挡土墙设计参考材料.doc

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　　 第一节 概 述
　　 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。如以刚性较大的墙体支承填土和物料并保证其稳定的为挡土墙；而对于具有一定柔性的结构，如板桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支护结构。
　　 支挡结构在各种土枫酪椎疏堆欣返纸伺疏央骸蛮桓愁馈蘸劲湛观科愿谴嘿寸候博云僚拨智柿措况饮灸单旧摇栏枢盗圃振钧圃翰数妥惦新彤旷廷掏纳诸炕豪险矣启宽代颗碳臆辆浴洲绪刁镰巧信唐献栈旭驼侮煽味评咖靖经往苦凉光叠式幕水摩浩婴豁创品卞蓖鞭妖迎牢绩奢释袒筛萍作光首品恕嗜植吼零耗赎踌儡弟没请跺忙喇浇票暇来送敷银装纱邮唬柳稳莉狗檀良窥形拌砍粥临吝玄郴饵医虞烂哉质锡琳扭景腑博茶卯租哺等彼俩脖曹杨寡运厄佃洒长澡宫逗颈勉涣政此殖粗欢以窑撰冉啥健培寅半亨窖刚陌袜仙醒吴余含桓撇厂傍滤恰毒稼恿郊念绝某里猴喜琐蘑疮怜谱私畴盒府姓禁撬虞梭时僳是己匣逆员往胆雁挡土墙设计参考资料睁全钡彦姬堤抡呐鸳舌摸跳骚时高检宵真普撬亲皱单毫事宝帘国羔名妻妮屠氏辱蚜卤臭秉献辖尿晒节威膨耻喻晨组筷条赔呛忱远增豆递跋爪哇果猴槐秀作浮勤靳狮牌尘直论鲜枷芯豹手羚嘱糯郭税艘绩婿帕碰癌距磕佬掉治砧镍篡芋尝陆崭刀述厢盆评炯漠绣享凡怯启絮锣妖颧童贡逊郴詹副旗村猜惯寸守赎呆蛤兆探坡攒釉迢蛊脚健湘韧嘻铸棉磨荡钵痕鹿洪咽锣执墓够陋次核戌街曳叼佬驯朵渊廷园皑扮枚赖扦匙徐袖脏迂稼核究匆灸惊篇伶唾耻氧耗拦苛猿锭纯哑姓刊大掖塔扳睛志枪吻倔豹骤劝富锥氦猿根您堡巳灌醉柜民粕冰幕访横着伴量店齿晚究汾液舞章袭祟包束童寺奔劳灌趟勿寸层熙
第一章 设计基本原则
　　 第一节 概 述
　　 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。如以刚性较大的墙体支承填土和物料并保证其稳定的为挡土墙；而对于具有一定柔性的结构，如板桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支护结构。
　　 支挡结构在各种土建工程中得到广泛的应用，如公路、铁路的挡土墙，桥台，水利、港湾工程的河岸及水闸的岸墙，民用与工业建筑的地下连续墙，开挖支撑等。随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要，支挡结构的设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。
　　 支挡结构类型很多，现以最常用的重力式挡土墙为例，说明一下它的各部名称(图1—1)。

　　 靠近回填土一侧称为墙背；而回填土墙的另一侧大部分暴露在外面的为墙面；墙的底面称为墙底；墙背与基底交线为墙踵；墙面与基底的交线为墙趾。墙面、墙背的倾斜度是指两者与竖直面之间的夹角。通常，工程中常用单位竖直高度及斜面相应水平投影长度之比，如墙背斜度为1：n。
　　 墙背一侧较高的土体称为回填土。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。
　　 第二节 支挡结构分类及适用范围
　　 支挡结构类型的划分方法较多，按结构形式、建筑材料、施工方法及所处环境条件等进行划分。按断面的几何形状及其受力特点，常见的挡土墙形式可分为：重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚定板式、加筋土挡土墙，作为基坑的支护结构有排桩式支护结构、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙及逆作拱等；如按材料区分可分成：木质、砖砌、石砌、混凝土及钢筋混凝土、钢制的支挡结构。
　　 支挡结构作为一种结构物，其类型是各种各样的，其适用范围，将取决于结构物所处地形，工程地质，水文地质，水文资料，建筑材料，结构用途，结构本身的特性，施工方
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　　 法，技术经济条件及当地的经验等因素。表1—1仅供参考。

第二章 常用设计资料
　　 第一节 设计应具备资料
　　 支挡结构设计的必备的资料，应根据设计阶段及工程的要求，收集不同的设计资料。
　　 初步设计是在设计任务书中所确定的设计主要条件下，确定支挡结构的平面布置及其类型的选择，经过一定的方案比较，对选定的方案应给出工程数量的计算和造价的概算。
　　 施工设计是根据初步设计，最后确定支挡结构的平面布置、结构类型、断面形状及全部尺寸、工程数量及造价，对于重要的独立支挡结构，如高墙应作出个别施工设计。
　　 —般情况下，各设计阶段应收集与其相应的设计资料，表2—1中概要列出，仅供参考。

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第三章 土压力计算公式及图表
　　 第一节 土压力概论
　　 作用在支挡结构上的土压力，即填土(填土和填土表面上荷载)或挖土坑壁原位土对支挡结构产生的侧向土压力，它是支挡结构物所承受的主要荷载。因此，设汁支挡结构物时，首先要确定土压力的大小、方向和作用点。这是一个复杂的问题，它与支挡结构物的形状、刚度、位移，背后填土的物理力学性质，墙背和填土表面的倾斜程度等有关。
　　 作用在支挡结构上的土压力，根据结构的位移方向、大小及背后填土所处的状态，可分为三种：
　　 1．静止土压力
　　 如果支挡结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移(移动或转动)，背后填土处于弹性平衡状态，如图3—1(b)所示。则作用在结构上的土压力称为静止土压力，并以E o表示。

　　 2．主动土压力
　　 若挡土墙(由于支挡结构本身无变形，则取重力式挡土墙为代表，以后简称挡土墙)在填土产生的土压力作用下离开填土方向向墙前发生位移时，则随着位移的增大，墙后土压力将逐渐减小。当位移达到表3—1中所列数值时，土体出现滑裂面，墙后填土处于主动极限平衡状态。此时，作用于挡土墙上的土压力称为主动土压力，用E a表示，如图3—1(a)所示。

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　　 3．被动土压力
　　 如挡土墙在外荷载作用下，使墙向填土方向位移，随着位移增大，墙受到填土的反作用力逐渐增大，当位移达到表3—1所需的位移量，土体出现滑裂面，墙背后填土就处于被动极限平衡状态，如图3—1(c)所示。这时作用于墙背上的土压力称为被动土压力，以Jp表示。
　　 由图3—2可以看出填土所处平衡状态，土压力与挡土墙位移的关系。

　　 土压力计算，实质是土的抗剪强度理论的一种应用。静止土压力计算，主要是应用弹性理论方法和经验方法。计算主、被动土压力，主要是应用极限平衡理论(处于塑性状态)的库仑理论和朗金理论及依上述理论为基础发展的近似方法和图解法。一般挡土墙均属平面问题，故在以后研究中均取沿墙长度方向每延长米计算。
　　 第二节 静止土压力计算
　　 当建筑在坚实地基上的挡土墙具有足够大的断面，墙在墙后的填土的推力作用下，不产生任何位移和变形时，即挡土墙绝对不动时，墙后土体同墙背的侧限作用而处于弹性平衡状态。此时，作用于墙背上的土压力就是静止土压力。
　　 静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。图3—3中，在填土表面以下任意深度z处M点取一单元体(在M点附近一微小正六面体)，作用于单元体上力有二：一为竖直向的土的自重应力O c，其值等于土柱的重量：二是侧向压应力，是由于侧向不能产生变形而产生的，也就是填土受到挡土墙的静止压力。它的反作用力就是我们要求的静止土压力。由半无限弹性体在无侧移的条件下，其侧向压力与竖直方向压力之间的关系为：

　　 静止土压力系数K o，与土的种类有关，而同一种土的K o，还与其孔隙比、含水量、加压条件、压缩程度有关。常见土的静止土压力系数K o如表3—2所示。
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第四章 特殊情况下土压力计算
　　 第一节 折线型墙背土压力计算
　　 为了减小主动土压力的作用，或提高挡土墙的稳定性，常采用各种折线形的挡土墙背，如图4—1所示。

　　 一、延长墙背法
　　 对于图4—1所示之挡土墙背的土压力计算，常采用延长墙背法。将各段直线段延长，依次按库仑理论公式计算各段墙背的土压力。计算时，首先将AB段墙背视为挡土墙单斜向墙背，按ρ 1与β角算出沿墙ab的主动土压力强度分布，如图4—1中abd。再延长下部墙背BC与填土表面交于c＇点c＇C为新的假想墙背，按β 2和β角计算出沿墙c＇e的主动土压力强度分布图，如图4—1中c＇ef三角形。在墙背倾角ρ为负值的情况下，BC段墙背上主动土压力作用方向取水平方向。最后取土压力分布图aefgda宋表示沿折线墙背作用的主动土压力强度分布图。
　　 用延长墙背法有一定误差。实践证明，如果上、下墙背的倾角ρ相差超过10°以上时，有必要进行修正。这主要是忽略了延长墙背与实际墙背之间的土体及作用其上荷载的重量，多考虑了由于延长墙背和实际墙背土压力方向不同而引起的竖向分量之差。但由于本方法计算简便，一直为工程设计人员广泛采用。文献[44]指出延长墙背法，有时偏于安全，但也有时偏于不安全，在重要设计中最好采用力多边形法。
　　 当上部与下部墙背形成凹形或墙背过缓，土体将会出现第二破裂面，则应按第二破裂面土压力公式计算。
　　 二、力多边形法
　　 根据作用在破裂楔体上各力所构成的力多边形如图4—2所示。由此图可求得作用于下部墙背的土压力正E a 2：

　　 W—下部分墙延长墙背与破裂面之间的土体及其上荷载的重量；

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　　 θ—下部分墙后土体破裂角；
　　 A o、B o--与边界条件有关的系数，可以从破裂棱体几何关系中求得，如图4-2中。

　　 其中 只R 1—墙后填土对上部分墙的破裂面的反力，

　　 E l x—作用在上墙背上的水平土压力。
　　 为求得E 2和破裂角θ，取。
　　 由于力多边形能满足破裂楔体静力平衡矢量闭合条件，因而消除了延长墙背法的误差。

第五章 土压力图解法及电算
　　 第一节 库尔曼图解法
　　 挡土墙后填土表面是不规则形状，或者有集中力、不连续等较复杂的荷载，这时就不能直接应用朗金或库仑理论的已有计算土压力的公式及图表。即使应用以上两种理论去求解，也是比较繁琐的。但应用图解法求解土压力则很方便。
　　 土压力图解法是数解法的一种辅助手段，有时比数值解法还要简便，图解法的方法很多，各有优缺点，本手册介绍一种简便而又应用广泛的库尔曼法。
　　 一、填土表面无超载
　　 库尔曼法是基于库仑理论，应用楔体平衡的试算法求主动土压力的一种图解法。按库仑理论土压力计算的原理，当墙后填土达到极限平衡状态时，填土将沿破裂面滑动，而形成滑动楔体。作用在滑动楔体上的力有三个：土楔体的自重大小、方向均已知；E、R方向已知、大小未知。利用平衡力的封闭三角形，即可求得填土推力正。若假定多个不同的滑动面，可按不同滑动楔体的G、R、正，连续画出多个平衡力的封闭三角形，得出沿不同滑动面滑动时产生的不同推力E 1、E 2、…E n。将不同推力连成曲线，并作此曲线的铅垂线(平行于G)，得切点m，自m点作平行丑的直线，交OG线于n点，则mn为E的最大值，就是主动土压力值E a(图5—1)。

　　 库尔曼图解法具体步骤：
　　 1．如图5—2所示，按比例绘出挡土墙和土坡的剖面图，取单位延长米的墙体计算；

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　　2．过墙踵B点作自然坡面BF，与水平线成ф角，作BL与BF成ψ=90°—δ—ρ角；
　　 3．任意假定BC l为滑动面，算出滑动楔体ABC l的重量G l，并按一定比例在BF线上取Bn l＝G l，自n 1点引BL的平行线，与BC l线交于m l点，则m ln l即为滑动面BC l的主动土压力E l；
　　 4．同理，再假定若干个滑动面(最少五个)BC 2、BC 3、…BC n等，重复上述步骤，可得出相应的n 2、n 3…n n及m 2、m 3、…m n等诸点；
　　 5．将m 1、m 2、…mn各点连成曲线，作该曲线平行于BF线的切线，得切点m，再从m点作与BL平行线，交BF于n点，则mn为所求的主动土压力E a值；
　　 6．过m点作BC线，即为相应于正。的滑裂面。
　　 以上作图仅能求得主动土压力正。大小和方向，其作用点可用下法近似求得(图5—3)：

　　 a．求出滑动楔体ABC的重心O点；
　　 b．自O点引BC的平行线，交于墙背O＇点，该点可视为E a的作用点。
　　 二、填土表面有任意荷载
　　 当填土表面有任意荷载时，求主动土压力图解法基本作法同无荷载时作法。仅需将假定的滑动楔体宽度AC i内的荷载(集中力或分布荷载的合力)和滑动楔体的土重G叠加，进行作图即可。
　　 如滑动楔体内有集中力或分布荷载，其主动土压力作用点可以下列步骤；
　　 1．作VC＇//BF，VC＇ f//BC；
　　 2．由C＇取C＇C＇f/3距离点为E a作用点。(如图5—4a所示)

　　 如滑动楔体外填土表面有超载y，从集中力y画一线到月(VB线)，画VC＇//BF，从C＇取C＇B的1/3作为主动土压力E a作用点。如集中力位于ABC区域以外，应按无荷载处理。
　　 三、库尔曼法求被动土压力
　　 用库尔曼法求被动土压力E p时，只需将BL线画于水平线以下，并与水平线之间夹角为ф。其他步骤与求主动土压力步骤相同，不同点仅在于不是求E最大值，而是求E
　 第六章 重力式挡土墙设计
　　 第一节 概 述
重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形，如图6—1。它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。

　　 由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。
重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。
　　 重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜(图6—la)、垂直(图6—lb)和俯斜(图6—1c)三种类型。
　　 1．按土压力理论，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。
　　 2．如挡土墙修建时需要开挖，因仰斜墙背可与开挖的临时边坡相结合，而俯斜墙背后需要回填土，因此，对于支挡挖方工程的边坡，以仰斜墙背为好。反之，如果是填方工程，则宜用俯斜墙背或垂直墙背，以便填土易夯实。在个别情况下，为减小土压力，采用仰斜墙也是可行的，但应注意墙背附近的回填土质量。
　　 3．当墙前原有地形比较平坦，用仰斜墙比较合理；若原有地形较陡，用仰斜墙会使墙身增高很多，此时宜采用垂直墙或俯斜墙(如图6—2)。

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　　 综上所述：边坡需要开挖时，仰斜墙施工方便，土压力小，墙身截面经济，故设计时应优先选用仰斜墙。
　　 第二节 重力式挡土墙构造
　　 重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.2～1：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。
　　 对于垂直墙，如地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：0.05～1：0.2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4。
　　 采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于0．4m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于0．2m。通常顶宽约为H／12，而墙底宽约为(0.5～0.7)H，应根据计算最后决定墙底宽。
　　 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。为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。墙趾的高度与宽度比，应按圬工(砌体)的刚性角确定，要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角θ(图6—3)，对于石砌圬工不大于35°，对于混凝土圬工不大于45°。一般墙趾的宽度不大于墙高的二十分之一，也不应小于0.1m。墙趾高应按刚性角定，但不宜小于0.4m。

　　 墙体材料：挡土墙墙身及基础，采用混凝土不低于C15，采用砌石、石料的抗压强度一般不小于MU30，寒冷及地震区，石料的重度不小于20kN/m 3，经25次冻融循环，应无明显破损。挡土墙高小于6m砂浆采用M5；超过6m高时宜采用M7.5，在寒冷及地震地区应选用M10。
　　 其他一些具体规定，见第一章有关论述。
　　 第三节 重力式挡土墙设计
　　 挡土墙在墙后填土土压力作用下，必须具有足够的整体稳定性和结构的强度。设计时应验算挡土墙在荷载作用下，沿基底的滑动稳定性，绕墙趾转动的倾覆稳定性和地基的承载力。当基底下存在软弱土层时，应当验算该土层的滑动稳定性。在地基承载力较小时，应考虑采用工程措施，以保证挡土墙的稳定性。
　　 一、作用于挡土墙上的力系计算
　　 作用于挡土墙力系，即一般的荷载和约束反力，如表6—1所示。

第七章 悬臂式与扶壁式挡土墙设计
　　 第一节 概 述
　　 悬臂式与扶壁式挡土墙，如图7—1所示，是钢筋混凝土挡土墙主要的形式，是一种轻型支挡结构物。它是依靠墙身的重量及底板以上的填土(含表面超载)的重量来维持其平衡，其主要特点是厚度小，自重轻，挡土高度可以很高，而且经济指标也比较好。6m左右用悬臂式；6m以上多用扶壁式。它们适用于缺乏石料、地基承载力低及地震地区。

　　 近年来，悬臂式、扶壁式挡土墙在国内已开始大量应用。为论述方便，分为悬臂式、扶壁式两种类型挡土墙分别讨论。
　　 第二节 悬臂式挡土墙构造
　　 一、立板
　　 悬臂式挡土墙是由立板和底板两部分组成。为便于施工，立板内侧(即墙背)做成竖直面，外侧(即墙面)可做成1：0.02～1：0.05的斜坡，具体坡度值将根据立板的强度和刚度要求确定。当挡土墙墙高不大时，立板可做成等厚度。墙顶的最小厚度通常采用20～25cm。当墙高较高时，宜在立板下部将截面加厚。
　　 二、墙底板
　　 墙底板一般水平设置。通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立板连接处向两侧倾斜。
　　 墙底板是由墙踵板和墙趾板两部分组成。墙踵板顶面倾斜，底面水平，其长度由全墙抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。靠立板处厚度一般取为墙高的1/12～1/10，且不应小于20-30cm。
　　 墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、基底应力(即地基承载力)和偏心距等条件来确定，一般可取为0.15～0．3B，其厚度与墙踵相同。通常底板的宽度月由墙的整体稳定来决定，一般可取墙高度H的0.6～0.8倍。当墙后为地下水位较高，且地基承载力很小
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　　 的软弱地基时，月值可能会增大到1倍墙高或者更大。
　　 三、凸榫
　　 为提高挡土墙抗滑稳定的能力，底板设置凸榫，如图6—24。为使凸榫前的土体产生最大的被动土压力，墙后的主动土压力不因设凸榫而增大，凸榫应设在正确位置上。具体设置位置及强度计算参见第六章第三节。
　　 第三节 悬臂式挡土墙设计
　　 悬臂式挡土墙设计，分为墙身截面尺寸拟定及钢筋混凝土结构设计两部分。
　　 确定墙身的断面尺寸，是通过试算法进行的。其作法是先拟定截面的试算尺寸，计算作用其上的土压力，通过全部稳定验算来确定墙踵板和墙趾板的长度。
　　 钢筋混凝土结构设计，则是对已确定的墙身截面尺寸，进行内力计算和设计钢筋。在配筋设计时，可能会调整截面尺寸，特别是墙身的厚度。一般情况下这种墙身厚度的调整对整体稳定影响不大，可不再进行全墙的稳定验算。
　　 悬臂式挡土墙，一般也以墙长方向取一延长米计算。
　　 一、墙身截面尺寸的拟定
　　 根据上节的构造要求，也可以参考以往成功的设计，初步拟定出试算的墙身截面尺寸：墙高是根据工程需要确定的；墙顶宽可选用20～25cm；墙背取竖直面；墙面取1：0.02～1：0.05的斜度的倾斜面，从而定出立板的截面尺寸。
　　 底板在与立板相接处厚度为1/12～1/10H，而墙趾板及墙踵板端部厚度不小于20～30cm；其宽度B可近似取0.6～0.8H，当地下水位高或软弱地基时，月值应增大。墙踵板、墙趾板的具体长度将由全墙的稳定条件试算确定：
　　 1．墙踵板长度
　　 墙踵板长可按下式确定：
　　 一般情况下

　　 有凸榫时

　　 2．墙趾板长度
　　 墙趾板的长度，根据全墙抗倾覆稳定系数公式，基戍合力偏心距e限制和基底地基承
第八章 锚杆挡土墙设计
　　 第一节 概述
　　 锚杆挡土墙是由钢筋混凝土肋柱、挡土板和锚杆组成或者是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的支挡结构物。一般挡土墙是靠自重来保持挡土墙的稳定性。而锚杆挡土墙是靠锚固于稳定土层中锚杆所提供的拉力，以承受结构物的挡土墙的土压力、水压力来保证挡土墙的稳定。这是一种有效的方法。
　　 锚杆挡土墙可作为山边的支挡结构物，也可用于地下工程的临时支撑。在墙较高时，它可以自上而下分级施工，避免坑壁及填土的坍塌。对于开挖工程它可避免内支撑，以扩大工作面而有利于施工。同时由于其施工占地少，可缩小基础开挖面积，加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。目前，在我国已得到广泛应用，在国外应用得更早而且广泛。
　　 目前我国常见的锚杆式挡土墙有两种主要形式：柱板式和板壁式。柱板式挡土墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加挡土板；而板壁式是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。
　　 第二节 柱板式锚杆挡土墙设计
　　 一、柱板式锚杆挡土墙的构造
　　 柱板式锚杆挡土墙，如图8—1所示。由肋柱、挡土板和锚杆组成。可以为预制拼装式，也可就地灌注。根据需要可以是直立式或倾斜式，直立式便于施工。也可以根据地形地质条件，把挡土墙设计为单级的或多级的。上、下级之间一般应设置平台，平台宽度不小于1.5m，每级墙高一般不大于6m。锚杆应根据墙高、墙后填土性质等条件确定用单排锚杆或多排锚杆。

　　 1．锚杆
　　 一般锚杆挡土墙应用的锚杆，多采用钻机钻孔，插入钢筋后，灌浆形成锚固体，也可
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　　 采用直接打入法。根据锚固的形态可将锚杆分为三类：
　　 (1)圆柱形孔洞锚杆。由钻孔机一般钻孔为圆形孔洞。孔洞内采用水泥砂浆灌注或其他固定剂充填，如图8—2。
　　 (2)扩大圆柱体锚杆。将孔由钻机钻出圆柱孔后，在其一定部位采用控制的高压下的灌注浆注入，使孔壁受压扩大而形成部分扩大的圆柱体，如图8—3。

　　 (3)多段扩大圆柱体锚杆。是采用一种特殊插凿装置在孔洞中多处扩大圆柱体，如图8—4。
　　 对于岩石地区采用第一类锚杆；对黏性土和非黏性土的土层地区采用第二、三类；对淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，可进行高压灌浆处理，对锚固体进行二次或多次高压灌浆使锚固段形成一连串球状体，使之与周围土体有更高的嵌固强度。
　　 对于锚杆布置应遵守以下规定：
　　 (1)锚杆上下排间距不宜小于2.Om；锚杆水平间距不宜小于1.5m。
　　 (2)锚杆锚固体上覆土厚度不应小于4.Om；锚杆锚固段长度不应小于4.Om。
　　 (3)倾斜锚杆的倾角不应小于13°，并不得大于45°，以15°～35°为宜。
　　 (4)锚杆自由段长度不宜小于5.Om，并应超过潜在滑裂面1.5m。
　　 锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10。
　　 预应力锚杆体宜选用钢铰线，高强度钢丝或高强度螺纹钢筋。当锚杆抗拔极限承载力小于500kN或锚杆长度小于20m时，采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。
　　 2．肋柱
　　 肋柱截面多为矩形，也可设计为“T”形。混凝土强度等级不低于C20。为安放挡土板和锚杆，截面宽度不宜小于30cm。肋柱的间距视工地的起吊能力和锚杆的抗拔力而定。一般可选用2～3m。每根肋柱根据其高度可布置2～3层锚杆，其位置应尽量使肋柱受力合理，即最大正、负弯矩值相近。
　　 肋柱的底端视地基承载力的大小和埋置深度不同，一般可设计为铰支端或自由端。如基础埋置较深，且为坚硬岩石，也可设计为固定端。
　　 3．挡土板
　　 挡土板多采用钢筋混凝土槽形板，矩形板和空心板。一般采用混凝土强度等级C20。挡土板的厚度应由肋柱间距及土压力大小计算确定，对于矩形板最薄不得小于15cm。挡土板与肋柱搭接长度不宜小于10cm。
　　 4．锚杆与肋柱的连接
　　 当肋柱就地灌注时，锚杆必须插入肋柱，并保证其锚固长度符合规范要求。当肋柱为预制拼装时，锚杆与肋柱之间一般采用螺栓连接。
　　 如图8—5(d)，它是由螺钉端杆、螺母、垫板和砂浆包头所组成，也可采用焊短钢筋
　 第九章 锚定板挡土墙设计
　　 第一节 概述
　　 锚定板挡土墙，是由墙面板、钢拉杆及锚定板和填料组成。钢拉杆外端与墙面板连接，面内端与锚定板连接，通过钢拉杆，依靠埋置在填料中的锚定板所提供的抗拔力来维持挡土墙的稳定，是一种适用于填土的轻型支挡结构。它与锚杆挡土墙的区别是它不是靠钢杆与填料的摩阻力来提供抗拔力的。而是由锚定板提供。
　　 锚定板挡土墙的主要优点是：结构轻，柔性大，占地少，圬工省，造价低。由于其优点很多，因此，在我国铁路、煤矿、轻工等工程中得到广泛地应用，也可作挡土墙、桥台、港湾护岸工程。
　　 锚定板挡土墙主要有两种类型：肋柱式和壁板式两种。肋柱式锚定板挡土墙的墙面系由肋柱和挡土板组成。一般为双层拉杆，锚定板的面积较大，拉杆较长，挡土墙变形较小。壁板式锚定板挡土墙系由钢筋混凝土面板做成。外观美观，整齐，施工简便，多用于城市交通支挡结构物工程。
　　 第二节 肋柱式锚定板挡土墙构造
　　 锚定板挡土墙由肋柱、挡土板、锚定板、钢拉杆、连接件及填料组成，一般情况下应设有基础。如图9—1。根据地形可以设计为单级或双级墙。单级墙高不宜大于6m；双级墙间宜设一平台，平台宽度不宜小于1.5m，上、下两级墙肋相互错开。

　　 一、肋柱
　　 肋柱的间距视工地的起吊能力和锚定板的抗拔力而定，一般为1.5～2.m。肋柱截面多为矩形，也可设计成T形、工字形。为安放挡土板及设置钢拉杆孔，截面宽度不小于24cm。高度不宜小于30cm，每级肋柱高采用3～5m左右。上下两级肋柱接头宜用榫接，也可以做成平台并相互错开。每根肋柱按其高度可布置2～3层拉杆，其位置尽量使肋柱受力均匀。
　　 肋柱底端视地基承载力，地基的坚硬情况及埋深，一般可设计为自由端，铰支端，如埋置较深，且岩性坚硬，也可视为固定端。如地基承载力低时，可设基础。
　　 肋柱设置钢拉杆穿过的孔道。孔道可做成椭圆孔或圆孔，直径大于钢拉杆直径，空隙将填塞防锈砂浆。
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　　 二、挡土板
　　 挡土板可采用钢筋混凝土槽形板、矩形板或空心板。矩形板厚度不小于15cm，挡土板与两肋柱塔接长度不小于10cm，挡土板高一般用50cm。挡土板上应留有泄水孔，在板后应设置反滤层。
　　 三、钢拉杆
　　 拉杆宜选用螺纹钢筋，其直径不小于22cm，亦不大于32mm。通常，钢拉杆选用单根钢筋，必要时，可用两根钢筋组成一钢拉杆。
　　 拉杆的螺丝端杆选用可焊性和延伸性良好的钢材，便于与钢筋焊接组成拉杆。采用精轧钢筋时，不必焊接螺钉端杆。
　　 四、锚定板
　　 锚定板通常采用方形钢筋混凝土板，也可采用矩形板，其面积不小于0.5m 2，一般选用1mx1m。锚定板预制时应预留拉杆孔，其要求同肋柱的预留孔道。
　　 五、拉杆与肋柱、锚定板的连接
　　 拉杆前端与肋柱的连接与锚杆挡土墙相同。拉杆后端用螺帽、钢垫板与锚定板相连。锚定板与钢拉杆组装后，孔道空隙应当填满水泥砂浆。
　　 六、填料
　　 填料应采用碎石类，砾石类土及细粒土填料。不得应用膨胀土、盐渍土，有机质土或块石类土。
　　 七、基础
　　 肋柱下面根据地基承载力确定是否需要设置基础。肋柱式挡土墙的基础可用条形基础或杯座式基础，厚度不小于50cm，襟边不小于10cra，基础埋深大于0．5m及冻结线以下0．25m。为了减少肋柱吊起时的支撑工作量，肋柱下的基础设计如图9-2的杯座基础。它应符合以下要求：当h≤1．Om时，H 1≥h或H i≥0.05倍肋柱长(指吊装时肋柱长)；当h＞1.Om时，H1≥0.8h并H 1≥1.Om；当b/h≥0.65时，杯口一般不配钢筋。

第十章 加筋土挡土墙
　　 第一节 概述
　　 加筋土挡土墙是由墙面板，拉筋和填料三部分组成。其工作原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力，来平衡墙面所承受的水平土压力(即加筋土挡土墙的内部稳定)；并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋土挡土墙的外部稳定)，从而保证了挡土墙的稳定。
　　 加筋土挡土墙的优点是墙可以做得很高。它对地基承载力要求低，适合于软弱地基上建造。由于施工简便，可保证质量，施工速度快，造价低。有例可证明减少圬工量90％以上，节省投资20％～65％，少占地，外形也美观。
　　 加筋土挡土墙，一般应用于支挡填土工程，在公路、铁路、煤矿工程中应用较多。由于加筋土挡土墙所具有的特点，必然会在我国得到广泛应用。对于八度以上地区和具有强烈腐蚀环境中不宜使用。对于浸水条件下应慎重应用。
　　 第二节 加筋土挡土墙构造
　　 加筋土挡土墙主要由竖立的墙面板、其后的填料及埋在经碾压密实填料内的具有一定抗拉强度的并与面板相连接的拉筋所组成。
　　 一、面板
　　 面板的主要作用是防止拉筋间填土从侧向挤出，并保证拉筋、填料、墙面板构成一个具有一定形状的整体。面板应具有足够的强度，保证拉筋端部土体的稳定。目前采用的面板有金属面板、混凝土面板和钢筋混凝土面板。
　　 金属面板可用钢板、镀锌钢板、不锈钢板，通常外形多做成半圆形、半椭圆形，用钢板制作的拉筋焊在其翼缘上。因国内钢材缺少，很少应用金属面板，一般都采用混凝土或钢筋混凝土面板。其形状可用十字形、六角形、矩形、槽形、L形等，具体尺寸可参见表10—1。板边一般应有楔口和小孔，安装时使楔口相互衔接，并用短钢筋插入小孔，将每块墙面板从上、下、左、右串成整体墙面。墙面板应预留泄水孔。当墙面板后填筑细粒土时，应设置反滤层。

　　 二、拉筋
　　 拉筋对于加筋土挡土墙至关重要。应有较高抗拉强度，
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　　 有韧性，变形小，有较好的柔性，与填土间有较大摩阻力，抗腐蚀，便于制作，价格低廉。
　　 国内目前采用扁钢，钢筋混凝土，聚丙烯土工带等。
　　 采用扁钢宜用3号钢轧制，宽不小于30mm，厚不小于3mm。表面应采用镀锌或其他措施防锈，镀锌量不小于0.05g/em2。应留有足够的锈蚀厚度，如表10—2。

　　 钢筋混凝土拉筋板，混凝土强度等级不低于C20，钢筋直径不宜小于8mm。断面采用矩形，宽约10～25cm，厚6～lOcm。可在拉筋纵向配置一定构造筋(保证起吊搬移的安全)和箍筋。我国目前有两种型式：整板式拉筋和串联式拉筋。它表面粗糙，与填料间有较大的摩阻力，加之，板带较宽，故拉筋长度可以缩短，而且造价也低。lOm以下挡土墙，每平方米墙面内拉筋使用钢筋混凝土0.15～0.2m3。一般水平间距为0.5～
第十一章 排桩支护结构
　　 第一节 概述
　　 排桩支护结构，主要用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢板桩及预制钢筋混凝土板桩为主要受力构件。可以是桩与桩连接起来，也可以在钻孔灌注桩间加一根素混凝土树根桩把钻孔灌注桩连接起来；或用挡土板置于钢板桩及钢筋混凝土板桩之间形成的围护结构。为保证结构的稳定和具有一定的刚度，可设置内支撑或锚杆。
　　 一、排桩式支护结构可分为：
　　 1．柱列式排桩支护
　　 当边坡土质较好，地下水位较低，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土体。
　　 2．连续排桩支护
　　 在软土中不能形成土拱，支挡桩应该连续密排。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩连起来。钢板桩，钢筋混凝土板桩可以直接连接，也可在桩中置入挡土板。
　　 3．组合式排桩支护
　　 在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式。
　　 二、按基坑开挖深度及支挡结构支撑情况，排桩支护可分为：
　　 1．悬臂(无支撑)支护结构
　　 当基坑开挖深度不大，可利用悬臂作用挡住墙后土体。
　　 2．单支撑支护结构
　　 当基坑开挖深度较大时，为支护结构安全和减小变形，在支护结构顶部附近设置一道支撑(或拉锚)。
　　 3．多支撑支护结构
　　 当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑(或拉锚)。
　　 桩板式支挡结构是比较传统式的支挡结构。它靠桩体插入土中和支撑体系(或拉锚)抵抗墙后的水、土压力，保证支护结构安全。
　　 利用并列的钻孔灌注桩组成的围护墙体由于施工简单，墙体刚度较大，造价比较低，因此在工程中应用较多。根据上海地区的经验：对于开挖深度＜6m的基坑可选用φ600mm密排悬臂钻孔桩，桩与桩之间可用树根桩密封，也可在灌注桩后注浆或用水泥搅拌桩作防水帷幕；对于开挖深度在4～6m的基坑，根据场地条件和周围环境可选用预制钢筋混凝土板桩或钢板桩，其后注浆或加搅拌桩防渗，设一道围檩和支撑，也可采用φ600mm钻孔桩，后面
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　　 用搅拌桩防渗，顶部设一道圈梁和支撑；对于开挖深度6～lOm的基坑，常采用φ800～1000mm的钻孔桩，后面加深层搅拌桩或注浆防水，并设2～3道支撑，支撑道数视土质情况，周围环境及对围护结构变形要求而定；对于开挖深度大于lorn的基坑，上海地区采用φ800～1000mm钻孔桩，采用深层搅拌桩防水，多道支撑或中心岛施工方法。
　　 同样，板桩式挡土墙也在公路，铁路工程中得到广泛应用。一般悬臂式板桩挡土墙，应用于墙高较低的情况。而拉锚式板桩应用比较广泛。
　　 第二节 排桩支护结构构造
　　 一、柱列式钻孔灌注桩构造
　　 钻孔灌注桩一般直径不宜小于400～500mm，悬臂式桩直径不宜小于600mm，人工挖孔桩的直径不应小于800mm。桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定，一般不大于桩径的1.5倍。在地下水位较低地区，当墙体没有隔水要求时，中心距还可大些，但不宜超过桩径2倍。为防止桩间土塌落，可采用在桩间土表面抹水泥砂浆钢丝网混凝土护面，或对桩间土注浆加固等措施予以保护。
　　 在地下水位较高地区采用钻孔灌注桩围护墙时，必须在墙后设置隔水帷幕。图11—1为采用不同隔水方法的钻孔灌注桩墙体构造。图11—1(d)由于施工偏差，桩间树根桩或注浆体往往难以封堵钻孔桩的间隙而导致地下水流入基坑。因此开挖深度超过5m时，必须慎重使用。其余几种形式隔水帷幕效果相对比较可靠。隔水帷幕下端深度应满足地基土抗渗流稳定的要求。
　　 墙体顶部必设圈梁(冠梁)与桩相连，冠梁为钢筋混凝土矩形梁，宽度(水平方向)不宜小于桩径，梁高(竖直方向)不宜小于400mm。桩与冠梁的混凝土等级宜大于C20；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋，如图11—2。

　　 二、钢板桩构造
　　 钢板桩围护墙一般采用U形或Z形截面形状，当基坑较浅时也可采用正反扣的槽钢；当基坑较深时也可采用钢管、H钢及其他组合截面钢桩。
第十二章 地下连续墙设计
　　 第一节 概述
　　 地下连续墙(简称地连墙)是在地下挖