路基支挡结构

第六章路基支挡结构设计

路基支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、锚索和锚杆框架等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡土体，防止其坍滑以保持稳定的一种建筑物。

路基支挡建筑物可用来平衡路基及路基面以上荷载形成的土压力，也可用来承受滑动土体的下滑推力（抗滑建筑物）。

第一节概述

一、挡土墙结构的分类

Ø石砌体

Ø片石混凝土

1.

根据所用材料分类

Ø素混凝土

Ø钢筋混凝土

2. 根据挡土墙的位置分类

路堑墙路肩墙

路堤墙

Ø一般地区

Ø浸水地区

3. 根据所处环境分类

Ø地震地区

E

重力式挡土墙的四种主要形式

（1）仰斜墙背式（2）俯斜墙背式

仰斜和俯斜式重力式挡土墙的特点：

适用范围

Ø依靠墙身自重抵御土压力

Ø型式简单，取材容易，施工简便

Ø产石料地区

Ø地基良好，非地震和沿河受水冲刷地区，墙高6m 以下可采用干砌；

Ø其它情况宜采用浆砌

（3）

衡重式特点

适用范围

Ø利用衡重台上部填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸；

Ø墙面陡直，下墙墙背仰斜，可降低墙高，减少基础开挖

Ø山区、地面陡峻的路肩墙

Ø路堑墙（兼有拦挡坠石作用）或路堤墙

（4）折线墙背式

由仰斜墙背演变而成，上

部俯斜，下部仰斜，可以

减小上部的断面尺寸

几种常见的轻型挡土墙
（1）锚杆挡土墙
（2）锚定板挡土墙
在平衡土压力方面，锚杆挡土墙的特点是 在填土内埋入锚固件，或在稳定土层中插入锚杆 利用锚固件的抗拔力，将挡土板拉紧

（3）桩板挡土墙
在平衡土压力方面，柱 板式或桩板式挡土墙的特点是 把柱（桩）部分埋入地基内， 用柱、板结构挡土，以地基抗 力保持柱板稳定

（4）加筋土挡土墙
在平衡土压力 方面，加筋土挡土墙 的特点则是利用拉筋 与土之间的摩擦力抵 抗土压力，并以拉筋 与墙面板连接挡土

钢筋混凝土挡土墙
（5）薄壁挡土墙 在平衡土压力方面，薄壁挡土墙的特点是依 靠墙身自重和墙底板以上土体的重力维持挡土墙 的稳定

二、挡土墙的主要作用
Ø 稳定边坡 Ø 减少土方 Ø 防止冲刷 Ø 拦挡落石 Ø 整治滑坡等

三、挡土墙的设置
陡坡路堑边坡薄层开挖、路堤边坡薄层填方地段或为加强 路堤本体稳定地段； 避免大量挖方、降低边坡高度、加强边坡稳定性的路堑地 段； 不良地质条件下，为加固地基、边坡、山体、危岩或拦挡 落石地段； 水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河、滨海路堤地段； 为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段； 为保护重要的既有建筑物、生态环境或其他特殊的地段。

第二节 挡土墙土压力计算

Ø Ø
Ø
土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用 对墙背产生的侧向压力。 设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方 向和作用点。 土压力的计算是个比较复杂的问题。它随挡土墙可 能位移的方向分为主动土压力、被动土压力和静止 土压力。 土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方 向等因素有关。

一、土压力的种类

静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡
状态，土对墙的压力称为静止土压力，一般用E0表 示 。
主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达
到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土 压力，一般用Ea表示。
被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极
限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力称为被动土 压力，用Ep表示。

二、静止土压力计算

静止土压力：墙体不发生任何位移(即δ= 0)相当于天然地基土的应力状态（侧限状态或K 0应力状态)。

z γσ=v z

K γσ0h =z

K p γσ0h 0==

总静z

z

K p γ00=H 3

1E 0

K 0为静止土压力系数；

对于侧限应力状态，理论上：K 0=ν/(1-ν)；由于土的ν很难确定，K 0常用经验公式计算，对于砂土、正常固结粘土：φ′

−=sin 10K

William John Maquorn Rankine

(1820 -1872)

土力学热力学

英国科学家三、朗肯(Rankine)土压力理论(1857)

（一）基本原理

（二）朗肯基本假定假定：

1.墙背垂直

2.墙背光滑

3.填土表面水平

图中: σv 、σh 为主应力，且σv =γ

z

H

z σv

σh

土压力强度计算公式：

)

245(2)245(2ϕ

ϕγ−°⋅−−°=tg c ztg p a )

2

45(2)245(2ϕ

ϕγ+°⋅++°=tg c ztg p p

1、朗肯主动土压力计算1）无粘性土

)

2/45(2

φγ−⋅⋅=o

tg z p a a

a z p λγ⋅⋅=)

2/45(2

φλ−=o

tg a 总主动土压力

2

2

1H

E a a γλ=

H

p a a γλ=2

/2

H E a a γλ⋅=H 3

1（三）土压力计算σ1

45°+φ/2

p a =σ3

z

其中：λa 为朗肯主动土压力系数