挡土墙的设计课件.ppt

第六章第六章 挡土墙设计挡土墙设计第六章第六章 挡土墙设计挡土墙设计 6.1 6.1 概述概述 6.2 6.2 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置 6.3 6.3 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算 6.4 6.4 挡土墙设计总则挡土墙设计总则 6.5 6.5 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计 6.5 6.5 浸水路堤挡土墙设计浸水路堤挡土墙设计 6.6 6.6 地震地区挡土墙设计地震地区挡土墙设计 6.7 6.7 轻型挡土墙轻型挡土墙 6.8 6.8 加筋土挡土墙加筋土挡土墙 6.1 6.1 概述概述 挡土墙是支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡挡土墙是支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。和隧道洞口等处。 挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定l与移改路线位置进行比较；与移改路线位置进行比较；l与填筑或开挖边坡相比较；与填筑或开挖边坡相比较；l与拆移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等比较；与拆移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等比较；l与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较。与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较。1、 挡土墙的用途挡土墙的用途 挡土墙设置地段挡土墙设置地段l 路基位于陡坡路段或岩石风化的路堑边坡；路基位于陡坡路段或岩石风化的路堑边坡；l 降低路基边坡高度以减少大量挖、填方量；降低路基边坡高度以减少大量挖、填方量；l 防止不良地质路段边坡滑坍；防止不良地质路段边坡滑坍；l 防止沿河陡坡路段水流冲刷；防止沿河陡坡路段水流冲刷；l 桥梁、隧道与路基的连接地段；桥梁、隧道与路基的连接地段；l 节约道路用地、减少拆迁或少占农田；节约道路用地、减少拆迁或少占农田；l 保护重要建筑、生态环境或其它需要特殊保护的地保护重要建筑、生态环境或其它需要特殊保护的地段。段。边坡治理边坡治理 马鞍山大桥桥头挡土墙段马鞍山大桥桥头挡土墙段 京沈高速京沈高速. . 隧道与路基的连接地段；隧道与路基的连接地段；图图6-1 挡土墙按位置分类及各部分名称挡土墙按位置分类及各部分名称a)路肩挡土墙；路肩挡土墙；b)路堤挡土墙；路堤挡土墙；c)路堑挡土墙；路堑挡土墙；d)山坡挡土墙山坡挡土墙2、 挡土墙的分类挡土墙的分类路肩挡土墙路肩挡土墙路堤挡土墙路堤挡土墙路堑挡土墙路堑挡土墙山坡挡土墙山坡挡土墙（1）按）按设置位置设置位置分分a a）在山坡陡峻处）在山坡陡峻处填筑路堤，用以填筑路堤，用以支挡路堤下滑；支挡路堤下滑；b b）收缩坡脚，避）收缩坡脚，避免与其它建筑物免与其它建筑物相互干扰，减少相互干扰，减少填方量；填方量；c c）保证沿河路堤）保证沿河路堤不受河水冲刷不受河水冲刷a a）在山坡陡峻处，）在山坡陡峻处，减少挖方量，降低减少挖方量，降低边坡高度，避免山边坡高度，避免山坡因开挖而失去稳坡因开挖而失去稳定；定；b b）在地质不良地）在地质不良地段，用以支挡可能段，用以支挡可能滑塌的山坡土体。滑塌的山坡土体。支挡山坡覆盖层支挡山坡覆盖层或滑坡下滑或滑坡下滑a).a).支挡陡坡路支挡陡坡路堤下滑；堤下滑；b).b).收缩坡脚，收缩坡脚，减少占地，减少减少占地，减少填方量；填方量；（2 2）. .按墙的按墙的墙体材料墙体材料分类：分类： 石砌石砌、混凝土混凝土、钢筋混凝土钢筋混凝土、 砖砌砖砌、木质木质、钢板墙钢板墙（3 3）. .按墙的按墙的结构形式结构形式分类：分类：重力式、半重力式、衡重式、重力式、半重力式、衡重式、锚杆式、薄壁式、加筋土、垛式锚杆式、薄壁式、加筋土、垛式 依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便依靠墙的自重支撑土压力，污工结构。形式简单，施工方便A 竖直式竖直式B 俯斜式俯斜式C 仰斜式仰斜式D 折线式折线式E 衡重衡重式式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；多用于路肩墙、路堤墙； 重力式挡土墙重力式挡土墙图图6-2 重力式挡土墙重力式挡土墙C、D多用于路堑墙多用于路堑墙重力式挡土墙重力式挡土墙已完工的石砌挡土墙已完工的石砌挡土墙 图图6-3 锚杆式挡土墙锚杆式挡土墙 锚定式挡土墙锚定式挡土墙图图6-4 锚定板式挡土墙锚定板式挡土墙 由肋柱，挡板和锚杆组成，由肋柱，挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。肋柱，挡板可预制。肋柱，挡板可预制。一般适用一般适用于墙身较高的路堑墙或路肩墙。于墙身较高的路堑墙或路肩墙。 类似于锚杆式挡土墙，仅类似于锚杆式挡土墙，仅锚杆的固定端用锚定板固定在锚杆的固定端用锚定板固定在山体内。山体内。一般适用于路堑墙或一般适用于路堑墙或路堤墙。路堤墙。 锚杆（索）挡土墙锚杆（索）挡土墙 锚杆挡土墙一般适用于岩质路堑地段，但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。 锚定板挡土墙锚定板挡土墙 薄壁式挡土墙薄壁式挡土墙图图6-6 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙图图6-5 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙 由立壁，墙趾板和墙踵板组成，由立壁，墙趾板和墙踵板组成，利用墙踵板上的填土重量来维持利用墙踵板上的填土重量来维持土体稳定。土体稳定。适用于缺乏石料地区适用于缺乏石料地区及挡土墙高度不大于及挡土墙高度不大于7m7m的情况。的情况。扶壁式挡墙扶壁式挡墙 (15m)(15m)曲阜东站挡土墙施工现场 曲阜东站是京沪高铁全线21座车站之一，路基全部为路堤填筑，线路中心最大填筑高度为8.1m，最小高度为4.3m。路堤边坡最大填筑高度为7.78m，最小填筑高度3.98m。挡土墙施工的完成，为路基填筑提供了新的作业面 图图6-7 加筋土挡土墙加筋土挡土墙 其他类型挡土墙其他类型挡土墙图图6-8 土钉挡土墙土钉挡土墙1-土钉；土钉；2-铺设钢筋网；喷射混凝土面层铺设钢筋网；喷射混凝土面层 由面板，拉筋和填料组成，依靠拉筋与填料之间的摩由面板，拉筋和填料组成，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。适用于缺乏石料地适用于缺乏石料地区及在软弱地基上修筑路肩墙与路堤墙。区及在软弱地基上修筑路肩墙与路堤墙。加筋挡土墙加筋挡土墙镀锌钢带加筋镀锌钢带加筋加筋土挡土墙预制块的安装加筋土挡土墙预制块的安装 加筋土的回填 土工格栅加筋土工格栅加筋土工格栅加筋建成土工格栅加筋建成56.5m高的加筋挡土墙高的加筋挡土墙边坡支护土钉支护锚杆喷射混凝土边坡支护土钉支护锚杆喷射混凝土 图图6-9 柱板式挡土墙柱板式挡土墙图图6-10 桩板式挡土墙桩板式挡土墙 用钢筋混凝土预制杆件，用钢筋混凝土预制杆件，纵横交错装配成框架，内填纵横交错装配成框架，内填土石，以抵抗土压力。土石，以抵抗土压力。适用适用于缺乏石料地区的路肩墙与于缺乏石料地区的路肩墙与路堤墙。路堤墙。 由桩柱和挡板组成，利用深埋由桩柱和挡板组成，利用深埋的桩柱前土层的被动土压力来平的桩柱前土层的被动土压力来平衡墙后主动土压力。衡墙后主动土压力。适用于土压适用于土压力大，要求基础埋置深地段，可力大，要求基础埋置深地段，可用于路堑墙、路肩墙。用于路堑墙、路肩墙。 桩板墙桩板墙格宾挡墙格宾挡墙 6.2 挡土墙的构造与布置挡土墙的构造与布置1、 挡土墙的构造挡土墙的构造墙身墙身墙基础墙基础排水设施排水设施沉降伸缩缝沉降伸缩缝墙顶墙顶墙面墙面墙背墙背墙底墙底墙趾墙趾墙踵墙踵图图6-11 墙身构造示意图墙身构造示意图墙顶墙顶墙胸墙胸墙趾墙趾墙底墙底墙踵墙踵墙背墙背(倾斜倾斜)（1）墙背）墙背 仰斜墙背仰斜墙背 适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。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仰斜墙背的坡度不宜缓于1：0.3 ，通常在，通常在1：0.151：0.25。衡重式墙衡重式墙 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路堑墙。上墙俯斜墙背的坡度1：0.251：0.45，下墙仰斜墙背在，下墙仰斜墙背在1：0.25左右，上下墙的墙高比一般采用左右，上下墙的墙高比一般采用2：3 。凸形折线墙背凸形折线墙背 多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高多用于路堑墙，也可用于路肩墙。上下墙的墙高比一般采用比一般采用2：3 俯斜墙背俯斜墙背 适用于路堤墙、路肩墙。常用适用于路堤墙、路肩墙。常用1：0.151：0.25，不，不超过超过4m的低墙可用垂直墙背。的低墙可用垂直墙背。其他类型挡土墙其他类型挡土墙 墙背形式可参考有关规范和设计手册墙背形式可参考有关规范和设计手册 。图图6-12 石砌挡土墙断面形式石砌挡土墙断面形式墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡度直接影响挡土墙的高度。因此，在地面墙面坡度直接影响挡土墙的高度。因此，在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为横坡较陡时，墙面坡度一般为1：0.051：0.20，矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用1：0.201：0.35较为经济。较为经济。 （2）墙面）墙面墙顶最小宽度，浆砌挡土墙不小于墙顶最小宽度，浆砌挡土墙不小于50cm，干砌不小于，干砌不小于60cm。浆。浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽，厚砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽，厚40cm。如。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆勾缝，或用勾缝，或用5号砂浆抹平顶面，砂浆厚号砂浆抹平顶面，砂浆厚2cm。干砌挡土墙墙顶。干砌挡土墙墙顶50cm高度内，应用高度内，应用25号砂浆砌筑，以增加墙身稳定。干砌挡土号砂浆砌筑，以增加墙身稳定。干砌挡土墙的高度一般不宜大于墙的高度一般不宜大于6m。 （3）墙顶）墙顶为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙路肩墙的墙顶的墙顶应设置护栏。为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘应设置护栏。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、三级路不小于的距离，二、三级路不小于0.75m，四级路不小于，四级路不小于0.5m。（4）护栏）护栏墙顶墙顶（5）基础类型）基础类型 图图6-13 基础类型示意图基础类型示意图a）墙趾或墙踵部分加宽；）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋）钢筋混凝土底板；混凝土底板；c）换填地基；）换填地基；d）台）台阶基础；阶基础；e）拱形基础）拱形基础钢筋混凝土底板钢筋混凝土底板：当地基压应：当地基压应力超过地基承载力过多时，或需力超过地基承载力过多时，或需要的加宽值较大，可采用钢筋混要的加宽值较大，可采用钢筋混凝土底板。凝土底板。 台阶基础台阶基础：当挡土墙修筑在陡：当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的岩石时，对基础不产生侧压力的岩石时，可设置台阶基础，以减少基坑开可设置台阶基础，以减少基坑开挖和节省圬工。挖和节省圬工。 拱形基础拱形基础：如地基有短段缺口：如地基有短段缺口(如深沟等如深沟等)或挖基困难或挖基困难(如需水下如需水下施工施工)，可采用拱形基础。，可采用拱形基础。天然地基天然地基：大多数挡土墙都直：大多数挡土墙都直接修筑在天然地基之上。接修筑在天然地基之上。扩大基础扩大基础：当地基承载力不足，：当地基承载力不足，地形平坦而墙身较高时，为了减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小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，采用扩大基础。性，采用扩大基础。 （6）基础埋置深度）基础埋置深度 对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求：l无冲刷时，应在天然地面以下至少无冲刷时，应在天然地面以下至少1m；l有冲刷时，应在冲刷线以下至少有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m；l受冻胀