东南大学 基础工程 第七章挡土墙设计.ppt
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1、东南大学 基础工程 第七章 挡土墙设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望7.1 概述概述 挡土墙(挡土墙(retaining wall)用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性,或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。挡土结构物及其土压力 概述概述Rigid wall支支撑撑天天然然斜斜坡坡E地下室侧墙地下室侧墙E填土填土E填填土土堤岸挡土墙堤岸挡土墙拱桥桥台拱桥桥台E7.2 挡土墙类型挡土墙类型 按断面的几何形状和受力特点可分为:按断面
2、的几何形状和受力特点可分为:重力式重力式、悬臂式悬臂式、扶壁式扶壁式、板桩式板桩式和和地地下连续墙下连续墙等。等。1、重力式挡土墙(图、重力式挡土墙(图7-2a)以挡土墙自身重力来维持挡土墙在以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。土压力作用下的稳定。墙顶墙顶墙基墙基墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背块石或素混凝土砌筑而成,块石或素混凝土砌筑而成,靠自身重力维持稳定,墙靠自身重力维持稳定,墙体抗拉、抗剪强度都较低。体抗拉、抗剪强度都较低。墙身截面尺寸大,一般用墙身截面尺寸大,一般用于低挡土墙。于低挡土墙。适用范围:高度小于适用范围:高度小于6 6米、地层稳定、开挖土米、地层稳定、开挖土 石方不
3、会危及相邻建筑物的地段石方不会危及相邻建筑物的地段俯斜俯斜直立直立仰斜仰斜土压力最大土压力最大土压力中等土压力中等土压力最小土压力最小倾斜形式倾斜形式应根据使用要求、地形和施工条件等综合考虑。应根据使用要求、地形和施工条件等综合考虑。2、悬臂式挡土墙(图、悬臂式挡土墙(图7-2b)组成:组成:三悬臂(立壁、墙址、墙踵)三悬臂(立壁、墙址、墙踵)受力:受力:以以墙踵底板上墙踵底板上的土重力来维持挡土的土重力来维持挡土 墙在土压力作用下的稳定墙在土压力作用下的稳定 材料:材料:钢筋混凝土钢筋混凝土 优点:优点:墙体截面小墙体截面小 适用范围:适用范围:墙高超过墙高超过6米、地基较差、工米、地基较差
4、、工 程较重要等情况。程较重要等情况。墙趾墙趾墙踵墙踵立壁立壁钢筋钢筋钢筋混凝土建造,钢筋混凝土建造,立臂立臂、墙墙趾悬臂趾悬臂和和墙踵悬臂墙踵悬臂三块悬臂三块悬臂板组成,靠板组成,靠墙踵悬臂墙踵悬臂上的土上的土重维持稳定,墙体内拉应力重维持稳定,墙体内拉应力由钢筋承担,墙身截面尺寸由钢筋承担,墙身截面尺寸小,充分利用材料特性,市小,充分利用材料特性,市政工程中常用政工程中常用3、扶壁式挡土墙(图、扶壁式挡土墙(图7-2c)组成:用扶壁增强悬臂式挡土墙立壁的组成:用扶壁增强悬臂式挡土墙立壁的 抗弯性能抗弯性能 适用范围:墙高超过适用范围:墙高超过10米米墙趾墙趾墙踵墙踵扶壁扶壁针对悬臂式挡土墙
5、立臂受力后针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点,增设扶弯矩和挠度过大缺点,增设扶壁,扶壁间距(壁,扶壁间距(0.80.81.01.0)h,墙体稳定靠扶壁间填土重维持墙体稳定靠扶壁间填土重维持4、板桩式挡土墙(图、板桩式挡土墙(图7-2d)组成:板桩、墙面板、锚栓组成:板桩、墙面板、锚栓 适用:承载力较低的软基、大型开挖工程适用:承载力较低的软基、大型开挖工程 等等墙板墙板锚定板锚定板基岩基岩锚杆锚杆预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成,稳定由拉杆和锚定板来维持中锚定板组成,稳定由拉杆和锚定板来维持Rankine 和和 Coulom
6、b 土压力理论土压力理论7.3 作用在挡土墙的土压力作用在挡土墙的土压力7.3.1 7.3.1 墙后填土有地下水墙后填土有地下水7.3.2 7.3.2 地震时的土压力地震时的土压力地震角地震角(表表71)水平地震系数水平地震系数水土合算和水土分算水土合算和水土分算7.4 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计7.4.1 7.4.1 选型选型7.4.2 7.4.2 构造构造7.4.3 7.4.3 计算计算7.4.1 7.4.1 选型选型1 1 墙后土压力最小墙后土压力最小2 2墙的背坡和面坡选择墙的背坡和面坡选择3 3基底逆坡选择基底逆坡选择4 4墙趾台阶墙趾台阶EaGaa0Oz1 1、埋置深度、埋置
7、深度应根据持力层地基土的承载力、冻结因素确应根据持力层地基土的承载力、冻结因素确定定2 2、墙身构造、墙身构造3 3、排水措施、排水措施4 4、填土质量要求、填土质量要求5 5、沉降缝和伸缩缝、沉降缝和伸缩缝6 6、挡土墙材料要求、挡土墙材料要求7 7、挡土墙的砌筑质量、挡土墙的砌筑质量7.4.2 构造构造 方案方案1 1 方案方案2 27.4.3 7.4.3 计算计算计算内容:计算内容:抗倾覆验算抗倾覆验算抗滑移验算抗滑移验算地基承载力验算地基承载力验算墙身强度验算墙身强度验算抗震验算抗震验算1抗倾覆验算抗倾覆验算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbz2 抗滑移验算抗滑移验算EaEa
8、nEatdGGnGtaa0O3 地基承载力验算地基承载力验算zfEaEazEaxGaa0dOx0 xfbzNTPmaxPminbp fa pmax 1.2fa 基底倾斜时,基底倾斜时,fa应乘以应乘以0.8的折减系数的折减系数 4 墙身强度验算墙身强度验算砌体结构设计规范砌体结构设计规范抗压验算:抗压验算:抗剪验算:抗剪验算:5 挡土墙的抗震计算挡土墙的抗震计算(1)抗倾覆验算抗倾覆验算(2)抗滑移验算抗滑移验算(3)地基承载力验算地基承载力验算(4)墙身强度验算墙身强度验算抗压验算:抗压验算:抗剪验算:抗剪验算:计算计算Q时要考虑地震力时要考虑地震力F例题某挡土墙高某挡土墙高H H为为5m5
9、m,墙背垂直光滑,墙后填土面水平,墙背垂直光滑,墙后填土面水平,挡土墙采用挡土墙采用M5M5水泥砂浆,水泥砂浆,MU10MU10毛石砌筑,砌体重度毛石砌筑,砌体重度k k22kN/m22kN/m3 3,填土内摩擦角,填土内摩擦角3030,粘聚力,粘聚力c c0 0,填土重度,填土重度18kN/m18kN/m3 3,地面荷载,地面荷载q q2.5kPa2.5kPa,基,基底摩擦系数底摩擦系数0.50.5,地基承载力特征值,地基承载力特征值f fa a200kPa200kPa,试验算挡土墙的稳定性及强度,挡土墙的截面尺,试验算挡土墙的稳定性及强度,挡土墙的截面尺寸见图所示。寸见图所示。2.00.5
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