擋土墻路基防護(hù)與加固構(gòu)造及設(shè)計(jì)計(jì)算

第6章路路基的防防護(hù)與加加固——擋土墻（（B）6.1擋土墻的的分類6.2重力式擋擋土墻的的構(gòu)造6.3土壓力計(jì)計(jì)算6.4重力式擋擋墻的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算作用：（1）防止路路基填方方或挖方方邊坡變形形失穩(wěn)；（2）克服地形限制制或地物干干擾；（3）減少土方方量或拆遷，，減少占占地面積積，避免免填方侵侵占河床床；（4）防止水流沖刷刷岸坡；（5）整治滑坡坡病害。6.1擋土墻的的類型按位置分:路肩墻路堤墻路塹墻按結(jié)構(gòu)形式式分：重力力式擋墻墻輕型擋墻墻重力式擋擋墻：重力式式衡重式半重力式式（墻趾趾）跺式輕型擋墻墻：薄壁式式：懸臂臂式扶壁式柱板式錨固式：：錨桿式式錨定板式式樁板式加筋土擋擋墻6.1.1重力擋土土墻適用：地地基良好好，非地地震和沿河河受水沖沖刷地區(qū)區(qū)利用衡重重臺(tái)上部部填土的的下壓作作用和全全墻重心心的后移移，增加加墻身穩(wěn)穩(wěn)定，減減小斷面面尺寸。。適合于山山區(qū)，地地面橫坡坡陡峭的的路肩墻墻，路堤堤墻，路路塹墻。。6.1.2薄壁式擋擋土墻1）懸臂式式：：立壁、、底板2）扶壁式式：主要要依靠腹腹板上的的填土量量來保證證。特點(diǎn)：自自重輕，，做工省省，適用用于墻高高較大，，地質(zhì)條條件一般般，需用用一定量量的鋼材材，經(jīng)濟(jì)濟(jì)效果好好。壓重3）柱板式式6.1.3錨定式擋擋土墻錨桿2）錨定板板式：：墻后土土壓力由由擋土板板傳至立立柱、鋼鋼錨桿，，構(gòu)件斷斷面小，，工程量量省。特別適用用于地質(zhì)質(zhì)不良，，石料缺缺乏，挖挖基困難難，有錨錨固條件件的路基基擋土墻墻。提供反力力3）樁板式式：6.3.1.4垛式擋土土墻6.1.5加筋式擋擋土墻：：填土、、填土中中布置拉拉筋條、、墻面板受力：放放置拉筋筋材料，，填土壓壓實(shí)，通通過填土土與拉筋筋間的摩摩擦作用用，把土土的側(cè)壓壓力傳給給拉筋。。特點(diǎn)：柔柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)，對(duì)地基變變形隨意意性大，，建筑高度度大，適適用于填土路基基，節(jié)約約投資30%~70%，經(jīng)濟(jì)效效益大。6.2重力式擋擋土墻的的構(gòu)造擋土墻的的構(gòu)造應(yīng)應(yīng)滿足：：強(qiáng)度；；穩(wěn)定性性；就地地取材、、結(jié)構(gòu)合合理、斷斷面經(jīng)濟(jì)濟(jì)；施工工養(yǎng)護(hù)方方便、安安全。常用重力力式擋土土墻組成成：墻身身；基礎(chǔ)礎(chǔ)；排水設(shè)施；伸伸縮縫。直接影響穩(wěn)定定性一、墻身1、墻背：仰斜、垂直、、俯斜、凸形形折線式、衡衡重式。2、墻面：坡度1：0.05到1：0.20地面較陡；坡度1：0.20到1：0.35地面平緩墻面坡度應(yīng)與與墻背坡度相相互協(xié)調(diào)；墻面坡度應(yīng)結(jié)結(jié)合墻前地面面橫坡合理選選擇。3、墻頂：最小寬度：漿漿砌擋土墻不不小于50cm，干砌不小于60cm。4、護(hù)欄：地形險(xiǎn)峻地段段，過高過長(zhǎng)長(zhǎng)路肩墻的墻墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄欄。二、基礎(chǔ)基礎(chǔ)形式：一般擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)（地基承載力不不足）鋼筋混凝土底底板擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)（地基承載力力過?。Q填地基（軟弱土層））臺(tái)階基礎(chǔ)（擋土墻修筑筑在陡坡上、、地基穩(wěn)固））拱形基礎(chǔ)（地基有長(zhǎng)短短缺口或挖基基困難時(shí)）基礎(chǔ)埋深：對(duì)于土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋置深深度應(yīng)符合下下列要求：(1)無沖刷時(shí)，應(yīng)應(yīng)在天然地面以下下至少1m；(2)有沖刷時(shí)，應(yīng)應(yīng)在沖刷線以下至至少1m；(3)受凍脹影響時(shí)時(shí)，應(yīng)在凍結(jié)線以下下不少于0.25m。當(dāng)凍深超過過1m時(shí)，采用1.25m，但基底應(yīng)夯夯填一定厚度度的砂礫或碎碎石墊層，墊墊層底面亦應(yīng)應(yīng)位于凍結(jié)線線以下不少于于0.25m。碎石、礫石和和砂類地基，不考慮凍脹脹影響，但基基礎(chǔ)埋深不宜宜小于1m。巖石地基：基礎(chǔ)嵌入巖層層的深度，可可查規(guī)范確定定。墻趾前地地面橫坡較大大時(shí)，應(yīng)留出出足夠的襟邊邊寬度（趾前前至地面橫坡坡的水平距離離），以防止止地基剪切破破壞。三、排水設(shè)施施：目的：疏干墻后土體體；防止地面面水下滲；防防止墻后積水水形成靜水壓力等。1、地面排水措措施：墻后地地面排水溝夯實(shí)地表土或或加設(shè)鋪砌加固墻趾前邊邊溝2、墻身排水措措施：設(shè)一排排或數(shù)排泄水孔（干砌擋土墻墻不設(shè)）四、沉降縫與與伸縮縫地基不均勻沉沉陷引起墻身身開裂→沉降縫；墻體伸縮產(chǎn)生生裂縫→伸縮縫（溫度度縫）。根據(jù)地形及地地質(zhì)情況：每隔10-15米設(shè)一道沉降降伸縮縫（兼兼作伸縮縫））。填料：膠泥填填塞，瀝青麻麻筋或涂以瀝瀝青的木板（（滲水量大、、凍寒嚴(yán)重地地區(qū)），當(dāng)墻墻背為填石或或凍寒不嚴(yán)重重時(shí)，可僅留留空縫，不嵌嵌填料。6.3土壓力計(jì)算6.3.1、作用在擋土土墻上的力系系1、一般地區(qū)擋擋土墻受到的的主要力系1）擋土墻自重重G及位于墻上的的恒載2）作用于墻背背上的主動(dòng)土土壓力Ea3）基底的法向向反力N及摩擦力T4）墻面下部的的被動(dòng)土壓力力2、浸水地區(qū)還包括擋土墻墻及墻后填料料的水浮力、靜水水壓力、動(dòng)水水壓力；滲水性土作作填料時(shí)，動(dòng)動(dòng)水壓力不予予考慮。3、附加力：季節(jié)性作用于于擋土墻上的的各種力如：洪水時(shí)的的靜水壓力和和浮力，動(dòng)水水壓力，波浪浪沖擊力，凍凍脹壓力，冰冰壓力等。4、特殊力：偶然出現(xiàn)的力力如：地震力、、施工荷載、、水流漂浮物物的撞擊力。?？紤]原則：根根據(jù)擋土墻所所處的具體工工作條件、最最不利組合一般地區(qū)：僅僅考考慮主要力系系浸水地區(qū)：考考慮慮附加力地震地區(qū)：考考慮慮地震力主動(dòng)土壓力：：當(dāng)擋土墻向向外移動(dòng)，土土壓力隨之減減少，直到墻墻后土體沿破破裂下滑而處處于平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)，作用于于墻背的土壓壓力。*設(shè)計(jì)中考慮慮主動(dòng)土壓力力6.3.2一般條件下庫庫倫主動(dòng)土壓壓力計(jì)算一、庫侖侖理論的要點(diǎn)點(diǎn)1、假設(shè)墻背填填料為均質(zhì)散粒體，僅有內(nèi)摩擦力力，而無粘聚力。2、當(dāng)墻背向外外移動(dòng)或饒墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)，墻背填料會(huì)出出現(xiàn)既一通過過墻踵的破裂裂面，滑動(dòng)面為平面面。3、破裂面上的的土楔，為剛性體，根據(jù)靜力平平衡條件，確確定土楔處于于極限平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)給予墻背的的主動(dòng)土壓力力。二、庫倫主主動(dòng)土壓力計(jì)計(jì)算最危險(xiǎn)破裂面面：各種邊界條件件下的主動(dòng)土土壓力計(jì)算：：求極值！三、庫侖理論論適用范圍：：1、概念簡(jiǎn)單明明了，適用范范圍廣。可以解算各種種墻背情況。?？汕蠼獠煌瑝筇盍媳砻婷嫘螤詈秃奢d載作用情況下下的主動(dòng)土壓壓力。2、適用于砂性性土，計(jì)算主主動(dòng)土壓力與與實(shí)際情況較較接近。對(duì)于粘性土、、采用平面代代替圓弧面，，誤差不大，，影響因素多，，缺乏實(shí)踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。3、庫侖理論適適用于剛性擋土墻。柱板式，錨錨桿式和錨定定板式柔性擋擋土墻需作假假設(shè)。四、折線形形墻背的土壓壓力計(jì)算總體思路：以以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界分為上墻墻、下墻，，分別計(jì)算取兩者矢量和和。計(jì)算上墻土壓壓力，不考慮慮下墻影響。。衡重式考慮慮是否出現(xiàn)第第二破裂面。。下墻土壓力計(jì)計(jì)算：（一）延長(zhǎng)墻墻背法：畫出全墻應(yīng)力力分布圖，截取下墻部分分，即為下墻土壓力。。（二）力多邊邊形法：墻背土體體，處于極限限平衡條件下下，作用于破破裂棱體上的的各力，構(gòu)成成力多邊形。。求得上墻土壓力后可繪出下墻破裂裂面力多邊形形。五、粘性土土土壓力計(jì)算1、等效內(nèi)摩擦擦角法：通常將內(nèi)摩擦角與單位粘聚力換成為比實(shí)際際摩擦角值大大的“等效內(nèi)摩擦角角”，按砂性土公公式來計(jì)算。。換算原則：抗抗剪強(qiáng)度相等等或土壓力相相等。2、力多邊形法法：六、不同土層層的土壓力計(jì)計(jì)算首先求得上一一土層的土壓壓力及作用點(diǎn)點(diǎn)，并近似假假定：上下兩兩土層層面平平行，計(jì)算下下一土層時(shí)，，將上一土層層視為均布荷荷載，按地面面為平面時(shí)的的庫侖公式計(jì)計(jì)算。七、有限范圍圍填土的土壓壓力計(jì)算墻后填土按照照已知滑動(dòng)面面滑動(dòng)，并非非計(jì)算的破裂裂面。力多邊形法車輛荷載換算算：h0----換算土層厚度度（m）q----車輛荷載附加加荷載強(qiáng)度（（KN/m2）r----墻背填土的重重度（KN/m3）∑G——布置在L′×B′面積內(nèi)的輪載載或履帶荷載載，kN；B′——破壞棱體范圍圍內(nèi)路基頂面面部分的寬度度，m；L′——擋土墻的計(jì)算算長(zhǎng)度，m，但不應(yīng)超過過擋土墻分段段長(zhǎng)度。當(dāng)擋土土墻分段長(zhǎng)度度小于13m時(shí)，取分段長(zhǎng)長(zhǎng)度，并在該長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)按不利利情況布置輪輪重。6.4重力式擋墻的的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)容：擋擋土墻的選型型斷面尺寸選定定擋土墻的驗(yàn)算算驗(yàn)算內(nèi)容：抗抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算地基承載力及及偏心距驗(yàn)算算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算算6.3.4.1抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算算基底摩擦阻力力抵抗擋土墻墻滑移的能力力。措施：設(shè)傾斜斜基底；設(shè)置榫形基礎(chǔ)礎(chǔ)；其它措施（如如改善地基、、改變墻身斷斷面尺寸）等。。當(dāng)墻底設(shè)有逆逆坡時(shí)6.3.4.2抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算為保證擋土墻墻抗傾覆穩(wěn)定定性，應(yīng)驗(yàn)算他抵抗抗墻身繞墻趾趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的的能力。措施：增大穩(wěn)定力矩矩，減小傾覆覆力矩。1）拓寬墻趾，，增加穩(wěn)定力力臂。2）改變墻面及及墻背坡度。。改緩墻面坡度度→增加穩(wěn)定定力臂改陡俯斜墻背背，改緩仰斜斜墻背→減少土壓力3）改變墻身斷斷面類型改為衡重式或或墻后設(shè)卸荷荷平臺(tái)。6.3.4.3擋土墻的地基基承載力及基基底偏心距驗(yàn)驗(yàn)算為了保證擋土土墻基底應(yīng)力力不超過地基基承載力→基基底應(yīng)力驗(yàn)算算。為避免擋土墻墻不均勻沉陷陷→控制基底底合