6第六章挡土墙设计1详解

挡土墙设计
1. 概述 2. 挡土墙的构造与布置 3. 挡土墙土压力计算 4. 挡土墙设计原则 5. 重力式挡土墙设计 6. 浸水路堤挡土墙设计 7. 地震地区挡土墙设计 8. 轻型挡土墙 9. 加筋土挡土墙
问题：
• 挡土墙的用途是什么？ • 从使用位置来分，挡土墙的类型有哪些？ • 从结构形式来分，挡土墙的类型有哪些？ • 挡土墙有哪些组成部分？ • 挡土墙的排水设施有哪些？ • 挡土墙的沉降缝和伸缩缝有什么作用？
1、当地基较弱、地形平坦、墙身较高时，为减小基底应 力和提高抗倾覆能力，可采用扩大基础，墙趾台阶宽度， 不得小于0.2m，高度按材料的刚性角（浆砌材料为35度， 混凝土为40度）确定。
• 2、地基为软弱土层时，可用砂砾、碎石等材料换 填，以扩散基底应力和增加抗滑能力，或采用桩 基础。
• 3、墙趾处地面横坡较陡，地基为较完整坚硬的岩 层时，为减少基坑开挖和节省圬工，可将基础底 面做成台阶形。
护栏：对于路肩挡土墙，如果高度较大，应设置护栏
悬臂式
• 立壁面坡1:0.02—1:0.05，背坡可直立，顶宽不 得小于0.15m，路肩墙不宜小于1.20m，踵板采 用等厚，趾板端部厚度可减薄，但不小于0.3m。
扶壁式
• 立壁一般为等候的 竖直板（墙面板），扶壁间距 取墙高的1/3-1/2,厚度约为扶壁间净距1/8-1/6, 但不小于0.3m，钢筋配置如图。
重力式：
仰斜墙面：坡度一般为1:0.15-1:0.25，不宜小于1:0.3， 以免施工困难。
俯斜墙背：坡度一般1:0.15-1:0.40，低墙（高度不超过 4m）时，可取用竖直墙背。
衡重式：上墙俯斜坡度墙背上墙墙背坡度通常为1：0.25 到1：0.45，下墙仰斜一般为1：0.25，上下墙的墙高比 一般采用2：3。
可分为：锚杆式、锚定板式和桩板式等。
锚杆式
锚杆式挡土墙：
采用锚杆锚入稳定地层内的钢钎或钢丝束，拉 住立柱和板壁。 墙高时，可分级建造。 适用场合：适用于高度较大，挖基困难，具有锚固 条件的路堑墙、路肩墙和抗滑墙。
锚定板式挡土墙：预定板式挡土墙的结构形式与锚杆式基
本相同，只是锚杆的固定端改用锚定板，埋入墙后填料内 部的稳定层中，依靠锚定板产生的抗拔力抵抗侧压力，保 持墙的稳定。 适用场合：主要适用于缺乏石料的地区，一般用于地基不 良的高路肩墙或路堤墙。
内容回顾
1. 坡面防护（植物防护-种草、铺草皮、植树等，工程防 护-抹面、喷浆、灌浆、勾缝、护面）
2. 冲刷防护（直接防护-植物防护、石砌防护、抛石、石 笼等，间接防护-顺水坝、格坝、挑水坝、拦水坝等）来自百度文库
3. 软土地基加固（砂垫层法、换填法、反压护道法、分 阶段施工、超载预压法、竖向排水法、挤密桩法和加 固桩法）
锚杆式
• 墙面：为便于立柱和锚板安装，多采用竖直墙面。 • 立柱：立柱间距可选用2.5-3.5m，每根立柱布置
2-3根锚杆。布置位置应尽量使立柱所受弯矩分 布均匀。 • 有效锚固长度：岩层中不小于4m，稳定土层中应 有9-10m。 分级设置：每级高度不大于6m，两级之间设1-2m 平台，以利于施工操作和安全。
加筋土式
• 面板：十字形、六角形和长条形（断面有矩形、 槽型和L型等）尺寸主要由受力情况和起吊能力决 定。
• 十字形面板：高长为50-150cm，宽（厚）为822cm，边角处需采用板块面板和异形板拼装而 成。
加筋土式
• 拉筋：采用抗拉强度高，蠕变量小，柔韧性和耐 久性好的材料，能与填料产生较大的摩阻力，施 工方便，价格低廉。
五、加筋土式挡土墙
组成：加筋土挡土墙是由内部填土、填土中布置的拉筋 条以及竖直墙面板三部分组成， 原理：通过填土与拉筋间的摩擦阻力，使面板与土体形成 整体结构，依靠其自重抵抗墙后土体的侧压力。 拉筋材料：
条带拉筋(钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带) 网格拉筋（金属或聚合物材料做的网格） 如：镀锌薄钢带、铝合金、高强塑料及合成纤维等。 面板：墙面板起保护表层填料免受侵蚀和坍塌作用，一般 用混凝土预制，也可采用半圆形铝板。
混凝土半重力挡土墙：在墙背设少量钢筋，并将墙趾展宽
（保证基地必要的宽度），以减薄墙身，节省圬工。一般 用与低墙。
拱式挡土墙：由拱板、立柱组成，必要时可设锚杆拉住立
柱。拱板可预制，常用于路肩墙。
2.挡土墙的构造与布置
挡土墙的构造
包括墙身、基础、填料 、排水设施和沉降缝等方面。 墙身：
确定原则：根据墙的用途，高度及墙趾处的地形、地质、 水文等条件，在满足材料强度和整体稳定性要求的前提下， 按结构合理、断面经济、施工方便的原则来确定。
挡土墙的使用场合
路堑挡土墙：用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、
减少开挖或稳定边坡，防止地质不良地段的滑坡。
路堤挡土墙：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。
路肩挡土墙：支挡陡坡路堤下滑，抬高公路，收缩坡脚、
减少占地，减少填方量。
山坡挡土墙：用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破
衡重式挡土墙：带衡重台的挡土墙，称为街重式挡土墙，
其主要稳定条件仍凭借于墙身自重，但由于衡重台上填土 的重量使全墙重心后移，增加了墙身的稳定。 其墙面很陡，下墙墙背仰斜，所以可以减小墙的高度，减 少开挖工作量，避免过份牵动山体的稳定，有时还可以利 用台后净率拦截落石。 衡重式挡土墙适多用于路肩墙、路堤墙。
桩板式挡土墙：由桩柱和挡板组成，利用深埋的桩柱（锚
固桩）前土层的被动土压力来平衡墙后主动土压力。 适用场合：适用于墙后土压力大、要求基础埋置又深的滑 坡整治地段，可用于路堑墙、路肩墙。
四、垛式挡土墙：用钢筋混凝土预制杆件，纵横交错装配
成框架，内填土石，以抵抗土压力。 原理：借助自重抵抗墙后土体的推力。 特点：允许地基产生不均匀沉降， 施工迅速，修复容易。 适用场合：常用作高（缺乏石料地区） 路肩墙、路堤墙和抗滑墙。
按照结构形式：重力式、薄壁式、锚固式、垛式、加筋土
式。
一、重力式挡土墙：
原理：重力式挡土墙依靠墙身自重抵抗墙后土体的侧向压 力。 墙身：—般多用片(块)石砌筑，在缺乏石料的地区有时也 用混凝土修建。
可用干砌或浆砌，干砌仅适用于地震烈度低，墙高不 高（＜6m），地基条件良好的的地段。 特点：断面尺寸较大、型式简单、施工方便，可就地取材， 适应性较强，故被广泛采用。
• 钢筋混凝土带：分节预制，每节长度不大于3m, 平面呈矩形或楔形，断面厚6-10cm，宽1025cm.
• 聚丙烯土工带：表面应有粗糙花纹，宽度大于 18mm，厚度大于0.8mm.
• 拉筋长度:取（0.8-1.0H），底部拉筋长度不小于 3m，同时不小于0.4H，（H加筋体高度）
加筋土式
• 与面板结点间距：通常横向为0.5-1.0m，竖向为 0.25-0.75m，面板与拉筋连接可用螺栓或焊接 的方法连接，相邻面板间连接用企口和插销连接。
原理：利用踵板上的填土重量保持稳定，趾板还可 以增加抗倾覆能力和减小基地应力。
适用场合：地基情况较差的路肩墙。
扶壁式
• 当墙身超过6米，侧向土压力的作用下，立壁底部的弯矩 迅速增大，钢筋混凝土用量急剧增加，不经济，因此沿悬 臂式墙长方向，每隔一定距离设置一道扶壁（肋板）将立 壁和底板连接起来，称为扶壁式挡土墙。
• 墙高超过12m时，中部宜设置宽度不小于1m的 错台，有利于调整墙面水平位移减少面板对地基 的压力，并便于施工操作。
• 另外，加筋体顶部面板上宜设置路檐板，以固定 和约束面板，并可安装栏杆。
基础：基础设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋 深的确定。
一般挡土墙可直接建造在天然地基上，对于加筋土挡墙面 板，除平整的坚硬地基外，其底部应设置宽不小于0.3m、 厚不小于0.2m的条形混凝土基础（基座）
1.概述
挡土墙的用途
挡土墙：是用于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 • 与移改路线位置进行比较； • 与填筑或开挖边坡相比较； • 与迁移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等比较； • 与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较
衡重式
• 用混凝土挡土墙时，为了减少断面尺寸，可在 墙背、墙趾处设少量钢筋，称半重力式，一般适 用于低墙。
二、薄壁式
原理：主要依靠底板上的填土重量来平衡侧向土压力。 墙身：钢筋混凝土结构 特点：墙身断面较薄 通常包括悬臂式、扶壁式和柱板式
悬臂式
组成：悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板三个悬臂 组成。
墙面：通常基础以上均为平面，当地面横坡比较陡时，墙 面可直立或外斜1：0.05到1：0.2，以减小墙高，当地面 横坡平缓时，墙面可放缓，一般可以采用1：0.2到1： 0.35较为经济，但不宜缓于1：0.4，以免过多增加墙高。
墙顶：对于石砌挡土墙墙顶的最小宽度，浆砌的不小于 50cm，干砌的不小于60cm。
• 台阶的高宽比不宜大于2:1，宽度不宜小于0.5m。
• 埋深：应埋置足够的深度，以保证其稳定性。
• 1、土质地基：地表下不少于1m，（土层密实稳 定时，可减少，加筋土挡墙的面板基础底面不小 于0.6m）受水流冲刷时，应在冲刷线以下至少 1m，有冻胀影响时，还应在冰冻线以下不少于 0.25m。
• 2、岩石地基：应消除表面风化层，基础嵌入基岩 的深度不少于0.15-0.60m，（按岩石的坚硬程 度和抗风化能力而定）当风化层较厚又难以全部 清除，可根据岩石的风化程度及其相应的容许承 载力将基地埋在风化层中，当墙前地面横坡较大 时，应留出足够的襟边宽度，以防剪切破坏，对 加筋体，则设宽度不小于1m的护脚。
• 悬臂受弯矩要配钢筋。
柱板式
• 组成：立柱、挡板、底梁、底板（卸荷载）基座 和拉杆拼装而成。
• 适用场合：支挡土质路堑高边坡，或处治边坡坍 滑，还用于路堤墙。
三、锚固式
组成：由钢筋混凝土墙面部分和锚固构件连接而成。 原理：依靠埋设在稳定山体内锚固件的抗拔力，承受从墙面传来的 土压力，保持全墙稳定。 墙面：预制立柱（肋板）和挡板拼成，也可就地浇筑成整体板壁。 挡板断面采用矩形或槽型的直板，也用混凝土拱板。 特点：属轻型结构，材料节省，占地较少，地基要求不高，有利于 机械化施工。
挡土墙断面（结构）设计
• 1、套用标准图 • 2、无标准图，则需进行滑动、倾覆稳定和基底应
力（以上统称全墙或外部稳定）以及墙身截面应 力（加筋土挡墙为内部稳定）验算 • 关键：确定作用于挡土墙上的力系（特别是计算 所承受的土压力）
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。
特点：加筋土挡土墙属柔性结构，对地基变 形适应性大，抗震性好，建筑高度大，通 常用于填土路基。它结构简单，外形美观， 圬工量少，与其它类型的挡上墙相比，可 节省投资30％—70％，造价较低。
土钉式挡土墙：由土体、土钉和护面板三部分组成，利用
土钉对天然土体实施加固，并与喷射混凝土护面板相结合， 形成类似重力式挡土墙的加强体。 适用性强、工艺简单、材料用量与工程量较少，常用于稳 定挖方边坡或临时支护。
当挡土墙处于地质不良地段，地基土内可能产生滑动面时， 应进行抗滑稳定性分析，将基础底面埋置在滑动面以下， 或采用其他措施，防止挡土墙滑动。
• 填料
• 一般采用当地的土回填并压实，有条件时，尽量 选用有一定级配、内摩擦角大，透水性好，遇水 后不易膨胀和非冻胀性的材料（如砂砾、碎石等）
碎岩层（需要时可分设数道）。
桥头挡土墙：支撑桥梁上部结构及保证桥头填土稳定
挡土墙的组成
常用的挡土墙一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝组成
挡土墙的类型
按照位置：路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、
（山坡挡土墙。）
按照材料：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土
墙、砖砌挡土墙、木质挡土墙和钢板墙。