【文章內(nèi)容簡介】 （2—9）可得： 由公式（2—7）、公式（2—8）可分別計算U0、U1==故由公式（2—6）： ③Uv的計算 水平滲透系數(shù)可依據(jù)經(jīng)驗取為垂直滲透系數(shù)的3倍，固結(jié)系數(shù)可由以下公式計算：，因此垂直方向的固結(jié)系數(shù)=3=。三角形布置時有效排水直徑de===。井徑比n=。由公式（2—12）得：又由公式（2—13）得：最后由公式（2—11）得：④的計算由已知條件可取經(jīng)驗系數(shù)=由公式（2—10）可得：%。 （2）沉降計算地基的主固結(jié)沉降采用分層總和法計算，利用壓縮模量按公式（2—3）計算。主固結(jié)沉降的計算過程如表25。表中附加應力的計算按帶狀均布荷載計算，頂面處的外加荷載為堆載和真空負壓的和:P=518+8+85=183 kPa 以下各層的應力可參照前一節(jié)的方法通過查表得：表25 處治時的主固結(jié)沉降計算分層號分層中點處的附加應力（kPa）壓縮摸量（MPa）分層厚度（m）主固結(jié)沉降（mm）11223242526372合計=1115路基的總沉降可由公式 計算，其中m為經(jīng)驗系數(shù)，～。所以總沉降為：mm在聯(lián)合預壓荷載下預壓期為120天時加固層的沉降量為：=，。 施工簡介真空堆載聯(lián)合預壓法的施工可分為施工準備和軟基處理兩部分，施工準備包括：清場、鋪設砂墊層、打設袋裝砂井等；軟基處理包括：真空預壓、真空堆載、聯(lián)合預壓。其技術(shù)控制措施如下：（1） 砂墊層鋪筑。（2） 袋裝砂井鋪筑。（3） 真空度的技術(shù)控制措施。（4） 加載時注意路基穩(wěn)定的保證。（5） 嚴格按設計要求控制聯(lián)合預壓的時間，一般情況下要保證三個月的聯(lián)合預壓時間，延長或縮短應根據(jù)卸載標準。 處理總結(jié)（1）加固后土的各項指標均有明顯的改善，各層上的加固效果均達到設計要求。（2）真空聯(lián)合堆載預壓不受填土速率的限制，超載量大，預壓時間可明顯縮短。（3）真空堆載負壓可以平衡堆載產(chǎn)生的向外的擠出作用，有利于穩(wěn)定。（4）在造價方面，真空聯(lián)合堆載預壓方法和堆載預壓相差不大，而比攪拌樁、碎石樁法等節(jié)省。比較經(jīng)濟合理。第3章 懸臂式擋土墻設計懸臂式擋土墻是一種輕型支擋建筑物。其基本結(jié)構(gòu)形式如圖31。它依靠墻身自重和墻底板以上填筑體的重力維持擋土墻的穩(wěn)定。其主要特點是厚度小，自重輕、擋土高度較高。而且經(jīng)濟指標也比較好，適用于石料缺乏和地基承載力較低的填方地段。懸臂式擋土墻在國外已廣泛采用。近幾年國內(nèi)在鐵路、公路等建設工程中也已經(jīng)大量采用。通過大量工程實踐證明，該結(jié)構(gòu)具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益?！?0H≥20H≥30陡于1：(1/4~1/2)H（1/20~1/5）H圖31 懸臂式擋土墻（單位：cm） 土壓力的計算為簡化計算，公路汽車荷載均可按等效的均布荷載計算作用于擋土墻上的土力。 土壓力計算理論（1）按庫侖理論計算用墻踵下緣與立板上邊緣連線作為假想墻背，按庫侖公式計算，如圖32(a)。此時，值應取土的內(nèi)摩擦角，當墻背填土為粘性土時，應根據(jù)填土的實際內(nèi)摩擦角和粘聚力換算成等效內(nèi)摩擦角。應為假想墻背的傾角，計算∑G時，要計入墻背與假想墻背之間△ABD的上體自重力。 BBEHCD=DAh0h0AB’HW(a)(b) 圖32 土壓力計算圖庫侖主動土壓力的計算公式： （3—1） （3—2） 式中 ——庫侖主動土壓力系數(shù)，它與、H有關(guān)； 、——填土的重度和內(nèi)摩擦角； ——墻背與豎直線之間的夾角，以豎直線為準，逆時針方向為正，順時針方向為負；——填土表面與水平面之間的夾角，水平面以上為正，水平面以下為負；——墻背與填土之間的摩擦角，其值可由試驗確定，無試驗資料時，一般取為（1/3～2/3）；(2) 按郎肯土壓力理論計算用墻踵豎直面作為假想墻背，如圖32(b)。（3）按第二破壞面理論計算當墻踵下邊緣與立板上邊緣連線的傾角大于臨界角，在墻后填土中將會出現(xiàn)第二破裂面，則應按第二破裂面理論計算公式計算。穩(wěn)定計算時應計入第二破裂面與墻背之間的土體作用。如圖33。Bh0HADCF 圖 33 墻背出現(xiàn)第二破壞面 (3—3) (3—4) (3—5) (3—6) 懸臂式擋土墻土壓力一般可采用庫倫土壓力理論計算，特別是填土表面為折線或有局部荷載作用時。一般情況下只考慮主動土壓力。由于假想墻背的傾角較大，當墻身向外移動，土體達到主動極限平衡狀態(tài)時，往往會產(chǎn)生第二破裂面。若不出現(xiàn)第二破裂面則按一般庫倫理論計算作用于假想墻背上的土壓力，此時墻背摩擦角=。若出現(xiàn)第二破裂面則應按第二破裂面法來計算土壓力。 汽車荷載換算 汽車荷載引起的土壓力采用車輛荷載加載，并可按下列規(guī)定計算: 車輛荷載在橋臺或擋土墻后填土的破壞棱體上引起的土側(cè)壓力，可按下式換算成等代均布土層厚度h(m)計算: （3—7）式中 ——土的重力密度(kN/m3)； ——布置在Bl0面積內(nèi)的車輪的總重力(kN)，計算擋土墻的土壓力時，車輛荷載應按規(guī)范如圖3—4規(guī)定作橫向布置，,計算中當涉及多車道加載時，車輪總重力應按規(guī)范進行折減； ——橋臺或擋土墻后填土的破壞棱體長度(m),對于墻頂以上有填土的路堤式擋土墻，l0為破壞棱體范圍內(nèi)的路基寬度部分； B——橋臺橫向全寬或擋土墻的計算長度(m)。 擋土墻的計算長度可按下列公式計算，但不應超過擋土墻分段長度: （3—8） 當擋土墻分段長度小于13m時B取分段長度，并在該長度內(nèi)按不利情況布置輪重。式中 H——擋土墻高度(m)，對墻頂以上有填土的擋土墻，為兩倍墻頂填土厚 度加墻高。圖34 車輛何載橫向布置 懸臂擋土墻設計懸臂式擋土墻設計分為墻身截面尺寸擬定及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計兩部分。確定墻身的斷面尺寸是通過試算法進行的，其做法是先擬定截面的試算尺寸，計算作用其上的土壓力，通過全部穩(wěn)定驗算來最終確定墻踵板和墻趾板的長度。鋼筋混凝十結(jié)構(gòu)設計，則是對已確定的墻身截面尺寸進行內(nèi)力計算和鋼筋設計。在配筋設計時，可能會調(diào)整截面尺寸，特別是墻身的厚度。一般情況下這種墻身厚度的調(diào)整對整體穩(wěn)定影響不大，可不再進行全墻的穩(wěn)定驗算。懸臂式擋土墻，一般以墻長方向取一延米計算。 墻身構(gòu)造要求（1） 立臂懸臂式擋土墻是由立臂、墻趾板和墻踵板三部分組成，為便于施工，立臂內(nèi)側(cè)(即墻背)做成豎直面，外側(cè)(即墻面)可做成1:～1:，具體坡度值將根據(jù)立臂的強度和剛度要求確定。當擋土墻墻高不大時，立臂可做成等厚度。當墻較高時，宜在立臂下部將截面加厚。（2） 墻趾板和墻踵板 墻趾板和墻踵板一般水平設置。通常做成變厚度，底面水平，頂面則自與立臂連接處向兩側(cè)傾斜。當墻身受抗滑穩(wěn)定控制時，多采用凸榫基礎。 墻踵板長度由墻身抗滑穩(wěn)定驗算確定，并具有一定的剛度，其值宜為墻高的1/4～1/2,?？拷⒈厶幒穸纫话闳閴Ω叩?/12～1/10。墻趾板的長度應根據(jù)全墻的傾覆穩(wěn)定、基底應力(即地基承載力)和偏心距等條件來確定，一般取墻高的1/20～1/5。通常底板的寬度B由墻的移體穩(wěn)定來決定，一般可取墻高度的（～）倍。（3） 混凝土材料與保護層懸臂式擋土墻的混凝土強度等級不得低于C20，鋼筋可選用HRB335或HPB225鋼筋，受力鋼筋的直徑不應小于12mm。鋼筋混凝土的保護層厚度a,在立臂的外側(cè)a30mm、內(nèi)側(cè)a50mm、墻底板a75mm。 墻身截面尺寸的擬定 懸臂式擋土墻分段長度不應大于15m，段間設置沉降縫和伸縮縫。根據(jù)上節(jié)的構(gòu)造要求，也可以參考以往成功的設計，初步擬定出試算的墻身截面尺寸，墻高H是根據(jù)工程需要確定的。墻背可取豎直面，墻面取1：～1:，因而定出立臂的截面尺寸。底板在與立臂相接處厚度為(1/12～1/10)H,。底板寬度B可近似取(～)H，當遇到地下水位高或軟弱地基時，B值應增大。墻底板的B可分為三部分：墻趾板寬度B立臂底部寬度B2和墻踵板寬度B3，即B= B1 +B2 +B3。（1） 墻踵板寬度確定墻踵板的寬度是根據(jù)擋土墻抗滑穩(wěn)定性的要求確定的，可按下面公式確定： （3—9）① 路肩墻，墻頂有均布荷載h0 ,立臂面坡度為零時（如圖3—5a）所示: （3—10）② 當立臂面坡的坡度為1:m時，上式應加上立臂面坡修正寬度△B3(如圖35b): （3—11）(b)B(a)B1B2B3BH1H1:0h0B1B2B3H1H1:mh0 圖35 墻踵板寬度計算圖式上述各式中 KC——滑動穩(wěn)定系數(shù)； ——基底摩擦系數(shù)； ——填土容重； h0——活荷載的換算土層高； ——主動土壓力水平分力； ——主動土壓力豎直分力； ——墻身自重力和墻踵板以上第二破裂面（或假想墻背)與墻背之間的土體的重力； ——容重修正系數(shù)，由于未考慮墻趾板及其上部土重對抗滑動的作用，因而將填土的容重根據(jù)不同的和進行修正，見表 31。表3—1 容重修正系數(shù)容重（kN/m3）摩擦系數(shù)161820（2）墻趾板寬度確定墻趾板寬度除高墻受抗傾覆穩(wěn)定性控制外，一般都由基底應力或偏心距控制，并要求墻踵處的基底不出現(xiàn)拉應力。路肩墻，墻頂有均布荷載h0時，如圖36所示：ReHh0BZXEX(B2+B3)/2B/2ZNB1B2B3H1圖36 墻趾板寬度計算圖式 內(nèi)力計算將擋土墻分為立壁、墻趾板和墻踵板三個懸臂梁，同時固支于它們?nèi)叩膴A塊中，并認為它們之間的夾塊處于平衡狀態(tài)。（1） 立壁的內(nèi)力立臂為固定在墻底板上的懸臂梁，主要承受墻后的主動土壓力與地下水壓力。墻前的土壓力一般不考慮，立臂較薄，自重小可略去不計，立臂按受彎構(gòu)件計算，各截面的剪力、彎矩按下列公式計算(見圖37): （3—12） （3—13）式中 ——距墻頂Z處立臂的剪力； ——距墻頂Z處立臂的彎矩； Z——計算截面到墻頂?shù)木嚯x； ——填土的容重； ——汽車等活載的等效換算土柱高； Ka——主動土壓力系數(shù)；圖37 立臂受力及內(nèi)力計算圖（2）墻踵板的內(nèi)力墻踵板是以立臂底端為固定端的懸臂梁。墻踵板上作用有第二破裂面(或假想墻背)與墻背之間的土體(含其上的列車、汽車等活載)的自重力、墻踵板自重力、主動土壓力的豎直分量、地基反力、地下水浮托力、板上水重和靜水壓力等荷載作用。內(nèi)力計算如圖49。無地下水時，可用下式計算: （3—14） （3—15）式中 ——距墻踵為Bx截面的剪力；——距墻踵為Bx截面的彎矩；——計算截面到墻踵的距離；——墻踵板的厚度；——立臂高度；——鋼筋混凝土的容重；——分別為墻頂、墻踵處的豎直土壓應力；——分別為墻趾、墻踵處地基壓力；——墻踵板長度；B——墻底板長度；圖38 墻踵板內(nèi)力計算圖（3）墻趾板內(nèi)力計算墻趾板受力如圖39所示，各截面的剪力和彎矩分別為： 圖39 墻趾板內(nèi)力計算圖 （3—16） (3—17)式中 、——每延長米墻趾板距墻趾為Bx截面的剪力、彎矩；——計算截面到墻趾的距離；——墻趾板的平均厚度；——墻趾板埋置深度； 墻身鋼筋混凝土配筋設計懸臂式擋土墻的立臂和底板，按受彎構(gòu)件設計。除構(gòu)件正截面受彎承載能力、斜截面承載力需要驗算之外，還要進行裂縫寬度驗算。其最大裂縫寬度可按下列公式計算: （3—18） （3—19）