第2章重力式挡土墙

兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT2挡土墙(1)在山区修建城市、修筑公路和铁路时都会遇到边坡的开挖和回填问题，为防止滑坡和可能的诱使滑坡发生则必然要用结构实现支挡；(2)在城市修建高层和超高层建筑时，都要开挖深基坑，为了保证基坑开挖安全，基坑边也要进行支挡.这些用于维护边坡加固和基坑开挖稳定的结构统称为支挡结构。各种支挡结构在土木工程各个领域得到了广泛的应用，如边坡加固、深基坑工程、斜坡稳定、滑坡防治、桥头支护和隧道口支护等。以刚性较大的墙体支撑填料和物料并保证其稳定的结构称为挡土墙。兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT2001年5.1日8时30分左右，位于乌江边的重庆市武隆县县城巷口镇仙女路西段发生山体滑坡，1.2万立方米土石从高空滚落而下，摧毁了山脚下一幢九层居民住宅楼，造成严重人员伤亡和财产损失建设好挡土墙结构是我们土木工程的重大责任兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT山体滑坡现场兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT9层楼房被突然塌垮的山体压得踪影全无，一片废墟，70多人被埋在废墟中！兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT消防队员正在切割楼体中的钢筋，抢救生命。兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT灾难现场挖出一辆压扁的卡车兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT灾难现场约1.2万立方米的山体塌垮兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT山体滑坡后的现场兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT兰州滨河北路挡土墙失效兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT兰州滨河北路挡土墙失效造成人员伤亡兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT兰州理工大学17#学生宿舍楼挡土墙加固兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT兰州理工大学16#学生宿舍楼扶壁挡土墙施工问题兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT2.1挡土墙的设计基本原则2.1.1挡土墙的分类及适用范围1hHh（1）重力式挡土墙a.直立式重力式挡土墙1.依靠墙身自重来平衡土压力；2.一般用毛石砌筑、也可用素混凝土修建；3.形式简单、取材容易、施工方便。1.适用于2~6m高的小型挖填方边坡，可防止小型隐性边坡滑动；2.可用于非饱和土工程支挡结构和两侧均匀浸水条件风化岩石和土边坡支挡。特点：适用范围：兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUTb.俯斜式重力式挡土墙1.依靠墙身自重来平衡土压力；2.一般用毛石砌筑、也可用素混凝土修建；3.形式简单、取材容易、施工方便。1.适用于3~6m高的小型填方边坡，可防止小型隐性边坡滑动；2.可用于非饱和土工程支挡结构和两侧均匀浸水条件风化岩石和土边坡支挡。特点：适用范围：1兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUTc.仰斜式重力式挡土墙1.依靠墙身自重来平衡土压力；2.一般用毛石砌筑、也可用素混凝土修建；3.形式简单、取材容易、施工方便。1.适用于3~6m高的小型挖方边坡，可防止小型隐性边坡滑动；2.可用于非饱和土工程支挡结构和两侧均匀浸水条件风化岩石和土边坡支挡。特点：适用范围：hh兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（2）悬臂式挡土墙1.钢筋混土结构，由竖臂、墙趾板和墙踵板组成，断面尺寸较小；2.踵板上的土体重力可抗倾覆和滑移，相对重力式挡土墙受力较好。1.适用4~8m高的填方边坡，可防止填方边坡的隐性滑动；2.可用于非饱和土、基础较软弱土体和两侧均匀浸水条件时的土体支挡结构。特点：适用范围：兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（3）扶臂式挡土墙1.钢筋混土结构，由竖板、墙趾板、墙踵板和扶壁组成，断面尺寸较小；2.踵板上的土体重力可抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力好。1.适用6~12m高的填方边坡，可防止填方边坡的隐性滑动；2.可用于非饱和土、基础较软弱土体和两侧均匀浸水条件时的土体支挡结构。特点：适用范围：兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（4）锚定板挡墙1.由钢筋混土面板和锚定板组成，为柔性支挡结构，造价低，断面尺寸较小；2.挡土墙抗倾覆和抗滑移稳定主要靠锚定板实现，土压力主要靠锚定板平衡，相对挡土墙结构稳定性好，受力合理。1.适用6~12m高的填方边坡，可做成多级高边坡，能够使边坡坡度做成80~90度之间；2.可用于非饱和土支挡结构和非浸水条件的边坡抗滑移支挡结构，使用时注意边坡有效排水。特点：适用范围：H兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（5）加筋土挡墙1.由钢筋混土面板和加筋组成，为柔性支挡结构，造价低，断面尺寸较小；2.挡土墙抗倾覆和抗滑移稳定主要靠加筋实现，土压力主要靠加筋平衡，相对挡土墙结构稳定性好，受力合理。1.适用4~8m高的填方边坡，可做成多级高边坡，能够使边坡坡度做成80~90度之间；2.可用于非饱和土支挡结构和非浸水条件的边坡抗滑移支挡结构，使用时注意边坡有效排水。特点：适用范围：H兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（6）土钉墙1.由钢筋混土面板及加固土体的土钉组成，为柔性支挡结构，造价低，断面尺寸较小；2.土钉加固后的土体形成整体满足边坡的稳定性，土压力主要靠土钉平衡，相对挡土墙结构稳定性好，受力合理。1.适用6~12m高的挖方边坡和深基坑支护，可做成多级超高边坡，可防止工程挖方引起边坡的隐性滑动，能够使边坡坡度做成60~80度之间，节约耕地，减少环境破坏；2.可在抗震区使用由于土钉与挡土板的协同工作不会造成突然坍塌而造成人员安全问题；3.可用于非饱和土支挡结构和非浸水条件的边坡抗滑移支挡结构，使用时注意边坡有效排水。特点：适用范围：兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（7）框架预应力锚杆挡墙1.由钢筋混土框架挡土结构和锚杆组成，为柔性支挡结构，造价低，断面尺寸较小；2.抗倾覆和抗滑移稳定主要靠锚杆实现，土压力主要靠锚杆平衡，相对挡土墙结构稳定性好，受力合理。1.适用8~15m高的挖方边坡，可做成多级超高边坡，可防止工程挖方引起边坡的隐性滑动，能够使边坡坡度做成70~85度之间，节约耕地，减少环境破坏；2.可用于非饱和土支挡和非浸水条件的边坡抗滑移支挡，使用时注意边坡有效排水。特点：适用范围：兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT（8）连续墙和排桩锚杆挡墙1.由钢筋混土挡墙或排桩和锚杆组成，为柔性支挡结构，造价低，断面尺寸较小；2.抗倾覆和抗滑移稳定靠挡墙或排桩及锚杆实现，土压力靠挡土结构与锚杆共同平衡，相对挡土墙结构受力合理。1.适用8~12m高的挖方边坡和深基坑支护，可防止工程挖方引起边坡的隐性滑动，能够使边坡坡度做成85~90度之间，节约耕地，减少环境破坏；2.可用于非饱和土支挡和非浸水条件的边坡抗滑移支挡，使用时注意边坡有效排水。特点：适用范围：H兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT2.1.2挡土墙的设计基本原则（1）挡土墙结构必须保证安全正常使用，因此应满足以下条件：①挡土墙结构不能滑移；②挡土墙结构不能倾覆；③挡土墙结构本身要有足够的强度；④挡土墙结构要有足够的刚度；⑤挡土墙结构的基础要满足地基承载力的要求。（2）根据工程要求以及地形地质条件，确定挡土墙结构的类型以及各构件的截面尺寸、平面布置和高度。（3）在满足规范规定的条件下尽量使挡土墙结构与环境协调，减少对环境的破坏。（4）为保证结构的耐久性，应对永久性挡土墙结构进行耐久性设计，并在设计中应对使用过程中的维修给出相应的措施。（5）对挡土墙结构的施工提出指导性意见。兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT2.2重力式挡土墙设计2.2.1重力式挡土墙的构造2.2.2重力式挡土墙的设计ExEyzybzGzxGEy+()W（1）作用在挡土墙上的荷载：①作用在挡土墙上的荷载分类a.永久荷载-自重、土压力、水压力、浮力、地基反力和摩擦力等。b.可变荷载-活载、动荷载、温度应力、地震作用、洪水压力等。②荷载组合0SR兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUT1112nGGkQQkQiciikiSCGCQCQ其中③荷载计算a.挡土墙自重sGVb.土压力c.静水压力1wpHd.动水压力2(1cos)sindwvpKwg-为水流流向与挡土墙面的夹角。兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUTe.波浪压力f.浮力1FwGVg.渗透压力h.公路和铁路荷载及或荷载（2）挡土墙的稳定性验算①作用在挡土墙上的荷载效应组合②一般地区挡土墙的稳定性a.抗滑移稳定性验算()1.3nansattGEKEG兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUTb.基底合力偏心距0(264yMMbbbecN土质边坡）或（岩石边坡）d.基底承载力验算6be当时：maxmin6(1Nepbb）当6be时：max23Npc偏心荷载作用下，基底承载力应满足：max1.2apf和maxmin2appf兰州理工大学土木工程学院CivilEngineeringSchoolofLUTe.软弱下卧层验算zczazppf软弱下卧层滑移面验算1.2RssMKM④挡土墙强身强度验算a.偏心受压承载力验算NAf当0.70.95yey时,1tmkkfANAeW当0.95ey1tmfANAeW时