土力學與基礎工程6-擋土墻設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 點 B點 aaB Khp 1??C點 aaaC KhKhp 21 ?? ???土壓力強度 : 水壓力強度 : B點 0?wBpC點 2hp wwC ??作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之和，作用點在合力分布圖形的形心處 h 1 h 2 h 七、例題分析 【 例 1】 擋土墻高 5m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學性質指標如圖所示，試求主動土壓力 Ea，并繪出土壓力分布圖。 h=5m ?1=17kN/m3 c1=0 ?1=34o ?2=19kN/m3 c2=10kPa ?2=16o h 1 =2m h 2 =3m A B C Ka1＝ Ka2＝ ? 【 解答 】 A B C h=5m h 1=2m h 2=3m A點 011 ?? aaA zKp ?B點上界面 k P aKhp aaB ＝上 ??B點下界面 k P aKcKhpaaaB 22211 ＝－下 ??C點 k P aKcKhhpaaaC )( 2222211 ???? ??主動土壓力合力 mkNE a /)(2/ ＝????? ?1=17kN/m3 c1=0 ?1=34o ?2=19kN/m3 c2=10kPa ?2=16o Ka1＝ Ka2＝ 七、例題分析 【 例 2】 垂直光滑擋土墻，墻高 5m，墻后填土表面水平，填土為砂，地下水位在填土表面以下 2m，地下水位以上填土 ，地下水位以下填土 ，墻后填土表面有超載 。 ?試求主動土壓力 Ea及水壓力，并繪出壓力分布圖。 ?35,/17 3 ?? ?? mKNKa1＝ Ka2＝ ?33,/20 3 ?? ?? mKNs a t 250 m/KNq ?h=5m ?1=17kN/m3 ?=35o ?2=20kN/m3 ?=33o h 1 =2m h 2 =3m A B C q A B C h=5m h 1=2m h 2=3m 30kPa 2m 3m 第六章 土壓力、地基承載力、土坡穩定 ? 167。 概述 ? 167。 朗肯土壓力理論 ? 167。 庫侖土壓力理論 ? 167。 擋土墻設計 ? 167。 土坡和地基穩定分析 ? 一、擋土墻的設計步驟 ?，初步擬定墻身斷面尺寸 ?、水壓力、基底應力 ? ? ?、抗滑移驗算 ? 167。 擋土墻設計 167。 擋土墻設計 ? 二、擋土墻類型 ? 塊石、磚或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維持穩定，墻體抗拉、抗剪強度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于墻高 H＜ 8米的低擋土墻。 墻頂 墻基 墻趾 墻面 墻背 E1 仰斜 E2 直立 E3 俯斜 E1＜ E2＜ E3 重力式擋墻 ? 鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂三塊懸臂板組成，靠墻踵懸臂上的土重維持穩定，墻體內拉應力由鋼筋承擔，墻身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用，適用于墻高 H＞ 5米。 墻趾 墻踵 立壁 鋼筋 ? 針對懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過大缺點，增設扶壁，扶壁間距（ ～ ） h，墻體穩定靠扶壁間填土重維持，適用于墻高 H＞ 10米。 墻趾 墻踵 扶壁 ? 預制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，穩定由拉桿和錨定板來維持 墻板 錨定板 基巖 錨桿 ?預制鋼筋混凝土面板、土工合成材料制成拉筋承受土體中拉力 ?是一種新型的擋土結構。這種結構具有結構輕、柔性大、節約材料、工程造價低、抗震性能好、適用于承載力較低的地基等特點，因此目前在鐵路、公路建設等方面應用很多。 拉筋 面板 ?5. 加筋土擋土結構 加筋土擋土墻綠化 土工格柵加筋建成 5～ 高的加筋擋土墻 采用樁基礎，打入地基一定深度，形成板樁墻，用做擋土結構，基坑工程中應用較廣 支護樁 ?6. 樁撐擋土結構 ? 三、擋土墻驗算 ?： 抗傾覆穩定和抗滑穩定 ? ? ? z f Ea Eaz Eax G ? ?0 ? ???faxfazt zExEGxK抗傾覆穩定條件： )c o s ( ?? ?? aaz EE)s i n ( ?? ?? aax EE?c o tzbx f ??0ta n ?bzz f ??擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾 O點向外傾覆 O x0 xf b z ?： 抗傾覆穩定驗算 z f Ea Eaz Eax G ? ?0 ? ???faxfazt zExEGxK抗傾覆穩定條件： 擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾 O點向外傾覆 O x0 xf b z 不滿足時應采取的措施 ： ?擴大墻斷面尺寸，增加墻身重量 ?墻趾伸長 ?修改墻背形狀 ?在擋土墻垂直墻背上做卸荷臺 ?： 抗傾覆穩定驗算 )( ????tatanns GEEGK ?抗滑穩定條件： Ea Ean Eat ? G Gn Gt ? ?0 O 擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎底面發生滑動 0c o s ?GG n ?)c o s ( 0 ??? ??? aan EE0s in ?GG t ?)s i n ( 0 ??? ??? aat EE?為 基底摩擦系數，根據土的類別查表 43得到 ?： 抗滑穩定驗算 )( ????tatanns GEEGK ?抗滑穩定條件： Ea Ean Eat ? G Gn Gt ? ?0 O 擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎底面發生滑動 不滿足時應采取的措施 ： ?擴大墻斷面尺寸，增加墻身重量 ?擋土墻底面作砂、石墊層 ?擋土墻底作逆坡 ?在墻趾處加阻滑短樁或在墻踵后加拖板 ?： 抗滑穩定驗算 ? ? fAN ??? ? AfV v 0? ? ???? 四、重力式擋土墻的體型與構造 ? 重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為 仰斜、直立和俯斜 三種形式，三種形式應根據使用要求、地形和施工情況綜合確定 E1 仰斜 E2 直立 E3 俯斜 E1＜ E2＜ E3 ? ?砌石擋土墻頂寬不小于 ，混凝土墻可縮小為 ～ ，重力式擋土墻基礎底寬約為墻高的 1/2～ 1/3 ?為了增加擋土墻的抗滑穩定性，將基底做成逆坡 ?當墻高較大，基底壓力超過地基承載力時，可加設墻趾臺階 逆坡 墻趾臺階 ?擋土墻基底埋深一般應不小于 ? 擋土墻后填土由于雨水入滲，抗剪強度降低，土壓力增大，同時產生水壓力，對擋土墻穩定不利，因此擋土墻應設置很好的排水措施，增加其穩定性 墻后填土宜選擇透水性較強的填料，例如砂土、礫石、碎石等，若采用粘土，應混入一定量的塊石，增大透水性和抗剪強度，墻后填土應分層夯實 ? 泄水孔 粘土夯實 濾水層 泄水孔 粘土夯實 粘土夯實 截水溝 【 例 1】 一擋土墻（重度 22KN/m3）墻高 5m，頂寬 2m，底寬3m，墻面傾斜，墻背垂直光滑，填土表面水平， 填土為砂，地下水位在填土表面以下 2m，地下水位以上填土 ，地下水位以下填土 ，墻后填土表面有超載 。 墻底摩擦系數為 。 試驗算擋土墻抗滑及抗傾覆安全系數是否滿足要求。 ?3517 3 ?? ?? ,m/KNKa1＝ Ka2＝ ?3320 3 ?? ?? ,m/KNs a t250 m/KNq ?h=5m ?1=17kN/m3 ?=35o ?2=20kN/m3 ?=33o h 1 =2m h 2 =3m A B C q 2m 3m 五、例題分析 【 例 1】 一擋土墻（重度 22KN/m3）墻高 5m，頂寬 2m，底寬3m，墻面傾斜，墻背垂直光滑，填土表面水平， 填土為砂，地下水位在填土表面以下 2m，地下水位以上填土 ，地下水位以下填土 ，墻后填土表面有超載 。 墻底摩擦系數為 。 試驗算擋土墻抗滑及抗傾覆安全系數是否滿足要求。 ?3517 3 ?? ?? ,m/KN ?3320 3 ?? ?? ,m/KNs a t250 m/KNq ?A B C h=5m h1=2m h 2=3m