第九讲 挡土设计 retaining wall design.ppt

挡土墙设计; 挡土墙（earth retaining walls; earth retaining structures）是一种墙体或类似于墙体的结构物，是为了保证填土位置或挖方位置稳定，而修筑的永久性或临时性构造物。;挡土墙设计;支撑建筑物周围填土的挡土墙;港口工程支挡 ;隧道结构支挡 ;公路工程支挡 ;桥梁结构支挡 ;城市地下结构支挡 ; 2007年４月５日凌晨，重庆市彭水县境内的３１９国道发生山体塌方，致使重庆到贵州和湖南方向的３１９国道中断，没有造成人员伤亡。 ;二、挡土墙类型选择 ; 根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙又可细分为仰斜式、竖直式、俯斜式、衡重式和凸形等5种，每种的墙面或墙背有一定的坡度要求，特点各异。;墙身稳定性能提高 地基应力分布均匀 墙身几何尺寸较小 挖基数量相对较小; 薄壁式挡土墙是由钢筋混凝土材料构成的轻型支挡结构，依靠自重和踵板上方的填土重力来保持稳定，所设的墙趾板增大了抗倾覆稳定性，减小了基底应力。薄壁式挡土墙包含悬臂式和扶壁式两种形式。 ; 一般由钢筋混凝土建造，主要依靠墙锺悬臂以上土重维持稳定；墙体内设置钢筋承受拉应力，墙身截面较小。 适用墙高?5?6m，地基土质较差，缺少石料等情况。墙高再增加，虽提高了建筑高度，但水泥量及断面配筋量显著增大，造价高且不利于机械化施工。 多用于市政工程及贮料仓库。; 扶臂式挡土墙; 锚固式式挡土墙; 其它型式挡土结构; 巫山加筋挡墙变形破坏机理进行数值和物理模拟，以及原位试验，成功地指导了目前国内最高的57m加筋土挡墙的修复工作。 ; 吉奥生态挡墙是一种以L型网格状钢筋作为加筋材的加筋挡土墙， 其壁面可以绿化，能够达到人工构造物与自然的协调一致。 吉奥生态挡墙最初由美国开发，1988年引进到日本，至今已广泛应用于各种道路、土地造成和其他建筑物。 目前,该技术在中国处于起步阶段，已有2例施工完工， 多处已进入设计或施工准备阶段。 ;宜兴水库;景观挡墙工程实例;轻质填料挡墙工程实例;三、挡土墙设计 ; 挡土墙外部稳定性验算，土压力荷载效应值应按承载力极限状态下??载效应基本组合进行计算，各分项系数取值为1.0。 挡土墙前的被动土压力，一般不予考虑。当基础较深，地层稳定，不受水流冲刷和扰动破坏时，结合强身的位移条件，可以考虑适当的被动土压力。 在浸水和地震等特殊情况下，应按偶然组合考虑。;悬扶壁式挡墙土压力计算模式;3.2 土压力计算; 合力作用点距墙踵H/3处，作用方向与墙背成?角。;库仑被动土压力; 墙背（或假想墙背）倾角足够大，不妨碍第二破裂面产生；第二破裂面与墙背之间土体自重W1及作用在第二破裂面上土压力Ea等诸力作用下，第二破裂面与墙背之间土体不会沿墙背下滑。; 上墙视为独立墙背，求出主动土压力E1，分布图形为abc。 下墙土压力计算，延长下墙墙背CB，交填土表面于D点；以DC为假想墙背，求算假想墙背土压力，分布图def；截取其中与下墙相应的部分，即hefg，其合力即为下墙主动土压力E2。; 根据作用于破裂楔体力多边形，采用数解法求算折线墙背下墙土压力E2。; 土体中存在的粘聚力对挡土墙土压力计算影响较大，一般采用等效内摩擦角法（综合内摩擦角法）或按粘性土的力学指标计算土压力。通常粘性土内摩擦角增大5°~10°作为等效内摩擦角；或取等效内摩擦角值为30°~35°。;朗肯公式;不考虑裂缝土压力计算;有限范围填土土压力;浸水挡土墙的土压力;地震作用时土压力;3.3 问题分析; 仰斜墙背较俯斜墙背的土压力小，而后仰愈大，土压力愈小。当地面有横向坡度时，相应墙高增加，但考虑高度增加影响，墙身截面仍然是仰斜相对俯斜小，且后仰愈大，墙身截面愈小。 因此，重力式挡土墙的墙背坡度一般用1:0.25的坡度。; 墙背的土压力分布特性与墙身位移条件有关，墙身位移有以下四种形式：（1）绕墙踵转动；（2）绕墙顶转动；（3）平移；（4）组合位移形式。 绕墙踵转动时土压力接近三角形分布，其余位移形式则呈曲线分布。实际墙体位移是土压力作用和地基土不均匀沉降综合，常为各种形式位移的组合，墙背土压力分布多呈曲线形。; 使用库仑理论计算土压力简便的原因在于它假设在极限状态下破裂面是平面。然而，这一假定与实际情况不符。试验和理论均表明，破裂面为一曲面，而用粘土填料时曲面更显著，在断面上呈对数螺旋线形状。;3.4设计验算;