第九讲 挡土墙设计 retaining wall design.

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1、挡土墙设计挡土墙设计7公里公里66弯弯 滇缅公路滇缅公路 这里的山路十八弯这里的山路十八弯 挡土墙（挡土墙（earth retaining walls; earth retaining structures）是一种墙体或类似于是一种墙体或类似于墙体的结构物，是为墙体的结构物，是为了保证了保证填土位置填土位置或或挖挖方位置方位置稳定，而修筑稳定，而修筑的的永久性永久性或或临时性临时性构构造物。造物。 自古以来，广泛应用于土木建筑工程；路桥渡工程；水自古以来，广泛应用于土木建筑工程；路桥渡工程；水利水电工程；水土保持工程；矿山坑道工程等工程领域。利水电工程；水土保持工程；矿山坑道工程等工程领域。

2、1902，美国，美国Hilfiker Retaining Walls专业挡土墙公司成专业挡土墙公司成立。完成立。完成6000多个挡土墙项目，遍及美国、加拿大、非洲、多个挡土墙项目，遍及美国、加拿大、非洲、东南亚和南美等国家，形成了多种产品和专业施工工艺。东南亚和南美等国家，形成了多种产品和专业施工工艺。墙型选择墙型选择稳定性验算稳定性验算地基承载力验算地基承载力验算墙身材料强度验墙身材料强度验算算构造要求和措施构造要求和措施等等重力式重力式悬臂式悬臂式扶臂式扶臂式锚杆锚杆锚定板式锚定板式加筋挡土墙等。加筋挡土墙等。 挡土墙挡土墙结构形式结构形式分类分类：重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土、板重力式

3、、悬臂式、扶壁式、加筋土、板桩桩、锚锚杆（索）和锚杆（索）和锚定板式定板式等等。 随着挡土墙设计理论发展，根据不同工程地质条件，随着挡土墙设计理论发展，根据不同工程地质条件，出现出现了混了混合式合式挡挡土墙、构架式挡土墙，竖向预应力锚杆挡土墙、箱型阶梯式土墙、构架式挡土墙，竖向预应力锚杆挡土墙、箱型阶梯式挡土墙挡土墙和和砌块挡土墙等一些较新的挡土墙的结构形式。砌块挡土墙等一些较新的挡土墙的结构形式。支撑建筑物支撑建筑物周围填土的周围填土的挡土墙挡土墙桥台桥台隧道隧道基坑围基坑围护结构护结构边坡挡边坡挡土墙土墙码头码头 2007年月日凌晨，重庆市彭水县境内的国道发生山年月日凌晨，重庆市彭水县境内

4、的国道发生山体塌方，致使重庆到贵州和湖南方向的国道中断，没有造成体塌方，致使重庆到贵州和湖南方向的国道中断，没有造成人员伤亡。人员伤亡。 结构简单，施工方便，能就地取材，适应性强，结构简单，施工方便，能就地取材，适应性强，因而应用最广；因而应用最广； 墙高在墙高在5 6m以下时，采用重力式挡土墙经济效以下时，采用重力式挡土墙经济效果明显；果明显； 高度高度 6m后，圬工结构量大，荷载重。后，圬工结构量大，荷载重。 重力式挡土墙以挡土墙自身重力抵抗土压力引重力式挡土墙以挡土墙自身重力抵抗土压力引起的弯矩，维持挡土墙在土压力作用下的稳定。起的弯矩，维持挡土墙在土压力作用下的稳定。 一般可用块石、砖

5、，素混凝土和钢筋混凝土等一般可用块石、砖，素混凝土和钢筋混凝土等材料建成、墙身截面较大。材料建成、墙身截面较大。 一般重力式挡墙，墙高一般小于一般重力式挡墙，墙高一般小于 6 8m；当墙；当墙高高8 12m时，宜用衡重式；时，宜用衡重式； 根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙又可细分为仰斜根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙又可细分为仰斜式、竖直式、俯斜式、衡重式和凸形等式、竖直式、俯斜式、衡重式和凸形等5种，每种的墙面或种，每种的墙面或墙背有一定的坡度要求，特点各异。墙背有一定的坡度要求，特点各异。 荷载作用效应，仰斜墙的主动土压力最小，而俯斜墙的荷载作用效应，仰斜墙的主动土压力最小，而俯斜墙的主动

6、土压力最大。主动土压力最大。 挖方与填方特点，路堑边坡挖方，以墙背仰斜较合理；挖方与填方特点，路堑边坡挖方，以墙背仰斜较合理；路堤边坡填方，则以墙背俯斜或乖直较合理。路堤边坡填方，则以墙背俯斜或乖直较合理。 墙前地形平坦，仰斜较好；地形较陡，垂直墙背为佳。墙前地形平坦，仰斜较好；地形较陡，垂直墙背为佳。 优先采用仰斜，其次垂直，特殊情况俯斜优先采用仰斜，其次垂直，特殊情况俯斜。墙身稳定性能提高墙身稳定性能提高地基应力分布均匀地基应力分布均匀墙身几何尺寸较小墙身几何尺寸较小挖基数量相对较小挖基数量相对较小 衡重式挡土墙是在凸形上下墙背再增设衡重台（衡重式衡重式挡土墙是在凸形上下墙背再增设衡重台（

7、衡重式墙背），采用陡直墙面，借助于衡重台上填土自重和全墙重墙背），采用陡直墙面，借助于衡重台上填土自重和全墙重心后移，提高墙体稳定性，适用于心后移，提高墙体稳定性，适用于边坡陡峻边坡陡峻处路肩墙、路堤处路肩墙、路堤墙，也可用于路堑墙。墙，也可用于路堑墙。体量大荷载水平高体量大荷载水平高 薄壁式挡土墙是由钢筋混凝土材料构成的轻型支挡结构，薄壁式挡土墙是由钢筋混凝土材料构成的轻型支挡结构，依靠自重和踵板上方的填土重力来保持稳定，所设的墙趾板增依靠自重和踵板上方的填土重力来保持稳定，所设的墙趾板增大了抗倾覆稳定性，减小了基底应力。薄壁式挡土墙包含大了抗倾覆稳定性，减小了基底应力。薄壁式挡土墙包含悬臂

8、悬臂式式和和扶壁式扶壁式两种形式。两种形式。 薄壁式挡土墙断面较小，薄壁式挡土墙断面较小， 自重较轻，可充分发挥钢筋混凝自重较轻，可充分发挥钢筋混凝土材料的性能，适用于土材料的性能，适用于填方边坡填方边坡，多应用于承载力较低的地基，多应用于承载力较低的地基上或有抗震要求的地区。上或有抗震要求的地区。 一般由钢筋混凝土建一般由钢筋混凝土建造，主要依靠墙锺悬臂以造，主要依靠墙锺悬臂以上土重维持稳定；墙体内上土重维持稳定；墙体内设置钢筋承受拉应力，墙设置钢筋承受拉应力，墙身截面较小。身截面较小。 适用墙高适用墙高 5 6m，地基土质较差，缺少石料地基土质较差，缺少石料等情况。墙高再增加，虽等情况。墙

9、高再增加，虽提高了建筑高度，但水泥提高了建筑高度，但水泥量及断面配筋量显著增大，量及断面配筋量显著增大，造价高且不利于机械化施造价高且不利于机械化施工。工。 多用于市政工程及贮多用于市政工程及贮料仓库。料仓库。 墙高墙高6m以上挡土墙以上挡土墙立臂挠度较大，为了增立臂挠度较大，为了增强立臂的抗弯性能，常强立臂的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距沿墙的纵向每隔一定距离设置一道扶臂连接立离设置一道扶臂连接立壁与锺板加固，称为扶壁与锺板加固，称为扶臂式挡土墙。臂式挡土墙。 采用扶壁式，扶壁采用扶壁式，扶壁式挡土墙一般在式挡土墙一般在8 9m。当墙高大于当墙高大于10 15m，虽，虽然提高了建筑高度，但

10、然提高了建筑高度，但水泥量及断面配筋量大，水泥量及断面配筋量大，造价高，且不利于机械造价高，且不利于机械化施工。化施工。 锚定板式锚定板式挡土墙由挡土墙由预制的钢筋混凝土立柱、预制的钢筋混凝土立柱、墙面、钢拉杆和埋置在墙面、钢拉杆和埋置在填土中的锚定板在现场填土中的锚定板在现场拼装而成。依靠填土与拼装而成。依靠填土与结构的相互作用力维持结构的相互作用力维持其自身稳定。其自身稳定。 与重力式挡墙相比，与重力式挡墙相比，结构轻、柔性大、工程结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方量少、造价低、施工方便，适用于地基承载力便，适用于地基承载力不足地区。不足地区。 锚（索）杆式锚（索）杆式挡土墙是利用嵌

11、入坚实岩层的灌浆锚杆作为拉杆挡土墙是利用嵌入坚实岩层的灌浆锚杆作为拉杆的一种挡土结构。的一种挡土结构。混合式混合式挡土墙挡土墙构架式构架式挡土墙挡土墙板桩墙板桩墙加筋土加筋土挡土墙挡土墙 巫山加筋挡墙变形破坏机理进行数值和物理模拟，以及原位试巫山加筋挡墙变形破坏机理进行数值和物理模拟，以及原位试验，成功地指导了目前国内最高的验，成功地指导了目前国内最高的57m加筋土挡墙的修复工作。加筋土挡墙的修复工作。 吉奥生态挡墙是一种以吉奥生态挡墙是一种以L型网格状钢筋作为加筋材的加筋型网格状钢筋作为加筋材的加筋挡土墙，挡土墙， 其壁面可以绿化，能够达到人工构造物与自然的协调其壁面可以绿化，能够达到人工构