3rd Annual CEE Advisory Council Meeting

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1 3rd Annual CEE Advisory Council Meeting
Superpave Models 3rd Annual CEE Advisory Council Meeting 第六章 挡土墙设计

2 §6.8 轻型挡土墙 悬臂式挡土墙 锚杆挡土墙 锚定板挡土墙

3 一、悬臂式挡土墙 (一)悬臂式挡土墙的构造及适用条件
由立臂和底板组成 三个悬臂:立臂、址板和踵板。 结构稳定性 墙身自重和踵板上方填土重力 底板宽，增加抗倾覆稳定性和减少基底应力。 主要特点： 构造简单、施工方便，断面小，质量轻，能发挥材料强度性能； 能适应承载力较低的地基； 一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙

4 （二）悬臂式挡土墙设计 设计步骤： 1、先确定各构件的概略几何尺寸
按地基承载力、基底合力偏心距要求及挡土墙的抗滑动稳定性，抗倾覆稳定性等外部稳定条件，通过试算法求出。需要时应对墙体可能发生的深层滑动稳定性进行验算。 2、钢筋混凝土结构设计 内力计算，配置钢筋及构件变形与裂缝宽度验算，在此过程中往往需要调整构件截面几何尺寸。－部影响外部稳定性。

5 （一）悬臂式挡土墙设计 1、土压力计算

6 2、底板宽度计算 1）夹块宽度=立壁底部宽度B2 2）踵板宽度B3 μ －容重修正系数 受挡土墙抗滑稳定性要求控制
（1）路肩墙，墙顶有均布荷载，立臂面垂直时， 路堤墙或路堑墙 μ －容重修正系数

7 2、底板宽度计算 （2）路堤墙或路堑墙，墙顶坡角为β，胸坡垂直时 Kc－容许抗滑稳定系数 B3由试算法求出
（3）墙胸面坡坡度1：m，胸坡修正Δ B3 Kc－容许抗滑稳定系数

8 2、底板宽度计算 3）墙址板宽度B1 －高墙受抗倾覆稳定性控制，一般由基底应力或偏心距控制，并要求墙踵处的基底不应出现拉应力。
e≤ B/6,令e＝ B/6 近似认为N作用于墙踵板和立臂底部宽度的中部，即距墙踵(B2+B3)/2处,稳定力矩为：

9 2、底板宽度计算 可得： 分析： ①路肩墙，无车辆荷载作用， ∑ M0=HEx/3 ②路肩墙，墙顶均布荷载作用，∑ M0=HEx/3

10 2、底板宽度计算 可得： 分析： ③路堤墙或路堑墙，计算高度H’=H+B3tgβ ，

11 4）底板宽度 如果基底应力偏心距不能满足，则应加宽B1，如地基承载力较低，致使墙址板过宽，可适当增大墙踵板的宽度

12 3、底板厚度计算 按结构要求和强度要求： A、结构要求 趾板端部≮0.30m，趾板与踵板同厚，踵板一般水平设置
墙址板宽度一般可取墙高的1/20~1/5，底板总宽度B一般为墙高的0.5~0.7倍，当墙后地下水位较高，且软弱地基时，B可增大到1倍墙高或更大。 B、按强度计算 配筋要求和斜裂缝宽度，两者取大值。

13 3、底板厚度计算 1）趾板弯矩和剪力:

14 3、底板厚度计算 2）踵板弯距和剪力

15 3、底板厚度计算 3）厚度计算 a. 按配筋率要求 b、按斜裂缝宽度要求

16 4、立壁厚度计算 按结构要求和强度要求： A、结构要求
立壁最小15~20cm，路肩墙≮20cm。立臂内侧宜做成竖直面，墙胸做成陡于1：0.1，一般为1：0.02～0.05。 当挡土墙高度不大时，立壁可等厚，墙较高时，宜在立壁下部将截面加宽 B、按强度计算 配筋要求和斜裂缝宽度，两者取大值。

17 4、立壁厚度计算 立壁弯矩及剪力计算:

18 4、立壁厚度计算 3）厚度计算 a. 按配筋率要求 b、按斜裂缝宽度要求

19 5、悬臂式墙墙身稳定性及基底应力验算 悬臂式挡土墙底验算内容： 1、抗滑稳定性 2、抗倾覆稳定性 3、基底应力及合力偏心距 4、墙身截面强度
控制截面： 4.1立壁：底部、2/3立壁高， 1/3立壁高 4.2墙踵板：根部， ½墙踵板宽度 4.3墙址板：根部， ½墙址板宽度 与重力式相同

20 二、锚杆挡土墙 (一)、构造与布置 1、钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成 墙面－预制肋柱和挡土板组成(板柱式和板壁式) 锚杆－楔缝式和灌浆式
楔缝式－直径38～50mm，深度3～5m,压注水泥砂浆，防锈和提高锚杆抗拔力－用于岩石边坡防护与加固工程 灌浆锚杆－直径100～150mm，压注水泥砂浆：如用于土层，则加压灌浆或内部扩孔－预压锚杆或扩孔锚杆，－多用于路堑挡土墙 肋柱和墙面板≮C20。

21 二、锚杆挡土墙 3、肋柱式间距宜为2.0～3.0m，肋柱宜垂直布置或向填土一侧仰斜，仰斜度不应大于1：0.05。
2、可设单级墙或双级墙，每级墙高≯ 8m，多级墙间设置宽度≮2m的平台，下两级墙的肋柱宜交错布置。 3、肋柱式间距宜为2.0～3.0m，肋柱宜垂直布置或向填土一侧仰斜，仰斜度不应大于1：0.05。 4、每级肋柱上的锚杆层数，可设双层或多层。锚杆可按弯距相等或支点反力相等的原则布置，向下倾斜。每层锚杆与水平面的夹角宜控制在150～200之间，锚杆层间距不小于2.0m。 5、肋柱受力方向的前后侧面内应配置通长受力钢筋，钢筋直径不应小于12mm 6、墙面板宜采用等厚度板，板厚不得小于0.3m,预制墙面板应预留锚杆的锚定孔。

22 二、锚杆挡土墙 （二）锚杆挡土墙设计 1、土压力计算 一般库仑理论，多级墙下墙按延长墙背法 2、挡土板内力计算
挡土墙是以立柱为支座的简支梁。 挡土板高h上下两边缘的单位压力 挡土板沿墙高归并为2～3种类型

23 二、锚杆挡土墙 3、立柱的内力计算 1）当上墙立柱仅有两根锚杆且底端为自由端，可假定为两端为悬臂的简支梁
2）当上墙立柱仅有两根锚杆且底端视为铰接，按连续梁计算 3）当立柱有两根以上锚杆且底端视为固定时，按一端固定的连续梁计算

24 二、锚杆挡土墙 3、立柱的内力计算 1）当上墙立柱仅有两根锚杆且底端为自由端，可假定为两端为悬臂的简支梁

25 二、锚杆挡土墙 2）当上墙立柱仅有两根锚杆且底端视为铰接，按连续梁计算

26 二、锚杆挡土墙 3）当立柱有两根以上锚杆且底端视为固定时，按一端固定的连续梁计算

27 二、锚杆挡土墙 4、锚杆设计 轴心受拉构件，按容许应力法设计截面。锚杆截面设计

28 二、锚杆挡土墙 4、锚杆设计 锚杆长度设计 结构长度＋锚固段长度Le

29 二、锚杆挡土墙 锚杆与立柱的连接

30 三、锚定板挡土墙 (一)、构造 肋柱和墙面板≮ C20。肋柱条形基础≮C15
1、钢筋混凝土墙面和钢拉杆、锚定板组成 肋柱和墙面板≮ C20。肋柱条形基础≮C15 2、宜用于缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙，不应建筑与滑坡、坍塌、软土及膨胀土地区。 3、肋柱式间距宜为1.5～2.5m，肋柱宜垂直布置或向填土一侧仰斜，仰斜度不应大于1：0.05。

31 与锚杆挡土墙的主要区别： 都依靠钢拉杆的抗拔力来保持墙身稳定
锚杆挡土墙的锚杆系插入稳定地层的钻孔中，抗拔力主要来源于灌浆锚杆与孔壁之间的黏结强度 锚定板挡土墙的钢拉杆及其端部的锚定板都埋设在人工填土中，抗拔力主要来源于锚定板前的填土的被动抗力

32 铆定板与锚杆挡土墙的主要区别：

33 三、锚定板挡土墙 （二）锚定板挡土墙的整体稳定性 1群锚理论－土墙假定 2、双拉杆设计理论

34 三、锚定板挡土墙 （二）锚定板挡土墙的整体稳定性 1群锚理论－土墙假定

35 三、锚定板挡土墙 （二）锚定板挡土墙的整体稳定性 2、双拉杆设计理论——折线滑动面假定 垂直边界条件：

36 三、锚定板挡土墙 （二）锚定板挡土墙的整体稳定性 2、双拉杆设计理论——折线滑动面假定 俯斜边界条件：

37 §6.7 加筋挡土墙 一、概述 材料 柔性：钢板 铝板 塑料板 －多做成槽型 刚性：钢筋混凝土 －多做成三角形

38 §6.7 加筋挡土墙 加筋条 金属类－片状和棍状 塑料类－网状－土工格珊，土工布，树脂网 混凝土肋－钢筋混凝土板条 5～8cm 楔型
填料－多为摩擦力大，透水性好，对筋条无腐蚀作用，如砂砾石、砾卵石，也可用一般土 作用： 加强作用 隔离作用 排水防冲

39 §6.7 加筋挡土墙 破坏型式 内部破坏－拉脱（摩擦力不够） 内部稳定分析 －拉断（强度不足） 外部破坏 －加筋体滑动 －倾覆 －撕裂
外部稳定性分析

40 §6.7 加筋挡土墙 二、加筋挡土墙的构造 横断面：

41 §6.7 加筋挡土墙 二、加筋挡土墙的构造 加筋体填料压实度要求：

42 §6.7 加筋挡土墙 二、加筋挡土墙的构造 加筋体面板基础埋置深度要求：

43 §6.7 加筋挡土墙 二、加筋挡土墙的构造 错台与垫层：

44 §6.7 加筋挡土墙 二、加筋挡土墙的构造 桥台类型图式：

45 三、 加筋土挡土墙结构计算 内部和外部的稳定性分析： 加筋体筋带的断面积、长度 加筋体的稳定性

46 地震区挡土墙与桥台的验算范围：

47 筋带抗拔安全系数及基底滑移、倾覆、整体滑动稳定系数：
筋体与基底的摩擦系数：

48 三、 加筋土挡土墙结构计算 1、加筋体中活动区与稳定区

49 三、 加筋土挡土墙结构计算 1、加筋体中活动区与稳定区 简化破裂面上下两部分高度：

50 三、 加筋土挡土墙结构计算 1、加筋体中活动区与稳定区 加筋体顶面在水平荷载作用下，深度zi处的侧向力：

51 三、 加筋土挡土墙结构计算 2、加筋挡土墙 加筋体土压力系数，：

52 三、 加筋土挡土墙结构计算 2、加筋挡土墙 路堤式挡土墙在车辆荷载作用下：

53 三、 加筋土挡土墙结构计算 3、总体平衡法验算

54 基础底面地基承载力验算

55 抗滑稳定验算 抗倾覆稳定验算

56 整体抗滑稳定验算

57 设错台加筋土挡土墙 计算与不设错台挡土墙相同。