【文章內容簡介】 。土釘墻墻面坡度不宜大于 1:，土釘必須和面層有效邊 連 接，應設置承壓板或加強鋼筋等構造措施，承壓板或加強鋼筋應與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接。土釘墻基坑側壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地，基 坑深度不宜大于 12m。當地下水位高于基坑底面時，應采取 降水 或截水措施。 (5) 衡重式擋土墻 特點：設置衡重臺使墻身重心后移，并利用衡重臺上的填土，增加墻身穩(wěn)定。上墻背俯斜而下墻背仰斜，可降低墻身及減少基礎開挖，以及節(jié)約墻身斷面尺寸。 適用：適用于陡山坡的路肩墻、路堤墻和路塹墻 (兼有攔擋落石作用 )。 (6) 懸臂式擋土墻 懸臂式擋土墻指的是由立壁、趾板、踵板三個鋼筋混凝土懸臂構件組成的擋土墻。面坡常用 1:~1:，背坡可直立。頂寬 ，路肩墻 ，踵板采用等厚 ,趾板端部厚度可減薄 ,但不小于 。 懸臂式擋土墻 的立壁 ,常為等厚 ,間距常取墻高的 1/3~1/2,厚度約為間距的 1/8~1/6,但不小于 。 懸臂式擋土墻構造簡單，施工方便，能適應較松軟的地基，墻高一般在 6m9m之間。當墻高較大時，立壁下部的彎矩較大，鋼筋與混凝土的用量劇增，影響這種結 7 構形式的經濟效果，此時采用扶壁式擋土墻。 當地基土質較差或缺少石料而墻又較高時，通常采用懸臂式擋土墻，一般設計成L 型，由鋼筋混凝土建造，墻的穩(wěn)定性主要依靠墻踵懸臂以上土重來維持。墻體內設置鋼筋以承受拉應力，故墻身截面較小。 (7) 扶壁式擋土墻 特點： 由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶肋組成，即沿懸臂式擋土墻 的墻長方向，每隔一定距離增設一道扶壁，把墻面板 (立 壁 )和墻踵板連接起來，以承受較大的彎矩作用。 適用： 適用于缺乏石料的地區(qū)或地基承載力較差的地段。當墻高較高時，比懸臂式擋土墻更為經濟。 擋土墻的構造與布置 擋土墻的構造 常用的石砌擋土墻及鋼筋混凝土擋土墻，一般由墻身、基礎、排水設施與伸縮縫構成。 (1) 墻身 擋土墻靠近回填土的一面成為墻背，暴露在外側的一面稱為墻面或墻胸，墻的頂面稱為墻頂 ，墻的底面稱為基底。擋土墻的 底部，稱為基礎或基腳，根據需要可與墻身分開建造，也可整體建造成為墻身的一部分。基底的外側前緣部分稱為墻趾，基底的內側后緣部分稱為墻踵。 ① 墻背 根據墻背傾斜方式的不同，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸形折線式和衡重式等幾種。 ② 墻面 通常，基礎以上的墻面均為平面墻面坡度 除應與墻背的坡度相協(xié)調外，還應考慮到墻趾處地面的橫坡度。當地面橫坡較陡時，墻面可直立或外斜 1:～ 1:，以減小墻高；當地面橫坡平緩時，墻面可放緩，一般采用 1:～ 1: 較為經濟，但不宜緩于 1:，以免過多 增加墻高。 ③ 墻頂 對于石砌土墻墻頂的最小寬度，漿砌的不小于 50cm，干砌的不小于 60cm。當用做路肩墻時，一般用粗料石或低強度等級混凝土做成帽石，帽石厚度 約為 40cm。對于路塹墻與路堤墻通?？刹蛔雒笔?，墻頂選用大塊石砌筑。 8 ④ 護欄 當擋土墻高度較大時，為增加駕乘人員心理上的安全感，保證行車安全，墻頂應設置護欄。護欄所采用的材料、護欄高度、寬度應符合有關規(guī)定。護欄距路面邊緣的距離，應滿足路肩最小寬度的要求。 (2) 基礎 基礎設計的主要內容包括 基礎形式的選擇和基礎埋置深度的確定。 擋土墻通常采用淺基礎， 只有在特殊情況下，才使用樁基。 絕大多數擋土墻的基礎直接設置在天然地基上。當地基軟弱時，強身較高時，為減少基底壓應力，增加穩(wěn)定性，墻趾可伸出臺階，以拓寬基底，臺階寬度不小于 20cm，高寬比可用 3:2 或 2:1。 地基為較弱土層時，可用沙礫、碎石、礦渣或石灰土等質量較好的材料換填，以提高地基承載力。 基礎埋置深度取決于地質條件、水文情況、凍結深度、臨近建筑物的基礎影響等。 ① 當凍結深度小于或等于 1m時，基底應在凍結線以下不小于 ，并符合基礎最小埋置深度不 小于 1m的要求 ； ② 當凍結深度超過 1m時，基底 最小埋置深度不小于 ，還應將基底至凍結線以下 ； ③ 受水流沖刷時，應按路基設計洪水頻率計算沖刷深度，基底應置于局部沖刷線以下不小于 1m； ④ 路塹式擋土墻 基礎頂面應低于路塹邊溝底面，且不小于 ； ⑤ 在風化層不厚的硬質巖石上地基上，基底一般應置于基巖表面以下 ～；在軟質巖石地基，基底最小埋置深度不小于 1m。 表 11 斜坡地面基礎埋置條件 土層類別 最小埋入深度 h(m) 距地表水平距離 L(m) 較完整的硬質巖石 ～ 一般硬質巖石 ～ 軟質巖石 ～ 土層 ? ～ 9 表 12 基底傾斜度 地層類別 基底傾斜度 ( 0tan? ) 一般地基 巖石 ? 土質 ? 浸水地基 ? ?? ? ? ? (3) 排水設施 擋土墻的排水處理是否得當 ， 直接影響到擋土墻 的安全及使用效果。 因此，擋土墻應設置完善的排水設施，以疏干墻后填料中的水分，防止地表水下滲造成墻后積水，使墻身承受額外的靜水壓力；消除粘性土填料因含水率增加而產生的膨脹壓力；減小季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的膨脹壓力。 擋土墻的排 水設施通常 由地面排水和墻身排水兩部分組成。地面排水主要是防止地表水滲入墻背填料或地基。因此，可設置地表排水溝，以截流地表水。墻身排水主要是為了迅速排除墻后積水。通常在非干砌的擋土墻身的適當高度處設置一排或數排泄水孔。 擋土墻排水措施的作用在于疏干墻后土體和防止地表水下滲，以免墻后積水形成靜壓力。良好的排水在寒冷地區(qū)可以減小回填土的凍脹壓力。 排水措施主要包括 ① 截水溝。 截水溝又稱天溝，設置在挖方路基邊坡?lián)跬翂ζ马斠酝猓靡詳r截并排除在山坡上流淌的地面徑流，減輕邊溝的水流負擔，保證挖方邊坡不受流水沖刷，截水 溝采用梯形截面，內邊坡的坡度為 1:1，采用 25cm 厚的 5 號漿砌片石加固，并設置 15cm厚的砂礫墊層。 ② 泄水孔。若已滲入墻后填土中的水，則應將其迅速排出，通常在擋土墻的下部設置泄水孔。一般泄水孔的直徑為 510cm,間距 23cm,泄水孔應高于墻前水位，以免倒灌。此外，在泄水孔入口附近應用易滲的粗顆粒材料做反濾層，并在泄水孔入口下方鋪設粘土夯實層，防止積水滲入地基不利于墻的穩(wěn)定性。泄水孔的布置應錯開呈梅花樁式，以免在某一個面上形成軟弱層，影響擋土墻的穩(wěn)定性。 ③ 排水溝。主要用途在于引水，將路基范圍內的各 種水源水流引至橋涵或路基范圍內的指定地點。采用梯形截面， 25cm 厚 5 號漿砌片石加固，并設 15cm 厚砂礫墊層。 (4) 沉降縫與伸縮縫 為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂，應根據 地基地質條件及墻高、墻身斷 10 面的變化情況，設置沉降縫。為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用產生的裂縫，需設置伸縮縫。 通常，把沉降縫和伸縮縫結合在一起， 被 統(tǒng)稱為沉降伸縮縫或變形縫。各類擋土墻應根據 其 構造特點， 可以 設置容納構件收縮、膨脹及適應不均勻沉降情況的變形縫構造。 (5) 基礎加固措施 ① 為減少基底壓應力，增加抗傾覆的穩(wěn)定性 ，在墻趾處伸出一臺階，以拓寬基底。墻趾臺階的寬度不小于 20cm，臺階高寬比可采用 3:2 或 2:1。 ② 地基為軟弱土層時，可用砂礫、碎石、礦渣或灰土等質量較好的材料換填，以擴散基底壓應力，滿足設計要求。 (6) 其他 墻頂與路面的銜接。當墻頂寬大于土路肩寬度時，擋土墻侵入土路肩部分應預留出相當于路面結構厚度部分以鋪筑路面。 車輛安全行駛保障措施。對于路肩墻，其墻頂面以下 50cm采用 C20 砼澆筑，并預埋鋼筋，在其上設置防撞欄或防撞墻 。 擋土墻的布置 擋土墻的布置是擋土墻設置的一個重要內容，通常是在路 基橫斷面圖和墻趾縱斷面圖上布設。個別復雜的擋土墻尚應做平面布置。 (1) 擋土墻的橫向布置 橫向布置主要是在路基橫斷面圖上進行，其內容為確定斷面形式，選擇擋土墻的位置。 擋土墻的斷面形式和位置，均應根據實際情況分析計算后確定。例如，路肩墻與路堤墻的墻高與污工數量相近，基礎情況亦相仿時，宜做路肩墻，因為采用路肩墻，可減少填方和占地；但若路堤墻的墻高或 圬工數量比路肩墻顯著降低，且基礎也可靠時。則宜做路堤墻。不論是路肩墻，還是路堤墻，當地形陡峻時，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦時則可采用仰斜式。 (2) 擋土墻的 縱向布置 擋土墻的縱向布置在墻趾縱斷面上布置，布置后繪成擋土墻正面圖。 布置的內容有： ① 確定擋土墻的起訖點和墻長， 合理選擇擋土墻與路基或其他結構物的銜接方式。 ② 按地基及地形情況進行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。 11 ③ 布置各段擋土墻的基礎。墻趾地面有縱坡時，擋土墻的基底宜做成不大于 5%的縱坡。但地基為巖石時，為減少開挖，可沿縱向做成臺階。臺階尺寸視縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于 1:2。 ④ 布置泄水孔的位置，包括數量、間隔、尺寸等。 在布置圖上注明各特征點的樁號，以及墻頂、基礎頂面、基底、沖刷線、 冰凍線、常水位線或設計洪水位的標高等。 圖 11 擋土墻正面圖 (3) 擋土墻的 平面布置 對于個別復雜的擋土墻，例如 高的、長的沿河擋墻和曲線擋墻，除了橫、縱向布置外，還應做平面布置，并繪制平面布置圖。 在平面圖上，應標示擋土墻與路線平面位置的關系，與擋土墻有關的地物、地貌等情況，沿河擋墻還應標示河道及水流方向，以及其他的防護、加固工程等。 擋土墻的布置，往往需要在橫、縱、平三面上多次反復比較，方能取得技術上可靠，經濟上合理，且照顧到施工簡便的最佳方案。 設計給定的工程地質條件 設計路線 K58+070～ K58+130，傍山路線，設計高程均為 ，山坡 礫石地層，附近有開挖石方路塹的石灰?guī)r片石可供作擋土墻材料。 設計路段為直線段，橫斷面資料如表； (1) 山坡基礎為中密礫石土，摩阻系數 f =，基本承載力 ??? =520kPa； (2) 填土邊坡為 1:m=1:，路基寬度為 ； (3) 墻背填料為就地開挖礫石土 ,容重為 KN/ m? ? ,計算內摩阻角 35?? ； (4) 墻體用 50 號砂漿砌片石，容重為 3= KN/ m? ，容許壓應力 ? ? a2450kP? ? ， 12 容許剪應力 ? ? ? ? ，外摩阻力 ζ =Φ /2=176。 ； (5) 設計荷載用汽 — 15，驗算荷載用掛 — 80； (6) 穩(wěn)定系數：滑動穩(wěn)定系數 ? ?c ? ，傾覆穩(wěn)定系數 ? ?0 ? 。 墻后回填土的選擇 根據土壓力理論分析可知，不同的土質對應的土壓力是不同的。擋土墻設計中希望土壓力越小越好，這樣可以減小墻的斷面，節(jié)省土石方量，從而降低造價。 (1) 理想的回填土。卵石、礫砂、粗砂、中砂的內摩擦角較大，主動土壓力系數小，則作用在擋土墻上的土壓力就小，從而節(jié)省工程量，保持穩(wěn)定性。因此上述粗顆粒土為擋土墻后理想的回填土。本設計采用此類型的填土，且回填土粘聚力等于零，墻后填土分層夯實，以提高填土質量。 (2) 可用的回填土。細砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的 粉土、粉質粘土和低塑性粘土為可用的回填土，如當地無粗顆粒，外運不經濟。 (3) 不宜采用的回填土。凡軟粘土、成塊的硬粘土、 膨脹土和耕植土，因性質不穩(wěn)定，在冬季冰凍時或雨季吸水膨脹將產生額外的土壓力，導致墻體外移，甚至失去穩(wěn)定，故不能用作墻的回填土。 畢業(yè)設計的主要內容 (1) 選定設計資料； (2) 繪制平面圖及橫斷面圖 ； (3) 確定設計方案： ① 闡述設擋土墻的理由 ； ② 選定擋墻類型 (路堤，路肩，路塹 )，要有比較 ； ③ 選定擋墻形式 (仰斜，俯斜，衡重? )。 (4) 初擬斷面尺寸 ： ① 確定分 段長及與路堤的銜接方式 ； ② 確定埋深、墻高及墻背傾角，以上步驟后即可繪出擋土墻的縱斷面圖 ； ③ 初擬其他部位的尺寸 (按各部分對尺寸的基本要求擬定 )。 (5) 計算換算土層厚 0h ； (6) 土壓力計算 ； (7) 確定斷面尺寸 : ① 滑動穩(wěn)定性驗算： 13 Kc 控制在 ～ 之間 (一般重力式擋墻以此控制設計 )； ② 確定擋墻其他部位尺寸，即可畫出擋墻典型斷面圖 ； (8) 穩(wěn)定性驗算 (5 個項目均要分別對計算荷載和驗算荷載進行計算 )； (9) 將確定的擋墻依次按比 例繪在平面及橫斷面圖上 。 14 第 2 章 公路擋土墻設計 設置擋土墻的理由 該地段地形復雜，山坡較陡，大多數路基屬于半填半挖式，且填方量較大。為了防止填方路基滑動和沿河段的水流沖刷，并且減少填方的數量，需要設置擋土墻。 選定擋墻類型 該處路基挖方量較少，邊坡能夠在開挖后較穩(wěn)定，且無可能滑坍的山坡山體， 而路塹墻適用場合是在山坡陡峻處，用以減少挖方數量，降低邊坡高度，避免山坡因開挖而失去穩(wěn)定，以及在地質不良地段用以支擋可能滑坍的山坡山體， 所以不用設置路塹墻，只用設置防止路基沿邊坡下滑的路肩墻或路堤墻即可 。 若用路肩墻， 路肩墻是用以支擋陡坡路堤下滑，抬高公路路基高程