1、2022-6-28第第6 6章章 路基的防護與加固路基的防護與加固 擋土墻（擋土墻（B B）6.1 6.1 擋土墻的分類擋土墻的分類6.2 6.2 重力式擋土墻的構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造 6.3 6.3 土壓力計算土壓力計算6.4 6.4 重力式擋墻的設(shè)計計算重力式擋墻的設(shè)計計算 2022-6-28作用：作用：（1）防止路基填方或挖方）防止路基填方或挖方邊坡變形失穩(wěn)邊坡變形失穩(wěn)；（2）克服）克服地形限制地形限制或地物干擾；或地物干擾；（3）減少土方量減少土方量或拆遷，減少占地面積，避免填方侵占或拆遷，減少占地面積，避免填方侵占河床；河床；（4）防止）防止水流沖刷水流沖刷岸坡；岸坡；（5）整治滑坡

2、整治滑坡病害。病害。 2022-6-286.1 擋土墻的類型擋土墻的類型 按按位置位置分分: 路肩墻路肩墻 路堤墻路堤墻 路塹墻路塹墻2022-6-28按按結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式分：重力式擋墻分：重力式擋墻 輕型擋墻輕型擋墻重力式擋墻重力式擋墻：重力式：重力式 衡重式衡重式 半重力式（墻趾）半重力式（墻趾） 跺式跺式輕型擋墻輕型擋墻：薄壁式：懸臂式：薄壁式：懸臂式 扶壁式扶壁式 柱板式柱板式 錨固式：錨桿式錨固式：錨桿式 錨定板式錨定板式 樁板式樁板式 加筋土擋墻加筋土擋墻2022-6-28 6.1.1重力擋土墻重力擋土墻 適用：地基良好，非地適用：地基良好，非地 震和沿河受水沖刷地區(qū)震和沿河受水沖

3、刷地區(qū) 利用衡重臺上部填土的下壓作用利用衡重臺上部填土的下壓作用和全墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定，和全墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定，減小斷面尺寸。減小斷面尺寸。 適合于山區(qū)，地面橫坡陡峭的路適合于山區(qū)，地面橫坡陡峭的路肩墻，路堤墻，路塹墻。肩墻，路堤墻，路塹墻。2022-6-286. 1.2 薄壁式擋土墻薄壁式擋土墻1）懸臂式）懸臂式 ：立壁、底板：立壁、底板 2）扶壁式：主要依靠腹板上的填）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量來保證。土量來保證。特點：自重輕，做工省，適用于墻特點：自重輕，做工省，適用于墻高較大，地質(zhì)條件一般，需用一定高較大，地質(zhì)條件一般，需用一定量的鋼材，經(jīng)濟效果好。量的鋼材，經(jīng)濟效

4、果好。壓重2022-6-283）柱板式）柱板式2022-6-286. 1.3錨定式擋土墻錨定式擋土墻 錨桿錨桿2022-6-282）錨定板式）錨定板式 ：墻后：墻后土壓力由擋土板傳土壓力由擋土板傳至立柱、鋼錨桿，至立柱、鋼錨桿，構(gòu)件斷面小，工程構(gòu)件斷面小，工程量省。量省。 特別適用于地特別適用于地質(zhì)不良，石料缺乏，質(zhì)不良，石料缺乏，挖基困難，有錨固挖基困難，有錨固條件的路基擋土墻。條件的路基擋土墻。提供反力提供反力2022-6-28鋼筋混凝土錨固樁3）樁板式）樁板式 ：6.1.4垛式擋土墻垛式擋土墻2022-6-286. 1.5加筋式擋土墻：加筋式擋土墻： (填土、填土中布置拉筋條、墻面板)

5、受力：放置拉筋材料，填土壓實，通過填土與拉筋間的受力：放置拉筋材料，填土壓實，通過填土與拉筋間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋。摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋。 特點：柔性結(jié)構(gòu)，特點：柔性結(jié)構(gòu)，對地基變形隨意性大，對地基變形隨意性大，建筑高度大，適用于建筑高度大，適用于填土路基，節(jié)約投資填土路基，節(jié)約投資30%70%，經(jīng)濟效，經(jīng)濟效益大。益大。2022-6-286.2 重力式擋土墻的構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造 擋土墻的構(gòu)造應(yīng)滿足：強度；穩(wěn)定性；就地取材、擋土墻的構(gòu)造應(yīng)滿足：強度；穩(wěn)定性；就地取材、結(jié)構(gòu)合理、斷面經(jīng)濟；施工養(yǎng)護方便、安全。結(jié)構(gòu)合理、斷面經(jīng)濟；施工養(yǎng)護方便、安全。 常用重力式擋土墻組成

6、：墻身；基礎(chǔ)；常用重力式擋土墻組成：墻身；基礎(chǔ)；排水設(shè)施；伸排水設(shè)施；伸縮縫縮縫。直接影響穩(wěn)定性2022-6-28一、墻身一、墻身 1、墻背：、墻背： 仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式、衡重式。仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式、衡重式。2022-6-282、墻面：、墻面：坡度坡度1 1：0.050.05到到1 1：0.20 0.20 地面較陡；地面較陡； 坡度坡度1 1：0.200.20到到1 1：0.35 0.35 地面平緩地面平緩 墻面坡度應(yīng)與墻背坡度相互協(xié)調(diào)；墻面坡度應(yīng)與墻背坡度相互協(xié)調(diào)； 墻面坡度應(yīng)結(jié)合墻前地面橫坡合理選擇。墻面坡度應(yīng)結(jié)合墻前地面橫坡合理選擇。3、墻頂：、墻頂：最小寬度：漿砌擋

7、土墻不小于最小寬度：漿砌擋土墻不小于50cm50cm， 干砌不小于干砌不小于60cm60cm。4、護欄、護欄：地形險峻地段，過高過長路肩墻的墻地形險峻地段，過高過長路肩墻的墻 頂應(yīng)設(shè)置護欄。頂應(yīng)設(shè)置護欄。2022-6-28二、基礎(chǔ)二、基礎(chǔ)基礎(chǔ)形式：基礎(chǔ)形式：一般擴大基礎(chǔ)一般擴大基礎(chǔ)（地基承載力不足）地基承載力不足） 鋼筋混凝土底板擴大基礎(chǔ)鋼筋混凝土底板擴大基礎(chǔ)（地基承載力過小）（地基承載力過小）換填地基換填地基（軟弱土層）（軟弱土層）臺階基礎(chǔ)臺階基礎(chǔ)（擋土墻修筑在陡坡上、地基穩(wěn)固）（擋土墻修筑在陡坡上、地基穩(wěn)固）拱形基礎(chǔ)拱形基礎(chǔ)（地基有長短缺口或挖基困難時）（地基有長短缺口或挖基困難時）202

8、2-6-28基礎(chǔ)埋深：基礎(chǔ)埋深：對于對于土質(zhì)地基土質(zhì)地基，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求：，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合下列要求：(1)無沖刷時，應(yīng)在無沖刷時，應(yīng)在天然地面以下至少天然地面以下至少1m；(2)有沖刷時，應(yīng)在有沖刷時，應(yīng)在沖刷線以下至少沖刷線以下至少1m；(3)受凍脹影響時，應(yīng)受凍脹影響時，應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于在凍結(jié)線以下不少于0.25m。當凍深超。當凍深超過過1m時，采用時，采用1.25m，但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或，但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于碎石墊層，墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于0.25m。碎石、礫石和砂類地基碎石、礫石和砂類地基，不考慮凍

9、脹影響，但基礎(chǔ)埋深不，不考慮凍脹影響，但基礎(chǔ)埋深不宜小于宜小于1m。巖石地基：巖石地基：基礎(chǔ)嵌入巖層的深度，可查規(guī)范確定。墻趾前基礎(chǔ)嵌入巖層的深度，可查規(guī)范確定。墻趾前地面橫坡較大時，應(yīng)留出足夠的襟邊寬度（趾前至地面地面橫坡較大時，應(yīng)留出足夠的襟邊寬度（趾前至地面橫坡的水平距離），以防止地基剪切破壞。橫坡的水平距離），以防止地基剪切破壞。2022-6-28三、排水設(shè)施：三、排水設(shè)施： 目的：目的：疏干墻后土體；防止地面水下滲；防止墻后積水形疏干墻后土體；防止地面水下滲；防止墻后積水形成成靜水壓力靜水壓力等。等。1、地面排水措施：墻后地面排水溝、地面排水措施：墻后地面排水溝 夯實地表土或加設(shè)鋪砌

10、夯實地表土或加設(shè)鋪砌 加固墻趾前邊溝加固墻趾前邊溝2、墻身排水措施：設(shè)一排或數(shù)排、墻身排水措施：設(shè)一排或數(shù)排泄水孔泄水孔 （干砌擋土墻不設(shè)）（干砌擋土墻不設(shè)）2022-6-28四、沉降縫與伸縮縫四、沉降縫與伸縮縫地基不均勻沉陷引起墻身開裂地基不均勻沉陷引起墻身開裂沉降縫沉降縫；墻體伸縮產(chǎn)生裂縫墻體伸縮產(chǎn)生裂縫伸縮縫（溫度縫）伸縮縫（溫度縫）。 根據(jù)地形及地質(zhì)情況：根據(jù)地形及地質(zhì)情況：每隔每隔10-15米設(shè)一道沉降伸縮米設(shè)一道沉降伸縮縫（兼作伸縮縫）縫（兼作伸縮縫）。 填料：膠泥填塞，瀝青麻筋或涂以瀝青的木板（滲填料：膠泥填塞，瀝青麻筋或涂以瀝青的木板（滲水量大、凍寒嚴重地區(qū)），當墻背為填石或凍

11、寒不嚴重時，水量大、凍寒嚴重地區(qū)），當墻背為填石或凍寒不嚴重時，可僅留空縫，不嵌填料。可僅留空縫，不嵌填料。2022-6-286. 3 土壓力計算土壓力計算6.3.1、作用在擋土墻上的力系、作用在擋土墻上的力系1、一般地區(qū)擋土墻受到的主要力系、一般地區(qū)擋土墻受到的主要力系 1）擋土墻自重）擋土墻自重G及位于墻上的恒載及位于墻上的恒載 2）作用于墻背上的主動土壓力）作用于墻背上的主動土壓力Ea 3）基底的法向反力）基底的法向反力N及摩擦力及摩擦力T 4）墻面下部的被動土壓力）墻面下部的被動土壓力 2、浸水地區(qū)、浸水地區(qū) 還包括擋土墻及墻后填料的還包括擋土墻及墻后填料的水浮力、水浮力、靜水壓力、動

12、水壓力靜水壓力、動水壓力；滲水性土作填；滲水性土作填料時，動水壓力不予考慮。料時，動水壓力不予考慮。 2022-6-283、附加力：、附加力：季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力 如：洪水時的靜水壓力和浮力，動水壓力，波浪沖擊力，如：洪水時的靜水壓力和浮力，動水壓力，波浪沖擊力，凍脹壓力，冰壓力等。凍脹壓力，冰壓力等。4、特殊力：、特殊力：偶然出現(xiàn)的力偶然出現(xiàn)的力 如：地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力。如：地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力。 考慮原則：根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件、最不利組合考慮原則：根據(jù)擋土墻所處的具體工作條件、最不利組合 一般地區(qū)：一般地區(qū)： 僅

13、考慮主要力系僅考慮主要力系 浸水地區(qū)：浸水地區(qū)： 考慮附加力考慮附加力 地震地區(qū)：地震地區(qū)： 考慮地震力考慮地震力 注釋：主動土壓力：當擋土墻向外移動，土壓力隨之減少，直到墻后土注釋：主動土壓力：當擋土墻向外移動，土壓力隨之減少，直到墻后土體沿破裂下滑而處于平衡狀態(tài)時，作用于墻背的土壓力。體沿破裂下滑而處于平衡狀態(tài)時，作用于墻背的土壓力。 *設(shè)計中考慮主動土壓力設(shè)計中考慮主動土壓力2022-6-286.3.2一般條件下庫倫主動土壓力計算一般條件下庫倫主動土壓力計算一、一、 庫侖理論的要點庫侖理論的要點 1、假設(shè)墻背填料為、假設(shè)墻背填料為均質(zhì)均質(zhì)散粒材料散粒材料， 僅有內(nèi)摩擦力僅有內(nèi)摩擦力，而，

14、而無粘聚力無粘聚力。 2、當墻背向外、當墻背向外移動移動或饒墻趾或饒墻趾轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，墻背填料會出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面，墻背填料會出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面，滑動面為平面。滑動面為平面。 3、破裂面上的土楔，為、破裂面上的土楔，為剛性體剛性體，根據(jù)靜力平衡條件，確，根據(jù)靜力平衡條件，確定土楔處于定土楔處于極限平衡狀態(tài)極限平衡狀態(tài)時給予墻背的主動土壓力。時給予墻背的主動土壓力。2022-6-28二、二、 庫倫主動土壓力計算庫倫主動土壓力計算2022-6-28最危險破裂面：最危險破裂面：各種邊界條件下的主動土壓力計算：各種邊界條件下的主動土壓力計算：0ddEa求極值！2022-6-28三、庫侖理論適用范圍

15、：三、庫侖理論適用范圍： 1、概念簡單明了，適用范圍廣。、概念簡單明了，適用范圍廣。 可以解算各種墻背情況。可以解算各種墻背情況。 可求解不同墻后填料表面形狀和荷載作用情況下的主可求解不同墻后填料表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力。動土壓力。 2、適用于砂性土，計算主動土壓力與實際情況較接近。、適用于砂性土，計算主動土壓力與實際情況較接近。 對于粘性土、采用平面代替圓弧面，誤差不大，對于粘性土、采用平面代替圓弧面，誤差不大，影影響因素多，缺乏實踐經(jīng)驗響因素多，缺乏實踐經(jīng)驗。 3、庫侖理論適用于、庫侖理論適用于剛性擋土墻剛性擋土墻。柱板式，錨桿式和錨定。柱板式，錨桿式和錨定板式柔性擋土墻需作假

16、設(shè)。板式柔性擋土墻需作假設(shè)。2022-6-28四、四、 折線形墻背的土壓力計算折線形墻背的土壓力計算 總體思路：以墻背總體思路：以墻背轉(zhuǎn)折點轉(zhuǎn)折點或或衡重臺衡重臺為界分為上墻、下墻為界分為上墻、下墻 ，分別計算分別計算取兩者矢量和取兩者矢量和。 計算上墻土壓力，不考慮下墻影響。衡重式考慮是否出計算上墻土壓力，不考慮下墻影響。衡重式考慮是否出現(xiàn)第二破裂面。現(xiàn)第二破裂面。 下墻土壓力計算：下墻土壓力計算： （一）延長墻背法（一）延長墻背法： 畫出全墻應(yīng)力分布圖，畫出全墻應(yīng)力分布圖， 截取下墻部分，即為截取下墻部分，即為 下墻土壓力。下墻土壓力。2022-6-28（二）力多邊形法（二）力多邊形法：

17、墻背土體處于極限平衡條件下，作用墻背土體處于極限平衡條件下，作用于破裂棱體上的各力，構(gòu)成力多邊形。于破裂棱體上的各力，構(gòu)成力多邊形。 求得求得上墻上墻土壓力后可土壓力后可繪出下墻破裂面力多邊形繪出下墻破裂面力多邊形。2022-6-28五、粘性土土壓力計算五、粘性土土壓力計算 1 1、等效內(nèi)摩擦角法：、等效內(nèi)摩擦角法：通常將通常將內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角與與單位粘聚力單位粘聚力換換成為比實際摩擦角值大的成為比實際摩擦角值大的“等效內(nèi)摩擦角等效內(nèi)摩擦角”，按砂性土，按砂性土公式來計算。公式來計算。 換算原則：抗剪強度相等或土壓力相等。換算原則：抗剪強度相等或土壓力相等。 2 2、力多邊形法、力多邊形法：2

18、022-6-28六、不同土層的土壓力計算六、不同土層的土壓力計算 首先求得上一土層的土壓力及作用點，并近似假定：上首先求得上一土層的土壓力及作用點，并近似假定：上下兩土層層面平行，計算下一土層時，將上一土層視為均布下兩土層層面平行，計算下一土層時，將上一土層視為均布荷載，按地面為平面時的庫侖公式計算。荷載，按地面為平面時的庫侖公式計算。2022-6-28七、有限范圍填土的土壓力計算七、有限范圍填土的土壓力計算 墻后填土按照已知滑動面滑動，并非計算的破裂面。EGasin()cos()力多邊形法2022-6-28車輛荷載換算：車輛荷載換算： h0=q1/ h0-換算土層厚度（換算土層厚度（m） q

19、1-車輛荷載附加荷載強度（車輛荷載附加荷載強度（KN/m2） -墻背填土的重度（墻背填土的重度（KN/m3）2022-6-28G布置在LB面積內(nèi)的輪載或履帶荷載，kN；B破壞棱體范圍內(nèi)路基頂面部分的寬度，m；L擋土墻的計算長度，m，但不應(yīng)超過擋土墻分段 長度。當擋土墻分段長度小于13m時，取分段長 度，并在該長度內(nèi)按不利情況布置輪重；l車輛荷載的縱向分布長度，m；H擋墻頂面至計算截面的高度，m；a擋墻墻頂以上路基邊坡部分的高度，m。2tan30LlHa 1LBGq2022-6-286.4 重力式擋墻的設(shè)計計算重力式擋墻的設(shè)計計算 設(shè)計內(nèi)容：擋土墻的選型設(shè)計內(nèi)容：擋土墻的選型 斷面尺寸選定斷面尺

20、寸選定 擋土墻的驗算擋土墻的驗算 驗算內(nèi)容：抗滑穩(wěn)定性驗算驗算內(nèi)容：抗滑穩(wěn)定性驗算 抗傾覆穩(wěn)定驗算抗傾覆穩(wěn)定驗算 地基承載力及偏心距驗算地基承載力及偏心距驗算 墻身強度驗算墻身強度驗算2022-6-286.3.4.1抗滑穩(wěn)定驗算抗滑穩(wěn)定驗算 基底摩擦阻力抵抗擋土墻滑移的能力。基底摩擦阻力抵抗擋土墻滑移的能力。GEaEaxEazFaxazsEEGK2022-6-28措施：設(shè)傾斜基底；措施：設(shè)傾斜基底； 設(shè)置榫形基礎(chǔ)；設(shè)置榫形基礎(chǔ)； 其它措施（如改善地基、改變墻身斷其它措施（如改善地基、改變墻身斷面尺寸）等。面尺寸）等。 2022-6-28EaEanEatGGnGtnttatannsGEEGK0000sincossincosaGaaEfaaEaGaa當墻底設(shè)有逆坡時當墻底設(shè)有逆坡時2022-6-286.3.4.2抗傾覆穩(wěn)定驗算抗傾覆穩(wěn)定驗算 為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，應(yīng)驗算他抵抗墻身繞墻趾向應(yīng)驗算他抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力。外轉(zhuǎn)動傾覆的能力。GEa