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1、重力挡土墙工程,汪洋 中国地质大学工程学院,重力挡土墙工程,一、重力挡土墙概述 二、重力挡土墙设计计算 三、重力挡土墙构造,一、重力挡土墙概述,（一）重力挡土墙组成 （二）重力挡土墙的形式 （三）重力挡土墙适用范围 （四）重力挡土墙布置位置 （五）重力挡土墙墙后填料 （六）重力挡土墙其他要求,（一）重力挡土墙组成,重力式挡墙 是靠自重平衡墙背土压力来达到支撑坡体的效果。 优点：结构简单，施工方便，造价低廉等优势在三峡边坡治理工程中被广泛的使用。,挡土墙 是指在两侧地面有一定高差地段设计的用于侧向支持土体的构造物。,（一）重力挡土墙组成,挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。,（一
2、）重力挡土墙组成,（二）重力挡土墙的形式,根据墙背倾斜情况，重力式挡墙可分：俯斜式挡墙、仰斜式挡墙、直立式挡墙、衡重式挡墙和其他形式挡墙,（二）重力挡土墙的形式,（1）挡土墙墙形的选择宜根据滑坡稳定状态、施工条件、土地利用和经济性等因素确定； （2）在地形地质条件允许情况下，宜采用仰斜式；对岩质边坡和挖方形成的土质边坡宜采用仰斜式，高度较大的土质边坡宜采用衡重式或仰斜式；,（二）重力挡土墙的形式,（3）施工期间滑坡稳定性较好且土地价值低，宜采用直立式； （4）施工期间滑坡稳定性较好且土地价值高，宜采用俯斜式。,（三）重力挡土墙适用范围,重力挡墙适用于移民迁建区的居民区、工业和厂矿区以及航运、道
3、路建设涉及的规模小、厚度薄的滑坡阻滑治理工程。 对变形有严格要求的边坡和开挖土石方危及边坡稳定的边坡不宜采用重力式挡墙，开挖土石方危及相邻建筑物安全的边坡不应采用重力式挡墙。 土质边坡高度不宜大于8m 岩质边坡高度不宜大于10m 滑动推力不宜大于150KN/m,（四）重力挡土墙布置位置,挡土墙工程应布置在滑坡主滑地段的下部区域。当滑体长度大而厚度小时宜沿滑坡倾向设置多级挡土墙。,（五）重力挡土墙其他要求,设计挡土墙应与其它治理工程措施相配合，根据地质地形条件设计多个方案，通过技术经济分析、对比后，确定最优方案，以达到最佳工程效果。,二、重力挡土墙设计计算,（一）挡土墙压力计算 （二）荷载组合与
4、安全系数 （三）稳定性及强度验算,（一）挡土墙压力计算,1、挡土墙压力计算原则 2、主动土压力计算 3、被动土压力计算,1、挡土墙压力计算原则,（1）挡土墙所受压力可采用滑坡推力公式和土压力公式计算，取其大值； （2）作用在墙背上的主动土压力，可按库仑理论计算公式； （3）挡土墙前部的被动土压力，一般不予考虑，但当基础埋置较深，且地层稳定，不受水流冲刷和扰动破坏时，可采用1/31/2被动土压力值或静止土压力，被动土压力可按库仑理论计计算公式；,2、主动土压力计算,作用在墙背上的主动土压力，可按库仑理论计算公式；,2、主动土压力计算,土与挡土墙墙背的摩擦角,3、被动土压力计算,（1）挡土墙前部的
5、被动土压力，一般不予考虑，但当基础埋置较深，且地层稳定，不受水流冲刷和扰动破坏时，可采用1/31/2被动土压力值或静止土压力，被动土压力可按库仑理论计算；,3、被动土压力计算,土与挡土墙墙背的摩擦角,荷载组合 作用在挡土墙上的荷载力系及其组合，视挡土墙型式不同分别考虑。 1、基本荷载应考虑墙背承受由填料自重产生的侧压力、墙身自重的重力、墙顶上的有效荷载、基底法向反力、摩擦力及常水位时静水压力和浮力； 2、附加荷载涉及库水位的静水压力和浮力、江水位降落时的水压力和波浪压力等； 3、特殊荷载考虑地震力及临时荷载。,（二）荷载组合与安全系数,安全系数 基本荷载情况下，抗滑稳定性Ks1.3；抗倾覆稳定
6、性Ks1.5； 特殊荷载情况下，抗滑稳定性Ks1.2；抗倾覆稳定性Ks1.3。,（二）荷载组合与安全系数,（三）稳定性及强度验算,1、抗滑稳定性验算 2、抗倾覆稳定性验算 3、基底应力验算 4、偏心压缩承载力验算 5、受剪承载力验算,1、抗滑稳定性验算,挡土墙的抗滑稳定性是指在土压力和其他外荷载的作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用作用于挡土墙最大可能的抗滑力与实际滑动力之比表示。,2、抗倾覆稳定性验算,挡土墙的抗倾覆稳定性是指它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力。 其值为对墙趾的稳定力矩之和与倾覆力矩之和的比值表示。,墙趾抗倾覆验算点,2、抗倾覆稳定性验算,3、基底应力验算,为了保证挡土
7、墙的基底应力不超过地基的容许承载力，应进行基底应力验算,基底压力计算公式：,Pmax基础底面边缘的最大压力设计值(kPa)； Pmin基础底面边缘的最小压力设计值(kPa)； F上部结构传至基础顶面的竖向力设计值(kN)； G基础自重设计值和基础上的土重标准值(kN)； A基础底面面积(m2)； M作用于基础底面的力矩设计值(kNm)； W基础底面的抵抗矩(m3),3、基底应力验算,基底压力计算公式：,矩形截面,3、基底应力验算,当偏心距eb/6时：,I垂直于力矩作用方向的基础底面边长(m)； a合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离(m)；,4、偏心压缩承载力验算,为了使挡土墙墙型结构合理和
8、避免发生显著的不均匀沉陷，还应控制作用于挡土墙基底的合力偏心压缩承载力,N荷载设计值产生的轴向力(kN)； A截面积(m2)； f砌体抗压强度设计值(kPa)； 高厚比夕和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数。,h为挡土墙墙厚,4、偏心压缩承载力验算,当 0.7ye0.95y时，除按上式进行验算外，并按正常使用极限状态验算,Nk轴向力标准值(kN)； ftmk砌体弯曲抗拉强度标准值，取ftmk1.5ftm； ftm砌体抗弯曲抗拉强度设计值(kPa)； W截面抵抗矩(kNm)； y截面重心到轴向力所在方向截面边缘距离(m)； e按荷载标准值计算的偏心距。,4、偏心压缩承载力验算,当e0.9
9、5y时，按下式进行计算：,Nk轴向力标准值(kN)； ftmk砌体弯曲抗拉强度标准值，取ftmk1.5ftm； ftm砌体抗弯曲抗拉强度设计值(kPa)； W截面抵抗矩(kNm)； y截面重心到轴向力所在方向截面边缘距离(m)； e按荷载标准值计算的偏心距。,5、受剪承载力验算,三、重力挡土墙构造,（一）材料,多使用浆砌块石、条石或素混凝土。块条石的强度等级应不低于MU30，混凝土的强度等级应不低于C15。,（二）基础,（1）挡土墙基础宽度与墙高之比宜为0.50.7； 基底宜设计为0.110.2：1的反坡，土质地基取小值，岩质地基取大值。,（二）基础,（2）挡土墙基础埋置深度必须根据地基变形、
10、地基承载力、地基抗滑稳定性、挡土墙抗倾覆稳定性、岩石风化程度以及流水冲刷计算确定。土质滑坡挡土墙埋置深度必须置于滑动面以下不小于12m。 在岩质地基中，基础埋置深度不宜小于0.3m。基础埋置深度应从坡脚排水沟底起算。 （3）墙基沿纵向有斜坡时，基底纵坡不陡于5，当纵坡陡于5时，应将基底做成台阶式 。,（三）墙体,（1）块、条石挡墙墙顶宽度不宜小于400mm，素混凝土挡墙墙顶宽度不宜小于300mm； （2）挡土墙墙胸宜采用10.510.3坡度。墙高小于4.Om，可采用直立墙胸，地面较陡时，墙面坡度可采用10.210.3； （3）挡土墙墙背可设计为倾斜的、垂直的台阶形的，整体倾斜度不宜小于10.2
11、5。,（四）排水,（1）为排出墙后积水，须设置泄水孔。根据水量大小，泄水孔孔眼尺寸宜为50mmlOOmm、lOOmm100mm、lOOmml50mm方孔，或50200圆孔。孔眼间距23m，倾角不小于5。上下左右交错设置，最下一排泄水孔的出水口应高出地面200mm；,（四）排水,（2）在泄水孔进口处应设置反滤层，且必须用透水性材料(如卵石、砂砾石等)为防止积水渗入基础，须在最低排泄水孔下部，夯填至少300mm厚的粘土隔水层。,（四）排水,（3）在挡土墙背侧应设置200400mm的反滤层，孔洞附近lm范围内应加厚至400600mm。回填土为砂性土时，挡土墙背侧最下一排泄水孔下侧应设倾向坡外，厚度不
12、小于300mm的防水层。,（四）排水,（四）排水,（五）伸缩缝及沉降缝,挡墙的伸缩缝间距，对条块石挡墙应采用2025m，对素混凝土挡墙应采用1015m。 在地基性状和挡墙高度变化处应设沉降缝，缝宽采用20-30mm，缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料，填塞深度不应小于150mm。,（六）墙后填土,（1）墙后填料应选透水性较强的填料，当采用粘土作为填料时，宜掺入适量的石块且夯实，密实度不小于85%。 （2）挡土墙后回填表面设置为倾坡外的缓坡，坡度取120130，或墙顶内侧设置排水沟，可通过挡土墙顶引出，但注意墙前坡体冲刷。 （3）不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害的岩土体作为填料。,谢 谢!,