【正文】 計(jì)時(shí)僅需考慮主要力系的作用，在浸水區(qū)還應(yīng)該考慮附加力，而在地震區(qū)還應(yīng)考慮地震作用對(duì)擋土墻的影響。圖21 擋土墻力系：指在平常一般情況下不發(fā)生，而是偶然時(shí)候發(fā)生的或發(fā)生概率很小的力，包括：（1）季節(jié)性洪水位以下最不利計(jì)算水位對(duì)于擋土墻產(chǎn)生的靜水壓力和浮力；（2）水位退落時(shí)對(duì)擋墻的動(dòng)水壓力；（3）波浪對(duì)擋墻的壓力；（4）凍脹壓力與凍壓力；（5）溫度變化引起的力。1. 主要力系：是指平常時(shí)間段經(jīng)常作用于擋土墻上的各式各樣的力。 分析與確定作用于擋土墻上的力系是擋土墻設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其中最主要的是確定所受土壓力情況。加筋式擋土墻是通過墻后填土與填土中拉筋間的摩擦力的作用把土對(duì)擋土墻的側(cè)向壓力削減，然后傳遞到土體中起到穩(wěn)定土體的作用。當(dāng)懸臂式擋土墻的墻身比較高時(shí)，可通過沿墻長(zhǎng)方向一定距離安置肋板，使其將立壁板與踵板連接起來，從而形成另一種擋土墻形式，即扶壁式擋土墻。薄壁式擋土墻一種鋼筋混凝土構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式，通常有扶壁式和懸臂式兩種不同的結(jié)構(gòu)型式。錨定式擋土墻由墻面系、拉桿、錨定板和填土共同組成。已有很多學(xué)者通過理論推導(dǎo)與數(shù)值計(jì)算，人后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)測(cè)試的方法對(duì)衡重式擋土墻進(jìn)行了大范圍的研究，但將離心模型試驗(yàn)運(yùn)用于衡重式擋土墻的研究還比較少。對(duì)擋土墻土壓力進(jìn)行研究的方法，可以通過先進(jìn)行理論推導(dǎo)與數(shù)值計(jì)算，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與室內(nèi)普通模型試驗(yàn)、立新模型試驗(yàn)一系列有效的途徑。由于在分開的計(jì)算過程中沒有考慮擋土墻上、下墻背土壓力之間產(chǎn)生的相互影響，從而使所計(jì)算表得出的結(jié)果與實(shí)際情況相比誤差較大。衡重式擋土墻的由于具有衡重臺(tái)這一結(jié)構(gòu)存在，其墻背土壓力的分布及大小、土壓力的變化規(guī)律和一般的重力式擋土墻有一些不同。經(jīng)典土壓力理論計(jì)算比較簡(jiǎn)便，基本能達(dá)到工程建設(shè)所需的精度要求，但庫倫土壓力理論中的一些基本假設(shè)并不與實(shí)際情況完全相符，使其的可靠性、準(zhǔn)確性與使用范圍等都受到不同程度的影響。因此，清楚正確地了解衡重式擋土墻的受力及變形特性，同時(shí)進(jìn)行精確的土壓力計(jì)算和合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便具有非常重要的價(jià)值與作用。第2章 擋土墻土壓力計(jì)算分析 各類擋土墻介紹重力式擋土墻可分為三類：普通形式的重力式擋墻、衡重式擋土墻與無衡重臺(tái)的折線形墻背形式重力擋土墻[5]。然后對(duì)各種土壓力方法進(jìn)行了分析與學(xué)習(xí)，包括了庫倫與郎肯土壓力計(jì)算方法、第二破裂面法、以及建筑地基規(guī)范方法計(jì)算重力式擋土墻土壓力計(jì)算方法等的分析與比較。并且也不需要在施工的現(xiàn)場(chǎng)堆放大量材料和施工機(jī)具，場(chǎng)地大小對(duì)其限制不大。研究預(yù)制鋼筋混凝土塊拼裝式擋土墻的目的就在于解決在擋土墻施工時(shí)混凝土必須現(xiàn)澆的問題，通過在工廠預(yù)制好混凝土塊之后，再將其運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。無論是材料的選用，結(jié)構(gòu)形式的變化，擋土墻已經(jīng)有了一個(gè)較大的發(fā)展。通常來講，由于改善后的填料各方面性質(zhì)都普片得到了較大程度上的提高，對(duì)于減小墻后的土壓力作用效果是非常明顯的。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展與聚合物研究日趨成熟，聚合物的應(yīng)用更加廣泛，泡沫砂漿、泡沫聚苯乙烯等這些具有良好性能的輕質(zhì)填料也開始得到廣泛的應(yīng)用。為了能夠滿足擋土墻所受到的上部荷載的支承力，可以通過減輕墻后填料的重度，從而墻后的填料重度越輕就越能減少墻基所受支承力和墻背所受土壓力。錨索擋土墻是在錨桿擋土墻的基礎(chǔ)上，使用錨索代替?zhèn)鹘y(tǒng)錨桿從而形成的。加筋土擋土墻當(dāng)中最為常用的筋材形狀是條帶式，而通過網(wǎng)狀加筋和土工合成材料進(jìn)行平面加筋能夠很大程度上增強(qiáng)填土和加筋材料之間的摩擦力，從而從另一方面提高擋土墻的抗傾覆與抗滑移穩(wěn)定性。當(dāng)遇到地下水的水位較高的情況時(shí)，為保證擋土墻的上浮穩(wěn)定性也可以將地板進(jìn)行加厚設(shè)計(jì)或者設(shè)計(jì)成橫向懸出。在進(jìn)行U形擋土墻的設(shè)計(jì)時(shí)，其與傳統(tǒng)的擋土墻相比，主要不同之處在于應(yīng)該考慮地下水水壓力對(duì)于路基的影響，同時(shí)在進(jìn)行檢算時(shí)必須考慮上浮穩(wěn)定性驗(yàn)算。U形擋土墻在結(jié)構(gòu)形式上與傳統(tǒng)的懸臂式擋土墻類似，它是通過將底板和側(cè)壁通過鋼筋連成一個(gè)整體，形成與字母“U”相似的形狀。倒Y形擋土墻這一新型結(jié)構(gòu)是由日本的神戶大學(xué)的田中博士通過實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)的，倒Y形擋土墻它首先是將混凝土通過預(yù)制做成1～4m的不同尺寸的砌體塊狀物，然后再將預(yù)制的砌形塊狀物通過組合鋪筑在碎石類基礎(chǔ)之上，最后回填碎石從而構(gòu)成完整的擋土墻。重力式錨桿擋土墻是在原本的重力式擋土墻的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，添加進(jìn)錨桿技術(shù)而產(chǎn)生的一種新型的支擋結(jié)構(gòu)，如圖12所示。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)新型結(jié)構(gòu)的研究也更加廣泛，誕生了大量復(fù)合式擋土墻結(jié)構(gòu)，如下圖所示的重力式錨桿復(fù)合擋土墻與豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻等。我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)于卸荷板擋土墻在港口工程建筑物中的運(yùn)用也相對(duì)較早，主要在重力式碼頭與岸壁結(jié)構(gòu)中對(duì)其進(jìn)行大量的運(yùn)用。卸荷板擋土墻結(jié)構(gòu)在外國(guó)建筑工程中的應(yīng)用比較早，小的日本、前蘇聯(lián)等這些國(guó)家在港口一些工程建筑物中對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與研究比較多。我國(guó)于1980年第一次將土釘墻支護(hù)技術(shù)在山西柳灣煤礦的邊坡穩(wěn)定工程中應(yīng)用，其后，土釘墻技術(shù)在我國(guó)也得到發(fā)展。從20世紀(jì)70年代開始，法國(guó)、美國(guó)、英國(guó)以及原德意志聯(lián)邦共和國(guó)這幾個(gè)國(guó)家均各自獨(dú)立的發(fā)明了一種用于邊坡穩(wěn)定和土坑開挖的的一種稱為土釘支護(hù)的新型擋土墻支護(hù)技術(shù)，并在法國(guó)、德國(guó)兩國(guó)中得到了迅猛的大范圍推廣運(yùn)用。錨桿擋土墻作為一種輕型的支擋結(jié)構(gòu)，由于其大量的有點(diǎn)被認(rèn)可，其開始逐漸取代早期的笨重的重力式擋土墻，并廣泛應(yīng)用于鐵路、公路路、煤礦及水利等工程的支擋結(jié)構(gòu)當(dāng)中。到20世紀(jì)50年代開始，由于工程建筑的需要，我國(guó)開始從國(guó)外引進(jìn)錨桿技術(shù)，最初是將其運(yùn)用于煤炭系統(tǒng)中的加固與防護(hù)。最早于1890年北威爾士的一個(gè)煤礦加固工程中，由于結(jié)構(gòu)需要最先出現(xiàn)運(yùn)用鋼筋加固巖層，美國(guó)于1912年在阿伯施來辛德的大型煤礦中使用錨桿來進(jìn)行頂板的支付工作。加筋土擋土墻已在鐵路、建筑、水利、公路和各種礦產(chǎn)部門得到廣泛的應(yīng)用。從而，工程師亨利一維達(dá)爾(Hneri一Vidal)榮獲了加筋土技術(shù)創(chuàng)始人的稱號(hào)。加筋土式擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用了先進(jìn)的加筋土技術(shù)，這是在上個(gè)世紀(jì)60年代由法國(guó)的一個(gè)著名工程師亨利一維達(dá)爾(Hneri一Vidal)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)土中摻有纖維材料時(shí)，擋土墻的強(qiáng)度能夠提高到原來擋土墻強(qiáng)度的幾倍以上。為了適應(yīng)不同地區(qū)的建筑條件（如地基、料源、地形等）和不同的使用要求（如建筑高度、穩(wěn)定性等），研究開發(fā)了多種形式的擋土墻，如懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨定板式、錨桿式、土釘式及卸荷板式等，這些形式都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[3]。重力式擋土墻是從古至今歷史最悠久的一種擋土墻結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)槠洳牧腺Y源豐富、結(jié)構(gòu)形式容易理解、取材方便無需大范圍搬運(yùn)、施工簡(jiǎn)便快捷，所以其仍然是目前各國(guó)應(yīng)用的最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。在近代，擋土墻的作用越發(fā)明顯，其更是被廣泛應(yīng)用于各種各樣土木及建筑工程中，特別是鐵道與公路的路基工程、建筑工程、市政園林工程、水利水電工程、水土保持工程中。但是其優(yōu)點(diǎn)還是比較明顯的，設(shè)計(jì)計(jì)算也較方便。因?yàn)槠渫耆瞧囱b的，所以在施工過程中不會(huì)用到大量的人力，且施工簡(jiǎn)單方便。同時(shí)，其施工工藝與結(jié)構(gòu)形式與傳統(tǒng)擋土墻也有很大區(qū)別，主要表現(xiàn)在其無需現(xiàn)場(chǎng)澆筑，只需簡(jiǎn)單的進(jìn)行拼裝，其工程量較小。擋土墻類型多式多樣，分類方式也很多，按其作用性質(zhì)不同分可分為：路肩墻、路堤墻、路塹墻、山坡墻、隧道及明洞口擋土墻、橋梁兩端擋墻等；按其結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同可分為：重力式擋土墻、錨定式擋土墻、薄壁式擋土墻、加筋土擋土墻、其它擋土墻（柱板式擋土墻、樁板式擋土墻、垛式擋土墻）等[2]。拼裝式重力式擋土墻畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要 4Abstract 5目錄 6第1章 緒論 1 引言 1 1 關(guān)于本課題 5第2章 擋土墻土壓力計(jì)算分析 7 各類擋土墻介紹 7 7 8 8 8 9（Coulomb）主動(dòng)土壓力計(jì)算 10—第二破裂面法 18 22 22 23 25 26 28第3章 擋土墻設(shè)計(jì) 29 29 33 34 36 38第4章 擋土墻計(jì)算 39 39 39 40 41 42 42 43 45 47 49 54 54 55 56 56 57 58 61第5章 拼裝式擋土墻施工 63 63 64 64第6章 擋土墻綠化設(shè)計(jì) 66 擋土墻綠化必要性分析 66 66 68結(jié)論 1致謝 2參考文獻(xiàn) 3附錄一：附圖 1附錄二：實(shí)習(xí)報(bào)告 2第1章 緒論 引言擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物[1]。隨著科學(xué)技術(shù)分發(fā)展于與人民生活質(zhì)量的不斷提高，其在鐵路、公路邊坡、建筑物四周、礦山坑道、水利工程岸堤防護(hù)等工程中的作用越來越重要，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛。拼裝式預(yù)制鋼筋混凝土塊擋土墻是最近一些年新興的一種擋土墻形式，其與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆擋土墻相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：第一是其施工速度快，施工工期可提前；二是，由于其不產(chǎn)生大量的廢渣，故對(duì)環(huán)境影響很小，基本不污染環(huán)境；三是其外表美觀簡(jiǎn)潔，容易進(jìn)行美化設(shè)計(jì)；四是其工程造價(jià)并不昂貴，性價(jià)比很高。但是相比較于部分拼裝的擋土墻而言，預(yù)制鋼筋混凝土拼裝式擋土墻雖然還沒有在國(guó)內(nèi)大量的使用，但是其發(fā)展前景也相當(dāng)可觀。但是由于結(jié)構(gòu)形式的選擇面較小所以有時(shí)候不會(huì)將其作為優(yōu)先考慮。在古代人民反復(fù)不斷的實(shí)踐中，人們漸漸總結(jié)出了有關(guān)于擋土墻設(shè)計(jì)的豐富的經(jīng)驗(yàn)并世代相傳下來，從中國(guó)的具有悠久歷史的古長(zhǎng)城、古代望星臺(tái)、古墓及古墓周邊的古驛道、古棧道的兩側(cè)，都可以發(fā)現(xiàn)前人進(jìn)行邊坡防護(hù)而修筑擋土墻的痕跡。擋土墻可以說是隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。為了適應(yīng)各式各樣不同地形條件和不同地基承載力的復(fù)雜要求，在重力式擋土墻的基礎(chǔ)上，漸漸發(fā)展形成了半重力式擋土墻與衡重式擋土墻。扶臂式和懸臂式擋土墻在國(guó)外各個(gè)國(guó)家中應(yīng)用非常廣泛，但在我國(guó)尚未大范圍的進(jìn)行普及，相信隨著高等級(jí)高要求的公路工程向中西部地區(qū)的大力推進(jìn)，其在建筑工程中的應(yīng)用將越來越廣。同時(shí)，他還通過三軸壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果首次提出了加筋土的概念，并且將其研究成果撰寫成論文，分析了擋土墻內(nèi)力計(jì)算分析的方法，為現(xiàn)代加筋土技術(shù)具有的廣闊的應(yīng)用前景奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)對(duì)于加筋土技術(shù)的研究與進(jìn)行應(yīng)用20世紀(jì)70年代的中期才漸漸開始，1978年在云南的田壩貯煤場(chǎng)首次建成了我國(guó)第一座加筋土擋土墻進(jìn)行試驗(yàn)，1980年在山西晉城—陵川公路上修建了第一座公路加筋土擋土墻。錨桿技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用已經(jīng)具有非常悠久與輝煌的歷史。從20世紀(jì)四、五十年代開始，法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家就漸漸的開始運(yùn)用錨桿的特殊作用來對(duì)隧道及其洞口的邊坡、各種建筑物的邊坡進(jìn)行加固工作。從20世紀(jì)60年代之后，錨桿技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用迅猛發(fā)展并且越來越廣泛的應(yīng)用于土木工程建設(shè)過程中的大量領(lǐng)域中。錨定板擋土墻是由我國(guó)鐵道部門在不斷實(shí)踐與總結(jié)中發(fā)明而出的，它在20世紀(jì)70年代的初期開始得到迅猛的發(fā)展，1974年首次運(yùn)用于太焦鐵路上，目前由于其獨(dú)特的性能，在鐵路部門各類工程中的應(yīng)用非常廣泛，其在鐵路、公路、煤礦、水利等部門的立交橋臺(tái)的防護(hù)、邊坡的支撐、坡腳的防護(hù)等大量工程中也有非常廣泛的應(yīng)用。尤其在是20世紀(jì)70年代和其后面的一段短的時(shí)間內(nèi)，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)先后在德國(guó)的法蘭克福地鐵工程與紐倫堡地鐵工程的基坑土體開挖工程中的應(yīng)用獲得巨大成功，這次的成功應(yīng)用對(duì)于土釘墻的技術(shù)出現(xiàn)與推廣發(fā)展產(chǎn)生了重大的積極影響。近年來，一些高等教育院校、建筑設(shè)計(jì)院和科研院等部門在土釘墻技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)用方面也進(jìn)行了大量的試驗(yàn)與研究工作。印度于20世紀(jì)70年代對(duì)在建筑物邊坡工程中設(shè)置卸荷板的懸臂式擋土墻進(jìn)行了大量的研究，通過理論上的分析與在現(xiàn)實(shí)中的試驗(yàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)形式做了一些討論。原德意志聯(lián)邦共和國(guó)還進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)10年的工程觀測(cè)，獲得了許多有價(jià)值的數(shù)據(jù)。豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻是重力式擋土墻與豎向設(shè)置的預(yù)應(yīng)力錨桿組合形成的一種新型支擋構(gòu)造物，如圖11所示[4]。 圖11 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻 圖12 重力式錨桿擋土墻這些年以來，在熟悉掌握了傳統(tǒng)擋土墻結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造技術(shù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)也研究與開發(fā)了一些新的結(jié)構(gòu)形式的擋土墻，如常見的U形擋土墻和倒Y形擋土墻。倒Y形擋土墻在力學(xué)性能上具有較高的抗傾覆、抗滑動(dòng)的重要特點(diǎn)，另外倒Y形擋土墻還具有良好的排水性能，避免地下水位對(duì)擋土墻造成嚴(yán)重侵蝕的優(yōu)點(diǎn)。在需要采取挖方的地段，需要我們將路基面鋪筑在地下水位之下時(shí)，很適合采用采用U形擋土墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。U形擋土墻的底板寬度與傳統(tǒng)擋土墻相比更寬，可將其看作一個(gè)彈性的地基梁。在現(xiàn)代，進(jìn)行一些新型結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)的同時(shí)，開發(fā)對(duì)擋土墻應(yīng)用新材料、新施工工藝也是擋土墻向前發(fā)展的一種新趨勢(shì)。除此之外，由于擋土墻填土發(fā)生的固結(jié)沉降，會(huì)改變擋土墻中加筋的受力情況，同時(shí)使加筋所受拉力與墻面板所受的基礎(chǔ)壓力增大增強(qiáng)，所以在一些國(guó)家中，在墻面板與加筋連接部位之間安裝了可以發(fā)生上下自由滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)來對(duì)墻面板和填土之間發(fā)生的不均勻沉降引起的不利因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前錨索在防護(hù)、加固工程中應(yīng)用非常廣泛。對(duì)于修筑于軟弱地層地基上的擋土墻，為了防止擋土墻發(fā)生滑移，可采用高爐爐渣等輕質(zhì)且具有良好摩擦的填料，也可以力用空心結(jié)構(gòu)物（如箱型、管形等結(jié)構(gòu)形式）對(duì)擋土墻背后進(jìn)行填充。另外，從另一方面來講，也可以通過添加水泥或石灰等具有粘性的穩(wěn)定劑來改善土壤的含水性能，從而降低土壤的含水量，進(jìn)一步提高墻后填料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 關(guān)于本課題在追求效率和質(zhì)量的今天，傳統(tǒng)擋土墻已經(jīng)越來越不適用。但這些還不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)土木工程的要求?？梢怨?jié)省大量的人力和費(fèi)用。因此，本文首先對(duì)擋土墻背景資料進(jìn)行了收集并整理，其中包括了擋土墻背景資料的了解、學(xué)習(xí)，外文文獻(xiàn)的翻譯與學(xué)習(xí)，