1、第六章第六章 挡土墙挡土墙设计设计n6-1概述概述一、挡土墙设计一、挡土墙设计的一般规定（的一般规定（5条）条） n1、挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲、挡土墙类型应综合考虑工程地质、水文地质、冲刷深度、荷载作用情况、环境条件。施工条件、工程刷深度、荷载作用情况、环境条件。施工条件、工程造价等因素进行确定。造价等因素进行确定。n2、查明地基承载能力。设计中应分析预测挡土墙对、查明地基承载能力。设计中应分析预测挡土墙对环境产生的影响，确定必要的环境保护方案和植物措环境产生的影响，确定必要的环境保护方案和植物措施；在施工阶段应采用合理施工方法，尽量减少对环施；在施工阶段应采用合理施工方法
2、，尽量减少对环境和相邻路基段的不利影响。境和相邻路基段的不利影响。n3、挡土墙可采用锥坡与路堤连接，墙端应伸、挡土墙可采用锥坡与路堤连接，墙端应伸入路堤内不小于入路堤内不小于0.75m，锥坡坡率宜与路堤边锥坡坡率宜与路堤边坡一致，并宜采用植草防护措施。挡土墙端部坡一致，并宜采用植草防护措施。挡土墙端部嵌入路堑原地层的深度，土质地层不应小于嵌入路堑原地层的深度，土质地层不应小于1.5m；风化软质岩层不应小于风化软质岩层不应小于1.0m；微风化微风化岩层不应小于岩层不应小于0.5m。n4、挡土墙墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、挡土墙墙背填料宜采用渗水性强的砂性土、砂砾、碎（砾）石、粉煤灰等材料，严
3、禁采用砂砾、碎（砾）石、粉煤灰等材料，严禁采用淤泥、腐殖土、膨胀土，不宜采用粘土作为填淤泥、腐殖土、膨胀土，不宜采用粘土作为填料。在季节性冻土地区，不应采用冻胀性材料料。在季节性冻土地区，不应采用冻胀性材料做填料。做填料。n5、路肩式挡土墙的顶面宽度不应占据硬路肩。、路肩式挡土墙的顶面宽度不应占据硬路肩。行车道及路缘带的路基宽度范围，并应设置护行车道及路缘带的路基宽度范围，并应设置护栏。栏。二、挡土墙的应用二、挡土墙的应用 n路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边坡地段；路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边坡地段；n为避免大量填方、挖方及需要降低路基边坡高度的地为避免大量填方、挖方及需要降低路基边坡
4、高度的地段；段；n设置挡土墙后能增加边坡稳定、防止产生滑坍的不良设置挡土墙后能增加边坡稳定、防止产生滑坍的不良地质地段；地质地段；n水流冲刷严重的沿河路基地段；水流冲刷严重的沿河路基地段；n桥梁或隧道与路基的连接地段；桥梁或隧道与路基的连接地段；n为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段；为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段；n为保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地为保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。段。 1、路堑挡墙、路堑挡墙1）在山坡陡峻处，用以减）在山坡陡峻处，用以减少挖方数量，降低边坡高少挖方数量，降低边坡高度，避免山坡因开挖而失度，避免山坡因开挖而失去稳定。去稳定。
5、2）在地质不良地段，用以）在地质不良地段，用以支挡可能滑坍的山坡支挡可能滑坍的山坡山体山体。 2、路堤挡墙、路堤挡墙1）在陡山坡上填筑路堤时，）在陡山坡上填筑路堤时，用以支挡路堤下滑；用以支挡路堤下滑；2）收缩坡脚，避免与其他）收缩坡脚，避免与其他建筑物相互干扰，减少填建筑物相互干扰，减少填方量；方量；3）保证沿河路堤不受水流）保证沿河路堤不受水流冲刷。冲刷。 3、路肩挡墙、路肩挡墙1）支挡陡坡路堤下滑；）支挡陡坡路堤下滑；2）抬高公路；）抬高公路；3）收缩坡脚，减少占地，）收缩坡脚，减少占地， 减少填方量。减少填方量。 4、山坡挡墙、山坡挡墙 支挡山坡覆盖层或滑坡支挡山坡覆盖层或滑坡下滑。下
6、滑。5、桥头挡墙、桥头挡墙 支撑桥梁上部结构、保支撑桥梁上部结构、保证桥头填土稳定。证桥头填土稳定。三、三、挡土墙的挡土墙的类型、特点及适用范围类型、特点及适用范围n1、分类、分类1）按挡土墙的）按挡土墙的位置位置不同，挡土墙可分为：路堑不同，挡土墙可分为：路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙、山坡挡墙和挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙、山坡挡墙和桥头桥头挡墙挡墙等。等。2）按挡土墙的）按挡土墙的墙体材料墙体材料不同，挡土墙可分为：不同，挡土墙可分为：石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖砌挡墙、木质挡墙和钢板墙等。砌挡墙、木质挡墙和钢板墙等。3 3）按挡土墙的）按挡
7、土墙的结构形式结构形式不同，挡土墙可分为：不同，挡土墙可分为：重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、重力式、半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、拱式、锚碇板式、桩板式和垛式等。锚杆式、拱式、锚碇板式、桩板式和垛式等。 2、各类挡土墙的特点及其适用范围各类挡土墙的特点及其适用范围 1）重力式）重力式 a、依靠墙自重承受土压依靠墙自重承受土压力，结构简单、施工简便，由力，结构简单、施工简便，由于墙身重，对于墙身重，对地基承载力地基承载力的要的要求也较高。求也较高。 b、墙身墙身一般用浆砌片石一般用浆砌片石或块石砌筑或块石砌筑。在墙身不高时，。在墙身不高时，也可用干砌。在缺乏石料地区也可用
8、干砌。在缺乏石料地区或条件许或条件许可时，也可用混凝土可时，也可用混凝土浇筑。浇筑。 2）衡重式衡重式 a、设置衡重台使墙身设置衡重台使墙身重心后移，并利用衡重台上重心后移，并利用衡重台上的填土，增加墙身稳定。的填土，增加墙身稳定。上上墙背俯斜而下墙背仰斜，可墙背俯斜而下墙背仰斜，可降低墙身及减少基础开挖，降低墙身及减少基础开挖，以及节约墙身断面尺寸。以及节约墙身断面尺寸。 b b、适用于陡山坡的适用于陡山坡的路路肩墙、路堤墙和路堑墙肩墙、路堤墙和路堑墙（兼（兼有拦挡落石作用）。有拦挡落石作用）。 3）混凝土半重力式混凝土半重力式 a、在墙背设少量钢筋，在墙背设少量钢筋，并将墙趾展宽（保证基底
9、必并将墙趾展宽（保证基底必要的宽度），以减薄墙身，要的宽度），以减薄墙身，节省圬工。节省圬工。 b、一般适用于一般适用于低墙低墙。4）悬臂式悬臂式a、墙身及基础均采用钢筋墙身及基础均采用钢筋混凝土浇筑，断面尺寸较小。混凝土浇筑，断面尺寸较小。由由立壁、墙趾板和墙踵板立壁、墙趾板和墙踵板三三部分组成。立壁下部弯矩较部分组成。立壁下部弯矩较大，特别在墙高时，需设置大，特别在墙高时，需设置的钢筋较多。的钢筋较多。b、适用于适用于缺乏石料地区及缺乏石料地区及挡土墙高度不大于挡土墙高度不大于7m。5）扶臂式扶臂式a、相当于沿悬壁式墙的墙相当于沿悬壁式墙的墙长，每隔一定距离设置一道长，每隔一定距离设置一道
10、扶壁，使墙面板（立壁）与扶壁，使墙面板（立壁）与墙踵板连接起来，以承受较墙踵板连接起来，以承受较大的弯矩作用。大的弯矩作用。b、在高墙时较悬壁式墙经在高墙时较悬壁式墙经济。济。6）锚杆式锚杆式a、由肋柱、挡板和锚杆组由肋柱、挡板和锚杆组成，靠锚杆锚固在山体内拉成，靠锚杆锚固在山体内拉住肋柱。肋柱、挡板可预制。住肋柱。肋柱、挡板可预制。b、一般常用于墙身较高的一般常用于墙身较高的路堑墙或路肩墙。路堑墙或路肩墙。 7）拱式拱式a、由拱板、立柱组成，必由拱板、立柱组成，必要时可设锚杆拉住立柱。拱要时可设锚杆拉住立柱。拱板可预制。板可预制。b、常用于路肩墙。常用于路肩墙。8）锚碇板式锚碇板式a、类似于
11、锚杆式，仅锚杆类似于锚杆式，仅锚杆的固定端用锚碇板固定在的固定端用锚碇板固定在填土内。填土内。b、适用于路基墙与路堑墙。适用于路基墙与路堑墙。 9）桩板式桩板式a、由桩柱和挡板组成。利由桩柱和挡板组成。利用深埋的桩柱前土层的被用深埋的桩柱前土层的被动土压力来平衡墙后主动动土压力来平衡墙后主动土压力。土压力。b、适宜于土压力大，要求适宜于土压力大，要求基础埋深地段，可用于路基础埋深地段，可用于路堑墙、路肩墙。堑墙、路肩墙。10）垛式垛式a、用钢筋混凝土预制杆件，用钢筋混凝土预制杆件，纵横交错装配成框架，内纵横交错装配成框架，内填土石，以抵挡土压力。填土石，以抵挡土压力。b、适用于缺乏石料地区的适
12、用于缺乏石料地区的路肩墙或路堤墙。路肩墙或路堤墙。11）加筋土）加筋土式式a、由面板、拉筋和填料三由面板、拉筋和填料三部分组成，依靠拉筋与填部分组成，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。向土压力，面板可预制。b、适合于缺乏石料地区及适合于缺乏石料地区及在较软弱地基上修筑路肩在较软弱地基上修筑路肩墙与路堤墙墙与路堤墙。12）竖向预应力锚杆）竖向预应力锚杆式式a、锚杆竖向锚固在地基中，锚杆竖向锚固在地基中，并砌筑于墙身内，最后张并砌筑于墙身内，最后张拉锚杆，利用锚杆的弹性拉锚杆，利用锚杆的弹性回缩对墙身施加预应力来回缩对墙身施加预应力来提高挡土墙的稳定。用
13、轻提高挡土墙的稳定。用轻型钻机或人工冲孔，灌浆型钻机或人工冲孔，灌浆及预应力强拉较简易。及预应力强拉较简易。b、适用于岩质地基，多用适用于岩质地基，多用于抗滑挡土墙于抗滑挡土墙 。13）土钉）土钉式式a、由土体、土钉和护面板三由土体、土钉和护面板三部分组成。利用土钉对天然土部分组成。利用土钉对天然土体就地实施加固，并与喷射混体就地实施加固，并与喷射混凝土护面板相结合，形成类似凝土护面板相结合，形成类似于重力式挡土墙的加强体，从于重力式挡土墙的加强体，从而使开挖坡面稳定。对土体适而使开挖坡面稳定。对土体适应性强。工艺简单、材料用量应性强。工艺简单、材料用量与工程量较少，可自上而下分与工程量较少，
14、可自上而下分级施工。级施工。b、常用于稳定挖方边坡，也常用于稳定挖方边坡，也可作为挖方工程的临时支护可作为挖方工程的临时支护。四、四、档土墙的构造档土墙的构造 1墙身墙身n挡土墙靠近回填土的一面称为墙背，暴露在外侧的一面称为墙面或墙胸，墙的顶面部分称为墙顶，墙的底面部分称基底。挡土墙的底部，称为基础或基脚，根据需要可与墙身分开建造，也可不分开而为墙身的一部分。基底的外侧前缘部分称为墙趾，基底的内侧后缘部分称为墙踵。1）墙背墙背根据墙背倾斜方向的根据墙背倾斜方向的不同，墙身断面形式不同，墙身断面形式可分为可分为仰斜、垂直、仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和俯斜、凸形折线式和衡重式衡重式等几种。等几种
15、。n以仰斜、垂直和俯斜三种不同的墙背所受的土压以仰斜、垂直和俯斜三种不同的墙背所受的土压力分析，在其他条件相同时，仰斜墙背所受的土力分析，在其他条件相同时，仰斜墙背所受的土压力为最小，垂直墙背次之。压力为最小，垂直墙背次之。n俯斜墙背所受的土压力较大，相对地说，俯斜式俯斜墙背所受的土压力较大，相对地说，俯斜式的断面比仰斜式要大。的断面比仰斜式要大。 n凸形折线式墙背，上部俯斜下部仰斜，故其断面凸形折线式墙背，上部俯斜下部仰斜，故其断面较为经济。较为经济。 n衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设衡重式墙背可视为在凸形折线式的上下墙之间设一衡重台。上下墙的墙高比，通常采用一衡重台。上下墙的墙
16、高比，通常采用2：3。 2）墙面）墙面 n通常，基础以上的墙面均为平面，墙面坡度除应通常，基础以上的墙面均为平面，墙面坡度除应与墙背的坡度相协调外，还应考虑到墙趾处地面与墙背的坡度相协调外，还应考虑到墙趾处地面的横坡度。的横坡度。n当地面横坡较陡时，墙面可直立或外斜当地面横坡较陡时，墙面可直立或外斜1：0051：02，以减小墙高；当地面横坡平缓，以减小墙高；当地面横坡平缓时，墙面可放缓，但不宜缓于时，墙面可放缓，但不宜缓于1：04，以免过，以免过多增加墙高。多增加墙高。3）墙顶）墙顶 n对于石砌挡土墙墙顶的最小宽度，浆砌的不小于50cm，干砌的不小于60cm。当用作路肩墙时，一般用粗料石或低标
17、号混凝土做成帽石，帽石厚度约为40cm。对于路堑墙与路堤墙通常可不做帽石，但墙顶选用大块石砌筑，并用砂浆抹平。 4）护拦）护拦 n当挡土墙高度较大时，为增加驾乘人员心理上的安全感，保证行车安全，墙顶应设置护栏。护栏所采用的材料，护栏高度、宽度，视实际需要而定。护栏距路面边缘的距离，应满足路肩最小宽度的要求。 2基础基础 n基础埋置深度的确定，埋置深度应满足下列要求：基础埋置深度的确定，埋置深度应满足下列要求： n当冻结深度小于或等于当冻结深度小于或等于lm时，基底应在冻结线以下不小于时，基底应在冻结线以下不小于0.25m，并符合基础最小埋置深度不小于并符合基础最小埋置深度不小于lm的要求。的要
18、求。n当冻结深度超过当冻结深度超过1m时，基底最小埋置深度不小于时，基底最小埋置深度不小于1.25m，还还应将基底至冻结线以下应将基底至冻结线以下0.25m深度范围的地基土换填为弱冻胀深度范围的地基土换填为弱冻胀材料。材料。n受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置受水流冲刷时，应按路基设计洪水频率计算冲刷深度，基底应置于局部冲刷线以下不小于于局部冲刷线以下不小于lm。n路堑式挡土墙基础顶面应低于路堑边沟底面不小于路堑式挡土墙基础顶面应低于路堑边沟底面不小于0.5m。n在风化层不厚的硬质岩石地基上，基底一般应置于基岩表面风化在风化层不厚的硬质岩石地基上，基底一般应置于基岩表面风
19、化层以下；在软质岩石地基，基底最小埋置深度不小于层以下；在软质岩石地基，基底最小埋置深度不小于lm。n建筑在斜坡地面上的挡土墙基础前趾埋人地面的深度和距地表的建筑在斜坡地面上的挡土墙基础前趾埋人地面的深度和距地表的水平距离，不应小于的规定。水平距离，不应小于的规定。 3排水设施排水设施 n挡土墙应设置排水设备，目的是疏干墙后填料中的水分，防止地表水下渗造成墙后积水，而使墙身承受额外的静水压力；消除粘性土填料因含水量增加产生的膨胀压力；减小季节性冰冻地区填料的冻胀压力。挡上墙的排水设施通常由挡上墙的排水设施通常由地面排水地面排水和和墙墙身排水身排水两部分组成。两部分组成。 n地面排水，主要是防止
20、地表水渗入墙背填料或地地面排水，主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此，可设置地面排水沟，以截留地表水。基。因此，可设置地面排水沟，以截留地表水。夯实回填上顶面和地表松土，以减少雨水和地面夯实回填上顶面和地表松土，以减少雨水和地面水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。为水下渗，必要时应加设铺砌，采取封闭处理。为防止地表水渗人地基，可夯实墙前回填土及加固防止地表水渗人地基，可夯实墙前回填土及加固边沟等。边沟等。 n墙身排水，主要是为了迅速排除墙后积水。通常墙身排水，主要是为了迅速排除墙后积水。通常在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。
21、数排泄水孔。 4沉降缝与伸缩缝沉降缝与伸缩缝 n为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。为了减少污工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。 n通常，把沉降缝与伸缩缝结合在一起，统称为沉降伸缩缝或变形缝。 n重力式、半重力式、悬壁式、扶壁式等具有整重力式、半重力式、悬壁式、扶壁式等具有整体式墙身的挡土墙，一般沿墙长体式墙身的挡土墙，一般沿墙长1015m或或与其他建筑物连接处应设置伸缩缝；挡土墙高与其他建筑物连接处应设置伸缩缝；挡土墙高度突变或基底地质、水文情况变化处，应设沉度突变或基底地质、水文情况变化处，应设沉降缝。降缝。
22、n平曲线路段挡土墙按折线布置时，转折处宜设平曲线路段挡土墙按折线布置时，转折处宜设沉降缝。沉降缝。 五、挡土墙的布置五、挡土墙的布置 n挡土墙的布置是挡土墙设计的一个重要内容，挡土墙的布置是挡土墙设计的一个重要内容，通常是在路基横断面图和墙址纵断面图上进行。通常是在路基横断面图和墙址纵断面图上进行。个别复杂的挡土墙尚应作平面布置。个别复杂的挡土墙尚应作平面布置。 1横向布置横向布置 主要是在路基横断面图上进行，其内容为主要是在路基横断面图上进行，其内容为确定断面形式，选择挡土墙的位置。确定断面形式，选择挡土墙的位置。 n挡土墙的断面形式和位置，均应根据实际情况分挡土墙的断面形式和位置，均应根据
23、实际情况分析计算后确定。析计算后确定。例如，路肩墙与路堤墙的墙高或例如，路肩墙与路堤墙的墙高或圬工数量相近，基础情况亦相仿时，宜作路肩墙，圬工数量相近，基础情况亦相仿时，宜作路肩墙，因为采用路肩墙，可减少填方和占地；因为采用路肩墙，可减少填方和占地；n但若路堤墙的墙高或圬工数量比路肩墙显著降低，但若路堤墙的墙高或圬工数量比路肩墙显著降低，且基础也可靠时，则宜作路堤墙。且基础也可靠时，则宜作路堤墙。不论是路肩墙，不论是路肩墙，还是路堤墙，当地形陡峻时，可采用俯斜式或衡还是路堤墙，当地形陡峻时，可采用俯斜式或衡重式；地形平坦时则可采用仰斜式。对路堑墙来重式；地形平坦时则可采用仰斜式。对路堑墙来说，
24、宜用仰斜式或折线式。说，宜用仰斜式或折线式。 2纵向布置纵向布置 n纵向布置在墙址纵断面图上进行，布置后纵向布置在墙址纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图绘成挡土墙正面图。n布置的内容有：布置的内容有： 1）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与）确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式。路基或其他结构物的衔接方式。 2）按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段，）按地基、地形及墙身断面变化情况进行分段，确定伸缩缝和沉降缝的位置。确定伸缩缝和沉降缝的位置。 3）布置泄水孔和护栏的位置，包括数量、尺）布置泄水孔和护栏的位置，包括数量、尺寸和间距。寸和间距。 4）标注各特征
25、断面的桩号，墙顶、基础顶面、）标注各特征断面的桩号，墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线和设计洪水位的标高等。基底、冲刷线、冰冻线和设计洪水位的标高等。 3平面布置平面布置 n对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲线挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平墙和曲线挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。面布置，并绘制平面布置图。n在平面图上，应标示挡土墙与路线平面位置的关在平面图上，应标示挡土墙与路线平面位置的关系，与挡土墙有关的地物、地貌等情况。系，与挡土墙有关的地物、地貌等情况。 n挡土墙的布置，往往需要在横、纵、平三面上多挡土墙的布置，往往需要在横、纵、平三面上多次反复比较，方能取得技术上可靠，经济上合理，次反复比较，方能取得技术上可靠，经济上合理，且照顾到施工简便的最佳方案。且照顾到施工简便的最佳方案。 6-2 挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算
