第六章 挡土墙设计
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第六章挡土墙设计挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。
在公路工程中,它广泛应用于支撑路堤或路堑边坡,隧洞口,桥梁两端及河流岸壁等。
一)设计挡墙路段根据设计要求,在桥头位置设挡土墙,桩号为K2+530--K2+550段设路堤式挡土墙,最大高度9.53m。
在水塘边设挡土墙,桩号为K4+775--K4+788段设路堤式挡土墙,最大高度7m。
现取K2+540处挡土墙做设计计算。
二)设计资料1.土壤地质情况:Ⅳ4区,地基容许承载力[σ0]=500 KPa,基地摩阻系数f=0.5。
2. 墙背填土:填土容重3/18mKN=γ,计算内摩擦角33=φ,C=20KPa。
3. 墙体材料:7.5号砂浆砌30号片石,砌体容重r=23KN/m3,容许压应力[]xσ=800 KPa,容许剪应力[]τ=160 KPa,容许拉应力[]wlσ=80 KPa。
4.荷载:荷载集度q按规范取值计算。
5.稳定系数:抗滑动稳定系数[]kc=1.3,抗倾覆稳定系数[]ko=1.56.基础形式及埋置深度:根据地基承载力及无冰冻的气候特点,选用一般基础形式,埋深≥1m。
6.1 仰斜式挡土墙设计图6.1 仰斜式挡土墙计算图式6.1.1 基本参数填料内摩擦角(度):φ=33,外摩擦角(度):δ=16.5,基底摩擦系数: f =0.5,基底容许承载力:[σ0](KPa)=500,断面尺寸拟定及参数见计算图式。
6.1.2 设计及计算一)主动土压力计算 1)求破裂角θ假设破裂面交与荷载内,采用《路基设计手册》相应的公式计算:ψ=φ+α+δ=3311.3116.5-+=38.18°0002()(22)()(2)ab h b d H H a h tg A H a H a h ++-++α=+++=()()()()()3 4.520.59 4.50.59.539.532320.590.209.5339.53320.59⨯+⨯⨯+-⨯+⨯+⨯⨯-+⨯++⨯=0.298tg tg θ=-ψ=()()38.183338.1838.180.298tg ctg tg tg -±++=0.800则θ=arctg θ=arctg0.800=38.66°验算破裂面是否交于荷载内:堤顶破裂面至墙踵:(H+a)tg θ=(9.53+3)×0.800=10.02m 荷载内缘至墙踵:b-Htg α+d=4.5-9.53×(-0.20)=6.41m 荷载外缘至墙踵:b-Htg α+d+b0=4.5-9.53×(-0.20)+5.5=11.91m 因6.41m < 10.02m < 11.91m故破裂面交于荷载内,与原假设相符,所选用公式正确。
邓学钧《路基路面工程》(第3版)章节题库第六章挡土墙设计一、名词解释挡土墙答:挡土墙是指为防止土体坍塌而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物。
在公路工程中广泛用于支承路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。
二、填空题1.加筋挡土墙是由______、______及______组成。
【答案】面板;拉筋;填料【解析】加筋挡土墙由面板、拉筋和填料三部分组成,依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力,面板可预制。
2.加筋挡土墙的基本工作原理是靠______来抵抗土压。
【答案】填料和拉筋的摩擦作用【解析】加筋挡土墙由面板、拉筋和填料三部分组成,依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力,面板可预制。
3.常见的石砌挡土墙墙背一般由______、______及______、______等几个主要部分构成。
【答案】墙身;基础;排水设备;沉降伸缩缝【解析】常用的石砌挡土墙及钢筋混凝土挡土墙,一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝等部分构成。
4.根据重力式挡土墙墙背倾角的正负。
可划分为______、______及______。
【答案】仰斜式;俯斜式;垂直式挡土墙【解析】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。
分析仰斜、垂直和俯斜三种不同的墙背所受的土压力可见仰斜墙背所受的压力最小,垂直墙背次之。
5.沉降伸缩缝设在______与______引起的破坏等位置。
【答案】圬工砌体伸缩;地基不均匀的沉陷【解析】为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。
为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝,须设置伸缩缝。
通常,把沉降缝与伸缩缝结合在一起,统称为沉降伸缩缝或变形缝。
各类挡土墙应根据构造特点,设置容纳构件收缩、膨胀及适应不均匀沉降情况的变形缝构造。
三、判断题1.挡土墙唯一的作用就用保持边坡的稳定。
()【答案】错误【解析】挡土墙是为防止土体坍滑而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物。
第一节概述1、挡土墙的定义挡土墙的定义与的作用:挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构物。
公路中主要作用是支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及河岸壁等。
2、挡土墙的类型按挡土墙位置分:路堑挡墙,路堤挡墙,路肩挡墙和山坡挡墙等。
按挡土墙的墙体材料分:石砌挡墙,混凝土挡墙,钢筋混凝土挡墙,砖砌挡墙,木质挡墙和钢板墙等。
按挡土墙的结构形式分:重力式,半重力式,衡重式,悬臂式,扶壁式,锚杆式,拱式,锚定板式,板桩式和垛式等。
3、新型挡土墙自嵌式挡土墙:主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载,达到稳定的作用。
用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等,比传统的混凝土和浆砌块石容易施工,并且美观、耐久。
4、挡土墙的作用路肩墙:护肩及改善综合坡度;路堤墙:收缩坡脚,防止边坡或基底(对于陡坡)路堤滑动,沿河路堤可防水流冲刷等;路堑墙:减少开挖,降低边坡高度;山坡墙:支挡坡上覆盖层,可兼起拦石作用;隧道及明洞口挡墙:缩短隧道或明洞口长度;桥梁两端挡墙:护台及连接路堤,作为翼墙或桥台。
5、各式挡土墙的使用条件6、挡土墙的破坏图6-1 垮塌的重力式挡墙图 6-2 垮塌的护坡挡墙第二节 挡土墙的构造与布置1、挡土墙的构造①墙面(墙胸)②墙背(俯斜、仰斜、垂直)有直线形墙背和折线形墙背之分③墙顶及护栏④墙底(墙趾、墙踵)⑤基础:设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。
⑥排水设施:通常由地面排水和墙身排水两部分组成。
⑦沉降缝和伸缩缝:为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高墙身断面的变化情况,设置沉降缝;为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝,须设置伸缩缝。
左图6-3 挡土墙的组成示意图2、挡土墙布置①横向布置:主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置,确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙?并确定断面形式及初步尺寸。
②纵向布置:在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置,布置后绘成挡土墙正面图。