各種常用擋土墻課件

17.1概述7.2擋土墻的類型7.3作用在擋土墻上的土壓力7.4重力式擋土墻7.5懸臂式擋土墻7.6扶壁式擋土墻第7章?lián)跬翂Φ?頁/共69頁27.1概述擋土墻是防止土體坍塌的構(gòu)筑物，在工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。第2頁/共69頁37.2擋土墻的類型按材料分：毛石、磚、混凝土和鋼筋混凝土按結(jié)構(gòu)類型分：重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式第3頁/共69頁47.2.1重力式擋土墻重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來維持擋土墻在力的作用下的平衡和穩(wěn)定。通常由塊石或素混凝土砌筑而成，因而墻體抗拉強(qiáng)度較小，作用于墻背的土壓力所引起的傾覆力矩全靠墻身自重產(chǎn)生的抗傾覆力矩來平衡，因此，墻身必須做成厚而重的實(shí)體才能保證其穩(wěn)定，這樣，墻身的體積和重量都比較大。墻高一般小于5m第4頁/共69頁5重力式擋墻第5頁/共69頁6按墻背的傾斜情況分為仰斜、垂直和俯斜三種主動(dòng)土壓力比較：仰斜＜垂直＜俯斜挖方比較：仰斜優(yōu)于俯斜填方比較：俯斜優(yōu)于仰斜第6頁/共69頁7幾種特殊的重力式擋土墻第7頁/共69頁87.2.2懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝土建造，由三個(gè)懸臂板組成：立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂。墻的穩(wěn)定性主要靠墻踵底板上的土重，而墻體內(nèi)的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力特性，墻體截面較小。適用于墻高大于5m，地基土較差的工程第8頁/共69頁9

7.2.3扶壁式擋土墻

當(dāng)擋土墻后的填土比較高時(shí)，為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能，常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁，故稱為扶壁式擋土墻。墻高大于8m。第9頁/共69頁10扶壁式擋墻第10頁/共69頁11

7.2.4板樁式擋土墻第11頁/共69頁12土壓力是擋土墻的主要外荷載，所以設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)首先要確定土壓力的性質(zhì)、大小、方向和作用點(diǎn)。土壓力主動(dòng)土壓力靜止土壓力被動(dòng)土壓力7.3作用在擋土墻上的土壓力根據(jù)墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為以下三種：第12頁/共69頁13

1.主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力，一般用Ea表示?；瑒?dòng)面Ea第13頁/共69頁142.被動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻上的土壓力，用Ep表示?；瑒?dòng)面Ep第14頁/共69頁153.靜止土壓力：當(dāng)擋土墻靜止不動(dòng)，土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，土對墻的壓力，用E0表示。E0第15頁/共69頁16地震時(shí)的土壓力計(jì)算地震時(shí)由于地面運(yùn)動(dòng)使土壓力增加，在擋土墻增加一個(gè)地震力F：第16頁/共69頁17地震力F與其他作用力一起計(jì)算，此時(shí)主動(dòng)土壓力：式中：第17頁/共69頁187.4重力式擋土墻設(shè)計(jì)一、選型1、使墻后土壓力最小優(yōu)先考慮仰斜第18頁/共69頁192、墻的背坡和面坡選擇背坡：1：0.05～1：0.3面坡:不小于1：0.25面坡盡量與背坡平行第19頁/共69頁203、基底逆坡坡度選擇土基：不大于0.1：1巖基:不大于0.2：1此時(shí)基底承載力要折減：0.1：1時(shí)，折減系數(shù)為0.90.2：1時(shí)，折減系數(shù)為0.8第20頁/共69頁214、墻趾臺(tái)階墻趾高h(yuǎn)和墻趾寬a的比例為：h:a=2：1墻趾寬a不得小于20cm第21頁/共69頁22二、構(gòu)造1、埋置深度應(yīng)按持力層的承載力、凍結(jié)因素確定。土基：h>0.5m巖基：第22頁/共69頁232、樁身構(gòu)造應(yīng)符合強(qiáng)度和穩(wěn)定要求。擋土墻頂寬＞0.4m第23頁/共69頁243、排水措施方孔徑：50×100mm、100×100mm、150×200mm圓孔徑：50～100mm孔間距：2～3m第24頁/共69頁254、填土質(zhì)量最優(yōu)采用抗剪強(qiáng)度高、性質(zhì)穩(wěn)定、透水性好的無粘性土不能采用淤泥、耕植土、膨脹土等5、沉降縫和伸縮縫間距：10～20m，縫寬：20mm填土壓實(shí)質(zhì)量是擋土墻施工中的一個(gè)關(guān)鍵問題。填土?xí)r應(yīng)分層夯實(shí)。第25頁/共69頁266、擋土墻材料要求石料：微風(fēng)化7、砌筑質(zhì)量搭縫良好、砌穩(wěn)安正、灰漿飽滿、墻體穩(wěn)固砂漿：水泥砂漿第26頁/共69頁27

三、計(jì)算抗傾覆驗(yàn)算抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；地基的承載力驗(yàn)算；墻身強(qiáng)度驗(yàn)算?？拐鹩?jì)算擋土墻的計(jì)算通常包括下列內(nèi)容：第27頁/共69頁281.抗傾覆驗(yàn)算繞墻趾的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)Kt。

式中：第28頁/共69頁292.抗滑移驗(yàn)算抗滑力與滑動(dòng)力之比稱為抗滑安全系數(shù)Ks。式中：第29頁/共69頁30式中：μ擋土墻基底對地基的摩擦系數(shù)，由試驗(yàn)確定，也可按下表確定第30頁/共69頁313.地基承載力驗(yàn)算

與偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，即：關(guān)鍵是基底壓力的計(jì)算第31頁/共69頁32擋土墻基底壓力計(jì)算擋土墻重力G與土壓力Ea的合力E可用平行四邊形法求得第32頁/共69頁33合力E分解為垂直和平行于基底的兩個(gè)分力：第33頁/共69頁34垂直合力En（即作用在基底上的重直合力N）對基底偏心距e為：式中：第34頁/共69頁35則擋土墻地基承載力驗(yàn)算如下：（1）當(dāng)時(shí)（梯形分布）（2）當(dāng)時(shí)（三角形分布）注：由基底傾斜，此時(shí)的fa應(yīng)折減0.8第35頁/共69頁364.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)、素混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行。墻身強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)取墻身薄弱截面（截面轉(zhuǎn)折、急劇變化處）進(jìn)行。內(nèi)容有：抗壓驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算第36頁/共69頁37（1）抗壓驗(yàn)算I－I截面處：第37頁/共69頁38（2）抗剪驗(yàn)算I－I截面處：第38頁/共69頁395.擋土墻抗震計(jì)算地震區(qū)擋土墻分別按有地震時(shí)的擋土墻和無地震時(shí)的擋土墻進(jìn)行計(jì)算，選用其中截面較大者。（1）抗傾覆驗(yàn)算第39頁/共69頁40（2）抗滑移驗(yàn)算第40頁/共69頁41當(dāng)時(shí)：當(dāng)時(shí)：（3）地基承載力驗(yàn)算第41頁/共69頁42抗壓驗(yàn)算I－I截面處：（4）墻身強(qiáng)度驗(yàn)算抗剪驗(yàn)算第42頁/共69頁437.5懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)一、構(gòu)造1、墻高與底板b/H1=1/2～1/3b1/b=1/3墻高可大于5m第43頁/共69頁442、墻身（立臂）變截面：上小下大，節(jié)約材料上斜下平的變截面，利于排水；底板厚度與墻身下端相等。3、墻趾與墻踵第44頁/共69頁454、墻頂寬度雙排鋼筋時(shí)：不小200mm單排鋼筋時(shí)：可適當(dāng)減小第45頁/共69頁465、墻身面坡1：0.02～1：0.056、排水措施圓孔徑：100～150mm孔間距：2～3m墻后做濾水層第46頁/共69頁477、填土質(zhì)量最優(yōu)采用抗剪強(qiáng)度高、性質(zhì)穩(wěn)定、透水性好的無粘性土不能采用淤泥、耕植土、膨脹土等8、沉降縫和伸縮縫間距：20～25m，縫寬：20mm填土?xí)r應(yīng)分層夯實(shí)。第47頁/共69頁489、防滑鍵抗滑移不滿足要求時(shí)，可加設(shè)防滑鍵：寬度不小于30cm10、保護(hù)層厚度墻身：不小于30mm底板：不小于50mm；無墊層時(shí)不小于70mm第48頁/共69頁49

二、計(jì)算確定側(cè)壓力墻身內(nèi)力及配筋計(jì)算地基的承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)板內(nèi)力及配筋計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算懸臂式擋土墻的計(jì)算包括下列內(nèi)容：第49頁/共69頁501.確定側(cè)壓力（1）無地下水時(shí)第50頁/共69頁51（2）有地下水時(shí)地下水以上：地下水以下：第51頁/共69頁522.墻身內(nèi)力及配筋計(jì)算按下端嵌固在基礎(chǔ)板中的懸臂板進(jìn)行計(jì)算，墻身底部I-I截面處彎矩最大：

受力筋面積：

第52頁/共69頁53垂直受力筋面積：

配筋方法：底部鋼筋的1/2或1/3伸至頂部，其余在墻高中部切斷。墻背（墻面）水平受力筋：φ10＠300

第53頁/共69頁543.地基承載力驗(yàn)算

與偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，即：關(guān)鍵是基底壓力的計(jì)算第54頁/共69頁55垂直合力對基底偏心距e為：（1）當(dāng)時(shí)（2）當(dāng)時(shí)第55頁/共69頁564.基礎(chǔ)板內(nèi)力及配筋計(jì)算墻趾彎矩：

受力筋面積：

配置在墻趾下部

第56頁/共69頁57墻踵彎矩：受力筋面積：

配置在墻踵上部

第57頁/共69頁585.抗傾覆驗(yàn)算繞墻趾的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)Kt。

第58頁/共69頁596.抗滑移驗(yàn)算抗滑力與滑動(dòng)力之比稱為抗滑安全系數(shù)Ks。第59頁/共69頁60

三、提高穩(wěn)定性的措施1、減小土的側(cè)力（1）填土換成塊石，增加內(nèi)摩擦角（2）加設(shè)減壓平臺(tái)第60頁/共69頁612、增加墻踵懸壁長度第61頁/共69頁623、提高基礎(chǔ)抗滑能力（1）底板做成逆坡（2）設(shè)置防滑移鍵（3）在底板底面夯填碎石墊層，增加摩擦系數(shù)μ第62頁/共69頁637.6扶壁式擋土墻設(shè)計(jì)一、構(gòu)造1、扶壁間距（1/2～1/3）H扶壁式擋土墻是由立板、底板和扶壁三部分構(gòu)成，墻高可大于8m第63頁/共69頁642、底板寬與墻高b/H1=1/2～1/33、其它構(gòu)造與懸臂式擋土墻相同第64頁/共69頁65

二、計(jì)算確定側(cè)壓力（與懸臂式相擋墻相同）墻身內(nèi)力計(jì)算地基的承載力驗(yàn)算（與懸臂式相擋墻相同）基礎(chǔ)板內(nèi)力計(jì)算（與懸臂式相擋墻相同）扶壁計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算（與懸臂式相擋墻相同）抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算（與懸臂式相擋墻相同）扶壁式擋土墻的計(jì)算包括下列內(nèi)容：第65頁/共69頁66墻身由豎向扶壁和基礎(chǔ)底板支承1、墻身內(nèi)力計(jì)算當(dāng)Ly/Lx≤2時(shí)，按三邊固定、一邊自由的雙向板計(jì)算內(nèi)力當(dāng)Ly/Lx＞2時(shí)，按連續(xù)單向板計(jì)算內(nèi)力由于土壓力自上而下逐漸增加，則水平彎矩也自上而下逐漸增加，因此，配筋可自上而下