路基的防护与加固挡土墙B路基路面工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精品课件,*,第6章 路基的防护与加固,挡土墙（B）,6.1 挡土墙的分类,6.2 重力式挡土墙的构造,6.3 土压力计算,6.4 重力式挡墙的设计计算,7/4/2025,1,精品课件,作用：,（,1,）防止路基填方或挖方,边坡变形失稳,；,（,2,）克服,地形限制,或地物干扰；,（,3,）,减少土方量,或拆迁，减少占地面积，避免填方侵占河床；,（,4,）防止,水流冲刷,岸坡；,（,5,）,整治滑坡,病害。,7/4/2025,2,精品课件,6.1,挡土墙的类型,按,位置,分:路肩墙,路堤墙,路堑墙,7/4/2025,3,精品课件,按,结构形式,分：重力式挡墙,轻型挡墙,重力式挡墙,：重力式,衡重式,半重力式（墙趾）,跺式,轻型挡墙,：薄壁式：悬臂式,扶壁式,柱板式,锚固式：锚杆式,锚定板式,桩板式,加筋土挡墙,7/4/2025,4,精品课件,6.1.1重力挡土墙,适用：地基良好，非地,震和沿河受水冲刷地区,利用衡重台上部填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定，减小断面尺寸。,适合于山区，地面横坡陡峭的路肩墙，路堤墙，路堑墙。,7/4/2025,5,精品课件,6.1.2 薄壁式挡土墙,1）悬臂式 ：立壁、底板,2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量来保证。,特点：自重轻，做工省，适用于墙高较大，地质条件一般，需用一定量的钢材，经济效果好。,压重,7/4/2025,6,精品课件,3）柱板式,7/4/2025,7,精品课件,6.1.3锚定式挡土墙,锚杆,7/4/2025,8,精品课件,2）锚定板式：墙后土压力由挡土板传至立柱、钢锚杆，构件断面小，工程量省。,特别适用于地质不良，石料缺乏，挖基困难，有锚固条件的路基挡土墙。,提供反力,7/4/2025,9,精品课件,3）桩板式：,6.1.4垛式挡土墙,7/4/2025,10,精品课件,6.1.5加筋式挡土墙：,(填土、填土中布置拉筋条、墙面板),受力：放置拉筋材料，填土压实，通过填土与拉筋间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋。,特点：柔性结构，,对地基变形随意性大，,建筑高度大，适用于,填土路基，节约投资,30%70%，经济效,益大。,7/4/2025,11,精品课件,6.2 重力式挡土墙的构造,挡土墙的构造应满足：强度；稳定性；就地取材、结构合理、断面经济；施工养护方便、安全。,常用重力式挡土墙组成：墙身；基础；,排水设施；伸缩缝,。,直接影响稳定性,7/4/2025,12,精品课件,一、墙身,1、墙背：,仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式、衡重式。,7/4/2025,13,精品课件,2、墙面：,坡度1：0.05到1：0.20 地面较陡；,坡度1：0.20到1：0.35 地面平缓,墙面坡度应与墙背坡度相互协调；,墙面坡度应结合墙前地面横坡合理选择。,3、墙顶：,最小宽度：浆砌挡土墙不小于50cm，,干砌不小于60cm。,4、护栏,：,地形险峻地段，过高过长路肩墙的墙,顶应设置护栏。,7/4/2025,14,精品课件,二、基础,基础形式：,一般扩大基础,（,地基承载力不足）,钢筋混凝土底板扩大基础,（地基承载力过小）,换填地基,（软弱土层）,台阶基础,（挡土墙修筑在陡坡上、地基稳固）,拱形基础,（地基有长短缺口或挖基困难时）,7/4/2025,15,精品课件,基础埋深：,对于,土质地基,，基础埋置深度应符合下列要求：,(1)无冲刷时，应在,天然地面以下至少1m,；,(2)有冲刷时，应在,冲刷线以下至少1m,；,(3)受冻胀影响时，应,在冻结线以下不少于0.25m,。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。,碎石、砾石和砂类地基,，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。,岩石地基：,基础嵌入岩层的深度，可查规范确定。墙趾前地面横坡较大时，应留出足够的襟边宽度（趾前至地面横坡的水平距离），以防止地基剪切破坏。,7/4/2025,16,精品课件,三、排水设施：,目的：,疏干墙后土体；防止地面水下渗；防止墙后积水形成,静水压力,等。,1、地面排水措施：墙后地面排水沟,夯实地表土或加设铺砌,加固墙趾前边沟,2、墙身排水措施：设一排或数排,泄水孔,（干砌挡土墙不设）,7/4/2025,17,精品课件,四、沉降缝与伸缩缝,地基不均匀沉陷引起墙身开裂,沉降缝,；,墙体伸缩产生裂缝,伸缩缝（温度缝）,。,根据地形及地质情况：,每隔10-15米设一道沉降伸缩缝（兼作伸缩缝）,。,填料：胶泥填塞，沥青麻筋或涂以沥青的木板（渗水量大、冻寒严重地区），当墙背为填石或冻寒不严重时，可仅留空缝，不嵌填料。,7/4/2025,18,精品课件,6.3 土压力计算,6.3.1、作用在挡土墙上的力系,1、一般地区挡土墙受到的主要力系,1）挡土墙自重G及位于墙上的恒载,2）作用于墙背上的主动土压力Ea,3）基底的法向反力N及摩擦力T,4）墙面下部的被动土压力,2、浸水地区,还包括挡土墙及墙后填料的,水浮力、静水压力、动水压力,；渗水性土作填料时，动水压力不予考虑。,7/4/2025,19,精品课件,3、附加力：,季节性作用于挡土墙上的各种力,如：洪水时的静水压力和浮力，动水压力，波浪冲击力，冻胀压力，冰压力等。,4、特殊力：,偶然出现的力,如：地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力。,考虑原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合,一般地区：仅考虑主要力系,浸水地区：考虑附加力,地震地区：考虑地震力,注释：主动土压力：当挡土墙向外移动，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂下滑而处于平衡状态时，作用于墙背的土压力。,*设计中考虑主动土压力,7/4/2025,20,精品课件,6.3.2一般条件下库伦主动土压力计算,一、库仑理论的要点,1、假设墙背填料为,均质,散粒材料,，,仅有内摩擦力,，而,无粘聚力,。,2、当墙背向外,移动,或饶墙趾,转动,，,墙背填料会出现一通过墙踵的破裂面，,滑动面为平面。,3、破裂面上的土楔，为,刚性体,，根据静力平衡条件，确定土楔处于,极限平衡状态,时给予墙背的主动土压力。,7/4/2025,21,精品课件,二、库伦主动土压力计算,7/4/2025,22,精品课件,最危险破裂面：,各种边界条件下的主动土压力计算：,求极值！,7/4/2025,23,精品课件,三、库仑理论适用范围：,1、概念简单明了，适用范围广。,可以解算各种墙背情况。,可求解不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。,2、适用于砂性土，计算主动土压力与实际情况较接近。,对于粘性土、采用平面代替圆弧面，误差不大，,影响因素多，缺乏实践经验,。,3、库仑理论适用于,刚性挡土墙,。柱板式，锚杆式和锚定板式柔性挡土墙需作假设。,7/4/2025,24,精品课件,四、折线形墙背的土压力计算,总体思路：以墙背,转折点,或,衡重台,为界分为上墙、下墙，分别计算,取两者矢量和,。,计算上墙土压力，不考虑下墙影响。衡重式考虑是否出现第二破裂面。,下墙土压力计算：,（一）延长墙背法,：,画出全墙应力分布图，,截取下墙部分，即为,下墙土压力。,7/4/2025,25,精品课件,（二）力多边形法,：墙背土体处于极限平衡条件下，作用于破裂棱体上的各力，构成力多边形。,求得,上墙,土压力后可,绘出下墙破裂面力多边形,。,7/4/2025,26,精品课件,五、粘性土土压力计算,1、等效内摩擦角法：,通常将,内摩擦角,与,单位粘聚力,换成为比实际摩擦角值大的“等效内摩擦角”，按砂性土公式来计算。,换算原则：抗剪强度相等或土压力相等。,2、力多边形法,：,7/4/2025,27,精品课件,六、不同土层的土压力计算,首先求得上一土层的土压力及作用点，并近似假定：上下两土层层面平行，计算下一土层时，将上一土层视为均布荷载，按地面为平面时的库仑公式计算。,7/4/2025,28,精品课件,七、有限范围填土的土压力计算,墙后填土按照已知滑动面滑动，并非计算的破裂面。,力多边形法,7/4/2025,29,精品课件,车辆荷载换算：,h,0,=q,1,/,h,0,-换算土层厚度（m）,q,1,-车辆荷载附加荷载强度（KN/m,2,）,-墙背填土的重度（KN/m,3,）,7/4/2025,30,精品课件,G,布置在,L,B,面积内的轮载或履带荷载，,kN；,B破坏棱体范围内路基顶面部分的宽度，,m,；,L,挡土墙的计算长度，,m,，但不应超过挡土墙分段,长度。当挡土墙分段长度小于13m时，取分段长,度，并在该长度内按不利情况布置轮重；,l车辆荷载的纵向分布长度，m；,H挡墙顶面至计算截面的高度，m；,a挡墙墙顶以上路基边坡部分的高度，m。,7/4/2025,31,精品课件,6.4,重力式挡墙的设计计算,设计内容：挡土墙的选型,断面尺寸选定,挡土墙的验算,验算内容：抗滑稳定性验算,抗倾覆稳定验算,地基承载力及偏心距验算,墙身强度验算,7/4/2025,32,精品课件,6.3.4.1,抗滑稳定验算,基底摩擦阻力抵抗挡土墙滑移的能力。,7/4/2025,33,精品课件,措施：设倾斜基底；,设置榫形基础；,其它措施（如改善地基、改变墙身断,面尺寸）等。,7/4/2025,34,精品课件,当墙底设有逆坡时,7/4/2025,35,精品课件,6.3.4.2,抗倾覆稳定验算,为保证挡土墙抗倾覆稳定性，,应验算他抵抗墙身绕墙趾向,外转动倾覆的能力。,7/4/2025,36,精品课件,措施：,增大稳定力矩，减小倾覆力矩。,1）拓宽墙趾，增加稳定力臂。,2）改变墙面及墙背坡度。,改缓墙面坡度增加稳定力臂,改陡俯斜墙背，改缓仰斜墙背,减少土压力,3）改变墙身断面类型,改为衡重式或墙后设卸荷平台。,7/4/2025,37,精品课件,6.3.4.3,挡土墙的地基承载力及基底偏心距验算,为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力基底应力验算。,为避免挡土墙不均匀沉陷控制基底合力偏心矩。,当eB/6时,当eB/6时,基底最大压力,p,max,1.2f,k,7/4/2025,38,精品课件,满足承载力及减小偏心距的措施:,1)加宽墙趾或扩大基础,以加大承压面积,调整偏心距.,2)人工加固地基或换土,以提高地基承载力.,3)调整墙背坡度或断面形式,以减少偏心距.,7/4/2025,39,精品课件,6.3.4.4,墙身材料强度验算,验算截面：墙身底部,墙高一半,上、下墙交界处,验算项目：应力 剪应力,法向应力,偏心距,7/4/2025,40,精品课件,