挡土墙(2)

2.墙面
墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡度直接影响挡土墙的高度。因此，在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1：0.05～1：0.20，矮墙可采用陡直墙面；地面平缓时，一般采用1：0.20～1：0.35较为经济。

3.墙顶
墙顶最小宽度，浆砌挡土墙不小于50cm，干砌不小于60cm。浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽，厚40cm。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆勾缝，或用5号砂浆抹平顶面，砂浆厚2cm。干砌挡土墙墙顶50cm高度内，应用25号砂浆砌筑，以增加墙身稳定。干砌挡土墙的高度一般不宜大于6m。 4.护栏为保证交通安全，在地形险峻地段，或过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的距离，二、三级路不小于0.75m，四级路不小于0.5m。

（二）基础构造
1.基础类型
1）大多数挡土墙都直接修筑在天然地基上。 2）当地基承载力不足，地形平坦而墙身较高时

，为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，采用扩大基础。 3）当地基压应力超过地基承载力过多时，需要的加宽值较大，为避免加宽部分的台阶过高，可采用钢筋混凝土底板。 4）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎石、矿渣或灰土等材料予以换填。 5）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开挖和节省圬工。 6）如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基困难(如需水下施工)，可采用拱形基础。
a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板； c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础

2.基础埋置深度
对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求： (1)无冲刷时，应在天然地面以下至少1m； (2)有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m； (3)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于冻结线以下不少于0.25m。碎石、砾石和砂类地基，不考虑冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。对于岩石地基，应清除表面风化层，将基底嵌入岩层一定深度。当风化层较厚难以全部清除时，可根据地基的风化程度及其容许承载力将基底埋入风化层中。

当挡土墙位于地质不良地段，地基土内可能出现滑动面时，应进行地基抗滑稳定性验算，将基础底面埋置在滑动面以下，或采用其它措施，以防止挡土墙滑动。

（三）排水设施

浆砌块(片)石墙身应在墙前地面以上设一排泄水孔(图a)。墙高时，可在墙上部加设一排汇水孔(图b) 。孔眼间距一般为2～3m，对于浸水挡土墙孔眼间距一般1.0～1.5m，干旱地区可适当加大，孔眼上下错开布置。下排排水孔的出口应高出墙前地面或墙前水位0.3m；为防止水分渗入地基，下排泄水孔进水口的底部应铺设30cm厚的粘土隔水层。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以免孔道阻塞。当墙背填土透水性不良或可能发生冻胀时，应在最低一排泄水孔至墙顶以下 0.5m的范围内铺设厚度不小于0.3m的砂卵石排水层(图c)

（四）沉降缝与伸缩缝
设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置一道，兼起两者的作用，缝宽2～3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。干砌挡土墙，缝的两侧应选用平整石料砌筑，使成垂直通缝

三、重力式挡土墙设计验算（一）作用在挡土墙

上的力系

（二）不同条件下荷载组合原则：根据挡土墙所处的具体工作条件、最不利组合一般地区仅考虑主要力系浸水地区考虑附加力地震区考虑地震力

（三）挡土墙结构分析的方法
1.结构的承载力极限状态和正常使用极限状态
承载力极限状态是当挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承载力极限状态： 1）整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡； 2）挡土墙构件或连接部件因材料强度超过而破坏，或因过度塑性变形而不适于继续承载； 3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。

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。

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：

? 0 ?? G SGK ? ? Q1SQ1K ? ? ? Qi?ci SQiK ? ? R(

? 0 ——结构重要性系数;

?f

Rk

,? d )

? G ——垂直恒载引起的效应分项系数；

S GK ——恒载效应；

? Q1 ——恒载及汽车活载的土压力效应分项系数; S Q1K ——恒载及汽车活载的土压力效应；

? Qi ——其它荷载效应分项系数;
——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.

承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数

（四）验算分析内容
1.挡土墙滑动稳定性验算

? ?1.1G ? ? Q1 ( E y ? Ex tan ? 0 ) ? ? Q 2 E p tan ? 0 ? ?? ?(1.1G ? ? Q1 E y ) tan ? 0 ? ? Q1Ex ? ? Q 2 E p ? 0
或
' ' ? ? N ? ( E ? E ) tan ? ? ? E x p 0? p Kc ? ? Ex ? N tan ? 0

N－－作用于基底上合力的竖向分力； ' Ep －－墙前被动土压力的0.3倍。

Ey

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。

Ep

G

a0

Ex

2.挡土墙滑倾覆稳定性验算

0.8GZG ? ? Q1 ( Ey Zx ? Ex Z y ) ? ? Q 2 Ep Z p ? 0
或

K0 ?

GZG ? E y Z x ? E Z p
' p

Ex Z y

3.基底合力偏心矩和基底压应力验算

e0
G Ey Ea Ex Zy Zp Zx Zp
>B/6

B/2

Md e0 ? Nd

?1
B/6

?2

Ep

M d ? GZG ? Ex Z y ? Ey Zx ? 0.3Ep Z p
Nd ? G ? Ey
土质地基偏心矩不应大于 B/6；岩石地基不应大于 B/4 否则应从新拟定挡土墙断面。

>B/6

e0 ?

N B 时，? 1,2＝ d 6 A

? 6e0 ? ?1 ? ? ? ?? 0 ? B ? ?
? 1＝
2 Nd ? ?? 0 ? B （ 3 －e0） 2

对于岩石地基，

B e0 ? 时，应力重

分布 6

5.墙身截面强度验算
1）墙身抗压强度验算
式中：

? 0 Nd ? ?k ARa ? f

Ra —材料抗压极限强度；
圬工种类
石料片石砌体、片石混凝土砌体

?

f

—污工构件或材料的抗力分项系数；
受力情况受压 1.85 2.31 1.92 受弯、剪、拉 2.31 2.31 2.31

块石砌体、粗料石砌体、混凝土预制块或砖砌体

混凝土

1.54
8 2

2.31

?k

?e ? —轴向力偏心影响系数, ? k ? 1 ? 256 ? 0 ? ?B?

M ?e ? 1 ? 12 ? 0 ? ,式中e0 ? 0 N0 ?B?

? ZL—荷载组合效应系数,荷载组合Ⅰ、Ⅱ取1.0，Ⅲ取0.8，施工荷载取0.7。
污工材料的容许偏心矩：荷载组合Ⅰ、Ⅱ时，e0≤0.25B； Ⅲ时e0≤0.3B；施工荷载时e0≤0.33B。

计算时，在不同荷载组合情况下弯矩和轴向力的分项系数与地基验算不同，表达式： S ? ? ZL ? ? G ? SGik ? ? ? Qi SQik ?

2）墙身抗弯稳定性验算

? 0 Nd ? ? k aK ARa ? f
? k —偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数；
? e0 2 ? ? 2H 2H ? ? k ? ?1 ? as ( ? 3) ?1 ? 16( ) ? ? B B B ?? ? ?
?1

as —与材料有关的系数；
砌体沙浆标号 ?s值 ?M5 0．002 M2.5 0.0025 M1 0.004 混凝土 0.002

（五）增加挡土墙稳定性的措施 1.增加抗滑稳定性的方法倾斜基底

凸榫基底

土质地基，不陡1:5；岩石地基，不陡于1:3

凸榫的高度按照抗滑稳定性要求设计，高宽比满足污工刚性角的要求

2.增加抗倾覆稳定性的方法

展宽墙趾
改变墙面及墙背坡度改变墙身断面类型

第四节加筋土挡土墙设计
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一、加筋土的机理

活动区

稳定区

Tmax

二、加筋土挡土墙的构造
1.横断面

2.加筋方式

3.基础

加筋体面板基础底面的基础形式宜采用普通混凝土或钢筋混凝土扩大基础，基础埋深规定同重力式挡土墙。
4.沉降—伸缩缝加筋土挡土墙应根据地形、地质、墙高等条件设置沉降缝，其间距对土质地基为10～30m、岩石地基可适当增大。当设置整体式路檐板时，酌情设置伸缩缝，其间距一般与沉降缝一致。

5.填料加筋土填料应使用渗水性的砂类或砾碎石类，压实度要达到高标准。 6.筋带

扁钢带、钢筋混凝土板带、钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带

7.面板

三、加筋土挡土墙的结构分析 1.外部稳定性分析 1）滑动稳定性分析； 2）倾覆稳定性分析； 3）基底偏心矩和基底应力验算； 4）建于软土地基上或地基下可能存在深层滑动时，应做加筋体与地基整体稳定分析

方法同重力式挡土墙

1.内部稳定性分析 1）拉筋的拉断分析； 2）拉筋的拔出分析； 3）拉筋的耐久性分析；依此确定需要拉筋的密度、长度和截面面积