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5、挡土墙
5.1 概述 5.2 挡土墙类型 5.3 作用在挡土墙上的土压力 5.4 重力式挡土墙设计
5.1 概述
山体滑坡
挡土墙应用举例
建成后的坡间挡土墙
挡土墙发生事故的例子
• 多瑙河码头岸墙滑动
垮塌的重力式挡墙
垮塌的护坡挡墙
失稳的立交桥加筋土挡土墙
5.2 挡土墙类型
按材料分类 毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土。 按结构形式分类 重力式挡墙 悬臂式挡土墙 扶壁式挡墙 板桩式挡墙 锚定板或锚杆式挡墙
新型挡土结构（一）：锚定板挡土墙
峙峰山锚定板挡墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（包裹式）
湖 北 大 冶 国 家 粮 食 贮 备 库 加 筋 土 挡 墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（条带式）
巫山县新城57m高加筋土挡墙
加筋土挡墙
某条带式加筋土挡墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（土工格栅）
二. 土压力计算的理论和方法 除了板桩墙，一般假定挡土墙是刚性的，沿用朗金和库伦 的理论和方法。 1 地下水情况 根据填土透水性质选择： 1）水土分算方法：水位上下分别采取天然重度和浮重 度，土压力和水压力分别计算，合力为总侧压力。 2）水土合算方法：水位上下采取天然重度和饱和重度， 采取土压力理论计算水土合压力。 2 地震情况 考虑地震力F，引入水平地震系数k和地震角a‘ 。
面坡 背坡
直立
仰斜
3 基底逆坡坡度
墙底逆坡可增加抗滑稳定，但降低基底承载力，土质地基 一般不超过0.1:1(n:1)，岩质地基一般不超过0.2:1。
4 墙趾台阶
墙趾台阶可扩大基底宽度a，h:a=2:1，防止基底压力超过 地基承载力，可提高抗倾覆和滑动稳定。
a h n:1
5.4.2 重力式挡土墙的构造要求
墙面
墙背
墙趾
墙基
立壁
钢筋
墙趾
墙踵
3.扶壁式挡土墙 在悬臂式挡墙基础上，沿墙的长 度方向每隔1/3～1/2墙高设扶壁， 增强立壁和墙踵抗弯性能。 适用于墙高大于8m，地基土质软 墙趾 弱等情况。 4.锚定板式与锚杆式挡土墙
扶壁
墙踵
锚定板
锚杆
墙板
基岩
新型挡土结构（一）：锚定板挡土墙
营口新港铁路鲅鱼圈锚定板挡土结构 上世纪70年代初我国铁道科学研究院卢肇均首创的一种新型挡土结构
某小区5～6.5m高土工格栅加筋土挡墙
qr L
qs
r
W
s
Pq
H
P1
xv V
qsKa
HKa
新型挡土结构（四）：桩板墙及框格式挡墙
新型挡土结构（五）：L型钢筋混凝土挡墙
钢筋混凝土挡土墙
5.3 作用于挡土墙的侧压力
一.挡土墙的主要荷载：土压力 1 墙背土压力要素 土压力性质、大小、方向和作用点。 2 影响因素 填土性质、填土过程、墙的刚度和形状、墙的位移。 3 特殊情况 考虑水压力、超载房屋公路引起的附加应力、地震力 （F=kG）
5.沉降缝和伸缩缝
一般沉降缝兼做伸缩缝。 每隔10～20m设置一道，缝宽约2cm，缝内嵌填柔性防水材料。
6.挡土墙材料要求
石料： 砂浆： 完整、新鲜、力学性能好 水泥砂浆
7.砌筑质量
搭缝良好，砌稳安正；填缝紧密、灰浆饱满。
5.4.3 重力式挡土墙计算
1抗倾覆稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾 O点向外倾覆。 抗倾覆稳定条件 Kt
悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、桩板墙等介绍 略
思考：提高挡土墙稳定性有哪些措施？
1减少侧压力：填料、挡墙背坡面形式、减压平台。 2基底逆坡，抗滑力增加，下滑力减少。 3增加基础的抗滑力： 1）设置墙趾台阶，扩大墙踵板宽度。 2）基础底板下端设置防滑键。 3）基础底面夯填300～500mm厚碎石，增加摩擦系数。
5.4 重力式挡土墙的设计
5.4.1 重力式挡土墙的选型
1.选择墙背倾斜形式，使土压力最小。
施工条件：挖方，填方；墙前地形。 优先考虑仰斜式。
E2
E1
E3
E1＜E2＜E3
仰斜 直立 俯斜
2.墙面坡和背坡的选择
墙前地面坡度陡，墙面坡陡或直立；墙前地面坡度平坦， 墙面坡可较缓，不宜小于 1:0.4。 背坡倾斜度不小于1:0.25。 面坡与背坡尽量平行。
抗滑稳定条件
Gt
Ean Gn O G
为基底摩
d
Ea Eat
(Gn Ean ) Ks 1.3 Eat Gt
Gn G cosa 0
Gt G sin a0
a0
a
擦系数，根 据土的类别 查表得到
Ean Ea cos(a a 0 d ) Eat Ea sin(a a0 d )
1 挡土墙的埋置深度
• 根度持力层地基承载力、冻结因素确定 • 土质地基埋深一般不小于0.5m；岩质地基满足表7－2 要求。 • 软弱地基可加宽加深基础，或地基处理，桩基础。
2 墙身构造
• 墙身各部分符合强度和稳定的要求，就近取材，施工 方便，符合地质地形条件； • 块石挡墙顶宽不应小于0.4m
3.墙后排水措施——泄水孔
3.地基承载力验算（同偏心受压基础验算）
f为修正后地基承载 力设计值，当基底 基底平均应力p≤f 倾斜时，应乘以0.8 基底最大压应力pmax≤1.2f 折减系数
4.地基整体稳定性验算
对于软弱地基，可采用圆弧滑动法验算整体稳定性。
5.墙身强度验算
根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构 或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。 砌体抗压验算
N a A f
Q a( fv 0.18 u ) A
砌体抗剪验算
6.抗震计算
震区挡土墙计算考虑两种情况，有地震时的挡土墙和 无地震时的挡土墙，选取其中墙截面较大者。 地震计算 时考虑水平地震力F的作用。
作业：某挡土墙高5m，墙背垂直光滑，填土面水 平，挡土墙采用M5水泥砂浆，MU10毛石砌筑， 砌体重度=22kN/m3，填土内摩擦角=30°，粘聚 力c=0°，重度=18kN/m3，地基承载力特征值 fak=180kPa，基底摩擦系数=0.5，试验算挡土 墙的抗倾覆和抗滑移稳定性和地基承载力。
挡墙类型选择 考虑土层构成、地下水情况、地基承载力和压缩性、 施工条件、经济和美观。
墙顶
1.重力式挡土墙 靠自身的重量保持墙身的稳定，一般 用砖、块石、素砼等修筑，材料抗拉、 抗弯曲能力差，墙身断面较大。 适用于墙高不大、地基较好情况。
2.悬臂式挡土墙 一般钢筋混凝土，墙身较薄，结构 轻巧。挡土墙的稳定主要靠墙踵悬 臂以上土的自重。 适用于重要工程中墙高大于5m，地 基土较差，当地缺乏石料的情况。
滤水层
泄水孔
粘土夯实
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
截水沟
粘土夯实
粘土夯实
泄水孔
地下水是造成挡土墙倒塌的主要原因。 泄水孔的尺寸根据排水量确定，泄水孔附近设滤水层，最 低泄水孔下部设粘土隔水层和散水或排水沟。
4.填土质量要求
两个关键问题填料质量和密实度。 墙后填土宜选择抗剪强度高、性质稳定、透水性较强的 粗颗粒材料作填料，减少主动土压力。 若采用粘土，应混入一定量的块石，易于夯实和提高抗 剪强度，但重要、高大挡墙不合适。 不能用的回填土：淤泥、耕殖土、成块硬粘土和膨胀土， 不应夹杂冻土、木块和其他杂物。 砖石挡墙砌筑砂浆达到强度的70％后， 墙后填土应分层 夯实。
G Eaz Ea zf z
Gx0 Eaz x f Eax z f
1.6
Eaz Ea cos(a d ) Eax Ea sin(a d ) x f b z cota
d
O
a0
a
x0 xf b
Eax
z f z b tana 0
2抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础 底面发生滑动
5.1 概述 5.2 挡土墙类型 5.3 作用在挡土墙上的土压力 5.4 重力式挡土墙设计
5.1 概述
山体滑坡
挡土墙应用举例
建成后的坡间挡土墙
挡土墙发生事故的例子
• 多瑙河码头岸墙滑动
垮塌的重力式挡墙
垮塌的护坡挡墙
失稳的立交桥加筋土挡土墙
5.2 挡土墙类型
按材料分类 毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土。 按结构形式分类 重力式挡墙 悬臂式挡土墙 扶壁式挡墙 板桩式挡墙 锚定板或锚杆式挡墙
新型挡土结构（一）：锚定板挡土墙
峙峰山锚定板挡墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（包裹式）
湖 北 大 冶 国 家 粮 食 贮 备 库 加 筋 土 挡 墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（条带式）
巫山县新城57m高加筋土挡墙
加筋土挡墙
某条带式加筋土挡墙
新型挡土结构（二）：加筋土挡土墙（土工格栅）
二. 土压力计算的理论和方法 除了板桩墙，一般假定挡土墙是刚性的，沿用朗金和库伦 的理论和方法。 1 地下水情况 根据填土透水性质选择： 1）水土分算方法：水位上下分别采取天然重度和浮重 度，土压力和水压力分别计算，合力为总侧压力。 2）水土合算方法：水位上下采取天然重度和饱和重度， 采取土压力理论计算水土合压力。 2 地震情况 考虑地震力F，引入水平地震系数k和地震角a‘ 。
面坡 背坡
直立
仰斜
3 基底逆坡坡度
墙底逆坡可增加抗滑稳定，但降低基底承载力，土质地基 一般不超过0.1:1(n:1)，岩质地基一般不超过0.2:1。
4 墙趾台阶
墙趾台阶可扩大基底宽度a，h:a=2:1，防止基底压力超过 地基承载力，可提高抗倾覆和滑动稳定。
a h n:1
5.4.2 重力式挡土墙的构造要求
墙面
墙背
墙趾
墙基
立壁
钢筋
墙趾
墙踵
3.扶壁式挡土墙 在悬臂式挡墙基础上，沿墙的长 度方向每隔1/3～1/2墙高设扶壁， 增强立壁和墙踵抗弯性能。 适用于墙高大于8m，地基土质软 墙趾 弱等情况。 4.锚定板式与锚杆式挡土墙
扶壁
墙踵
锚定板
锚杆
墙板
基岩
新型挡土结构（一）：锚定板挡土墙
营口新港铁路鲅鱼圈锚定板挡土结构 上世纪70年代初我国铁道科学研究院卢肇均首创的一种新型挡土结构
某小区5～6.5m高土工格栅加筋土挡墙
qr L
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H
P1
xv V
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HKa
新型挡土结构（四）：桩板墙及框格式挡墙
新型挡土结构（五）：L型钢筋混凝土挡墙
钢筋混凝土挡土墙
5.3 作用于挡土墙的侧压力
一.挡土墙的主要荷载：土压力 1 墙背土压力要素 土压力性质、大小、方向和作用点。 2 影响因素 填土性质、填土过程、墙的刚度和形状、墙的位移。 3 特殊情况 考虑水压力、超载房屋公路引起的附加应力、地震力 （F=kG）
5.沉降缝和伸缩缝
一般沉降缝兼做伸缩缝。 每隔10～20m设置一道，缝宽约2cm，缝内嵌填柔性防水材料。
6.挡土墙材料要求
石料： 砂浆： 完整、新鲜、力学性能好 水泥砂浆
7.砌筑质量
搭缝良好，砌稳安正；填缝紧密、灰浆饱满。
5.4.3 重力式挡土墙计算
1抗倾覆稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾 O点向外倾覆。 抗倾覆稳定条件 Kt
悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、桩板墙等介绍 略
思考：提高挡土墙稳定性有哪些措施？
1减少侧压力：填料、挡墙背坡面形式、减压平台。 2基底逆坡，抗滑力增加，下滑力减少。 3增加基础的抗滑力： 1）设置墙趾台阶，扩大墙踵板宽度。 2）基础底板下端设置防滑键。 3）基础底面夯填300～500mm厚碎石，增加摩擦系数。
5.4 重力式挡土墙的设计
5.4.1 重力式挡土墙的选型
1.选择墙背倾斜形式，使土压力最小。
施工条件：挖方，填方；墙前地形。 优先考虑仰斜式。
E2
E1
E3
E1＜E2＜E3
仰斜 直立 俯斜
2.墙面坡和背坡的选择
墙前地面坡度陡，墙面坡陡或直立；墙前地面坡度平坦， 墙面坡可较缓，不宜小于 1:0.4。 背坡倾斜度不小于1:0.25。 面坡与背坡尽量平行。
抗滑稳定条件
Gt
Ean Gn O G
为基底摩
d
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(Gn Ean ) Ks 1.3 Eat Gt
Gn G cosa 0
Gt G sin a0
a0
a
擦系数，根 据土的类别 查表得到
Ean Ea cos(a a 0 d ) Eat Ea sin(a a0 d )
1 挡土墙的埋置深度
• 根度持力层地基承载力、冻结因素确定 • 土质地基埋深一般不小于0.5m；岩质地基满足表7－2 要求。 • 软弱地基可加宽加深基础，或地基处理，桩基础。
2 墙身构造
• 墙身各部分符合强度和稳定的要求，就近取材，施工 方便，符合地质地形条件； • 块石挡墙顶宽不应小于0.4m
3.墙后排水措施——泄水孔
3.地基承载力验算（同偏心受压基础验算）
f为修正后地基承载 力设计值，当基底 基底平均应力p≤f 倾斜时，应乘以0.8 基底最大压应力pmax≤1.2f 折减系数
4.地基整体稳定性验算
对于软弱地基，可采用圆弧滑动法验算整体稳定性。
5.墙身强度验算
根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构 或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。 砌体抗压验算
N a A f
Q a( fv 0.18 u ) A
砌体抗剪验算
6.抗震计算
震区挡土墙计算考虑两种情况，有地震时的挡土墙和 无地震时的挡土墙，选取其中墙截面较大者。 地震计算 时考虑水平地震力F的作用。
作业：某挡土墙高5m，墙背垂直光滑，填土面水 平，挡土墙采用M5水泥砂浆，MU10毛石砌筑， 砌体重度=22kN/m3，填土内摩擦角=30°，粘聚 力c=0°，重度=18kN/m3，地基承载力特征值 fak=180kPa，基底摩擦系数=0.5，试验算挡土 墙的抗倾覆和抗滑移稳定性和地基承载力。
挡墙类型选择 考虑土层构成、地下水情况、地基承载力和压缩性、 施工条件、经济和美观。
墙顶
1.重力式挡土墙 靠自身的重量保持墙身的稳定，一般 用砖、块石、素砼等修筑，材料抗拉、 抗弯曲能力差，墙身断面较大。 适用于墙高不大、地基较好情况。
2.悬臂式挡土墙 一般钢筋混凝土，墙身较薄，结构 轻巧。挡土墙的稳定主要靠墙踵悬 臂以上土的自重。 适用于重要工程中墙高大于5m，地 基土较差，当地缺乏石料的情况。
滤水层
泄水孔
粘土夯实
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
截水沟
粘土夯实
粘土夯实
泄水孔
地下水是造成挡土墙倒塌的主要原因。 泄水孔的尺寸根据排水量确定，泄水孔附近设滤水层，最 低泄水孔下部设粘土隔水层和散水或排水沟。
4.填土质量要求
两个关键问题填料质量和密实度。 墙后填土宜选择抗剪强度高、性质稳定、透水性较强的 粗颗粒材料作填料，减少主动土压力。 若采用粘土，应混入一定量的块石，易于夯实和提高抗 剪强度，但重要、高大挡墙不合适。 不能用的回填土：淤泥、耕殖土、成块硬粘土和膨胀土， 不应夹杂冻土、木块和其他杂物。 砖石挡墙砌筑砂浆达到强度的70％后， 墙后填土应分层 夯实。
G Eaz Ea zf z
Gx0 Eaz x f Eax z f
1.6
Eaz Ea cos(a d ) Eax Ea sin(a d ) x f b z cota
d
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2抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础 底面发生滑动