挡土墙设计(重新排版,方便阅读)
挡土墙设计(很全面)
挡土墙设计第8-1节概述一、挡土墙的分类及用途为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。
在公路工程中,它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定。
公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。
按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型,如图2-5-1所示。
按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。
按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。
挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。
靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸;墙的顶面部分称为墙顶;墙的底面部分称为基底或墙底;墙面与墙底的交线称为墙趾;墙背与墙底的变线称为墙踵;墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。
挡土墙设置位置不同,其用途也不相同。
路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。
路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。
路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路肩的组成部分,其用途与路堤墙相同。
它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。
沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。
山坡墙设置在路堑或路堤上方,用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
为一个整体。
在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。
面板的作用是阻挡填土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体。
挡土墙方案设计
挡土墙方案设计1. 简介挡土墙,也称为挡土结构或者挡土土建工程,是指用于抵御或控制土体侧向运动、保护人工或自然结构的一种工程结构。
挡土墙广泛应用于道路、铁路、隧道、堤坝等工程中,具有防止土体滑移、坍塌和垮塌的作用。
本文将介绍挡土墙的方案设计,包括设计目标、设计要求、设计步骤等内容。
2. 设计目标挡土墙方案的设计目标主要包括以下几点:•稳定性:保证挡土墙在承受垂直荷载、水平荷载等作用下的稳定性,不发生倾覆、滑移、坍塌等情况。
•经济性:在满足稳定性的前提下,尽量减少挡土墙的建设成本。
•可施工性:考虑施工操作的便利性和工程施工的合理性。
3. 设计要求在进行挡土墙方案设计时,需要满足以下设计要求:•承载力要求:根据工程的实际情况确定挡土墙所需的承载力,包括垂直荷载和水平荷载。
•稳定性要求:确保挡土墙在各种荷载作用下具有足够的稳定性,不发生倾覆、滑移、坍塌等问题。
•安全要求:考虑抗震、抗滑动等安全要求,以确保挡土墙在发生自然灾害或其他不可预见情况下的安全性。
•耐久性要求:挡土墙的设计寿命应考虑在工程运行期内不需要频繁维修或更换。
4. 设计步骤进行挡土墙方案设计时,可以按照以下步骤进行:步骤1:确定设计参数根据工程实际情况,确定挡土墙的设计参数,包括土体的性质、荷载情况、水文条件、地质地貌等。
步骤2:选择合适的挡土墙类型根据设计参数和设计要求,选择合适的挡土墙类型,常见的挡土墙类型包括重力挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、土工格挡墙等。
步骤3:进行挡土墙稳定性分析对选择的挡土墙类型进行稳定性分析,确定挡土墙结构的尺寸和布置形式。
步骤4:进行挡土墙结构设计根据稳定性分析的结果,进行挡土墙结构的设计,包括墙体高度、墙体厚度、墙体倾角等。
步骤5:进行挡土墙材料选择选择合适的材料用于挡土墙的建设,包括墙体材料、支撑材料等。
步骤6:制定施工方案根据挡土墙的设计方案,制定相应的施工方案,确定挡土墙的施工方法、施工工艺等。
5. 总结挡土墙方案设计是一个复杂的过程,需要综合考虑土体性质、荷载情况、稳定性和经济性等因素。
挡土墙设计步骤详解(二)
挡土墙设计步骤详解(二)引言概述
挡土墙是一种常见的土木结构工程,用于在不稳定的土壤中控制土方的移动和保护结构的稳定性。
在挡土墙的设计过程中,需要遵循一系列的步骤,以确保墙体的强度和稳定性。
本文将详细介绍挡土墙设计的步骤,帮助读者了解挡土墙的设计原理和方法。
正文
1. 地质勘察
- 进行地质调查,了解挡土墙建设地区的地质条件。
- 确定地下水位和土层情况,评估挡土墙所承受的土压力和地震力。
2. 确定设计参数
- 根据地质勘察结果,确定挡土墙的设计参数,包括墙体高度、墙脚宽度和墙体坡度等。
- 考虑挡土墙所需的排水和防渗措施,确定挡土墙的透水性和排水设计。
3. 墙体结构设计
- 根据挡土墙的设计参数,进行墙体结构设计,包括墙体材料的选择和厚度的确定。
- 根据挡土墙所承受的土压力和地震力,计算墙体的抗力和稳定性。
4. 墙体加固设计
- 根据地质勘察结果和挡土墙的设计参数,确定墙体加固的方法和措施。
- 考虑使用土工材料如土工格栅、土工膜等进行墙体加固,并进行相应的计算和设计。
5. 施工和监测
- 指导挡土墙的施工过程,确保墙体按照设计要求进行建造。
- 在挡土墙建成后,进行监测和评估,以确保墙体的稳定性和安全性。
总结
挡土墙设计是一项复杂的工程,需要综合考虑地质条件、土压力、地震力和墙体结构等因素。
通过地质勘察、确定设计参数、进行墙体结构设计、墙体加固设计以及施工和监测等步骤,可以确保挡土墙的强度和稳定性。
挡土墙的设计和施工应遵循相关规范和标准,确保工程的安全可靠性。
土力学应用—挡土墙设计精选全文完整版
抗倾覆力矩 K1 倾覆力矩 1.6
23.2重力式挡土墙设计
❖ 挡土墙设计步骤: 一、选择倾斜形式:根据边坡实际情况,选择挡土墙的倾斜形式:
挖方段采用仰斜式;填方段采用直立式或俯斜式。
23.2重力式挡土墙设计
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算: 1、挡土墙的稳定性验算包括:抗滑移稳定性验算、抗倾覆稳定性验算
稳定性验算
抗滑移稳定性 抗滑移稳定性
会不会滑移、倾覆, 稳定性问题
2、地基承载力验算——地基强度 3、墙身承载力验算——樯身强度
材料会不会破坏, 承载力够不够大, 强度问题
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算: 抗滑移稳定:挡土墙在墙背土压力作用下可能沿着墙底发生滑动破坏,要保证挡土
墙的抗滑移稳定性,必须要求抗滑力和滑动力之比不小于1.3。该比值称为抗滑安全系 数,即:
抗滑力 Ks 滑动力 1.3
23.2重力式挡土墙设计
❖ 墙背的稳定性验算: 抗倾覆稳定:挡土墙在墙背土压力作用下可能绕墙趾向前发生转动而倾覆,要保证
如安全系数过大,适当减小墙底宽度;
安全系数过小,适当加大底宽或采取其它措施。
23.2重力式挡土墙设计
❖ 挡土墙设计步骤: 三、选择墙面坡度和墙背坡度:
优先采用仰斜式
(1)墙面坡度: 墙前地面较陡时,可取1:0.2~1:0.05仰斜坡度或直立; 墙前地面较平坦时,中、高挡土墙不宜缓于1:0.4。愈缓 墙身越长、开挖愈多。
墙
扶壁式
轻型挡土墙
锚杆式
锚定板式
衡
重
加筋土式
挡土墙设计范例(二)2024
挡土墙设计范例(二)引言概述:挡土墙设计是土木工程中的一个重要部分,也是保护地形和土壤稳定的关键。
本文将介绍几个有关挡土墙设计的范例,旨在帮助读者理解和应用挡土墙设计的原则和技巧。
正文:一、挡土墙结构设计要点1. 确定挡土墙高度和长度2. 选择合适的抗滑结构类型3. 设计挡土墙的基础及排水系统4. 选择合适的挡土墙材料5. 考虑挡土墙的维护和修复二、挡土墙外观设计要求1. 考虑挡土墙的可视性与环境融合性2. 选择适合的挡土墙表面处理方式3. 考虑挡土墙的色彩和纹理搭配4. 设计挡土墙的绿化和景观增强性5. 考虑挡土墙的安全性和警示功能三、挡土墙材料选择与设计1. 考虑材料的强度和稳定性2. 选择耐久性和抗侵蚀的材料3. 考虑材料的经济性和可获得性4. 选择适合挡土墙结构的材料5. 考虑材料的环境友好性和可持续性四、挡土墙施工与监测技术1. 选择合适的施工方法和工艺2. 设计施工时的安全措施3. 进行堆放坚固度和土壤稳定性监测4. 定期检查和维护挡土墙的结构和性能5. 建立有效的施工和监测档案记录五、挡土墙经济和环保影响分析1. 评估挡土墙建设的经济成本2. 评估挡土墙对环境的影响3. 比较不同设计方案的经济性和环保性4. 考虑挡土墙的寿命和维护费用5. 提出优化设计方案的建议和改进措施总结:挡土墙设计是土木工程中的重要内容,本文总结了挡土墙设计的几个范例,包括挡土墙结构设计要点、挡土墙外观设计要求、挡土墙材料选择与设计、挡土墙施工与监测技术以及挡土墙经济和环保影响分析。
希望这些范例能为读者提供一些挡土墙设计的思路和指导,帮助其在实际工程中取得良好的效果。
挡土墙设计图文课件
第五章 挡土墙设计
四. 基础 ⑴类型
⑵ 设计要求:
①展宽墙址 (≥20cm), 高宽之比: h/b=3/2 (刚性角约为35º) 。 ②斜坡地形设置挡墙,如遇坚硬岩石,将基底做成阶梯形,可
减少挖方数量。 ③当用倾斜基底时,墙址处厚度h1≧50cm,墙踵处厚度h2≧70
cm 。反向倾斜的倾斜度为
钢筋砼扶壁式 锚杆式
宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用。墙高不宜超过15m。
宜用于墙高较大的岩质路堑地段。可用作抗滑挡土墙。可采用肋柱式或板壁式 单级墙或多级墙。每级墙高不宜大于8m,多级墙的上、下级墙体之间应设置宽 度不小于2m的平台。
锚定板式
宜使用在缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙,但不应建筑于滑坡、坍塌、 软土及膨胀土地区。可采用肋柱式或板壁式,墙高不宜超过10m。肋柱式锚定 板挡土墙可采用单级墙或双级墙,每级墙高不宜大于6m,上、下级墙体之间应 设置宽度不小于2m的平台。上下两级墙的肋柱宜交错布置。
第一节 概 述 6
第五章 挡土墙设计
⑹抗滑挡土墙 —— 用于滑动地段, 可稳定滑坡岩土体, 多采
用重力式墙体。当使用竖向预应力锚杆时, 墙体用片石砼。
第一节 概 述 7
第五章 挡土墙设计
⑺桥头挡土墙——支承桥梁上部建筑及保证桥头填
土稳定, 一般要求用料石砌筑。
第一节 概 述 8
第五章 挡土墙设计 Ⅲ. 按挡土墙的适用条件分类(与墙身用料有关)
计算土压力:
① 先拟定两组破裂面,选取相应公式算出 9i,以确定第一破裂面的位置;
② 如与假定相符, 就按拟定边界条件套用相应公式计算αi ,并验证是否 出现第二破裂面,若不出现则仍按一般墙背的库仑土压力公式计算; 有 则应按第二破裂面库仑土压力计算,《公路设计手册 ·路基》中提供了 各种边界条件下第二破裂面库仑主动土压力计算公式,可供参考。
挡土墙设计(很全面) (1)
挡土墙设计第8-1节概述一、挡土墙的分类及用途为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。
在公路工程中,它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定。
公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。
按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型,如图2-5-1所示。
按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。
按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。
挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。
靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸;墙的顶面部分称为墙顶;墙的底面部分称为基底或墙底;墙面与墙底的交线称为墙趾;墙背与墙底的变线称为墙踵;墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。
挡土墙设置位置不同,其用途也不相同。
路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。
路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。
路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路肩的组成部分,其用途与路堤墙相同。
它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。
沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。
山坡墙设置在路堑或路堤上方,用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
为一个整体。
在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。
面板的作用是阻挡填土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体。
5挡土墙设计图文
适合于山区,地石横坡陡峭的路肩 墙。路堑墙,路破墙。
2、锚定式挡土墙
1)锚杆式由钢筋混凝土主柱、挡土板构成墙面,与水平或 倾斜的钢锚杆联合组成。
2)锚定板式 :由钢 筋混凝土墙面、钢拉 杆、锚定板以及其间 的填土共同形成。借 助于埋在填土内的锚 定板的抗拔力抵抗侧 土压力。
4、加筋土挡土墙:
组成:填土、填土中布置拉筋条、墙面板
受力:放置拉筋材料,填土压实,通过填土与拉筋间的 摩擦作用,把土的侧压力传给拉筋。
特点:柔性结构,对地基变形随意性大,建筑高度大, 适用于填土路基,节约投资30%~70%,经济效益大。
§2 重力式挡墙的构造与布置
一、挡墙的构造
一般由墙身、基础、排水设施和沉降、伸缩缝等几部分组成。
2、山坡挡土墙: 用于支撑山坡上可能坍塌 的覆盖层、破碎岩层或山 体滑坡。
3、路肩挡土墙: 防止路堤边坡或路堤沿基底滑动, 同时可以收缩路堤坡脚,减少填方 数量,减少拆迁和占地面积。 墙顶是路肩的组成部分。
4、路堤挡土墙: 防止路堤边坡或路堤沿基底滑动, 同时可以收缩路堤坡脚,减少填 方数量,减少拆迁和占地面积。
2.墙面:一般为平面,坡度除应与墙背的坡度相协调外,还应 考虑到墙趾处地面的横坡。
3.墙顶:重力式挡墙可采用浆砌或干砌圬工。浆砌时墙顶最小 宽度不小于50cm,干砌时不小于60cm。墙顶应平整、稳定。
4.护栏:为增加驾驶员心理上的安全感,在地形险峻地段的陆 建强或墙顶高处地面6米以上且连续长度超过20米的路肩墙上 设置。有墙式和柱式两种。
2 基本原理
加筋土挡墙的基本原理是借助拉筋与填土间的摩擦力 来提高填土的抗剪强度,从而保证土体平衡。
第六章 挡土墙设计
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。
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
2.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: (1)无冲刷时,应在天然地面以下至少1m; (2)有冲刷时,应在冲刷线以下至少1m; (3)受冻胀影响时,应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时,采 用1.25m,但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层,垫层底面亦应位于 冻结线以下不少于0.25m。
(四)沉降缝与伸缩缝
设计时,一般将沉降缝与伸缩缝合并设置,沿路线方向每隔10~15m设置 一道,兼起两者的作用,缝宽2~3cm,缝内一般可用胶泥填塞,但在渗 水量大,填料容易流失或冻害严重地区,则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木 板等具有弹性的材料,沿内、外、顶三方填塞,填深不宜小于0.15m,当 墙后为岩石路堑或填石路堤时,可设置空缝。
附加力是季节性作用于挡土墙的各种力, 特殊力是偶然出现的力。
二、一般条件下库仑主动土压力计算 主动土压力:挡土墙向外移动时(位移或倾覆),
土压力随之减少,直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极 限平衡状态,作用于墙背的土压力。
被动土压力:墙向土体挤压移动,土压力随之增大,
土体被推移向上滑动处于极限平衡状态,此时土体对墙 的抗力。
1. 破裂面交于内边坡时(库仑主动土压力公式的推导) (1).力的大小
挡土墙设计(最全)
挡土墙设计(最全)一、挡土墙概述二、挡土墙类型及特点1. 重力式挡土墙(2)混凝土挡土墙:采用现浇或预制混凝土构件,强度高,适用于各种地质条件。
2. 悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、底板和悬臂三部分组成,通过悬臂承受土压力。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
3. 扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上,增加了扶壁结构,提高了挡土墙的稳定性。
适用于高度较大、地质条件较差的场合。
4. 钢板桩挡土墙三、挡土墙设计要点1. 土压力计算在设计挡土墙时,要准确计算土压力。
土压力分为主动土压力、被动土压力和静止土压力,应根据实际情况选择合适的计算方法。
2. 确定挡土墙尺寸根据土压力计算结果,确定挡土墙的尺寸,包括墙身高度、底板宽度、立壁厚度等。
3. 材料选择根据工程需求和地质条件,选择合适的挡土墙材料。
常见的材料有混凝土、砖、石、钢材等。
4. 稳定性分析对挡土墙进行稳定性分析,包括抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力验算。
5. 细部构造设计考虑排水设施、伸缩缝、沉降缝等细部构造,确保挡土墙的使用寿命和安全性。
四、挡土墙施工注意事项1. 施工前应进行详细的地质勘察,了解地形地貌、土壤性质等条件。
2. 施工过程中,严格遵循设计图纸和施工规范,确保工程质量。
3. 加强施工现场安全管理,预防安全事故发生。
4. 施工完成后,对挡土墙进行验收,确保其满足设计要求。
五、挡土墙维护与监测1. 定期检查挡土墙在使用过程中,应定期进行外观检查,观察是否有裂缝、沉降、位移等现象。
一旦发现问题,要及时进行处理。
2. 维护措施针对检查出的问题,采取相应的维护措施,如修补裂缝、加固结构、清理排水系统等,确保挡土墙的稳定性和安全性。
3. 监测手段安装监测设备,对挡土墙的变形、土压力、地下水位等进行实时监测,以便及时发现潜在风险。
六、挡土墙设计与环境和谐1. 美观性在设计挡土墙时,考虑其与周围环境的协调性,采用合适的材料和造型,使挡土墙成为一道亮丽的风景线。
挡土墙设计
3、挡土墙工程液化气罐区新增装置区场地建设需对该滑坡坡脚进行开挖,为了满足施工工期要求和开挖边坡安全稳定性要求,特在前缘原设计挡土墙位置中部设计C 型抗滑桩,在抗滑桩两侧设计毛石挡土墙。
抗滑桩两侧挡土墙有灰岩和红粘土两种不同基础,设置A、B两种挡墙类型。
A型挡墙主要布置在近期滑动体前部灰岩基础上,长19.27m,B型挡土墙主要布置在近期滑动左侧和右侧红粘土基础上,左侧长46.32m,右侧长24.46m,挡墙部位如基础为红粘土或粘土,根据实际情况分析,可以按B型挡墙布置。
依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)中10.2内容规定,挡土墙工程结构设计安全系数如下:基本载荷情况下,抗滑稳定性Ks=1.3;抗倾覆稳定性Ks=1.5。
挡土墙计算模型见图2-3-7。
L图2-3-7 挡土墙计算模型(1)设计参数据《场地边坡岩土工程勘察报告》与《滑坡岩土工程勘察报告》,边坡防治工程参数如下:墙后填土容重: 18.40kN/m 3 地基土容重:28.00kN/m 3 墙后填土内摩擦角:Φ=7.00° 墙后填土粘聚力:C=43.5kPa 墙背与墙后填土摩擦角:δ=5.0° 基底摩擦系数:μ =0.60 修正后地基土容许承载力:2000kPa 毛石挡墙重度:ρ=22kN/m 3 挡土墙墙背与铅垂线间的夹角:α=0 b 、B 型挡土墙据《场地边坡岩土工程勘察报告》,边坡防治工程参数如下: 墙后填土容重: 18.40kN/m 3 地基土容重:18.30kN/m 3 墙后填土内摩擦角:Φ=7.00° 墙后填土粘聚力:C =46.0kPa 墙背与墙后填土摩擦角:δ=5.0° 基底摩擦系数:μ =0.26 修正后地基土容许承载力:180kPa 毛石挡墙重度:ρ=23kN/m 3 挡土墙墙背与铅垂线间的夹角:α=0 (2)主动土压力计算挡土墙的主动土压力采用《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)中的库仑土压力公式计算:aa K H F 25.0ρ=其中主动土压力系数:()()()()()()()()222cos cos sin sin 1cos cos cos cos⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++--++++--=βαηδαηβφδφηδααηηαφa K式中:ρ-------墙后填土的重度(kN/m 3); Φ-------填土内摩擦角(度);η--------地震角(度);δ-------墙背与填土之间摩擦角(度); β-------墙后边坡角(度);α-------挡土墙墙背与铅垂线的夹角(度)。
挡土墙设计
挡土墙设计在边坡的西南侧的底部平台与破碎场交界处、生活区与填土推料场交界处修建挡土墙。
破碎场其边坡坡度大致为78-80度,采场的底部平台如果汇水面积出现,为防止水土流失和因降雨冲刷、淋滤等松散渣体边坡崩塌、滑坡地质灾害的发生,危及下方过往人员和设备,故在底部平台下方设置俯斜式刚性挡土墙,布置范围为底部平台下方,墙长约72m 。
填土推料场边坡坡度大致也为78-80度,墙长约50m.(1)挡土墙设计标准:根据《开发建设项目水土保持技术规范》和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),参照《防洪标准》(GB50201-2019)第4.0.5条,考虑弃渣场和表土堆放场容量、堆积高度可能对下方造成的危害、经济合理和安全可靠的原则,确定建筑物等级、稳定安全系数等设计标准。
挡土墙如图所示;通过结合实地情况分析可知,挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态,此时土体作用在墙上的土压力。
此地所受到的力为主动土压力( Ea);如果挡土墙在墙后填土自重等作用下产生离开填土方向的位移,并且使墙后填土达到了极限平衡状态,可按主动土压力计算。
实验研究表明,挡土墙的位移达到墙高的0.1%一0.3%,填土就可能发生主动破坏,而这是一般的挡土墙都容易达到的。
因此,通常情况下挡土墙的土压力可按主动土压力计算:挡土墙土压力计算可看成平面应变问题。
均取一延米墙长,土压力单位kN/m,土压力强度kPa 。
由于产生被动土压力需要墙身有较大偏移,而在工程中,有时并不容许建筑物产生如此大的位移。
见下表:挡土墙形状:挡土墙墙面形状,墙背为竖直或是倾斜、墙背为光滑或粗糙,都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。
填土的性质:填土松密程度即重度、干湿程度即含水量、土的强度指标即内摩擦角和粘聚力的大小。
挡土墙的材料:如挡土墙的材料采用素混凝土和钢筋混凝土,可认为墙的表面光滑,不计摩擦力;若为砌石挡土墙,就必须计摩擦力,因而土压力的大小和方向都不相同。
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挡土墙设计第8-1节概述一、挡土墙的分类及用途为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。
在公路工程中,它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定。
公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。
按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型,如图2-5-1所示。
按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。
按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。
挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。
靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸;墙的顶面部分称为墙顶;墙的底面部分称为基底或墙底;墙面与墙底的交线称为墙趾;墙背与墙底的变线称为墙踵;墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。
挡土墙设置位置不同,其用途也不相同。
路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。
路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。
路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路肩的组成部分,其用途与路堤墙相同。
它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。
沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。
山坡墙设置在路堑或路堤上方,用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
为一个整体。
在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。
面板的作用是阻挡填土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体。
加筋土挡土墙属于柔性结构,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,适用于填土路基。
3.锚定式挡土墙锚定式挡土墙可分为锚杆式和锚定板式两种。
锚杆式挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面,与水平或倾斜的钢锚杆联合组成,如图2-5-3a)所示。
锚杆的一端与立柱连接,另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。
墙后侧向土压力由挡土板传结立柱,由锚杆与稳定岩层或上层之间的锚固力,使墙获得稳定。
它适用于墙高较大,缺乏石料或挖基困难地区,具有锚固条件的路堑挡土墙。
锚定板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚走板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构,如图2-5-3b)所示。
它借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧土压力,保持墙的稳定。
锚定式挡土墙的特点在于构件断面小,工程量省,不受地基承载力的限制,构件可顶制.有利于实现结构轻型化和施工机械化。
它适用于缺乏石料地区的路肩墙或路堤墙。
4.薄壁式挡土墙薄壁式挡土墙属于钢筋混凝土结构,可以分为悬臂式和扶壁式两种。
第8-2节重力式挡土墙的构造与布置常用的重力式挡土墙,一般由墙身、基础、排水设施和沉降、伸缩缝等几部分组成。
(一)墙身1.墒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.如图2-5-5所示。
以仰斜、垂直和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力分析,在墙高和墙后填料等条件相同时,仰斜墙背所受的土压力为最小,垂直墙背次之,俯斜墙背较大;因此仰斜式的墙身断面较经济。
用于路堑墙时,墙背与开挖的临时边坡较贴合,开挖量与回填量均较小。
但当墙趾处地面横坡较陡时,采用仰斜式墙背会增加墙高,断面增大。
故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。
仰斜墙背的坡度愈缓,所受的土压力愈小,但施工愈困难,故仰斜墙背的坡度不宜缓于1:0.3。
俯斜墙背所受的土压力较大,相对而言,俯斜墙背的断面比仰斜式要大。
但当地面横坡较陡时,俯斜式挡土墙可采用陡直的墙面,从而减小墙高。
俯斜墙背的坡度缓些固然对施工有利,但所受的土压力亦随之增加,致使断面增大,因此墙背坡度不宜过缓,通常控制a<21°48′(即1:0.4)。
垂直墙背的持点介于仰斜和俯斜墙背之间。
凸形折线墙背系将仰斜式挡土墙的上部墙背改为俯斜,以减小上部断面尺寸,故其断面较为经济,多用于路堑墙,也可用于路肩墙。
衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重台,并采用陡直的墙面。
上墙俯斜墙背的坡度通常为1:0.25~1:0.45,下墙仰斜墙背的坡度一般在1:0.25左右,上下墙的墙高比一般为2:3。
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。
2.墙面墙面一般为平面,墙面坡度除应与墙背的坡度相协调外,还应考虑到墙趾处地面的横坡度(影响挡土墙的高度)。
当地面横坡度较陡时,墙面可直立或外斜1:0.05~1:0.20,以减少墙高;当地面横坡平缓时,一般采用1:0.20~1:0.35较为经济。
3.墙顶重力式挡土墙可采用浆砌或干砌圬工。
墙顶最小宽度,浆砌时边不小于50cm;干砌时应不小于60cm。
干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m。
浆砌挡土墙墙顶应用5号砂浆抹平,或用较大石块砌筑,并勾缝。
浆砌路肩墙墙顶宜采用粗料石或混凝土做成顶帽,厚度取40cm。
干砌挡土墙顶部50cm厚度内,宜用5号砂浆砌筑,以求稳定。
4.护栏为增加驾驶员心理上的安全感,保证行车安全,在地形险峻地段的路肩墙,或墙顶高出地面6m以上且连续长度大于20m的路肩墙,或弯道处的路肩墙的墙顶应设置护栏等防护设施。
护栏分墙式和柱式两种,所采用的材料,护拦高度、宽度,视实际需要而定。
护栏内侧边缘距路面边缘的距离,应满足路肩最小宽度的要求。
(二)基础地基不良和基础处理不当,往往引起挡土墙的破坏,因此,应重视挡土墙的基础设计。
基础设计的程序是:首先应对地基的地质条件作详细调查,必要时须做挖探或钻探,然后再来确定基础类型与埋置深度。
1.基础类型当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时,挡土墙大多数都是直接砌筑在天然地基上的浅基础。
为减少基底应力和增加抗倾覆稳定性,常常采用扩大基础,如图2-5-6a)所示,将墙趾部分加宽成台阶,或墙趾墙踵同时加宽,以加大承压面积。
加宽宽度视基底应力需要减少的程度和加宽后的合力偏心距的大小而定,一船不小于20cm。
台阶高度按基础材料的刚性角的要求确定,对于砖、片石、块石、粗料石砌体,当用低于5号的砂浆砌筑时,刚性角应不大于35°;对混所示。
台阶的高宽比应不大于2:1.台阶宽度不宜小于50cm。
最下一个台阶的宽度应满足偏心距的有关规定,并不宜小于1.5~2.0m。
如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基因难(如局部地段地基软弱等),可采用拱形基础,如图2-5-6d)所示,以石砌拱圈跨过,再在其上砌筑墙身。
但应注意土压力不宜过大。
以免横向推力导致拱圈开裂。
设计时应对拱圈予以验算。
当地基为软弱土层,如淤泥、软粘土等,可采用砂砾、碎石、矿渣或石灰土等材料予以换填,以扩散基底压应力,使之均匀地传递到下卧软弱土层中。
2.基础埋置深度挡土墙基础,应视地形、地质条件埋置足够的深度,以保证挡土墙的稳定性。
设置在土质地基上的挡土墙,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;⑦有冲刷时,应在冲刷线下不小于1.0m;⑦受冻胀影响时,应在冰陈线以下不小于0.25m。
非冰胀土层中的基础,例如岩石、卵石、砾石、中砂或粗砂等,埋置深度可不受冻深的限制。
挡土墙基础设置在岩石上时,应清除表面风化层;当风化层较厚难以全部清除时,可根据地基的风化程度及其相应的容许承载力将基底埋在风化层中。
当墙趾前地面横坡较大时,基础埋置深度用墙趾前的安全襟边宽度l来控制,以防地基剪切破坏。
襟边宽度见表2-5-1。
(三)排水设施挡土墙的排水处理是否得当,直接影响到挡土墙的安全及使用效果。
因此,挡土墙应设置排水设施,以疏干墙后坡料中的水分,防止地表水下渗造成墙后积水,从而使墙身免受额外的静水压力;消除粘性土填料因含水量增加产生的膨胀压力;减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力。
挡土墙的排水设施通常内地面排水和墙身排水两部分组成。
地面排水可设置地面排水沟,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;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。
墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水。
浆砌挡土墙应根据渗水量在墙身的适当高度处布置泄水孔。
如图2-5-7所示。
泄水孔尺寸可视泄水量大小分别采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm ×20cm的方孔,或直径5~10cm的圆孔。
泄水孔间距一般为2~3M,上下交错设置。
最下排泄水孔的底部应高出墙趾前地面0.3m;当为路堑墙时,出水口应高出边沟水位0.3m:若为浸水挡土墙.则应高出常水位以上0.3m,以避免墙外水流倒灌。
为防止水分渗入地基,在最下一排泄水孔的底部应设置30cm厚的粘土隔水层。
在泄水孔进口处应设置粗粒料反滤层,以避免堵塞孔道。
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。
干砌挡土墙围墙身透水可不设泄水孔。
挡墙排水孔(四)沉降缝和仲缩缝为了防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基的地质条件及墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝;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,须设置伸缩缝。
通常把沉降缝与伸缩缝合并在一起,统称为沉降伸缩缝或变形缝。
沉降伸缩缝的间距按实际情况面定,对于非岩石地基,宜每隔10~15m设置一道沉降伸缩缝;对于岩石地基,其沉降伸缩缝间距可适当增大。
沉降伸缩缝的缝宽—般为2~3cm。
浆砌挡土墙的沉降伸缩缝内可用胶泥填塞,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15m;当墙背为填石且冻害不严重时,可仅留空隙,不嵌填料。
对于干砌挡土墙,沉降伸缩缝两侧应选平整石料砌筑,使具形成垂直通缝。
沉降缝二、挡土墙的布置挡土墙的布置是挡土墙设计的一个重要内容,通常是在路基横断面图和墙趾纵断面图上进行,个别复杂的挡土墙尚应作平面布置。
(一)横向布置横向布置主要是在路基横断面图上进行,其内容有:选择挡土墙的位置、确定断面形式、绘制挡土墙横断面图等。
1.挡土墙的位置选择路堑挡土墙,大多设置在边沟的外侧。
路肩墙应保让路基宽度布设。
路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较,以确定墙的合理位置。
当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数量相近,其基础情况亦相仿时,宜做路肩,因为采用路肩墙可减少填方和占地;但当路堤墙的墙高或圬工数量比路肩墙显著降低,且基础可靠时,则宜做路堤墙。