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挡土墙设计(很全面)47


挡土墙设计
一、挡土墙的分类及用途 为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。在公路工程中,它广泛地 用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。 路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定。 公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。 按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型,如图 2-5-1 所示。

按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。 按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。 挡土墙各部分名称如图 2-5-1a)所示。靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸; 墙的顶面部分称为墙顶; 墙的底面部分称为基底或墙底; 墙面与墙底的交线称为墙趾; 墙背与墙底的变线称为墙踵; 墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角 a。 挡土墙设置位置不同,其用途也不相同。 路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡 的高度(图 2-5-1a)。 路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚, 减少填方数量,减少拆迁和占地面积(图 2-5-1b)。 路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路肩的组成部分,其用途与路堤墙相同。它还可以保护临近路线的既有的重要 建筑物(图 2-5-1c)。沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床 的有效措施(图 2-5-1d)。 山坡墙设置在路堑或路堤上方, 用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、 破碎岩层或山体滑坡(图 2-5-1e、 图 2-5-1f)。

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为一个整体。在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。面板的作用是阻挡填 土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体。 加筋土挡土墙属于柔性结构,对地基变形适应性大,建筑高度大,具有省工、省料、施工方便、快速等优点, 适用于填土路基。 3.锚定式挡土墙 锚定式挡土墙可分为锚杆式和锚定板式两种。 锚杆式挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面,与水平或倾斜的钢锚杆联合 组成,如图 2-5-3a)所示。锚杆的一端与立柱连接,另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或

土层中。墙后侧向土压力由挡土板传结立柱,由锚杆与稳定岩层或上层之间的锚固力,使墙获得稳定。它适用于墙 高较大,缺乏石料或挖基困难地区,具有锚固条件的路堑挡土墙。 锚定板式挡土墙是由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚走板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构,如图 2-5-3b)所示。它借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧土压力,保持墙的稳定。锚定式挡土墙的特点在于构件 断面小,工程量省,不受地基承载力的限制,构件可预制.有利于实现结构轻型化和施工机械化。它适用于缺乏石 料地区的路肩墙或路堤墙; 4.薄壁式挡土墙 薄壁式挡土墙属于钢筋混凝土结构,可以分为悬臂式和扶壁式两种。

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第 8-2 节

重力式挡土墙的构造与布置

常用的重力式挡土墙,一般由墙身、基础、排水设施和沉降、伸缩缝等几部分组成。 (一)墙身 1.墙背 根据墙背倾斜方向的不同,墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种.如图 2-5-5 所示。

以仰斜、垂直和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力分析,在墙高和墙后填料等条件相同时,仰斜墙背所受的 土压力为最小,垂直墙背次之,俯斜墙背较大;因此仰斜式的墙身断面较经济。用于路堑墙时,墙背与开挖的临时 边坡较贴合,开挖量与回填量均较小。但当墙趾处地面横坡较陡时,采用仰斜式墙背会增加墙高,断面增大。故仰 斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。仰斜墙背的坡度愈缓,所受的土压力愈小,但施工愈困 难,故仰斜墙背的坡度不宜缓于 1:0.3。 俯斜墙背所受的土压力较大,相对而言,俯斜墙背的断面比仰斜式要大。但当地面横坡较陡时,俯斜式挡土墙可 采用陡直的墙面,从而减小墙高。俯斜墙背的坡度缓些固然对施工有利,但所受的土压力亦随之增加,致使断面增 大,因此墙背坡度不宜过缓,通常控制 a<21° 48′(即 1:0.4)。 垂直墙背的持点介于仰斜和俯斜墙背之间。 凸形折线墙背系将仰斜式挡土墙的上部墙背改为俯斜,以减小上部断面尺寸,故其断面较为经济,多用于路堑 墙,也可用于路肩墙。 衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重台,并采用陡直的墙面。上墙俯 斜墙背的坡度通常为 1:0.25~1:0.45,下墙仰斜墙背的坡度一般在 1:0.25 左右,上下墙的墙高比一般为 2:3。适 用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙,也可用于路堑墙。 2.墙面 墙面一般为平面,墙面坡度除应与墙背的坡度相协调外,还应考虑到墙趾处地面的横坡度(影响挡土墙的高度)。 当地面横坡度较陡时,墙面可直立或外斜 1:0.05~1:0.20,以减少墙高;当地面横坡平缓时,一般采用 1:0.20~1: 0.35 较为经济。 3.墙顶
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重力式挡土墙可采用浆砌或干砌圬工。墙顶最小宽度,浆砌时边不小于 50cm;干砌时应不小于 60cm。干砌挡 土墙的高度一般不宜大于 6m。浆砌挡土墙墙顶应用 5 号砂浆抹平,或用较大石块砌筑,并勾缝。浆砌路肩墙墙顶 宜采用粗料石或混凝土做成顶帽,厚度取 40cm。干砌挡土墙顶部 50cm 厚度内,宜用 5 号砂浆砌筑,以求稳定。 4.护栏 为增加驾驶员心理上的安全感,保证行车安全,在地形险峻地段的路肩墙,或墙顶高出地面 6m 以上且连续长 度大于 20m 的路肩墙,或弯道处的路肩墙的墙顶应设置护栏等防护设施。护栏分墙式和柱式两种,所采用的材料, 护拦高度、宽度,视实际需要而定。护栏内侧边缘距路面边缘的距离,应满足路肩最小宽度的要求。 (二)基础 地基不良和基础处理不当,往往引起挡土墙的破坏,因此,应重视挡土墙的基础设计。基础设计的程序是:首 先应对地基的地质条件作详细调查,必要时须做挖探或钻探,然后再来确定基础类型与埋置深度。 1.基础类型 当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时,挡土墙大多数都是直接砌筑在天然地基上的浅 基础。为减少基底应力和增加抗倾覆稳定性,常常采用扩大基础,如图 2-5-6a)所示,将墙趾部分加宽成台阶, 或墙趾墙踵同时加宽,以加大承压面积。加宽宽度视基底应力需要减少的程度和加宽后的合力偏心距的大小而 定,一船不小于 20cm。台阶高度按基础材料的刚性角的要求确定,对于砖、片石、块石、粗料石砌体,当用 低于 5 号的砂浆砌筑时,刚性角应不大于 35°;对混

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