第7章挡土墙.复习过程
第7章_土压力
§7.3 郎肯土压力理论
（3）如果土体在水平方向伸展，则M单元竖 直截面上的法向应力σX逐渐减少，在水平截面上 的法向应力σz不变而满足极限平衡条件时,σX是最 小主应力，而σz是最大主应力，即莫尔圆和抗剪强 度包线相切（如图所示），称为主动郎肯状态。
§7.3 郎肯土压力理论
（4）如果土体在水平方向压缩，则M单元竖 直截面上的法向应力σX逐渐增加，在水平截面上 的法向应力σz仍然不变，直至满足极限平衡条件时, 称为被动郎肯状态。这时σX达到极限值，是最大 主应力，σz是最小主应力，莫尔圆如图所示。
二、主动土压力 当土体中某点处于极限平衡状态时，1和3 之间应满足的关系：
sin
(1 3) 2
1 3
c ctg (1 3) 2 1 3 2c ctg
1
3tg 2 (45
) 2
§7.3 郎肯土压力理论
粘性土：
1
3
tan
2
(45
2
)
2c
tan(
45
2
)
3
1
tan 2 (45
2
)
§3.1 概 述
挡土墙的结构型式
(1)重力式挡土墙:以自重来维持挡土墙在土 压力作用下的稳定，多用砖，石或混凝土材料 建成，一般不配钢筋或只在局部范围内配以少 量钢筋。适用于高度小于6m，地层稳定，开挖 土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段。
§3.1 概 述
挡土墙的结构形式
(2)悬壁式挡土墙 一般用钢筋混凝土 建造，它由三个悬臂板 组成，即立臂、墙趾悬 臂和墙踵悬臂。墙的稳 定主要靠墙踵悬臂以上 的土重维持，墙体内的 拉应力由钢筋承担。
2
2
a 3 zKa 2c Ka
挡土墙资料全过程
挡土墙资料全过程挡土墙资料全过程本文档旨在提供一个极致详细的挡土墙资料全过程范本，包括各个章节内容的细化，以帮助读者全面了解挡土墙的建设过程。
以下是正文内容：1. 挡土墙概述挡土墙是一种用来防止土坡滑坡的结构工程，它通过使用多种材料（如混凝土、钢筋和土壤）构建起来，以支撑土坡并保持其稳定。
挡土墙广泛应用于公路、铁路、水利工程等领域。
2. 挡土墙设计挡土墙的设计应考虑多个因素，包括土壤的性质、坡度、墙体高度、预期的荷载和地震影响等。
设计师需要进行土壤力学和结构力学的计算，以确定墙体尺寸、墙趾和墙顶的稳定性，以及所需的排水系统。
2.1 土壤调查在挡土墙设计过程中，必须进行详细的土壤调查。
这包括采样和测试土壤样品，以确定其物理和力学特性。
土壤调查还需要考虑地下水位、可渗透性等因素。
2.2 结构设计挡土墙的结构设计涉及到考虑各种荷载条件下墙体的稳定性。
这包括静态荷载（土压力、水压力等）、动态荷载（地震荷载）、温度变化等。
设计师还需要选择合适的材料和特定的结构类型（如重力墙、挖土墙、挖土槽等）。
3. 挡土墙建设挡土墙的建设包括以下几个步骤：3.1 现场准备在开工之前，需要进行现场的准备工作。
这包括清理工地，确保施工区域没有垃圾和障碍物，并确保施工现场的安全。
3.2 基础施工挡土墙的基础是保证墙体稳定的重要部分。
根据设计要求，施工人员需要进行基础的开挖和处理，确保基础的坚固和平整。
3.3 墙体施工墙体的施工通常是利用专业的挖掘机和起重机等设备进行的。
根据设计要求，挡土墙的材料（例如混凝土或预制板）被安装，墙体高度逐渐增加。
3.4 排水系统安装为了避免土壤中的水分对挡土墙的稳定性产生负面影响，需要安装排水系统。
这包括排水管、过滤材料和透水纤维等。
3.5 防护措施在挡土墙建设过程中，需要采取相应的防护措施，以确保施工人员的安全。
这包括警示标志、防护栏杆、安全帽等。
4. 墙体监测和维护挡土墙的监测和维护是保持其长期稳定性的重要步骤。
各种常用挡土墙
6e b
1.2
fa
（2）当 e b 时（三角形分布）
6
P max
2N 3c
1.2 fa
注：由基底倾斜，此时的fa应折减0.8
36
4.墙身强度验算
墙身强度验算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土 结构或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。 墙身强度验算应取墙身薄弱截面（截面转折、急剧变化处） 进行。 内容有：抗压验算、抗剪验算
6
Pmax
2(N
F sin0 )
3c
1.2
fa
c Gx0 Eaz x f Eax z f F zw
N F sin0
42
（4）墙身强度验算
I－I截面处：
抗压验算
N a A f
抗剪验算
Q a fV 0.18 u A
43
墙高一般小于5m
5
6
按墙背的倾斜情况分为仰斜、垂直和俯斜三种
主动土压力比较：仰斜＜垂直＜俯斜 挖方比较：仰斜优于俯斜 填方比较：俯斜优于仰斜
7
几种特殊的重力式挡土墙
8
7.2.2 悬臂式挡土墙
一般用钢筋混凝土建造，由三个悬 臂板组成：立壁、墙趾悬臂和墙踵 悬臂。 墙的稳定性主要靠墙踵底板上的土 重，而墙体内的拉应力则由钢筋承 担。 优点是能充分利用钢筋混凝土的受 力特性，墙体截面较小。适用于墙 高大于5m，地基土较差的工程
关键是基底压力的计算
55
垂直合力对基底偏心距e为：
（1）当
e b 6
时
max Pmin
G b
1
6e b
1.2
《基础工程》第7章 挡土墙11.17
7.3 作用在挡土墙上的土压力
1.概要：挡土墙上的主要外荷载是土压力，设计 时首先要确定作用在挡土墙背上的土压力。
静止土压力E0:墙体不移动,土压力即是土体产生的侧压力。
主动土压力Ea:墙体外移,土压力逐渐减小,当土体达到 极限平衡状态将要破坏时所对应的土压力(最小)。 被动土压力Ep:墙体内移,土压力逐渐增大,当土体,达 到极限平衡状态将要破坏时所对应的土压力 (最大)。
带减压平台式
逆坡
减压平台最好伸到滑动面附近
可增加挡土墙的抗滑 稳定性，将基底做成 逆坡
（1）增大抗倾覆力矩（2）减小土压力
7.2.2 悬臂式挡土墙
1.概要：一般用钢筋混凝土做
成，利用墙踵悬臂上填土的重量
平衡墙背的土压力产生的倾覆力 矩。
b/3
立 G 壁 h/12-h/10 h
2.特点：墙体内拉力由钢筋承
Ks (Gn Ean ) 1.3 Eat Gt
Gt
逆坡有利 于抗滑移
Gn G cos 0
Ean
Gt G sin 0
Gn
O
G
Ea Eat
Ean Ea cos( 0 )
E at E a sin( 0 )
0
当墙背垂直，α=90°，基底水平，α0=0，相应的计算公 式见P279。
7.4.3 重力式挡土墙的计算
设计计算内容：
墙体抗倾覆稳定验算
墙体抗滑移稳定验算
地基承载力验算
墙身强度验算
抗震验算
1.挡土墙抗倾覆稳定验算(库伦土压力)
Kt Gx 0 E az x f E ax z f 1.6
G Eaz Ea
E ax E a sin( )
第七章 挡土墙
第7章挡土墙7．1 概述7．2 挡土墙的类型7．2．1 重力式挡土墙重力式挡土墙靠本身的重量保持墙身的稳定。
从受力情况分析，仰斜式的主动土压力最小，俯斜式的主动土压力最大。
7．2．2 悬臂式挡土墙适用于重要工程中墙高大于5m，地基土较差，当地缺乏石料等情况。
7．2．3 扶壁式挡土墙当墙高达于8m时，墙后填土较高，若采用悬臂式挡土墙会导致墙身过厚而不经济。
7．2．4 板桩式挡土墙分为钢板桩、木板桩和钢筋混凝土板桩墙等。
7．3 作用在挡土墙上的土压力7．4 重力式挡土墙7．4．1 重力式挡土墙的选型1．使墙后土压力最小仰斜墙主动土压力最小，俯斜墙主动土压力最大，垂直墙主动土压力处于仰斜和俯斜两者之间。
2．墙的背坡和面坡的选择3．基底逆坡坡度4．墙趾台阶7．4．2 重力式挡土墙的构造1．挡土墙的埋置深度土质地基一般不小于0.5m。
2．墙身构造一般块石挡土墙顶宽不应小于0.4m。
3．排水措施可分别采用50×100mm、100×100mm、150×200mm矩形空，或采用50～100mm的圆孔。
孔眼间距为2～3m。
若挡土墙高度大于12m，则应根据不同高度加设泄水孔。
4．填土质量要求应该选择抗剪强度高、性质稳定、透水性好的粗颗粒材料作填料，例如卵石、砾石、粗砂、中砂等。
用粘性土作回填涂料是不合适的，因为粘性土遇水体积会膨胀，干燥时又会收缩，性质不稳定，由于交错膨胀与收缩可在挡土墙上产生较大的侧应力。
不能用的回填土为淤泥、耕植土、成块的硬粘土和膨胀型粘土。
5．沉降缝和伸缩缝可把沉降缝兼作伸缩缝，一般每隔10～20m设置一道，缝宽约2cm，缝内嵌填柔性防水材料。
6．挡土墙的材料要求7．挡土墙的砌筑质量7．4．3 重力式挡土墙的计算挡土墙的计算通常包括下列内容：①抗倾覆验算；②抗滑移验算；③地基承载力验算；④墙身强度验算；⑤抗震计算。
应使抗倾覆力矩大于倾覆力矩，两者之比值为抗倾覆安全系数K t，即6.10≥⋅⋅+⋅=fax faz t z E x E x G K （7-3）式中 K t ---每延米抗倾覆安全系数；G---每延米挡土墙的重力；E ax ---每延米主动土压力的水平分力)sin(δα-⋅=a ax E E （7-4） E az ---每延米主动土压力E a 的垂直分力)cos(δα-=a az E E （7-5） x 0、x f 、z f ---分别为G 、E az 、E ax 至墙趾O 点的距离tan cot .αα⋅-=-=b z z z b x f f f （7-6）（7-7）式中 b---基底的水平投影宽度；z---土压力作用点离墙踵的高度； α---墙背与水平线之间的夹角； α0---基底与水平线之间的夹角。
第7章挡土墙.
若不满足抗倾覆稳定性验算，则可以采取 如下措施
（1）修改挡土墙尺寸，如加大墙底宽，增大墙自重， 这种方法要增加较多工程量，不经济。 （2）伸长墙前趾，增加混凝土工程量并不多，但需增 加钢筋用量。 （3）将墙背做成仰斜，可减小土压力，但施工不方便。
（4）做卸荷台，位于挡土墙的墙背上，形如牛腿。
卸荷台示意图
（1）抗压验算
N≤γa·φ·A·f N——由设计荷载产生的纵向力； γa——结构构件的设计抗力调整系数，取γa=1.0 φ——纵向力影响系数，根据砂浆强度等级β、e/h查 表求得； β——高厚比β=H0/h；在求纵向力影响系数时先对β 值乘以砌体系数，对粗料石和毛石砌体为1.5；H0为计 算墙高取2hr’（ hr’为墙高）；h为墙的平均厚度。 e——纵向力的计算偏心距e = ek + ea；ek为标准荷 载产生的偏心距，ea为附加的偏心距，ea= hr’/300 ≤20 ㎜； A——计算截面面积，取1 m长度； f ——砌体抗压设计强度。
4.填土质量要求
选择质量好的填料以及保证填土的密实度是挡土墙施 工的两个关键问题。 应该选择抗剪强度高、性质稳定、透水性好的粗颗粒材 料作填料，例如卵石、砾石、粗砂、中砂等，并要求这 些材料含泥量小。 在工程上实际的回填土往往含有粘性土，这时应适当混 入碎石，以便易于夯实和提高其抗剪强度。对于重要的， 高度较大的挡土墙，用粘性土作回填土料是不合适的。
（3）地基承载力验算 当基底合力的偏心距e≤b’ /6时；
P
max min
N Fsina0
当基底合力的偏心距e＞b’ /6时；
b
‘
(1
6e
b
挡土墙资料全过程
挡土墙资料全过程挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于支撑土体或防止土体滑坡，保证边坡的稳定性。
在挡土墙的设计、施工和验收过程中，会产生大量的资料，这些资料对于工程的质量控制、安全评估和后期维护都具有重要意义。
下面将详细介绍挡土墙资料的全过程。
一、前期规划与设计阶段在挡土墙项目的前期规划阶段，需要收集和整理一系列相关资料。
首先是工程地点的地形地貌、地质条件等基础信息，这通常包括地质勘察报告、地形图等。
地质勘察报告能够提供地下土层的分布、性质以及地下水情况等关键数据，地形图则能展示场地的高程变化和周边环境。
接下来是设计依据和规范，如国家和地方的相关建筑法规、工程设计标准等。
设计人员根据这些依据和规范，结合场地条件和工程需求，进行挡土墙的初步设计。
在初步设计过程中，会产生诸如设计方案、计算书等资料。
设计方案通常包括挡土墙的类型（重力式、悬臂式、扶壁式等）、尺寸、材料选择等内容。
计算书则详细阐述了挡土墙的稳定性计算、结构受力分析等过程和结果。
此外，还需要考虑环境影响因素，如是否处于地震带、是否有特殊的气候条件等，并形成相应的评估报告。
二、施工准备阶段施工准备阶段的资料同样重要。
施工单位需要编制施工组织设计，其中包含施工方案、施工进度计划、质量保证措施等。
施工方案详细描述了施工的工艺流程、施工方法、施工机械的选择等。
同时，需要准备施工图纸。
施工图纸是施工的直接依据，应包括挡土墙的平面图、剖面图、节点详图等，清晰标注出各个部位的尺寸、钢筋布置等详细信息。
材料供应商提供的材料质量证明文件也是必不可少的。
例如，水泥、钢材、石料等的出厂合格证、检验报告等，以确保材料的质量符合设计要求。
三、施工过程阶段施工过程中会产生大量的记录和检验资料。
首先是施工日志，记录每天的施工情况，包括施工人员、施工进度、施工中遇到的问题及解决方法等。
每道施工工序完成后，都需要进行质量检验，并形成相应的检验报告。
比如，基础开挖后的验槽记录，钢筋绑扎后的隐蔽工程验收记录，混凝土浇筑后的强度检测报告等。
基础工程课件——第7章挡土墙
完工
板桩式挡土墙
锚杆
板桩
变形
土压力分布
板桩变形
板桩上土压力 实测 计算
基坑支撑上的土压力
内支撑
上海市外 环过江隧 道岸埋段 基坑支撑
无法打锚杆，相邻建 筑物的基础较深,地下 管线
7.3 作用在挡土墙上的力
1、土压力——作用在挡土墙上的主要外荷载。 除板桩式挡土墙外，一般假定墙是刚性的，用朗肯和库仑 理论计算土压力。 地震时的土压力 地震时由于地面运动使土压力增加，在挡土墙上增加一个 地震力F F=kG 地震力与其它力一起计算时，主动土压力为
1 2 Ea H Ka ' 2 cos
2、墙体自重——取决于墙身材料与墙体体积
3、基底反力 挡土墙在土压力、自重等作用下，为偏心受 压结构，应按偏心受压计算基底反力
7.4重力式挡土墙
重力式挡土墙——以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力 作用下的稳定。 7.4.1重力式挡土墙的选型
Hale Waihona Puke Ea第7章挡土墙
本章主要内容
挡土墙类型 重力式挡土墙设计
挡土墙-——用来支撑天然或人工斜坡 不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧 向荷载传递分散到填土上的一种结构物。
7.2 挡土墙类型
挡土墙类型（按刚度及位移方式） 重力式挡土墙 刚性挡土墙 悬臂式挡土墙 扶壁式挡土墙 柔性挡土墙——板桩式挡土墙
7.1
(G n E an ) Ks 1 .3 E at Gt
若验算不满足要求，可采取以下措施： 1)修改挡土墙断面尺寸，以增大墙体自重值，但工程量太大 时不经济； 2)墙基底面做成砂、石垫层，以提高土对挡土墙基底的摩擦 系数； 3)墙基底做成逆坡式、锯齿形或凸榫，利用滑动面上部分反 力来抗滑，但施工较麻烦； 4)在软土地基上其他方法无效或不经济时，可在墙踵后面加 拖板，利用拖板上的土重来抗滑，拖板与挡土墙之间应用 钢筋连接。
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6.挡土墙的材料要求
石料：石料应经过挑选，在力学性质、颗粒大小和新鲜 程度等方面要求一致，不应有过分破碎、风化外壳或严 重的裂缝。
砂浆：挡土墙应采用水泥砂浆，只有在特殊条件下才采 用水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆和石灰砂浆等。在选择 砂浆强度等级时，除应满足墙身计算所需的砂浆强度等 级外，在构造上还应符合有关规则要求，在9度地震区， 砂浆强度等级应比计算结果提高一级。
7.2.1重力式挡土墙
特点：墙身截面尺寸大，靠墙自身重力来维持稳定。 材料：砖、块石或素混凝土修筑。
适用：一般用于低挡土墙； 优点：结构简单，施工方便，应用较广； 缺点：墙体抗拉、抗剪强度都较低，工程量大。
按墙背的倾斜情况分为：仰斜、垂直和俯斜。
受力情况分析，仰斜式的主动土压力最小，俯 斜式的主动土压力最大。
从挖、填方角度来看，如果边坡为挖方，采用 仰斜式较合理，如果边坡为填方，则采用俯斜 式或垂直式较合理。
当墙前地形平坦时，采用仰斜式较好，而当地 形较陡时，则采用垂直墙背较好。
设计时，应优先采用仰斜式，其次是垂直式。
为减小作用在挡土墙墙背上的主动土压力，还 可以选择衡重式挡土墙。
此外，还可以采用减压平台。
4.填土质量要求
选择质量好的填料以及保证填土的密实度是挡土墙施 工的两个关键问题。
应该选择抗剪强度高、性质稳定、透水性好的粗颗粒材 料作填料，例如卵石、砾石、粗砂、中砂等，并要求这 些材料含泥量小。
在工程上实际的回填土往往含有粘性土，这时应适当混 入碎石，以便易于夯实和提高其抗剪强度。对于重要的， 高度较大的挡土墙，用粘性土作回填土料是不合适的。
锚杆
基岩
7.4重力式档土墙
7.4.1重力式挡土墙的选型
选择合理的挡土墙墙型，对挡土墙的设计具有重要意义， 主要有下列几点： 1.使墙后土压力最小 2.墙的背坡和面坡的选择 3.基底逆坡坡度 4.墙趾台阶
7.4.2重力式挡土墙的构造
1.挡土墙的埋置深度
挡土墙的埋置深度（如基底倾斜，则按最浅的 墙趾处计算），应根据持力层地基土的承载力、 冻结因素确定。土质地基一般不小于0.5m。
当挡土墙的抗滑稳定性不能满足设计要求时， 可考虑将基底做成逆坡；
为了减小基底压力，还可以加墙趾台阶，这样 也有利于墙的抗倾覆稳定。
7.2.2悬臂式挡土墙
材料：悬臂式挡土墙用钢筋混凝土建造，ห้องสมุดไป่ตู้而墙
身较薄，结构轻巧。
构成：悬臂式挡土墙由三个悬臂板，即立壁、墙趾
悬臂和墙踵悬臂组成。
特点：这类挡土墙的稳定主要依
靠墙踵悬臂以上的土的重量，而 墙身拉应力由钢筋承担。
立壁
钢筋
墙趾
墙踵
优点：能充分利用钢筋混凝土的受力性能，墙
体的截面尺寸较小，可以承受较大的土压力
适用：重要工程中墙高大于5m，地基土较 差，当地缺乏石料等情况。在市政工程和厂 矿贮存库中也广泛应用这种型式的挡土墙。
立壁
钢筋
墙趾
墙踵
7.2.3扶壁式挡土墙
悬臂板桩只适用于承受荷载不大（通常墙高小于4m） 以及临时性工程（如基坑开挖时的支撑）。否则会导致 板桩入土深度过大而不经济。
锚定式板桩墙的桩顶或桩顶附近加一道锚定拉 杆，则板桩打入土中的长度和断面可以大大减 小。锚定式挡土墙又可根据入土深度分为两种 情况：
入土浅时桩底视为简支， 入土深时视为嵌固。 当墙高比较大时常采用这种结构。
不能用的回填土: 淤泥、耕植土、成块的硬粘土和膨胀性粘土， 回填土中还不应夹杂有大的冻结土块、木块和 其他杂物，因为这类土产生的土压力大，对挡 土墙的稳定极为不利。
对于常用的砖、石挡土墙，当砌筑的砂浆达到 强度的70%时，方可回填，回填土应分层夯实。
5.沉降缝和伸缩缝
由于墙高、墙后土压力及地基压缩性的差异，挡土 墙宜设置沉降缝；为了避免因混凝土及砖石砌体的 收缩硬化和温度变化等作用引起的破裂，挡土墙宜 设置伸缩缝。沉降缝与伸缩缝，实际上是同时设置 的，可把沉降缝兼作伸缩缝，一般每隔10～20m设 置一道，缝宽约2cm ，缝内嵌填柔性防水材料。
当墙高大于8m时，墙后填土较
高，若采用悬臂式挡土墙会导致
扶壁
墙身过厚而不经济。通常沿墙的
长度方向每隔1/3～1/2墙高设
一道扶壁以保持挡土墙的整体性， 墙趾
墙踵
增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯
性能。这种挡上墙称为扶壁式挡
土墙。扶壁可以设在挡土墙的外
侧，也可以设在内侧。当地基土
质较软弱时，可采用钢筋混凝土
扶壁式挡土墙。
7.2.3扶壁式挡土墙
（1）特点：为增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性能，
常沿墙的纵向每隔一定距离（ 1/3～1/2 ）h设一道扶
壁。 （2）适用：墙高h>10m； （3）材料：钢筋混凝土； （4）优点：工程量小； （5）缺点：施工较复杂。 墙体稳定主要靠扶壁间土重维持。
7.2.4板桩式挡土墙
第7章挡土墙.
7.2挡土墙的类型
按其所用材料分类，有毛石、砖、混凝土和钢 筋混凝土等。
按结构类型分类，则有重力式，悬臂式、扶壁 式、板桩式等。
选择挡土墙类型时，除了要考虑土层的构成和 地下水情况外，还要重视挡土墙下地基土的承 载能力和压缩性，在拟定挡土墙的截面尺寸时， 要考虑使挡土墙本身重量以及部分填土的重量 提供的抗倾覆力矩以及抗滑力能与土压力产生 的倾覆力矩和推力平衡，并有一定的安全系数。
板桩式挡土墙按所用材料的不同，分为钢板桩、木 板桩和钢筋混凝土板桩墙等。
锚定板 墙板
锚杆 基岩
板桩式挡土墙按结构型式可分为悬臂式（板桩上部无支 撑，又称无锚板桩）和锚定式（板桩上部有支撑，又称 有锚板桩）两大类。
悬臂式板桩墙的桩顶为自由端，桩下部固定在地面以下。 这种板桩墙靠插入土中部分来维持整体平衡。土面以上 一段板桩所承受的侧向荷载及垂直荷载越大，要求桩打 入土中就越深。
2.墙身构造
挡土墙各部分的构造必须符合强度和稳定的要求， 并根据就地取材经济合理施工方便，按地质地形 等条件确定。一般块石挡土墙顶宽不应小于 0.4m。
3、排水措施
挡土墙后填土由于雨水入渗，抗剪强度降低，土压 力增大，同时产生水压力，对挡土墙稳定不利，因 此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其稳定性。