基础工程第七章挡土墙.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,*,第,7,章,挡土墙,7.1,概,述,挡土构造的作用,在建筑、桥梁、道路及水利等工程中，利用各种类型的挡土结构物支撑建筑物周围填土，保持建筑物或填土的安全与稳定。,道路路堤挡土墙,边坡护坡挡土墙,地下室侧墙,桥台散粒材料挡墙,基坑支护挡墙,驳岸、水闸边墙,本章主要内容,挡土墙的类型与构造,挡土墙的设计计算,7.2,挡土墙的类型,墙顶,墙基,墙趾,墙面,墙背,重力式挡土墙,1.,重力式挡土墙,概要,利用墙身自重平衡土压力，保持墙体稳定。常用砖、砌石、混凝土筑成，墙体断面较大，对地基承载力要求较高，施工方便。,断面构造形式,墙趾,墙踵,墙背,墙顶,衡重式,减压平台,墙趾,墙踵,立壁,钢筋,悬臂式挡土墙,2.,悬臂式挡土墙,概要,一般用钢筋混凝土做成，利用底板上填土的重量平衡墙背的土压力。墙体内拉力由钢筋承担，断面较小。适用于墙高,5m,，地基土质条件较差或缺少石料时使用。,断面构造形式,一般由立壁、底板两部分构成，都属于悬臂构造。,墙趾,墙踵,扶壁,扶壁式挡土墙,3.,扶壁式挡土墙,概要,用扶壁加强立壁的抗弯性能，壁间填土可以增加墙体的抗滑和抗倾覆稳定性。一般可适用于墙高,10m,的情况。,断面构造形式,沿墙的纵向每隔,(1/31/2)h,设置一道扶壁，扶壁可设在内侧，也可设在外侧。,4.,锚板式及板桩式挡土墙,概要,锚锭板式挡土墙是利用墙后填土与结构的相互作用维持墙体的稳定。其特点是结构轻，柔性大，工程量小，造价低，施工方便。适用于地基承载力比较低的地方。板桩式挡土墙是利用板桩自身或支撑结构平衡土压力，可分为悬臂式、锚杆式两类。,断面构造形式,锚锭板式挡土墙由钢筋混凝土立柱，墙面，钢拉杆和设置在填土中的锚锭板等构成。板桩式挡土墙通常由板桩（钢板桩、木板桩、钢筋混凝土板桩）或锚杆等组成。,锚拉杆式挡土墙,锚杆,板桩,板桩式挡土墙,7.3,作用在挡土墙上的土压力,基本计算方法,挡土墙后的土压力计算可参照,土力学,中的相关内容计算计算。,地震时的土压力,地震时由于地面的加速度，对挡土构造会产生附加荷载，对挡土墙自重产生的附加荷载：,考虑地震影响后的主动土压力按下式计算：,7.4,重力式挡土墙的设计计算,1.,结构选型,减小墙后土压力,墙体面坡和背坡的选择,基底逆坡坡度,墙趾台阶,结构选型的具体参数与要求参见,p.264265,内容,2.,重力式挡土墙的构造,挡土墙的埋深,土质地基不小于,0.5m,；,存在冻土层时，埋深在冻土层以下,0.25m,；,风化岩层，清除风化层并加挖,0.150.25m,；,岩基按,p.266,表,7-2,取值。,断面尺寸,满足墙体的强度与稳定性要求；,块石挡土墙，墙顶宽度,0.5m,混凝土挡土墙，墙顶宽度可取,0.20.4m,。,排水措施,排水不良会使墙后地下水位提高，一方面增加静水压力；另一方面使土的抗剪强度降低，增大土压力而造成挡土墙失稳。一般要在墙顶，坡脚设截水沟，墙体上设排水孔，间距为,23m,，外斜,5%,，孔的尺寸宜,100mm,。墙前设排水沟。,泄水孔,粘土夯实,滤水层,泄水孔,粘土夯实,粘土夯实,截水沟,填土质量,宜用强度高、性质稳定、透水性好的粗粒料作为填料；,用粘性土作为填料时，适当混入碎石，对于高大挡土构造，避免使用粘性土作为填料；,不能用淤泥、耕植土、膨胀性土作为填料；,浆砌墙体的砂浆强度达,70%,时，方可回填。,沉降缝和伸缩缝,伸缩缝可以兼作沉降缝；,每隔,1020m,设置一道伸缩缝，缝宽约,2cm,；,缝内嵌填防水材料。,其余构造要求参见,p.267268,内容。,2.,重力式挡土墙的计算,设计计算内容,墙体抗倾覆稳定验算,墙体抗滑移稳定验算,地基承载力验算,墙身强度验算,抗震验算,挡土墙抗倾覆稳定验算,挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾,O,点向外倾覆。,z,f,E,a,E,az,E,ax,G,a,a,0,d,O,x,0,x,f,b,z,抗倾覆稳定条件,当墙背垂直，,=90,，基底水平，,0,=0,，相应的计算公式见,p.268269,。,挡土墙抗滑移稳定验算,挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动。,抗滑稳定验算条件,E,a,E,an,E,at,d,G,G,n,G,t,a,a,0,O,为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到,当墙背垂直，,=90,，基底水平，,0,=0,，相应的计算公式见,p.270,。,挡土墙的地基承载力验算,挡土墙的地基承载力验算与一般偏心受压基础的验算方法相同，先求出基底压力分布，再按浅基础同样的方法进行地基承载力验算。,E,E,a,G,E,n,E,t,m,e,O,法线,-,0,G,x,0,x,f,E,az,E,ax,z,f,0,p,min,p,max,p,max,3,c,c,e,b/2,b/2,b,N,O,土压力与自重的合力：,合力,E,作用于基底的荷载分量：,基底法向荷载,N,(,E,n,),的偏心距（对前趾,O,点取矩）：,基底压力分布：,f,a,：修正后的地基承载力特征值，当基底倾斜时应乘以,0.8,的折减系数,当墙背直立、基底水平时，取,=90,，,0,=0,，,b,=,b,代入计算。,挡土墙墙身强度验算（按砌体结构验算）,重力式挡土墙通常需验算薄弱截面的抗压强度与抗剪强度。如取图中,I-I,截面作为验算截面：,I,E,a,I,O,G,E,az,E,ax,A,h,r,c,e,b/2,b/2,N,O,计算出墙高为,h,r,的土压力,E,a,，墙体自重,G,；,求出由,E,a,、,G,构成的合力在,I-I,截面上的产生的竖向分力,N,及其作用位置；,抗压验算：,抗剪验算,式中各项参数参见,p.272,说明。,挡土墙的抗震计算,重力式挡土墙的抗震计算要验算考虑地震与不考虑地震两种情况，按最不利情况选择墙体断面（由于考虑地震附加组合时，安全度降低）。,抗倾覆验算,E,a,I,E,az,E,ax,z,z,f,0,KG=F,b,G,O,z,w,x,0,x,f,抗滑移验算,E,a,E,an,E,at,G,n,0,KG=F,G,O,G,t,0,地基承载力验算,N,x,0,E,az,E,ax,G,0,KG=F,O,z,f,x,f,c,e,b/2,b/2,z,w,墙身强度验算,抗压强度：,抗剪强度：,I,F=KG,I,O,G,E,az,E,ax,A,c,e,b/2,b/2,N,O,整体稳定验算,按土坡稳定分析的方法,验算挡土构造的整体稳,定性。,7.5,悬臂式挡土墙的设计计算,设计计算内容,墙体抗倾覆稳定验算,墙体抗滑移稳定验算,地基承载力验算,墙身强度验算,墙身的配筋计算,构造特点,b,/,H,1,=1/21/3,；,底板与立壁可按悬臂构造进行设计计算；,墙顶宽度不小于,0.2m,；,底板最小厚度,200mm,；,墙身每隔,23m,设置排水孔；,每隔,2025m,设置伸缩缝；,钢筋的配置要求按规范处理，具体要求见,p.279,说明。,b,b,1,H,1,墙趾,墙踵,立壁,H,1,设计计算方法,侧向压力计算,h,b,1,H,I,I,H,/2,H,1,b,2,b,E,a1,E,a2,H,/3,(,q+H,),K,a,H,h,1,h,2,qK,a,a,”,a,地下水位,将后踵的垂直面作为假想墙背，利用朗肯土压力理论计算作用在墙背的侧向压力。,无地下水（或排水良好）,有地下水,在地下水位处：,地下水位以下：,墙身内力与配筋计算,墙身按固定在底板上的悬壁板考虑，每延米墙身控制截面上的设计弯矩：,墙身坡面,1,：,0.020.05,；,底部钢筋的,1/21/3,伸至顶部；,受力钢筋配置在墙背受拉侧；,受压侧配置构造钢筋。,地基承载力验算,a,4,h,b,1,O,G,3,b,2,b,E,a1,E,a2,H,c,p,max,p,1,b/2,e,G,1,G,2,a,2,a,1,a,3,G,4,p,max,p,2,e,b/2,p,min,合力偏心距：,地基承载力验算：,底板的内力与配筋计算,前趾底板：,当,M,a,忽略不计时：,墙踵底板：,稳定性验算,抗倾覆稳定验算,抗滑移稳定验算,不考虑地面活载对抗滑稳定的影响。,补充练习,：,某重力式挡土墙为梯形断面，各部尺寸如图示，墙体材料重度,t,=22kN/m,3,，墙后填土重度,=19kN/m,3,，墙背外摩擦角,=20,，墙底磨擦系数,=0.55,，基底持力层承载力特征值,f,a,=180kPa,，试验算该挡土墙的抗倾覆、抗滑移稳定性及持力层地基承载力是否满足要求。,2.2,m,f,a,=180,kPa,c=,0,=30,=19kN/m,3,=20,=0.55,0.6,m,t,=22kN/m,3,5,m,