边坡支挡类型、构造与设计

01

岩土压力

 

各类挡土墙在支挡土体的同时必然会受到岩土体侧向压力的作用，即岩土压力问题。   岩土压力的计算是挡土墙设计计算的主要依据，而形成岩土压力的主要荷载一般包括岩土体自身重量引起的侧向压力、水压力以及影响区范围内的构筑物荷载、施工荷载、交通荷载等。

土压力

岩体压力

3 侧向岩体压力和破裂角计算应符合下列规定：

1) 当岩质边坡无外倾结构面时，以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算侧向岩体压力，破裂角按式 (45° φ/2)确定，I类岩质边坡取75o左右。

2) 当有外倾硬性结构面时，将计算岩体压力和以岩体等效内摩擦角按侧向土压力方法计算的结果对比，取较大值；   除I类边坡岩体外，破裂角取外倾结构面倾角和 两者中的较小值。

3)当边坡沿外倾软弱结构面破坏时，破裂角取该外倾结构面的视倾角和(45° φ/2)两者中的较小值。

02

挡土墙类型及构造

挡土墙类型的划分方法较多，通常以挡土墙的结构形式分类为主，主要有：   重力式挡土墙(包括衡重式挡土墙)、薄壁式挡土墙(包括悬臂式和扶壁式挡土墙)、加筋式挡土墙、锚杆式和锚定板式挡土墙、竖向预应力锚杆式挡土墙、土钉式及桩板式挡土墙等。

重力式挡土墙

重力式挡土墙按结构形式可分为仰斜式、垂直式、俯斜式、凸形折线式和衡重式。

薄壁式挡土墙

挡土墙高度在6m以下时一般选用悬臂式挡土墙，大于6m时选用扶壁式挡土墙。

悬臂式挡土墙由立壁(墙面板)和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成，呈倒“T”字型，具有三个悬臂，即立壁、墙趾板和墙踵板。

扶壁式挡土墙由墙面板(立壁)、墙趾板、墙踵板及扶肋(扶壁)组成，实际上它是在悬臂式挡土墙的基础上，沿墙方向每隔一定距离加设扶肋而成。

加筋土挡土墙

加筋土挡土墙分为有面板加筋土挡土墙和无面板加筋土挡土墙。   有面板加筋土挡土墙在工程中应用较为广泛，即在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件，提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。   无面板加筋土挡土墙通过反包式土工格栅的加筋锚固作用，约束土体的侧向变形，保证土体的稳定。

03

挡土墙设计计算

重力式挡土墙

 
  3 地基承载力及墙身强度验算：

必要时应参照基础工程设计和混凝土设计原理进行地基承载力验算及墙身强度验算。   进行地基承载力验算时，应先求出作用在基底的总竖向力，并通过力矩平衡求出合力作用点，进而求得基底合力偏心距，再根据不同偏心情况下的基底应力计算公式分别求得最大值和平均值，验算二者分别满足地基承载力验算公式即可。   验算墙身强度时，则应取1~2个控制截面，分别进行其在自重及岩土压力同时作用下的正截面偏心压缩承载力验算、弯曲承载力验算及斜截面抗剪承载力验算，具体计算方法可参照相关规范。

薄壁式挡土墙

 

3 设计原则：  

计算挡土墙整体稳定性和立板内力时，可不考虑挡土墙墙前底板以上土体的影响；   在计算墙趾板内力时，应计算底板以上填土的自重。

计算挡土墙实际墙背和墙踵板的土压力时，可不计填料与板间的摩擦力。

悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙的侧向主动土压力宜按第二破裂面法进行计算。   当不能形成第二破裂面时，可用墙踵下缘与墙顶内缘的连线或通过墙踵的竖向面作为假想墙背计算，取其中较不利状态的侧向压力作为设计控制值。

悬臂式挡墙的立板、墙趾板和墙踵板等结构构件可取单位宽度按悬挑构件进行计算。

对扶壁式挡土墙，根据其受力特点可按下列简化模型进行内力计算：

① 立板和墙踵板可根据边界约束条件按三边固定、一边自由的板或以扶壁为支点的连续板进行计算；

② 墙趾底板可简化为固定在立板上的悬臂板进行计算；

③ 扶壁可简化为T形悬臂梁进行计算，其中立板为梁的翼缘，扶壁为梁的腹板。

加筋土挡土墙

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