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文檔簡介
1、第一節(jié) 概述1、擋土墻的定義 擋土墻的定義與的作用:擋土墻是支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的結構物。公路中主要作用是支撐路堤、路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河岸壁等。 2、擋土墻的類型 按擋土墻位置分:路塹擋墻,路堤擋墻,路肩擋墻和山坡?lián)鯄Φ取?#160; 按擋土墻的墻體材料分:石砌擋墻,混凝土擋墻,鋼筋混凝土擋墻,磚砌擋墻,木質擋墻和鋼板墻等。 按擋土墻的結構形式分:重力式,半重力式,衡重式,懸臂式,扶壁式,錨桿式,拱式,錨定板式
2、,板樁式和垛式等。3、新型擋土墻 自嵌式擋土墻:主要依靠擋土塊塊體、填土通過加筋帶連接構成的復合體自重來抵抗動靜荷載,達到穩(wěn)定的作用。用于園林景觀、高速公路、立交橋和護坡、小區(qū)水岸等,比傳統(tǒng)的混凝土和漿砌塊石容易施工,并且美觀、耐久。 4、擋土墻的作用 路肩墻:護肩及改善綜合坡度; 路堤墻:收縮坡腳,防止邊坡或基底(對于陡坡)路堤滑動,沿河路堤可防水流沖刷等; 路塹墻:減少開挖,降低邊坡高度; 山坡墻:支擋坡上覆蓋層
3、,可兼起攔石作用; 隧道及明洞口擋墻:縮短隧道或明洞口長度; 橋梁兩端擋墻:護臺及連接路堤,作為翼墻或橋臺。5、各式擋土墻的使用條件表6-1 各式擋土墻的適用條件 擋土墻類型 適用條件重力式擋土墻適用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)和地震地區(qū)的路肩、路堤和路塹等支擋工程。墻高不宜超過12m,干砌擋土墻的高度不宜超過6m,高速公路、一級公路不應采用干砌擋土墻。半重力式擋土墻適用于不宜采用重力式擋土墻的地下水位較高或較軟的地基上,填高不宜超過8m。懸臂式擋土墻宜在石料缺乏,地基承載力較低的填方路段采用,墻高不宜超過5m。扶壁式擋土墻宜在石
4、料缺乏,地基承載力較低的填方路段采用,墻高不宜超過15m。錨桿式擋土墻宜用于墻高較大的巖質路塹地段,可用作抗滑擋土墻,可采用助柱式或板壁式單級墻或多級墻,每級墻高不宜大于8m,多級墻的上下級墻體之間應該設置寬度不小于2m的平臺。錨定板式擋土墻宜使用在缺少石料地區(qū)的路肩墻或路堤式擋土墻,但不應建筑于滑坡、坍塌、軟土及膨脹地區(qū)。可采用助柱式或板壁式,墻高不宜超過10m.肋柱式錨定板式擋土墻可采用單級墻或多級墻,每級墻高不宜大于6m,上下級墻體之間應該設置寬度不小于2m的平臺。加筋土擋土墻用于一般地區(qū)的路肩式擋土墻、路堤式擋土墻,但不應修筑在滑坡、水流沖刷、崩塌等不良地質地段。高速公路、一級公路墻高
5、不宜超過12m,二級及二級一下公路不宜大于20m,當采用多級墻時,每級墻高不宜大于10m,上下級墻體之間應設置寬度不小于2m的平臺。板樁式擋土墻用于表土及強風化層較薄的均質巖石地基,擋土墻的高度可較大,也可用于地震區(qū)的路塹或路堤支擋或滑坡等特殊地段的治理。6、擋土墻的破壞 圖6-1 垮塌的重力式擋墻圖 6-2 垮塌的護坡?lián)鯄Φ诙?jié) 擋土墻的構造與布置1、擋土墻的構造
6、60; 墻面(墻胸) 墻背(俯斜、仰斜、垂直)有直線形墻背和折線形墻背之分 墻頂及護欄 墻底(墻趾、墻踵) 基礎:設計的主要內容包括基礎形式的選擇和基礎埋置深度的確定。 排水設施:通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。 沉降縫和伸縮縫:為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應根據(jù)地基地質條件及墻高墻身斷面的變化情況,設置沉降縫;為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)
7、生的裂縫,須設置伸縮縫。左圖6-3 擋土墻的組成示意圖 2、擋土墻布置 橫向布置:主要是在路基橫斷面圖上選定擋土墻的位置,確定是路塹墻、路肩墻、路堤墻還是浸水擋墻?并確定斷面形式及初步尺寸。 縱向布置:在墻趾縱斷面圖上進行墻的縱向布置,布置后繪成擋土墻正面圖。 包括:1)分段,設伸縮縫與沉降縫; 2)考慮始、末位置在路基及其它結構處的
8、銜接; 3)基礎的縱向布置; 4)泄水孔布置。 平面布置:對于個別復雜的擋土墻,例如高的、長的沿河擋墻和曲面擋墻;繞避建筑物擋墻,除了橫、縱向布置外,還應作平面布置,并繪制平面布置圖。第二節(jié) 擋土墻的構造與布置1、擋土墻的構造 墻面(墻胸) 墻背(俯斜、仰斜、垂直)有直線形墻
9、背和折線形墻背之分 墻頂及護欄 墻底(墻趾、墻踵) 基礎:設計的主要內容包括基礎形式的選擇和基礎埋置深度的確定。 排水設施:通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。 沉降縫和伸縮縫:為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應根據(jù)地基地質條件及墻高墻身斷面的變化情況,設置沉降縫;為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)生的裂縫,須設置伸縮縫。左圖6-3 擋土墻的組成示意圖
10、2、擋土墻布置 橫向布置:主要是在路基橫斷面圖上選定擋土墻的位置,確定是路塹墻、路肩墻、路堤墻還是浸水擋墻?并確定斷面形式及初步尺寸。 縱向布置:在墻趾縱斷面圖上進行墻的縱向布置,布置后繪成擋土墻正面圖。 包括:1)分段,設伸縮縫與沉降縫; 2)考慮始、末位置在路基及其它結構處的銜接; &
11、#160; 3)基礎的縱向布置; 4)泄水孔布置。 平面布置:對于個別復雜的擋土墻,例如高的、長的沿河擋墻和曲面擋墻;繞避建筑物擋墻,除了橫、縱向布置外,還應作平面布置,并繪制平面布置圖。第三節(jié) 擋土墻土壓力計算1、作用在擋土墻上的力系 (1)主要力系: 擋土墻自重及位于墻上的恒載; 墻后土體的主動土壓力(包括超載);
12、160; 基底的支撐力與摩阻力; 墻前土體的被動土壓力; 浸水墻的常水位靜水壓力及浮力。 (2)附加力: 季節(jié)性或規(guī)律性作用于墻的各種力,如波浪沖擊、洪水。 (3)特殊力: 偶然出現(xiàn)的力,如地震力、浮力、水面物撞擊力等。左圖6-4 作用在擋土墻上的力系 2、擋土墻的移動形式(a)(b)(c)圖6-5 擋土墻的移動形式(a)墻體外移(b
13、)墻體內移(c)墻體不移動3、墻位移與土壓力關系 Ea:墻體外移,土壓力逐漸減小,當土體破壞,達到極限平衡狀態(tài)時所對應的土壓力(最小); Ep:墻體內移,土壓力逐漸增大,當土體破壞,達到極限平衡狀態(tài)時所對應的土壓力 (最大); E0:墻體不移動,土壓力即是土體產(chǎn)生的側壓力。4、不同類型土壓力需滿足的條件 (1)靜止土壓力:土靜止不動 (2)主動土壓力Ea: 土推墻
14、60; 土體達到主動極限平衡狀態(tài) (3)被動土壓力Ep: 墻推土 土體達到被動極限平衡狀態(tài)5、路基擋土墻的土壓力考慮 (1)主動土壓力與被動土壓力的區(qū)分: 假定擋土墻處于極限移動狀態(tài),土體有沿墻及假想破裂面移動的趨勢,則土推墻即為主動土壓力,墻推土即為被動土壓力。 (2)路基擋土墻的土壓力考慮: &
15、#160; 路基擋土墻一般都有可能有向外的位移或傾覆,因此,在設計中按墻背土體達到主動極限平衡狀態(tài)考慮,即只考慮Ea,且取一定的安全系數(shù)以保證墻背土體的穩(wěn)定。 墻趾前土體的被動土壓力Ep一般不計。6、不同墻背傾斜形式的土壓力大小圖6-6 墻背傾斜形式(a)仰斜(b)直立(c)俯斜三種情況下,E1E2E37、擋土墻的土壓力計算理論(1)朗肯土壓力理論 1857年英國學者朗肯(Rankine)從研究彈性半空間體內的應力狀態(tài),根據(jù)土的極限平衡理論,得出計算土壓力的方法,又稱極限應力法。
16、60; (2)庫侖土壓力理論 1776年法國的庫倫(C.A.Coulomb)根據(jù)極限平衡的概念,并假定滑動面為平面,分析了滑動楔體的力系平衡,從而求算出擋土墻上的土壓力,成為著名的庫倫土壓力理論。(3)朗肯理論的基本假設 墻本身剛性,因此,不考慮墻身的變形; 墻后填土延伸到無限遠處,填土表面水平(=0); 墻背垂直光滑(墻與垂向夾角=0,墻與土的摩擦角=0)。(4)庫倫理論的基本假設
17、; 墻后填土為均勻的無粘性土(c=0),填土表面傾斜(0); 擋土墻剛性,墻背傾斜,傾角為; 墻面粗糙,墻背與土本之間存在摩擦力(0); 滑動破裂面為通過墻踵的平面。(5)分析方法的異同 朗肯理論和庫倫理論都是研究土壓力問題的簡化方法。它們各有其不同的基本假定、分析方法和適用條件。 共同點:朗肯理論和庫倫理論均屬于極限狀態(tài)土壓力理論。用這兩種理論
18、計算出的土壓力均為墻后土體處于極限平衡狀態(tài)下的主動土壓力Pa和被動土壓力Pp。 不同點:朗肯理論從土體中一點的極限平衡狀態(tài)出發(fā),由處于極限平衡狀態(tài)時的大小主應力關系求解(極限應力法);庫倫理論根據(jù)墻背與滑裂面之間的土楔處于極限平衡,用靜力平衡條件求解(滑動楔體法) 。(6)適用條件 1)朗肯理論的適用條件 根據(jù)朗肯理論推導的公式,作了必要的假設,因此有一定的適用條件: 填土表面水平(=0),墻背垂直(=0),墻面光滑(=0)的情
19、況; 墻背垂直,填土表面傾斜,但傾角的情況; 地面傾斜,墻背傾角(45°-/2)的坦墻; L型鋼筋混凝土擋土墻; 墻后填土為粘性土或無粘性土。 2)庫倫理論的適用條件 下述情況宜采用庫倫理論計算土壓力: 需考慮墻背摩擦角時,一般采用庫倫理論; 當墻背形狀復雜,墻后填土與荷載條件復雜時;
20、160; 墻背傾角(45°-/2)的俯斜墻; 數(shù)解法一般只用于無粘性土,圖解法則對于無粘性土或粘性土均可方便使用。 擋土墻一般采用庫倫理論第四節(jié) 擋土墻的設計原則1、擋土墻設計一般規(guī)定 (1)擋土墻類型應綜合考慮工程地質、水文地質、沖刷程度、荷載作用情況、環(huán)境條件、施工條件、工程造價等因素; (2)應根據(jù)墻背滲水合理布置排水溝造物。合理設置伸縮縫和沉降縫。 (3)擋土墻墻背填料宜采用滲水性強的砂性土、砂礫、
21、粉煤灰等材料,嚴謹采用淤泥、膨脹土等; (4)擋土墻的頂面不宜占據(jù)硬路肩、行車道及路緣帶的路基寬度范圍。 (5)墻身構造 重力式擋土墻的墻背坡度一股采用1:0.25仰斜,仰斜墻背坡度不宜緩于1:0.3,俯斜墻背坡度一般為1:0.251:0.4; 衡重式或凸折式擋土墻下墻墻背坡度多采用1:0.251:0.30仰斜,上墻墻背坡度受墻身強度控制,根據(jù)上墻高度,采用1:0.251:0.45俯斜。 (6
22、)排水措施 擋土墻排水的作用在于疏干墻后土體和防止地表水下滲后積水,以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力;減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力;消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。 設置地面排水溝,截引地表水; 夯實回填土頂面和地表松土,防止雨水和地面水下滲,必要時可設鋪砌層; 路塹擋土墻趾前邊溝應予以鋪砌加固,以防邊溝水滲入基礎。 (7)基礎埋置深度
23、 基礎埋置深度應按地基的性質、承載力的要求、凍脹的影響、地形和水文地質等條件確定。擋土墻基礎置于土質地基時,其基礎深度應符合下列要求: 基礎埋置深度不小于lm; 受水流沖刷時,基礎應埋置在沖刷線以下不小于lm; 路塹擋土墻基礎頂面應低于邊溝底面不小于0.5m。 擋土墻基礎置于斜坡地面時,其趾部埋人深度和距地面的水平距離應符合下表的要求。 2、建筑物總體設計資料
24、60; 為滿足樞紐或單體建筑物與路基連接、擋土、水流、防滲排水等各項要求,需要具有與總體設計有關的下述資料: (1)建筑物的工程等級及設計標準; (2)建筑物總體布置圖,并根據(jù)總體布置要求確定擋土墻平面和立面的布置及基本尺寸的要求; (3)設計、建成、正常運營及施工期墻前、墻后各種水位;3、墻址地形、地質平面圖 一般擋土墻布置簡單,不必專門施測大比例尺。對于下列情況宜有1:500
25、1:200的工程地質平面圖: (1)需要在紙上研究布置擋土墻的平面位置地段; (2)需要選取不同方向的地形、地質斷面,而現(xiàn)場勘測又不易掌握選準的地段; (3)擋土墻設計牽涉有關改河、改溝、改移公路、拆遷建筑物等需用平面圖反映的地段。 (4)根據(jù)總體防滲排水要求確定擋土墻需滿足的側向防滲排水要求。4、地質橫斷面圖 一般采用1:200比例尺。測繪時應考慮以下問
26、題: (1)斷面間距視地形、地質變化情況而定,以能滿足設計、施工的要求為準。在復雜情況下橫斷面間距采用5l0m;基礎標高變化不大的可采用10-25m。在墻的兩端應適當加密,以便確定擋土墻起訖位置。 (2)橫斷面寬度、精度除滿足路基設計要求外,要考慮計算土壓力的需要,因此,代表性橫斷面應較一般斷面寬些。5、擋土墻的設計原則 按“極限狀態(tài)分項系數(shù)法”進行設計,其設計的極限狀態(tài)分構件承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。
27、160; (1)承載力極限狀態(tài): 整個擋土墻或擋土墻的一部分失去剛體平衡; 擋土墻構件或連接部件因材料承受的強度超過極限而破壞,或因超過塑性變形而不適于繼續(xù)承載; 擋土墻結構變?yōu)闄C動體系或局部失去平衡 按“極限狀態(tài)分項系數(shù)法”進行設計,其設計的極限狀態(tài)分構件承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。 (2)正常使用極限狀態(tài):
28、60; 影響正常使用或外觀變形; 影響正常使用的耐久性局部破壞; 影響正常使用的其他待定狀態(tài)。 極限狀態(tài)的分項荷載系數(shù)除Ep取0.5外,其余均取1.0 (3)合力偏心距計算時的極限狀態(tài):分項荷載系數(shù)取值同正常使用極限狀態(tài)。6、擋土墻的設計荷載,其它見規(guī)范JTG D30? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 擋土墻構件承載能力極限狀態(tài)設計采用的一般表達式:。 表6
29、- 結構性重要系數(shù) 墻高公路等級高速公路、一級公路二級及以下公路5.0m1.00.95>5.0m1.051.07、施加于擋土墻的荷載分類表 荷載分類 作用(或荷載)分類作用(或荷載)名稱永久作用(或荷載)擋土墻結構重力填土包括基礎擦邊以上土重力填土側壓力墻頂上的有效永久荷載墻頂與第二破裂面之間的有效荷載計算水位的浮力及靜水壓力預加力混凝土收縮與徐變基礎變位影響力可變作用(或荷載)基本可變作用(或荷載)車輛荷載引起的土側壓力人群荷載、人群荷載引起的土側壓力其他可變作用(或荷載)水位退落時的凍水壓力流水壓力波浪壓力凍脹壓力與冰壓力溫度影響力施工荷載與各類擋土墻施工有關的臨時荷載偶然作用(或荷
30、載)地震作用力滑坡、泥石流作用力作用于墻頂護欄上的車輛碰撞力8、擋土墻的荷載組合表6- 常用作用(或荷載)組合 組合作用(或荷載)名稱一擋土墻結構重力、墻頂上的有效永久荷載、填土重力、填土側壓力及其他永久荷載組合二組合一與基本可變荷載相組合三組合二與其他可變荷載、偶然荷載相組合9、擋土墻的荷載分項系數(shù)表6- 擋土墻的荷載分項系數(shù) 情況荷載增大對擋土墻結構起有利作用時荷載增大對擋土墻結構不起有利作用時組合一,二三一,二三垂直恒載0.901.20恒載或車輛荷載、人群荷載的主動土壓力1.000.951.401.30被動土壓力0.300.50水浮力0.951.10靜水壓力0.951.05動水壓力0.9
31、51.20第五節(jié) 重力式擋土墻設計1、擋土墻穩(wěn)定性驗算 (1)抗滑穩(wěn)定性驗算 目的:檢查基底在土壓力、自重等作用下的摩阻力抵抗擋土墻滑動的能力。 1)滑動穩(wěn)定方程:; 2)抗滑動穩(wěn)定系數(shù)計算方程:;(2)抗傾覆穩(wěn)定性驗算 目的:檢查墻身繞墻趾向外轉動傾覆的抵抗能力。 1)傾覆穩(wěn)定方程:; 2)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):;(3)擋土墻穩(wěn)定性驗算要求表6- 抗滑和抗傾覆的穩(wěn)定系數(shù)荷載情況驗算項目
32、穩(wěn)定系數(shù)荷載組合一,二抗滑動1.3抗傾覆1.5荷載組合三抗滑動1.3抗傾覆1.3施工階段驗算抗滑動1.2抗傾覆1.22、基底應力及合力偏心距驗算 (1)基底合力的偏心距可按下式計算:; (2)計算擋土墻地基時,各類作用(或荷載)組合下,作用效應組合設計值計算式中的作用分項系數(shù),除被動土壓力分享系數(shù)為0.3外,其余的分項系數(shù)均為1. (3)基底壓應力應按下式計算:;位于巖石地基上的擋土墻:; (4)基礎的容許承載力巖石地基的承載力較高,一般不會產(chǎn)生不均勻
33、沉陷。土質地基較為復雜,其承載力與地基的物理力學性質、地面形態(tài)、基礎埋置深度、基底傾斜度等有關,可根據(jù)地質調查、鉆探試驗及既有建筑物的調查對比分析確定。3、墻身截面強度驗算 為了保證墻身具有足夠的強度,應根據(jù)經(jīng)驗選擇12個控制斷面進行驗算,如墻身底部、二分之一墻高處、上下墻(凸形及衡重式墻)交界處。 根據(jù)公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范的規(guī)定,當構件采用分項安全系數(shù)的極限狀態(tài)設計時,荷載效應不利組合的設計值,應小于或等于結構抗力效應的設計值 。4、增加擋土墻穩(wěn)定性的措施
34、; (1)增加抗滑穩(wěn)定性的方法:設置傾斜基底 采用凸榫形基礎 (2)增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法展寬墻趾改變墻面及墻背坡度改變墻身斷面類型5、衡重式擋土墻設計 (1)衡重式擋墻屬重力式擋墻;衡重臺上填土使得墻身重心后移,增加了墻身的穩(wěn)定性;墻胸很陡,下墻背仰斜,可以減小墻的高度和土方開挖;但基底面積較小, 對地基要求較高。 (2)衡重式擋土墻設計與一般重力式擋土墻相同。但因為墻背為帶有衡重臺的折線形,所以土壓力計算及墻身構造都有其特殊性。 (3)衡重式擋土
35、墻穩(wěn)定性驗算的內容和要求同一般重力式擋土墻。當上墻出現(xiàn)第二破裂面時,第二破裂面與上墻墻背之間的填土與墻身一起移動,其重量應計入墻身自重。第六節(jié) 其它類型擋土墻設計1、浸水路堤擋土墻設計(1)考慮因素 浸水的填料受到水的浮力作用而使土壓力減小; 砂性土的內摩擦角受水的影響不大,可認為浸水后不變,但粘性土浸水后抗剪強度顯著降低; 墻背與墻面均受到靜水壓力,在墻背與墻面水平一致時,兩者互相平衡;而當有一水位差時,則墻身受到靜水壓力差所引起的推力;
36、 墻外水位驟然降落,或者墻后暴雨下滲在填料內出現(xiàn)滲流時,填料受到滲透動水壓力。滲水性填料,動水壓力一般很小,可略而不計; 墻身受到水的浮力作用,而使其抗傾覆及抗滑動穩(wěn)定性減弱。2、地震地區(qū)擋土墻設計(1)考慮因素 墻后填料應盡量用片、碎石或砂性土分層填筑并夯實,并做好排水設施。 擋土墻修建在設計裂度為8度及8度以上的地震區(qū),以及修筑在地震時可能發(fā)生大規(guī)模滑坡崩塌的地段或軟弱地基(如軟弱粘性土層)、地震強度和穩(wěn)定性驗算。
37、0; 驗算時要考慮破裂棱體和擋土墻身分別承受地震力的作用,將地震荷載與恒載組合,并考慮常年水位的浮力;不考慮季節(jié)性浸水的影響,其他外力,包括車輛荷載的作用均不考慮。(2)一般防震措施 盡可能采用重心低的墻身斷面形式。 基礎盡可能置于基巖或堅硬的均質土層上;遇有軟粘土、飽和砂土或嚴重不均勻地基時,應采取適當措施進行加固處理。 擋土墻宜采用漿砌片(塊)石、混凝土和鋼筋混凝土修筑。當采用干砌片(塊)石時,墻高須加以限制:設計烈度為8度時,一般不超過5m;9度時,一般不超
38、過3m。 墻體應以垂直通縫分段,每段長度不宜超過15m。地基變化或地面標高突變處,也應設置通縫。 應嚴格控制砌筑質量,石料要嵌擠緊密,砂漿要飽滿,砂漿標號按非地震區(qū)要求提高一級采用。3、輕型擋土墻(1)薄壁式擋土墻 薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結構,包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。 懸臂式擋土墻由立壁和底板組成,有三個懸臂,即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時,可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯(lián)結立壁板與踵板,從而形成扶壁式擋墻;老路加固時,考慮扶壁難以在踵
39、板側做,也可考慮將其做在趾板側,同樣可以發(fā)揮作用,但須進行設計計算確定。(2)錨定式擋土墻 錨定式擋土墻也屬于輕型擋土墻,通常包括錨桿式和錨定板式兩種。 錨桿式擋墻主要由預制的鋼筋混凝土立柱和擋土板構成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體,主要是靠埋置于巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。 錨定板式擋墻則將錨桿換為拉桿,在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹,路堤施工容易實現(xiàn)。4、加筋土擋土墻(1)概述 加筋土擋土墻是利用加筋土技術修建的
40、支擋結構物。加筋土是一種在土中加入拉筋的復合土,它利用拉筋與土之間的摩擦作用,把土的側壓力削減到土體中,改善土體的變形條件和提高土體的工程性能,從而達到穩(wěn)定土體的目的。加筋土擋土墻由填料、在填料中布置的拉筋以及墻面板三部分組成。 加筋土擋土墻屬于柔性結構,對地基變形適應性大,建筑高度也可很大,適用于填土路基;但須考慮其擋板后填土的滲水穩(wěn)定及地基變形對其影響,需要通過計算分析選用。第七節(jié) 地震地區(qū)擋土墻設計1、一般防震措施 (1)盡可能采用重心低的墻身斷面形式。 (
41、2)基礎盡可能置于基巖或堅硬的均質土層上;遇有軟粘土、飽和砂土或嚴重不均勻地基時,應采取適當措施進行加固處理。 (3)擋土墻宜采用漿砌片(塊)石、混凝土和鋼筋混凝土修筑。當采用干砌片(塊)石時,墻高須加以限制:設計烈度為8度時,一般不超過5m;9度時,一般不超過3m。 (4)墻體應以垂直通縫分段,每段長度不宜超過15m。地基變化或地面標高突變處,也應設置通縫。 (5)應嚴格控制砌筑質量,石料要嵌擠緊密,砂漿要飽滿,砂漿標號按非地震區(qū)要求提高一級采用。2
42、、地震荷載的計算 在擋土墻設計中,一般只考慮水平地震力,豎向地震力因影響小,可略去不計。作用于破裂棱體與擋土墻重心上的最大水平地震力為:;式中:重要性修正系數(shù); 綜合影響系數(shù),表示實際建筑物的地震反應與理論計算間的差異,采用0.25; 水平地震系數(shù); 破裂棱體與擋土墻的重力。重要性修正系數(shù)C1 路線等級及構造物重要性修正系數(shù)C1 高速、一級公路的抗震重點工程1.7高速、一級公路的一般工程、二級公路的抗震重
43、點工程1.3二級公路的一級工程、三級公路的抗震重點工程1.0三級公路的一級工程、四級公路的抗震重點工程0.63、地震力作用下的土壓力計算 圖 6-7-1 水平地震力與地震角圖6-7-2 地震作用下的主動土壓力第八節(jié) 輕型擋土墻1、薄壁式擋土墻 薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結構,包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。 懸臂式擋土墻由立壁和底板組成,有三個懸臂,即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時,可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯(lián)結立壁板與踵板,從而形成扶壁式擋墻;老路加固時,考慮扶壁難以
44、在踵板側做,也可考慮將其做在趾板側,同樣可以發(fā)揮作用,但須進行設計計算確定。 懸臂式和扶壁式結構示意圖如下:圖6-8-1 懸臂式擋土墻圖6-8-2 扶壁式擋土墻 懸臂式和扶壁式擋土墻的結構穩(wěn)定性是依靠墻身自重和踵板上方填土的重力來保證,基底應力小。 特點:構造簡單、施工方便,墻身斷面較小,自身質量輕,可以較好地發(fā)揮材料的強度性能,能適應承載力較低的地基。 一般情況下,墻高6m以內采用懸臂式,6m以上采用扶壁式。
45、60; 它們適用于缺乏石料及地震地區(qū)。由于墻踵板的施工條件,一般用于填方路段作路肩墻或路堤墻使用。2、錨定式擋土墻 錨定式擋土墻也屬于輕型擋土墻,通常包括錨桿式和錨定板式兩種。 錨桿式擋土墻主要由預制的鋼筋混凝土立柱和擋土板構成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體,主要是靠埋置于巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定的。 錨定板式擋土墻則將錨桿換為拉桿,在其土中的末端連上錨定板。它不適于路塹,路堤施工容易實現(xiàn)
46、。3、錨定式擋土墻特點 (1)結構質量輕,使擋土墻的結構輕型化,與重力式擋土墻相比,可以節(jié)約大量的圬工和節(jié)省工程投資; (2)利于擋土墻的機械化、裝配化施工,可以減輕笨重的體力勞動,提高勞動生產(chǎn)率; (3)不需要開挖大量基坑,能克服不良地基挖基的困難,并利于施工安全。 缺點:施工工藝要求較高,要有鉆孔、灌漿等配套的專用機械設備,且要耗用一定的鋼材。 使用場合:一般適用于巖質路塹地段,但其他具有錨固條件的路塹墻也可
47、使用,還可應用于陡坡路堤。4、錨桿抗拔力 錨桿抗拔力的確定是錨桿擋土墻設計的基礎,它與錨桿錨固的形式、地層的性質、錨孔的直徑、有效錨固段的長度以及施工方法、填注材料等因素有關。 錨桿的類型:摩擦型灌漿錨桿;擴孔型灌漿錨桿。 錨桿式擋土墻 錨桿擋土墻是利用錨桿技術形成的一種擋土結構物。錨桿是一種新型的受拉桿件,它的一端與工程結構物聯(lián)結,另一端通過鉆孔、插人錨桿、灌漿、養(yǎng)護等工序錨固在穩(wěn)定的地層中,以承受土壓力對結構物所施加的推力,從而利用錨桿與地層間的錨固力來維持結構物的穩(wěn)定。圖6-8-3 柱板式(錨桿)擋土墻圖6-8-4 壁板式(錨桿)擋土墻 錨定板式擋土墻 錨定板擋土墻按墻面結構形式分為柱板式和壁板式兩種。 柱板式擋土墻的墻面由肋柱與擋土板拼裝而成,根據(jù)運輸和吊裝能力可采用單根柱,也可以分段拼接,上下肋柱之間用榫連接。 圖6-8-5 柱板式(錨定板)擋土墻圖6-8-6 壁板式(錨定板)擋土墻第九節(jié) 加筋土擋土墻1、概述 &
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