第五章-公路挡土墙

LOGOLOGO公路挡土墙路基路面工程第五节加筋土挡土墙挡土墙设计第一节概述第二节重力式挡土墙的构造与布置第三节挡土墙设计的依据第四节重力式挡土墙设计计算方法第一节概述一、挡土墙用途广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。一般来说，在以下情况下适宜修建挡土墙陡坡路段或岩石风化的路堑边坡路段；需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；增加不良地质路段边坡稳定，以防止产生滑坍；防止沿河路段水流冲刷；桥梁或隧道与路基的连接地段；节约道路用地、减少拆迁或少占农田；保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。挡土墙的构造墙顶①墙面（墙胸）墙面墙背墙身②墙背（俯斜、仰斜、垂直）墙身有直线形墙背和折线形墙背之分基础墙趾基底墙踵③墙顶及护栏④墙底（墙趾、墙踵）挡土墙的组成示意图第一节概述第一节概述挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定1.与移改路线位置进行比较；2.与填筑或开挖边坡相比较；3.与拆移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等比较；4.与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较。第一节概述用于陡峭山坡的路堑底部，降低边破高度、减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡按照挡土墙设置的位置用途也不同1、路堑挡土墙第一节概述用于陡峭山坡的路堑底部，降低边破高度、减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡按照挡土墙设置的位置用途也不同1、路堑挡土墙2、路肩挡土墙用于（1）陡坡路堤，为保证路堤稳定，收缩坡脚；（2）为避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)干扰扰或防止多占农田；（3）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。第一节概述在陡山坡上填筑路堤时、用以支挡路堤下滑；收缩坡脚，减少填方量；保证沿河路堤不受水流冲刷。3、路堤挡土墙第一节概述用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破碎岩层（需要时可分设数道）4、山坡挡土墙第一节概述第一节概述◆二、挡土墙分类和使用条件按挡土墙位置分:路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。按挡土墙的墙体材料分:石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，钢板墙等。按挡土墙的结构形式分:重力式，锚定板式、薄壁式，加筋土挡土墙等。挡土墙的使用条件•根据结构形式的不同，使用条件也不同依靠墙的自重支撑土压力，圬工结构。形式简单，施工方便A竖直式B俯斜式C仰斜式D折线式E衡重式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；C、D多用于路堑墙1、重力式挡土墙◆重力式挡土墙◆重力式挡土墙(与排水设施)◆重力式挡土墙(景观)◆重力式挡土墙(景观)◆重力式挡土墙(景观)◆重力式挡土墙(景观)◆重力式挡土墙2、加筋土挡土墙加筋土挡土墙－填土、拉筋、面板的结合体，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力优点：柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点加固后加筋土挡土墙失稳的加筋土挡土墙加筋土挡土墙(绿化)加筋土挡土墙(绿化)加筋土挡土墙（施工）（1）.锚杆式3、锚定式挡土墙（2）.锚定板式锚定式挡土墙—通过一端埋设在破裂面外侧稳定区内的锚杆或锚定板等所提供的抗拔力或被动土抗力，支持墙面挡住下滑土体的侧向推力。相同点：锚定板式挡土墙的结构形式和受力状态与锚杆挡土墙基本相同，都是依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身的稳定。主要区别：•锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力来源于灌浆锚杆与孔壁地层之间的粘结强度，而锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土当中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力。•锚定板式则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。锚杆式挡土墙与锚定板式挡土墙4、薄壁式挡土墙（2）.扶壁式（1）.悬臂式薄壁式挡土墙－依靠压在墙踵板上的填料自重，阻止墙身的倾倒，从而支挡墙后的土体。悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙是由立壁(墙面板)和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成，呈倒“T”字形，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板和墙踵板。主要依靠墙踵板上的填土质量来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成。主要依靠踵板上的填土质量来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。挡土墙类型挡土墙防护一般由以下四部分组成：•墙身•基础•排水设施•沉降、伸缩缝第二节重力式挡土墙的构造与布置（一）重力式挡土墙的构造一般由以下四部分组成：墙背墙面墙顶护栏◆墙身◆墙身墙背：根据墙背倾斜方向的不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。墙面：一般为平面墙背1）仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度不宜缓于1：0.3，通常在1：0.15～1：0.254）衡重式墙适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。上墙俯斜墙背的坡度1：0.25～1：0.45，下墙仰斜墙背在1：0.25左右，上下墙的墙高比一般采用2：33）凸形折线墙背多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高比一般采用2：32）俯斜墙背适用于路堤墙、路肩墙。常用1：0.15～1：0.25，不超过4m的低墙可用垂直墙背墙顶•重力式挡土墙可采用浆砌或干砌圬工。•墙顶最小宽度，浆砌时应不小于50cm；干砌时应不小于60cm。护栏•设置条件：1、地形险峻地段的路肩墙2、墙顶高出地面6m以上且连续长度大于20m的路肩墙（简而言之，过高过长的路肩墙）3、弯道处的路肩墙护栏分墙式和柱式两种为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的距离，二、三级路不小于0.75m，四级路不小于0.5m。基础基础设计的主要内容:•基础类型的选择•基础埋置深度的确定1、基础类型•绝大多数挡土墙，都是直接修筑在天然地基上。•当地基承载力不足且墙趾处地形平坦，而墙身又超过一定高度时，常常采用扩大基础。a）扩大基础；b)钢筋混凝土底板；c)台阶形基础；d)拱形基础（纵断面）1）大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上。2）当地基承载力不足，地形平坦而墙身较高时，为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，采用扩大基础。a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板；c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础3）当地基压应力超过地基承载力过多时，需要的加宽值较大，为避免加宽部分的台阶过高，可采用钢筋混凝土底板。4）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎石、矿渣或灰土等材料予以换填。5）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开挖和节省圬工。6）如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基困难(如需水下施工)，可采用拱形基础。2、基础埋置深度为保证挡土墙的稳定，基底埋置深度应符合下列要求：（1）无冲刷时，一般应在天然地面下不小于1.0m；（2）有冲刷时，应在冲刷线下不小于1.0m；（3）受冻胀影响时，应在冰冻线以下不小于0.25m；当冻结深度超过1m时，可在冻结线下0.25m内换填不冻胀材料，但埋置深度不小于1.25m。基底应夯实一定厚度的砂砾或碎石垫层。（4）非冻胀土层中的基础，例如岩石、卵石、砾石、砂，埋置深度不宜少于0.5（击实时）~1.0m（疏松时）。（5）岩石地基应清除表面松散的风化层，基础嵌入基岩深度不少于0.15~0.60m（按岩层的坚硬程度和抗风化能力选定）。3、排水设施•挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。•地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此，可设置地面排水沟，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可加设铺砌层，采取封闭处理；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。立面图断面图当墙背填土透水性不良或有冻胀可能时，应在墙后最低一排泄水孔到墙顶0.5m之间设置厚度不小于0.3m的砂、卵石排水层或采用土工布。挡土墙后采用瑞琪渗排水材料排水布置示意图4、沉降缝和伸缩缝1、设置目的：•为防止地基不均匀沉降而引起墙身开裂，需设置沉降缝；•为防止圬工砌体因砂浆硬化收缩和温度变化而产生裂缝，须设置伸缩缝。2、设置方法：•每隔10~15m设置一道沉降伸缩缝。•沉降伸缩缝的缝宽一般为2~3cm。•可用胶泥填塞，但在渗水量大、冻害严重的地区，宜用沥青麻筋或沥青木板等材料，沿墙内、外、顶三边填塞，填深不宜小于15cm。•当墙背为填石且冻害不严重时，可仅留空隙，不嵌填料。挡土墙正面图（一）作用第三节挡土墙设计的依据2、不同条件下荷载组合原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合一般地区仅考虑主要力系浸水地区考虑附加力地震区考虑地震力LOGOLOGO桥头挡土墙：支撑桥梁上部结构及保证桥头填土稳定第五节加筋土挡土墙设计加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的挡土墙，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能达到稳定土体的作用。概述Tmax活动区稳定区加筋土挡土墙技术的研究录像第五节加筋土挡土墙设计(1)可以做成很高的直立挡墙；(2)能适应地基较大的变形，因而可用于较软地基上的建筑；(3)可以预制装配式方法，适合工厂化、机械化施工；(4)抗震强；(5)造价低。加筋土挡土墙的特点1．横断面加筋土挡土墙的构造2．加筋方式3．填料加筋土填料应使用渗水性的砂类或砾碎石类，压实度要达到高标准4．基础加筋体面板基础底面的基础形式宜采用普通混凝土或钢筋混凝土扩大基础。加筋体面板基础底面的埋置深度，对于一般土质地基不小于0.6m，当设置在岩石上时应清除表面风化层，当风化层较厚难以全部消除时，可采用土质地基的理置深度。5．沉降—伸缩缝加筋土挡土墙应根据地形、地质、墙高等条件设置沉降缝，其间距对土质地基为10-30m、岩石地基可适当增大。沉降缝、伸缩缝宽度一般为2-3cm，可采用沥青板、软木板或沥青麻絮填塞。6．加筋土桥台加筋土桥台类型分为整体式、内置组合式和外置组合式7．筋条扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带8．面板加筋土破坏的基本形式1、拉筋断裂造成的破坏2、填料与拉筋间的摩擦力不足造成的破坏3、加筋体的滑动与倾覆破坏1、2与加筋土挡土墙的内部稳定性有关3是外部稳定性不足导致的回答问题•1、挡土墙的用途是什么？回答要点（1）路堑墙：支撑开挖后不能稳定的边坡，减少挖方，降低挖方高度；（2）路堤墙：防止沿基底滑动，收缩坡脚，减少填方，拆迁，占地；（3）路肩墙：用途与路堤墙相同。可保护临线重要建筑物。沿河路堤，防止冲刷与侵蚀，压缩河床（4）山坡墙：支撑可能坍塌的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡。P237回答2、从使用位置来分，挡土墙的类型有哪些？答：路堑墙、路堤墙、路肩墙、山坡墙。3、从结构形式来分，挡土墙的类型有哪些？答：重力式挡土墙、半重力式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等P237回答4、挡土墙有哪些组成部分？答：墙身、基础、排水构造物和沉降缝与伸缩缝P2395、挡土墙的排水设施有哪些？答：地面排水（边沟、排水沟）和墙身排水（泄水孔）P2426、挡土墙的沉降缝和伸缩缝有什么作用？答：为了防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂设置沉降缝；为了防止圬工砌体因砂浆硬化收缩和温度变化而产生裂缝，设置伸缩缝。P243检测试题•1、常见的石砌挡土墙墙背一般由墙身、基础及、等几个主要部分构成。•2、沉降伸缩缝设在与等位置。•3、根据重力式挡土墙墙背倾角的正负。可划分为式、式及垂直式挡土墙。•4、加筋挡土墙是由面板、及连接件与组成。•加筋挡土墙的基本工作原理是靠和的摩擦作用来抵抗土压。排水设备沉降伸缩缝圬工砌体伸缩地基不均匀的沉陷引起的破坏仰斜俯斜拉筋填料填料拉筋检测题•1、靠填土(或山体)一侧为墙背，外露一侧为墙面，墙面与墙底的交线为（）。A、墙趾B、墙踵C、墙胸D、墙裙•2、挡土墙可采用（）与路堤连接。A、斜坡B、锥坡C、加宽方式D、直坡•3、属于重力式挡土墙的特点有（）。A、形式简单B、对地基的承载能力要求高C、对地基变形适应性D、结构自重轻检测题•4、挡土墙的基础埋置深度一般应在地表下不少于（）。A、1米B、2米C、3