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特种结构河北工程大学土木工程学院建筑工程教研室孙克

第二章挡土墙¨本章提要按照我国规范的要求着重介绍了重力式挡土墙、薄臂式挡土墙、板桩式挡土墙的分析与设计方法。简单介绍了挡土墙的抗震设计方法及护坡和加筋土挡土墙的设计方法。¨挡土墙的概念为保持结构物两侧的土体、物料有一定高差的结构称为支挡结构。以刚性较大的墙体支承填土和物料并保证其稳定的称为挡土墙。挡土墙是用来抵挡和防止土体坍落的构筑物。凡土体有突变的地方，都需要做挡土墙。挡土墙在土木工程中得到广泛的应用，如公路、铁路、桥台、水利、港湾工程、水闸岸和建筑周围等。随着我国基本建设步伐的加快，在道路、水利、建筑和市政工程当中挡土墙的应用越来越多，因此，对挡土墙的合理设计将直接影响工程的安全和经济效益。挡土墙回填土一侧称为墙背，墙的另一侧为墙面，墙背与基底的相交处称为墙踵，墙面与基底相交处称为墙趾。墙面、墙背的倾斜度是指两者与垂直面的夹角，通常，工程中常用单位竖直高度与斜面相应水平投影长度之比，如墙背侧斜度为1：n（如图2.1所示）。

第二章挡土墙¨墙背一侧较高的土体称为回填土。在墙背后不论是回填土，还是未经扰动的土体或其他物料均称为回填土。墙背填土表面的荷载称为超载（图2.1所示）。¨2.1挡土墙设计的基本原理¨2.1.1挡土墙的分类及适用范围挡土墙的分类方法很多，一般可按结构型式、建筑材料、施工方法及所处环境条件等进行划分。¨¨按其结构型式及受力特点划分。常见的挡土墙型式可分为重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶臂式、锚杆式、锚定板式、加筋土挡土墙、板桩式及地下连续墙等；若按材料类型可分为木质、砖、石砌、混凝土及钢筋混凝土挡土墙；按所处的环境条件划分为一般地区、浸水地区和地震区挡土墙等。¨¨挡土墙作为一种结构物，其类型是各式各样的，其适用范围将取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经验积累等因素，各种挡土墙的特点及适用见表2.1。

挡土墙¨挡土墙设计的基本原则¨挡土墙应保证填土及挡土墙本身的稳定，另外墙身应具有足够的强度，以保证挡土墙的安全使用，同时设计中还要做到经济合理，因此，挡土墙设计的基本原则是：¨（1）挡土墙必须保证结构安全正常使用，因此应满足以下要求：¨a挡土墙不能滑移；b挡土墙不能倾覆；¨c挡土墙墙身要有足够的强度；¨d挡土墙的基础要满足承载力的要求。¨（2）根据工程要求以及地形地质条件，确定挡土墙结构的平面布置和高度，选择挡土墙的类型及截面尺寸。¨（3）在满足规范要求的前提下使挡土墙结构与环境协调。¨对挡土墙的施工提出指导性意见。为保证挡土墙的耐久性，在设计中应对使用过程的维修给出相应规定。

挡土墙重力式挡土墙设计¨2.2¨重力式挡土墙，一般由砖、石、混凝土做成。由于土压力所引起的倾覆力矩，靠挡土墙自重产生的抵抗力矩来平衡，同时对砖、石砌体又不允许出现受拉面，致使结构的体积庞大。但此类挡土墙不需要钢材，且能就地取材。¨重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在力的作用下的平衡和稳定。它是公路工程、铁路工程、水利工程、港口工程、矿山工程和建筑工程中常见的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土浇注，一般截面都作成梯形（如图2.2所示），它的优点是能就地取材，施工方便，经济效益好。¨由于重力式挡土墙靠自重维持平衡，因此，体积和重力都较大，在较弱地基上修建往往受到承载力的限制。当地基情况较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，可首选重力式挡土墙。重力式挡土墙高一般适用于6m以下，当墙高大于6m时采用其他型式的挡土墙更为经济。重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜[图2.2（a）]、垂直[图2.2（b）]、和俯斜[图2.2（c）]三种类型。¨按照土压力理论仰斜墙背的主动土压力最小，而俯斜墙背的主动土压力最大，垂直墙背位于两者之间。

挡土墙¨重力式挡土墙的构造¨重力式挡土墙的截面尺寸随墙的截面形式和墙的高度而变化。重力式挡土墙墙胸坡和墙背一般选在1：0.2~1：0.3之间，但为了保证墙身稳定和避免施工困难，墙背坡不宜小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行（图2.3所示）。对于地面坡度较陡、墙背垂直时，墙面坡度可取1：0.05~1：0.2；当地势平坦时，挡土墙的坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4（如图2.4所示）。¨¨¨采用混凝土块或石砌的挡土墙，墙顶宽不宜小于0.5m；对整体浇注的素混凝土墙，墙顶宽不应小于0.4m;对钢筋混凝土挡墙，墙顶宽不应小于0.2m，而墙底宽应根据计算最后确定。当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使基底压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶，加设墙趾台阶也对挡土墙的抗倾覆稳定有利。墙趾的高度与高宽比，应按材