挡土墙

➢ 一般悬臂式板桩挡土墙应用墙高较低的情况；锚
定板式板桩挡土墙应用比较广泛；内支撑式板桩 挡土墙多用于较小的开挖工程；木板桩多用于临 时开挖的低墙；钢、钢筋混凝土板桩则应用于永 久工程。
§3 挡土墙 十、地下连续墙
§3 挡土墙
十、地下连续墙
➢ 地下连续墙是在地下挖一段狭长的深槽内充满泥
浆以保护槽壁的稳定，在槽内吊入钢筋笼，浇灌 水下混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段，最后这 些墙段连接起来形成一道连续的地下墙壁。
3.3作用于挡土墙上的土压力－－墙体位移和土
压力的性质
拱桥桥台
岩石
2.主动土压力
（Active earth pressure)
1.静止土压力
（Earth pressure at rest)
3.被动土压力
（Passive earth pressure)
§3 挡土墙
3.3作用于挡土墙上的土压力－－墙体位移和土 压力的性质
➢ 厚度小，自重轻，挡土墙可以很高，而且经济指
标也比较好。
➢ 6ｍ左右用悬臂式；6ｍ以上多用扶臂式。 ➢ 它适用于缺乏石料，地基承载低、地震地区。
§3 挡土墙 六、锚杆挡土墙
锚杆
肋柱
挡土板
§3 挡土墙
六、锚杆挡土墙
➢ 锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的支挡结构物，
它靠锚固在稳定土层中的锚杆所提供的拉力来保证挡土墙 的稳定。
方法及相应的规范。
➢ 弃土和废泥浆的处理问题。
§3 挡土墙
十、地下连续墙
➢ 地下连续墙按其成墙方式可分为：桩排式；壁板式；
组合式。
➢ 按挖槽方式可分为：抓斗式；冲击式；回转式。 ➢ 按墙的用途可分为：挡土墙；用做主体结构的一部
分兼做临时挡土墙的连续墙；用做多边形基础兼做 墙体的连续墙。
➢ 用做挡土墙的连续墙又可分为：自立式；横撑式。
（1）重力式挡土墙 （2）半重力式挡土墙 （3）悬臂式挡土墙 （4）扶壁式挡土墙 （5）锚杆式挡土墙 （6）锚定板挡土墙 （7）加筋土挡土墙 （8）板桩式挡土墙 （9）地下连续墙
§3 挡土墙
二、挡土墙分类
➢ 按材料分
（1）木质 （2）砖 （3）石砌 （4）混凝土 （5）钢筋混凝土 （6）钢制
➢按所处环境条件分类 （1）一般地区 （2）浸水地区 （3）地震地区
➢ 适用于地基承载力低，缺乏石料地区。
§3 挡土墙 五、悬臂式与扶臂式挡土墙
墙面板
立臂
墙趾板
墙踵板 墙趾板
扶臂 墙踵板
§3 挡土墙 五、悬臂式与扶臂式挡土墙
§3 挡土墙
五、悬臂式与扶臂式挡土墙
➢ 悬臂式与扶臂式挡土墙是钢筋混凝土挡土墙的主
要型式。是一种轻型支挡结构物，依靠墙身的重 量和底板上的填土（含表面超载）的重量来维持 其平衡。
§3 挡土墙
八、加筋土挡土墙
➢ 优点：加筋土挡土墙可以做得很高。它对地基承
载力要求低，适合于软弱地基上建造。由于施工 简便，可保证质量，施工速度快，造价低。有例 可 以 证 明 减 少 圬 工 量 90% 以 上 ， 节 省 投 资 20%~65%，少占地，外型有美观。
➢ 它适用于大型填方工程；对于八度以上地区和具
-
H
1~5%
E0
Ea
=
H
1~5%
§3 挡土墙
2. 主动土压力
土压力E
Ep
墙体外移， 土压力逐渐减小， 当土体破坏，达到极 限平衡状态时所对应
的土压力(最小)
+
H
E0
-
Ea =
E
H
H
1~5%
1~5%
§3 挡土墙
支撑土坡的
3. 被动土压力挡土墙
土压力E 填土
E Ep
-
墙体内移， 填土 堤岸挡土土压墙 力逐渐增大，E
➢ 当墙前原有地形比较平坦，用仰斜墙比较合理；
原有地形比较陡峭，用仰斜墙会使墙身增高很多， 宜采用垂直或俯斜墙。
➢ 综上所述：边坡需要开挖时，仰斜墙施工方便，
土压力小，墙身截面经济，故设计时应优先考虑 仰斜墙。
§3 挡土墙 四、半重力式挡土墙
§3 挡土墙
四、半重力式挡土墙
➢ 半重力式挡土墙是将重力式挡土墙的截面减少，
➢ 按土压力理论，仰斜墙背的主动土压力最小，俯
斜的最大 。
➢ 如挡土墙修建时需要开挖，因仰斜墙背可与开挖
的临时边坡相结合，而俯斜墙背后需要回填土， 因此，对于支挡挖方工程的边坡，以仰斜墙背为 好 ；填方工程，则宜用俯斜墙背或垂直墙背，以 便填土易夯实 。
§3 挡土墙
三、重力式挡土墙－－根据墙背的坡度分类
➢ 防渗性很好。 ➢ 对周边地基无扰动。 ➢ 适用于多种地基，从软弱的冲积层到中硬的地层，
密实的沙卵石、软质岩石、硬质岩石等所有的地 基施工。
§3 挡土墙
十、地下连续墙－－缺点
➢ 对地质条件及施工的适用性要求较高。 ➢ 槽壁塌落问题，加之在地下修复极困难。 ➢ 在我国地下连续墙造价一般较高。 ➢ 到目前为止，设计理论不成熟，尚无统一的设计
§3 挡土墙
3.2重力式挡土墙构造
➢重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。
墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.2～1： 0.3；仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但 为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不 小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。
➢对于垂直墙，如地面坡度较陡时，墙面坡
度可有1：0.05～1：0.2，对于中、高挡土 墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不 宜缓于1：0.4。
1．墙体位移的方向和相对位移量决定着所产生 的土压力的性质和土压力的大小。
2. 三种特定情况下的土压力，即静止土压力、 主动土压力和被动土压力。
3. 挡土墙所受土压力的大小并不是一个常数， 而是随位移量的变化而变化。
§3 挡土墙 1. 静止土压力
土压力E
Ep
=/H=0
地下室 E=E0
填 土E
地下室侧 墙
而底角放大，这样就可以减少地基应力，以适用 软弱地基的要求。半重力式挡土墙一般采用不低 于C10的混凝土，不用钢筋或仅在局部受拉应力 较大之处设置钢筋。
➢ 半重力式挡土墙主要由立板和底板组成。它的稳
定性也依靠底板上的填土重量来保证。若墙后地 下水位较高，水平向土压力、水压力过大，要求 利用墙后大量填土的重量才能保证稳定时，常在 立板和底板之间加设几个转折，将墙作成折线行 截面，并加大地板的尺寸。
挡土墙
尹鹏
华中科技大学土木工程与力学学院，华中科技大学控制结构湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430074
§3 挡土墙
➢概述 ➢重力式挡土墙构造 ➢作用于挡土墙上的土压力 ➢挡土墙的稳定性验算 ➢挡土墙截面强度计算 ➢基础设计 ➢重力式挡土墙施工
§3 挡土墙
3.1概述
➢为保持结构物两侧的土体，物料有一定高
§3 挡土墙
➢墙体的材料：挡土墙墙身及基础，采用混
凝土不低于Ｃ１５；采用砌石、石料的抗 压强度一般不小于MU30，寒冷及地震区， 石料的重度不小于２０KN/M３，经２５次 冻融循环，应无明显破坏。挡土墙高小于 ６M，砂浆采用M５，超过６M高时宜采用 M7.5，在寒冷及地震地区应选用M10。
§3 挡土墙
有强烈腐蚀环境中不宜使用；对于浸水条件下应 慎重应用。
§3 挡土墙 九、板桩式挡土墙
墙面板 板桩
§3 挡土墙
九、板桩式挡土墙
➢ 板桩式挡土墙由板桩、锚栓及墙面板三部分组成，
板桩承受水平压力作用，它的稳定一是靠桩底端 有一定入土深度后的被动土压力；二是靠板桩顶 附近使板桩保持垂直的锚栓。
➢ 板桩式挡土墙一般常用钢板桩或钢筋混凝土板桩。
§3 挡土墙 三、重力式挡土墙
§3 挡土墙 三、重力式挡土墙
§3 挡土墙
三、重力式挡土墙
➢重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持
挡土墙在土压力作用下的稳定 。
➢一般用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区可用
混凝土。
➢当地基承载力低时，可在墙底设钢式挡土墙
➢优点 ：就地取材，施工方便，经济效果好 。 ➢ 缺点：由于靠自身重力来维持平衡稳定，因此，
➢ 优点：结构轻，柔性大，占地少，圬工省，造价
低。
➢ 适用于缺乏石料，大型填方工程。 ➢锚定板式挡土墙有两种类型：肋柱式锚定板式挡
土墙；壁板式锚定板式挡土墙。
§3 挡土墙 八、加筋土挡土墙
墙面板
拉条
§3 挡土墙
八、加筋土挡土墙
➢ 加筋土挡土墙由墙面板、拉筋和填料三部分组成，
依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所受的 水平土压力（属加筋土挡土墙的内部稳定）；并 以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产 生的土压力（即加筋土挡土墙外部稳定），从而 保证挡土墙的稳定。
3.3作用于挡土墙上的土压力
土
土压力
Earth pressure
土压力
Earth pressure
挡土墙 Retaining wall
§3 挡土墙
3.3作用于挡土墙上的土压力
古月堂西侧的挡土墙
由于土体自重、土上荷 载或结构物的侧向挤压 作用，挡土结构物所承 受的来自墙后填土的侧 向压力。
§3 挡土墙
地区。
➢ 锚杆挡土墙有两种类型：柱板式：板壁式。
§3 挡土墙 七、锚定板挡土墙
墙面板
锚定板 拉杆
§3 挡土墙
七、锚定板挡土墙
➢ 锚定板挡土墙由墙面板、钢拉杆及锚定板和填料
组成，钢拉杆外端与墙面板连接面内端与锚定杆 连接，通过钢拉杆、依靠埋置在填料中的锚定板 所提供的抗拔力来维持挡土墙的稳定，是一种适 用于填土的轻型支挡结构。
➢ 适用于大型地下开挖工程，较板桩墙可以得到更
大的刚度、更大的深度。
§3 挡土墙
十、地下连续墙－－优点
➢ 施工时震动小，噪音低，工期短，经济效果好，
可昼夜施工。
➢ 墙体钢度大，连续墙可构筑厚度40~120CM的钢
筋混凝土墙，墙体钢度大于一般挡土墙，能承受 较大的土压力，在开挖基坑时，不会产生地基的 沉降或塌方。
体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承 载力的限制。如果墙太高，耗费材料就多，也不 经济。一般墙高在5~6ｍ时，经济效果明显，如 果墙高在6ｍ以上宜采用半重力式或衡重式更为 经济。
➢ 适用于低墙、地质情况较好的有石料地区。
§3 挡土墙
三、重力式挡土墙－－根据墙背的坡度分类
（1）仰斜； （2）垂直； （3）俯斜
板桩在承载力较低软基条件下更为适宜。在具备 施工机械条件下，可以加快施工速度，降低工程 造价。
➢ 适用于土压力大，要求基础埋深，一般挡土墙无
法满足时的高墙、地基密实。
§3 挡土墙
九、板桩式挡土墙
➢ 根据有无锚栓及支撑情况，把板桩式挡土墙分为：
悬臂式板桩挡土墙；锚定式板桩挡土墙；内支撑 式板桩挡土墙。
➢ 它可作为山边的支挡结构物，也可用于地下工程的临时支
撑。在墙较高时，它可以自上而下分期施工，避免坑壁及 填土的坍塌。对于开挖工程它可以避免内支撑，以扩大工 作面而有利于施工。同时由于其施工占地少，缩小基础施 工开挖面积，加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区 及挖方地区有利。
➢ 适用于墙高>12m，为减少开挖量的挖方地区、石料缺乏
p0=sh =K0sv =u/(1-u)sv = u/(1-u)gz
K0=n/(1-n)
sv
z
sh
sh
sv
由于土的泊松比n 很难确定，K0常用经验
当土体破坏， 达到极限平衡状态 时所对应的土压力
(最大)
填土
-
填土
地下室E0
E
Ea地下室侧墙= 拱桥桥台
E
H
H
1~5%
1~5%o
§3 挡土墙
3.3作用于挡土墙上的土压力－－静止土压力
可按土体处于侧限条件下的弹性平衡状态进行计算。
sv
z
sh
sh
sv
Z
§3 挡土墙
静止土压力系数K0
对于侧限应力状态：
差的结构称为支挡结构。如以刚性较大的 墙体支撑填土和物料并保证其稳定的为挡 土墙；而对于具有一定柔性的结构，如板 桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支挡结 构。
➢支挡结构在各种土建工程中得到广泛的应
用。
§3 挡土墙 一、挡土墙结构
超载
β ρ
墙面
墙背
墙趾
墙背
墙底
墙踵
§3 挡土墙
二、挡土墙分类
➢ 按断面几何形状及受力特点可以分为：
§3 挡土墙
四、半重力式挡土墙－－特点
➢ 充分利用混凝土的抗拉强度，体积比重力式挡土
墙减少40%~50%。
➢ 施工简易，并可分期施工。 ➢ 地基应力小而均匀，适用于软弱地基和地下水位
较高的情况。
➢ 底板尺寸大，故而抗滑性好。 ➢ 可采用较低强度的混凝土，不用或仅用少量钢筋，
造价一般比同等高度的悬臂挡土墙为低。
§3 挡土墙
➢采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽
度不宜小于0.5ｍ；整体灌注的混凝土挡土 墙，墙顶宽度不应小于0.4ｍ；钢筋混凝土 挡土墙，墙顶不应小于0.2ｍ。通常顶宽约 为ｈ／12，而墙底宽约为（0.5～0.7）／Ｈ， 因根据计算最后决定墙底宽度。
➢当墙身高度超过一定限度时，基地压应力
往往是控制界面的重要因素。为了使地基 压应力不超过地基承载力，可在墙地加设 墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆 稳定也有利。