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支挡工程

支挡工程

第一章

1.支挡结构:为保持结构物两侧的土体(及物料)具有一定高差的结构。是用来支撑、加固填土或山坡体,防止其坍滑,以保持稳定的一种建筑物

2.土压力:通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力。

3.道路支挡工程包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构。

挡土墙(Retaining Wall):承受土体侧压力的墙式构造物

抗滑桩(Slide-resistant pile):抵抗土压力或滑坡力的横向受力桩

预应力锚(杆)索(Prestressed anchor):通过对预应力筋施加张拉力以加固岩土体使其达到稳定状态的支护结构。

4.挡土墙具有4方面的作用:稳定路堤和路堑边坡;减少土石方工程量和占地面积;防止水流冲刷路基;整治坍方、滑坡等路基病害

5.滑坡的根本原因:边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。

6.滑坡的具体原因:1)滑面上的剪应力增加;2)滑面上的抗剪强度减小:

7.崩塌防治方法:1) 清除危岩2) 注浆加固3) 碎落台

8.支挡结构设置原则:①陡坡路堤,地面横坡较陡,路堤边坡形成薄层填方,采用支挡结构收回坡脚,提高路堤稳定性。

②路堑设计边坡与地面接近平行,边坡过高,且形成剥山皮式的薄层开挖(过多破坏天然植物),采取支挡结构降低路堑边坡,减少环境破坏。③不良地质地段,提高该地质体的稳定性,或提高建筑物的安全度。④滨河滨海地段填方,水流冲刷影响填方边坡的稳定,修建支挡结构,减小水流的影响。⑤为减少土石方数量,或少占农田。⑥稳定基坑边坡⑦避免对既有建筑物的影响

9.挡土墙的各部分名称重力式图:墙背墙面墙顶墙底墙踵墙趾

10.墙背倾斜形式:仰斜、直立和俯斜

11.挡土墙类型①按挡土墙在路基横断面的设置位置,分为路肩墙、路堤墙、路堑墙②按建筑材料,分为石、混凝土、钢筋混凝土挡土墙、土工合成材料支挡结构以及复合型③按所处环境条件,分为一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙、地震地区挡土墙④按结构形式,分为10种

12.重力式挡土墙特点及适用范围:①主要依靠墙自重保持稳定②它取材容易,形式简单,施工简便,适用范围广泛③多用浆砌片石,墙高较低时也可用干砌,在缺乏石料地区可用混凝土浇筑④其断面尺寸较大,墙身较重,对地基承载力的要求较高。

13.衡重式挡土墙特点及适用范围:①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作用维持其稳定②其断面尺寸较重力式小,且因墙面陡直、下墙墙背仰斜,可降低墙高和减少基础开挖量,但地基承载力要求较高③多用在地面横坡陡峻的路肩墙,也可作路堤墙和路堑墙④由于衡重台以上有较大的容纳空间,上墙墙背加缓冲墙后,可作为拦截崩坠石之用。

14.悬臂式挡土墙特点及适用范围:①钢筋混凝土结构由立臂、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②断面尺寸较小,但墙较高时,立臂下部的弯矩大,钢筋与混凝土用量大,经济性差③多用作墙高小于6米的路肩墙,适用于缺乏石料的地区和承载能力较低的地基。

15.扶臂式挡土墙特点及适用范围:①钢筋混凝土结构由墙面板、墙趾板和扶肋组成,即沿悬臂式挡土墙的墙长,每隔一定距离增设扶肋,把墙面板与墙踵板连接起来②适用于缺乏石料的地区和地基承载力较低的地段,墙较高时,较悬臂式挡土墙经济。

16.加筋土式挡土墙特点及适用范围:①由面板,拉筋和填土三部分组成,借助于拉筋和填土间的摩擦作用,把土的侧压力传给拉筋,从而稳定土体。既是柔性结构,可承受地基较大的变形②又是重力式结构,可承受荷载的冲击、振动作用③施工简便,外形美观、占地面积少,而且对地基的适应性强④适用于缺乏石料的地区和大型填方工程⑤加筋土挡墙可用于增强路基边坡稳定性;用于城市立交桥台(减小占地面积)和地基软弱、石料缺乏地区等⑥墙面系统可以采用砼面板、石块、石笼或以土工格栅回包后形成的柔性结构⑦当土体中加入拉筋(如土工格栅等)经夯实后,拉筋与土体的相互作用(格栅表面与土的摩擦作用;格栅孔眼对土的咬合锁定作用)。这些作用是格栅具有了抵抗拉拔能力,并提高了软弱地基的承载力,阻抗土体破裂面的形成。⑧目前由于工程征地费用高,可利用的填土资源越来越少,加上现有路网改造的迫切需要,工程往往修建在陡峭的边坡上,并尽可能地利用就近的填料或弃方。采用加筋的陡坡路堤,有效地解决了这些实际问题。⑨加筋土挡墙的结构由面板,拉筋和填土三部分组成

17.锚杆式挡土墙特点及适用范围:①由锚杆和钢筋混凝土墙面组成。②锚杆一端固定在稳定地层中,另一端与墙面连接,依靠锚杆和地层之间的锚固力(即锚杆抗拔力)承受土压力,维持挡土墙的平衡。③土石方和圬工量都较少,施工安全,较为经济。④适用于墙高较大,缺乏石料的地区或挖基困难的地段,具有锚固条件的路堑墙,对地基承载力要求不高。

18.锚定板式挡土墙特点及适用范围:①由锚定板、拉杆、钢筋混凝土墙面和填土组成。②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压力,维持当土墙的稳定。③基底应力小,圬工数量小,不受地基承载力的限制,构件轻简,可预制拼装、机械化施工。④适用于缺乏石料的路堤墙和路肩墙,墙高时可分级修建。

19.竖向预应力锚杆式挡土墙特点及适用范围:①锚杆竖向锚固在地基中,并砌筑于墙身内,最后张拉锚杆,利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定性。②一般一根16Mnφ22的锚杆可替代5m3的浆砌片石圬工。③施工中可用轻型钻机或人工冲孔,灌浆及预应力张拉较为简易。④适用于岩质地基,多用于抗滑挡土墙。

20.土钉墙特点及适用范围:①由土体、土钉和护面板三部分组成。②利用土钉对天然土体就地实施加固,并与喷射混凝土护面板相结合,形成类似于重力式挡土墙的复合加强体,从而使开挖坡面稳定。③对土体适应性强、工艺简单、材料用量与工程量较少,可自上而下分级施工。④常用于稳定挖方边坡,也可作为挖方工程的临时支护。

21.桩板式挡土墙特点及适用范围:①由钢筋混凝土锚固桩和挡土板组成。②利用深埋锚固段的作用和被动抗力抵抗侧向土压力,从而维护挡土墙的稳定。③适用于岩质地基、土压力较大、要求基础深埋地段,墙高不受一般挡土墙高度的限制。④开挖面小,施工较为安全。

22.预应力锚(杆)索:通过对预应力筋施加张拉力以加固岩土体使其达到稳定状态的支护结构。23.支挡结构的计算和验算:支挡结构设计应满足在各种设

计荷载组合下支挡结构的稳定、坚固和耐久;为保证支挡结

构安全正常使用,必须满足承载力极限状态和正常使用极限

状态的设计要求。对于支挡结构应进行下列计算和验算:

24. 支挡结构承载能力极限状态计算:[1] 土体稳定性计算

(陈p166):整体稳定性验算,即保证结构不会沿墙底地基

中某一滑动面产生整体滑动;抗倾覆稳定性验算;抗滑移稳

定性验算;地基承载力验算;[2] 支挡结构的受压、受弯、

受剪、受拉能力验算[3] 锚固构件的抗拔出能力验算

25. 正常使用极限状态计算:[1] 结构变形计算(与周围环

境有配合要求者)[2] 裂缝宽度计算(钢筋混凝土构件)

26.支挡结构的荷载计算:①主力:a支挡结构承受的岩土

侧压力或滑坡推力;b支挡结构重力及结构顶面承受的恒

载;c车辆荷载产生的侧压力;d结构基底的法向反力及摩

擦力;e 常水位时静水压力及浮力;②附加力:a设计水位

的静水压力和浮力;b水位退落时的动水压力;c波浪压力;

d冻胀力和冰压力;③特殊力:a地震力;b施工荷载及临

时荷载

第二章

1.土压力计算理论:①库伦理论:假定破裂面形状,依据极

限状态下破裂棱体的静力平衡条件来确定土压力;②朗金理

论:假定土体为松散介质,依据土中一点的极限平衡条件来

确定土压力和破裂面方向。

2.土压力的分类:①静止土压力:墙背后土体处于弹性平衡

状态。使挡土墙保持静止的条件的:墙身尺寸足够大、墙身

与基础牢固的连接在一起,积极不产生不均匀沉降。②主动

土压力:挡土墙在土压力作用下向前产生以微小的移动或转

动,使强对土体的侧向应力逐渐减小。③被动土压力:挡土

墙在外力作用下,移动或转动方向是推挤土体。被动》静止》

主动

3.静止土压力的计算:静止土压力可根据弹性半无限体的应

力状态求解。沿墙高呈三角形分布。方向为水平。作用点位

于离墙踵三分之一的高度处。

4.土压应力分布图绘制原则:①墙顶以上的填土及均布荷载

向墙背扩散压应力的方向平行于破裂面;②各点压应力与其

所承受的竖直应力成正比,

6.第二破裂面产生的条件:①墙背(或奖项墙背)倾角必须

大于第二破裂面的倾角即墙背不妨碍第二破裂面的产生。②

墙背(或假想墙背)上的诸力所产生的下滑力必须小于墙背

上的抗滑力。

7.粘性土的土压力:当墙后填料为粘性图是,由于粘聚力的

存在,对土压力值有很大的影响,因此,在计算时要考虑粘

聚力。

8.等效内摩擦角法:由于库伦理论仅限于计算砂性土的土压

力,故最简单的办法就是增大内摩擦较的计算数值,把粘聚

力的影响考虑在内摩擦角这一参数内,然后按砂性土的公式

计算其主动土压力。通常把粘性土的内摩擦角值增大5到

10度,作为等效内摩擦角;或直接取等效内摩擦角值为30

度到35度,地下水位下为25到30度。按土体抗剪强度相

等的原则计算内摩擦角。

第三章

1.衡重式墙背在上下墙间设有衡重台,利用衡重台上填土的

重力使强重心后移,增加了墙身的稳定。

2.挡土墙排水:排水措施:挡土墙排水的作用在于疏干墙

后土体和防止地表水下渗后积水,以免墙后积水致使强身承

受额外的静水压力;减少季节性冰冻地区调料的冻胀压力;

消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。若墙后填涂的透水性不

良或可能发生冻胀,应在最低一排泄水孔至墙顶以下0.5米

的高度范围内,填筑不小于0.3米厚的砂砾石或无砂混凝土

块板或土工织物等渗水性材料做排水层,以疏干墙后填土中

的水。

3.挡土墙的验算:①挡土墙可能的破坏形式:滑移、倾覆、

不均匀沉陷、墙身断裂等。②挡土墙的验算方法有两种:总

安全系数的容许应力法、分项安全系数的极限状态法。③作

用在挡土墙上的力系,根据合子性质分为永久荷载、可变荷

载、偶然荷载。

4.可变荷载主要有:1)车辆荷载引起的土压力2) 常水位时

的浮力及静水压力3)设计水位时的静水压力和浮力4) 水

位退落时的动水压力5)波浪冲击力6)冻胀压力和冰压力

7)温度变化的影响力

5.容许应力验算法稳定性验算:①抗滑稳定性验算:挡土墙

的抗滑稳定性的值在土压力和其他外荷载的作用下,基底摩

阻力抵抗挡土墙滑移的能力,用抗滑稳定系数KC表示。增

加抗滑稳定性的措施:向内倾斜基底;采用凸榫基础;改善

地基,例如在粘性土地基夯嵌碎石,以增加基底摩擦系数;

改变墙身断面形式等。②抗倾覆稳定性验算:增加抗倾覆稳

定性的措施:展宽墙趾,基础展宽可分级设置成台阶基础;

改变墙背或墙面的坡度以减少土压力或增加稳定力臂;改变

墙身形式,如改用衡重式,墙后增设卸载平台或卸荷板等。

6.基底应力及合力偏心距验算

7.墙身截面验算

8.极限状态验算法:容许应力法视结构材料为理想的弹性体,

在荷载作用下产生的应力和变形不超过规定的容许值.极限

状态法则不再采用匀质弹性体的假定,而是承认结构在临近

破坏时处于弹塑性工作阶段,以结构物在各种荷载组合情况

下均不得达到其极限状态为出发点,同时相应给以足够的安

全储备.

9.极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态

两类.

10.承载能力极限状态:当挡土墙出现以下任何一种状态,即

认为超过了承载能力极限状态:

⑴整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体而失去平衡(如滑

移,倾覆等);

⑵挡土墙构件或联结部件因超过材料强度而破坏,或因过度

塑性变形而不适于继续承载;

⑶挡土墙结构变为机动体系或局部丧失稳定.

11.正常使用极限状态:当挡土墙出现以下状态之一时,即认

为超过了正常使用极限状态:

⑴影响正常使用或影响外观的过大变形;

⑵影响正常使用或耐久性的局部破坏(包括裂缝)

⑶影响正常使用的其他特定状态.

12极限状态法设计原则为荷载效应不利组合的设计值小于

等于结构抗力效应的设计值;

第四章

1.薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构,数轻型挡土墙,包括悬

臂式和扶壁式两种形式。悬臂式挡土墙是由立壁(墙面板)

和墙底板(包括墙趾板和墙踵板)组成,呈倒T形,具有

三个悬臂,即立壁,墙趾板和墙踵板。扶壁式挡土墙由墙面

板(立壁),墙趾板,墙踵板及扶肋(扶壁)组成

2.悬臂式和扶壁式挡土墙结构的稳定性是依靠墙身自重和

踵板上方填土的重力来保证的,而且踵趾板也显著增大了抗

倾覆稳定性,并大大减小了基底应力。它们的主要特点是构

造简单,施工方便,墙身断面较小,自身质量轻,可以较好

的发挥材料的强度性能,能适应承载力较低的地基。墙高6

米以内采用悬臂式,6米以上采用扶壁式它们适用于缺乏石

料及地震地区。由于墙踵板的施工条件一般用于填方路段作

路肩墙及路堤墙使用。

3.悬臂式挡土墙的墙踵板宽度由B3全墙抗滑稳定性确定,

并具有一定得刚度,其值为墙高的四分之一到二分之一,且

不应小于0.5米。墙趾板的宽度B1应根据全墙的抗倾覆稳

定,基底应力(即地基承载力)和偏心距等条件来确定并要

求墙踵处的基底不出现拉应力。墙底板的总宽度B一般为

墙高的(0.5-0.7)倍。B=B1+B2+B3。立壁底部宽度为B2

和墙底板厚度除满足墙身构造要求验算时,主要取决于截面

强度要求,分别按配筋要求和斜裂缝宽度计算其有效厚度,

然后取其大值为设计值。

4.悬臂式挡土墙的演算内容包括抗滑稳定性,抗倾覆稳定

性,基底应力及合力偏心距,墙身截面强度等其中抗滑稳定

性抗倾覆稳定性,基底应力及合力偏心距的验算方法与重力

式挡土墙相同。

5.墙身截面验算时,一般选取以下截面做控制面:(1)立壁:

底部,2/3;立壁高与1/3立壁高处三个截面(2)墙踵板:

根部与1/2墙踵板宽度处两个截面(3)墙趾板:根部与1/2

墙趾板宽度处两个截面。

6.扶壁式挡土墙设计内容主要包括墙身构造设计,墙身截面

尺寸的拟定,墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算,墙

身配筋设计和裂缝开展宽度验算等。

为了提高扶壁式挡土墙的抗滑能力,墙底板常设置凸榫。

7 墙面板设计的计算模型:取扶肋中或跨中至跨中的一段为

计算单元,视为固支于扶肋及墙踵板上的三向固支板,属超

静定结构一般做简化近似计算。计算时将其沿墙高或墙长划

分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条,假定每一单元条

上作用均布荷载,其大小为该条单元位置处的平均值,近似

按支撑于扶肋上的连续板来计算水平板条的弯矩和剪力,按

固支于墙底板上的钢架梁来计算竖向板条的弯矩。

8 墙踵板设计的计算模型:可视为支撑于扶肋上的连续板,

不计墙面板对它的约束,而视其为铰支。内力计算时,可将

墙踵板顺墙长方向划分为若干单位宽度的水平板条,根据作

用于墙踵板上的荷载对每一连续板条进行弯矩,剪力计算,

并假定竖向荷载在每一连续板条上的最大值均匀作用在板

条上。

9 扶肋设计的计算模型:扶肋可视为锚固在墙踵板上的T

形变截面悬臂梁,墙面板则作为该T形梁的翼缘板。翼缘

板的有效计算宽度由墙顶向下逐渐加宽。为简化计算,只考

虑墙背主动土压力的水平分立,而扶肋和墙面板的自重以及

土压力的竖向分力忽略不计。

第五章

1.扶壁式挡土墙由墙面板,墙踵板,墙趾板,扶肋组成

2.悬臂式挡土墙墙趾板宽度由全墙的抗倾覆稳定性,基底应

力,偏心距等条件控制

3.加筋土结构内部稳定性破坏形式有两种:由于拉筋开裂造

成的加筋体断裂破坏和由于拉杆与填土之间粘结力不足造

成的加筋体断裂破坏,加筋土结构内部稳定性分析的应力分

析法认为,在某一深度以下,加筋土处于主动极限平衡状态,

而强顶为弹性平衡状态,其破坏主要是由于绕墙顶旋转的侧

向变形引起的,应力分析法假定在荷载作用下,加筋体沿着

拉筋最大拉力点的连线产生破坏

4.常用的拉筋类型有:钢带,钢筋混凝土带,聚丙烯土工带,

钢塑复合带,土工织物(或钢筋格带)

5.加筋挡土墙内部稳定性分析方法有:应力分析法,楔体平

衡分析法,滑裂楔体法,能量法,剪区法,有限元法

6.加筋土挡土墙组成:墙面板,填料,拉筋

7.加筋原理:其基本原理在于拉筋与土之间的相互摩阻联结

之中,可归纳为两点予以解释:1.摩擦加筋原理 2.准粘聚力

原理。

8.断面形式:一般宜用矩形,斜坡地段由于地形条件限制可

采用倒梯形断面,在宽敞的填方地段可用正梯形断面

9.填料要求:①易于填筑与压实,②能与拉筋产生足够的摩

擦力,③满足化学和电化学标准,④水稳定性好

10.拉筋材料必须具有以下特征:①抗拉能力强,延伸率小,

蠕变小,不易产生脆性破坏②与填料之间具有足够的摩擦力

③耐腐蚀和耐久性能好④具有一定的柔性,加工容易,接长

及与墙面板连接简单⑤使用寿命长,施工简便

11.应力分析法和斜体平衡分析法的区别:①破裂面形状的

假定②墙面的转动中心③作用在加筋体内的土压力的基本

假定

12.拉力组成:①加筋体自重产生的拉力②加筋体上路基填

土产生的拉力③车辆荷载产生的拉力④加筋拉力

13.楔体平衡分析法计算图式:155页

14.加筋土挡土墙外部失稳形式:滑移,倾覆,倾斜,整体

滑动

15.判断a加筋土挡土墙应力分析法以库伦理论为基础,视

加筋土为复合结构

b加筋土挡土墙适用于岩质路堑加固

第六章

60锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种档土结构物。锚

杆是一种新型的受拉杆件,它的一端与工程结构物联结,另

一端通过钻孔、插入锚杆、灌浆、养护等工序锚固在稳定的

地层中,以承受土压力对结构物所施加的推力,从而利用锚

杆与地层间的锚固力来维持结构物的稳定.

61锚杆挡土墙的形式取决于:锚固底层、施工方法、受力状

态及结构形式。按照挡墙的结构形式可分为:柱板式锚杆挡

土墙(挡土板、肋柱、锚杆)和壁板式锚杆挡土墙(墙面板(壁

面板)、锚杆)。目前多用柱板式锚杆挡土墙。

62锚杆挡土墙的特点:错误!未找到引用源。结构质量轻,

使挡土墙的结构轻型化,与重力式挡土墙相比,可以节约大

量的圬工和节省工程投资;错误!未找到引用源。利于挡土

墙的机械化、装配化施工,可以减轻笨重的体力劳动,提高

劳动生产率;错误!未找到引用源。不需要开挖大量基坑,

能克服不良地质挖基的困难,并利于施工安全。但是锚杆挡

土墙也有一些不足之处,使设计和施工受到一定的限制,如

施工工艺要求较高,要有钻孔、灌浆等配套的专用机械设备,

且要耗用一定得钢材。

63锚杆挡土墙一般适用于岩质路堑地段,但其他具有锚固

条件的路堑墙也可使用,还可应用于陡坡路堤。

64锚杆挡土墙土压力的计算目前大多仍按库伦主动土压力

理论进行近似计算。土压力分布

简化为三角形或梯形分布。

65锚杆抗拔力的确定是锚杆挡土墙设计的基础,它与锚杆

锚固的形式、地层的性质、锚孔的直径、有效锚固段的长度

以及施工方法、填注材料等因素有关。目前普遍采用的方法

是根据以往的施工经验、理论计算值与拉拔试验结果综合加

以确定。

66岩层锚杆的抗拔力一般取决于砂浆的握裹能力,P175

砂浆对钢筋的握裹力取决于砂浆与钢筋之间的抗剪强度

土层锚杆的抗拔力取决于锚固段地层对于锚固短砂浆所能

产生的最大摩阻力P175

抗剪强度除取决于地层特性外,还与施工方法、灌浆质量等

因素有关,最好进行现场拉拔试验以确定锚杆的极限抗拔

力。

67锚杆挡土墙构件包括挡土板、肋柱和锚杆或墙面板和锚

杆。

68肋柱与地基的嵌固程度与基础的埋置深度有关,它取决

于地基的条件及结构的受力特点。

69锚杆的主要类型:根据施工方法和受力状况的不同分为:

错误!未找到引用源。普通灌浆锚杆,首先由钻孔机钻孔,

钻孔的深度和孔径按设计拉力和底层情况决定;然后插入锚

杆,并灌注水泥砂浆(标号不低于M30),经过一定时间养

护,即可承受拉力。

错误!未找到引用源。预压锚杆,与普通灌浆锚杆不同之点

是在灌浆时对水泥砂浆施加一定的压力。水泥砂浆由于压力

而压入孔壁四周的裂隙并在压力下固结,从而使这种锚杆具

有较大的抗拔力。

错误!未找到引用源。预应力锚杆,一般锚杆往往穿过松软

(或不稳定的)底层而锚固在稳定的地层中,如将稳定地层

中的锚固段先用速凝的水泥砂浆灌填,然后将锚杆与结构物

连接并施加张拉应力,最后再灌注锚孔其余部分的砂浆。这

样的锚杆可使其所穿过的底层和砂浆都受有预应力。

错误!未找到引用源。扩孔锚杆,利用扩孔钻头或爆破等方

法扩大锚固段的钻孔直径(一般可扩大3-5倍),从而提高

锚杆的抗拔能力。这种扩孔方法主要用于软弱地层中。

70锚杆的布置直接涉及到锚杆挡土墙墙面构件和锚杆本身

设计的可行性和经济性。布设时要考虑墙面构件的预制、运

输、吊装和构件受力的合理性,同时要考虑锚杆施工条件、

受力特点等。每级肋柱上视柱高度可设计成两层或多层锚

杆,一般布置2-3层。若锚杆布置太疏,则肋柱截面尺寸大,

锚杆粗而长,但若布置过密,锚杆之间受力的相互影响使锚

杆抗拔力受到影响,此时锚杆拉力就变得比单根锚杆设计拉

力低。根据已建工程的经验,锚杆的位置应尽可能使肋柱所

受弯矩均匀分布。

71锚杆由非锚固段(自由段)和有效锚固段组成。

72在较完整的硬质岩层中,普通摩擦型灌浆锚杆的有效锚

固长度为:P195

锚杆承受的拉力;u—砂浆对钢筋的平均握裹力;d—

锚杆直径;

在软质岩层、风化破碎岩层和土层中,普通摩擦型锚杆的有

效锚固长度为:

锚固段周边砂浆与孔壁的平均剪切强度;D—钻孔直径

锚杆有效锚固长度除满足抗拔稳定性要求外,还应控制锚杆

最小长度,即岩层>=4m,土层>=5m

73锚杆与肋柱的连接形式:螺母锚固、弯钩锚固、焊短钢

筋锚固。

74锚杆在地层中一般都沿水平向下倾斜一定得角度,通常

在10-45之间。具体倾斜度应根据施工机具、岩层稳定的情

况、肋柱受力条件以及挡土墙要求而定。锚杆的倾斜度是为

保证灌浆的密实,有时也为了避开临近的地下管道或浅层不

良土质。

75锚杆挡土墙的稳定性分析一般采用克朗兹理论,P199会

画图

第七章锚定板挡土墙

1.锚定板挡土结构是一种适用于填方的轻型支挡结构。

2.锚定板挡土墙是由墙面、拉杆、锚定板以及充填墙面与锚

定板之间的填土所共同组成的一个整体。

3.锚定板挡土墙和锚杆挡土墙一样,也是依靠“拉杆”的抗

拔力来保持挡土墙的稳定。但是,这种挡土墙与锚杆挡土墙

又有着明显的区别,锚杆挡土墙的锚杆必须锚固在稳定的地

层中,其抗拔力来源于锚杆与砂浆、孔壁地层之间的摩阻力;

而锚定板挡土墙的拉杆及其端部的锚定板均埋设在回填土

中,其抗拔力来源于锚定板前填土的被动抗力。因此,墙后

侧向土压力通过墙面传给拉杆,后者则依靠锚定板在填土中

的抗拔力抵抗侧向土压力,以维持挡土墙的平衡与稳定。在

锚定板挡土墙中,一方面填土对墙面产生主动压力,填土愈

高,主动土压力愈大;另一方面填土又对锚定板的移动产生

被动的土抗力,填土愈高,锚定板的抗拔力也愈大。

4.锚定板挡土墙按墙面结构形式可分为柱板式和壁板式两

种。也可以根据周围环境及地质地形条件设计成锚定板和锚

杆联合使用的挡土墙。上层拉杆利用锚定板锚固在新填土

中,下层拉杆采用灌浆锚杆固定在原有边坡内。这样可以充

分利用原有边坡及新填路基,发挥锚定板和锚杆的优越性。

5.锚定板挡土墙的主要特点:构件断面小、结构质量轻、柔

性大、工程量省、圬工数量少,构件可预制,有利于实现结

构轻型化和机械化施工。它主要适用于承载力较低的软弱地

基和缺乏石料的地区,作路肩墙或路堤墙。在滑坡、坍塌地

段以及膨胀土地区不能使用。

6.通过现场实测和室内模型试验表明,土压力值大于库伦主

动土压力计算值,但小于静止土压力。在墙面系设计时,作

用于墙背上的横载土压力近似按静止土压力计算,但适当给

予折减。公式在210页式7-2

7.锚定板抗拔力取决于锚定板前的被动土压力。

8.判断极限抗拔力的标准有三种:极限稳定抗拔力、局部破

坏抗拔力和极限变形抗拔力。根据原型实验的结果确定极限

抗拔力时,往往需要综合使用这三种标准。三种标准中应优

先采用第一种标准,但由于试验设备和时间有限,有很多试

验不能达到极限稳定抗拔力,这时可采用第二种标准。若采

用前两种标准所得到的变形量超过了第三种标准的极限变

形值时,则在锚定板尚未丧失稳定之前,结构物已不能承受,

这时应以第三种标准确定极限抗拔力。

9.容许抗拔力是锚定板设计拉力的最大容许值,等于锚定板

的极限抗拔力除以安全系数。安全系数的取值应考虑影响抗

拔力的各种因素的复杂程度及工程结构的性质和重要程度。

10.肋柱间距视工地的起吊能力和锚定板的抗拔力而定。肋

柱与基础(地基)的连接状况视地基承载力、地基的坚硬情

况及埋深确定。肋柱严禁前倾,应适当后仰,其仰斜度宜为

1:0.05

11.锚定板一般采用方形钢筋混凝土板,混凝土标号不低于

C20,竖直埋置在填土中,一般忽略不计拉杆与填土之间的

摩擦阻力,则锚定板承受的拉力即为拉杆拉力。锚定板面积

根据拉杆拉力及锚定板容许抗拔力来确定,公式在223页

12.锚定板挡土墙稳定性验算的方法有:克朗兹法,折线裂

面分析法、整体土墙法。稳定系数一般不应小于1.5-1.8

13.克朗兹法假定上层锚定板前方土体的临界滑动面通过墙

面最下端,而且将墙面与土体分离计算,将拉杆拉力作为影

响整体稳定性的因素之一。按照这种假定,上层拉杆必须比

下层拉杆长很多,才能保证上层锚定板的稳定性。

14.折线裂面分析法认为上层锚定板前方土体的最不利滑动

面通过下层拉杆与墙面接连点,而且认为应将墙面与土体合

并考虑,拉杆拉力是墙面与土体之间的内力,并不影响这二

者共同体的整体稳定。

第八章

1竖向预应力锚杆挡土墙是有圬工砌体和竖向预应力锚杆

组成。砌体一般是由浆砌片(块)或素混凝土筑成。这种挡

土墙就是利用锚杆的弹性回缩对墙身施加竖向预应力,以提

高挡土墙的稳定性,从而代替部分挡土墙圬工的重力,减少

挡土墙圬工断面,达到节省圬工,降低造价的目的。

适用范围:岩质地基(要求基地承载力高)及墙身所受侧压

力(如滑坡推力)较大的情况。

2灌浆预应力锚杆是利用锚孔中灌注的水泥砂浆锚固在挡

土墙基底稳定岩层的钻孔中,锚杆受拉后由锚杆周边的砂浆

握裹力将拉应力通过砂浆传递到岩层中。由锚固段、张拉自

由段

、垫板锚具组成。

3锚固段是指在挡土墙基底以下锚固在稳定地基中的一段

锚杆,它是利用水泥砂浆对锚杆的握裹力、砂浆与孔壁岩层

间的粘结力和摩阻力进行锚固的。锚固段以上部分,称为自

由锻,其长度根据墙身抗剪强度的需要和预应力的损失而

定。锚杆顶端设置有预制的钢筋混凝土垫板和钢垫板,垫板

上安有锚具,以备张拉后锚固锚杆。

锚杆设计包括锚杆材料的选定和截面尺寸的确定,锚杆间距

及锚杆锚固深度的确定

锚固深度是指锚杆埋入稳定地基中的长度,其长度可按抗拔

力要求根据公式确定。

在较完整的硬质岩层中,普通摩擦型灌浆锚杆的有效锚

固长度为:(第195页)

在软质岩层、风化破碎岩层及土层中,普通摩擦型锚杆的

有效锚固长度为:

4根据锚杆自由段长度与挡土墙高度的关系,锚头分为埋入

式和出露式两种。

5预应力损失是由锚具的变形、锚杆的松弛以及墙身砌体的

收缩与徐变等三方面引起的,其中锚具变形是引起预应力损

失的主要原因。

6土钉墙是由被加固土体、放置在土中的土钉体和护面板组

成。土钉间土体的变形由护面板给予约束。

优点;①能合理利用土体的自身能力,将土体作为墙体的不

可分割的一部分。②施工设备轻便,操作方法简单。③结构

轻巧、柔性大、有非常好的抗震性能和延性。④施工不需要

单独占用场地。⑤材料用量和工程量少,工程造价低。⑥施

工速度快、基本不占用施工工期。

缺点:①变形稍微大于预应力锚杆的变形;②在软土、松

散砂土中施工难度较大;③土钉在软土中的抗拔力低,需设

置得很长很密或事先对土体进行加固,变形量较大,造价较

高。

适用:用于边坡的稳定,特别适合于有一定粘性的砂土和

硬粘土。作为土体开挖的临时支护和永久性挡土墙结构,高

度一般不大于15m;也可用于挡土结构的维修、改建与加固。

7土钉墙与锚杆挡土墙的异同:①土钉墙是由上而下便开挖

边分段施工的,而锚杆挡土墙是自下而上整体施工的。②锚

杆挡土墙应设法防止产生变位;而土钉一般要求土体产生小

量位移,从而使土钉与土体之间的摩阻力得以充分发展。③

锚杆只是在锚固段内受力,而自由段只起传力作用;土钉则

是全长范围内受力。④锚杆的密度小,每个杆件都是重要的

受力部位;而土钉的密度大,靠土钉的相互作用形成复合整

体,因而即使个别土钉失效,对整个结构的影响不大。⑤锚

杆挡土墙将库伦破裂面前的主动区作为荷载,通过锚杆传至

破裂面后的稳定区内;土钉墙是在土钉的作用下把潜在破裂

面前的主动区的复合土体视为具有自撑能力的稳定土体。⑥

锚杆可承受的荷载大,为防止墙面冲切破坏,其端部的的构

造较复杂;土钉一般不需要很大的承载力,单根土钉受荷较

小,护面板结构较简单,利用喷射混凝土及小尺寸垫板即可

满足要求。⑦锚杆长度一般较长,需用大型机械进行加工;

土钉长度一般较短,直径较小,相对而言施工规模较小,所

需的机具也比较灵便。

8 土钉墙和加筋土挡土墙的异同:

①施工顺序不同,加筋土墙自下而上依次安装墙面板、铺设

拉筋、回填压实逐层施工,而土钉墙则是随着边坡的开挖自

上而下分级施工。②土钉用于原状土中的挖方工程,所以对

土体的性质无法选择,也不能控制;而加筋土用于填方工程

中,在一般情况中,对填土的类型是可以选择的,对填土的

工程性质也是可以控制的。③加筋多用土工合成材料;直接

同土接触而起作用;而土钉多用金属杆件,通过砂浆同土接

触而起作用。④设置形式不同,土钉垂直于潜在破裂面时将

会较充分地发挥其抗剪强度,因而应尽可能地垂直于潜在破

裂面设置,而加筋条一般水平设置。

9 土钉墙的护面板:是传力体系的一个重要的部分,也起保

证各土钉间土体的局部稳定性、防止土体被侵蚀风化的作

用。护面板应在每一阶段开挖后立即设置以限制原位土体的

减压并阻止原位土体的力学性质,特别是抗剪强度的降低。

10桩板式挡土墙:是钢筋混凝土结构,由桩及桩间的挡土

板两部分组成。利用桩深埋部分的锚固段的锚固作用和被动

土抗力,维护挡土墙的稳定。

适用:适宜与土压力大,墙高超过一般挡土墙限制的情况,

地基强度的不足可由桩的埋深得到补偿。可作为路堑、路肩

和路堤挡土墙使用,也可用于处治中小型滑坡,多用于岩石

地基,基岩的饱水无侧限抗压强度大于10MPa.

填空:

土体极限平衡状态关系式为:

库伦理论假定破裂面形状,再根据极限平衡状态下破裂

棱体的静力平衡条件;郎金理论假定墙后土体为松散介

质,求得土中一点极限平衡,确定破裂面强度和土压力

强度。

土压力分为主动,被动,静止,其中被动最大,主动最

小,产生被动压力的位移最大。

可能出现第二破裂面的挡土墙有薄壁式,坦墙,衡秃式,

扶壁式,悬壁式。

挡土墙验算方法有采用总安全系数的容许应力法,采用分

项安全系数的极限状态法。

土压力仰斜墙脊较俯斜小,后仰角度愈大,土压力愈小。

扶壁式挡土墙墙面板,墙趾板,墙踵板,及扶壁组成。

悬壁式挡土墙墙趾板宽度由基底应力或偏心距控制。

加筋土挡墙内部失稳形式有由于拉筋开裂造成的断裂和

由于拉筋与填土之间结合力不足造成的加筋体断裂,加筋

土挡墙内部失稳应力分析认为在某一深度下处于主力极限

平衡状态且墙体为弹性状态,其破坏主要是由于绕墙顶旋

转的侧面变形引起的。

常用拉筋有钢带,钢筋混凝土带,聚丙烯土工带,钢塑复

合带,土工织物。

加筋土内部稳定性分析方法有应力分析法,楔体平衡分析

法,滑裂楔体法,能量法,剪区法,有限元法

12锚杆挡土墙构件包括挡土板、肋柱和锚杆

13.按施工方法和受力,锚杆的主要类型有普通灌浆锚杆,

预压锚杆,预应力锚杆,扩孔锚杆

14 锚定板挡墙由墙面、拉杆、锚定板以及充填墙面与锚定

板之间的填土组成。

15锚定板挡墙肋柱内力计算力学模型有简支梁和连

续梁。

16判断锚定板极限抗拔力标准有极限稳定抗拔力,局部

破坏抗拔力和极限变形抗拔力。

17锚定板挡墙稳定性验算方法有克朗兹法,折线裂面分

析法和整体土墙法。

18竖向预应力损失包括锚具的变形、锚杆的松弛以及墙身

砌体的收缩与徐变

19反算法确定滑坡滑动面抗剪强度指标的常用方法有:综

合C法,综合&法,C\$法

21极限状态的设计原则是:荷载效应不利组合的设计值小

于等于结构抗力效应的设计值。

22选择挡土墙类型时应考虑设置位置,建筑材料,环境条

24.薄壁式挡土墙墙踵板宽度根据全墙的抗滑稳定性确定,

墙趾板宽度由抗倾覆稳定性,基底应力和偏心距确定

25内摩擦角计算粘性土,库伦理论低墙偏保守,

高墙偏危险。

26锚杆设置一定倾斜度为了保证灌浆的密实从受力角度看

45方向最好,锚杆倾斜度过大会使档墙结构位移加大

27锚定板挡土墙压力值大于(大于或小于)库伦主动土压

力计算值,但小于静止土压力值

28锚定板挡墙恒载土压力图形可简化为抛物线

形。

29锚定挡墙设计中,地基条件差,按考虑。

30锚杆预应力损失有锚具的变形、锚杆的松弛以及墙身砌

体的收缩与徐变

31残余抗剪强度指标适用于新生滑坡,峰值抗剪强度指

标适用于多次滑动的滑坡。

32折线型墙背可采用延长墙背法和力多边形法两种方法

33增加重力式挡土墙稳定性的措施有采用向内倾斜基底,

改善地基,改变墙身断面形式,在墙趾处展宽基础等

34薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构,包括扶壁式和悬臂式

两种形式

35锚杆挡土墙肋柱内力计算时一般将其视为简支梁或连续

37路堤式加筋挡墙拉力计算,拉筋总拉力由①加筋体自重

产生的拉力②加筋体上路基填土产生的拉力③车辆荷载产

生的拉力④加筋拉力组成。

38.加筋土内部稳定性分析方法有应力分析法和楔形平

衡法。

附加填空题:

1极限状态的设计原则是:荷载效应不利组合的设计值小于

等于结构抗力效应的设计值。

2内摩擦角计算粘性土,库伦理论低墙偏,高墙

偏。

3锚杆设置一定倾斜度因为,方向最好。

4锚定板挡墙由组成。

5锚定板挡墙土压力图形可简化为。

6锚定挡墙设计中,地基条件差,按。

7锚杆预应力损失有。

8残余抗剪力适用于,峰值为。

9锚定板挡墙肋柱内力计算力学模型有简支梁和连

续梁。

10判断锚定板极限抗拔力标准有极限稳定抗拔力,局部

破坏抗拔力和极限变形抗拔力。

11锚定板挡墙稳定性验算方法有克朗兹法,折线裂面分

析法和整体土墙法。

12锚杆预应力损失包括锚其变形,锚杆松弛,墙身砌体

的收缩与。

13折线型墙背可采用。

14路堤式加筋挡墙拉力计算,拉筋总拉力由和

组成。

判断题:

1郎金土压力可计算折线形( T F )

2等效内摩擦角计算低墙偏保守,高墙偏保守

( T F )

3 锚杆设置一定的倾斜度,方向最好.(T F)

5锚杆倾斜宜自上而下由小变大,以利于减少墙位移( T

F )

6等效内摩擦角计算粘性土的库伦土压力低墙偏保守,高墙

偏保守( F )

7一般以主动土压力作为挡土墙的设计荷载(F)

8锚杆挡土墙锚杆的倾斜度宜自上而下由小变大以利减少

墙的位移( F)

9加筋挡墙以库伦理论为基础,视加筋土为复合结构( T )

10加筋土适合于石质路堑加固( F )

11楔体平衡法假定主动土压力系数沿墙高不变( T )

12锚定板肋柱可根据地形需要适当前倾斜( F )

13被动土压力最大,主动次之,静止最小( F )

14楔体平衡法假定墙面可绕墙趾转动( T )、

15产生第二破裂面的几何条件,墙背倾角必须小于第二破

裂面倾角(F)

16锚具变形引起的预应力损失与锚杆自由长度有关( T )

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