支挡物结构设计期末考试基础题

基础场地：工程建设直接占有并直接使用的有限面积的土地天然地基：自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基。人工地基：天然地基不能满足强度和变形的要求，必须事先对地基进行加固处理再建造基础。软弱地基：指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。这种地基天然含水量过大，承载力低，在荷载作用下易产生滑动或固结沉降不良地基：由湿陷性黄土、膨胀土、土岩不均匀组合体组成的地基，易产生振动液化效应的地基，以及含有岩溶、土洞的地基。地基处理目的：利用换填、夯实、挤密、排水、加筋和热力学等方法对地基加固，改良地基土的工程特性。意义1.提高土的强度（地基承载力）;2.增加土的刚度（减少地基的沉降量）；3.改善地基土的水力特性（防渗、排水、抗冻）;4.改善抗震性能。换土垫层法:当软土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软土层的厚度又不是很大时，将基础底面以下处理范围内的软土层部分或者全部挖除，然后分层换填强度较高的砂或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至所要求的密实度为止。适用于浅层软土处理。振冲法：指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。适用于松砂，杂填土和一般粘性土，不适用于淤泥和淤泥质土。水泥土搅拌桩法：水泥搅拌桩法是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂（浆液或粉体）和地基土强制搅拌，由固化剂与软土间所产生的一系列物理和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。(CDM法)适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。复合地基复合地基类型：水平增强体复合地基、竖向增强体复合地基（散体、粘结材料桩复合地基）复合地基：复合地基是由基体（天然地基土体）和增强体（桩体或带形体）两部分组成，共同承受上部结构荷载并协调变形的人工地基。复合地基作用机理：桩体作用（置换），排水固结作用，挤密作用，加筋作用山区地基山区地基典型问题：地层的不均匀性和场地不稳定性山区不良岩土地基类型：下卧基岩表面坡度较大的地基、石芽密布并有局部出露的地基、夹杂大块孤石的地基岩溶地基处理方法：清爆换填、梁板跨越、洞底支撑、调整柱距土洞地基处理方法：地表水或地下水处理、挖填夯实、灌沙处理、梁板跨越、垫层处理支挡结构概论支挡结构：用来支撑天然或人工斜坡不致坍滑以保持稳定性的结构物,或者使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。支挡结构选用原则：1.保护被挡土体及结构自身稳定；2.受力合理；3.型式新颖；4.经济节约；5.有利环保；6.方便施工；7.耐久使用重力式挡墙重力式挡土墙：是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在侧压力作用下的稳定，墙身截面较大，经济，H≤8m（土坡，岩坡10m），一般不超过6m。挡土墙类型：挖坡建墙用仰斜；填方用直立或俯斜；山坡上建墙直立；衡重式抗倾覆稳定措施：①增大挡土墙截面尺寸，使G增大，但工程量将增加；②加宽墙趾，可增加抗倾覆力矩臂，墙趾宽度与高度需满足刚性角要求；③墙背做成仰斜，可减小土压力；④在挡土墙背上做卸荷台，形状如牛腿抗滑移稳定措施：①修改挡土墙截面尺寸，以加大G值；②加大基底宽度，以提高总抗滑力；③增加基础埋深，使墙趾前的被动土压力增大；④挡土墙底面做砂、石垫层，以提高μ值。加筋土挡墙加筋挡土墙：加筋土挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等几部分组成。莫尔——库仑理论解释土体加筋机理：由于土中埋置了水平方向的筋带，在沿筋带方向发生膨胀变形时，筋带犹如是一个“约束应力（Δσ3）”，阻止了土体的伸延变形。Δσ3值相当于土体与筋带之间的静摩阻力，最大值决定于筋带材料的抗拉强度。加筋土的作用相当于土体强度增加了粘聚力总体设计步骤：确定埋深hi挡土板上的土压力→挡土板设计→破裂面确定→拉筋设计→填料选择土钉墙土钉墙应具备“土、钉、墙”三个特征：a)土：适用的地质条件为“土”及“类土”，包括各种类型的土及全风化、强风化岩石、破碎及极破碎的中风化岩石，不包括较破碎及以上的中、微风化岩石。b)钉：除非为了与面层连接可能设置短小自由段外，土钉沿全长与周边土体粘结。长度是否相等、是否施加了微小的预应力均不是土钉墙的特征。c)墙：钢筋网和喷射混凝土组成的面板，作为土钉的外锚固端。单纯土钉墙不适合以下土层：a)含水丰富的粉细砂、中细砂及含水丰富且较为松散的中粗砂、砾砂及卵石层等。丰富的地下水易造成开挖面不稳定且与喷射混凝土面层粘接不牢固；b)缺少黏聚力的、过于干燥的砂层及相对密度较小的均匀度较好的砂层。这些砂层中易产生开挖面不稳定现象；土钉钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径宜为70～120mm；与重力式挡墙的异同：a)重力式挡土墙先构筑挡墙后填土，而土钉墙先有土后开挖，施工顺序不同导致了土压力的分布及结构内力分布均不同，不能采用相同的受力分析模型。b)重力式挡土墙一般被视为刚性体，在外力作用下不发生变形或变形微小可以忽略，这才可能出现整体性的滑移、转动、沉降等破坏形式。而土钉墙是柔性复合结构，达不到重力式挡墙那样的整体刚度及强度。c)重力式挡土墙墙趾压力较大是沉降乃至倾覆的重要原因之一，故土钉墙墙趾压力较天然状态并不会显著增加。土钉墙施工方法：开挖基坑，修整边坡、锚杆制作、钻土钉孔、安装锚杆、注水泥浆、编钢筋网、喷射混凝土土钉施工类型：钻孔注浆型、直接打入型、打入注浆型板桩式挡墙板桩式挡墙：以间距很小的桩排或连续墙体形成的类似“壁板”的支护结构，一般包括排桩和地下连续墙两大类结构型式：桩墙结构（连续桩式墙）、钢板桩（接口在中心；边缘）、桩板组合结构（主桩+横挡板）等值梁法抗滑桩加固机理：抗滑桩是深入土层或岩层的梁式构件。边坡处治工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体侧向推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使坡体保持平衡或稳定。抗滑桩按结构型式：单桩、排桩、群桩和有锚桩，排桩型式常见的有椅式桩墙、门式刚架桩墙、排架抗滑桩墙，有锚桩常见的有锚杆和锚索，锚杆有单锚和多锚，锚索抗滑桩多用单锚。计算模型：受荷段——悬臂梁；锚固段——弹性地基梁。如何根据抗滑桩内力计算确定钢筋：灌注桩施工：从总体上来看比较简单，但在成孔及钢筋笼吊放和混凝土灌注中也经常出现一些问题，应予特别注意和预防，如坍孔、钻孔偏斜、钻头脱落、糊钻、扩孔或缩孔、梅花孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等，人工挖孔桩出现流沙或大量涌水、承压水等。锚索桩预应力锚索桩：由抗滑桩和预应力锚索组成。锚索一端锚固于深层岩石中，一端固定于抗滑桩上。与普通抗滑桩的区别：预应力锚索地梁：地梁可分为单梁型（单片顺坡纵梁）和框架型（是指纵梁与横梁共同组成的框架结构，锚索抑制端位于交点或纵梁上）两种。单片型地梁施工相对较简单，但框架型地梁加固坡体同时，能更有效地对坡面防护，且可同生态护坡技术相结合，在框架内进行植被护坡，达到绿化防护的目的。计算分析阶段：1.张拉阶段地梁内力计算(按地基为弹性半无限体理论分析)2.工作阶段地梁内力计算（为简化分析，假定此时地梁上的土压力按库仑主动土压力理论计算，再按超静定结构计算分析内力及锚索张力。）受力特点：1）张拉阶段：作用于地梁上的外力主要有：锚索张拉力、梁下岩体的反压力、地梁重力、梁底摩擦力。地梁在形式上可以看成一个倒扣在坡面上的连续梁，锚索抑制点即为连续梁的“支座”，而在连续梁的下表面则作用着指向梁的地基反压力。2）工作阶段：在张拉阶段，地基反压力主要是由地梁压岩体而产生的被动岩体压力。在工作阶段，随着开挖松弛区内坡体的滑移变形，若没有锚索存在，则地梁会随着坡面岩体一起滑动，但若有锚索存在，由于锚索紧拉地梁而抑制地梁滑动，起到加固坡体的作用。