻錨桿式抗滑擋土墻加筋土抗滑擋土墻板樁式抗滑擋土墻豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式抗滑擋土墻等型式結(jié)構(gòu)型式第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(1)漿砌條石(塊石)抗滑擋土墻(2)混凝土抗滑擋土墻 (漿砌混凝土預(yù)制塊體式和現(xiàn)澆混凝土整體式)(3)鋼筋混凝土式抗滑擋土墻

3、(4)加筋土抗滑擋土墻材料(1) 小型滑坡，可直接在滑坡下部或前緣修建抗滑擋土墻(2)中、大型滑坡，抗滑擋土墻常與排水工程、刷土減重工 程等整治措施聯(lián)合適用。適用條件第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工滑坡的性質(zhì)滑坡的類型自然地質(zhì)條件當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況，抗滑擋土墻是目前整治中小型滑坡中應(yīng)用最為廣泛抗滑擋土墻是目前整治中小型滑坡中應(yīng)用最為廣泛而且較為有效的措施之一而且較為有效的措施之一抗滑擋土墻類型選取整治滑坡降低整治工程的建設(shè)費(fèi)用目的第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工2 抗滑擋土墻布置原則(1)對于中、小型滑坡，一般將抗滑擋土墻布置在滑坡前緣。

4、抗滑擋土墻的布置應(yīng)根據(jù)滑坡位置、類型、規(guī)模、滑坡推力大小、滑動(dòng)面位置形狀、基礎(chǔ)地質(zhì)條件等因素，綜合分析 (2)對于多級滑坡或滑坡推力較大時(shí)，可分級布設(shè)抗滑擋土墻。(3)對于滑坡中、小部有穩(wěn)定巖層鎖口時(shí)，可將抗滑擋土墻布設(shè)在鎖口處。(4)當(dāng)滑動(dòng)面出口在構(gòu)筑物(如公路、橋梁、房屋建筑)附近， 且滑坡前緣距建筑物有一定距離時(shí)，為防止修建抗滑擋土墻所進(jìn)行的基礎(chǔ)開挖引起滑坡體活動(dòng)，應(yīng)盡可能將抗滑擋土墻靠近建筑物布置，以便墻后留有余地填土加載，增加抗滑力，減少下滑力。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(5)對于道路工程，當(dāng)滑面出口在路塹邊坡上時(shí)，可按滑床地質(zhì)情況決定布設(shè)抗滑擋土墻

5、的位置；若滑床為完整巖層，可采用上擋下護(hù)辦法。若滑床為不宜設(shè)置基礎(chǔ)的破碎巖層時(shí)，可將抗滑擋土墻設(shè)置于坡腳以下穩(wěn)定的地層內(nèi)。 (6)對于滑坡的前緣面向溪流、河岸、海岸時(shí)，抗滑擋土墻可設(shè)置于穩(wěn)定的岸灘地，并在抗滑擋土墻與滑坡體前緣留有余地，填土壓重，增加阻滑力，減少抗滑擋土墻的圬工數(shù)量，降低工程造價(jià)；或?qū)⒖够瑩跬翂υO(shè)置在坡腳，并在擋土墻外進(jìn)行拋石加固，防止坡腳受水流或波浪的浸蝕和淘刷。(7)對于地下水豐富的滑坡地段，在布設(shè)抗滑擋土墻前，應(yīng)先進(jìn)行輔助排水工程，并在抗滑擋土墻上設(shè)置好排水設(shè)施。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(8)對于水庫沿岸，由于水庫蓄水水位的上升和下降，

6、使浸水斜坡發(fā)生崩塌，進(jìn)而可能引起大規(guī)模的滑坡，除在浸水斜坡可能崩塌處布設(shè)抗滑擋土墻外，在高水位附近還應(yīng)設(shè)抗滑樁或二級抗滑擋土墻，穩(wěn)定高水位以上的滑坡體；或根據(jù)地形情況及水庫蓄水水位的變化情況設(shè)置23級或更多級抗滑擋土墻。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工4.2 抗滑擋土墻設(shè)計(jì)與計(jì)算抗滑擋土墻設(shè)計(jì)與計(jì)算基本力系附加力系力系滑坡推力自重基底反力基底摩擦力滑體上其他建筑物水壓力地震力土壓力1 1 作用力系及載荷確定作用力系及載荷確定第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工N NT TW WE EP PE E（E a E a ）第第4 4章章 抗滑擋土墻的

7、設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工計(jì)算滑坡推力時(shí)，作了如下假定： (1)滑坡體是不可壓縮的介質(zhì)，不考慮滑坡體的局部擠壓變形； (2)塊間只傳遞推力不傳遞拉力； (3)塊間作用力(即推力)以集中力表示，其方向平行于前一塊滑動(dòng)面； (4)垂直于主滑動(dòng)方向取1m寬的土條作為計(jì)算單元，忽略土條兩側(cè)的摩阻力； (5)滑坡體的每一計(jì)算塊體的滑動(dòng)面為平面，并沿滑動(dòng)面整體滑動(dòng)。 滑坡推力的確定第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工如果滑動(dòng)面為單一平面單一平面(如圖46所示)時(shí)第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工滑坡推力為：)cos(sincLtgWKWE下滑力抗滑力

8、滑坡推力滑坡推力= =安全系數(shù)安全系數(shù)* *下滑力下滑力- -抗滑力抗滑力不平衡下滑力不平衡下滑力第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工根據(jù)滑動(dòng)面的變坡點(diǎn)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)變化點(diǎn)，將滑坡體分成若干條塊，如圖45所示如果滑動(dòng)面為折線折線時(shí)1i第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工11)cos(siniiiiiiiiiiELctgWKWE由上到下逐塊計(jì)算其剩余下滑力，最后一塊的剩余下滑力即為滑坡推力。 iiiiiitg)sin()cos(11P32(2-46)P32(2-47)第i-1塊傳遞來的不平衡力第i塊產(chǎn)生的不平衡力第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施

9、工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工EP、Ea的確定根據(jù)土力學(xué)理論計(jì)算第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工注意a 滑坡推力=安全系數(shù)*下滑力-抗滑力c 當(dāng)滑坡推力小于主動(dòng)土壓力時(shí)，應(yīng)把主動(dòng)土壓力作為設(shè)計(jì)推力進(jìn)行設(shè)計(jì)，但當(dāng)滑坡推合力作用點(diǎn)位置較主動(dòng)土壓力的作用點(diǎn)高時(shí)，擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性取其力矩較大者計(jì)算。因此，抗滑擋土墻設(shè)計(jì)既要滿足抗滑擋土墻的要求，又要滿足普通擋土墻的要求。e 計(jì)算只考慮了力的平衡，而沒有考慮力矩平衡的問題。雖有缺陷，但因計(jì)算簡便，工程上應(yīng)用較廣。d 反坡：Wisini為負(fù) 下滑力，此時(shí)，不乘Kb Ei0(拉力)，不傳遞。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑

10、擋土墻的設(shè)計(jì)與施工2 2 平面尺寸與高度擬訂平面尺寸與高度擬訂抗滑擋土墻承受的是滑坡推力，由于滑坡推力大，合力作用點(diǎn)高墻面坡度緩?fù)庑伟制矫娉叨却蠡鬃龀煞雌禄蜾忼X狀要求有利于擋土墻自身穩(wěn)定平面尺寸第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工高度合理墻高應(yīng)保證滑坡體不發(fā)生越過墻頂?shù)幕瑒?dòng)，可采用試算的方法確定第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工3 3 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深擋土墻的破壞，很多是由于地基不良，或者是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基處理不當(dāng)而應(yīng)起的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分掌握地基的地質(zhì)條件，再確定基底的類型和埋置深度到完整穩(wěn)定的巖（土）層滿足抗滑、抗剪和抗傾覆條件不出現(xiàn)新的滑動(dòng)

11、面第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工4 4 基底應(yīng)力及地基強(qiáng)度驗(yàn)算基底應(yīng)力及地基強(qiáng)度驗(yàn)算 max/min：基底最大及最小應(yīng)力B:表示墻底寬度；VK:表示作用的基底面上的豎向合力，e:基底面上的合力作用點(diǎn)的偏心距基底應(yīng)力直線分布，按偏心受壓公式計(jì)算。對于矩形墻底矩形墻底)61 (minmax/BeBVk第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工eB/6時(shí)，基底壓力成梯形分布；e=B/6時(shí)，基底壓力為三角形分布；eB/6時(shí)，基底壓力min0,出現(xiàn)拉應(yīng)力，但墻體和地基間不能承受拉應(yīng)力rrmax0mineB2/設(shè)計(jì)要求32maxkVr：地基承載力設(shè)計(jì)值第第4

12、 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工截面強(qiáng)度的驗(yàn)算5 5 擋土墻穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算擋土墻穩(wěn)定性及強(qiáng)度驗(yàn)算抗傾覆抗滑移（1）墻體穩(wěn)定性)(sPksKHEVK抗滑移偏心壓縮承載力彎曲承載力墻體穩(wěn)定性驗(yàn)算第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗傾覆000KMMKR（2）截面強(qiáng)度的驗(yàn)算第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工偏心壓縮AfNN：由荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的軸向力f：砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)：截面面積：承載力影響系數(shù)2)(1211heh:擋土墻厚度砌體對于石砌體擋土墻，偏心距按荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)不宜超過0.7，為截面中心到軸向力所在偏心方向截面邊緣距

13、離。 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)算yey95. 07 . 01,WAeAfNktmkNK：軸向力標(biāo)準(zhǔn)值 ftm,k：截面彎曲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 W：截面抗彎剛度 當(dāng) 時(shí)，按下式計(jì)算 ye95. 01WAeAfNtmN：軸向力設(shè)計(jì)值對于混凝土灌注的擋土墻，則應(yīng)按素混凝土偏心受壓計(jì)算。此時(shí)，不考慮彎矩，但應(yīng)考慮穩(wěn)定系數(shù)的影響。 受壓承載力應(yīng)按公式計(jì)算： 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)在混凝土受拉區(qū)配置鋼筋，否則必須滿足下式方可不配置鋼筋 )2(0ebbfNccye45. 010hbebhfNetm混泥土對于石砌或砌塊砌筑的擋土墻尚應(yīng)驗(yàn)算其抗剪承載力。按受彎構(gòu)件受剪承載力計(jì)算。bzfVv：剪力設(shè)計(jì)值 ：砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)

14、值：截面寬度：內(nèi)力臂Vvfbz對于擋土墻，特別是重力式擋土墻截面大，剪應(yīng)力很小，通常可不做剪力承載力計(jì)算。如計(jì)算可用： vhfV32第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工6 6 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工7 7 注意注意若在墻后有兩層以上滑動(dòng)面存在時(shí)，則應(yīng)視其活動(dòng)情況，將沿各層滑動(dòng)面的滑坡推力制出綜合推力圖形(取各圖形之包絡(luò)線)進(jìn)行各項(xiàng)驗(yàn)算，特別應(yīng)注意上面中央幾層滑動(dòng)面處擋土墻截面的驗(yàn)算。 如原建擋土墻不足以穩(wěn)定或已被滑坡破壞而需要加固時(shí)，可經(jīng)過驗(yàn)算另加部分圬工，使新舊墻成一整體共同抗滑。加固墻的設(shè)計(jì)計(jì)算與新墻基本相同，但

15、應(yīng)特別注意新舊墻的銜接與截面驗(yàn)算，必要時(shí)可另加鋼筋及其他材料，以保證新舊墻聯(lián)成整體共同發(fā)揮作用。 原滑坡的滑動(dòng)面受擋土墻的阻止后，應(yīng)防止滑動(dòng)面向下延伸，致使擋土墻結(jié)構(gòu)失效，必要時(shí)，應(yīng)對墻基以下可能產(chǎn)生的新滑動(dòng)面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工4 43 3 抗滑擋土墻的施工抗滑擋土墻的施工1 填料選擇 由土壓力理論知道，填土容重越大，土壓力也越大；填土的內(nèi)摩擦角越大，土壓力則越小。選擇容重小，而內(nèi)摩擦角又大的填料，一般以塊石、礫石為好。因粘性土的壓實(shí)性和透水性都較差，并且又常具有吸水膨脹性和凍脹性，產(chǎn)生側(cè)向膨脹壓力，影響擋土墻的穩(wěn)定性。當(dāng)不得不采用粘性

16、土作填料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加以塊石或碎石。任何時(shí)候都不能采用淤泥、膨脹土、凍脹性材料作墻后填料。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工填土必須分層夯實(shí)，達(dá)到要求強(qiáng)度，保證質(zhì)量。為降低工程造價(jià)，選擇填料時(shí)，宜就近取材，充分利用刷方減載的棄土，必要時(shí)可對棄土進(jìn)行改善處理，以滿足墻后填料的需要。2 墻身材料選擇 墻身材料的選擇應(yīng)與抗滑擋土墻的結(jié)構(gòu)型式相適應(yīng)。重力式抗滑擋土墻重力式抗滑擋土墻：墻身材料一般采用條石、塊石或塊石混凝土或素混凝土。條石或塊石應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，未風(fēng)化，強(qiáng)度較高，一般應(yīng)選擇Mu30號以上的條石或塊石；采用混凝土?xí)r，混凝土強(qiáng)度等級一般不應(yīng)低于C15。第第4 4章章 抗滑擋

17、土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工錨桿式抗滑擋土墻、板樁式抗滑擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式錨桿式抗滑擋土墻、板樁式抗滑擋土墻、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式抗滑擋土墻等：抗滑擋土墻等：其墻身材料最好采用混凝土或鋼筋混凝土，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20。對預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固區(qū)域，其混凝土等級不宜低于C30，錨固區(qū)域的大小應(yīng)通過計(jì)算合理確定，防止施加預(yù)應(yīng)力時(shí)錨固區(qū)域被壓壞。加筋土抗滑擋土墻加筋土抗滑擋土墻：其墻身材料一般采用級配良好的砂卵石或級配良好的碎石土作為加筋體部分的填料，筋帶最好采用鋼塑復(fù)合帶，加筋擋土墻的面板宜采用鋼筋混凝土面板。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(1)抗滑擋土

18、墻應(yīng)盡可能在滑坡變形前設(shè)置，或在坡腳土體尚未全面開挖前，以較陡的臨時(shí)邊坡分段開挖設(shè)置。根據(jù)施工過程中建筑物的受力情況，施工時(shí)采取“步步為營分段、跳槽、馬口開挖，并及時(shí)進(jìn)行抗滑擋土墻的修建。一般跳槽開挖的長度不宜超過總長的20。切忌中途停工或冒進(jìn)。在雨季施工時(shí)要有切合實(shí)際的防范措施，防止雨水的侵蝕加劇滑坡的發(fā)展。對于變形劇烈的滑坡，宜從兩端向中間分段施工，逐段穩(wěn)定滑坡，減小滑坡規(guī)模，控制滑坡運(yùn)動(dòng)。要防止大面積開挖(尤其在坡腳)而造成土體滑動(dòng)，加劇滑坡體運(yùn)動(dòng)，影響抗滑的穩(wěn)定性，甚至破壞已修建的抗滑擋土墻。(2)在滑坡地段修建擋土墻前，應(yīng)事先作好排水系統(tǒng)，合理編制施工組織設(shè)計(jì)，集中施工力量，作好施工

19、準(zhǔn)備，盡量縮短施工工期。3 施工注意事項(xiàng)第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(3)注意掌握施工季節(jié)，盡可能避免雨季滑坡正在急劇發(fā)展時(shí)在滑坡腳開挖基坑和修建建筑物。由于開挖、填土而使地形有相當(dāng)大的變化，因此要充分注意排除地表水，也應(yīng)注意排除地下水，以防水的滯留。同時(shí)，對施工用水也應(yīng)特別注意。(4)施工時(shí)應(yīng)先對滑坡體上(后)部進(jìn)行刷方減載，以減小滑坡體產(chǎn)生的下滑力。刷方減載應(yīng)按自上而下的原則進(jìn)行。對刷方減載的棄土可作為抗滑擋土墻后的填料或抗滑擋土墻前的壓載體。若滑坡體前緣極為松散，有時(shí)需將其清除，在這種情況下，也應(yīng)采用自上而下的原則進(jìn)行施工。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)

20、與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工(5)當(dāng)?shù)叵滤S富時(shí)，除按設(shè)計(jì)要求作好主體工程的施工外，對輔助工程，如墻后排水溝、墻身泄水孔等，也應(yīng)切實(shí)注意其事故質(zhì)量，防止墻后積水。(6)對墻后的回填土必須分層夯實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。(7)墻體施工時(shí)，必須保證施工質(zhì)量，對漿砌條石擋土墻或漿砌塊石擋土墻，砌筑時(shí)，砂漿必須飽滿，砂漿強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，保證墻體的整體性和其剛度。(8)施工時(shí)，應(yīng)保證基礎(chǔ)埋置到最深的可能滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定巖(土)中，并滿足設(shè)計(jì)深度。第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工4 44 4 工程實(shí)例工程實(shí)例第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)計(jì)算一 下滑推力11)cos(siniiiiiiiiiiELctgWKWEiiiiiitg)sin()cos(11第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施工23.15KN/m30.962292.79271.100.9860.980137.10241.49269.19第第4 4章章 抗滑擋土墻的設(shè)計(jì)與施