5第五章?lián)跬劣?/h3>

第五章第五章?lián)鯎?土土 墻墻 設設 計計福建工程學院土木工程系福建工程學院土木工程系市政工程教研室市政工程教研室秦澤豹秦澤豹1359904032913599040329QQ:55874517QQ:558745171.擋土墻的概念及用途擋土墻的概念及用途擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡，以保持土體穩(wěn)擋土墻是用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡，以保持土體穩(wěn)定的構筑物。定的構筑物。 (1)陡坡地段；陡坡地段； (2)巖石風化的路塹邊坡地段；巖石風化的路塹邊坡地段； (3)為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段； (4)可能產(chǎn)生坍方、滑坡的不良地質(zhì)地段；可能產(chǎn)生坍方、滑坡的不良地質(zhì)地段； (5)高填方地段；高填方地段； (6)水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段；水流沖刷嚴重或長期受水浸泡的沿河路基地段； (7)為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段；為節(jié)約用地、減少拆遷或少占農(nóng)田的地段； (8)為保護重要建筑物、生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要的地段。為保護重要建筑物、生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要的地段。 路堤擋土墻路堤擋土墻 常設置在高填路堤或陡坡路堤的下方常設置在高填路堤或陡坡路堤的下方, 確確保路基穩(wěn)定。收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量。保路基穩(wěn)定。收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量。2 2.擋土墻的常見用途擋土墻的常見用途 路肩擋土墻路肩擋土墻 節(jié)約用地、保護沿線重要建筑物，保證節(jié)約用地、保護沿線重要建筑物，保證路堤穩(wěn)定路堤穩(wěn)定; 5第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計路肩擋路肩擋土墻土墻抬高公路；當路肩擋土墻與路堤抬高公路；當路肩擋土墻與路堤擋土墻工程數(shù)量相近而基礎情況相似時，應優(yōu)先擋土墻工程數(shù)量相近而基礎情況相似時，應優(yōu)先選用路肩墻。選用路肩墻。 路塹擋土墻路塹擋土墻 設在路塹底部設在路塹底部, 支撐開挖后不能自行穩(wěn)定支撐開挖后不能自行穩(wěn)定的邊坡的邊坡; 降低邊坡高度降低邊坡高度, 減少挖方數(shù)量。減少挖方數(shù)量。 浸水擋土墻浸水擋土墻 避免沿河路基擠縮河床，防止路基水流避免沿河路基擠縮河床，防止路基水流沖刷邊坡。沖刷邊坡。7第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計浸浸水擋水擋土墻土墻避免路基邊坡受水流沖刷。避免路基邊坡受水流沖刷。 山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂?防止山坡覆蓋層或堆積坡體下滑。通常防止山坡覆蓋層或堆積坡體下滑。通常采用片石砼擋土墻支擋。采用片石砼擋土墻支擋。8第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂?支擋覆蓋層或堆積坡體下滑。支擋覆蓋層或堆積坡體下滑。通常采用片石砼擋土墻支擋。通常采用片石砼擋土墻支擋。 抗滑擋土墻抗滑擋土墻 用于滑動地段，在滑坡體下方設置的擋土用于滑動地段，在滑坡體下方設置的擋土墻，可穩(wěn)定滑坡巖土體。墻，可穩(wěn)定滑坡巖土體。9第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計抗滑擋抗滑擋土墻土墻用于滑動地段，可穩(wěn)定滑坡巖土體。用于滑動地段，可穩(wěn)定滑坡巖土體。 橋頭擋土墻橋頭擋土墻支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。墻身靠填土墻身靠填土(或山體或山體)一切一切工作側稱為工作側稱為墻背墻背，大部分外露，大部分外露的一側稱為的一側稱為墻面墻面(或墻胸或墻胸)，墻，墻的頂面部分稱為的頂面部分稱為墻頂墻頂，墻的底，墻的底面部分則稱為面部分則稱為墻底墻底，墻背與墻，墻背與墻底的交線稱為底的交線稱為墻踵墻踵，墻面與墻，墻面與墻底的交線稱為底的交線稱為墻趾墻趾。墻背與鉛。墻背與鉛垂面的夾角稱為垂面的夾角稱為墻背傾角墻背傾角，一，一般用般用表示；工程中常用單位表示；工程中常用單位墻高與其水平長度之比來表示，墻高與其水平長度之比來表示，即可表示為即可表示為1:n 。墻踵到墻頂。墻踵到墻頂?shù)拇怪本嚯x稱為的垂直距離稱為墻高墻高，用，用H 表表示。示。 類型類型(1)在路基橫斷面上位置：分為在路基橫斷面上位置：分為路肩墻、路堤墻及路塹墻路肩墻、路堤墻及路塹墻。 當墻頂置于路肩時，稱為當墻頂置于路肩時，稱為路肩式擋土墻路肩式擋土墻； 當擋土墻支撐路堤邊坡，墻頂以上尚有一定的填土高當擋土墻支撐路堤邊坡，墻頂以上尚有一定的填土高度，則稱為路堤擋土墻，又稱度，則稱為路堤擋土墻，又稱坡腳式擋土墻坡腳式擋土墻； 當擋土墻用于穩(wěn)定路塹邊坡，稱為當擋土墻用于穩(wěn)定路塹邊坡，稱為路塹式擋土墻路塹式擋土墻； 當設置在山坡上用于防止山坡覆蓋層下滑的擋土墻，當設置在山坡上用于防止山坡覆蓋層下滑的擋土墻，稱為稱為山坡?lián)跬翂ι狡聯(lián)跬翂Α３惺芡羵葔毫Ψ乐位路€(wěn)定邊坡防止沖刷節(jié)約占地防治滑坡減少刷方減少填方量(2)根據(jù)根據(jù)所處環(huán)境和作用所處環(huán)境和作用：可分為一般地區(qū)擋土墻、浸水地：可分為一般地區(qū)擋土墻、浸水地區(qū)擋土墻、地震地區(qū)擋土墻，還有用于整治滑坡的抗滑擋區(qū)擋土墻、地震地區(qū)擋土墻，還有用于整治滑坡的抗滑擋土墻。土墻。(3)按按墻體材料墻體材料：擋土墻分為磚石擋土墻、混凝土擋土墻、：擋土墻分為磚石擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻以及木質(zhì)擋土墻。鋼筋混凝土擋土墻以及木質(zhì)擋土墻。(4)按按結構形式結構形式：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨桿式、錨定板式、豎向預應力錨桿式、土釘式和土式、錨桿式、錨定板式、豎向預應力錨桿式、土釘式和樁板式，共十種樁板式，共十種 。 主要依靠墻身自重保持穩(wěn)定。主要依靠墻身自重保持穩(wěn)定。它取材容易，形式簡單，施工簡它取材容易，形式簡單，施工簡便，適用范圍廣泛。便，適用范圍廣泛。多用多用漿砌片漿砌片(塊塊)石石，墻高狡低，墻高狡低(6m)時也可用時也可用干砌干砌，在缺乏石，在缺乏石料地區(qū)可用料地區(qū)可用混凝土澆筑混凝土澆筑，但也不，但也不宜超過宜超過12m 。其斷面尺寸較大，堵身較重，其斷面尺寸較大，堵身較重，對地基承截力的要求較高。對地基承截力的要求較高。 一般采用片石混凝土一般采用片石混凝土建造，建造，墻身加人少量墻身加人少量鋼筋，鋼筋，以減薄斷面，以減薄斷面，并采用較寬的墻趾，并采用較寬的墻趾，使圬工應力沒有過多使圬工應力沒有過多的富余，而穩(wěn)定性又的富余，而穩(wěn)定性又符合要求。適用范圍符合要求。適用范圍與重力式擋墻相同，與重力式擋墻相同，尤宜應用在限界緊迫尤宜應用在限界緊迫處所。處所。衡衡重重臺臺上下墻背間有衡重臺、利用衡上下墻背間有衡重臺、利用衡重臺上填土重力和墻身自重共同重臺上填土重力和墻身自重共同作用維持其穩(wěn)定。其斷面尺寸較作用維持其穩(wěn)定。其斷面尺寸較重力式小，且因墻面陡直、下墻重力式小，且因墻面陡直、下墻墻背仰斜，可降低墻高和減少基墻背仰斜，可降低墻高和減少基礎開挖量，但地基承載力要求較礎開挖量，但地基承載力要求較高。多用在地面橫坡陡峻的路肩高。多用在地面橫坡陡峻的路肩墻，也可作路堤墻或路塹墻。由墻，也可作路堤墻或路塹墻。由于衡重臺以上有較大的容納空間，于衡重臺以上有較大的容納空間，上墻墻背加緩沖墻后，可作為攔上墻墻背加緩沖墻后，可作為攔截崩墜石之用。截崩墜石之用。鋼筋混凝土結構由立壁、墻趾板和墻踵板三個懸臂部分組鋼筋混凝土結構由立壁、墻趾板和墻踵板三個懸臂部分組成，墻身穩(wěn)定主要依靠墻踵板上的填土重力來保證。斷面尺寸成，墻身穩(wěn)定主要依靠墻踵板上的填土重力來保證。斷面尺寸較小，但墻較高時，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土用量大較小，但墻較高時，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土用量大.經(jīng)濟性差。多用做墻高經(jīng)濟性差。多用做墻高6m的路肩墻，適用于缺乏石料的地區(qū)的路肩墻，適用于缺乏石料的地區(qū)和承載能力較低的地基和承載能力較低的地基鋼筋砼輕型式（懸臂式或扶壁式）鋼筋砼輕型式（懸臂式或扶壁式）墻身穩(wěn)定主要靠踵板上的填土來保證。 鋼筋混凝土扶壁式擋土墻由墻面板鋼筋混凝土扶壁式擋土墻由墻面板(立壁立壁)、墻趾板、墻踵板、墻趾板、墻踵板和扶肋和扶肋(扶壁扶壁)組成，即沿懸臂式擋土墻墻長方向每隔一定距離組成，即沿懸臂式擋土墻墻長方向每隔一定距離增設扶肋，把墻面板與墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地增設扶肋，把墻面板與墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地區(qū)和地基承載力較低的地段，墻較高區(qū)和地基承載力較低的地段，墻較高(6m)時時,較懸臂式經(jīng)濟。較懸臂式經(jīng)濟。鋼筋砼輕型式（懸臂式或扶壁式）鋼筋砼輕型式（懸臂式或扶壁式）墻身穩(wěn)定主要靠踵板上的填土來保證。由墻面板、拉筋和填由墻面板、拉筋和填土三部分組成，借助于拉土三部分組成，借助于拉筋與填士間的摩擦作用，筋與填士間的摩擦作用，把土的側壓力傳給拉筋，把土的側壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。既是柔性從而穩(wěn)定土體。既是柔性結構，可承受地基較大的結構，可承受地基較大的變形；又是重力式結構，變形；又是重力式結構，可承受荷載的沖擊、振動可承受荷載的沖擊、振動作用。施工簡便、外形美作用。施工簡便、外形美觀、占地面積少，而且對觀、占地面積少，而且對地基的適應性強。適用于地基的適應性強。適用于缺乏石料的地區(qū)和大型填缺乏石料的地區(qū)和大型填方工程。方工程。橫橫向向錨錨桿桿式式由錨桿和鋼筋混凝土墻面組由錨桿和鋼筋混凝土墻面組成錨桿一端錨固在穩(wěn)定的地層中，成錨桿一端錨固在穩(wěn)定的地層中，另一端與墻面連接，依靠錨桿與另一端與墻面連接，依靠錨桿與地層之間的錨固力地層之間的錨固力(即錨桿抗拔即錨桿抗拔力力)承受土壓力，維持擋土墻的承受土壓力，維持擋土墻的平衡。上石方和圬工量都較少，平衡。上石方和圬工量都較少，施工安全，較為經(jīng)濟。適用于墻施工安全，較為經(jīng)濟。適用于墻高較大，缺乏石料的地區(qū)或挖基高較大，缺乏石料的地區(qū)或挖基困難的地段，具有錨固條件的路困難的地段，具有錨固條件的路塹墻，對地基承載力要求不高。塹墻，對地基承載力要求不高。由由錨定板錨定板、拉桿拉桿、鋼筋混凝土墻面鋼筋混凝土墻面和和填土填土組成。錨定板埋組成。錨定板埋置于墻后的穩(wěn)定土層內(nèi)，利用錨定板產(chǎn)生的抗拔力抵抗側向土置于墻后的穩(wěn)定土層內(nèi)，利用錨定板產(chǎn)生的抗拔力抵抗側向土壓力，維持擋土墻的穩(wěn)定?；讘π?，圬工數(shù)量少，不受地壓力，維持擋土墻的穩(wěn)定?；讘π?，圬工數(shù)量少，不受地基承載力的限制，構件輕簡，可預制拼裝、機械化施工。適用基承載力的限制，構件輕簡，可預制拼裝、機械化施工。適用于缺乏石料的路堤墻和路肩墻，墻高時可分級修建。于缺乏石料的路堤墻和路肩墻，墻高時可分級修建。錨桿豎向錨固在地基中，并錨桿豎向錨固在地基中，并砌筑于墻身內(nèi)，最后張拉錨桿，砌筑于墻身內(nèi)，最后張拉錨桿，利用錨桿的彈性回縮對墻身施利用錨桿的彈性回縮對墻身施加預應力來提高擋土墻的穩(wěn)定加預應力來提高擋土墻的穩(wěn)定性。一般一根性。一般一根16Mn22的錨的錨桿可替代桿可替代5m3的漿砌片石圬工。的漿砌片石圬工。施工中可用輕型鉆機或人工沖施工中可用輕型鉆機或人工沖孔，灌漿及預應力張拉較簡易?？?，灌漿及預應力張拉較簡易。適用于巖質(zhì)地基，多用于抗滑適用于巖質(zhì)地基，多用于抗滑擋土墻。擋土墻。由土體、土釘和護面板三部分由土體、土釘和護面板三部分組成。利用土釘對天然土體就地實組成。利用土釘對天然土體就地實施加固，并與施加固，并與護面板護面板相結合，形成類似于重力式擋土墻相結合，形成類似于重力式擋土墻的復合加強體，從而使開挖坡面穩(wěn)的復合加強體，從而使開挖坡面穩(wěn)定。對土體適應性強、工藝簡單、定。對土體適應性強、工藝簡單、材料用量與工程量較少，可自上而材料用量與工程量較少，可自上而下分級施工。常用于穩(wěn)定挖方邊坡，下分級施工。常用于穩(wěn)定挖方邊坡，也可作為挖方工程的臨時支護。也可作為挖方工程的臨時支護。由鋼筋混凝土錨固樁和擋土由鋼筋混凝土錨固樁和擋土板組成。利用深埋的錨固段的錨板組成。利用深埋的錨固段的錨固作用和被動抗力抵抗側向土壓固作用和被動抗力抵抗側向土壓力，從而維護擋土上墻的穩(wěn)定。力，從而維護擋土上墻的穩(wěn)定。適用于巖質(zhì)地基、土壓力較大、適用于巖質(zhì)地基、土壓力較大、要求基礎深埋的地段，墻高不受要求基礎深埋的地段，墻高不受一般擋土墻高度的限制。開挖面一般擋土墻高度的限制。開挖面小，施工較為安全。小，施工較為安全。公路中的擋土墻公路中的擋土墻1.山坡陡峻，用以降低山坡陡峻，用以降低邊坡高度，減少山坡開邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡挖，避免破壞山體平衡;2.地質(zhì)條件不良地質(zhì)條件不良;用以支用以支擋可能坍塌的山坡土休擋可能坍塌的山坡土休1.用以支擋山坡上有可能用以支擋山坡上有可能坍滑的覆蓋層土體或破碎坍滑的覆蓋層土體或破碎巖層巖層;2.根據(jù)山坡情況可分設數(shù)根據(jù)山坡情況可分設數(shù)道，以滿足實際需要道，以滿足實際需要1.陡山坡上，為保證路堤穩(wěn)陡山坡上，為保證路堤穩(wěn)定，收縮坡腳定，收縮坡腳;2.壓縮路堤坡腳，減少占用壓縮路堤坡腳，減少占用土地或避免與其它建筑物干土地或避免與其它建筑物干擾；擾；3.防止沿河路堤水流沖刷，防止沿河路堤水流沖刷，淘刷淘刷1.受地形限制或其它建受地形限制或其它建筑物干擾，必須約束坡筑物干擾，必須約束坡腳時腳時;2.防止陡坡路肩下滑防止陡坡路肩下滑 沿河路堤，須收縮沿河路堤，須收縮坡腳，以免水流沖刷坡腳，以免水流沖刷和淘刷和淘刷 滑坡地段，用以穩(wěn)滑坡地段，用以穩(wěn)定滑動土體定滑動土體 在較陡的山坡上，結合在較陡的山坡上，結合地形設陡邊坡，就地利用地形設陡邊坡，就地利用削陡石料填筑，砌成擋墻，削陡石料填筑，砌成擋墻，但地基必須良好但地基必須良好 加筋土擋土墻一般修加筋土擋土墻一般修建于填方地段，為保護建于填方地段，為保護路肩，約束邊坡用地，路肩，約束邊坡用地，可使之直立到頂?？墒怪绷⒌巾敗?用于道路工程代替圬用于道路工程代替圬工型式的擋土墻，用地工型式的擋土墻，用地及填筑土方量大為節(jié)省。及填筑土方量大為節(jié)省。 用于雙面進行支擋，用于雙面進行支擋，直立時的擋墻，但其拉直立時的擋墻，但其拉筋為雙面分離設置。筋為雙面分離設置。 用于直立雙面拉筋分用于直立雙面拉筋分層間隔交錯。層間隔交錯。 土工織物分層用于加筋土工織物分層用于加筋土中作拉筋，在擋土結構土中作拉筋，在擋土結構的土體中，每隔一定距離的土體中，每隔一定距離鋪設土工織物土工布鋪設土工織物土工布)并并在端部向上包卷，包土砂在端部向上包卷，包土砂疊筑成擋土墻，在受水浸疊筑成擋土墻，在受水浸或沖刷淘刷地段有較好防或沖刷淘刷地段有較好防護作用護作用擋土墻一般由擋土墻一般由墻身墻身、基礎基礎、排水設施排水設施和和伸縮縫伸縮縫組成。組成。在設計擋土墻的地段，應根據(jù)墻趾處的地形、地質(zhì)和水在設計擋土墻的地段，應根據(jù)墻趾處的地形、地質(zhì)和水文等情況，考慮材料來源和施工條件，結合技術經(jīng)濟比較，文等情況，考慮材料來源和施工條件，結合技術經(jīng)濟比較，進行擋土墻的布置與設計。進行擋土墻的布置與設計。一般要滿足以下一般要滿足以下要求要求：(1)(1)確保擋土墻基礎穩(wěn)定，墻身堅固，作用良好；確保擋土墻基礎穩(wěn)定，墻身堅固，作用良好；(2)(2)結構合理，斷面經(jīng)濟，開挖與回填量少；就地取材；結構合理，斷面經(jīng)濟，開挖與回填量少；就地取材；(3)(3)節(jié)省勞動力和用地面積；節(jié)省勞動力和用地面積；(4)(4)便于施和養(yǎng)護。便于施和養(yǎng)護。 仰斜式仰斜式垂直式垂直式俯斜式俯斜式凸形折線式凸形折線式衡重式衡重式(1)仰斜式所受土壓力小、斷面經(jīng)濟。開挖回填量較小，較適用于路塹墻。當用于路堤墻時，墻壁坡度不宜緩于1: 0.3。(2)俯斜式所受土壓力大，地面橫坡陡峻時可以用陡直墻面以減小墻高。墻背亦可做成臺階形。(3)衡重式適用于山區(qū)陡峻處路肩墻和路堤墻，亦用于路塹墻。上下墻高比例一般為：2:33)3) 墻頂：墻頂：墻頂最小寬度墻頂最小寬度: : 漿砌片石為漿砌片石為0.50.5米米, , 干砌時為干砌時為0.60.6米米; ; 帽石：帽的厚度不小于帽石：帽的厚度不小于0.40.4米米, , 若不做帽石或為路堤墻和路若不做帽石或為路堤墻和路塹墻，應用大塊石置于墻頂并用塹墻，應用大塊石置于墻頂并用5 5號砂漿抹平頂面（厚號砂漿抹平頂面（厚2cm2cm） 墻面坡度直接影響擋土墻的高度。在地面橫坡較陡時，墻墻面坡度直接影響擋土墻的高度。在地面橫坡較陡時，墻面坡度一般為面坡度一般為1:0.05-1:0.2，矮墻可用陡直墻面；地面平緩，矮墻可用陡直墻面；地面平緩時，一般采用時，一般采用1:0.2-1:0.35較為經(jīng)濟。較為經(jīng)濟。各種墻型的墻面及墻背坡度各種墻型的墻面及墻背坡度情況如下：情況如下：目的目的(P129)疏干墻后填料中的水分，防止墻后積水致使墻身承受額疏干墻后填料中的水分，防止墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力；清除外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力；清除粘土填料浸水后的膨脹壓力。粘土填料浸水后的膨脹壓力。要求：要求： 做好地表排水，防止地面水下滲做好地表排水，防止地面水下滲?？刹扇≡O排水溝、填土?？刹扇≡O排水溝、填土表面設隔水層、墻前邊溝鋪砌加固等措施。表面設隔水層、墻前邊溝鋪砌加固等措施。 做好墻身排水做好墻身排水，主要是設置泄水孔等排水構造（干砌擋土，主要是設置泄水孔等排水構造（干砌擋土墻不設泄水孔）。墻不設泄水孔）。23m 23m高于墻前地面或常年水位30cm墻前地面及明溝鋪砌加固0.30.50.30.5墻身排水構造墻身排水構造 (泄水孔、反濾層、隔水層）泄水孔、反濾層、隔水層）反濾層：反濾層：反濾層是由反濾層是由2-4層顆粒大小不同的砂、碎石或卵石層顆粒大小不同的砂、碎石或卵石等材料做成的，順著水流的方向顆粒逐漸增大，任一層的顆等材料做成的，順著水流的方向顆粒逐漸增大，任一層的顆粒都不允許穿過相鄰較粗一層的孔隙。同一層的顆粒也不能粒都不允許穿過相鄰較粗一層的孔隙。同一層的顆粒也不能產(chǎn)生相對移動。設置反濾層后滲透水流出時就帶不走堤壩體產(chǎn)生相對移動。設置反濾層后滲透水流出時就帶不走堤壩體或地基中的土壤，從而可防止管涌和流土的發(fā)生。反濾層常或地基中的土壤，從而可防止管涌和流土的發(fā)生。反濾層常設于土石等材料修筑的堤壩或透水地基上，也常用于防汛中設于土石等材料修筑的堤壩或透水地基上，也常用于防汛中處理管涌、流土等險情。處理管涌、流土等險情。構造構造1： 漿砌片漿砌片(塊塊)石墻身，應在墻前地面以上設二排泄水孔。墻石墻身，應在墻前地面以上設二排泄水孔。墻高時，可在墻上部加設泄水孔。高時，可在墻上部加設泄水孔。泄水孔尺寸可視泄水量的大泄水孔尺寸可視泄水量的大小而定，一般為小而定，一般為5cm10cm；10cm10cm,15cm20cm等的方孔或直徑為等的方孔或直徑為510cm的圓孔。的圓孔。孔眼間距一般為孔眼間距一般為23m，干旱地區(qū)，可予增大；多雨地區(qū)則可減小。上下排泄水孔宜干旱地區(qū)，可予增大；多雨地區(qū)則可減小。上下排泄水孔宜錯開設置，下排泄水孔的出口應高出地面；若為路塹墻，出錯開設置，下排泄水孔的出口應高出地面；若為路塹墻，出水口應高出邊溝水位水口應高出邊溝水位0.3m;若為浸水擋土墻，則應設于常水若為浸水擋土墻，則應設于常水位以上位以上0.3m。下排泄水孔進水口的底部，應鋪設。下排泄水孔進水口的底部，應鋪設30cm厚的厚的粘土層，并夯實，以防水分滲入基礎。粘土層，并夯實，以防水分滲入基礎。構造構造2：當墻后填料為粘性土時，水分不易滲入泄水孔排走。因當墻后填料為粘性土時，水分不易滲入泄水孔排走。因此，在滲水量大，或有凍脹可能時，此，在滲水量大，或有凍脹可能時，宜在填料與墻背之間宜在填料與墻背之間用滲水材料用滲水材料(砂礫或碎石砂礫或碎石)填筑厚度大于填筑厚度大于30cm的連續(xù)排水層的連續(xù)排水層，以疏干墻后填料中的水，防止墻背承受靜水壓力或凍脹壓以疏干墻后填料中的水，防止墻背承受靜水壓力或凍脹壓力。泄水量大時，還可在排水層底部加設縱向滲溝，配合力。泄水量大時，還可在排水層底部加設縱向滲溝，配合排水層把水排泄到墻外。排水層的頂部和底部應用排水層把水排泄到墻外。排水層的頂部和底部應用0.30.5m厚的膠泥厚的膠泥(或其它不透水材料或其它不透水材料)封閉，以防止水流下滲。封閉，以防止水流下滲。展寬墻址（展寬墻址（20cm), 高寬之比：高寬之比： h/b=3/2。斜坡地形設置擋墻，如遇堅硬巖石，將基底做成階梯形，可減斜坡地形設置擋墻，如遇堅硬巖石，將基底做成階梯形，可減少挖方數(shù)量。少挖方數(shù)量。設計要求設計要求：基礎基礎墻墻身身砌石基礎砌石基礎鋼筋砼基礎鋼筋砼基礎臺階形基礎臺階形基礎基底傾斜式基礎基底傾斜式基礎擋土墻的破壞，大多是由于基礎處理不當而引起的。類型擋土墻的破壞，大多是由于基礎處理不當而引起的。類型選擇時要滿足選擇時要滿足基底應力基底應力和和墻身穩(wěn)定性墻身穩(wěn)定性。第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。各類斜坡面巖土地基擋土墻基礎埋置深度及襟邊寬度見下表。各類斜坡面巖土地基擋土墻基礎埋置深度及襟邊寬度見下表。 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h土層土層軟軟質(zhì)巖質(zhì)巖0.61.5弱弱風化硬質(zhì)巖風化硬質(zhì)巖 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h巖土巖土類別類別一般硬質(zhì)巖一般硬質(zhì)巖 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基應在天然地面下至少一般地基應在天然地面下至少1米。米。有沖刷時應在沖刷線下至少有沖刷時應在沖刷線下至少1米。米。 巖石地基應清除表面巖石地基應清除表面風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。風化層。各類巖層地基埋置深度及襟邊寬度見下表。1.52.51.00砂、礫石等砂、礫石等1.02.00.6 1.0軟質(zhì)巖軟質(zhì)巖0.250.50.25硬質(zhì)巖硬質(zhì)巖示意圖示意圖襟邊襟邊寬度寬度(米米)基礎埋深基礎埋深(米米)巖層類別巖層類別埋埋置置深度深度h埋置深度埋置深度: 硬質(zhì)巖石地基，基礎應埋置在基巖表面風化層以下；其余一硬質(zhì)巖石地基，基礎應埋置在基巖表面風化層以下；其余一般地基應在天然地面下至少般地基應在天然地面下至少1米米有沖刷時，應在沖刷線下至少有沖刷時，應在沖刷線下至少1米。米。 各類斜坡面巖土地基擋土墻基礎埋置深度及襟邊寬度見下表。各類斜坡面巖土地基擋土墻基礎埋置深度及襟邊寬度見下表。根據(jù)地基條件、墻高、墻身斷面變化的需要設置根據(jù)地基條件、墻高、墻身斷面變化的需要設置, 且通且通常每常每10-15米設一道，縫寬米設一道，縫寬2-3cm?？p內(nèi)一般可用膠泥填。縫內(nèi)一般可用膠泥填塞，但在滲水量大，填料容易流失或凍害嚴重地區(qū)，則塞，但在滲水量大，填料容易流失或凍害嚴重地區(qū)，則宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿宜用瀝青麻筋或涂以瀝青的木板等具有彈性的材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于內(nèi)、外、頂三方填塞，填深不宜小于0.15m，當墻后為，當墻后為巖石路塹或填石路堤時，可設置空縫。巖石路塹或填石路堤時，可設置空縫。(1)路塹擋土墻，大多設置在邊溝外側；路塹擋土墻，大多設置在邊溝外側；(2)路肩擋土墻能充分收縮坡腳，可按路基寬度布設；路肩擋土墻能充分收縮坡腳，可按路基寬度布設；(3)路堤墻應與路肩墻進行技術經(jīng)濟比較，確定其合理位置；路堤墻應與路肩墻進行技術經(jīng)濟比較，確定其合理位置；(4)浸水擋土墻應保證過水斷面，使水流暢通，不致擠壓河浸水擋土墻應保證過水斷面，使水流暢通，不致擠壓河道及引起局部沖刷；道及引起局部沖刷；(5)山坡?lián)跬翂紤]設在基礎可靠處，其它類型的擋土墻山坡?lián)跬翂紤]設在基礎可靠處，其它類型的擋土墻的位置選擇均應滿足上述的要求。的位置選擇均應滿足上述的要求。 包括橫向布置和縱向布置，個別復雜的擋土墻還需進行包括橫向布置和縱向布置，個別復雜的擋土墻還需進行平面布置。平面布置。（1）確定擋土墻的起訖點和墻長，選擇擋土墻與路基或其）確定擋土墻的起訖點和墻長，選擇擋土墻與路基或其它結構物的銜接方式。它結構物的銜接方式。（2）按地基與地形情況進行分段，確定伸縮縫的位置。）按地基與地形情況進行分段，確定伸縮縫的位置。（3）布置各段擋土墻的基礎。）布置各段擋土墻的基礎。（4）布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。）布置泄水孔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。 沉降縫和伸縮縫沉降縫和伸縮縫墻體伸入堤內(nèi)墻體伸入堤內(nèi)0.750.75米以上米以上嵌入原地層嵌入原地層0.5(石石)1.5(土土)米米路塹路塹分段長度分段長度分段長度分段長度分段長度分段長度基礎底面標高基礎底面標高基底線基底線基底縱向臺階基底縱向臺階, 按按地形設置地形設置,高寬比高寬比不大于不大于1 : 2泄水孔泄水孔路路堤堤繪制起訖點，墻高最大處、墻身斷面和基礎形式變異處以及其他有關樁號的擋土墻、橫斷面圖。墻上應按計算結果布置墻身斷面，確定基礎形式和埋置深度，布置排水設備，指定墻料的類別等。擋土墻橫斷面如圖： 泄水孔排水層不設置排水層時的泄水孔設置排水層的泄水孔1. 永久荷載永久荷載 (主要力系主要力系)3. 偶然荷載偶然荷載(特殊力：如地震力特殊力：如地震力)WOGEaExEyTNPTNP2WrEP墻上恒載墻體自重被動土壓力基底反力(基底法向反力)(水的浮力)(基底摩擦力)墻上恒載(主動土壓力)靜水壓力2. 可變荷載可變荷載 (附加力系附加力系)第二節(jié)第二節(jié) 擋土墻土壓力的計算擋土墻土壓力的計算6第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計二二.一般條件下庫侖主動土壓力計算一般條件下庫侖主動土壓力計算1. 土壓力種類土壓力種類:被動土壓力被動土壓力靜止土壓力靜止土壓力主動土壓力主動土壓力2.2.主動土壓力的計算主動土壓力的計算 朗金方法朗金方法: : 分析彈性半無限空間體受力土體的應力狀態(tài)分析彈性半無限空間體受力土體的應力狀態(tài), ,依據(jù)土的極限平衡條件來確定土壓力強度及破裂面方向。依據(jù)土的極限平衡條件來確定土壓力強度及破裂面方向。(1)作用在擋土墻墻背上的土壓力按庫倫主動土壓力公式計算；作用在擋土墻墻背上的土壓力按庫倫主動土壓力公式計算；(2)當墻背俯斜角度較大，土體中出現(xiàn)第二破裂面時，按第二破裂面法計算。當墻背俯斜角度較大，土體中出現(xiàn)第二破裂面時，按第二破裂面法計算。(3)墻后土體為粘性土時，可用等效內(nèi)摩擦角法或直接按粘性土土壓力計算。墻后土體為粘性土時，可用等效內(nèi)摩擦角法或直接按粘性土土壓力計算。 (4)浸水擋土墻應考慮水對墻后土的影響；浸水擋土墻應考慮水對墻后土的影響；(5)地震區(qū)按有關規(guī)定計算；地震區(qū)按有關規(guī)定計算；(6)墻前土體的被動土壓力一般不考慮；墻前土體的被動土壓力一般不考慮； 靜止土壓力可根據(jù)如圖所示的彈性半無限體的應力狀態(tài)靜止土壓力可根據(jù)如圖所示的彈性半無限體的應力狀態(tài)求解。在填土表面以下深度求解。在填土表面以下深度h處處M點取一單元體點取一單元體(在在M點處一點處一微小正六面體微小正六面體)，作用于單元體上的力有兩個，作用于單元體上的力有兩個:一是豎向土的一是豎向土的自重自重;二是側向壓力。二是側向壓力。ozMEoH/3HhHKo土的自重應力土的自重應力側向土壓應力側向土壓應力 靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力系數(shù)K K0 0與填土的性質(zhì)、密實程度等因素有關，與填土的性質(zhì)、密實程度等因素有關，可由試驗測定。由于目前試驗設備和方法還不夠完善，所得可由試驗測定。由于目前試驗設備和方法還不夠完善，所得結果不能令人滿意，所以常采用下述經(jīng)驗公式估算結果不能令人滿意，所以常采用下述經(jīng)驗公式估算: :靜止土壓應力沿墻高呈三角形分布，其合力為：靜止土壓應力沿墻高呈三角形分布，其合力為：靜止土壓力靜止土壓力E EO O方向為水平，作用點位于離墻踵方向為水平，作用點位于離墻踵H/3高度處。高度處。 朗肯土壓力理論是從研究彈性半無限體內(nèi)的應力狀態(tài)出發(fā)朗肯土壓力理論是從研究彈性半無限體內(nèi)的應力狀態(tài)出發(fā),根據(jù)土的極限平衡理論來計算土壓力的。基本假定如下根據(jù)土的極限平衡理論來計算土壓力的?；炯俣ㄈ缦? (1)土體是地表為一平面的半無限體，土壓力方向與地表面土體是地表為一平面的半無限體，土壓力方向與地表面平行平行; (2)達到主動應力狀態(tài)時，土體向側向伸張達到主動應力狀態(tài)時，土體向側向伸張;達到被動應力狀達到被動應力狀態(tài)時，土體向側向壓縮態(tài)時，土體向側向壓縮; (3)主動或被動應力狀態(tài)只存在于破裂棱體之內(nèi)，即局部土主動或被動應力狀態(tài)只存在于破裂棱體之內(nèi)，即局部土體中出現(xiàn)極限狀態(tài)，而破裂棱體之外仍處于彈性平衡狀態(tài)體中出現(xiàn)極限狀態(tài)，而破裂棱體之外仍處于彈性平衡狀態(tài); (4)土體發(fā)生剪切時，破裂面為平面土體發(fā)生剪切時，破裂面為平面; (5)伸張與壓縮對土的影響很小，忽略豎直方向上土的變形伸張與壓縮對土的影響很小，忽略豎直方向上土的變形對土壓力的影響對土壓力的影響; (6)擋土墻墻背垂直、光滑，即墻背傾角擋土墻墻背垂直、光滑，即墻背傾角a=0，墻背與填土，墻背與填土無摩擦作用，墻背摩擦角為零。無摩擦作用，墻背摩擦角為零。水平應力水平應力豎向應力豎向應力砂性土水平應力砂性土水平應力粘性土水平應力粘性土水平應力a 沿深度方向的主動上壓力沿深度方向的主動上壓力 分布強度分布強度(KPa)(KPa) ; Ka 朗肯主動土壓力系數(shù)，朗肯主動土壓力系數(shù)，填土的容重填土的容重(kN/m3 ) ; h計算點離填土表面的距離計算點離填土表面的距離(m);填土的內(nèi)摩擦角填土的內(nèi)摩擦角; c 填土的粘聚力填土的粘聚力(KPa)。(1)砂性土主動土壓力砂性土主動土壓力EaEa作用在離墻踵作用在離墻踵H/H/3 3高度處。高度處。(2)粘性土的主動土壓力粘性土的主動土壓力主動土壓力主動土壓力EaEa作用在離墻踵作用在離墻踵(H-hc)/(H-hc)/3 3處。處。砂性土水平應力砂性土水平應力粘性土水平應力粘性土水平應力被動土壓力圖式被動土壓力圖式砂性上被動土壓力分布砂性上被動土壓力分布粘性土被動土壓力分布粘性土被動土壓力分布(1)砂性土被動土壓力砂性土被動土壓力E Ep p作用在離墻踵作用在離墻踵H/3H/3高度處。高度處。(2)粘性土的被動土壓力粘性土的被動土壓力被動土壓力被動土壓力E Ep p作用在離墻踵作用在離墻踵(H+3h(H+3hc c)H/(6h)H/(6hc c+3H)+3H)處。處。1.朗肯土壓力理論只適用于填土為一平面的垂直墻背的擋土墻。朗肯土壓力理論只適用于填土為一平面的垂直墻背的擋土墻。2.2.朗肯理論可用于具有均布荷載、填土表面為傾斜平面的垂直朗肯理論可用于具有均布荷載、填土表面為傾斜平面的垂直墻，若該均布荷載換算高度為墻，若該均布荷載換算高度為h ho o則土壓力為：則土壓力為：3. 朗肯理論不適用于仰斜墻背、填土表面為折線形的情況。朗肯理論不適用于仰斜墻背、填土表面為折線形的情況。4.如墻背為俯斜，但可利用朗肯理論近似計算土壓力。如墻背為俯斜，但可利用朗肯理論近似計算土壓力。已知某擋土墻高度已知某擋土墻高度H H8.08.0米，墻背豎直、光滑，填土表面水米，墻背豎直、光滑，填土表面水平（平（=0），墻面與填土之間的摩擦角），墻面與填土之間的摩擦角(=0) 。墻后填土為。墻后填土為中砂（中砂（c=0），容重），容重18.0KN/m3，內(nèi)摩擦系數(shù)，內(nèi)摩擦系數(shù)=30，（1）計算填土表面）計算填土表面2m深度處的土壓應力；深度處的土壓應力；（2）計算作用在擋土墻上的總主動土壓力。）計算作用在擋土墻上的總主動土壓力。庫倫理論是一種計算土壓力的簡化方法，它具有計算簡便，能適用于各種復雜情況和計算結果比較接近實際等優(yōu)點。因此，目前仍被工程界所廣泛應用，公路擋土墻所承受的土壓力，一般按庫倫理論計算。庫倫土壓力理論是從研究墻后宏觀土體的滑動出發(fā)的，這和朗金理論先求得土壓應力有所不同。當墻后破裂棱體產(chǎn)生滑動時，土體處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)破裂棱體的靜力平衡條件，求得墻背主動土壓力和被動土壓力。庫倫理論在分析土壓力時，基于下述基本假定：(1)墻后土體為均質(zhì)散粒體，粒間僅有內(nèi)摩擦力而無粘聚力(2)當墻產(chǎn)生一定位移(移動或轉動)時，墻后土體將形成破裂棱體，并沿墻背和破裂面滑動(下滑或上移)；(3)破裂面為通過墻踵的一平面；(4)當墻后土體開始滑動時，土體處于極限平衡狀態(tài)，破裂棱體在自重W、墻背反力和破裂面反力作用下維持靜力平衡。(5)擋土墻及破裂棱體視為剛體，在外力作用下不發(fā)生變形。第五章第五章?lián)跬翂υO計擋土墻設計庫侖方法庫侖方法：假定墻后填料為無粘性土，當墻向外移動：假定墻后填料為無粘性土，當墻向外移動或傾轉時，墻后土體會沿通過墻踵的破裂面和墻背這兩個平或傾轉時，墻后土體會沿通過墻踵的破裂面和墻背這兩個平面下滑面下滑; ;把墻和滑動土楔視作剛性把墻和滑動土楔視作剛性, ,根椐靜力平衡條件根椐靜力平衡條件, ,可確可確定土楔處于極限平衡狀態(tài)時給予墻背的土壓力定土楔處于極限平衡狀態(tài)時給予墻背的土壓力E Ea a。B)sin()cos(G)sin()90sin(GEa)sin()cos()cos()sin()cos(secH 21E22a代入代入G可得可得由力的三角形得由力的三角形得 由于由于E Ea a是是的函數(shù)，且存在最大值，由的函數(shù)，且存在最大值，由 這一條件這一條件, , 求出求出值代入即可得到最大主動土壓力值值代入即可得到最大主動土壓力值E Ea a。 0 ddEa )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosH21KH21E 2222a2aa 沿深度方向的主動上壓力 分布強度(KPa) ; Ka 庫倫主動上壓力系數(shù)，填土的容重(kN/m3 ) ; 計算點離填土表面的距離(m);填土的內(nèi)摩擦角();墻背摩擦角()；填土表明的傾角()； c 墻背傾角()。破裂棱體在自重破裂棱體在自重W W、墻背對被動土壓力的反力、墻背對被動土壓力的反力E Ep p和破裂面和破裂面反力反力R R作用下平衡。依據(jù)力三角形即可求得作用下平衡。依據(jù)力三角形即可求得E Ep p。庫倫被動土壓力計算圖式庫倫被動土壓力計算圖式庫倫被動土壓力庫倫被動土壓力 若填土表面水平，墻背垂直且光滑時，即若填土表面水平，墻背垂直且光滑時，即=0，=0，=0, 上式可簡化成上式可簡化成:這與砂性上填料時的朗金土壓力系數(shù)公式相同這與砂性上填料時的朗金土壓力系數(shù)公式相同BbAaHhoC3C2dC1loC5C41:m1:m1:mlodbahoHblolodbhohoHHaad局部荷載位于破壞棱體上破壞棱體上無荷載全部荷載位于破壞棱體上破裂棱體自重可統(tǒng)一標示為：破裂棱體自重可統(tǒng)一標示為：)(0BAtgSG）（）（）（sincosBtgAE00a則則，整整理理得得令令 0dE ad值值可可求求，則則a00E 0tgctgtgtgtgAB邊界條件邊界條件破裂面交于荷破裂面交于荷載內(nèi)側載內(nèi)側破裂面交于荷破裂面交于荷載中部載中部破裂面交于荷破裂面交于荷載外側載外側0B20)(21HaAtgaHHabB)2(21210)()2(2100hahHaA20)(21HaAtghaHHhdbabB)22(21)(21000tgaHHhlabB)2(21210000AbLdlodaHZxEEyExZyBhohhhhhha-h6HKaKh6Kh KB2DC190 -A)cos(cos010BASG002101210)()(2)(21sin)(21hltgHabctgaHLbaHBHtgctgaHLbAdlL20)sin()cos()cos(cos10AEa，整整理理得得令令 0dE adPPRQQtg242sincossin)cos)(cos(cossin)cos(sincossin2sin)cos(cossinsin12010011201012010ABARBAQBAP 在擋土墻設計中，往往遇到墻背俯斜很緩，即墻背傾角比較大，如衡重式擋土墻的上墻，如圖所示，其假想墻背AC的傾角一般比較大。當墻身向外移動，土體達到主動極限平衡狀態(tài)時，破裂棱體并不沿墻背滑動，而是沿著土體中另一破裂面滑動。 土體中出現(xiàn)相交于墻踵C的兩個破裂面，遠墻的破裂面CF稱為第一破裂面，而近墻的破裂面則稱為第二破裂面，用i和i引分別表示第一、第二破裂角。在工程實際中，常把出現(xiàn)第二破裂面時計算土壓力的方法稱為第二破裂面法。 第二破裂面圖示第二破裂面圖示(1)墻背墻背(或假想墻背或假想墻背)傾角傾角 (或或)必須大于第二破裂面的傾角必須大于第二破裂面的傾角i ，即墻背不妨礙第二破裂面的產(chǎn)生。即墻背不妨礙第二破裂面的產(chǎn)生。(2)墻背墻背(或假想墻背或假想墻背)上的諸力上的諸力(第二破裂面與墻背之間的上體自第二破裂面與墻背之間的上體自重及作用在第二破裂面上的土壓力重及作用在第二破裂面上的土壓力)所產(chǎn)生的下滑力必須小于墻所產(chǎn)生的下滑力必須小于墻背上的抗滑力。可表示為背上的抗滑力?？杀硎緸? 即作用在墻背上的合力對墻背法線的傾角即作用在墻背上的合力對墻背法線的傾角必須小于墻背摩必須小于墻背摩擦角擦角，亦可表述為第二破裂面與墻背之間的土體不會沿墻背，亦可表述為第二破裂面與墻背之間的土體不會沿墻背下滑。下滑。)()(1WEtgEyx用庫倫理論的方法可求算第二破裂面的土壓力，這時第用庫倫理論的方法可求算第二破裂面的土壓力，這時第二破裂面上的摩擦角等于土體的內(nèi)摩擦角二破裂面上的摩擦角等于土體的內(nèi)摩擦角。由于破裂棱體。由于破裂棱體有兩組破裂面，按照庫倫理論，作用于第二破裂面的土壓力有兩組破裂面，按照庫倫理論，作用于第二破裂面的土壓力Ex是是i與與i的函數(shù)，即的函數(shù)，即:),(),(iixiiafEfE)()()cos()()sin()cos(iiiaxiiiatgtgGEEGEEaRG2iii90i90根據(jù)力的三角形計算可得根據(jù)力的三角形計算可得E Ex出現(xiàn)最大值為出現(xiàn)第二破裂面的極值條件：出現(xiàn)最大值為出現(xiàn)第二破裂面的極值條件：00ixixEE000222222222iixixixixixEEEEE求解得求解得i，i，代入上式最后可得，代入上式最后可得E Ea。為了適應地形和工程需要，常為了適應地形和工程需要，常采用凸形墻背的擋土墻或衡重式采用凸形墻背的擋土墻或衡重式擋土墻。這些擋土墻的墻背不是擋土墻。這些擋土墻的墻背不是一個平面，而是折面。對于這類一個平面，而是折面。對于這類折線形墻背，以墻背轉折點或衡折線形墻背，以墻背轉折點或衡重臺為界，分成上墻與下墻，如重臺為界，分成上墻與下墻，如圖所示。圖所示。庫倫理論僅適用于直線墻背。當墻背為折線時，不能直庫倫理論僅適用于直線墻背。當墻背為折線時，不能直接用庫倫理論求算全墻的土壓力。這時應將上墻與下墻看接用庫倫理論求算全墻的土壓力。這時應將上墻與下墻看作獨立的墻背，分別按庫倫理論計算主動土壓力，然后取作獨立的墻背，分別按庫倫理論計算主動土壓力，然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。兩者的矢量和作為全墻的土壓力。計算上墻土壓力時，不考慮下墻的影響，采用一般庫倫理計算上墻土壓力時，不考慮下墻的影響，采用一般庫倫理論公式計算；若上墻墻背論公式計算；若上墻墻背(或假想墻背或假想墻背)傾角較大，出現(xiàn)第二傾角較大，出現(xiàn)第二破裂面，則采用第二破裂面法計算。破裂面，則采用第二破裂面法計算。下墻土壓力計算較為復雜，日前普遍采用簡化的計算方法，下墻土壓力計算較為復雜，日前普遍采用簡化的計算方法，常用的有延長墻背法和力多邊形法兩種。常用的有延長墻背法和力多邊形法兩種。1.延長墻背法延長墻背法如圖所示，如圖所示，ABAB為上墻墻背，為上墻墻背，BCBC為下為下墻墻背。先將上墻視為獨立的墻背，墻墻背。先將上墻視為獨立的墻背，用一般的方法求出主動土壓力用一般的方法求出主動土壓力E E1 1，土壓應力分布圖形為土壓應力分布圖形為abcabc。計算下墻。計算下墻土壓力時，首先延長下墻墻背土壓力時，首先延長下墻墻背CBCB，交填土表面于交填土表面于D D點；以點；以DCDC為假想墻背，為假想墻背，用一般庫倫土壓力理論求算假想墻用一般庫倫土壓力理論求算假想墻背的土壓力，其土壓應力分布圖形背的土壓力，其土壓應力分布圖形為為def;def;截取其中與下墻相應的部分，截取其中與下墻相應的部分，即即heftheft，其合力即為下墻主動土壓，其合力即為下墻主動土壓力力E E2 2o o1. 力的多邊形法力的多邊形法力多邊形法依據(jù)極限平衡條件下作用于破裂棱體上的諸力應構成閉合力多邊形的原理，來求算下墻土壓力。這種方法不需要借助于任何假想墻背，因而避免了延長墻背法所引起的誤差。力多邊形法求算折線墻背下墻土壓力采用數(shù)解法，作用于破裂棱體上的力及由此構成的力多邊形如圖所示。在力多邊形中，根據(jù)其幾何關系，即可求得下墻土壓力E2：HctgtgDHctgtgD2)245()245(當墻后填料為粘性土時，由于粘聚力的存在，對土壓力值當墻后填料為粘性土時，由于粘聚力的存在，對土壓力值有很大的影響，因此，在計算土壓力時，應考慮粘聚力。有很大的影響，因此，在計算土壓力時，應考慮粘聚力。 (1)通常把枯性土的內(nèi)摩擦角值增大通常把枯性土的內(nèi)摩擦角值增大 ，作為等效，作為等效內(nèi)摩擦角或直接取等效內(nèi)摩擦角值為內(nèi)摩擦角或直接取等效內(nèi)摩擦角值為 ，地下水位，地下水位以下為以下為 。 (2)用力多邊形法計算粘性土土壓力時，仍然是先列出主動用力多邊形法計算粘性土土壓力時，仍然是先列出主動土壓力土壓力Ea與試算破裂角與試算破裂角間的函數(shù)關系間的函數(shù)關系:即可求得破裂角即可求得破裂角 ，并進而，并進而計算主動土壓力。計算主動土壓力。然后令：然后令：從力多邊形可知，作用于墻背從力多邊形可知，作用于墻背上的主動土壓力為上的主動土壓力為:砂性土砂性土由于粘聚力的存在而減少的土壓力由于粘聚力的存在而減少的土壓力(矢量和矢量和)庫倫理論和朗金理論的假設條件，庫倫理論和朗金理論的假設條件，均要求破裂面不受阻，能在填土中均要求破裂面不受阻，能在填土中形成。當墻后存在著已知坡面或潛形成。當墻后存在著已知坡面或潛在的滑動面在的滑動面(如修筑在陡坡上的半如修筑在陡坡上的半路堤或山坡土體內(nèi)有傾向路基的層路堤或山坡土體內(nèi)有傾向路基的層面等面等)，而且其傾角比破裂角陡，而且其傾角比破裂角陡;或或者墻后開挖面為巖石或堅硬土質(zhì)時，者墻后開挖面為巖石或堅硬土質(zhì)時，為減小開和回填工程量，開挖邊坡為減小開和回填工程量，開挖邊坡較陡，其傾角也較破裂角小。這種較陡，其傾角也較破裂角小。這種情況下，墻后填土不是沿著計算破情況下，墻后填土不是沿著計算破裂面滑動，而是沿著這些已知滑動裂面滑動，而是沿著這些已知滑動面滑動。這屬于有限范圍填土土壓面滑動。這屬于有限范圍填土土壓力計算問題。有限范圍填土土壓力力計算問題。有限范圍填土土壓力計算如圖所示。計算如圖所示。土壓力計算圖式土壓力計算圖式根據(jù)棱體極限平衡條件，作用于墻背上的主動土壓力為根據(jù)棱體極限平衡條件，作用于墻背上的主動土壓力為:(1)填土受到水的浮力作用，使土壓力減?。惶钔潦艿剿母×ψ饔?，使土壓力減??；(2)砂性土內(nèi)摩擦角受水影響不大，可認為浸水后不變；砂性土內(nèi)摩擦角受水影響不大，可認為浸水后不變；(3)粘性土浸水后應考慮抗剪強度的降低。粘性土浸水后應考慮抗剪強度的降低。在假設填土的在假設填土的值不變的條件下，則主動土壓力系數(shù)值不變的條件下，則主動土壓力系數(shù)K也不變。當墻后填土表面水平時，破裂角也不變。當墻后填土表面水平時，破裂角不受浸水的影不受浸水的影響；當填土表面傾斜或有荷載作用時，則破裂角響；當填土表面傾斜或有荷載作用時，則破裂角受浸水受浸水的影響而略有變化。雖然破裂角的影響而略有變化。雖然破裂角有變化，但對計算土壓有變化，但對計算土壓力的影響