路基工程擋土結(jié)構(gòu)施工講義

第二節(jié)擋土結(jié)構(gòu)一、擋土結(jié)構(gòu)的概述擋土結(jié)構(gòu)是用來(lái)支撐、加固填土或山坡土體，防止其坍滑以保持穩(wěn)定的一種建筑物，主要用于承受土體側(cè)向土壓力。在鐵路，公路路基工程中，擋土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩端的路基邊坡等，在水利，礦場(chǎng)、房屋建筑等工程中，擋土結(jié)構(gòu)主要用于加固山坡，基坑邊坡和河流岸壁。當(dāng)以上工程或其他巖土工程遇到滑坡、崩塌、巖堆體、落石、泥石流等不良地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，擋土結(jié)構(gòu)主要用于加固或攔擋不良地質(zhì)體。

二、擋土墻各部分名稱

1.靠回填土或山體一側(cè)面稱墻背2.外露的一側(cè)面稱墻面(也稱墻胸)3.墻的頂面部分稱為墻頂4.墻的底面部分稱為基底或墻底5.墻面與墻底的交線稱為墻趾6.墻背與墻底的交線稱墻踵7.墻背與鉛垂線的夾角稱墻背傾角三、支擋結(jié)構(gòu)的分類

擋土結(jié)構(gòu)類型劃分方法很多，一般按支擋結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)置位置進(jìn)行劃分的多種方法，現(xiàn)說(shuō)明如下：

(一)按結(jié)構(gòu)形式分

1.重力式擋土墻(包括衡重式擋土墻)；

2.托盤式擋土墻和卸荷板式擋土墻；

3．懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻；

4．加筋土擋土墻；

5．錨定板擋土墻；

6．抗滑樁和由此演變而來(lái)的樁板式擋土墻：

7．錨桿擋土墻；

8．土釘墻；

9．預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)和由此發(fā)展而來(lái)的錨索樁等錨索復(fù)合結(jié)構(gòu)；10．樁基托梁擋土墻：（二）按設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)的地區(qū)條件劃分：分為一般地區(qū)、地震地區(qū)、浸水地區(qū)、以及不良地質(zhì)地區(qū)和特殊巖土地區(qū)等。（三）按支擋結(jié)構(gòu)的材料劃分1.分為漿砌片石支擋結(jié)構(gòu)(如漿砌片石擋土墻)2.混凝土支擋結(jié)構(gòu)(如混凝土擋土墻、樁板墻、抗滑樁等)3.土工合成材料支擋結(jié)構(gòu)(如包裹式加筋土擋土墻)4.復(fù)合型支擋結(jié)構(gòu)(如卸荷板式或托盤式擋土墻、土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨索、錨索樁等)。三、支擋結(jié)構(gòu)的分類

三、支擋結(jié)構(gòu)的分類

（四）按支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置的位置劃分1、用于穩(wěn)定路塹邊坡的路塹邊坡支擋結(jié)構(gòu)；2、用于穩(wěn)定路堤邊坡的路堤邊坡支擋結(jié)構(gòu)，路肩式與路堤式支擋結(jié)構(gòu)；3、用于穩(wěn)定建筑物旁的陡峻邊坡減少挖方的邊坡支擋結(jié)構(gòu)；4、用于穩(wěn)定滑坡、巖堆等不良地質(zhì)體的抗滑支擋結(jié)構(gòu)；5、用于加固河岸、基坑邊坡、攔擋落石等其他特殊部位的支擋結(jié)構(gòu)。2、路堤墻：設(shè)置在高填土路堤或陡坡路堤的下方。收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷或占地面積。1.路塹墻3、路肩墻：（→）設(shè)置在路肩部位，墻頂不應(yīng)占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基寬度范圍。收縮坡角，路堤擋土墻4、浸水擋土墻：（↑）沿河路堤、在傍水一側(cè)設(shè)置?？梢苑乐顾鲗?duì)路基的沖刷和侵蝕，也是減少壓縮河床的有效措施之一。5、山坡?lián)跬翂Γ涸O(shè)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。四、支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

重力式支擋結(jié)構(gòu)重力式擋土墻是以自身重力來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，其特點(diǎn)是體積、重量都大。能夠就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好。因此，是我國(guó)目前常用的一種擋土墻。在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應(yīng)用。重力式擋土墻

（a）仰斜（b）垂直（c）俯斜重力式擋土墻示意圖1）原理：利用自身的重量平衡側(cè)向的土壓力2）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、體積大、工程量大3）適用：H<=5m的低擋土墻，小型工程4）材料：磚、塊石、條石、灰土、素混凝土等設(shè)置衡重臺(tái)使墻身重心后移，并利用衡重臺(tái)上的填土，增加墻身穩(wěn)定。上墻背俯斜而下墻背仰斜，可降低墻身及減少基礎(chǔ)開挖，以及節(jié)約墻身斷面尺寸。適用于陡山坡的路肩墻、路堤墻和路塹墻（兼有攔擋落石作用）

衡重式擋土墻

四、支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

卸荷板式擋土墻卸荷板式擋土墻薄壁式擋土墻包括懸臂式和扶壁式兩種形式。需耗用一定數(shù)量的鋼材和水泥，特別是墻高較大時(shí)，鋼材用量急劇增加，影響其經(jīng)濟(jì)性能。懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻是由立壁(墻面板)和墻底板(包括墻趾板和墻踵板)組成，呈倒“T”字形，具有三個(gè)懸臂，即立壁、墻趾板和墻踵板。主要依靠墻踵板上的填土質(zhì)量來(lái)保證，而且墻趾板也顯著地增大了抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減小了基底應(yīng)力。1）原理：靠墻踵處懸挑長(zhǎng)度上的土重維持平衡2）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)輕、斷面尺寸小、節(jié)省混凝土、費(fèi)鋼材。3）適用：H>5m的重要市政工程或其它儲(chǔ)存庫(kù)工程中。4）材料：鋼筋混凝土

扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻由墻面板(立壁)、墻趾板、墻踵板及扶肋(扶壁)組成。主要依靠踵板上的填土質(zhì)量來(lái)保證，而且墻趾板也顯著地增大了抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減小了基底應(yīng)力。四、支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介扶壁式擋土墻

1）原理：增設(shè)扶壁，以加強(qiáng)懸臂式擋土墻的抗彎性能。扶壁與墻踵相連，起拉結(jié)作用。2）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)輕、斷面尺寸小、工程量小。3）適用：H>10m的重要工程。4）材料：鋼筋混凝土錨式擋土墻工作原理:利用錨固在穩(wěn)定巖層中的拉桿(錨桿)維持擋土墻的穩(wěn)定與平衡.包括：錨桿式和錨定板式兩種。四、支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介錨桿式擋土墻錨桿式擋墻主要由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱或擋土板構(gòu)成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體，主要是靠埋置巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。錨桿式擋土墻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)向壓力由擋土板傳給立柱，由錨桿與穩(wěn)定巖層或土層間的錨固力，使墻獲得穩(wěn)定。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墻。錨定板式擋土墻錨定板式擋土墻是由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)。它借助于埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力來(lái)抵抗側(cè)向土壓力，保持墻的穩(wěn)定。錨定板式擋土墻相同點(diǎn)：錨定板式擋土墻的結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)與錨桿擋土墻基本相同，都是依靠鋼拉桿的抗拔力來(lái)保持墻身的穩(wěn)定。主要區(qū)別：錨桿擋土墻的錨桿系插入穩(wěn)定地層的鉆孔中，抗拔力來(lái)源于灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度，而錨定板擋土墻的鋼拉桿及其端部的錨定板都埋設(shè)在人工填土當(dāng)中，抗拔力主要來(lái)源于錨定板前的填土的被動(dòng)抗力。錨定板式則將錨桿換為拉桿，在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹，路堤施工容易實(shí)現(xiàn)。錨桿式擋土墻與錨定板式擋土墻四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介加筋三土擋三土墻是填三土、三拉筋三、面三板三三者的三結(jié)合三體。工作三原理:依靠三加筋三和土三的摩擦三力來(lái)平三衡土壓力.作用:加筋三的主三要作三用在三于提三高土三的內(nèi)三摩擦角.結(jié)構(gòu)三組成:墻面三板三拉三筋和三填三土拉筋三材料:扁鋼三金屬三絲網(wǎng)三鋼絲三繩三鋁合金三或鋼三筋混三凝土三拉桿.填土三要求:土夾三石三粉土三亞三粘土三或三砂性三土拉筋三和面三板之三間用三螺栓三連接.加筋三土擋三土墻三屬于柔性三結(jié)構(gòu)，對(duì)三地基三變形三適應(yīng)三性大三，建三筑高三度大三，具三有省三工、三省料三、施三工方三便、三快速三等優(yōu)三點(diǎn)，三適用三于填三土路三基（三路肩三墻與三路堤三墻）三。加筋三土擋三土墻四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介土釘三墻四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介樁及三樁復(fù)三合結(jié)三構(gòu)-抗滑三樁或三錨固三樁四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介樁及三樁復(fù)三合結(jié)三構(gòu)--樁板三式擋三土墻四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介樁及三樁復(fù)三合結(jié)三構(gòu)--樁基三托梁三擋土三墻四、三支擋三結(jié)構(gòu)三簡(jiǎn)介預(yù)應(yīng)三力錨三索五、三支擋三結(jié)構(gòu)三的荷三載(1三)主力三：支擋三結(jié)構(gòu)三承受三的巖三土側(cè)三壓力三或滑三坡推三力；支擋三結(jié)構(gòu)三重力三及結(jié)三構(gòu)頂三面承三受的三恒載三；軌道三、列三車、三汽車三、房三屋等三荷載三產(chǎn)生三的側(cè)三壓力三；結(jié)構(gòu)三基底三的法三向反三力及三摩擦三力；常水三位時(shí)三靜水三壓力三及浮三力(常水三位指三每年三大部三分時(shí)三間保三持的三水位)。五、三支擋三結(jié)構(gòu)三的荷三載（2）附三加力三：設(shè)計(jì)三水位三的靜三水壓三力和三浮力三；水位三退落三時(shí)的三動(dòng)水三壓力三；波浪三壓力三；凍漲三力和三冰壓三力(不與三波浪三壓力三同時(shí)三計(jì)算)。五、三支擋三結(jié)構(gòu)三的荷三載（3）特三殊力三：地震三力(洪水三與地三震不三同時(shí)三考慮)；施工三荷載三及臨三時(shí)荷三載；其他三特殊三力。作用三在支三擋結(jié)三構(gòu)上三的力三系一三般只三考慮三主力三的影三響，三在浸三水和三地震三等特三殊情三況下三加浮三力和三地震三力的三作用三。（一三）為三保證三支擋三結(jié)構(gòu)三安全三正常三使用三，必三須滿三足承三載能三力極三限狀三態(tài)和三正常三使用三極限三狀態(tài)三。1、承三載能三力極三限狀三態(tài)1）根三據(jù)支三擋結(jié)三構(gòu)形三式及三受力三特點(diǎn)三進(jìn)行三土體三穩(wěn)定三計(jì)算三；包括三支擋三結(jié)構(gòu)整體三穩(wěn)定三計(jì)算三、抗三傾覆三穩(wěn)定三計(jì)算三、抗三滑移驗(yàn)算三、抗三隆起三穩(wěn)定三驗(yàn)算三和抗三滲流三驗(yàn)算。2）支三擋結(jié)三構(gòu)的受壓三、受三彎、三受剪三、受三拉承載三力計(jì)三算；3）當(dāng)三有錨三桿或三支撐三時(shí)，三應(yīng)對(duì)三其進(jìn)三行承三載力三計(jì)算三和穩(wěn)三定性三驗(yàn)算三。六、三支擋三結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)三的基三本原三則六、三支擋三結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)三的基三本原三則2、正三常使三用極三限狀三態(tài)計(jì)三算1）進(jìn)三行變?nèi)斡?jì)三算2）對(duì)三