1、 目 錄第1章 緒論11.1 擋土墻的現(xiàn)狀和發(fā)展11.2 擋土墻的形式1重力式擋土墻1懸臂式和扶墻式擋土墻2加筋土擋土墻2土釘墻3錨定板擋土墻3錨固式擋土墻31.3地基處理方式4重型碾壓法加固地基4三七灰土換填，基底鋪復(fù)合土工膜法加固地基5強夯加基底鋪設(shè)土工格柵的方法加固地基6碎石樁加固地基7石灰樁加固地基81.4設(shè)計內(nèi)容9第2章 設(shè)計基本資料102.1 地質(zhì)勘察報告102.2 設(shè)計范圍132.3 基本資料13第3章 設(shè)計過程153.1 設(shè)計計算理論153.1.1 墻身構(gòu)造153.1.2 荷載組合163.1.3 土壓力計算163.1.4 墻身尺寸計算183.1.4.1 踵板和趾板長度183.1

2、.4.2 立壁和底板厚度193.1.5 基礎(chǔ)設(shè)計及整體穩(wěn)定性驗算223.1.5.1 基礎(chǔ)設(shè)計223.1.5.2 地基計算233.1.5.3 穩(wěn)定性驗算253.1.6 作用(或荷載)效應(yīng)的組合設(shè)計值283.1.7 軸向力偏心距計算283.1.8 承載力計算293.1.9 墻身配筋和裂縫開展寬度計算313.1.9.1 配筋計算313.1.9.2 裂縫開展寬度驗算323.2 設(shè)計計算343.2.1 土壓力計算343.2.2 墻身尺寸計算343.2.3 墻體穩(wěn)定性和基底應(yīng)力驗算383.2.3.2 驗算抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)393.2.3.3 驗算抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)403.2.3.4 驗算偏心距403.2.3.

3、5 驗算基底應(yīng)力403.2.4 墻身配筋和裂縫開展寬度計算403.2.4.1 內(nèi)力計算403.2.4.2 配筋計算443.2.4.3 裂縫開展寬度計算473.2.4.4 斜截面抗剪強度驗算503.2.4.5 箍筋配置計算51第4章 地基處理524.1 地基處理概述524.2 砂石樁法524.2 設(shè)計理論534.2 設(shè)計計算55 復(fù)合地基承載力特征值55第5章 理正驗算565.1 理正軟件介紹565.2 理正驗算結(jié)果56第6章 擋土墻施工656.1 施工準(zhǔn)備656.2 擋土墻基礎(chǔ)656.3 防水和排水676.4 沉降縫與伸縮縫676.5 墻背填料676.6 懸臂式擋土墻686.6.1 混凝土68

4、6.6.2 鋼筋696.6.3 模板696.6.4 施工工藝要求706.7 砂石樁法地基處理施工72第7章 結(jié)論與展望747.1 結(jié)論747.2 展望74參考文獻75致 謝76附錄A 外文翻譯78附錄B 相關(guān)圖紙87第1章 緒論1.1 擋土墻的現(xiàn)狀和發(fā)展隨著社會的快速發(fā)展，交通運輸業(yè)也緊緊伴隨其后，使得這個大社會緊緊的聯(lián)系在一起其中不可或缺的是高速鐵路業(yè)的發(fā)展，一條條高速鐵路遍布中華大地，貫通南北，鏈接?xùn)|西。隨著速度的不斷提升，對鐵路的各方面性能也提出了更高的要求。路基便是其中至為關(guān)鍵的一部分。鐵路路基要求按土工構(gòu)筑物設(shè)計，應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，滿足耐久性要求，并強調(diào)與相鄰構(gòu)筑的變形

5、與剛度協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，滿足高速列車安全、平穩(wěn)運行，以及旅客乘坐的舒適度要求。因此，高速鐵路路基與常規(guī)鐵路相比，具有以下特點：路基變形控制標(biāo)準(zhǔn)高；路基強度高、剛度大，且均勻性要求高；在高速運行以及自然條件下能保持長期穩(wěn)定。對高速鐵路路基來說，必須在路基結(jié)構(gòu)、填筑材料、路基施工工藝、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、工后沉降的控制、抵御各種不良環(huán)境的加固和防護方面，采取比常規(guī)鐵路更高的技術(shù)指標(biāo)，滿足去要求。現(xiàn)如今，實驗技術(shù)有了很大的飛躍，控制指標(biāo)多樣化，新材料不斷涌現(xiàn)，都促進了路基建設(shè)的發(fā)展與進步。1.2 擋土墻的形式 能夠保持結(jié)構(gòu)物兩側(cè)的土體、物料有一定高差的結(jié)構(gòu)成為支護結(jié)構(gòu)。支撐路堤填土或山坡土體，防止填土或土體變形

6、失穩(wěn)，承受側(cè)向土壓力的建筑物稱為擋土墻。1.2.1重力式擋土墻 重力式擋土墻是依靠墻身自重來抵抗土壓力、防止土體坍塌的支擋結(jié)構(gòu)，它是我國目前常用的一種擋土墻形式。重力式擋土墻墻身材料應(yīng)用混凝土或片石混凝土，其強度等級和使用范圍應(yīng)符合現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范。一般不配鋼筋或只在局部位置配置少量鋼筋。這種擋土墻形式簡單、施工方便，可就地取材，適應(yīng)性強，因而應(yīng)用廣泛。一般地區(qū)、浸水地區(qū)、地震地區(qū)和特殊巖土地區(qū)的路肩、路堤和路塹等部位都可采用重力式 擋土墻，路肩、路堤和土質(zhì)路塹的擋土墻高度不宜大于10m，石質(zhì)路塹擋土墻高度不宜大于12m。由于重力式擋土墻靠自身重力來維持平衡穩(wěn)定，因此墻身斷面大，圬工數(shù)量也大，在

7、軟弱地基上修建時往往受到承載力的限制。當(dāng)墻身過高時，材料耗費也高，因而也不經(jīng)濟。 重力式擋土墻，當(dāng)墻身只有單一坡率時，成為直線型墻背；當(dāng)多于一個坡率，則稱為折線形墻背。直線型墻背可做成俯斜、仰斜、垂直三種，墻背向外傾斜時稱為俯斜，墻背向填土一側(cè)傾斜時稱為仰斜，墻背垂直時稱為垂直；折線形墻背有凸形折線墻背和衡重式墻背兩種。1.2.2懸臂式和扶墻式擋土墻 懸臂式擋土墻和扶墻式擋土墻均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計使用年限為60年。懸臂式擋土墻一般由立壁和墻底板組成，呈倒“T”字形，具有三個懸臂，即立壁、墻趾板和墻踵板。扶墻式擋土墻由墻面板、墻趾板、墻踵板及扶助組成。扶助把立壁同墻踵板連接起來，起加筋的作

8、用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，減少立壁的變形。扶墻式擋土墻不宜在不良地質(zhì)地段或設(shè)計地震動峰值加速度大于0.2g以上的地區(qū)采用。 由于受墻踵板的施工條件限制，他們一般用于較平坦的填方路段做路肩墻或路堤墻使用。懸臂式擋土墻高度不宜大于6m，墻頂寬度不宜小于0.2m，當(dāng)墻高大于4m時，宜在墻面板前加貼角。扶墻式擋土墻墻高不宜大于10m，墻頂寬度不應(yīng)小于0.3m。 懸臂式和扶墻式擋土墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是依靠墻身自重和墻踵板上方填土的重力來保證的，而且墻趾板的設(shè)置也顯著的增大了擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性，并大大減小了基地接觸應(yīng)力。 懸臂式和扶墻式擋土墻的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，墻

9、身斷面較小，自身重量輕，可以較好地發(fā)揮材料的強度性能，能適應(yīng)承載力較低的地基。當(dāng)時需消耗一定數(shù)量的剛才和水泥，特別是墻高較大時，鋼材用量極具增加，影響其經(jīng)濟性能。所以宜在石料缺乏、地基承受力較低的填方中采用，其輕型美觀的造型也適合城市。1.2.3加筋土擋土墻 加筋土擋土墻是利用加筋技術(shù)修建的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)物，是由墻面板、拉筋、填料和基礎(chǔ)組成的柔性符合結(jié)構(gòu)物。它依靠填料和拉筋之間的摩擦力作用，平衡調(diào)料作用于墻面上的水平土壓力，使之形成整體，抵抗其后部填料產(chǎn)生的土壓力。1.2.4土釘墻 土釘墻由被加圍巖土體、放置在土中的土釘體和護面板組成。 土釘墻是從隧道新奧法發(fā)展起來的一種用于增加挖方邊坡穩(wěn)定

10、性的邊坡支擋技術(shù)，是一種在原位土體中安置鋼筋等高強度長條材料，使土體的力學(xué)性能得以改善，從而提到原位巖土體的“視凝聚力”及其強度，使被加固土體形成性質(zhì)與原來大為不同的復(fù)合材料的“視重力式擋土墻”。土釘墻適用于一般地區(qū)土質(zhì)及破碎軟弱巖質(zhì)路塹地段，特別適合于有一定粘性的砂土和硬粘土，不宜用于腐蝕性底層、膨脹土地段及地下水較發(fā)育或邊坡土質(zhì)松散地段。1.2.5錨定板擋土墻錨定板擋土結(jié)構(gòu)是一種適用于一般地區(qū)填方的輕型支擋結(jié)構(gòu)，可以用作擋土墻、橋臺、港口護岸工程。錨定板結(jié)構(gòu)是我國鐵路部門首創(chuàng)的一種支擋結(jié)構(gòu)形式，它發(fā)展于20世紀(jì)70年代初期，1974年首次在太焦鐵路上使用，目前在鐵路部門已廣泛使用，公路、水

11、利、煤礦等部門也在立交橋臺、邊坡支擋、邊腳防護等多種工程中使用。錨定擋土墻是由墻面系、拉桿、錨定板以及充填墻面以及錨定板之間的填土所共同組成的一個整體。在這個整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，存在著作用于墻面上的土壓力、拉桿的拉力和錨定板的抗拔力等相互作用的內(nèi)力，還存在著從邊界外部傳來的土 壓力、活載以及結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的作用力和摩擦力，這些外力也必須相互平衡，以保證錨定板擋土墻的整體穩(wěn)定性，防止發(fā)生滑動或蠕動。1.2.5錨固式擋土墻錨固式擋土墻包括錨桿擋土墻、樁板式擋土墻、抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索，設(shè)計使用年限為60年。（1） 錨桿擋土墻 錨桿擋土墻適用于一般地區(qū)巖質(zhì)路塹地段，但其他具有錨固條件的路塹墻也可使用，還可以

12、應(yīng)用于陡坡路堤。在不良地質(zhì)地段使用時，必須采取相應(yīng)的措施、錨桿擋土墻是利用錨桿技術(shù)形成的一種擋土結(jié)構(gòu)物。錨桿是一種新型的受拉構(gòu)件，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物連接，另一端錨固在穩(wěn)定的地基中，以承受土壓力對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。（2） 樁板式擋土墻樁板式擋土墻由錨固樁和擋土板組成，適用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)和地震地區(qū)的路塹和路堤，也可用于滑坡等特殊路基的支擋結(jié)構(gòu)。錨固樁之間設(shè)置的擋土板或采取其他措施維持巖土穩(wěn)定。板樁式擋土墻的樁間距、樁長和橫截面尺寸用綜合考慮確定，樁的自由懸臂長度不宜大于58m。樁板墻頂位移應(yīng)小于懸臂長度的1，且不宜大于10cm。錨固樁應(yīng)錨固

13、在穩(wěn)定的底層中，確保樁后土體不超過樁頂或從樁間滑走，不產(chǎn)生新的敦敦實實滑動。加錨索的錨固樁應(yīng)保證樁與錨索的變性協(xié)調(diào)。錨固樁和擋土板的混凝土強度等級不應(yīng)低于C30，灌注錨索孔的水泥漿強度等級不宜低于M30.（3） 抗滑樁抗滑樁適用于穩(wěn)定滑坡、加固身體及加固其他特殊路基。抗滑樁的樁位應(yīng)設(shè)在滑坡體較薄、錨固段地基強度較高的地段，其平面布置、樁間距、樁長和截面尺寸應(yīng)綜合考慮確定。樁間距宜為610m。抗滑樁的截面形狀宜為矩形。截面尺寸應(yīng)根據(jù)滑坡推力的大小、樁間距以及錨固段地基的橫向容許承載力等因素確定。樁最小邊寬度不宜小于1.25m。抗滑樁的設(shè)計應(yīng)保證滑坡體不超過樁頂或從樁間滑動，不產(chǎn)生新的深層滑動。樁

14、身混凝土的強度等級應(yīng)為C30。當(dāng)?shù)叵滤星治g性時，水泥應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，且耐久性設(shè)計應(yīng)滿足鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的有關(guān)要求。抗滑樁井口應(yīng)設(shè)置鎖口，樁井位于土層和風(fēng)化破碎的巖層時宜設(shè)置護壁，一般地區(qū)鎖口和護壁混凝土強度等級宜為C15，嚴(yán)寒和軟弱地基地段宜為C20.作用于抗滑樁的外力有滑坡推力、樁前滑體抗力和錨固地段底層抗力。樁側(cè)摩阻力和黏聚力以及樁身重力和樁底反力可以不計。（4） 預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力錨索適用于土質(zhì)、巖質(zhì)地層的邊坡及地基加固，其錨固段宜置于穩(wěn)定巖層內(nèi)，腐蝕環(huán)境中不宜采用預(yù)應(yīng)力錨索，必須使用時，應(yīng)采取嚴(yán)格的防腐措施。對極軟巖、風(fēng)化巖，宜采用壓力分散型錨索。預(yù)應(yīng)力錨索有錨固段、自由段和禁

15、固頭三部分組成。緊固頭由墊墩、鋼墊板和錨具組成。預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)采用高強度低松弛鋼絞線制作，采用的鋼絞線應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線扥規(guī)定。施工中不得采用有機械損傷、嚴(yán)重腐蝕、點燒傷等造成降低強度的錨索材料。1.3地基處理方式1.3.1重型碾壓法加固地基施工工藝：1、將原地面用人工配合推土機進行平整，對地表松土較厚處進行適當(dāng)清除。2、用15T振動式壓路機碾壓，碾壓23遍后再取樣檢驗其干密度或壓實度達到97以上時方可合格。3、若取樣檢驗不合格，則需繼續(xù)碾壓，達規(guī)范驗標(biāo)要求為止。1.3.2.三七灰土換填，基底鋪復(fù)合土工膜法加固地基（1）灰土材料選擇及要求1、石灰a.采用熟石灰，并應(yīng)予過篩，其粒徑不得大于

16、5mm。熟石灰中不得夾有未熟化的生石灰塊，也不得含有過多的水分。b.采用的熟石灰粉末其質(zhì)量應(yīng)符合級以上的標(biāo)準(zhǔn)，活性CaO+MgO含量不低于50%，若要拌制強度較高灰土，宜選用I或II級石灰。當(dāng)活性氧化物含量不高時，應(yīng)相增加石灰的用量。c.石灰的貯存時間不宜超過三個月，長期存放將會使其活性降低。2、土料a.采用施工現(xiàn)場就地挖出的粘性土（塑性指數(shù)大于4）拌制灰土。b.淤泥、耕土、凍土、膨脹土以及有機物含量超過8%的土料，都不得使用。c.土料應(yīng)予過篩，其粒徑不得大于15mm。3、石灰用量對灰土強度的影響a.灰土中石灰用量在一定范圍內(nèi)，其強度隨用灰量的增大而提高，但當(dāng)超過一定限值后，則強度增加很小，并

17、有逐漸減小的趨勢。如3：7的灰土，一般作為最佳含灰率，但與石灰的等級有關(guān)，通常應(yīng)以CaO+MgO所含總量達到8%左右為佳。b.石灰應(yīng)以生石灰塊消解（悶透）34天后過篩使用。（2）施工工藝：1、將原地面平整，清除表面松土。2、選擇質(zhì)量好的粘性土，石灰集中拌和，攪拌時要確保拌好的灰土色澤一致，含水量控制在最佳含水量±2%的范圍。3、攪拌達標(biāo)后再用人工配合小型機具鋪攤，鋪攤碾壓采用分段、分層進行。4、每層鋪設(shè)厚度根據(jù)夯實方法選定，采用輕型夯實機械一般為2025cm厚，夯實遍數(shù)不少于4遍，上、下墊層灰土接縫相錯不小于0.5m，當(dāng)時拌和，當(dāng)日鋪墊，當(dāng)日夯實。不得隔日使用，隔日夯打。5、夯實的灰

18、土層3天內(nèi)不得受水浸泡。若剛筑完畢或尚未夯實的灰土如遭受雨淋浸泡，則應(yīng)將積水及松軟灰土除去并補填夯實。6、換填達設(shè)計標(biāo)高后再在其上鋪設(shè)復(fù)合土工膜。（3）鋪設(shè)復(fù)合土工膜應(yīng)符合下列規(guī)定：1、復(fù)合土工膜的品種、規(guī)格和性能應(yīng)符合設(shè)計要求。2、砂料應(yīng)采用含泥量不大于5%的中、粗砂，砂中不得含有尖石、樹根等雜物。3、鋪設(shè)復(fù)合土工膜前先整平，壓實底層，將換填層頂面做成有24%的排水坡，且坡面平整。4、鋪設(shè)時應(yīng)理伸、拉直、繃緊，不得有褶皺和破損。接口處搭接長度不小于0.3m。5、鋪設(shè)多層復(fù)合土工膜時，應(yīng)使上、下層接頭互相錯開，錯開距離不應(yīng)小于0.5m。6、鋪好后應(yīng)及時上砂覆蓋，不得在其上走行車輛和其他機械。7

19、、在復(fù)合土工膜上填第一層土?xí)r，應(yīng)先填兩邊，后填中間，避免擠動面砂，使土工膜松弛。壓實應(yīng)先用輕型壓路機碾壓34遍后改用重型壓路機械壓至合格。1.3.3.強夯加基底鋪設(shè)土工格柵的方法加固地基（1）機械設(shè)備選用1、據(jù)設(shè)計單級夯能4000KN·m的要求，選用起重力為50T履帶式起重機。2、夯錘選用20T夯錘，錘底面為圓形，直徑為2.0m，下部為圓柱，上部為圓臺的鋼筋混凝土構(gòu)件。（2）強夯法施工步驟：1、人工配合推土機將現(xiàn)場平整、碾壓以利吊機作業(yè)。2、根據(jù)各夯點設(shè)計位置進行測量放線，定出各夯點位置。用白灰或小木樁標(biāo)出確保每遍施夯位置準(zhǔn)確。3、測量定位后，吊機可就位進行龍門架安裝，試吊重錘，試驗

20、脫鉤器開啟情況，測定起錘高度，確定脫鉤纜繩長度等工作。4、待一切試驗性施工完成，取得有關(guān)數(shù)據(jù)后方可正式進行強夯。5、強夯時每個夯點的各次夯擊都要記錄其平均下沉量，夯擊一遍后用推土機將夯坑填平，并測量計算出場地的平均沉落量。6、一次夯擊完成后，根據(jù)坑外控制樁再次放線定點，再進行下一遍夯擊，兩次間隔時間在一周以上。7、最后一遍是低落距的滿拍，之后，清理場地，撤出夯機。8、強夯結(jié)束后，需進行一次夯后檢驗，準(zhǔn)確測出場地最終沉降量與地基承載力等。（3）施工過程詳見圖3-1強夯施工程序框圖。（4）強夯地基有部分地段需鋪設(shè)土工格柵，土工格柵鋪設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、土工格柵的品種、規(guī)格和性能應(yīng)符合設(shè)計要求。2

21、、砂料應(yīng)采用含泥量不大于5%的中、粗砂，砂中不得含有尖石、樹根等雜物。3、鋪設(shè)土工格柵應(yīng)使其長幅沿線路橫斷面方向鋪設(shè)，并應(yīng)從一端向另一端一幅一幅地向前推進，幅與幅間采用搭接，搭接寬度為10cm，并用U型釘縫合。4、鋪設(shè)多層土工格柵時，應(yīng)使上、下層接頭互相錯開，錯開距離不應(yīng)小于0.5m。5、鋪前應(yīng)先整平、壓實底層，鋪設(shè)時應(yīng)理伸、拉直、繃緊，不得有褶皺和破損，緊貼地面。做好錨頭后及時上砂覆蓋，不得在其上走行車輛和其他機械。6、在土工格柵上填第一層時，應(yīng)先填兩邊，后填中間，避免擠動面砂，使土工格柵松弛；壓實時應(yīng)先用輕型壓路機碾壓34遍后，改用重型壓路機械壓至合格。1.3.4.碎石樁加固地基（1）施工

22、準(zhǔn)備1、測量放線：根據(jù)該段路基寬度及樁距畫出施工樁位平面布置圖，用路基中線放出路基寬度，用經(jīng)緯儀穿出樁位平面縱橫軸線，定出樁位，用石灰粉作出標(biāo)記。2、地面處理：首先挖除0.3m厚的地表種植土（挖除地表植物根系），用土回填至原地面，其頂面做成三角形，中心比兩側(cè)高0.2m，以利施工時排水，地面處理寬度不小于路堤加護道寬度。用15t震動碾碾壓7遍，檢測密度達K=0.91。然后再進行碎石樁施工。3、材料要求及級配選定：碎石選用未風(fēng)化的干凈碎石，含泥量不能大于5，設(shè)計時碎石粒徑選用1030mm，35；2040mm，65。并根據(jù)成樁試驗每米所需碎石用量。4、碎石的含水量：根據(jù)以往施工經(jīng)驗及試驗數(shù)據(jù)，碎石含

23、水量為5.1時達到最佳狀態(tài)，即為碎石最佳含水量，施工時以此數(shù)據(jù)經(jīng)試驗可適當(dāng)調(diào)整至最佳狀態(tài)。（2）機械選用選用DZ-30Y型電震動打樁機，打樁機下端裝有活瓣鋼樁靴樁管。（激振力234KN、管長10m）。成孔方法為重復(fù)壓管、振動成孔。1.3.5.石灰樁加固地基（1）機械、材料的選用1、采用YKC-20沖擊成樁機；卷揚機。2、夯錘為直徑30cm的鋼筋混凝土重錘，重為150kg。3、生石灰選用粒徑為15cm，其含粉量不得超過總重量的10%，CaO含量不得低于80%，其中夾石不大于5%。4、選用灰砂體積比為（24）：1的砂填充石灰樁孔隙。（2）施工順序先外排后內(nèi)排，先周邊后中間；單排樁應(yīng)先施工兩端后中間

24、，并按每間隔12孔的施工順序進行，不允許由一邊向另一邊平行推移。對很軟的粘性土地基，應(yīng)先在較大距離打石灰樁，過四個星期后再按設(shè)計間距補樁。（3）成樁1、成孔采用沖擊鉆機將0.63.2T錐形鉆頭提升0.5m2.0m高度后自由落下，反復(fù)沖擊，使土層成孔。2、填夯成孔檢驗合格后應(yīng)立即填夯成樁，一般都是人工填料，機械夯實。3、封頂可在樁身上段夯入膨脹力小，密度大的灰土或粘土將樁頂搗實，亦稱樁頂土塞，也可用C7.5素混凝土封頂搗實。封頂長度一般在1.0m左右，對于直徑500mm的石灰樁，封頂長度取1.5m。（4）質(zhì)量檢驗1、樁身質(zhì)量的保證與檢驗。控制灌灰量。靜探測定樁身阻力，并建立ps與s關(guān)系。挖樁檢驗

25、與樁身取樣試驗。載荷試驗。輕便觸探法進行檢驗。2、樁周土檢驗采用靜探、十字板和鉆孔取樣方法進行檢驗。3、復(fù)合地基檢驗采用大面積載荷板的載荷試驗進行檢驗。1.4 設(shè)計內(nèi)容路基支護工程類型較多，包括各種類型的擋土墻與其他具有承重作用的支撐結(jié)構(gòu)物。就擋土墻而言，按其設(shè)置的位置可以分為路塹擋土墻和路肩擋土墻，路堤擋土墻，山坡?lián)跬翂Φ取８鶕?jù)實際的勘測數(shù)據(jù)，知道其所在區(qū)域缺乏石料，所以決定在此處修建一座懸臂式擋土墻。懸臂式擋土墻設(shè)計主要包括土壓力計算、墻身尺寸計算、墻身穩(wěn)定性和基底應(yīng)力驗算，以及墻身配筋計算和裂縫寬度驗算等。第2章 設(shè)計基本資料2.1 地質(zhì)勘察報告一、地層結(jié)構(gòu)及空間分布經(jīng)鉆探揭露，場地巖土

26、層依據(jù)成因、物質(zhì)組成不同自上而下可劃分為雜填土、卵石土、卵石、粉砂巖四層。各土層的工程特征分述如下：1、 雜填土（Qml）：黃褐色，結(jié)構(gòu)松散，主要成分為粘性土混碎石塊、卵石、紅磚等。局部填土厚的地段是由于上世紀(jì)40年代的彈坑回填形成。本層在場地內(nèi)均有分布，厚度為1.58.5m，一般厚度為1.5m。 2、卵石土（Q4al+pl）：黃褐色，稍密，卵石含量為50%左右，卵石成分以石英砂巖、石灰?guī)r及花崗巖構(gòu)成，磨圓度較好，分選性差，卵石之間主要被粘性土充填，隨著深度增加粘土充填物減少，礫砂充填物增加。卵石直徑一般在26cm，最大卵石粒徑大于10cm。本層在場地內(nèi)分布均勻，層厚為6.312.6m，平均厚

27、度為11.5m；層面埋深為1.58.5m，平均埋深為3.5m。3、卵石（Q4al+pl）：本層土根據(jù)卵石的密實度、顆粒大小分為2個亞層，其特征分述如下：3-1：黃褐色，稍密-中密，卵石含量為5070%，卵石成分以石英砂巖及花崗巖構(gòu)成，卵石之間充填著礫石、砂，分選性差，顆粒級配較好，卵石磨圓度較好，粒徑一般為25cm，個別大于 20cm。本層在場地內(nèi)分布均勻，層厚為1.84.0m，平均厚度為3.5m；層面埋深為14.517.3m，平均埋深為15.0m。3-2：黃褐色及灰色，中密-密實，卵石含量為7080%，卵石成分以石英砂巖、石灰?guī)r及花崗巖構(gòu)成，卵石之間充填著礫石、砂，顆粒級配較好，卵石磨圓度較

28、好，卵石之間排列緊密，粒徑一般為36cm，偶含大于 10cm的卵石。局部地方有卵石膠結(jié)層。本層在場地內(nèi)分布均勻，有2個鉆孔鉆穿本層，層厚為16.0m左右；層面埋深為17.920.1m，平均埋深為18.5m。4、粉砂巖（K1wl）:為白堊紀(jì)下統(tǒng)五龍組地層，依據(jù)風(fēng)化程度分為強風(fēng)化和中風(fēng)化二個亞層。4-1：強風(fēng)化：棕紅色，稍濕，散體狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形態(tài)為碎屑狀，裂隙發(fā)育，手可捏碎，巖芯呈片狀，餅狀，原巖結(jié)構(gòu)清晰。本次勘察有2個鉆孔揭露出本層，層厚為1.6m左右；層面埋深為一般為34.4m。4-2：中風(fēng)化，互層狀，主要由灰褐色鈣質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖組成，夾薄層的紫紅色的粘土巖，巖石具層理構(gòu)造，碎屑結(jié)構(gòu)，主要礦物

29、成分為石英、長石和白云母等，試驗結(jié)果表明，巖石屬于軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級為IV級。根據(jù)宜昌地區(qū)區(qū)域資料，本層巖體呈中厚層狀構(gòu)造，產(chǎn)狀平緩，巖層穩(wěn)定。本次勘察有2個鉆孔揭露出本層，揭露層面埋深36.1m左右。三、場地地層主要特征及其說明根據(jù)室內(nèi)實驗及野外原位測試試驗成果，各巖土層的主要特征及工程性能如下：1、雜填土：結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，不宜作為基礎(chǔ)持力層。2、卵石土：稍密，分布均勻，承載力較高，中等壓縮性土，可作為天然地基基礎(chǔ)持力層。3-1、卵石：稍密，分布均勻，埋藏較深，承載力較高，中等壓縮性土，一般可作為基礎(chǔ)持力層。3-2、卵石：中密，分布均勻，承載力高，低壓縮性，為良好的基礎(chǔ)持

30、力層。4-1、強風(fēng)化砂巖：埋藏深，承載力較高，為卵石與中風(fēng)化巖石的過渡層，一般不作為基礎(chǔ)持力層。4-2、中風(fēng)化砂巖：堅硬，分布均勻，承載力高，可認為不可壓縮，為良好的基礎(chǔ)持力層。 場地水文地質(zhì)條件場地地下水主要為孔隙潛水，場地內(nèi)表層素填土為強透水層，第2層卵石土為相對弱透水層，第3層卵石為強透水層，泥質(zhì)粉砂巖為隔水層。勘察期間測得場地地下水平均穩(wěn)定水位為地面下 10.5m。場地內(nèi)地下水與長江水相通，地下水位隨著長江水位的升降而變化。由于場地地下水和長江水相通，且場地附近無污染源，由此可以判定環(huán)境土對建筑材料無腐蝕性。根據(jù)附近地區(qū)的資料表明，地下水對建筑材料無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。根據(jù)鄰近

31、高層建筑物基坑開挖的經(jīng)驗，本工程的基礎(chǔ)施工和基坑開挖只要避開洪水期（7月、8月），地下水對基礎(chǔ)和基坑開挖沒有影響。因此，建議在枯水季節(jié)進行基礎(chǔ)和基坑的施工。如果在汛期間開挖基坑，一定要做好地下水的降水工作，根據(jù)場地地質(zhì)條件，降水方法可采用管井或大口井，進行降水設(shè)計時可按表8取值。各土層滲透系數(shù)取值表 表1-11雜填土2卵石土3-1卵石3-2卵石滲透系數(shù)(m/d)2075120100 地震效應(yīng)評價本次勘察布置了2個波速測試孔（ZK5、ZK7）。測試結(jié)果表明：在20m 深度范圍內(nèi)，ZK5等效剪切波速se=341.7m/s；ZK8等效剪切波速se=308.7m/s，場地內(nèi)各土層的等效剪切波速見表9各

32、土層的等效剪切波速見 表1-21雜填土2卵石土3-1卵石3-2卵石平均波速(m/s)186.6193.4366.0372.7406.7415.8452.5458.2按照最不利條件，計算土層的等效剪切波速，根據(jù)地質(zhì)條件，應(yīng)計算ZK3孔，由于20m以下土層剪切波速更高，因此計算深度取20m，計算結(jié)果如下：se=(8.5×186.6+6.3×366.0+3.1×406.7+2.1×452.5)/20=305.1 m/s。根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范，本場地類型為中硬場地土。根據(jù)建筑物場地類別和場地覆蓋層厚度劃分為II類建筑場地。建筑場地穩(wěn)定，屬于抗震有利地段。建筑場地附近

33、沒有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用。建筑場地內(nèi)沒有可液化土層，可不考慮液化影響。杭州市地區(qū)地殼比較穩(wěn)定，無震源構(gòu)造，地震影響主要受外圍波及，基本烈度為6度，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g。結(jié)論、建議與說明一、結(jié)論1、本場地未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地較穩(wěn)定，適宜本工程建設(shè)。2、場地地下水主要為孔隙潛水。場地環(huán)境水和土對建筑材料無腐蝕性。3、建筑場地屬于抗震有利地段，無可液化土層。場地地震基本烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，特征周期為0.35s。二、建議1、根據(jù)場地巖土工程條件和建筑物特點，建議采用天然地基方案，以第2層

34、卵石土為基礎(chǔ)持力層。2、建議基礎(chǔ)和基坑開挖避汛期施工，以避免地下水的影響。3、建議基坑支護采用噴錨支護與土釘墻的形式。4、建議基坑開挖后進行靜載荷試驗，以確定和檢驗地基土的承載力值。6、建議基坑開挖施工和建筑施工階段均應(yīng)按相關(guān)規(guī)范進行變形觀測。 7、基坑開挖后應(yīng)通知巖土工程師驗槽。三、說明本報告使用的高程為黃海高程系統(tǒng)。2.2 設(shè)計范圍本設(shè)計是以上述巖土工程勘察報告為基礎(chǔ)，設(shè)計一座擋土墻。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量勢必快速增長，早期修建的高速公路勢必將不能滿足交通量快速增長的要求。根據(jù)國家政治、經(jīng)濟發(fā)展的需要高速公路在當(dāng)今社會發(fā)揮著重要的作用，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生產(chǎn)建設(shè)項目逐年增加，由此帶來

35、的生態(tài)環(huán)境破壞、安全生產(chǎn)隱患等逐漸增多，而擋土墻在其中發(fā)揮了重要作用。2.3 基本資料表2-1 土層參數(shù)含水量16.9%摩擦角(°)35天然重度(kN/m3)18.5容許承載力(kPa)150壓縮模量(MPa)5表2-2 擋土墻基本資料墻身填料及地基擋土墻類型路肩擋土墻填土種類砂類土墻高H(m)6.00填土重度(kN/m3)18.5墻頂寬b(m)0.30填土內(nèi)摩擦角(°)35墻背坡度1:0.05基礎(chǔ)埋置深度(m)0.70墻面坡度1:0.00地基土類別粘土混凝土等級C20地基土內(nèi)摩擦角(°)35鋼筋混凝土重度(kN/m3)25基底摩擦系數(shù)0.50鋼筋種類HRB335

36、(主筋)地基容許承載力(KPa)400HPB235(箍筋)表2-3 擋土墻設(shè)計參數(shù)公路等級及荷載強度混凝土設(shè)計數(shù)據(jù)公路等級一級抗壓設(shè)計強度(KPa)9200抗拉設(shè)計強度(MPa)1.06汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)公路-級彈性模量(KPa)2.55×裂縫容許寬度(mm)0.2路基寬度(m)26鋼筋設(shè)計數(shù)據(jù)等代土層高度(m)0.70抗拉設(shè)計強度(KPa)2.8×彈性模量(KPa)2.0×第3章 設(shè)計過程3.1 設(shè)計計算理論懸臂式擋土墻的設(shè)計內(nèi)容主要包括土壓力計算、墻身尺寸計算、墻身穩(wěn)定性和基地應(yīng)力驗算，以及墻身配筋計算和裂縫寬度驗算等3。3.1.1 墻身構(gòu)造圖3-1 懸臂式擋土墻懸

37、臂式擋土墻(圖3-1所示)，由立壁和墻底板組成。墻高一般不大于6m，且墻高大于4m時，應(yīng)在立壁前設(shè)置加勁肋。當(dāng)墻高較大時，立壁下部的彎矩大，鋼筋和混凝土用量劇增，影響這種結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟效果，此時可采用扶壁式擋土墻。另為，為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，減少墻踵板的長度，通常在墻踵板的中部設(shè)置凸榫(防滑鍵)。(1) 立壁立壁為錨固于墻底板的懸臂梁。為了便于施工，立壁的背坡一般為豎直，胸坡應(yīng)根據(jù)強度和剛度確定，一般為1：0.021：0.05。墻頂?shù)淖钚『穸韧ǔ２捎?525cm，路肩擋土墻不宜小于20cm。當(dāng)墻身較高時，宜在立壁的下部將截面加厚。(2) 墻底板墻底板通常為水平設(shè)置。當(dāng)墻身受抗滑穩(wěn)定控制時

38、，多采用凸榫基礎(chǔ)。墻底板由墻踵板和墻趾板兩部分組成。墻踵板頂面水平，其長度由全墻的抗滑穩(wěn)定驗算確定，并應(yīng)具有一定的剛度，通常為墻高的1/121/10，且不應(yīng)小于30cm。墻趾板的長度根據(jù)全墻的傾覆穩(wěn)定、基底應(yīng)力和偏心距等條件確定。墻趾板與立壁銜接處的厚度與墻踵板相同，朝墻趾方向一般設(shè)置向下傾斜的坡度，墻趾端的最小厚度為30cm。(3) 凸榫為使凸榫前的土體產(chǎn)生最大的被動土壓力，墻后的主動土壓力不致因設(shè)置凸榫而增加，通常將凸榫置于通過墻趾與水平成45°-/2角線和通過墻踵與水平成角線的范圍之內(nèi)。凸榫的高度應(yīng)根據(jù)凸榫前土體的被動土壓力能夠滿足全墻的抗滑穩(wěn)定要求而定。凸榫的厚度除了滿足混凝

39、土的直剪和抗彎的要求以外，為了便于施工，還不應(yīng)小于30cm。3.1.2 荷載組合懸臂式擋土墻所承受的作用力(或荷載)及其組合如表3-1所示，本設(shè)計采用荷載組合。表3-1 常用作用力(或荷載)組合表組合作用力(或荷載)名稱擋土墻結(jié)構(gòu)重力、墻頂上的有效永久荷載、填土重力、填土側(cè)壓力及其他永久作用(或荷載)相組合組合與基本可變作用(或荷載)相組合組合與其他可變作用(或荷載)相組合3.1.3 土壓力計算(1)填土表面為折線性或有局部荷載作用時，如圖3-2所示。圖3-2 懸臂式擋土墻的庫侖土壓力為了簡化計算，車輛荷載按車道寬度均攤的方法計算當(dāng)量土層厚度，作用于擋土墻的土壓力，可按第二破裂面庫侖公式計算。

40、不能形成第二破裂面時，用墻踵下緣與墻背上緣的連線作為假想墻背按庫侖公式計算。(2)填土表面為一平面或其上有均布荷載作用時，如圖3-3所示。一般采用朗金公式計算作用于墻踵垂直面上的土壓力，土壓力的作用方向平行于墻頂?shù)孛妗Ｔ趬ι斫Y(jié)構(gòu)驗算中，將土壓力分為和，分別作用于垂直面AB上和豎直面BC上；填土ADFG的重量W作用在踵板上。圖3-3 臂式擋土墻的朗金土壓力(3-1) (3-2) (3-2) (3-4) (3-5) (3-6)其中，K為朗金土壓力系數(shù)，當(dāng)?shù)孛嫠綍r，=0，3.1.4 墻身尺寸計算3.1.4.1 踵板和趾板長度(1)踵板長度(m)66路肩墻，墻頂有均布荷載，立壁面坡度為0時，如圖3-

41、4a所示。 (3-7)路塹墻或路堤墻，墻頂?shù)孛媾c水平線成角，立壁面坡的坡度為0時，如圖3-4b所示。 (3-8)由上式通過試算法求出。當(dāng)立壁面坡的坡度為1:m時，以上兩式應(yīng)加上立壁面坡修正長度(m)，如圖3-4c所示。 (3-9)a)b)c)圖3-4 臂式擋土墻的尺寸式中，滑動穩(wěn)定系數(shù)，對于加設(shè)凸榫的擋土墻，在未設(shè)凸榫前，要求1.0；基地摩擦系數(shù)；填土重度(kN/m3)；活荷載的換算土層高(m)；重度修正系數(shù)，由于未考慮趾板及其上部土重對滑動的作用，因而將填土的重度根據(jù)不同的和提高3%20%，見表3-2。表3-2 重度修正系數(shù)填土重度(kN/m3)摩擦系數(shù)0.300.350.400.450.5

42、00.600.700.841.00161.071.081.091.101.121.131.151.171.20181.051.061.071.081.091.111.121.141.16201.031.041.041.051.061.071.081.101.12(2) 趾板長度(m)趾板長度一般情況下由基底應(yīng)力或偏心距控制，高端時由傾覆穩(wěn)定性控制。路肩墻，如圖3-5a所示。 (3-10a)式(3-10a)中，路堤墻或路塹墻，如圖3-5b所示。 (3-10b)底板寬度如果由計算出的基底應(yīng)力，或時，應(yīng)采用加寬基礎(chǔ)的方法加大，使其滿足要求。3.1.4.2 立壁和底板厚度(1) 立壁和底板厚度取決于墻

43、身構(gòu)造要求和截面強度要求(配筋或斜裂縫寬度)。一般配筋率采用0.3%0.8%，截面厚度由式(3-11)確定。 (3-11a)式中，截面有效厚度(m)； 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTGD62-2004)(以下簡稱橋規(guī))計算的彎矩(kN·m)； 混凝土安全系數(shù)，采用1.25； 矩形截面寬度，取1.0m； 計算系數(shù)； (3-11b) 計算系數(shù)； (3-11c) 配筋率； 縱向受拉鋼筋設(shè)計強度(kPa)； 混凝土抗壓設(shè)計強度(kPa)。 (2)為了防止斜裂縫開展過大和斜壓破壞，截面有效厚度應(yīng)滿足關(guān)系式(3-12)： (3-12)圖3-5 彎矩和剪力計算圖式中，截面有效

44、厚度(cm)；根據(jù)橋 規(guī)計算的最大剪力 (kN)； 混凝土截面寬度，取100cm。 立壁和底板有效厚度取式(3-11)、(3-12)計算結(jié)果中的最大者。 (3) 彎矩和剪力計算 如圖3-5所示，將擋土墻分為立壁、趾板和踵板三個懸臂梁，同時固著于夾塊ABCB上，且夾板處于平衡狀態(tài)。趾板當(dāng)趾板埋深為h時，趾板AB截面處的剪力(kN)和彎矩(kN·m)為： (3-13) (3-14)式中，趾板計算長度(墻趾至立壁根部的距離) (cm)； 、墻趾和墻踵處的地基應(yīng)力(kPa)； 墻趾與立壁根部處趾板厚度的平均值(m)； 趾板端部厚度(m)； 鋼筋混凝土重度(kN/m3)； 墻后填土重度(kN/

45、m3)。立壁 (3-15) (3-16)式中，、計算截面以上(從立壁頂部算起墻高為時)的主動土壓力及其水平分力(kN)； 主動土壓力系數(shù)； 墻頂?shù)孛鎯A角； 活荷載的換算土層高度(m)； 主動土壓力對計算截面中心的彎矩(kN·m)； 計算截面處的剪力(kN)。踵板 (3-17) (3-18)式中，、計算截面處的剪力(kN)和彎矩(kN·m)； 踵板計算長度(踵板端至計算截面的距離) (m)； 作用在踵板上的主動土壓力(kN)； 作用在踵板上的主動土壓力的垂直分力對計算截面的力臂(m)； (3-19) 踵板厚度(m)。當(dāng)采用極限狀態(tài)法時，用式(3-13)(3-19)計算出的內(nèi)力

46、，需按橋規(guī)換算成相應(yīng)計算內(nèi)力。為簡化計算過程，將車輛產(chǎn)生的附加土壓力當(dāng)作永久荷載處理，荷載安全系數(shù)取為1.25。3.1.5 基礎(chǔ)設(shè)計及整體穩(wěn)定性驗算3.1.5.1 基礎(chǔ)設(shè)計(1)擋土墻的基礎(chǔ)類型，除特殊地基情況需采用樁基礎(chǔ)外，宜采用明挖基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)宜設(shè)置在地質(zhì)情況較好的地基上，當(dāng)?shù)鼗鶠樗绍浲翆訒r，可采用換填、砂樁、攪拌樁等方法處理地基。擋土墻采用剛性基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底部的擴展部分不應(yīng)超過材料的剛性角。對于混凝土基礎(chǔ)，剛性角不應(yīng)大于40°；對于片石、塊石、粗料石砌體基礎(chǔ)，當(dāng)用M5以上砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于35°，當(dāng)用M5及低于M5砂漿砌筑時，剛性角不應(yīng)大于30°。

47、擋土墻的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土條形擴展基礎(chǔ)時，應(yīng)按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004)的規(guī)定進行設(shè)計。(2)基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1.00m時，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1.00m。當(dāng)凍結(jié)深度超過1.00m時，基底最小埋置深度不小于1.25m，還應(yīng)將基底至凍結(jié)線0.25m深度范圍的地基土換填為弱凍脹材料。受水流沖刷時，應(yīng)按路基設(shè)計洪水頻率計算沖刷深度，基底置于局部沖刷線以下不小于1.00m。路塹式擋土墻的基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于路塹邊溝底面不小于0.50m。在風(fēng)化層不厚的硬質(zhì)巖石地基上，基底宜置于基巖表面風(fēng)

48、化層以下；在軟質(zhì)巖石地基上，基底最小埋置深度不小于1.00m。(3)建筑在斜坡地面的擋土墻，基礎(chǔ)前趾埋入地面的深度和距地表的水平距離應(yīng)符合表3-3。表3-3 斜坡地面基礎(chǔ)埋置條件土層類別最小埋入深度h(m)距地表水平距離l(m)較完整的硬質(zhì)巖石0.250.250.50一般硬質(zhì)巖石0.600.601.50軟質(zhì)巖石1.001.002.00土層1.001.502.50(4)擋土墻采用傾斜基底時，其傾斜度應(yīng)符合表3-4表3-4 基底傾斜度地層類別基底傾斜度tan一般地基巖石0.3土質(zhì)0.2浸水地基0.50.00.50.60.10.60.2注：為基底傾斜角，為基底面與水平線的夾角；為基底與地基土的摩擦系

49、數(shù)。(5)明挖基礎(chǔ)的基坑面，應(yīng)設(shè)置不小于4%的排水橫坡。在濕陷性黃土地區(qū)，應(yīng)采取消除濕陷或防止水流下滲的措施。3.1.5.2 地基計算(1)擋土墻地基承載力計算時，傳至基礎(chǔ)底面上的作用(或荷載)效應(yīng)，宜按正常使用極限狀態(tài)下作用(或荷載)效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，相應(yīng)的抗力采用地基承載力特征值。計算擋土墻及地基穩(wěn)定時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用(或荷載)效應(yīng)組合。計算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用(或荷載)效應(yīng)、配置鋼筋、驗算材料強度時，作用(或荷載)效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的作用(或荷載)效應(yīng)組合。(2)擋土墻明挖基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力可按下列公式計算： (3-20) (3-21) (3-22)公式(3-20)及公式(3-21)的使用條件為 (3-23)式中，標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基底上的垂直力(kN/m)； 基礎(chǔ)地面每延米的面積，即基礎(chǔ)寬度； 基礎(chǔ)底面寬度，對于傾斜地基為其斜寬(m)； 基底合力的偏心距(m)；