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挡土墙设计

一、挡土墙的分类及用途

为防备路基填土或山坡土体坍塌而修建的蒙受土体侧压力的墙式结构物，称为挡土墙。在公路工程中，它宽泛地 用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、地道洞口和河流堤岸等处。

路基工程中， 挡土墙的建筑花费较高， 故路基设计时， 应与其余可能的工程方案进行技术经济比较， 择精选定。 公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。

依照挡土墙设置的地点，挡土墙可分为：路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等种类，如图 2-5-1 所示。

依照结构形式，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。 依照墙体资料，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。

挡土墙设置地点不一样，其用途也不同样。

路堑墙设置在路堑边坡底部，主要用于支撑开挖后不可以自行稳固的山坡，同时可减少挖方数目，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斜坡路堤的下方，能够防备路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时能够缩短路堤坡脚， 减少填方数目，减少拆迁和占地面积 (图 2-5-1b)。

路肩墙设置在路肩部位，墙顶是路肩的构成部分，其用途与路堤墙同样。它还能够保护邻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，能够防备水流对路基的冲洗和侵害，也是减少压缩河床 的有效举措 (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、 破裂岩层或山体滑坡 (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。面板的作用是阻拦填 土坍落挤出，迫使填土与拉筋联合为整体。

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，拥有省工、省料、施工方便、快速等长处， 合用于填土路基。

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 构成，如图 2-5-3a)所示。锚杆的一端与立柱连结，另一端被锚固在山坡深处的稳固岩层或

土层中。墙后侧向土压力由挡土板传结立柱，由锚杆与稳固岩层或上层之间的锚固力，使墙获取稳固。它合用于墙 高较大，缺少石料或挖基困难地域，拥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、锚走板以及此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挡侧土压力，保持墙的稳固。锚定式挡土墙的特色在于构件 断面小，工程量省，不受地基承载力的限制，构件可预制．有益于实现结构轻型化和施工机械化。它合用于缺少石 料地域的路肩墙或路堤墙； 4．薄壁式挡土墙

薄壁式挡土墙属于钢筋混凝土结构，能够分为悬臂式和扶壁式两种。

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第 8-2 节 重力式挡土墙的结构与部署

常用的重力式挡土墙，一般由墙身、基础、排水设备和沉降、伸缩缝等几部分构成。 (一)墙身 1．墙背

依据墙背倾斜方向的不一样，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一样的墙背所受的土压力剖析，在墙高和墙后填料等条件同样时，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；所以仰斜式的墙身断面较经济。用于路堑墙时，墙背与开挖的暂时 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，采纳仰斜式墙背会增添墙高，断面增大。故仰 斜墙背合用于路堑墙及墙趾处地面平展的路肩墙或路堤墙。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：。

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 采纳陡直的墙面，进而减小墙高。俯斜墙背的坡度缓些诚然对施工有益，但所受的土压力亦随之增添，以致断面增 大，所以墙背坡度不宜过缓，往常控制 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，并采纳陡直的墙面。上墙俯

斜墙背的坡度往常为 1：0.25~1：，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， 还应试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：，以减少墙高；当地面横坡缓和时，一般采纳 1：0.20~1： 0.35 较为经济。

3．墙顶

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重力式挡土墙可采纳浆砌或干砌圬工。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 号沙浆抹平，或用较大石块砌筑，并勾缝。浆砌路肩墙墙顶 宜采纳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 号沙浆砌筑，以求稳固。

4．护栏

为增添驾驶员心理上的安全感，保证行车安全，在地形陡峭地段的路肩墙，或墙顶超出地面 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备设备。护栏分墙式和柱式两种，所采纳的资料， 护拦高度、宽度，视实质需要而定。护栏内侧边沿距路面边沿的距离，应知足路肩最小宽度的要求。

(二)基础

地基不良和基础办理不妥，常常惹起挡土墙的损坏，所以，应重视挡土墙的基础设计。基础设计的程序是：首 先应付地基的地质条件作详尽检查，必需时须做挖探或钻探，而后再来确立基础种类与埋置深度。

1．基础种类

当地基承载力不足且墙趾处地形平展时，挡土墙大部分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添抗颠覆稳固性，经常采纳扩大基础，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协力偏爱距的大小而 定，一船不小于 20cm。台阶高度按基础资料的刚性角的要求确立，关于砖、片石、块石、粗料石砌体，当用 低于 5 号的沙浆砌筑时，刚性角应不大于 35° ；对混

所示。台阶的高宽比应不大于 2：1．台阶宽度不宜小于 50cm。最下一个台阶的宽度应知足偏爱距的有关规定，并 不宜小于。

如地基有短段缺口 (如深沟等 )或挖基因难 (如局部地段地基脆弱等 )，可采纳拱形基础，如图 2-5-6d) 所示，以石砌拱圈越过，再在其上砌筑墙身。但应注意土压力不宜过大。免得横向推力以致拱圈开裂。设计时应付拱圈予以验 算。

当地基为脆弱土层，如淤泥、软黏土等，可采纳砂砾、碎石、矿渣或石灰土等资料予以换填，以扩散基底压应 力，使之平均地传达到下卧脆弱土层中。 2．基础埋置深度

挡土墙基础，应视地形、地质条件埋置足够的深度，以保证挡土墙的稳固性。设置在土质 地基上的挡土墙，基底埋置深度应切合以下要求：

①无冲洗时，一般应在天然地面下不小于； ⑦有冲洗时，应在冲洗线下不小于；

⑦受冻胀影响时，应在冰陈线以下不小于。非冰胀土层中的基础，比如岩石、卵石、砾石、中砂或粗砂 等，埋置深度可不受冻深的限制。

挡土墙基础设置在岩石上时，应除去表面风化层；当风化层较厚难以所有除去时，可依据地基的风化程度及其 相应的允许承载力将基底埋在风化层中。当墙趾前地面横坡较大时，基础埋置深度用墙趾前的安全襟边宽度 l 来控 制，以防地基剪切损坏。襟边宽度见表 2-5-1。

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(三)排水设备

挡土墙的排水办理能否适合，直接影响到挡土墙的安全及使用成效。所以，挡土墙应设置排水设备，以疏干墙 后坡猜中的水分，防备地表水下渗造成墙后积水，进而使墙身免受额外的静水压力；除去粘性土填料因含水量增添 产生的膨胀压力；减少季节性冰冻地域填料的冻胀压力。

挡土墙的排水设备往常内陆面排水和墙身排水两部分构成。

地面排水可设置地面排水渠，引排地面水；夯实回填土顶面和地面松土，防备雨水和地面水下渗，必需时可加 设铺砌；对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防备边沟水渗透基础。

墙身排水主假如为了快速清除墙后积水。浆砌挡土墙应依据渗水量在墙身的适合高度处

部署泄水孔。 如图 2-5-7 所示。 泄水孔尺寸可视泄水量大小分别采纳 5cm× 10cm、10cm× 10cm、15cm × 20cm 的方孔， 或直径 5~10cm 的圆孔。泄水孔间距一般为 2~3M ，上下交织设置。最下排泄水孔的底部应超出墙趾前地面； 当为路堑墙时，出水口应超出边沟水位：若为浸水挡土墙．则应超出常水位以上，以防止墙外水流倒灌。 为防备水分渗透地基，在最下一排泄水孔的底部应设置 30cm 厚的黏土隔水层。在泄水孔入口处应设置粗粒料反 滤层，以防止拥塞孔道。当墙背填土透水性不良或有冻胀可能时，应在墙后最低一排泄水孔到墙顶 0.5m 之间设置 厚度不小于 0.3m 的砂、卵石排水层或采纳土工布。

干砌挡土墙围墙身透水可不设泄水孔。

挡墙排水孔

(四)沉降缝和仲缩缝

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为了防备因地基不平均沉陷而惹起墙身开裂， 应依据地基的地质条件及墙高、 墙身断面的变化状况设置沉降缝； 为了防备圬工砌体因沙浆硬化缩短和温度变化而产生裂痕，须设置伸缩缝。往常把沉降缝与伸缩缝归并在一同，统 称为沉降伸缩缝或变形缝。沉降伸缩缝的间距按实质状况面定，关于非岩石地基，宜每隔 10~15m 设置一道沉降伸 缩缝；关于岩石地基，其沉降伸缩缝间距可适合增大。沉降伸缩缝的缝宽—般为 2~3cm。浆砌挡土墙的沉降伸缩缝 内可用胶泥填塞，但在渗水量大、冻害严重的地域，宜用沥青麻筋或沥青木板等资料，沿墙内、外顶三边填塞，填 深不宜小于 15m；当墙背为填石且冻害不严重时，可仅留缝隙，不嵌填料。

关于干砌挡土墙，沉降伸缩缝双侧应选平坦石料砌筑，使具形成垂直通缝。

沉降缝

二、挡土墙的部署

挡土墙的部署是挡土墙设计的一个重要内容，往常是在路基横断面图和墙趾纵断面图上 进行，个别复杂的挡土墙尚应作平面部署。

(一)横向部署

横向部署主假如在路基横断面图长进行，其内容有：选择挡土墙的地点、确立断面形式、绘制挡土墙横断面图 等。

1．挡土墙的地点选择

路堑挡土墙，大多设置在边沟的外侧。路肩墙应保让路基宽度布设。路堤墙应与路肩墙

进行技术经济比较，以确立墙的合理地点。当路堤墙与路肩墙的墙高或圬工数目邻近，其基础状况亦相仿时，宜做 路肩，因为采纳路肩墙可减少填方和占地；但当路堤墙的墙高或圬工数目比路肩墙明显降低，且基础靠谱时，则宜 做路堤墙。浸水挡土墒应联合河流状况部署，以保持水流顺畅，不致挤压河流而惹起局部冲洗。山坡挡土墙应试虑 设在基础靠谱处，墙的高度应保证墙后墙顶以上面坡的稳固性。

2．确立断面形式，绘制挡土墙横断面图

无论是路堤墙，仍是路肩墙．当地形陡峻时，可采纳俯斜式或衡重式；地形平展时，则可采纳仰斜式。对路堑 墙来说，宜采纳仰斜式或折线式。

挡土墙横断面图的绘制，选择在起讫点、墙高最大处、墙身断面或基础形式变异处，以及其余一定桩号处的横 断面图长进行。依据墙身形式、墙高和地基与填料的物理力学指标等设计资料，进行设计或套用标准图，确立墙身 断面尺寸，基础形式和埋置深度，部署排水设备，指定墙背填料的种类等。

(二)纵向部署

纵向部署主要在墙趾纵断面图长进行，部署后绘制挡土墙正面图，如图 2-5-8 所示。

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1．确立挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其余结构物的连结方式。 路肩墙与路堑连策应嵌入路堑中 2~3m；与路堤连结采纳锥坡和路堤连接；与桥台连结

时．为了防备墙后回填土从桥台尾端与挡土墙连结处的缝隙中溜出，应在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。

路堑挡土墙在地道洞口比联合地道洞门、翼墙的设置状况平顺连接；与路堑边坡连接时， 一般将墙顶渐渐降低到 2m 以下，使边坡坡脚不致于伸人边沟内，有时也可用横向端墙连结。

2．按地基及地形状况进行分段，部署沉降伸缩缝的地点。 3．部署各段挡土墙的基础。

沿挡土墙长度方向有纵坡时，挡土墙的纵向基底宜做成不大于 5％的纵坡。当墙址地面纵坡不超出 5％时．基 底可按此纵坡市置；若大于 5％时，应在纵向挖成台阶，台阶的尺寸随处形而变化，但其高宽比不宜大于 1：2。地 基为岩石时，纵坡虽不大于 5％，为减少开挖，也可在纵向做成台阶。

1． 部署泄水孔和护栏 (护桩或护墙 )的地点，包含数目、尺寸和间距。

5．标明各特色断面的桩号，及墙顶、基础、基底、冲洗线、冰冻线相设计洪水位的标高等。 (二)平面部署

关于个别复杂的挡土墙，如高的、长的沿河挡土墙和曲线路段的挡上墙．除了横、纵向部署外，还应作平面布 置，并绘制平面部署图。

在平面图上，应标示挡土墙与路线平面地点的关系，与挡土墙有关的地物、地貌等状况，沿河挡土墙还应标示 河流及水流方向，以及其余防备、加固工程等。

在挡土墙设计图纸上，应附有简要说明，说明采纳挡土墙设计参数的依照，主要工程数目，对资料和施工的要 求及注意事项等．以利指导施工。

1．依据详细状况，经过技术和经济比较，确立墙趾地点；

2．测绘墙趾处的纵向地面线，查对路基横断面图，采集墙趾处的地质和水文等资料； 3．选择墙后填料，确立填料的物理力学计算参数和地基计算参数； 4．进行挡土墙断面形式、结构和资料设计，确立有关计算参数； 5．进行挡土墙的纵向部署；

6．用计算法或套用标堆图确立挡土墙的断面尺寸； 7．绘制挡土墙立面、横断面和平面图。

第 8-3 节 重力式挡土墙计算

当挡土墙的地点、墙高和断面形式确立后，挡土墙的断面尺寸可经过试算的方法确立，其程序是：①依据经验 或标准图，初步制定断面尺寸；⑦计算侧向土压力；③进行稳固性验算和基底应力与偏爱距验算；④当验算结果满 足要求时，初拟断面尺寸可作为设计尺寸；当验算结果不可以知足要求时，采纳适合的举措使其知足要求，或从头拟 定断面尺寸，从头计算，直至知足要求为止。

一、库仑主动土压力计算

挡土墙是支挡土体的结构物，它的断面尺寸与稳固性主要取决于土压力；挡土墙的位移

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状况不一样，能够形成不一样性质的土压力。当挡土墙受土体侧压力作用向外位移或颠覆时，土压力随之减小，直到墙7 / 20

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后土体达到向下滑动的极限均衡状态时． 作用于墙背的土压力称为主动土压力； 当挡土墙因为外力作用 (如拱桥桥台 遇到拱圈的推力 )向土体挤压挪动时， 土压力随之增大， 直到墙后土体达到向上滑动的极限均衡状态时， 土体对墙的 抗力称为被动土压力；当挡土墙在本来地点面不产生位移时，作用于墙背的土压力称为静止土压力。

路基挡土墙都可能向外位移或颠覆，墙背遇到的土压力为主动土压力。关于墙趾前土体 的被动土压力 (即墙前土的反推力 )，为偏于安全，常常略去不计。

挡土墙蒙受的主动土压力， 一般可按库仑理论计算。 库仑土压力理论假设： 墙后填土是松懈的、 匀质的砂性土； 墙体产生位移．使墙后填土达到极限均衡状态，将形成一个滑动土楔体 ADC ，如图 2-5-9 所示；其滑裂面是经过墙 脚的两个平面，一个是墙背 AD 面．另—个是经过墙脚的 AC 面；滑动土楔体是一个刚性整体。依据土楔体静力平 衡条件，可解出墙背上的土压力。本节联合路基挡土墙的设计，介绍库仑主动土压力计算方法的详细应用。

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虑在内摩擦角这一参数内，按砂性土的公式计算其 主动土压力。

能够按换算前后土的抗剪强度相等的原则或土压力相等的原则来计算换算内摩擦角 Ψ D

值；往常把粘性土的内摩擦角值增大 5° ~10°。作为换算内摩擦角，或取换算内摩擦角值为 30° ~35° 。

此法固然简单，可是，因为影响土压力数值的要素是多方面的，采纳上述换算内摩擦角

值，只与某一特定的墙高相适应，关于墙高小于 6m 的矮墙是偏于安全的，关于墙高大于 6m 的高墙则偏于危险。 所以，关于矮墙尚可采纳这个数值，而关于高墙则应按墙高酌情降低换算内摩擦角，最好核实质的 c、 Ψ 值计算粘 性土的主动土应力。 1． 力多边形法 (数解法 )

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挡土墙的计算长度，取下述两种长度的较大者：

1．取挡土墙的分段长度 (系指两沉降伸缩缝间的距离 )，但应不大于 15m。

2．取一辆重车的扩散长度，扩散长度可按以下两式计算，但当扩散长度大于 15m 时，仍用 15m(汽车—超 20 级作用时，重车的扩散长度以不超出 20m 为度)。 关于汽车— 10 级或汽车— 15 级： ·

B＝4.2 十(2a 十 H)tan30 ° (2-5-20)

关于汽车— 20 级和汽车—超 20 级分别按下式计算：

B=5.6+(2a 十 H)tan30 ° ，B==13.0+(2a 十 H)tan30 ° (2-5-21)

式中： B——一辆重车的扩散长度， m；

H——挡土墙高度， m；

a——挡土墙顶面以上的填料高度 ,m。

挡土墙上汽车荷载的部署及验算等代均布土层厚度确实定，应切合以下要求：

1．汽车荷载 纵向：当取挡土墙的分段长度时．为分段长度内可能部署的车轮；当取用一辆重车的扩散长度 时，为一辆重车。横向：上述 L0 范围内可能部署的车轮。当为路肩墙时，车后轮外缘应靠墙顶内缘部署；若为路 堤墙时，车辆外侧后轮中心至路基边沿的距离应不小于。

2．验算荷载 荷载应在路面宽度内居中行驶，其等代均布土层厚度规定以下：挂车— 100 为，挂车— 80 为，履带— 50 为 0.4m(单车道路基为 0.67m)。

三、挡土墙稳固性验算

为保证挡土墙在土压力及外荷载作用下，有足够的强度及稳固性，在设计挡土墙时，应验算挡土墙沿基底的抗 滑动稳固性．绕墙趾的抗颠覆稳固性，基底应力和偏爱距，以及墙身强度等。一般状况下，主要由基底承载力和滑 动稳固性来控制设计，墙身应力可不用验算。挡土墙的力学计算取单位长度计算。

(一)作用于挡土墙的力系

挡土墙设计所用的荷裁与荷载组合按交通部部颁标准 (JTJ021-89)《公路桥涵设计通用 规范》的规定采纳。

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当 Kc＜[K c]，表示挡土墙的抗滑稳固性不足，可考虑采纳以下举措，以增添其抗滑动 稳固性。

1．采纳倾斜基底，设置向内倾斜的基底，能够增添抗滑力和减少滑动力，进而增添抗滑稳固性。基底倾角，关于土质地基不陡于 1：5；关于岩石地基不陡于 1：3。

2．采纳凸榫基础，在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体，利用凸榫前土体所产生的被动土压力以增添挡土墙的抗滑稳固性。

3．改换基底土层，以增大基础底面与地基之间的摩擦系数。

4．改变墙身断面形式和尺寸，以增大垂直力系，但纯真扩大断面尺寸，见效不大，也不经济。 (三)抗颠覆稳固性验算

墙趾总的稳固力矩与总的颠覆力矩之比称为抗颠覆稳固系数．用 K0 表示。

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从上述剖析可知，协力偏爱距 e0 直接影响到基底应力的大小和性质 (拉或压 )，如 e0 过

大，即便基底应力小于地基允许承载力，但因为墙趾压应力 σ1 与墙踵压应力 σ2 相差过大，亦可能惹起基础产生不 平均沉陷，进而以致墙身过分倾斜，为此应控制偏爱距。偏爱距 e0 应切合以下要求：

土质地基： eo≤B/6；石质较差的岩石地基： eo≤B/5；坚硬的岩石地基： eo≤B/4。 (五)墙身断面强度计算

重力式挡土墙一般均属于偏爱受压，故截面强度应按偏爱受压构件进行验算：往常选择一两个控制性断面进行

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墙身应力和偏爱距验算，如墙身底部、二分之一墙高和断面形状突变处。 1．法向应力验算

如图 2-5-17 所示，断面 1—1 为验算截面。若截面以上墙背受的主动土压力为 E1，其水平与

当墙身断面出现拉应力时．应试虑裂痕对受剪面积的折减。一般状况下，因为墙身截面的切应力远小于其允许 值，可不进行这方面的验算。

第 8-4 节 加筋土挡土墙

一、加筋土的特色与基来源理

加筋土挡土墙自 20 世纪 60 年月初问世以来，以其明显的技术经济效益，被宽泛地应用于土木匠程中，同时加 筋土技术自己也渐渐地完美成熟。加筋土挡土墙的基本结构如图 2-5-2 所示。

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加筋土挡土墙

加筋土工程有以下特色：

1．能够做成很高的垂直填土，进而减少占地面积，这对不利于开挖的地域、城市道路以及土地宝贵地域而言， 有着很大的经济效益。

2．面板、筋带能够在工厂中定形制造、加工，在现场能够用机械分层施工。这类装置式施工方法简易快速， 并且节俭劳动力和缩散工期。

3．加筋土是柔性结构物，能够适应地基较大的变形，因此可用于较软的地基上。同时，因为加筋土结构所特 有的柔性能够很好地汲取地震的能量，故其抗震性好。

4．造价便宜，据国内部分工程资料统计，加筋土挡土墙的造价一般为钢筋混凝土挡墙的 50％，重力式挡土墙 的 60％~80％。

加筋土的基来源理是借助于拉筋与填土间的摩擦力来提升填土的抗剪强度，进而保证土 体均衡。

加筋土体工作时，土和拉筋一同蒙受外面和内部的荷载，因为土与拉筋之间的摩擦作用，

将士中的应力传达给拉筋，而拉筋所产生的拉应力抵挡了土体的水平位移，就仿佛在土体中增添了一个内聚力，从 而改良了土体的力学特征。所以，土与拉筋间的摩擦作用是加筋土体可否稳固的一个重要要素。

土体与拉筋间的摩擦作用是很复杂的，不单取决于土壤成分、颗粒粒径级配、拉筋种类及其断面形状相尺寸， 并且与环境状况、结构种类、荷载方式等有关。取拉筋小的一个微段 dL 剖析，如图 2-5-18 所示，设此微段的拉力 变化为 dT，拉筋宽度为 b，作用于拉筋表面土的单位

的摩擦作用，拉筋一定有足够的长度；为了蒙受拉力 Ti，拉筋又一定有足够的强度。

二、加筋土的资料与结构

(一)加筋土填料

填料是加筋土工程的主体资料，对填料的一般要求以下：

易压实；能与拉筋产生足够的摩擦力；知足化学和电化学标准；水稳固性好 (浸水工程 )。

有必定级配的砾类土、砂类土，与拉筋之间的摩擦力大，是透水性能好，应优先采纳；碎石土、结土、中低液 限粘质土和稳固土也可采纳；腐质土、冻结土等影响拉筋和面板使用寿命的应严禁采纳。

填料的设计参数包含容重 r、计算内摩擦角 Ψ 和摩擦系数 f 等，应由试验或当地经验数据确立。当无上述条件时，可参照交通部部颁标准 (JTJ 015—91)《公路加筋土工程设计规范》中有关表采纳。

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(二)筋带

拉筋的主要作用是与填料产生摩擦力，并蒙受结构内部的拉力。所以，拉筋一定拥有以下特征；拥有较高的强 度，受力后变形小；较好的柔性与韧性：表面粗拙，能与填料产生足够的摩擦力；抗腐化性和持久性好；加工、接 长和与面板的连结简单。

筋带能够分为钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带三种。高速公路和一级公路上的加筋 土工程应采纳钢带或钢筋混凝土带。

1．扁钢带

扁钢带一般用软钢 (3 号钢)轧制而成，按其外形又可分为光面带和有肋带两种，断面为扁矩形，宽度不该小于 30mm，厚度不该小于 3mm。钢带埋在土中简单锈蚀，出此，钢带表面一般应镀锌或采纳其余举措进行防锈办理。

2．钢筋混凝土带

钢筋混凝土带的平面为长条形或楔形，断面为扁矩形，宽 10~25cm，厚 6~10cm。为了施

工方便，钢筋混凝土带应分节顶制，分节长度一般宜小于 300cm。为防备混凝土断裂可在混凝土内布设钢丝网。顶 制件所用混凝土的强度等级不宜低于 C18(即轴心受压应力、主拉应力和曲折拉应力分别不小于、

和 0.70MPa)，钢筋直径不得小于 8mm。预制件的接长或与面板连结，可采纳焊接或螺栓联合，结点处应做防锈处 理。

筋带设计拉力由钢筋肩负，钢筋截面应试虑锈蚀影响。 3．聚丙烯土工带

聚丙烯土工带的宽度应大于 18mm，厚度应大于。为提升土工带与填土之间的摩擦力，其表面应压有粗 糙花纹。

填猜中有尖利棱角的粗粒料会刺穿或切断土工带，所以，在含有尖利棱角的粗粒猜中不得使用聚丙烯土工带作 为拉筋。

(三)面板

面板的主要作用是防备端部土体从拉筋间挤出。 1．一般规定

(1)面板设计应知足牢固、雅观、运输方便和易于安装等要求。

(2)面板一般采纳混凝土顶制件，其强度等级不该低于 C18，厚度不该小于 8cm。

(3)面板上的筋带结点，可采纳预埋钢拉环、钢板锚头或顶留穿筋孔等形式。钢拉环应采纳直径不小于 10mm 的 I 级 钢筋；钢板锚头应采纳厚度不小于 3mm 的钢板。露于混凝土外面

的钢拉环、钢板锚头应做防锈办理，聚丙烯土工带与钢拉环的接触面应做隔绝办理。

(4)面板周围应设企口和互相连结的装置。当采纳插销连结装置时，插销直径不该小于 10mm。 2．混凝土面板的外形

混凝土面板的外形可采纳十字形、槽形、六角形、 L 形和矩形等，一般尺寸见表 2-5-4。墙顶和角隅处可采纳异 形面板和角隅面板。

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三、加筋土挡土墙的结构

加筋土挡土墙一般由加筋体、基础、排水设备和沉降伸缩缝等几部分构成。 (一)加筋体

加筋体墙面的平面线形可采纳直线、 折线和曲线。 相邻墙面的内夹角不宜小于 70° 。 加筋体筋带一般应水平布 设并垂直于面板，当一个结点有两条以上筋带时，应扇状分开。当相邻墙面的夹角小于 90° 时，宜将不可以垂直布设 的筋带渐渐斜放，必需时在角隅处增设增强筋带。当双面加筋土挡土墙的筋带互相插入时，应错开铺设防止重叠。 在拱涵顶部的双面加筋土挡土墙，其下部宜增添筋带用量或采纳防备拱两头墙面变位的其余举措。

加筋体的横断面形式—船应采纳矩形。当地形、地质条件限制时也可采纳上宽下窄或上 窄下宽的阶梯形。断面尺寸由计算确立，底部筋带长度不该小于 3m，同时不小于。

加筋土挡土墙顶部一般应按路线要求设置纵坡；路堤式挡土墙，也可调整两头与路线水平距离，更改墙高，将 墙项设计成平坡。设置纵坡的加筋土挡土墙顶部可按纵坡要求设置异形面板，也可将需设异形面板的缺口用浆砌片 石或现浇混凝土补齐。

加筋体填料的压实度是保证加筋体稳固性的重要要素之一，应按有关规范的要求采纳。 浸水地域的加筋体应采纳渗水性优秀的土做填料。在面板内侧应设置反滤层或铺设透水土工

织物。季节性冰冷地域的加筋体宜采纳非冻胀性土填料，不然应在墙面板内侧设置不小于 0.5m 的砂砾防冻层。

加筋土挡土墙高度大于 12m 时，填料应谨慎选择。墙高的中部宜设宽度不小于 1m 的错 台。墙高大于 20m 时，应进行特别设计。

(二)基础

加筋体墙面下部应设置宽度不小于．厚度不小于 0.2m 的混凝土基础，但属以下状况之一者可不设： 1．面板筑于石砌圬工或混凝土之上； 2．地基为基岩。

加筋风光板基础底面的埋置深度， 关于一般土质地基不该小于，当设置在岩石上时应除去表面风化层。 当 风化层很厚难以所有除去时，可采纳土质地基的埋置深度。浸水地域和冰冻地域的基础埋置深度要求同重力式挡土 墙。

脆弱地基上的加筋土挡土墙，当地基承载力不可以知足要求时，应进行地基办理。加筋土挡土墙的基底可做成水

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平或联合地形做成台阶形。 (三)排水设备

缩缝，此间距一般与沉降缝一致。

沉降缝、伸缩缝宽度一放为 1~2cm，可采纳沥青板、软木板或沥青麻絮等填塞。

四、加筋土挡土墙的结构计算

(一)车辆荷载换算

车辆荷载换算的等代均布土层厚度 h 按下式计算：

3

；

r——加筋体填土容重， kN ／m

∑G——部署在 B x L 0 面积内的轮载或履带荷载， KN 。 1．B 的取值规定

汽车— 10 级或汽车— 15 级作用时，取挡土墙分段长度，但不大于 15m。汽车— 20 级作用时，取重车的扩散长 度，当挡土墙分段长度在 10m 及以下时，扩散长度不超出 10m；挡土墙分段长度在 10m 以上时，扩散长度不超出 15m。汽车—超 20 级作用时，取重车的扩散长度，但不超出 20m。平板挂车或履带车作用时，取挡土墙分段长度和 车辆扩散长度二者之较大值，但不超出 15m。车辆的扩散长度 B 按下式计算：

B=L ’十 a 十(2H ’

十

H)tan30 °

式中： L

’

——汽车或平板车的前后相距 (履带车为零 )，m；

a——车轮或履带的着地长度， m； ’

——加筋体上路提升度， m，如图 2-5-2 所示； H H——加筋体高度， m。 2．L0 的取值规定

在内部稳固性剖析中，当活动区进入路基宽度时，分别用路基宽度和活动区宽度计算等代土层厚度 h，取 h 较 大者所对应的 L0；当活动区未进入路基宽度时，取路基宽度。外面稳固性验算取路基宽度。 3．车辆荷载部署

汽车荷载纵向部署：当 B 值取挡土墙分段长度时 ,为分段长度内可能部署的车轮；当取重车的扩散长度时，为 一辆重车。

汽车荷载的横向部署： L0 范围内可能部署的车轮。车轮中线距路面（硬路肩）或安全带的距离为。 平板挂车或履带车荷载在纵向只部署一辆。横向为 L0 范围内可能部署的车轮或履带， 轮中线距路面 (硬路肩 )或安全带边沿的距离为。

(二)加筋土挡土墙的损坏形式 加筋土挡土墙的损坏形式有以下三种：

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1．拉筋断裂造成的损坏当拉筋的强度不足，或拉筋与连结螺栓的尺寸偏小，或拉筋因腐化而强度渐渐降落时，

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拉筋可能部分或所有被拉断，进而以致加筋体失掉内部稳固性。

2．填料与拉筋间的摩擦力不足造成的损坏当填料与拉筋间的摩擦力不足以均衡拉筋所 受拉力时，拉筋与填料可能相对滑动，以致挡土墙发生严重变形。

以上两种损坏形式均与加筋土挡土墙的内部稳固性有关。

3．加筋体的滑动和颠覆损坏当加筋体的外面稳固性不足时，以致加筋体整体产生过大的沿基底的滑动变形或 绕墙趾的颠覆变形。

为此，要保证加筋土挡土墙在使用过程中发挥应有的作用，设计时应进行内部稳固性和外面稳固性计算。 加筋土挡土墙设计的首要问题是确立破裂面的形状和地点。由实验室模型试验和实地加 筋土挡土墙原型试验测定的结果表示：拉筋上的最大拉力点不是出此刻拉筋与墙面板的连结

处，而是在墙体内部，连结处的拉力约为最大拉力的 0.75 倍；各层拉筋最大拉力点的连线经过墙面板脚．其形状近 似对数螺旋线。在挡土墙的上部，最大拉力线与墙面间距离≤ 0.3H(H 为墙高 )。

在加筋体中，各层拉筋最大拉力点的连线就是可能的损坏面。为了简化计算，近似地以为破裂面是一条经过墙 面板脚，在挡土墙的上部距面板背向距离为 0.3H 的折线，如图 2-5-20 所示。

破裂面把加筋体分红两部分，破裂面与墙面板之间的部分称为活动区，活动区的土体拥有将加筋条拔出土体的 趋向，该区摩擦力的方向指向墙外；活动区之外的部分称为稳固区或锚固区，稳固区的土体拥有阻挡加筋条被拔出 的趋向。该区加筋条表面的摩擦力方向指向墙内。

(三)筋带拉力与长度计算

筋带拉力与长度计算的基本方法是局部均衡法。局部均衡法的原理是依据作用在填猜中最大拉应力点上的应力， 计算筋带最大拉应力 Tmax。如图 2-5-21 所示，在最大拉应力点 E 上

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拉筋的根数由设计断面面积除以每根拉筋的断面面积确立：

筋带的总长度由活动区长度和锚固区长度两部分构成。筋带锚固长度计算不计车辆荷载 惹起的抗拔力，锚固长度按式 (2-5-38) 计算。

(四)外面稳固性计算

加筋体外面稳固性计算包含基础底面地基承载力验算，基底抗滑稳固性验算和抗颠覆稳 定性验算。计算时假设加筋体结构为刚体，计算方法同重力式挡土墙。

山坡上的加筋体简单出现整体滑动，必需时可增添整体滑动稳固性验算．验算方法同“圆 弧滑动面法” 。

关于墙高大于 12m 的加筋土挡土墙，为增强高墙的安全，应采纳整体均衡法进行验算。 因计算工作量很大，此不赘述。

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