《路基路面工程》課件之路基防護與支擋結構設計

SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科《路基路面工程程》課件之路基防護與與支擋結構設設計東南大學道路與鐵道工工程國家重點學科科HighwayandRailwayEngineering,NationalKeyDiscipline東南大學交通通學院路基路面工程程教學小組SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第一節(jié)路基基坡面防護(slopeprotection)第二節(jié)支擋擋結構的類型型和構造(typesandconstruction)第三節(jié)擋土土墻結構布置置(structurelayout)第四節(jié)擋土土墻的土壓力力計算(calculationofearthpressure)第五節(jié)擋土土墻設計(designofretainingwall)第六節(jié)輕型型擋土墻(lightretainingwall)第七節(jié)其它它支擋結構(othertypes)主要內(nèi)容(maincontents)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科1）種草(plantinggrass)適宜坡高不不大、邊坡坡不陡于1:1.0的土質(zhì)易種種植邊坡，，其表面水水徑流速度度應低于0.6m/s。邊坡坡度在在1:1.0~1:2.0時也可種草，，但應采取固定草種布布或網(wǎng)格固固定撒種等方法法?！?、植物物防護(plantprotection)第一節(jié)路路基坡面防防護(slopeprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科2）鋪草皮皮(turf)表面水徑流流速度在0.6m/s~1.8m/s之間時不不宜種草，，而應根據(jù)據(jù)情況按平平鋪、水平平疊置、垂垂直坡面疊疊置、斜疊疊置等不同同方法鋪草草皮，必要要時可先漿漿砌防護，，在漿砌內(nèi)內(nèi)部鋪草皮皮，以減小小水流沖刷刷。草皮防護示示意圖：a)平鋪平面；；b)平鋪剖面；；c)水平疊鋪；；d)垂直疊鋪；；e)斜交疊鋪；；f)網(wǎng)格式第一節(jié)路路基坡面防防護◆1、植物物防護(plantprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第一節(jié)路路基坡面防防護◆1、植物防防護(plantprotection)3）客土噴噴播(external-soilsprayseeding)客土噴播是是將含有植物生長所需營營養(yǎng)的基質(zhì)質(zhì)材料混合合膠結材料料噴附在巖巖基坡面上上，在巖基基坡面上創(chuàng)創(chuàng)造出宜于于植物生長的硬度度的、牢固固且透氣、、與自然表表土相近的的土板塊，，種植出可可粗放管理理的植物群落，最大大程度地恢恢復自然生生態(tài)。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科4）植樹(planttrees)主要用于堤堤岸邊的河河灘、沙漠漠及雪害地地區(qū)的防護護林等情況況，主要起起到：①降低河灘水水流速度及及改變水流流方向；②防風固沙；；③防雪等作用用。低等級公路路也可在路路兩側進行行植樹，以以起到固土土、降塵、、綠化、誘誘導視線等等作用。第一節(jié)路路基坡面防防護◆1、植物物防護(plantprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第一節(jié)路路基坡面防防護◆1、植物防防護(plantprotection)5）景觀設設計(landscapedesign)邊坡防護設設計應與道道路景觀設設計、道路路穩(wěn)定設計計相協(xié)調(diào)。。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科1）砂漿抹抹面防護(masonrypulpandfaceworkprotection)主要用于石石質(zhì)挖方坡坡面，以防防止巖石表表面風化。。但要求巖巖表完整未未剝落、表表面較平整整，一般抹抹面的厚度度在2~10cm。。2）噴漿防防護(gunitecoveringprotection)用于易風化化且坡面不不平整的巖巖石挖方邊邊坡，一般般厚度在5~10cm。噴漿漿坡面應設設置排水孔孔。3）勾縫、、灌漿、嵌嵌補(pointing,groutingandinsertion)防止水分滲滲入縫隙。?！?、工程程防護(Engineeringprotection)第一節(jié)路路基坡面防防護SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科4）干砌片片石護面(rip-drybankprotection)有單層與雙雙層之分，，須做砂墊墊層，厚度度一般不小小于20cm，主要要用于坡面面或排水溝溝渠。第一節(jié)路路基坡面防防護◆2、工程程防護(Engineeringprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科4）漿砌片片石護面（（墻）(rip-drybankprotection)封閉軟質(zhì)巖巖層、高填方路堤堤表面及較破碎的挖方方邊坡，一般立交交內(nèi)凹的夾夾角部分及及較破碎的的挖方邊坡坡須全漿砌砌防護，其其它可采用用菱形、拱拱形、方格格形等防護護方式，其其間土體可可種草或鋪鋪草皮。護面墻高度H(m)路塹邊坡護面墻厚度(m)頂寬b底寬d≤21：0.50.400.40≤6陡于1：0.50.400.40+0.10H6<H≤101：0.5～1：0.750.400.40+0.05H10<H<151：0.75～1：10.600.60+0.05H第一節(jié)路路基坡面防防護◆2、工程程防護(Engineeringprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科護面墻示意意圖：a)雙層式；b)單層式；c)墻面；d)拱式；e)混合式第一節(jié)路路基坡面防防護◆2、工程程防護(Engineeringprotection)4）漿砌片片石護面（（墻）(rip-drybankprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第一節(jié)路路基坡面防防護◆2、工程程防護(Engineeringprotection)4）漿砌片片石護面（（墻）(rip-drybankprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第一節(jié)路路基坡面防防護◆3、沖刷刷防護(scouringprotection)1）路基沖刷破破壞(erodedestroyforsubgrade)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科植物防護石砌防護拋石防護：水流速度度在3.0m/s~5.0m/s石籠防護：水流速度大大于5.0m/s支擋防護土工織物軟軟體沉排防防護◆3、沖刷刷防護(scouringprotection)第一節(jié)路路基坡面防防護2）直接防護(Directprotectionforsubgradeerosion)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科導流結構物綜合布置示例1-順水壩

2-格壩

3-挑水壩

（丁壩）

4-攔水壩

5-導流壩

6-橋墩

7-路中線建導治結構構物即設壩，一一般有丁壩壩、順壩、、格壩等。。第一節(jié)路路基坡面防防護◆3、沖刷刷防護(scouringprotection)3）間接防護(Indirectprotection)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造(typesandconstruction)◆1、支擋結結構的用途途(functionsofretainingstructure)保證邊坡及及其環(huán)境的的安全，對對邊坡采取取支擋、加加固與防護公路、鐵路路、城市建建設，水壩壩建設、河河床整治、、港口工程、山體體規(guī)劃、山山體滑坡及及水泥流防防治景觀美化SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造邊坡?lián)跬翂?sloperetainingwall)河堤支護(embankment)基坑支護(foundationpitsupporting)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造◆2、支擋結結構的類型型和適用范范圍(typesandrangeofapplication)按支擋結構構位置分類類(location)路塹擋墻、、路堤擋墻墻、路肩擋擋墻和山坡坡?lián)鯄?cutting,embankment,shoulder,slope)按支擋結構構的墻體材材料分類(material)石砌擋墻、、混凝土擋擋墻、鋼筋筋混凝土擋擋墻、磚砌砌擋墻(stone,concrete,reinforcedconcrete,brick)按結構形式式與作用機機理分類(structuralform)重力式擋土土墻、懸臂臂式擋土墻墻、扶壁式式擋土墻、、錨桿式擋擋土墻(gravityretainingwall,cantileverretainingwall,counterfortretainingwall,anchoredretainingwall)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科擋土墻位置置分：a）路肩肩擋墻、b）路堤擋擋墻、c））路塹擋墻墻、d）山山坡?lián)鯄houlderembankmentcuttingslope第二節(jié)支擋擋結構的類型型和構造abdcSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造重力式gravityretainingwall懸臂式cantileverretainingwall

錨拉式（錨碇式）anchoredretainingwall扶壁式counterfortretainingwall結構形式分分類structuralformSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造擋土墻適用用條件（rangeofapplication）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科①墻面（墻胸）（batter）②墻背（俯斜、仰仰斜、垂直直）有直線形墻墻背和折線線形墻背之之分（back）③墻頂及護欄欄（topandparapet））④墻底（墻趾、墻墻踵）（footing））◆3、支擋擋結構的構構造construction））擋土墻的組組成示意圖圖墻背墻身基礎墻踵墻頂墻面墻趾基底第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造墻身（stem）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科⑤基礎（basement）設計主要內(nèi)內(nèi)容包括基基礎形式的的選擇和基基礎埋置深深度的確定定。⑥排水設施（drainage）通常由地面面排水和墻墻身排水兩兩部分組成成。⑦沉降縫和伸伸縮縫（settlementjointandexpansionjoint）為防止因地地基不均勻勻沉陷而引引起墻身開開裂，應根根據(jù)地基地地質(zhì)條件及及墻高墻身身斷面的變變化情況，，設置沉降降縫；為減減少圬工砌砌體因硬化化收縮和溫溫度變化作作用而產(chǎn)生生的裂縫，，須設置伸伸縮縫。第二節(jié)支支擋結構的的類型和構構造◆3、支擋擋結構的構構造construction））SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科①橫向布置（horizontallayout）主要是在路路基橫斷面面圖上選定定擋土墻的的位置，確確定是路塹塹墻、路肩肩墻、路堤堤墻還是浸浸水擋墻？？并確定斷斷面形式及及初步尺寸寸。②縱向布置（longitudinallayout））在墻趾縱斷斷面圖上進進行墻的縱縱向布置，，布置后繪繪成擋土墻墻正面圖。。包括：1）分段，，設伸縮縫縫與沉降縫縫；2）考慮始始、末位置置在路基及及其其它結構構處的銜接接；3）基礎的的縱向布置置；4）泄水孔孔布置。③平面布置（planelayout）對于個別復復雜的擋土土墻，例如如高的、長長的沿河擋擋墻和曲面面擋墻；繞繞避建筑物物擋墻，除除了橫、縱縱向布置外外，還應作作平面布置置，并繪制制平面布置置圖。第三節(jié)擋擋土墻結構構布置(RetainingWallLayout)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆1、作用用在擋土墻墻上的力系系（forces）（1）主要要力系（mainforces））：擋土墻自重重及位于墻墻上的恒載載；墻后土體的的主動土壓力力（包括超載載）；基底的支撐撐力與摩阻阻力；墻前土體的的被動土壓力力；浸水墻的常常水位靜水水壓力及浮浮力。（2）附加加力（additionalforces）：季節(jié)性或規(guī)規(guī)律性作用用于墻的各各種力，如如波浪沖沖擊、洪水水。（3）特殊殊力（occasionalforces）：偶然出現(xiàn)的的力，如地地震力、浮浮力、水面面物撞擊力力等。圖6-5作用在擋土土墻上的力力系第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算(Calculationofearthpressure)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算◆2、擋土土墻的移動動形式（movementofretainingwall）（1）墻體體外移（moveawayfrombackfill））（2）墻墻體內(nèi)移移（movetowardssoil）（3）墻墻體不移移動（keepstill）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學學道路與與鐵道工工程國家家重點學學科Ea:墻體外移移,土壓力逐逐漸減小,當土體破壞,達到極限平衡衡狀態(tài)時所對應應的土壓壓力(最小)Ep:墻體內(nèi)移移,土壓力逐逐漸增大,當土體破壞,達到極限平衡衡狀態(tài)時所對應應的土壓壓力(最大)墻位移與土壓力力E關系1~5%1~5‰土壓力EEpE0

EaE0:墻體不移移動,土壓力即即是土體體產(chǎn)生的的側壓力力第四節(jié)擋擋土墻墻結構的的土壓力力計算◆3、墻墻位移與與土壓力力關系（relationbetweenmovementandearthpressure）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學學道路與與鐵道工工程國家家重點學學科三種不同性質(zhì)的土壓力第四節(jié)擋擋土墻墻結構的的土壓力力計算◆4、不不同類型型土壓力力需滿足足的條件件1）靜止止土壓力力：土靜靜止不動動（earthpressureatrest）2）主動土壓壓力Ea(activeearthpressure)：①土推墻②土體達到到主動極極限平衡衡狀態(tài)(activelimitequilibriumstate)3）被動土壓壓力Ep(passiveearthpressure)：①墻推土②土體達到到被動極極限平衡衡狀態(tài)(Passivelimitequilibriumstate)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學學道路與與鐵道工工程國家家重點學學科第四節(jié)擋擋土墻墻結構的的土壓力力計算5、路基基擋土墻墻的土壓壓力考慮慮(earthpressure)1）主動動土壓力力與被動動土壓力力的區(qū)分分(differencebetweenactivepressureandpassivepressure)：假定擋土土墻處于于極限移移動狀態(tài)態(tài)，土體體有沿墻墻及假想想破裂面面移動的的趨勢，，則土推推墻即為為主動土壓壓力，墻推土土即為被動土壓壓力。2）路基基擋土墻墻的土壓壓力考慮慮：路基擋土土墻一般都有有可能有有向外的的位移或或傾覆，，因此，，在設計計中按墻墻背土體體達到主主動極限限平衡狀狀態(tài)考慮慮，即只只考慮Ea，且取一定的的安全系數(shù)(safetyfactor)以保證墻背土土體的穩(wěn)定。。墻趾前土體的被動土壓力力Ep一般不計。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科墻背傾斜形式式仰斜、直立和和俯斜E1仰斜E2直立E3俯斜E1＜E2＜E3第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算◆6、不同墻墻背傾斜形式式的土壓力大大小(earthpressureofdifferentobliqueforms)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算◆7、擋土墻的的土壓力計算算理論(theoriesofearthpressurecalculation)（1）朗肯土壓力理理論(Rankine'stheoryofearthpressure)1857年英英國學者朗肯肯（Rankine）從從研究彈性半半空間體內(nèi)的的應力狀態(tài)，，根據(jù)土的極極限平衡理論論，得出計算算土壓力的方方法，又稱極極限應力法(theultimatestressmethod)。（2）庫侖土壓力理理論(Coulomb'stheoryofearthpressure)1776年法法國的庫倫（（C.A.Coulomb）根據(jù)極極限平衡的概概念，并假定定滑動面為平平面，分析了了滑動楔體的的力系平衡，，從而求算出出擋土墻上的的土壓力，成成為著名的庫庫倫土壓力理理論。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（3）朗肯理論的基基本假設(basicassumption）：①墻本身剛性（rigidretainingwall），因此，不考考慮墻身的變變形；②墻后填土延伸到無限遠遠處（semi-infinitedepth）），填土表面水水平（β=0）；③墻背垂直光滑（墻與垂向夾夾角ε=0，，墻與土的摩摩擦角δ=0）。無粘性土（none-cohesivesoil）粘性土（cohesivesoil）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（4）庫倫理論的基基本假設(basicassumption）①墻后填土為均均勻的無粘性土（c=0），，填土表面傾傾斜（β＞0）；②擋土墻剛性，墻背傾斜，，傾角為ε；；③墻面粗糙（roughsurface），墻背與土本本之間存在摩摩擦力（δ＞＞0）；④滑動破裂面（failureplane）為通過墻踵的平面。（a）（b）（（c）庫倫主動土壓壓力計算圖式式SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（5）分析方法的異異同（comparison）朗肯理論和庫庫倫理論都是是研究土壓力力問題的簡化化方法。它們們各有其不同同的基本假定定、分析方法法和適用條件件。共同點（similarities）：朗肯理論和庫庫倫理論均屬于極限狀態(tài)土壓壓力理論（limitequilibriumstateearthpressuretheory）。用這兩種理理論計算出的的土壓力均為為墻后土體處處于極限平衡衡狀態(tài)下的主主動土壓力Pa和被動土土壓力Pp。。不同點（differences）：朗肯理論從土體中一點的極限平衡狀狀態(tài)出發(fā)，由由處于極限平平衡狀態(tài)時的的大小主應力力關系求解（（極限應力法法（theultimatestressmethod））；庫倫理論根據(jù)墻背與滑滑裂面之間的的土楔處于極限平衡衡，用靜力平平衡條件求解解（滑動楔體體法）（staticequilibrium）。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（6）適用條件（applicationscopes）1）朗肯理論論的適用條件件根據(jù)朗肯理論論推導的公式式，作了必要要的假設，因因此有一定的的適用條件：：①填土表面水平平（β=0）），墻背垂直直（ε=0）），墻面光滑滑（δ=0））的情況；②墻背垂直，填填土表面傾斜斜，但傾角ββ＞φ的情況況；③地面傾斜，墻墻背傾角ε＞＞(45°-φ/2）的的坦墻；④L型鋼筋混凝凝土擋土墻；；⑤墻后填土為粘性土或無粘粘性土。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（6）適用條件（applicationscopes）2）庫倫理論論的適用條件件下述情況宜采采用庫倫理論論計算土壓力力：①需考慮墻背摩擦角時，一般采用用庫倫理論；；②當墻背形狀復復雜，墻后填填土與荷載條條件復雜時；；③墻背傾角ε＜＜(45°-φ/2）的的俯斜墻；④數(shù)解法（mathematicsmethod）一般只用于無無粘性土，圖圖解法（graphicalmethod）則對于無粘性性土或粘性土土均可方便使使用。⑤擋土墻一般采采用庫倫理論論SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科破裂面交于內(nèi)邊坡?lián)跬翂σ蚵坊问胶秃奢d載分布（forcesdistribution））不同土壓力有有多種計算圖圖式第四節(jié)擋土土墻結構的土土壓力計算（1）破裂面面（failureplane）交于內(nèi)邊坡-適用于路堤或或路塹擋土墻墻Ea-P127式6-6◆8、一般條條件下庫侖主主動土壓力計計算（CalculationofCoulomb'sactiveearthpressureundergeneralconditions）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科破裂面交于于路基面：：a)交于荷載內(nèi)內(nèi)側；b)交于荷載中中部；c)交于荷載外外側第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算（2）破裂角交交于路基面面-破裂面交與與荷載中部部b)Ea-式6-9破裂面交與與荷載外側側c)Ea-式6-11破裂面交與與荷載內(nèi)部部a)Ea-式6-12SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科（3）破裂面交交于外邊坡坡Ea-式6-13破裂面交于外邊坡第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科有時土體并并不沿墻背背滑動，而而是沿另一一滑動面滑滑動，這一一般是折線線形重力墻墻背、懸臂臂墻墻背或或帶衡重臺臺的墻背，，其傾角大大于第二破破裂面的傾傾角i、且墻背面面上的抗滑滑力大于下下滑力的情情況。出現(xiàn)第二破破裂面的條條件：①墻背或假想想墻背的傾傾角或’必須大于第第二破裂面面的傾角i，即墻背或假假想墻背不不妨礙第二二破裂面的的出現(xiàn)；②在墻背或假假想墻背面面上產(chǎn)生的的抗滑力必必須大于其其下滑力，，即NR>NG，或Extan(+)>Ey+G，使破裂棱體體不會沿墻墻背或假想想墻背下滑滑。一般仰斜擋擋土墻為避避免土壓力力過大，很很少采用平平緩背坡，，不易出現(xiàn)現(xiàn)>i的情況，不不出現(xiàn)第二二破裂面；；衡重式擋擋墻的上墻墻或懸臂式式墻，因采采用的是假假想的墻背背，=，只要>i，即存在第二二破裂面。。第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算（4）大俯俯角墻背的的主動土壓壓力—第二破裂裂面法（secondfailureplane）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第二破裂面的出現(xiàn)及其計算第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算衡重式擋土土墻的推導導見（derivationofactivepressure））SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科延長墻背法◆（5）折線形墻墻背的土壓壓力計算延長墻背法法-P134第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科力多邊形法法（forcepolygonmethod）P135Ea-式6-2930第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算力多邊形法SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科等效內(nèi)摩擦擦角法（equivalentinternalfrictionanglemethod)φD－一般增加5～10oo（P136）力多邊形法法(數(shù)解法法)P137Ea-式6-32◆（6）粘性性土土壓力力計算（earthpressureofcohesivesoil））庫侖理論本本來只考慮慮不具有粘粘聚力的砂砂性土的土土壓力問題題。當墻背背填料為粘粘性土時，，土的粘聚聚力對主動動土壓力的的影響很大大，因此應應考慮粘聚聚力的影響響?？梢砸砸詭靵隼碚撜摓榛A計計算粘性土土主動土壓壓力，但需需要近似，，主要有以以下近似方方法：第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科不同土層的土壓力計算◆（7）不同同土層的土土壓力計算算(Calculationofearthpressureindifferentsoillayers)P139Ea-式6-38第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆9、有限范范圍填土的的土壓力計計算(calculationofearthpressureinlimitedbackfill）P139Ea-式6-40第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算有限范圍填土的土壓力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科有限范圍填土的土壓力計算◆10、被動動土壓力計計算（calculationofpassiveearthpressure）P139Ea-式6-40第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆11、車輛輛荷載的換換算（conversionofvehicleloads））換算方法（conversionmethod）：換算為對應應于墻后填填料的一定定高度的均均布土層。。換算土層高高（correspondinglayerheight）：h0=q/其中：墻墻高H2.0m時時，q=20.0kN/m2；

墻高H10.0m時，，q=10.0kN/m2；

墻高H在2.0m~10.0m時，q內(nèi)內(nèi)插取用。。第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算12、計算算參數(shù)(parameter)填料的計算算內(nèi)摩擦角角和重度(internalfrictionangleandgravityofbackfill)墻背摩擦角角(frictionangle)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科1）浸水的的填料受到到水的浮力作作用(flotageeffect)而使土壓力力減小；2）砂性土土的內(nèi)摩擦角受水的影響響不大，可可認為浸水水后不變，，但粘性土土浸水后抗剪強度(shearstrength)顯著降低；；3）墻背與與墻面均受受到靜水壓壓力，在墻墻背與墻面面水平一致致時，兩者者互相平衡衡；而當有一水位位差時，則墻身身受到靜水水壓力差所所引起的推推力；4）墻外水水位驟然降降落，或者者墻后暴雨雨下滲在填填料內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)滲流時，，填料受到到滲透動水壓壓力。滲水性填填料，動水水壓力一般般很小，可可略而不計計；5）墻身受受到水的浮浮力作用，，而使其抗傾覆及抗抗滑動穩(wěn)定定性減弱?！艨紤]因素（considerations）：第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算13.浸水水擋土墻土土壓力計算算(earthpressureofrettingretainingwall）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南南大大學學道道路路與與鐵鐵道道工工程程國國家家重重點點學學科科6））墻后后填填料料應應盡盡量量用用片片、、碎碎石石或或砂砂性性土土分層層填填筑筑并并夯夯實實，，并并做做好好排排水水設設施施。。7））擋土土墻墻修修建建在在設計計裂裂度度為為8度度及及8度度以以上上的的地震震區(qū)區(qū)，以以及及修修筑筑在在地地震震時時可可能能發(fā)發(fā)生生大大規(guī)規(guī)模模滑坡坡崩崩塌塌的的地地段段或或軟軟弱弱地地基基(如如軟軟弱弱粘粘性性土土層層)、、地地震震強強度度和和穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗驗算算(stabilityanalysis））。8））驗驗算算時時要要考考慮慮破破裂裂棱棱體體和和擋擋土土墻墻身身分分別別承承受受地震震力力的的作作用用，將將地震震荷荷載載與與恒恒載載組組合合，并并考考慮慮常常年年水水位位的的浮浮力力；；不不考考慮慮季季節(jié)節(jié)性性浸浸水水的的影影響響，，其其他他外外力力，，包包括括車車輛輛荷荷載載的的作作用用均均不不考考慮慮。。第四四節(jié)節(jié)擋擋土土墻墻結結構構的的土土壓壓力力計計算算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南南大大學學道道路路與與鐵鐵道道工工程程國國家家重重點點學學科科第四四節(jié)節(jié)擋擋土土墻墻結結構構的的土土壓壓力力計計算算◆當填填料料為為砂砂性性土土時時（arenosol））（1））浸浸水水部部分分重重度度采采用用水水中中重重度度；；（2））浸浸水水前前后后的的內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角不不變變；；（3））破破裂裂面面為為一一平平面面，，并并且且不不考考慮慮進進水水對對破破裂裂面面的的影影響響。。因此此，，浸浸水水擋擋土土墻墻土壓壓力力Eb可采采用用不不浸浸水水時時的的土壓壓力力Ea扣除除因因浮浮力力影影響響而而減減少少的的土壓壓力力ΔEbSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南南大大學學道道路路與與鐵鐵道道工工程程國國家家重重點點學學科科第四四節(jié)節(jié)擋擋土土墻墻結結構構的的土土壓壓力力計計算算◆填土土為為黏黏性性土土時時（（cohesivesoil））由于于粘粘性性土土浸浸水水后后c值值減減少少明明顯顯，，要要求求將將上下下兩兩部部分分土土層層分為為不不同同性性質(zhì)質(zhì)的的土土層層進進行行計計算算土土壓壓力力。。先計計算算水水位位以以上上的的土土壓壓力力E1；然然后后再再將將上上層層填填土土重重量量作作為為荷荷載載,計計算算進進水水部部分分的的土土壓壓力力E2；兩部分的的矢量為全全墻土壓力力。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科1）盡可能采采用重心低的墻墻身斷面形形式。2）基礎盡可可能置于基巖或堅硬硬的均質(zhì)土土層上；遇有軟軟粘土、飽飽和砂土或或嚴重不均均勻地基時時，應采取取適當措施施進行加固固處理。3）擋土墻宜宜采用漿砌片(塊)石、混凝土和鋼鋼筋混凝土土修筑。當采用干干砌片(塊)石時，墻高高須加以限限制：設計計烈度為8度時，一般般不超過5m；9度時，一般般不超過3m。4）墻體應以垂垂直通縫分分段，每段長度度不宜超過過15m。地基變化化或地面標標高突變處處，也應設設置通縫。。5）應嚴格控制砌砌筑質(zhì)量，石料要嵌嵌擠緊密，，砂漿要飽飽滿，砂漿漿標號按非非地震區(qū)要要求提高一一級采用。。14、一般般防震措施施（earthquakeprotection）第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算15、地震震荷載的計計算（calculationofseismicloads）下一頁下一頁SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算15、地震震荷載的計計算（calculationofseismicloads）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第四節(jié)擋擋土墻結構構的土壓力力計算16、地震震力作用下下的土壓力力計算（Calculationofearthpressureundertheforceofearthquake））計算時只要要進行地震震力合成（Synthesisofseismicforce）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆1、施加于于擋土墻的的荷載分類類，見表5.4.2－2（classificationofloadappliedtoretainingwall）第五節(jié)擋擋土墻設計計(designofretainingwall)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆2、擋土墻墻的荷載組組合，見表表5.4.2－3（loadcombination）第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆3、擋土墻墻的設計原原則（designprincipal）按“極限狀態(tài)分分項系數(shù)法法”進行設計計，其設計計的極限狀狀態(tài)分構件件承載力極限限狀態(tài)和正正常使用極極限狀態(tài)。（1）承載載力極限狀狀態(tài)（limitstateofbearingcapacity））：1）整個擋擋土墻或擋擋土墻的一一部分失去去剛體平衡衡;

2））擋土墻構構件或連接接部件因材材料承受的的強度超過過極限而破破壞，或因因超過塑性性變形而不不適于繼續(xù)續(xù)承載；3）擋土土墻結構變變?yōu)闄C動體體系或局部部失去平衡衡

極限狀狀態(tài)分項荷荷載系數(shù)（partialcoefficientforloads）見表6-11第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆3、擋土墻墻的設計原原則（designprincipal）按“極限狀態(tài)分分項系數(shù)法法”進行設計計，其設計計的極限狀狀態(tài)分構件件承載力極限限狀態(tài)和正正常使用極極限狀態(tài)。（2）正常常使用極限限狀態(tài)（serviceabilitylimitstate）：

1）影影響正常使使用或外觀觀變形；2）影響響正常使用用的耐久性性局部破壞壞；

3））影響正常常使用的其其他待定狀狀態(tài)。極極限狀態(tài)的的分項荷載載系數(shù)除Ep取0.5外，其其余均取1.0（3）合力力偏心距計計算時的極極限狀態(tài)（eccentricityofresultantforce））分項荷載系系數(shù)取值同同正常使用用極限狀態(tài)態(tài)。第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆4、擋土墻墻的設計荷荷載（designload）），其它見規(guī)規(guī)范JTGD30第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第五節(jié)擋擋土墻設計計◆5、擋土墻墻的荷載分分項系數(shù)（（partialcoefficientforload）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科◆6、擋土墻墻穩(wěn)定性驗驗算（stabilityanalysis)含：抗滑穩(wěn)定性性驗算(stabilityagainstsliding)抗傾覆穩(wěn)定定性驗算(stabilityagainstoverturning)（1）抗滑滑穩(wěn)定性驗驗算(checksforsliding)目的：檢查基底在在土壓力、、自重等作作用下的摩摩阻力抵抗抗擋土墻滑滑動的能力力。第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科（1）抗滑滑穩(wěn)定性驗驗算-保證基底摩摩阻力低抗抗滑移力(checksforsliding)第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科（2）抗傾傾覆穩(wěn)定性性驗算(checksforoverturning)目的：檢查墻身繞繞墻趾向外外轉(zhuǎn)動傾覆覆的抵抗能能力。第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科（2）抗傾傾覆穩(wěn)定性性驗算－保證抵抗墻墻身繞墻趾趾向外轉(zhuǎn)動動傾覆的能能力(checksforoverturning)第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科（3）擋土土墻穩(wěn)定性性驗算要求求(requirementsofstabilityanalysis）第五節(jié)擋擋土墻設計計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道道路與鐵道道工程國家家重點學科科7、基底應力力及合力偏心心距驗算(basestressandeccentricityofresultantforce）第五節(jié)擋土土墻設計①②SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計③

SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計④基礎的容許承承載力(allowablebearingcapacity)巖石地基的承承載力較高，，一般不會產(chǎn)產(chǎn)生不均勻沉沉陷(non-uniformsettlement)。土質(zhì)地基基較為復雜，，其承載力與與地基的物理理力學性質(zhì)、、地面形態(tài)、、基礎埋置深深度、基底傾傾斜度等有關關，可根據(jù)地地質(zhì)調(diào)查、鉆鉆探試驗及既既有建筑物的的調(diào)查對比分分析確定。如如：SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計④基礎的容許承承載力(allowablebearingcapacity)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計④基礎的容許承承載力(allowablebearingcapacity)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科為了保證墻身身具有足夠的的

強度，應應根據(jù)經(jīng)驗選選擇1～2個控制斷面進進行驗

算，，如墻身底部部、二分之之一墻高處、、上下墻(凸

形及衡重重式墻)交界處。根據(jù)《公路磚石及混混凝土橋涵設設計規(guī)范》的規(guī)定，當構構件采用分項項安全系數(shù)的的極限狀態(tài)設設計時，荷載載效應不利組組合的設計值值，應小于或或等于結構抗抗力效應的設設計值?！?、墻身截截面強度驗算算(checksforwallsectionstrength)驗算斷面的選擇第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科◆9、增加擋土土墻穩(wěn)定性的的措施(measurestoincreasestabilityofretainingwall)（1）增加抗抗滑穩(wěn)定性的的方法(measurestoincreasestabilityagainstsliding)1）設置傾斜斜基底(slopingbase)2）采用凸榫榫形基礎(tenonfoundation)第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科◆9、增加擋土土墻穩(wěn)定性的的措施（2）增加抗抗傾覆穩(wěn)定性性的方法(measurestoincreasestabilityagainstoverturning)1）展寬墻趾趾(extendtoe)2）改變墻面面及墻背坡度度(changeslope)3）改變墻身身斷面類型(changetypesofwallsection)第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計◆10、重力力式擋土墻設設計(designofgravityretainingwall)下一頁下一頁SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計◆10、重力力式擋土墻設設計(designofgravityretainingwall)SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計下一頁下一頁后頁SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計下一頁SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計后頁SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第五節(jié)擋土土墻設計SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科◆1、薄壁式擋擋土墻（thinplateretainingwall）薄壁式擋土墻墻是鋼筋混凝土土結構，包括括懸臂式和扶壁壁式兩種主要型式式。懸臂式擋土墻墻（cantileverretainingwall）由立壁和底板組成，有三個個懸臂，即立立壁、趾板和和踵板。當墻身較高時，可沿墻長長一定距離立立肋板（即扶扶壁）聯(lián)結立立壁板與踵板板，從而形成成扶壁式擋墻（counterfortretainingwall）；老路加固時時，考慮扶壁壁難以在踵板板側做，也可可考慮將其做做在趾板側，，同樣可以發(fā)發(fā)揮作用，但但須進行設計計計算確定。。第六節(jié)輕型型擋土墻（light-typeretainingwall））SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第六節(jié)輕型型擋土墻1、薄壁式擋擋土墻（thinplateretainingwall）懸臂式和扶壁壁式結構示意意圖SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第六節(jié)輕型型擋土墻1、薄壁式擋擋土墻（thinplateretainingwall）懸臂式和扶壁壁式擋土墻的的結構穩(wěn)定性（structuralstability）是依靠墻身自自重和踵板上上方填土的重重力來保證，，基底應力小小。特點：構造簡單、施施工方便，墻墻身斷面較小小，自身質(zhì)量量輕，可以較較好地發(fā)揮材材料的強度性性能，能適應應承載力較低低的地基。一般情況下，墻高6m以以內(nèi)采用懸臂臂式，6m以以上采用扶壁壁式。它們適用于缺乏石料及地地震地區(qū)。由由于墻踵板的的施工條件，，一般用于填填方路段作路路肩墻或路堤堤墻使用。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科懸臂式擋土墻結構受力示意第六節(jié)輕型型擋土墻◆1、薄壁式擋擋土墻（thinplateretainingwall）懸臂式擋土墻結構示意SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第六節(jié)輕型型擋土墻1、薄壁式擋擋土墻（thinplateretainingwall）按一般庫倫理理論計算作用用于假想墻背背Ac上的土壓力Ea，此時墻背摩摩擦角δ=φφ。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科◆2、錨定式擋擋土墻（anchoredretainingwall）錨定式擋土墻墻也屬于輕型擋擋土墻，通常常包括錨桿式式和錨定板式式兩種。錨桿式擋土墻墻（anchorageretainingwall））主要由預制的的鋼筋混凝土土立柱和擋土土板構成墻面面、與水平或或傾斜的鋼錨錨桿聯(lián)合作用用支擋土體，，主要是靠埋埋置于巖土中中的錨桿的抗抗拉力拉住立立柱保證土體體穩(wěn)定的。錨定板式擋土土墻（anchorslabretainingwall）則將錨桿換為為拉桿，在其其土中的末端端連上錨定板板。它不適于于路塹，路堤堤施工容易實實現(xiàn)。第六節(jié)輕型型擋土墻SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China東南大學道路路與鐵道工程程國家重點學學科第六節(jié)輕型型擋土墻3、錨定式擋擋土墻特點（characteristicofanchoredretainingwall）(1)結構質(zhì)質(zhì)量輕，使擋擋土墻的結構構輕型化，與與重力式擋土土墻相比，可可以節(jié)約大量量的圬工和節(jié)節(jié)省工程投資資；(2)利于擋擋土墻的機械械化、裝配化化施工，可以以減輕笨重的的體力勞動，，提高勞動生生產(chǎn)率；(3)不需要要開挖大量基基坑，能克服服不良地基挖挖基的困難，，并利于施工工安全。