5第五章挡土计

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1、第五章第五章挡挡 土土 墙墙 设设 计计福建工程学院土木工程系福建工程学院土木工程系市政工程教研室市政工程教研室秦泽豹秦泽豹1359904032913599040329QQ:55874517QQ:558745171.挡土墙的概念及用途挡土墙的概念及用途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，以保持土体稳定的构筑物。定的构筑物。 (1)陡坡地段；陡坡地段； (2)岩石风化的路堑边坡地段；岩石风化的路堑边坡地段； (3)为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段； (4)可能产生坍方、滑坡的不良地质地段；可能产

2、生坍方、滑坡的不良地质地段； (5)高填方地段；高填方地段； (6)水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段；水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段； (7)为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段；为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段； (8)为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段。为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段。 路堤挡土墙路堤挡土墙 常设置在高填路堤或陡坡路堤的下方常设置在高填路堤或陡坡路堤的下方, 确确保路基稳定。收缩路堤坡脚，减少填方数量。保路基稳定。收缩路堤坡脚，减少填方数量。2 2.挡土墙的常见用途挡土墙的常见用途 路肩挡土墙路肩挡土墙 节约用地、保护沿线重

3、要建筑物，保证节约用地、保护沿线重要建筑物，保证路堤稳定路堤稳定; 5第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计路肩挡路肩挡土墙土墙抬高公路；当路肩挡土墙与路堤抬高公路；当路肩挡土墙与路堤挡土墙工程数量相近而基础情况相似时，应优先挡土墙工程数量相近而基础情况相似时，应优先选用路肩墙。选用路肩墙。 路堑挡土墙路堑挡土墙 设在路堑底部设在路堑底部, 支撑开挖后不能自行稳定支撑开挖后不能自行稳定的边坡的边坡; 降低边坡高度降低边坡高度, 减少挖方数量。减少挖方数量。 浸水挡土墙浸水挡土墙 避免沿河路基挤缩河床，防止路基水流避免沿河路基挤缩河床，防止路基水流冲刷边坡。冲刷边坡。7第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计

4、浸浸水挡水挡土墙土墙避免路基边坡受水流冲刷。避免路基边坡受水流冲刷。 山坡挡土墙山坡挡土墙 防止山坡覆盖层或堆积坡体下滑。通常防止山坡覆盖层或堆积坡体下滑。通常采用片石砼挡土墙支挡。采用片石砼挡土墙支挡。8第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计山坡挡土墙山坡挡土墙 支挡覆盖层或堆积坡体下滑。支挡覆盖层或堆积坡体下滑。通常采用片石砼挡土墙支挡。通常采用片石砼挡土墙支挡。 抗滑挡土墙抗滑挡土墙 用于滑动地段，在滑坡体下方设置的挡土用于滑动地段，在滑坡体下方设置的挡土墙，可稳定滑坡岩土体。墙，可稳定滑坡岩土体。9第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计抗滑挡抗滑挡土墙土墙用于滑动地段，可稳定滑坡岩土体。用于滑动地

5、段，可稳定滑坡岩土体。 桥头挡土墙桥头挡土墙支承桥梁上部建筑及保证桥头填土稳定。支承桥梁上部建筑及保证桥头填土稳定。墙身靠填土墙身靠填土(或山体或山体)一切一切工作侧称为工作侧称为墙背墙背，大部分外露，大部分外露的一侧称为的一侧称为墙面墙面(或墙胸或墙胸)，墙，墙的顶面部分称为的顶面部分称为墙顶墙顶，墙的底，墙的底面部分则称为面部分则称为墙底墙底，墙背与墙，墙背与墙底的交线称为底的交线称为墙踵墙踵，墙面与墙，墙面与墙底的交线称为底的交线称为墙趾墙趾。墙背与铅。墙背与铅垂面的夹角称为垂面的夹角称为墙背倾角墙背倾角，一，一般用般用表示；工程中常用单位表示；工程中常用单位墙高与其水平长度之比来表示，

6、墙高与其水平长度之比来表示，即可表示为即可表示为1:n 。墙踵到墙顶。墙踵到墙顶的垂直距离称为的垂直距离称为墙高墙高，用，用H 表表示。示。 类型类型(1)在路基横断面上位置：分为在路基横断面上位置：分为路肩墙、路堤墙及路堑墙路肩墙、路堤墙及路堑墙。 当墙顶置于路肩时，称为当墙顶置于路肩时，称为路肩式挡土墙路肩式挡土墙； 当挡土墙支撑路堤边坡，墙顶以上尚有一定的填土高当挡土墙支撑路堤边坡，墙顶以上尚有一定的填土高度，则称为路堤挡土墙，又称度，则称为路堤挡土墙，又称坡脚式挡土墙坡脚式挡土墙； 当挡土墙用于稳定路堑边坡，称为当挡土墙用于稳定路堑边坡，称为路堑式挡土墙路堑式挡土墙； 当设置在山坡上用

7、于防止山坡覆盖层下滑的挡土墙，当设置在山坡上用于防止山坡覆盖层下滑的挡土墙，称为称为山坡挡土墙山坡挡土墙。承受土侧压力防治滑坡稳定边坡防止冲刷节约占地防治滑坡减少刷方减少填方量(2)根据根据所处环境和作用所处环境和作用：可分为一般地区挡土墙、浸水地：可分为一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙、地震地区挡土墙，还有用于整治滑坡的抗滑挡区挡土墙、地震地区挡土墙，还有用于整治滑坡的抗滑挡土墙。土墙。(3)按按墙体材料墙体材料：挡土墙分为砖石挡土墙、混凝土挡土墙、：挡土墙分为砖石挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙以及木质挡土墙。钢筋混凝土挡土墙以及木质挡土墙。(4)按按结构形式结构形式：重力式、衡重式、

8、悬臂式、扶壁式、加筋：重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式、锚定板式、竖向预应力锚杆式、土钉式和土式、锚杆式、锚定板式、竖向预应力锚杆式、土钉式和桩板式，共十种桩板式，共十种 。 主要依靠墙身自重保持稳定。主要依靠墙身自重保持稳定。它取材容易，形式简单，施工简它取材容易，形式简单，施工简便，适用范围广泛。便，适用范围广泛。多用多用浆砌片浆砌片(块块)石石，墙高狡低，墙高狡低(6m)时也可用时也可用干砌干砌，在缺乏石，在缺乏石料地区可用料地区可用混凝土浇筑混凝土浇筑，但也不，但也不宜超过宜超过12m 。其断面尺寸较大，堵身较重，其断面尺寸较大，堵身较重，对地基承截力的要求较高。对地基

9、承截力的要求较高。 一般采用片石混凝土一般采用片石混凝土建造，建造，墙身加人少量墙身加人少量钢筋，钢筋，以减薄断面，以减薄断面，并采用较宽的墙趾，并采用较宽的墙趾，使圬工应力没有过多使圬工应力没有过多的富余，而稳定性又的富余，而稳定性又符合要求。适用范围符合要求。适用范围与重力式挡墙相同，与重力式挡墙相同，尤宜应用在限界紧迫尤宜应用在限界紧迫处所。处所。衡衡重重台台上下墙背间有衡重台、利用衡上下墙背间有衡重台、利用衡重台上填土重力和墙身自重共同重台上填土重力和墙身自重共同作用维持其稳定。其断面尺寸较作用维持其稳定。其断面尺寸较重力式小，且因墙面陡直、下墙重力式小，且因墙面陡直、下墙墙背仰斜，可

10、降低墙高和减少基墙背仰斜，可降低墙高和减少基础开挖量，但地基承载力要求较础开挖量，但地基承载力要求较高。多用在地面横坡陡峻的路肩高。多用在地面横坡陡峻的路肩墙，也可作路堤墙或路堑墙。由墙，也可作路堤墙或路堑墙。由于衡重台以上有较大的容纳空间，于衡重台以上有较大的容纳空间，上墙墙背加缓冲墙后，可作为拦上墙墙背加缓冲墙后，可作为拦截崩坠石之用。截崩坠石之用。钢筋混凝土结构由立壁、墙趾板和墙踵板三个悬臂部分组钢筋混凝土结构由立壁、墙趾板和墙踵板三个悬臂部分组成，墙身稳定主要依靠墙踵板上的填土重力来保证。断面尺寸成，墙身稳定主要依靠墙踵板上的填土重力来保证。断面尺寸较小，但墙较高时，立壁下部的弯矩大，

11、钢筋与混凝土用量大较小，但墙较高时，立壁下部的弯矩大，钢筋与混凝土用量大.经济性差。多用做墙高经济性差。多用做墙高6m的路肩墙，适用于缺乏石料的地区的路肩墙，适用于缺乏石料的地区和承载能力较低的地基和承载能力较低的地基钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）墙身稳定主要靠踵板上的填土来保证。 钢筋混凝土扶壁式挡土墙由墙面板钢筋混凝土扶壁式挡土墙由墙面板(立壁立壁)、墙趾板、墙踵板、墙趾板、墙踵板和扶肋和扶肋(扶壁扶壁)组成，即沿悬臂式挡土墙墙长方向每隔一定距离组成，即沿悬臂式挡土墙墙长方向每隔一定距离增设扶肋，把墙面板与墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地增设扶肋，把墙面板与

12、墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区和地基承载力较低的地段，墙较高区和地基承载力较低的地段，墙较高(6m)时时,较悬臂式经济。较悬臂式经济。钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）钢筋砼轻型式（悬臂式或扶壁式）墙身稳定主要靠踵板上的填土来保证。由墙面板、拉筋和填由墙面板、拉筋和填土三部分组成，借助于拉土三部分组成，借助于拉筋与填士间的摩擦作用，筋与填士间的摩擦作用，把土的侧压力传给拉筋，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。既是柔性从而稳定土体。既是柔性结构，可承受地基较大的结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动可承受荷载的冲击、振动作用。施工简便、外形美

13、作用。施工简便、外形美观、占地面积少，而且对观、占地面积少，而且对地基的适应性强。适用于地基的适应性强。适用于缺乏石料的地区和大型填缺乏石料的地区和大型填方工程。方工程。横横向向锚锚杆杆式式由锚杆和钢筋混凝土墙面组由锚杆和钢筋混凝土墙面组成锚杆一端锚固在稳定的地层中，成锚杆一端锚固在稳定的地层中，另一端与墙面连接，依靠锚杆与另一端与墙面连接，依靠锚杆与地层之间的锚固力地层之间的锚固力(即锚杆抗拔即锚杆抗拔力力)承受土压力，维持挡土墙的承受土压力，维持挡土墙的平衡。上石方和圬工量都较少，平衡。上石方和圬工量都较少，施工安全，较为经济。适用于墙施工安全，较为经济。适用于墙高较大，缺乏石料的地区或挖

14、基高较大，缺乏石料的地区或挖基困难的地段，具有锚固条件的路困难的地段，具有锚固条件的路堑墙，对地基承载力要求不高。堑墙，对地基承载力要求不高。由由锚定板锚定板、拉杆拉杆、钢筋混凝土墙面钢筋混凝土墙面和和填土填土组成。锚定板埋组成。锚定板埋置于墙后的稳定土层内，利用锚定板产生的抗拔力抵抗侧向土置于墙后的稳定土层内，利用锚定板产生的抗拔力抵抗侧向土压力，维持挡土墙的稳定。基底应力小，圬工数量少，不受地压力，维持挡土墙的稳定。基底应力小，圬工数量少，不受地基承载力的限制，构件轻简，可预制拼装、机械化施工。适用基承载力的限制，构件轻简，可预制拼装、机械化施工。适用于缺乏石料的路堤墙和路肩墙，墙高时可分

15、级修建。于缺乏石料的路堤墙和路肩墙，墙高时可分级修建。锚杆竖向锚固在地基中，并锚杆竖向锚固在地基中，并砌筑于墙身内，最后张拉锚杆，砌筑于墙身内，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹性回缩对墙身施利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定加预应力来提高挡土墙的稳定性。一般一根性。一般一根16Mn22的锚的锚杆可替代杆可替代5m3的浆砌片石圬工。的浆砌片石圬工。施工中可用轻型钻机或人工冲施工中可用轻型钻机或人工冲孔，灌浆及预应力张拉较简易。孔，灌浆及预应力张拉较简易。适用于岩质地基，多用于抗滑适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙。挡土墙。由土体、土钉和护面板三部分由土体、土钉和护面板三部分组成。利用土

16、钉对天然土体就地实组成。利用土钉对天然土体就地实施加固，并与施加固，并与护面板护面板相结合，形成类似于重力式挡土墙相结合，形成类似于重力式挡土墙的复合加强体，从而使开挖坡面稳的复合加强体，从而使开挖坡面稳定。对土体适应性强、工艺简单、定。对土体适应性强、工艺简单、材料用量与工程量较少，可自上而材料用量与工程量较少，可自上而下分级施工。常用于稳定挖方边坡，下分级施工。常用于稳定挖方边坡，也可作为挖方工程的临时支护。也可作为挖方工程的临时支护。由钢筋混凝土锚固桩和挡土由钢筋混凝土锚固桩和挡土板组成。利用深埋的锚固段的锚板组成。利用深埋的锚固段的锚固作用和被动抗力抵抗侧向土压固作用和被动抗力抵抗侧向

17、土压力，从而维护挡土上墙的稳定。力，从而维护挡土上墙的稳定。适用于岩质地基、土压力较大、适用于岩质地基、土压力较大、要求基础深埋的地段，墙高不受要求基础深埋的地段，墙高不受一般挡土墙高度的限制。开挖面一般挡土墙高度的限制。开挖面小，施工较为安全。小，施工较为安全。公路中的挡土墙公路中的挡土墙1.山坡陡峻，用以降低山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡挖，避免破坏山体平衡;2.地质条件不良地质条件不良;用以支用以支挡可能坍塌的山坡土休挡可能坍塌的山坡土休1.用以支挡山坡上有可能用以支挡山坡上有可能坍滑的覆盖层土体或破碎坍滑的覆盖层土体或破碎岩层岩层;2.根

18、据山坡情况可分设数根据山坡情况可分设数道，以满足实际需要道，以满足实际需要1.陡山坡上，为保证路堤稳陡山坡上，为保证路堤稳定，收缩坡脚定，收缩坡脚;2.压缩路堤坡脚，减少占用压缩路堤坡脚，减少占用土地或避免与其它建筑物干土地或避免与其它建筑物干扰；扰；3.防止沿河路堤水流冲刷，防止沿河路堤水流冲刷，淘刷淘刷1.受地形限制或其它建受地形限制或其它建筑物干扰，必须约束坡筑物干扰，必须约束坡脚时脚时;2.防止陡坡路肩下滑防止陡坡路肩下滑 沿河路堤，须收缩沿河路堤，须收缩坡脚，以免水流冲刷坡脚，以免水流冲刷和淘刷和淘刷 滑坡地段，用以稳滑坡地段，用以稳定滑动土体定滑动土体 在较陡的山坡上，结合在较陡的

19、山坡上，结合地形设陡边坡，就地利用地形设陡边坡，就地利用削陡石料填筑，砌成挡墙，削陡石料填筑，砌成挡墙，但地基必须良好但地基必须良好 加筋土挡土墙一般修加筋土挡土墙一般修建于填方地段，为保护建于填方地段，为保护路肩，约束边坡用地，路肩，约束边坡用地，可使之直立到顶。可使之直立到顶。 用于道路工程代替圬用于道路工程代替圬工型式的挡土墙，用地工型式的挡土墙，用地及填筑土方量大为节省。及填筑土方量大为节省。 用于双面进行支挡，用于双面进行支挡，直立时的挡墙，但其拉直立时的挡墙，但其拉筋为双面分离设置。筋为双面分离设置。 用于直立双面拉筋分用于直立双面拉筋分层间隔交错。层间隔交错。 土工织物分层用于加

20、筋土工织物分层用于加筋土中作拉筋，在挡土结构土中作拉筋，在挡土结构的土体中，每隔一定距离的土体中，每隔一定距离铺设土工织物土工布铺设土工织物土工布)并并在端部向上包卷，包土砂在端部向上包卷，包土砂叠筑成挡土墙，在受水浸叠筑成挡土墙，在受水浸或冲刷淘刷地段有较好防或冲刷淘刷地段有较好防护作用护作用挡土墙一般由挡土墙一般由墙身墙身、基础基础、排水设施排水设施和和伸缩缝伸缩缝组成。组成。在设计挡土墙的地段，应根据墙趾处的地形、地质和水在设计挡土墙的地段，应根据墙趾处的地形、地质和水文等情况，考虑材料来源和施工条件，结合技术经济比较，文等情况，考虑材料来源和施工条件，结合技术经济比较，进行挡土墙的布置

21、与设计。进行挡土墙的布置与设计。一般要满足以下一般要满足以下要求要求：(1)(1)确保挡土墙基础稳定，墙身坚固，作用良好；确保挡土墙基础稳定，墙身坚固，作用良好；(2)(2)结构合理，断面经济，开挖与回填量少；就地取材；结构合理，断面经济，开挖与回填量少；就地取材；(3)(3)节省劳动力和用地面积；节省劳动力和用地面积；(4)(4)便于施和养护。便于施和养护。 仰斜式仰斜式垂直式垂直式俯斜式俯斜式凸形折线式凸形折线式衡重式衡重式(1)仰斜式所受土压力小、断面经济。开挖回填量较小，较适用于路堑墙。当用于路堤墙时，墙壁坡度不宜缓于1: 0.3。(2)俯斜式所受土压力大，地面横坡陡峻时可以用陡直墙面

22、以减小墙高。墙背亦可做成台阶形。(3)衡重式适用于山区陡峻处路肩墙和路堤墙，亦用于路堑墙。上下墙高比例一般为：2:33)3) 墙顶：墙顶：墙顶最小宽度墙顶最小宽度: : 浆砌片石为浆砌片石为0.50.5米米, , 干砌时为干砌时为0.60.6米米; ; 帽石：帽的厚度不小于帽石：帽的厚度不小于0.40.4米米, , 若不做帽石或为路堤墙和路若不做帽石或为路堤墙和路堑墙，应用大块石置于墙顶并用堑墙，应用大块石置于墙顶并用5 5号砂浆抹平顶面（厚号砂浆抹平顶面（厚2cm2cm） 墙面坡度直接影响挡土墙的高度。在地面横坡较陡时，墙墙面坡度直接影响挡土墙的高度。在地面横坡较陡时，墙面坡度一般为面坡度一

23、般为1:0.05-1:0.2，矮墙可用陡直墙面；地面平缓，矮墙可用陡直墙面；地面平缓时，一般采用时，一般采用1:0.2-1:0.35较为经济。较为经济。各种墙型的墙面及墙背坡度各种墙型的墙面及墙背坡度情况如下：情况如下：目的目的(P129)疏干墙后填料中的水分，防止墙后积水致使墙身承受额疏干墙后填料中的水分，防止墙后积水致使墙身承受额外的静水压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力；清除外的静水压力；减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力；清除粘土填料浸水后的膨胀压力。粘土填料浸水后的膨胀压力。要求：要求： 做好地表排水，防止地面水下渗做好地表排水，防止地面水下渗。可采取设排水沟、填土。可采取设排水沟

24、、填土表面设隔水层、墙前边沟铺砌加固等措施。表面设隔水层、墙前边沟铺砌加固等措施。 做好墙身排水做好墙身排水，主要是设置泄水孔等排水构造（干砌挡土，主要是设置泄水孔等排水构造（干砌挡土墙不设泄水孔）。墙不设泄水孔）。23m 23m高于墙前地面或常年水位30cm墙前地面及明沟铺砌加固0.30.50.30.5墙身排水构造墙身排水构造 (泄水孔、反滤层、隔水层）泄水孔、反滤层、隔水层）反滤层：反滤层：反滤层是由反滤层是由2-4层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石等材料做成的，顺着水流的方向颗粒逐渐增大，任一层的颗等材料做成的，顺着水流的方向颗粒逐渐增大，任一层的颗粒都不允许穿

25、过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能产生相对移动。设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体产生相对移动。设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体或地基中的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。反滤层常或地基中的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。反滤层常设于土石等材料修筑的堤坝或透水地基上，也常用于防汛中设于土石等材料修筑的堤坝或透水地基上，也常用于防汛中处理管涌、流土等险情。处理管涌、流土等险情。构造构造1： 浆砌片浆砌片(块块)石墙身，应在墙前地面以上设二排泄水孔。墙石墙身，应在墙前地面以上设二排泄水孔。墙高时，可在墙上部加设泄水孔。高时，可在

26、墙上部加设泄水孔。泄水孔尺寸可视泄水量的大泄水孔尺寸可视泄水量的大小而定，一般为小而定，一般为5cm10cm；10cm10cm,15cm20cm等的方孔或直径为等的方孔或直径为510cm的圆孔。的圆孔。孔眼间距一般为孔眼间距一般为23m，干旱地区，可予增大；多雨地区则可减小。上下排泄水孔宜干旱地区，可予增大；多雨地区则可减小。上下排泄水孔宜错开设置，下排泄水孔的出口应高出地面；若为路堑墙，出错开设置，下排泄水孔的出口应高出地面；若为路堑墙，出水口应高出边沟水位水口应高出边沟水位0.3m;若为浸水挡土墙，则应设于常水若为浸水挡土墙，则应设于常水位以上位以上0.3m。下排泄水孔进水口的底部，应铺设

27、。下排泄水孔进水口的底部，应铺设30cm厚的厚的粘土层，并夯实，以防水分渗入基础。粘土层，并夯实，以防水分渗入基础。构造构造2：当墙后填料为粘性土时，水分不易渗入泄水孔排走。因当墙后填料为粘性土时，水分不易渗入泄水孔排走。因此，在渗水量大，或有冻胀可能时，此，在渗水量大，或有冻胀可能时，宜在填料与墙背之间宜在填料与墙背之间用渗水材料用渗水材料(砂砾或碎石砂砾或碎石)填筑厚度大于填筑厚度大于30cm的连续排水层的连续排水层，以疏干墙后填料中的水，防止墙背承受静水压力或冻胀压以疏干墙后填料中的水，防止墙背承受静水压力或冻胀压力。泄水量大时，还可在排水层底部加设纵向渗沟，配合力。泄水量大时，还可在排

28、水层底部加设纵向渗沟，配合排水层把水排泄到墙外。排水层的顶部和底部应用排水层把水排泄到墙外。排水层的顶部和底部应用0.30.5m厚的胶泥厚的胶泥(或其它不透水材料或其它不透水材料)封闭，以防止水流下渗。封闭，以防止水流下渗。展宽墙址（展宽墙址（20cm), 高宽之比：高宽之比： h/b=3/2。斜坡地形设置挡墙，如遇坚硬岩石，将基底做成阶梯形，可减斜坡地形设置挡墙，如遇坚硬岩石，将基底做成阶梯形，可减少挖方数量。少挖方数量。设计要求设计要求：基础基础墙墙身身砌石基础砌石基础钢筋砼基础钢筋砼基础台阶形基础台阶形基础基底倾斜式基础基底倾斜式基础挡土墙的破坏，大多是由于基础处理不当而引起的。类型挡土

29、墙的破坏，大多是由于基础处理不当而引起的。类型选择时要满足选择时要满足基底应力基底应力和和墙身稳定性墙身稳定性。第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深

30、度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h土层土层软软质岩质岩0.61.5弱弱风化硬质岩风化硬质岩 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。

31、1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意

32、图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h岩土岩土类别类别一般硬质岩一般硬质岩

33、埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷

34、线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基

35、埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.

36、25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h 埋埋置置深

37、度深度: 一般地基应在天然地面下至少一般地基应在天然地面下至少1米。米。有冲刷时应在冲刷线下至少有冲刷时应在冲刷线下至少1米。米。 岩石地基应清除表面岩石地基应清除表面风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。风化层。各类岩层地基埋置深度及襟边宽度见下表。1.52.51.00砂、砾石等砂、砾石等1.02.00.6 1.0软质岩软质岩0.250.50.25硬质岩硬质岩示意图示意图襟边襟边宽度宽度(米米)基础埋深基础埋深(米米)岩层类别岩层类别埋埋置置深度深度h埋置深度埋置深度: 硬质岩石地基，基础应埋置在基岩表面风化层以下；其余一硬质岩石地基，基础应埋置在基岩表面风化层以下；其余一般地基应在

38、天然地面下至少般地基应在天然地面下至少1米米有冲刷时，应在冲刷线下至少有冲刷时，应在冲刷线下至少1米。米。 各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。各类斜坡面岩土地基挡土墙基础埋置深度及襟边宽度见下表。根据地基条件、墙高、墙身断面变化的需要设置根据地基条件、墙高、墙身断面变化的需要设置, 且通且通常每常每10-15米设一道，缝宽米设一道，缝宽2-3cm。缝内一般可用胶泥填。缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则塞，但在渗水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿

39、内、外、顶三方填塞，填深不宜小于内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当墙后为，当墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。(1)路堑挡土墙，大多设置在边沟外侧；路堑挡土墙，大多设置在边沟外侧；(2)路肩挡土墙能充分收缩坡脚，可按路基宽度布设；路肩挡土墙能充分收缩坡脚，可按路基宽度布设；(3)路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较，确定其合理位置；路堤墙应与路肩墙进行技术经济比较，确定其合理位置；(4)浸水挡土墙应保证过水断面，使水流畅通，不致挤压河浸水挡土墙应保证过水断面，使水流畅通，不致挤压河道及引起局部冲刷；道及引起局部冲刷；(5)山坡挡土墙应考虑设在基础

40、可靠处，其它类型的挡土墙山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处，其它类型的挡土墙的位置选择均应满足上述的要求。的位置选择均应满足上述的要求。 包括横向布置和纵向布置，个别复杂的挡土墙还需进行包括横向布置和纵向布置，个别复杂的挡土墙还需进行平面布置。平面布置。（1）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。它结构物的衔接方式。（2）按地基与地形情况进行分段，确定伸缩缝的位置。）按地基与地形情况进行分段，确定伸缩缝的位置。（3）布置各段挡土墙的基础。）布置各段挡土墙的基础。（4）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。）布置泄水孔的

41、位置，包括数量、间隔和尺寸等。 沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝墙体伸入堤内墙体伸入堤内0.750.75米以上米以上嵌入原地层嵌入原地层0.5(石石)1.5(土土)米米路堑路堑分段长度分段长度分段长度分段长度分段长度分段长度基础底面标高基础底面标高基底线基底线基底纵向台阶基底纵向台阶, 按按地形设置地形设置,高宽比高宽比不大于不大于1 : 2泄水孔泄水孔路路堤堤绘制起讫点，墙高最大处、墙身断面和基础形式变异处以及其他有关桩号的挡土墙、横断面图。墙上应按计算结果布置墙身断面，确定基础形式和埋置深度，布置排水设备，指定墙料的类别等。挡土墙横断面如图： 泄水孔排水层不设置排水层时的泄水孔设置排水层的泄水

42、孔1. 永久荷载永久荷载 (主要力系主要力系)3. 偶然荷载偶然荷载(特殊力：如地震力特殊力：如地震力)WOGEaExEyTNPTNP2WrEP墙上恒载墙体自重被动土压力基底反力(基底法向反力)(水的浮力)(基底摩擦力)墙上恒载(主动土压力)静水压力2. 可变荷载可变荷载 (附加力系附加力系)第二节第二节 挡土墙土压力的计算挡土墙土压力的计算6第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计二二.一般条件下库仑主动土压力计算一般条件下库仑主动土压力计算1. 土压力种类土压力种类:被动土压力被动土压力静止土压力静止土压力主动土压力主动土压力2.2.主动土压力的计算主动土压力的计算 朗金方法朗金方法: : 分析弹

43、性半无限空间体受力土体的应力状态分析弹性半无限空间体受力土体的应力状态, ,依据土的极限平衡条件来确定土压力强度及破裂面方向。依据土的极限平衡条件来确定土压力强度及破裂面方向。(1)作用在挡土墙墙背上的土压力按库伦主动土压力公式计算；作用在挡土墙墙背上的土压力按库伦主动土压力公式计算；(2)当墙背俯斜角度较大，土体中出现第二破裂面时，按第二破裂面法计算。当墙背俯斜角度较大，土体中出现第二破裂面时，按第二破裂面法计算。(3)墙后土体为粘性土时，可用等效内摩擦角法或直接按粘性土土压力计算。墙后土体为粘性土时，可用等效内摩擦角法或直接按粘性土土压力计算。 (4)浸水挡土墙应考虑水对墙后土的影响；浸水

44、挡土墙应考虑水对墙后土的影响；(5)地震区按有关规定计算；地震区按有关规定计算；(6)墙前土体的被动土压力一般不考虑；墙前土体的被动土压力一般不考虑； 静止土压力可根据如图所示的弹性半无限体的应力状态静止土压力可根据如图所示的弹性半无限体的应力状态求解。在填土表面以下深度求解。在填土表面以下深度h处处M点取一单元体点取一单元体(在在M点处一点处一微小正六面体微小正六面体)，作用于单元体上的力有两个，作用于单元体上的力有两个:一是竖向土的一是竖向土的自重自重;二是侧向压力。二是侧向压力。ozMEoH/3HhHKo土的自重应力土的自重应力侧向土压应力侧向土压应力 静止土压力系数静止土压力系数K K

45、0 0与填土的性质、密实程度等因素有关，与填土的性质、密实程度等因素有关，可由试验测定。由于目前试验设备和方法还不够完善，所得可由试验测定。由于目前试验设备和方法还不够完善，所得结果不能令人满意，所以常采用下述经验公式估算结果不能令人满意，所以常采用下述经验公式估算: :静止土压应力沿墙高呈三角形分布，其合力为：静止土压应力沿墙高呈三角形分布，其合力为：静止土压力静止土压力E EO O方向为水平，作用点位于离墙踵方向为水平，作用点位于离墙踵H/3高度处。高度处。 朗肯土压力理论是从研究弹性半无限体内的应力状态出发朗肯土压力理论是从研究弹性半无限体内的应力状态出发,根据土的极限平衡理论来计算土压

46、力的。基本假定如下根据土的极限平衡理论来计算土压力的。基本假定如下: (1)土体是地表为一平面的半无限体，土压力方向与地表面土体是地表为一平面的半无限体，土压力方向与地表面平行平行; (2)达到主动应力状态时，土体向侧向伸张达到主动应力状态时，土体向侧向伸张;达到被动应力状达到被动应力状态时，土体向侧向压缩态时，土体向侧向压缩; (3)主动或被动应力状态只存在于破裂棱体之内，即局部土主动或被动应力状态只存在于破裂棱体之内，即局部土体中出现极限状态，而破裂棱体之外仍处于弹性平衡状态体中出现极限状态，而破裂棱体之外仍处于弹性平衡状态; (4)土体发生剪切时，破裂面为平面土体发生剪切时，破裂面为平面

47、; (5)伸张与压缩对土的影响很小，忽略竖直方向上土的变形伸张与压缩对土的影响很小，忽略竖直方向上土的变形对土压力的影响对土压力的影响; (6)挡土墙墙背垂直、光滑，即墙背倾角挡土墙墙背垂直、光滑，即墙背倾角a=0，墙背与填土，墙背与填土无摩擦作用，墙背摩擦角为零。无摩擦作用，墙背摩擦角为零。水平应力水平应力竖向应力竖向应力砂性土水平应力砂性土水平应力粘性土水平应力粘性土水平应力a 沿深度方向的主动上压力沿深度方向的主动上压力 分布强度分布强度(KPa)(KPa) ; Ka 朗肯主动土压力系数，朗肯主动土压力系数，填土的容重填土的容重(kN/m3 ) ; h计算点离填土表面的距离计算点离填土表

48、面的距离(m);填土的内摩擦角填土的内摩擦角; c 填土的粘聚力填土的粘聚力(KPa)。(1)砂性土主动土压力砂性土主动土压力EaEa作用在离墙踵作用在离墙踵H/H/3 3高度处。高度处。(2)粘性土的主动土压力粘性土的主动土压力主动土压力主动土压力EaEa作用在离墙踵作用在离墙踵(H-hc)/(H-hc)/3 3处。处。砂性土水平应力砂性土水平应力粘性土水平应力粘性土水平应力被动土压力图式被动土压力图式砂性上被动土压力分布砂性上被动土压力分布粘性土被动土压力分布粘性土被动土压力分布(1)砂性土被动土压力砂性土被动土压力E Ep p作用在离墙踵作用在离墙踵H/3H/3高度处。高度处。(2)粘性

49、土的被动土压力粘性土的被动土压力被动土压力被动土压力E Ep p作用在离墙踵作用在离墙踵(H+3h(H+3hc c)H/(6h)H/(6hc c+3H)+3H)处。处。1.朗肯土压力理论只适用于填土为一平面的垂直墙背的挡土墙。朗肯土压力理论只适用于填土为一平面的垂直墙背的挡土墙。2.2.朗肯理论可用于具有均布荷载、填土表面为倾斜平面的垂直朗肯理论可用于具有均布荷载、填土表面为倾斜平面的垂直墙，若该均布荷载换算高度为墙，若该均布荷载换算高度为h ho o则土压力为：则土压力为：3. 朗肯理论不适用于仰斜墙背、填土表面为折线形的情况。朗肯理论不适用于仰斜墙背、填土表面为折线形的情况。4.如墙背为俯

50、斜，但可利用朗肯理论近似计算土压力。如墙背为俯斜，但可利用朗肯理论近似计算土压力。已知某挡土墙高度已知某挡土墙高度H H8.08.0米，墙背竖直、光滑，填土表面水米，墙背竖直、光滑，填土表面水平（平（=0），墙面与填土之间的摩擦角），墙面与填土之间的摩擦角(=0) 。墙后填土为。墙后填土为中砂（中砂（c=0），容重），容重18.0KN/m3，内摩擦系数，内摩擦系数=30，（1）计算填土表面）计算填土表面2m深度处的土压应力；深度处的土压应力；（2）计算作用在挡土墙上的总主动土压力。）计算作用在挡土墙上的总主动土压力。库伦理论是一种计算土压力的简化方法，它具有计算简便，能适用于各种复杂情况和计算

51、结果比较接近实际等优点。因此，目前仍被工程界所广泛应用，公路挡土墙所承受的土压力，一般按库伦理论计算。库伦土压力理论是从研究墙后宏观土体的滑动出发的，这和朗金理论先求得土压应力有所不同。当墙后破裂棱体产生滑动时，土体处于极限平衡状态，根据破裂棱体的静力平衡条件，求得墙背主动土压力和被动土压力。库伦理论在分析土压力时，基于下述基本假定：(1)墙后土体为均质散粒体，粒间仅有内摩擦力而无粘聚力(2)当墙产生一定位移(移动或转动)时，墙后土体将形成破裂棱体，并沿墙背和破裂面滑动(下滑或上移)；(3)破裂面为通过墙踵的一平面；(4)当墙后土体开始滑动时，土体处于极限平衡状态，破裂棱体在自重W、墙背反力和

52、破裂面反力作用下维持静力平衡。(5)挡土墙及破裂棱体视为刚体，在外力作用下不发生变形。第五章第五章挡土墙设计挡土墙设计库仑方法库仑方法：假定墙后填料为无粘性土，当墙向外移动：假定墙后填料为无粘性土，当墙向外移动或倾转时，墙后土体会沿通过墙踵的破裂面和墙背这两个平或倾转时，墙后土体会沿通过墙踵的破裂面和墙背这两个平面下滑面下滑; ;把墙和滑动土楔视作刚性把墙和滑动土楔视作刚性, ,根椐静力平衡条件根椐静力平衡条件, ,可确可确定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的土压力定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的土压力E Ea a。B)sin()cos(G)sin()90sin(GEa)sin()cos()c

53、os()sin()cos(secH 21E22a代入代入G可得可得由力的三角形得由力的三角形得 由于由于E Ea a是是的函数，且存在最大值，由的函数，且存在最大值，由 这一条件这一条件, , 求出求出值代入即可得到最大主动土压力值值代入即可得到最大主动土压力值E Ea a。 0 ddEa )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosH21KH21E 2222a2aa 沿深度方向的主动上压力 分布强度(KPa) ; Ka 库伦主动上压力系数，填土的容重(kN/m3 ) ; 计算点离填土表面的距离(m);填土的内摩擦角();墙背摩擦角()；填土表明的倾角()； c 墙背倾

54、角()。破裂棱体在自重破裂棱体在自重W W、墙背对被动土压力的反力、墙背对被动土压力的反力E Ep p和破裂面和破裂面反力反力R R作用下平衡。依据力三角形即可求得作用下平衡。依据力三角形即可求得E Ep p。库伦被动土压力计算图式库伦被动土压力计算图式库伦被动土压力库伦被动土压力 若填土表面水平，墙背垂直且光滑时，即若填土表面水平，墙背垂直且光滑时，即=0，=0，=0, 上式可简化成上式可简化成:这与砂性上填料时的朗金土压力系数公式相同这与砂性上填料时的朗金土压力系数公式相同BbAaHhoC3C2dC1loC5C41:m1:m1:mlodbahoHblolodbhohoHHaad局部荷载位于

55、破坏棱体上破坏棱体上无荷载全部荷载位于破坏棱体上破裂棱体自重可统一标示为：破裂棱体自重可统一标示为：)(0BAtgSG）（）（）（sincosBtgAE00a则则，整整理理得得令令 0dE ad值值可可求求，则则a00E 0tgctgtgtgtgAB边界条件边界条件破裂面交于荷破裂面交于荷载内侧载内侧破裂面交于荷破裂面交于荷载中部载中部破裂面交于荷破裂面交于荷载外侧载外侧0B20)(21HaAtgaHHabB)2(21210)()2(2100hahHaA20)(21HaAtghaHHhdbabB)22(21)(21000tgaHHhlabB)2(21210000AbLdlodaHZxEEyEx

56、ZyBhohhhhhha-h6HKaKh6Kh KB2DC190 -A)cos(cos010BASG002101210)()(2)(21sin)(21hltgHabctgaHLbaHBHtgctgaHLbAdlL20)sin()cos()cos(cos10AEa，整整理理得得令令 0dE adPPRQQtg242sincossin)cos)(cos(cossin)cos(sincossin2sin)cos(cossinsin12010011201012010ABARBAQBAP 在挡土墙设计中，往往遇到墙背俯斜很缓，即墙背倾角比较大，如衡重式挡土墙的上墙，如图所示，其假想墙背AC的倾角一般比较

57、大。当墙身向外移动，土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背滑动，而是沿着土体中另一破裂面滑动。 土体中出现相交于墙踵C的两个破裂面，远墙的破裂面CF称为第一破裂面，而近墙的破裂面则称为第二破裂面，用i和i引分别表示第一、第二破裂角。在工程实际中，常把出现第二破裂面时计算土压力的方法称为第二破裂面法。 第二破裂面图示第二破裂面图示(1)墙背墙背(或假想墙背或假想墙背)倾角倾角 (或或)必须大于第二破裂面的倾角必须大于第二破裂面的倾角i ，即墙背不妨碍第二破裂面的产生。即墙背不妨碍第二破裂面的产生。(2)墙背墙背(或假想墙背或假想墙背)上的诸力上的诸力(第二破裂面与墙背之间的上体自第二破裂

58、面与墙背之间的上体自重及作用在第二破裂面上的土压力重及作用在第二破裂面上的土压力)所产生的下滑力必须小于墙所产生的下滑力必须小于墙背上的抗滑力。可表示为背上的抗滑力。可表示为: 即作用在墙背上的合力对墙背法线的倾角即作用在墙背上的合力对墙背法线的倾角必须小于墙背摩必须小于墙背摩擦角擦角，亦可表述为第二破裂面与墙背之间的土体不会沿墙背，亦可表述为第二破裂面与墙背之间的土体不会沿墙背下滑。下滑。)()(1WEtgEyx用库伦理论的方法可求算第二破裂面的土压力，这时第用库伦理论的方法可求算第二破裂面的土压力，这时第二破裂面上的摩擦角等于土体的内摩擦角二破裂面上的摩擦角等于土体的内摩擦角。由于破裂棱体

59、。由于破裂棱体有两组破裂面，按照库伦理论，作用于第二破裂面的土压力有两组破裂面，按照库伦理论，作用于第二破裂面的土压力Ex是是i与与i的函数，即的函数，即:),(),(iixiiafEfE)()()cos()()sin()cos(iiiaxiiiatgtgGEEGEEaRG2iii90i90根据力的三角形计算可得根据力的三角形计算可得E Ex出现最大值为出现第二破裂面的极值条件：出现最大值为出现第二破裂面的极值条件：00ixixEE000222222222iixixixixixEEEEE求解得求解得i，i，代入上式最后可得，代入上式最后可得E Ea。为了适应地形和工程需要，常为了适应地形和工程

60、需要，常采用凸形墙背的挡土墙或衡重式采用凸形墙背的挡土墙或衡重式挡土墙。这些挡土墙的墙背不是挡土墙。这些挡土墙的墙背不是一个平面，而是折面。对于这类一个平面，而是折面。对于这类折线形墙背，以墙背转折点或衡折线形墙背，以墙背转折点或衡重台为界，分成上墙与下墙，如重台为界，分成上墙与下墙，如图所示。图所示。库伦理论仅适用于直线墙背。当墙背为折线时，不能直库伦理论仅适用于直线墙背。当墙背为折线时，不能直接用库伦理论求算全墙的土压力。这时应将上墙与下墙看接用库伦理论求算全墙的土压力。这时应将上墙与下墙看作独立的墙背，分别按库伦理论计算主动土压力，然后取作独立的墙背，分别按库伦理论计算主动土压力，然后取

61、两者的矢量和作为全墙的土压力。两者的矢量和作为全墙的土压力。计算上墙土压力时，不考虑下墙的影响，采用一般库伦理计算上墙土压力时，不考虑下墙的影响，采用一般库伦理论公式计算；若上墙墙背论公式计算；若上墙墙背(或假想墙背或假想墙背)倾角较大，出现第二倾角较大，出现第二破裂面，则采用第二破裂面法计算。破裂面，则采用第二破裂面法计算。下墙土压力计算较为复杂，日前普遍采用简化的计算方法，下墙土压力计算较为复杂，日前普遍采用简化的计算方法，常用的有延长墙背法和力多边形法两种。常用的有延长墙背法和力多边形法两种。1.延长墙背法延长墙背法如图所示，如图所示，ABAB为上墙墙背，为上墙墙背，BCBC为下为下墙墙

62、背。先将上墙视为独立的墙背，墙墙背。先将上墙视为独立的墙背，用一般的方法求出主动土压力用一般的方法求出主动土压力E E1 1，土压应力分布图形为土压应力分布图形为abcabc。计算下墙。计算下墙土压力时，首先延长下墙墙背土压力时，首先延长下墙墙背CBCB，交填土表面于交填土表面于D D点；以点；以DCDC为假想墙背，为假想墙背，用一般库伦土压力理论求算假想墙用一般库伦土压力理论求算假想墙背的土压力，其土压应力分布图形背的土压力，其土压应力分布图形为为def;def;截取其中与下墙相应的部分，截取其中与下墙相应的部分，即即heftheft，其合力即为下墙主动土压，其合力即为下墙主动土压力力E E

63、2 2o o1. 力的多边形法力的多边形法力多边形法依据极限平衡条件下作用于破裂棱体上的诸力应构成闭合力多边形的原理，来求算下墙土压力。这种方法不需要借助于任何假想墙背，因而避免了延长墙背法所引起的误差。力多边形法求算折线墙背下墙土压力采用数解法，作用于破裂棱体上的力及由此构成的力多边形如图所示。在力多边形中，根据其几何关系，即可求得下墙土压力E2：HctgtgDHctgtgD2)245()245(当墙后填料为粘性土时，由于粘聚力的存在，对土压力值当墙后填料为粘性土时，由于粘聚力的存在，对土压力值有很大的影响，因此，在计算土压力时，应考虑粘聚力。有很大的影响，因此，在计算土压力时，应考虑粘聚力

64、。 (1)通常把枯性土的内摩擦角值增大通常把枯性土的内摩擦角值增大 ，作为等效，作为等效内摩擦角或直接取等效内摩擦角值为内摩擦角或直接取等效内摩擦角值为 ，地下水位，地下水位以下为以下为 。 (2)用力多边形法计算粘性土土压力时，仍然是先列出主动用力多边形法计算粘性土土压力时，仍然是先列出主动土压力土压力Ea与试算破裂角与试算破裂角间的函数关系间的函数关系:即可求得破裂角即可求得破裂角 ，并进而，并进而计算主动土压力。计算主动土压力。然后令：然后令：从力多边形可知，作用于墙背从力多边形可知，作用于墙背上的主动土压力为上的主动土压力为:砂性土砂性土由于粘聚力的存在而减少的土压力由于粘聚力的存在而

65、减少的土压力(矢量和矢量和)库伦理论和朗金理论的假设条件，库伦理论和朗金理论的假设条件，均要求破裂面不受阻，能在填土中均要求破裂面不受阻，能在填土中形成。当墙后存在着已知坡面或潜形成。当墙后存在着已知坡面或潜在的滑动面在的滑动面(如修筑在陡坡上的半如修筑在陡坡上的半路堤或山坡土体内有倾向路基的层路堤或山坡土体内有倾向路基的层面等面等)，而且其倾角比破裂角陡，而且其倾角比破裂角陡;或或者墙后开挖面为岩石或坚硬土质时，者墙后开挖面为岩石或坚硬土质时，为减小开和回填工程量，开挖边坡为减小开和回填工程量，开挖边坡较陡，其倾角也较破裂角小。这种较陡，其倾角也较破裂角小。这种情况下，墙后填土不是沿着计算破

66、情况下，墙后填土不是沿着计算破裂面滑动，而是沿着这些已知滑动裂面滑动，而是沿着这些已知滑动面滑动。这属于有限范围填土土压面滑动。这属于有限范围填土土压力计算问题。有限范围填土土压力力计算问题。有限范围填土土压力计算如图所示。计算如图所示。土压力计算图式土压力计算图式根据棱体极限平衡条件，作用于墙背上的主动土压力为根据棱体极限平衡条件，作用于墙背上的主动土压力为:(1)填土受到水的浮力作用，使土压力减小；填土受到水的浮力作用，使土压力减小；(2)砂性土内摩擦角受水影响不大，可认为浸水后不变；砂性土内摩擦角受水影响不大，可认为浸水后不变；(3)粘性土浸水后应考虑抗剪强度的降低。粘性土浸水后应考虑抗剪强度的降低。在假设填土的在假设填土的值不变的条件下，则主动土压力系数值不变的条件下，则主动土压力系数K也不变。当墙后填土表面水平时，破裂角也不变。当墙后填土表面水平时，破裂角不受浸水的影不受浸水的影响；当填土表面倾斜或有荷载作用时，则破裂角响；当填土表面倾斜或有荷载作用时，则破裂角受浸水受浸水的影响而略有变化。虽然破裂角的影响而略有变化。虽然破裂角有变化，但对计算土压有变化，但对计算土压力的影响