支挡结构
《支挡结构讲义》课件
在满足功能和安全的前提下，支挡结构应考虑与周围环境 的协调和美观，符合建筑艺术和景观设计的要求。
结构分析方法
利用有限元理论将支挡结构离散化为有限个相互连接 的单元，通过计算和分析这些单元的力学行为，得到
结构的整体响应。
输入 边界标元题分析
法
通过在结构边界上建立数学模型，将问题转化为边界 积分方程，再利用数值方法求解的一种结构分析方法 。
分类
根据不同的分类标准，支挡结构可以 分为多种类型。按材料可分为土钉墙 、重力式挡土墙、锚杆挡土墙等；按 功能可分为抗滑挡土墙、抗倾挡土墙 、锚固挡土墙等。
支挡结构的功能与作用
功能
支挡结构的主要功能是承受土体、岩体的侧压力，防止边坡滑塌，保持土体、岩体的稳定。
作用
在土木工程中，支挡结构的作用非常重要，它可以提高工程的安全性和稳定性，减少工程风险，保障人民生命财 产安全。
有限元分析 法
离散元分析 法
利用数学解析方法求解结构的力学响应，适用于简单 结构和规则荷载的情况，精度高但适用范围有限。
解析法
将结构离散为一系列相互独立的单元，通过模拟单元 之间的相互作用来分析结构的整体行为，常用于岩土 工程中的支挡结构设计。
结构优化设计
尺寸优化 通过调整支挡结构的尺寸参数， 如墙厚、桩径等，在满足安全性 和功能要求的前提下，降低结构 的重量和造价。
支挡结构的历史与发展
历史
支挡结构的历史可以追溯到古代，当时人们为了防止山体滑 坡和河流冲刷，开始使用简单的支挡结构。随着科技的发展 ，现代的支挡结构越来越多样化、复杂化，材料和设计也更 加先进。
发展
随着土木工程的发展和科技的进步，支挡结构也在不断发展 和完善。新型材料和技术的应用，使得支挡结构更加高效、 安全、环保。未来，支挡结构将继续向着更加智能化、自动 化的方向发展。
《支挡结构讲义》课件
支挡结构的重要性
支挡结构不仅能够支撑和承受重量，还能够分散荷载并保持结构的稳定性。 它们是工程和建筑设计中不可或缺的组成部分。
支挡结构的类型与应用
支挡结构可以分为多种类型，包括梁、柱、桁架、墙壁等。每种类型都有其特定的应用场景，从住宅建筑到桥 梁工程，无所不包。静态分 Nhomakorabea与支挡结构
通过静态分析，我们可以确定支挡结构在静止状态下的力学行为。这有助于确保结构的稳定性和安全性。
《支挡结构讲义》PPT课 件
探索支挡结构的世界！从什么是支挡结构开始，深入研究其重要性、类型、 分析、材料选择、设计考虑等方面。了解案例和最新技术，并探讨未来的发 展。
什么是支挡结构？
支挡结构是一种工程和建筑中常见的关键设计元素，用于提供支持和稳定性。它们在桥梁、建筑物、机械设备 和其他应用中发挥着重要作用。
动态分析与支挡结构
动态分析研究支挡结构在振动和冲击加载下的响应。这对于抵抗地震、风暴等外部力量非常重要。
荷载与应力分布
支挡结构在受到荷载时会产生应力分布。了解荷载分布和应力分布对于确保 结构的稳固性至关重要。
支挡结构中的材料选择
选择适合的材料对于支挡结构的稳定性和可靠性至关重要。考虑因素包括强度、耐久性和可持续性。
第5章 支挡式结构 1-4节
2· 单层锚杆和单层支撑的支挡式结构嵌固稳定性验算
单层锚杆和单层支撑支挡结构嵌固稳定性验算是以 支点为转动点，计算基坑外侧土压力对支点的转动 力矩和坑内开挖深度以下土反力对支点的抵抗力矩 是否满足整体极限平衙 控制的是挡土构件嵌固段的 踢脚稳定性
5· 3· 2 整体滑动稳定性验算
锚拉式、悬臂式支挡结构和双排桩均应进行整体稳
5· 3· 3抗隆起稳定性验算 对于锚拉式和支撑式支挡结构，当基坑开 挖深度较大，支挡结构嵌固深度较小而土的强 度较低时，可能产生土体从挡土构件底端以下 向基坑内隆起挤出的现象，这是一种土体丧失 竖向平衡状态的破坏模式。由于锚杆和支撑只 能对支护结构提供水平方向的平衡力，对隆起 破坏不起作用，对特定基坑深度和土性，只能 通过增加挡土构件嵌固深度来提高抗隆起稳定 性。因而对锚拉式和支撑式支挡结构应进行抗 隆起稳定性验算，以确定其嵌固深度
5· 4
排桩设计与施工
5· 4· 1排桩设计 2· 平面设计与竖向设计 在土压力和结构内力的计算中，排桩间距 对计算结果产生较大影响，因此，排桩间距的 选取主要也是应按弯矩大小与变形要求确定， 以达到受力与经济合理的要求。一般排桩的中 心距不宜大于桩直径的2· 0倍，特殊情况下， 排桩间距的确定还要考虑桩间土的稳定性要求 ，根据工程经验，对大桩径或黏性土，排桩的 净间距在900mm以内，对小桩径或砂土，排 桩的净间距在600mm以内较常见。
5· 4
排桩设计与施工
5· 4· 2排桩施工与检测 基坑支护中支护桩的常用桩型与建筑桩基相同，其施工 应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94 的有 关要求，其质量检验标准应符合《建筑地基基础施工质 量验收规范》GB50202的要求。但在以下几个方面仍应 引起重视: 1· 当排桩桩位邻近的既有建筑物、地下管线、地下构筑 物对地基变形敏感时，应根据其位臵、类型、材料特性 、使用状况等相应采取下列控制地基变形的防护措施: (1)宜采取间隔成桩的施工顺序;对混凝土灌注桩，应在混 凝土终凝后，再进行相邻桩的成孔施工;
新型支挡结构设计与工程实例.第2版
新型支挡结构设计与工程实例.第2版
新型支挡结构是指利用新颖的设计和工程技术来支撑和保护建筑物或其他结构的一种结构形式。
下面是一些新型支挡结构设计和工程实例的例子：
1. 高耸建筑的抗风设计：在建造超高层建筑时，需要考虑到风力对建筑物的影响。
一种新型支挡结构设计是在建筑物顶部安装风雨吸吐器。
这种设备可以根据风力的大小和方向来自动调节建筑物的抗风性能，降低风力对建筑物的冲击。
2. 悬索桥的振动控制：悬索桥是一种常见的大跨度桥梁结构，但在风力作用下容易出现振动问题。
一种新型的支挡结构设计是在桥梁的主缆和主塔之间增加阻尼器。
这种阻尼器可以吸收桥梁的振动能量，减小桥梁的振幅，提高桥梁的稳定性和安全性。
3. 坡地房屋的抗滑设计：在坡地建房时，常常面临土壤滑坡的风险。
一种新型支挡结构设计是在坡地房屋的周围安装抗滑支撑墙。
这种墙体可以分散土壤的压力，提供额外的支撑力，减少土壤滑坡的风险。
这些都是新型支挡结构设计和工程实例的一些例子，它们在不同的领域和应用中发挥着重要的作用，提高了结构的安全性和可靠性。
常用支挡结构类型介绍
常用支挡结构类型介绍（一）重力式挡土墙（图1-1)1 ．依靠墙身自重承受土侧压力；2 ．一般用浆砌片石砌筑，在缺乏石料地区或墙身较高时也用混凝土灌注；3 ．形式简单、取材容易、施工简便；4 ．适用于一般地区、浸水地区、地震地区等地区的边坡支挡工程，当地基承载力较低时或地质条件较复杂时应适当控制墙高。
（二）衡重式挡土墙（图1-2）1 ．利用衡重台上的填土重量及墙体自重共同抵抗土压力以增加墙身的稳定性；2 ．由于墙胸坡陡、下墙背仰斜，在陡坡地区可降低墙高，减少基坑开挖面积；3 ．主要用于地面横坡较陡的路肩墙和路堤墙，也可用于拦挡落石的路堑墙。
图1-1 图1-2（三）卸荷板式挡土墙（图1-3)1 ．在衡重式挡墙的墙背设置一定长度的水平卸荷板，卸荷板上的填料作为墙体重量，而卸荷板又减小了衡重式挡墙下墙的上压力，增加全墙的抗倾覆稳定性；2 ．地基强度较大地段、墙高大于6m 时，卸荷板式挡土墙与衡重式挡墙比较显示出优越性，铁路系统目前在《铁路路基支挡结构设计规范》中规定本结构使用范围为墙高大于6m 、小于12m 的路肩墙。
（四）托盘式挡土墙（图1-4)l ，在挡墙顶部设置钢筋混凝土的托盘及道碴槽，承受线路上部建筑和列车的重量；2 ．在山区地面陡峻地带或受既有线建筑物影响横向空间受限制时，设置托盘式挡土墙可降低墙高、缩短横向距离；3 ．要求挡墙的地基承载力较高。
图1-3 图1-4（五）悬臂式挡土墙（图1-5)1 ．采用钢筋混凝土材料、由立臂、墙趾板、墙踵板三部分组成，墙的断面尺寸较小；2 ．墙高时立臂下部的弯矩较大；3 ．宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方地段使用。
4 ．墙高不宜大于6m、当墙高大于4m 宜在墙面板前加肋。
（六）扶壁式挡土墙（图1-6 )1 ．当悬臂式挡墙的立臂较高时沿墙长方向每隔一定距离加一道扶壁把墙面板和墙踵板连接起来，以减小立臂下部的弯矩；2 ．扶壁式挡墙宜在石料缺乏、地基承载力较低的地段使用，墙高不宜大于10m。
支挡式结构
支挡式结构一、支挡式结构（一）排桩设计<1>排桩的桩型与成桩工艺应根据桩所穿过土层的性质、地下水条件及基坑周边环境要求等选择混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢水泥土搅拌桩等桩型。
当支护桩的施工影响范围内存在对地基变形敏感、结构性能差的建筑物或地下管线时，不应采用挤土效应严重、易塌孔、易缩径或有较大震动的桩型和施工工艺。
采用挖孔桩且其成孔需要降水或孔内抽水时，应进行周边建筑物、地下管线的沉降分析；当挖孔桩的降水引起的地层沉降不能满足周边建筑物和地下管线的沉降要求时，应采取相应的截水措施。
<2>采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mm；排桩的中心距不宜大于桩直径的2.0倍。
<3>采用混凝土灌注桩时，支护桩的桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：<3.1>桩身混凝土强度等级不宜低于C25；<3.2>支护桩的纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋，单桩的纵向受力钢筋不宜少于8根，净间距不应小于60mm；支护桩顶部设置钢筋混凝土构造冠梁时，纵向钢筋锚入冠梁的长度宜取冠梁厚度；冠梁按结构受力构件设置时，桩身纵向受力钢筋伸入冠梁的锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对钢筋锚固的有关规定；当不能满足锚固长度的要求时，其钢筋末端可采取机械锚固措施；<3.3>箍筋可采用螺旋式箍筋，箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的1/4，且不应小于6mm；箍筋间距宜取100mm～200mm, 且不应大于400mm及桩的直径；<3.4>沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求，宜选用HPB235、HRB335级钢筋，其间距宜取1000mm～2000mm；<3.5>纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于35mm；采用水下灌注混凝土工艺时，不应小于50㎜；<3.6>当采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时，受压区的纵向钢筋根数不应少于5根；当施工方法不能保证钢筋的方向时，不应采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋的形式；<3.7>当沿桩身分段配置纵向受力主筋时，纵向受力钢筋的搭接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定。
理正岩土支挡结构设计
理正岩土支挡结构设计一、引言理正岩土支挡结构是一种常见的土木工程结构，用于防止土体坡面的滑动和坍塌。
本文将介绍理正岩土支挡结构的设计原理、构造要点和施工技术。
二、设计原理理正岩土支挡结构的设计原理基于土体的力学性质和岩土工程力学的原理。
其主要目的是通过结构的自重和地下部分的摩擦力，使土体保持稳定。
设计过程中需要考虑土体的性质、坡面的坡度、水平荷载和地震力等因素。
三、构造要点1. 土体选择：理正岩土支挡结构的设计需要充分考虑土体的性质和稳定性。
通常选择黏土、砂土或混凝土作为支挡结构的填充材料。
土体的密实度和抗剪强度对支挡结构的稳定性至关重要。
2. 结构类型：常见的理正岩土支挡结构包括重力式支挡墙、挡土墙和悬臂式支挡墙等。
结构的选择应根据具体工程条件和经济性综合考虑。
3. 墙体稳定性：为保证支挡墙的稳定性，需要设计合理的墙体结构。
墙体的高度、倾角和厚度等参数应满足土体力学和结构力学的要求。
4. 排水措施：在理正岩土支挡结构的设计中，排水是一个重要的考虑因素。
合理的排水系统可以减少土体内部的水压力，提高土体的稳定性。
5. 基础处理：理正岩土支挡结构的基础处理需要考虑土体的承载能力和变形性能。
常见的基础处理方法包括加固土体、加厚基础板和采用桩基等。
四、施工技术1. 土体处理：在施工过程中，需要对土体进行合理的处理，包括挖掘、平整和加固等。
土体的处理应根据设计要求进行，以保证结构的稳定性。
2. 墙体施工：墙体的施工应按照设计要求进行，包括混凝土浇筑、砌筑砖块和安装钢筋等。
在施工过程中，要注意墙体的垂直度和水平度。
3. 排水系统：施工中需要建立合理的排水系统，包括排水沟、排水管和防渗层等。
排水系统的设计应满足土体的排水要求。
4. 基础施工：基础施工需要根据设计要求进行，包括挖掘基坑、加固土体和浇筑基础等。
基础的施工质量直接影响到支挡结构的稳定性。
五、总结理正岩土支挡结构设计是一项复杂的工程，需要综合考虑土体力学、结构力学和工程经济等因素。
支挡结构
第1章概述1. 理解主要支挡结构形式的特点和适用范围（表1.1）P2-82. 掌握支挡结构设计的基本原则支挡结构够设计基本原则：1.支挡结构必须保证安全正常使用，因此满足以下条件：a.支挡结构不能滑移.b.支挡结构不能倾覆.c.支挡结构要有足够的强度.d.支挡结构要有足够的刚度.e.支挡结构的基础要满足地基承载力的要求.2.根据工程要求及地形地质条件,确定支挡结构的类型及各构件的截面尺寸\水平面布置和高度.3.在满足规范规定同时,尽量使支挡结构与环境协调,减少对环境的破坏.4.为保证结构的耐久性,应对永久性支挡结构进行耐久性设计,并在设计中对使用过程中的维修给出相应的措施.5.要满足支挡结构设计的施工要求3. 知道支挡结构设计的整个流程㈠准备工作⑴了解工程背景⑵取得工程设计原始资料:工程地质条件；支挡结构的使用环境和抗震设防烈度；气象条件；其他技术条件⑶收集设计参考资料⑷制定工作计划㈡确定支挡结构方案：方案确定主要考虑以下方面：⑴支挡结构方案与布置：⑵细部构造方案与布置：⑶基础方案与布置：⑷支挡结构的主要构造措施及特殊部位的处理。
㈢支挡结构的布置和结构计算简图的确定㈣支挡结构分析与设计计算：⑴支挡结构的荷载⑵支挡结构的承载能力和稳定性计算⑶构造设计第2章挡土墙的土压力计算掌握常见土压力的分类、静止土压力、主动土压力和被动土压力三种影响因素：土的物理因素、力学因素，土和结构的相对位移、绝对位移、变形，地下水等的因素的影响第3章重力式挡土墙1. 理解重力式挡土墙的工作原理及其适用条件。
工作原理：重力式挡土墙依靠墙身自重抵抗土压力来维持其稳定。
重力式挡土墙：适用于一般地区、浸水地区、地震地区和特殊岩土地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。
路肩、路堤和土质路堑重力式挡土墙高度不宜超过10m，石质路堑重力式挡土墙高度不宜超过12m。
重力式挡土墙墙身材料应采用片石混凝土或混凝土，不得采用浆砌片石。
设计过程:1.根据支挡环境的需要拟定墙高及相应的墙体结构尺寸,在墙体的延伸方向一般取一延长米计算.2.根据拟定的墙体结构尺寸,确定结构荷载(墙体自重,土压力,填土重力)，由此进行墙体的抗滑，抗倾覆稳定性验算.3.地基承载力验算,确认底板尺寸是否满足要求.4.圬工砌体的强度验算与墙体结构设计.2. 理解增加重力式挡土墙抗倾覆稳定性的方法1展宽墙趾，2改变墙面及墙背坡度，3改变墙身断面类型3. 理解衡重式挡土墙的工作原理及其适用条件。
支挡式支护结构类型
支挡式支护结构类型
支护结构是用于支撑和保护土壤体的结构，可以防止土体的坍塌和滑动。
支撑式支护结构是指通过对土体施加横向力以达到土体稳定的目的，常见的类型有以下几种：
1. 土钉墙：通过在土体中埋设钢筋土壤钉，然后与混凝土面板或钢板连接，形成墙体结构，使用土钉墙可以有效增加土体的抗剪和抗倾覆能力。
2. 桩墙：将混凝土或钢筋混凝土桩按一定间距插入土体中，形成墙体结构，桩墙可以承受较大的水平力和垂直力，适用于较深挖土的情况。
3. 土压墙：借助土体内部的抗压能力，通过对土体施加外力，使土体对自身形成一定的固结，从而增加土体的稳定性。
4. 钢支撑墙：采用钢质材料制成的支护结构，通过桩或支柱将其插入土体中，形成墙体结构，具有较高的强度和刚度，并可适应大变形。
5. 深层土木墙：适用于较深挖土的情况，通过预制混凝土板和预制混凝土柱或围护桩组成的墙体结构，具有较高的稳定性和承载能力。
以上是常见的几种支撑式支护结构类型，根据具体的工程要求和土体条件选择合适的支护结构类型。
路基防护与支挡结构—路基支挡结构
一、支挡结构的类型
1、按支挡结构的位置不同，可分为：路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙、山坡挡墙 和桥头挡墙等。 2、按支挡结构的材料不同，可分为：石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、 砖砌挡墙、木质挡墙和钢板墙等。 3、按支挡结构形式不同，可分为：重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚碇板式 、桩板式和加筋土式等。
❖ 4、设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作 用。
❖ 挡土墙为翼墙或桥台 ❖
挡土墙起着护台及连接路堤的作用
二、支挡结构的作用
5、抗滑挡土墙则可用于整治坍方、防止滑坡等路基病害
抗滑挡土墙
锚定板式挡土墙
二、各类支挡结构的特点及适用范围
❖ 6、桩板式挡土墙
（1）特点：由钢筋混凝土锚固桩和挡 土板组成。利用深埋锚固段的作用和被 动抗力抵抗侧向土压力，从而维护挡土 墙的稳定。 （2）适用范围：用于表土及强风化层 较薄的均质岩石地基，挡土墙高度可较 大，也可用于地震区的路堑或路堤支挡 或滑坡等特殊地段的治理。
二、动态弯沉检测
三、平整度检测
路堑挡墙
路堤挡墙
路肩挡墙
山坡挡墙
桥头挡墙
石砌挡墙
混凝土挡墙
钢板墙
砖砌挡墙
木质挡墙
二、各类支挡结构的特点及适用范围
❖ 1、重力式挡土墙
（1）特点：依靠墙自重承受土 压力，结构简单、施工简便， 由于墙身重，对地基承载力的 要求也较高。 （2）适用范围：适用于一般地 区、浸水地段和高烈度区的路 堤和路堑等支挡工程。墙高不 宜超过12m，干砌挡土墙的高度 不宜超过6m。
❖ 二、支挡结构的作用
❖ 2、滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和 侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。
支挡式支护结构类型
支挡式支护结构类型支挡式支护结构是指在地下工程中采用的一种支护结构，主要用于防止土体塌方和地面沉降，以确保施工安全和工程质量。
根据不同的工程要求和土体条件，支挡式支护结构可以分为多种类型，每种类型都有其特点和适用范围。
本文将介绍几种常见的支挡式支护结构类型。
一、桩木支护结构桩木支护结构是一种常用的支挡式支护结构，其主要由桩和木方组成。
桩是由混凝土或钢筋混凝土浇筑而成，通过埋入土体中以提供支撑。
木方则用于填充桩和土体之间的空隙，起到支撑土体的作用。
桩木支护结构能够适应各种土体条件，尤其适用于软土和砂土地层。
该结构简单、施工方便，但需要考虑桩的排布密度和木方的选择，以确保支护效果。
二、钢支撑结构钢支撑结构是一种使用钢材制作而成的支护结构，其主要由钢梁、钢柱和连接件组成。
钢梁和钢柱通过连接件连接在一起，形成一个稳定的支撑体系。
钢支撑结构适用于各种土体条件，尤其适用于粉砂、黏土和卵石等地层。
该结构具有强度高、刚度大的特点，能够有效支撑土体，并能满足较大变形要求。
此外，钢支撑结构还具有可重复使用的特点，可用于多次施工。
三、混凝土墙支护结构混凝土墙支护结构是一种使用预制混凝土墙板或浇筑混凝土墙体的支护结构。
混凝土墙支护结构能够提供较高的刚度和强度，适用于较大的土体变形和水平荷载。
该结构施工简单，可以在较短时间内完成，且适用于各种土体条件。
此外，混凝土墙支护结构还具有较好的抗渗性能，能够有效防止地下水渗透。
四、钢筋网支护结构钢筋网支护结构是一种使用钢筋网片支撑土体的结构。
钢筋网片通过连接件连接在一起，形成一个稳定的支撑体系。
钢筋网支护结构适用于各种土体条件，尤其适用于松散土、砂土和粉土等地层。
该结构施工简单、灵活性好、透水性能较好，能够有效抵抗土体塌方和地面沉降，保证施工安全。
五、喷射混凝土支护结构喷射混凝土支护结构是一种使用喷射混凝土对土体进行加固的结构。
喷射混凝土通过喷枪喷射到土体上，形成一个坚固的支撑体系。
5.5 支挡式结构设计计算(16∶9)
5基坑工程5.5 支挡式结构设计计算一、支挡式结构的构成及计算内容二、支挡式结构的计算方法简介三、支挡式结构计算弹性支点法四、土层锚杆五、内支撑结构☐支挡式结构的构成⚫结构形式：悬臂式、支撑式、锚拉式支挡式结构。
⚫结构构件：挡土构件(桩或墙)、锚杆、支撑结构。
☐支挡式结构的设计计算内容⚫挡土构件(桩或墙)的设计及受力变形计算⚫锚杆的设计计算⚫支撑结构体系的设计计算一、支挡式结构的构成及计算内容挡土构件(桩或墙)悬臂式～挡土构件(桩或墙)锚拉式～支撑挡土构件(桩或墙)支撑式～二、支挡式结构的计算方法简介☐传统的经典方法（不能计算支挡结构的变形，但计算简单，可手算）⚫静力平衡法：只适用于悬臂式、单支点支挡结构的受力计算。
⚫布鲁姆简化计算法：适用于悬臂式支挡结构的受力计算。
⚫等值梁与连续梁法：适用于单支点、或多支点式支挡结构的受力计算。
☐弹性支点法（能计算支挡结构的内力和变形，但计算复杂，一般不可手算）又称为弹性抗力法或地基反力法。
适用于悬臂式、单支点和多支点支挡结构的计算。
☐有限单元法（能同时计算支挡结构和周边环境的应力和变形，但计算工作量大且复杂）分杆系和实体有限单元法，此处指后者。
适用于各种场地、工况和支护结构形式。
☐悬臂式支挡结构⚫计算模型：将挡土构件（桩或墙）视为竖向弹性地基梁，根据弹性地基梁理论导出控制微分方程：⚫计算方法：采用幂级数解法或杆系有限元法对上述方程求解，可得到挡土构件(桩或墙)的内力和变形，并据此对挡土构件进行设计。
40a 40ak d yEI b b m z y zh d p ⋅−−⋅+⋅=（）悬臂式支挡结构h d挡土构件弹簧☐有支点（支撑或锚杆）支挡结构⚫支点及支点力的处理将每个支点用一弹簧代替，并将每个支点力转化为支挡结构计算宽度上的力作用于支点处，再将其并入前述悬臂式支挡结构计算模型进行计算。
⚫挡土构件(桩或墙)的内力和变形计算采用杆系有限元法可求出挡土构件（桩或墙）的内力和变形，并据此对挡土构件进行设计。
支挡结构
锚索桩板式挡土墙构造
锚索桩板式挡土墙特点
一般悬臂式桩板墙地面以上悬臂高度可达15m左右， 预应力锚索桩的地面以上高度可达20～25m，地基强 度不足可由桩的埋深得到补偿。 可以不考虑基底承载力；采用装配式挡土板施工方便 快捷。 滑坡和顺层地段，桩上设锚索或锚杆可减小桩的埋深 和桩的截面尺寸，在悬臂较大或桩上外力较大时，是 一种很好的支挡型式。 可减小工程数量、缩短工期、降低成本、节约投资。 施工简便，外型构造美观，运营后养护、维修费用低。
锚索桩板式挡土墙构造
应用范围和适用条件 (1)主要用于河岸严重冲刷、陡坡岩堆、稳定性较差的 陡坡覆盖土、基岩埋 藏较深、与既有线紧邻等地段路 基。 (2)当山坡较陡、覆盖土层稳定性较差、基岩埋藏又较 深时，可采用桩基托梁挡土墙。 (3)在既有线陡坡路堤平行增建第二线，当采用挖台阶 浆砌防护、预留土埂临时支护、跳槽开挖基坑等临时 支护措施不能满足行车和施工安全时，可采用路肩式 或坡脚式的桩基托梁挡土墙。
支挡结构的分类
按设置支挡结构的地区条件划分 分为一般地区、地震地区、浸水地区、以及不良地 质地区和特殊岩土地区等。 (三)按支挡结构的材料划分 1.分为浆砌片石支挡结构(如浆砌片石挡土墙) 2.混凝土支挡结构(如混凝土档土墙、桩板墙、抗滑校 等) 3.土工合成材料支档结构(如包裹式加筋土挡土墙) 4.复合型支档结构(如卸荷板式或托盘式挡土墙、土钉 墙、预应力锚索、锚索桩等)。
支挡结构简介
重力式支挡结构 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。重力式挡土墙可用 石砌或混凝土建成，其特点是体积、重量都大。 能够就地取材，施工方便，经济效果好。因 此，是我国目前常用的一种挡土墙。一在我国 铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到 广泛的应用。
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(2)结构的正常使用极限状态
正常使用极限状态是挡土墙出现下列状态之一时，即认为超过了正常使 用极限状态： 1）影响正常使用或外观变形； 2）影响正常使用或耐久性的局部破坏（包括裂缝）； 3）影响正常使用的其它特定状态。
3 挡土墙验算方法
我国现行规范规定公路挡土墙的构件分析采用承载力极限状 态的分项安全系数法为主的设计法，表达式为：
支挡结构
1. 支挡结构的基本概念
支挡结构：用来支撑、加固填土或山坡土体，防止其 坍滑以保持稳定（不失稳、变形小）的一种建筑物。 包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构。
布达拉宫
古长城
1.1 支挡结构的种类
（1）挡土墙
在铁路、公路路基工程中，用于
稳定路基、路堑、隧道洞口、桥梁两端的路基边坡。 用于整治滑坡、崩塌、碎落、泥石流等地质灾害。
特点及适用范围 钢筋混凝土结构由立臂、墙 趾板和墙踵板三个悬臂部分组 成，墙身稳定主要依靠墙踵板 上的填土重力较高时， 立臂下部的弯矩大，钢筋与混 凝土用量大，经济性差。 多用作墙高小于6米的路肩 墙，适用于缺乏石料的地区和 承载能力较低的地基。
立壁
特点及适用范围
由土体、土钉和护面板三部分组 成。
（8）土钉墙
利用土钉对天然土体就地实施加 固，并与喷射混凝土护面板相结 合，形成类似于重力式挡土墙的 复合加强体，从而使开挖坡面稳 定。
对土体适应性强、工艺简单、材 料用量与工程量较少，可自上而 下分级施工。 常用于稳定挖方边坡，也可作为 挖方工程的临时支护。
① 强度验算
4 重力式挡土墙验算-极限状态法
② 稳定验算
③ 截面受剪验算
5 重力式挡土墙验算-总安全系数法
规范建议：设计分析采用极限状态设计表达式，按照 总安全系数法来校准计算结果。 5.1 挡土墙滑动稳定性验算
用抗滑稳定性系数Kc表示，即抗滑 力与滑动力之比
Kc
G cos0 Ea sin( 0 ) K
3
挡土墙验算方法
3.1 重力式挡土墙可能破坏形式
滑移失稳、倾覆失稳、不均匀沉陷、墙身断裂
3.2 重力式挡土墙验算项目
抗滑稳定性
抗倾覆稳定性
墙身截面验算：法向应力及偏心距验算、剪应力 验算 基底应力及合力偏心距验算 斜截面剪应力验算（衡重式）
3 挡土墙验算方法
3.3 重力式挡土墙验算方法
（5）锚杆式挡土墙
锚杆
基岩
（6）锚定板式挡土墙
特点及适用范围
由锚定板、拉杆、钢筋混凝土墙面 和填土组成。 锚定板埋置于墙后的稳定土层内， 利用锚定板产生的抗拔力抵抗侧向 土压力，维持当土墙的稳定。 基底应力小，圬工数量小，不受地 基承载力的限制，构件轻简，可预 制拼装、机械化施工。 适用于缺乏石料的路堤墙和路肩墙， 墙高时可分级修建。
4.5 墙身断面强度验算
为保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择1～2个控制 性截面进行验算。验算截面一般可以选择在距离墙身底部1/2
墙高和截面急剧变化处。
4 重力式挡土墙验算-极限状态法
如图5-13所示，选择l-l截面。图中G、E等均为l-l截面以上部分自重及土压 力，e、为l-l截面的偏心距及截面宽度。
2. 极限状态法 承认结构在临近破坏时处于弹塑性工作阶段，以结构
物在各种荷载组合情况下均不得达到其极限状态为出发
点，同时相应地给以足够的安全储备。 较科学、全面地分析影响结构安全和正常使用的因素， 从而对构造物提出合理的要求，根据荷载的性质和对构 造物的影响，采用荷载分项系数来反映构造物的安全度。 分为承载力极限状态和正常使用极限状态
锚定板
墙板
建成后的坡间挡土墙
特点及适用范围
（7）加筋土式挡土墙
由面板，拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋和填土间的 摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。 既是柔性结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构， 可承受荷载的冲击、振动作用。 施工简便，外形美观、占地面积少，而且对地基的适应性 强。适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。
锚杆竖向锚固在地基中，并砌筑于墙 身内，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹
性回缩对墙身施加预应力来提高挡土
墙的稳定性。 一般一根16Mnφ22的锚杆可替代5m3 的浆砌片石圬工。 施工中可用轻型钻机或人工冲孔，灌
浆及预应力张拉较为简易。
适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙。
（11）卸荷板挡土墙
特点：卸荷板式挡墙是在重力式挡土墙墙背适当高度 处，安装一定长度的水平钢筋混凝土板，将墙后土体分两 部分，上部分可作墙身重量，而下部分由于该板的隔开， 下墙土压力大大减小，故该板称为卸荷板。 这种结构形式 介于重力式挡土墙和轻型挡土墙之间，即兼具刚性墙和柔 性墙两者特点。 根据卸荷板长度的不同分为长卸荷板和短卸荷板挡土 墙。
—抗力安全系数；
SQiK —其它荷载效应;
式中的设计基本变量通过 概率分析取其代表值，而 以分项系数来反映它们的 变异性。
f
Rk —构件抗力标准值；
d —结构或结构构件几何参数的设计值.
3 挡土墙验算方法
承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数
4 重力式挡土墙验算-极限状态法
4.1 挡土墙滑动稳定性验算 (0.9G cos 0 Q1 E y cos 0 Q1 E x sin 0 ) 0.9G sin 0
1. 容许应力法 视材料为理想的弹性体，在荷载作用下产生的应力和 变形不超过规定的容许值。 在安全度处理上仅采用一个总的安全系数（即材料的
极限强度与容许应力的比值），但不能反映荷载的变异、
材料的不均匀性、结构的实际受力情况的变异等，仅对 材料起了安全保证作用，对结构没有明确的物理意义。
3 挡土墙验算方法
墙基
墙踵
墙背倾斜形式：仰斜、直立和俯斜
E
1
E2
E3
仰斜
直立
俯斜
E1＜E2＜E3
重力式挡土墙特点及适用范围 主要依靠墙自重保持稳定。
墙顶
取材容易，形式简单，施工简便， 适用范围广泛。 多用浆砌片石，墙高较低(≤6m) 时也可用干砌，在缺乏石料地区 可用混凝土浇筑。
断面尺寸较大，墙身较重，对地 基承载力的要求较高。
道路工程中的支挡结构
填土面 E E
道路工程中的支挡结构
码头
隧道侧墙
E 桥台
土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用 对墙背产生的侧压力。
挡土墙具有四方面的作用
1.稳定路堤和路堑边坡
2.减少土石方工程量和
占地面积
3.防止水流冲刷路基
4.整治坍方、滑坡等路
基病害
挡土墙发生事故的例子
多瑙河码头岸墙滑动
Q1 E y sin 0 Q1 E x cos 0 化简： (0.9G Q1 E y ) 0.9G tan 0 Q1 E x
Ey
G
Ex
a0
4 重力式挡土墙验算-极限状态法
4.2 抗倾覆稳定性验算
0.9GZG Q1( Ey Z x Ex Z y ) 0
2
ZN
M M N
y
0
GZG E y Z x Ex Z y G Ey
5 重力式挡土墙验算-总安全系数法
5.4 基底应力验算
5 重力式挡土墙验算-总安全系数法
5.5 墙身断面强度验算
6 增加挡土墙稳定性的措施 6.1 增加抗滑稳定性的措施
（1）设置倾斜基底 设置向内倾斜的基底，可以增加抗滑力或减少滑动力， 从而增加了抗滑稳定性。 基底倾斜角越大，越有利于抗滑稳定性，但应考虑 挡土墙连同地基土体一起滑走的可能性。通常土质地 基不陡于1:5；岩石地基不陡于1:3。
墙面
墙背
墙趾
墙基
特点及适用范围
（2）衡重式挡土墙
上下墙背间有衡重台，利用衡重台 上填土重力和墙身自重共同作用维 持其稳定。 其断面尺寸较重力式小，且因墙面 陡直、下墙墙背仰斜，可降低墙高 和减少基础开挖量，但地基承载力 要求较高。
多用在地面横坡陡峻的路肩墙，也 可作路堤墙和路堑墙。
由于衡重台以上有较大的容纳空间， 上墙墙背加缓冲墙后，可作为拦截 崩坠石之用。
6 增加挡土墙稳定性的措施
6.2 增加抗倾覆稳定的方法
（1）展宽墙趾
在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗倾覆稳 定性的常用方法。 但在地面横坡较陡处，会因此引起墙高增加。
6 增加挡土墙稳定性的措施
（2）改变墙面及墙背坡度
改缓墙面坡度可增加稳定力臂，如图5-16(a)。改陡俯
斜墙背或改为仰斜墙背可减少土压力，如图5-16(b)、(c)。 在地面横坡较陡处，均须注意对墙高的影响。
Ea cos( 0 ) G sin 0
c
5 重力式挡土墙验算-总安全系数法
5.2 抗倾覆稳定性验算
抗倾覆稳定系数用 K0 表示，即对 墙趾的总稳定力矩 M y 与总倾覆 力矩 M 0 之比
5 重力式挡土墙验算-总安全系数法
5.3 合力偏心距验算
作用于基底的合力偏心距e0为 B e0 Z N e0
支挡结构的作用机制
1.采用支挡结构承受侧向土压力，限制其变形的发
展，防止土体整体稳定破坏。这种结构措施属于被动
制约机制支挡结构。
2.通过对土体加筋，弥补土体抗拉、抗剪强度低的
弱点，来提高土体的自身稳定性和整体刚度。为主动
制约机制的支挡结构。
2 支挡结构的常用类型
墙顶
（1）重力式挡土墙
墙面
墙背
墙趾
6 增加挡土墙稳定性的措施
（2）增大基底摩擦系数（换填材料）
可采取改善地基以增加基底摩擦系数（如在黏性土地