【正文】 受到承載力的限制。當?shù)鼗^好，擋土墻高度不大，本地又有可用石料時，應當首先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻的尺寸隨墻型和墻高而變。但為避免施工困難及本身的穩(wěn)定，墻背坡不小于1：，墻面盡量與墻背平行。采用混凝土塊和石砌體的擋土墻，墻頂寬不宜小于0. 4m；整體灌注的混凝土擋土墻，墻頂寬不應小于0. 2m；鋼筋混凝土擋土墻，墻頂不應小于0. 2m。2. 扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，在國外已廣泛使用，近年來在國內(nèi)也開始使用。適用于缺乏石料及地震地區(qū)。扶壁式擋土墻，斷面尺寸較小，踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移，豎板和扶壁共同承受土壓力產(chǎn)生的彎矩和剪力，相對懸臂式擋土墻受力好。扶肋把立壁同墻踵板連接起來，起加勁的作用，以改善立壁和墻踵板的受力條件，提高結(jié)構(gòu)的剛度和整體性，減小立壁的變形。與其它幾種形式的擋墻比較，扶壁式擋土墻具有節(jié)省占地空間、縮短施工工期、美化城市環(huán)境、較易施工等優(yōu)點，是城市公路工程立交橋引道中常用的一種擋墻形式。豎壁頂部厚度不宜小于150 mm，豎壁底部厚度應由計算確定，不宜小于250 mm。擋土墻基礎埋深不應小于1 m，當處于凍脹土上時，不應小于凍結(jié)深度下0. 25 m。3. 懸臂式擋土墻。斷面厚度較小，但墻較高時，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土的用量大，經(jīng)濟性差。4. 其它形式擋土墻擋土墻形式還有很多，例如衡重式擋土墻、地下連續(xù)墻式現(xiàn)澆混凝土擋土墻、土釘式擋土墻、錨桿式擋土墻、排樁式擋土墻等，本文不再詳細介紹。通過調(diào)整扶壁式擋土墻墻趾板的懸挑長度，可以調(diào)整擋土墻的基底壓力近似均勻分布，最大限度的減小擋土墻的基底壓力的最大值，從而降低對地基承載力的要求，適應各種不良地基的情況。重力式擋土墻受材料性能限制，擋土高度一般不能超過8m。如重力式擋土墻具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、能就地取材；懸臂式擋土墻可以設計成使得不利斷面的混凝土與鋼筋內(nèi)的應力等于其容許值。此時若采用扶臂式擋土墻，就可以取得良好的經(jīng)濟效果。1. 3. 3 施工速度快，大大縮短建設工期由于鋼筋混凝土扶壁式擋土墻主要工程就是鋼筋混凝土澆注工作，不像加筋土擋土墻等需要擋土墻墻身和回填同時進行交叉進行，扶壁式擋土墻施工過程不受其它條件的限制，通過機械化施工能大大縮短工期。1. 4 擋土墻結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)擋土墻結(jié)構(gòu)的研究和實踐近年來也比較活躍，特別是山區(qū)公路和鐵路的大量修建再加上城市邊坡等建設，使人們不得不關(guān)注于擋土墻結(jié)構(gòu)的設計問題。土釘墻的應用實踐。輕型擋土墻結(jié)構(gòu)的應用研究等。這些研究與實踐得出很多理論和應用的成果。而且擋土墻結(jié)構(gòu)的形式也越來越多。加筋土擋土墻技術(shù)是最近幾年提出的新技術(shù)。國內(nèi)目前對鋼筋混凝土扶壁式擋土墻的研究和應用較少，特別高度較大的填方區(qū)建筑邊坡工程中的應用較少。在我們國家以前建設工程中，高度較大的擋土墻主要用在公路和鐵路兩側(cè)，但擋土高度一般都在10m以下。扶壁式擋土墻超過10m時的工程應用和研究較少，特別是在軟土地基中的應用。2. 完成該扶壁式擋土墻的總體設計（主要尺寸的擬定）；該扶壁式擋土墻荷載及土壓力的計算；內(nèi)力計算；滑移穩(wěn)定計算；傾覆穩(wěn)定計算；地基承載力計算；結(jié)構(gòu)計算等。 4. 完成該扶壁式擋土墻的施工組織設計。達到安全適用的目的，尋求最佳經(jīng)濟效益。土顆粒之間的連結(jié)強度遠遠小于顆粒本身的強度，因此土在力的作用下，土顆粒與土顆粒之間將會產(chǎn)生錯動，引起一部分土體相對于另一部分土體的滑動。這也就是說土的破壞是剪切破壞，土的強度是指土抗剪切破壞的強度。在土中一點處，若某方向平面上所產(chǎn)生的剪應力等于土的抗剪強度，則該點就處于破壞的臨界狀態(tài)。若該平面上的剪應力小于土的抗剪強度，此時該點不可能沿這一平面產(chǎn)生剪切破壞，而處于穩(wěn)定狀態(tài)。當土中剪切破壞區(qū)的范圍擴大，而破壞區(qū)邊界面上形成連續(xù)的滑動面時，土體就喪失整體穩(wěn)定性，即破壞區(qū)將沿滑動面產(chǎn)生整體滑動。擋土墻是防止土體坍塌的構(gòu)筑物，在房屋建筑、水利工程、鐵路工程以及道路橋梁中得到廣泛應用。土壓力的計算是個比較復雜的問題。1. 靜止土壓力：當擋土墻靜止不動，土體處于彈性平衡狀態(tài)時，土對墻的壓力稱為靜止土壓力，一般用E0表示 。3. 被動土壓力：當擋土墻向土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻上的土壓力稱為被動土壓力，用Ep表示。作用在擋土墻上的土壓力，其大小和分布與許多因素有關(guān)，例如:1. 擋土墻的形式和墻體的剛度。3. 擋土墻的變形和位移。5. 填土表面荷載的情況。擋土墻形式不同，作用在其上的土壓力的大小和分布也不相同。柔性擋土墻由于受到墻體本身變形的影響，土壓力及其分布與剛性擋土墻有很大區(qū)別。依據(jù)：朗肯土壓力理論是根據(jù)半空間體的應力狀態(tài)和土的極限平衡理論得出的土壓力計算理論之一。（1） 考察擋土墻后土體表面下深度z處的微小單元體的應力狀態(tài)變化過程：當用擋土墻代替半空間的土體，且不發(fā)生位移時，作用在微分土體上的應力為自重應力，此時，擋土墻土壓力即為靜止土壓力，大小等于水平向自重應力σh。（3） 當擋土墻在土壓力的作用下向著土體方向位移時，作用在微分土體上的豎向應力σv保持不變，而水平向應力σh逐漸增大，由小主應力變?yōu)榇笾鲬Γ敝吝_到土體處于極限平衡狀態(tài)，此時水平向應力σ1即為被動土壓力強度PP。土體中產(chǎn)生的兩組破裂面與水平面的夾角為。圖22 粘性土主動土壓力分布當z=H時： （24）在圖中，壓力為零的深度z0，可由pa=0的條件代入式(24)求得： （25）在Z0深度范圍內(nèi)Pa為負值，但土與墻之間不可能產(chǎn)生拉應力，說明在Z0深度范圍內(nèi)，填土對擋土墻不產(chǎn)生土壓力。墻背上所受的總主動土壓力為三角形的面積，即： （28）Pa的作用方向應垂直墻背，作用點在距墻底H/3處。依據(jù)：庫倫土壓力理論是根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài)并形成一滑動楔體時，從楔體的靜力平衡條件得出的土壓力計算理論。2. 4. 1 庫倫主動土壓力計算圖23 庫倫主動土壓力計算圖式如圖23所示，墻背與垂直線的夾角為，填土表面傾角為，墻高為，填土與墻背之間的摩擦角為，土的內(nèi)摩擦角為，土的凝聚力，假定滑動面BC通過墻踵。當滑動土楔ABC向下滑動，處于極限平衡狀態(tài)時，土楔上作用有以下三個力:1. 土楔ABC自重砰，當滑裂面的傾角確定后，由幾何關(guān)系可計算土楔自重；2. 破裂滑動面BC上的反力R，該力是由于楔體滑動時產(chǎn)生的土與土之間摩擦力在BC面上的合力，作用方向與BC面的法線的夾角等于土的內(nèi)摩擦角。3. 墻背AB對土楔體的反力P，與該力大小相等、方向相反的楔體作用在墻背上的壓力，就是主動土壓力。楔體下滑時，該力的位置在法線的下側(cè)。已知的大小和方向，以及、的方向，可給出如圖23所示的力三角形?；瑒用鍮C是假設的，因此角是任意的。當時，則；而當時，W和R重合，亦是。對應于最大P值的滑動面才是所求的主動上壓力的滑動面，相應的與最大P值大小相等、方向相反的作用于墻背上的土壓力才是所求的總主動土壓力Pa。求得P最大值的，從而可導出求總主動土壓力的計算公式： (215) 式中：——墻后填土的容重； ——墻的高度； ——庫倫主動土壓力系數(shù)，是的函數(shù)； ——墻背傾角（墻背與鉛直線的夾角），以鉛直線為準，順時針為負，稱仰斜；反時針為正，稱俯斜； ——墻背與填土間的摩擦角； ——墻后填土的內(nèi)摩擦角； ——填土表面的傾角。式子（215）成為： (216)沿墻高度分布的主動土壓力強度Pa可通過對式(2一14)微分求得 （217） 圖24 庫倫主動土壓力分布由此可知，主動土壓力強度沿墻高呈三角形分布，主動土壓力沿墻高和墻背的分布圖形如圖24所示。2. 4. 2庫倫被動土壓力計算當擋土墻在外力作用下背向填土，沿著滑裂面BC形成的滑動楔體ABC向上滑動，處于極限平衡狀態(tài)時，同樣在楔體ABC上作用有三個力W、P和R。與求主動土壓力的原理相似，用數(shù)解法可求得總被動土壓力。被動土壓力PP沿高度的分布，可以通過對PP微分求得，即: （219）被動土壓力強度沿墻高也呈三角形線性分布。式中：、為分別為填土的重度與內(nèi)摩擦角；為墻背與鉛直線的夾角。為填土表面與水平面所成坡角；被動土壓力計算公式的推導，與推導主動土壓力公式相同，擋土墻在外力作用下移向填土，當填土達到被動極限平衡狀態(tài)時，便可求得被動土壓力計算公式為:式中：Kp為被動土壓力系數(shù)，可用下式計算；15洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）第3章 扶壁式擋土墻設計原理3. 1計算模型和計算荷載墻面板計算通常取扶肋中至扶肋中或跨中至跨中的一段為計算單元，視為固支于扶肋及墻踵板上的三向固支板，屑超靜定結(jié)構(gòu)，一般作簡化近似計算。3. 1. 1 水平內(nèi)力根據(jù)墻面板計算模型，水平內(nèi)力計算簡圖如圖31（b）所示。墻面板承受的最大水平正彎矩及最大水平負彎矩在豎直方向上分別發(fā)生在扶肋跨中的H1/2處和扶肋固支處的第三個H1/4處，如圖42所示。圖42 墻面板跨中及扶肋彎矩圖3. 1. 2 豎直彎矩墻面板在土壓力的作用下，除了產(chǎn)生上述的水平彎矩外，將同時產(chǎn)生沿墻高方向的豎直彎矩。最大值可按下列公式計算：豎直負彎矩： 豎直正彎矩： 沿墻長方向（縱向），豎直彎矩的分布圖如圖43（b）所示，呈拋物線形分布。圖43 墻面板彎矩沿墻高和墻縱向分布圖3. 2墻踵板設計計算3. 2. 1計算模型與計算荷載墻踵板可視為支撐于扶肋上的連續(xù)板，不計算墻面對其的約束，而視其為鉸支。作用在墻踵板上的力有：計算墻背與實際墻背間的土重及活載W1；墻踵板自重W2；作用在墻踵板頂面上的土壓力豎向分力W3；作用在墻踵板端部的土壓力的豎向分力W4；由墻趾板固端彎矩M1的作用在墻踵板上引起的等代荷載W5；以及地基反力等。將上述荷載在墻踵板上引起的豎向應力疊加，即可得到墻踵板的計算荷載。故可近似假設墻踵板的計算荷載為三角形分布，于是得：即： 式中：為作用在BC面的土壓力（）； 為作用在CD面的土壓力（）； 為墻趾板固端處的計算彎矩（）； 為墻后填土和鋼筋混凝土的容重（）； 為墻踵板厚度（）； 為墻踵板端處的地基反力（）3. 2. 2 縱向內(nèi)力墻踵板順墻長方向（縱向）板條的彎矩和剪力計算與墻面板相同，各內(nèi)力分別為：支點負彎矩 支點剪力 跨中正彎矩 邊跨自由端彎