§6-4浸水路堤挡土墙设计 设计长期或季节性浸水的挡土墙,除了按一般挡土墙考虑所作用的力系外 ,还应考虑水对墙后填料和墙身的影响 浸水的填料受到水的浮力作用而使土压力减小 2.砂性土的内摩擦角受水的影响不大,可认为浸水后不变,但粘性土浸水 后抗剪强度显著降低 3.墙背与墙面均受到静水压力,在墙背与墙面水平一致时,两者互相平衡 而当有一水位差时,则墙身受到静水压力差所引起的推力 4.墙外水位骤然降落,或者墙后暴雨下渗在填料内岀现渗流时,填料受到 渗透动水压力。渗水性填料,动水压力一般很小,可略而不计 5.墙身受到水的浮力作用,而使其抗倾覆及抗滑动稳定性减弱。 、浸水挡土墙土压力计算 (一)当填料为砂性土时 计算时考虑: 1.浸水部分填料单位重量采用浮容重 2.浸水前后的内摩擦角不变 3.破裂面为一平面;由于浸水后破裂位置的变动对于计算土压力的影响不 大,因而不考虑浸水的影响 E N 图6-39砂性土的浸水土压力 在此情况下,浸水挡土墙墙背土压力Eb可采用不浸水时的土压力E扣除计 算水位以下因浮力影响而减少的土压力△E(图6-39),即 E=E。△E (6-65) △E=(y-y6)H2R KN Y,-yu yb=rd- (6-67) 式中:y—填料天然容重,kNm3 Yb—填料的浮容重,kN/m3
37 §6-4 浸水路堤挡土墙设计 设计长期或季节性浸水的挡土墙，除了按一般挡土墙考虑所作用的力系外 ，还应考虑水对墙后填料和墙身的影响： 1．浸水的填料受到水的浮力作用而使土压力减小； 2．砂性土的内摩擦角受水的影响不大，可认为浸水后不变，但粘性土浸水 后抗剪强度显著降低； 3．墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两者互相平衡 ；而当有一水位差时，则墙身受到静水压力差所引起的推力； 4．墙外水位骤然降落，或者墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，填料受到 渗透动水压力。渗水性填料，动水压力一般很小，可略而不计； 5．墙身受到水的浮力作用，而使其抗倾覆及抗滑动稳定性减弱。 一、浸水挡土墙土压力计算 (一)当填料为砂性土时 计算时考虑： 1．浸水部分填料单位重量采用浮容重； 2．浸水前后的内摩擦角不变； 3．破裂面为一平面；由于浸水后破裂位置的变动对于计算土压力的影响不 大，因而不考虑浸水的影响。 图6-39 砂性土的浸水土压力 在此情况下，浸水挡土墙墙背土压力Eb可采用不浸水时的土压力Ea扣除计 算水位以下因浮力影响而减少的土压力ΔEb (图6-39)，即 Eb=Ea-ΔEa kN （6－65） KN 2 1 0 2 Eb b Hb R （6－66） 1 1 b s w d w n （6-67） 式中：γ——填料天然容重，kN/m 3 ； γb——填料的浮容重，kN/m 3 ；
H—浸水部分墙高,m; K。土压力系数 d 填料的干容重和固体土粒的容重,其中γ值可采用:砂 土266kN/m3,砾石、卵石265~280kN/m3; Yw—水的容重,Yw≈10kNm n填料的孔隙率 填料的孔隙比。 土压力作用点的位置 E。Zx-△Eb E.-△E 式中符号同前 (二)当填料为粘性土时 考虑到粘性土浸水后c值显著降低,将填土的上下两部分视为不同性质的 土层,应分别计算土压力(见图6-40)。计算中,先求出计算水位以上填土的土 压力E1;然后再将上层填土重量作为荷载,计算浸水部分的土压力E2。E1与E2 的矢量和即为全墙土压力。 在计算浸水部分的土压力E2时,先按浮容重γb将上部土层及超载换算为均 布土层作为超载。土层厚hb为 ,(ho+ H,-y(h+H-Hb (6-69) yt 式中符号同前 图6-40粘性土的浸水土压力 静水压力、动水压力和上浮力 (一)静水压力(图6-41) 墙胸所受静水压力 Hh 其水平分力及垂直分力分别为
38 Hb——浸水部分墙高，m； Ka——土压力系数； γd,γs——填料的干容重和固体土粒的容重，其中γs值可采用：砂 土26.6kN/m 3，砾石、卵石26.5～28.0kN/m 3 ； γw——水的容重，γw≈10kN/m 3 ； n——填料的孔隙率； ε——填料的孔隙比。 土压力作用点的位置 Z E Z E H E E bx a x b b a b 3 （6－68） 式中符号同前。 (二)当填料为粘性土时 考虑到粘性土浸水后 c值显著降低，将填土的上下两部分视为不同性质的 土层，应分别计算土压力(见图6-40)。计算中，先求出计算水位以上填土的土 压力E1；然后再将上层填土重量作为荷载，计算浸水部分的土压力E2。E1与E2 的矢量和即为全墙土压力。 在计算浸水部分的土压力E2时，先按浮容重γb将上部土层及超载换算为均 布土层作为超载。土层厚hb为 h h H b h H H b b b 0 1 （6－69） 式中符号同前 图6-40 粘性土的浸水土压力 二、静水压力、动水压力和上浮力 (一)静水压力(图6-41) 墙胸所受静水压力 P wHb ' ' ' sec 1 2 2 其水平分力及垂直分力分别为
Pr=r Hb 墙背所受静水压力 P=ar, Hb 其水平分力及垂直分力分别为 Y Hb hige B 当计算动水压力P3时,HHb段 的静水压力为动水压力所代替,则墙 背静水压力P1为 H;ga′Htga P=r(2H, H, -H2)(6-70) 挡土墙两侧静水压力的水平分力 差为P1x-P1x'。当墙身排水良好,墙 前与墙后的水位一致时,P1x=P1x 两者相互平衡,计算时可不予考虑 静水压力的垂直分力P1和Py计入上 图6-41静水压力及上浮力 浮力。 (二)上浮力(图6-41) 作用于基底的上浮力P2为 P2=Cr(Hb+Hb)B 式中B基底宽,m C——上浮力折减系数,根据墙基底面水的渗透情况而定,如表6-15 表6-15上浮力折减系数C值 墙基底面水的渗透情况 C 透水的地基 10 不能肯定是否透水的地基 10 岩石地基,在基底与岩石间浇注混凝土,认为相对不透水时05 墙身受到的总上浮力P2为基底上浮力与墙胸、墙背所受的静水压力竖直分 力的代数和,即 P2=P2-Pr-Pir (6-72) 7 CB(HB+H)-(H3 ga+HIga) 对于常年浸水的挡土墙,上述静水压力及上浮力在计算时应视作主要荷载 组合中的作用力;而对于季节性浸水的挡土墙,则当作附加组合中的作用力
39 P1x wHb 2 1 2 ' ' P H tg 1y w b 2 1 2 ' ' ' 墙背所受静水压力 P1 wHb 2 1 2 sec 其水平分力及垂直分力分别为 P1x wHb 2 1 2 P H tg 1y w b 1 2 2 当计算动水压力P3时，Hb -H’b段 的静水压力为动水压力所代替，则墙 背静水压力P1x为 P1x w HbHb Hb 1 2 2 (2 ) ' （6－70） 挡土墙两侧静水压力的水平分力 差为P1x -P1x ’。当墙身排水良好，墙 前与墙后的水位一致时，P1x＝P1x ’， 两者相互平衡，计算时可不予考虑。 静水压力的垂直分力P1y和P1y ’计入上 浮力。 (二)上浮力(图6-41) 作用于基底的上浮力P2 ’为 P2 C w Hb Hb B 1 2 ' ' ( ) （6－71） 式中:B——基底宽，m； C——上浮力折减系数，根据墙基底面水的渗透情况而定，如表6-15。 表6-15 上浮力折减系数C值 墙基底面水的渗透情况 C 透水的地基 1.0 不能肯定是否透水的地基 1.0 岩石地基，在基底与岩石间浇注混凝土，认为相对不透水时 0.5 墙身受到的总上浮力P2为基底上浮力与墙胸、墙背所受的静水压力竖直分 力的代数和，即 CBH H H tg H tg P P P P w b b b b y y ' '2 ' 2 2 2 1 1 2 1 （6-72） 对于常年浸水的挡土墙，上述静水压力及上浮力在计算时应视作主要荷载 组合中的作用力；而对于季节性浸水的挡土墙，则当作附加组合中的作用力。 图6-41 静水压力及上浮力
(三)动水压力(图6-42) 当墙后为弱透水性填料时,由于墙外水位急骤下降,在填料内部将产生渗 流,由此而引起动水压力P3,其大小按下式计算 P=1Qy 式中:I—降水曲线的平均坡度 9—产生动水压力的浸水部分,即图中的阴影部分,可近似地取 梯形abcd的面积, (H2-H2)(g0-ga) (6-74) 动水压力P的作用点为9面积的重心,其方向平行于 透水性材料,动水压力一般很小,可略而不计 图6-42动水压力 、浸水挡土墙稳定性验算 作用在浸水挡土墙的力系,如图6-43所示 P Pan PI f E 图6-43作用在浸水挡土墙上的力系
40 (三)动水压力(图6-42) 当墙后为弱透水性填料时，由于墙外水位急骤下降，在填料内部将产生渗 流，由此而引起动水压力P3，其大小按下式计算 P I 3 j w （6－73） 式中：Ｉj——降水曲线的平均坡度； Ω——产生动水压力的浸水部分，即图中的阴影部分，可近似地取 梯形abcd的面积， 1 2 2 2 H H tg tg b b ' （6-74） 动水压力Ｐ3的作用点为Ω面积的重心，其方向平行于Ij。 透水性材料，动水压力一般很小，可略而不计。 图6-42 动水压力 三、浸水挡土墙稳定性验算 作用在浸水挡土墙的力系，如图6-43所示。 图6-43 作用在浸水挡土墙上的力系
具体验算方法同前述,只是验算时注意考虑浸水挡土墙的受力特点。 求算最不利水位 设计浸水挡土墙,应求算最不利水位进行验算。 由于浸水对墙身及填料产生不同的影响,随着水位的涨落,墙的稳定性出 现不同的变化。最高水位并不是在所有情况下都是最不利的水位;抗滑稳定系 数和抗倾覆稳定系数的最小值,可能同时出现在某一水位,也可能分别出现。 因此,设计浸水挡土墙时,须作反复的试算,以寻求最不利的水位。为减少计 算工作量,可采用优选法。 下面说明运用优选法求最小稳定系数和最不利水位的步骤: 如图6-44所示,设浸水挡土墙的高度为H,试算水位均从挡土墙基底算起: 1.求算H处的稳定系数K=1。H1=0618H 2.求算与H1对称的H2处的K2。H2=0+(H-H1)=0.382H 3.比较K1和K2。若K2)K1,则舍去[0,H2]区段,求算剩余区段[H2, H]中与H对称的H=3处的K=3。H3=H2+(H-H1)=0.764H; 4比较K1和K3。若K1)K3,则舍去[H2,H1]区段求算新剩余段[H1, H]中与H3对称的H4处的K4。H4=H1+(H-H3)=0.854H 5比较K3和K=4。若K4)K3,则舍去[H4,H]区段,求算新剩余段[H1 H4]中与H3对称的H5处的KsH5=H1+(H4-H3)=0.708H; 如此试算三、五次,并将各试算水位的稳定系数K1、K2……绘成K-H曲线 从曲线上找出Km(本次为Ks),则其相应的水位(H便是最不利水位。 至于基底应力,在一般情况下,它随水位的降低而增大,而在枯水位时接 近或达到最大值。故在浸水挡土墙基底应力验算中,通常以枯水位作为验算水 位 H=0.8564H 4>F H:=0。764H KsE H=0618H AKi>Ka H2=0.382H KDK, 图6-44用优选法求算最不利水位
41 具体验算方法同前述，只是验算时注意考虑浸水挡土墙的受力特点。 (二)求算最不利水位 设计浸水挡土墙，应求算最不利水位进行验算。 由于浸水对墙身及填料产生不同的影响，随着水位的涨落，墙的稳定性出 现不同的变化。最高水位并不是在所有情况下都是最不利的水位；抗滑稳定系 数和抗倾覆稳定系数的最小值，可能同时出现在某一水位，也可能分别出现。 因此，设计浸水挡土墙时，须作反复的试算，以寻求最不利的水位。为减少计 算工作量，可采用优选法。 下面说明运用优选法求最小稳定系数和最不利水位的步骤： 如图6-44所示，设浸水挡土墙的高度为H，试算水位均从挡土墙基底算起： 1．求算H1处的稳定系数K=1。H1＝0.618H； 2．求算与H1对称的H2处的K2。H2＝0＋（H－H1）＝0.382H； 3．比较K1和K2。若K2〉K1，则舍去［0，H2］区段，求算剩余区段［H2， H］中与H1对称的H=3处的K=3。H3＝H2＋（H－H1）＝0.764H； 4 比较K1和Ｋ3。若K1〉Ｋ3，则舍去［H2，H1］区段求算新剩余段［H1， H］中与H3对称的H4处的K4。H4＝H1＋（H－H3）＝0.854H； 5 比较K3和K=4。若K4〉Ｋ3，则舍去［H4，H］区段，求算新剩余段［H1 ，H4］中与H3对称的H5处的K5。H5＝H1＋（H4－H3）＝0.708H； 如此试算三、五次，并将各试算水位的稳定系数K1、Ｋ2……绘成K-H曲线 ，从曲线上找出Kmin (本次为K5 )，则其相应的水位(Ｈ5 )便是最不利水位。 至于基底应力，在一般情况下，它随水位的降低而增大，而在枯水位时接 近或达到最大值。故在浸水挡土墙基底应力验算中，通常以枯水位作为验算水 位。 图6-44 用优选法求算最不利水位
§65地震地区挡土墙设计 挡土墙修建在设计裂度为8度及8度以上的地震区,以及修筑在地震时可能 发生大规模滑坡、崩塌的地段或软弱地基(如软弱粘性土层)、地震强度和稳定 性验算。验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受地震力的作用,将地震荷 载与恒载组合,并考虑常年水位的浮力;不考虑季节性浸水的影响,其他外力 包括车辆荷载的作用均不考虑。 、地震荷载的计算 在挡土墙设计中,一般只考虑水平地震力,竖向地震力因影响小,可略去 不计。作用于破裂棱体与挡土墙重心上的最大水平地震力P为 P=CKLG (6-75) 式中:Cz综合影响系数,表示实际建筑物的地震反应与理论计算间的 差异,采用0.25 KH—水平地震系数,为地震时地面最大水平加速度的统计平均值与重力 加速度的比值,见表6-16 G破裂棱体与挡土墙的重量。 表6-16 水平地震系数 设计烈度(度 水平地震系数KH 0.1 0.2 0.4 图6-45表示挡土墙重G与水平地震力P的合力G1,其与竖直线的夹角θ称 为地震角。 =arc (676) 0++ G 图6-45水平地震力与地震角 图6-46地震作用下的主动土压力 二、地震作用下的土压力 已知地震力与重力的合的大小与方向,并且假定在地震作用下土的内摩擦 角与墙背摩擦角δ不变,则墙后破棱体的平衡力系如图6-46a)所示,图b)为力多 边形abbc或力三角形abc。从图中可以看出,当用Ys=y/os0s、8s=8+0s 取代γ、δ和φ值时,地震作用下的力三角形abc与图6-13中一般情况下的力三
42 §6-5 地震地区挡土墙设计 挡土墙修建在设计裂度为8度及8度以上的地震区，以及修筑在地震时可能 发生大规模滑坡、崩塌的地段或软弱地基(如软弱粘性土层)、地震强度和稳定 性验算。验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受地震力的作用，将地震荷 载与恒载组合，并考虑常年水位的浮力；不考虑季节性浸水的影响，其他外力 ，包括车辆荷载的作用均不考虑。 一、地震荷载的计算 在挡土墙设计中，一般只考虑水平地震力，竖向地震力因影响小，可略去 不计。作用于破裂棱体与挡土墙重心上的最大水平地震力Ps为 Ps CZ KH G （6－75） 式中：CZ——综合影响系数，表示实际建筑物的地震反应与理论计算间的 差异，采用0.25； KH——水平地震系数，为地震时地面最大水平加速度的统计平均值与重力 加速度的比值，见表6-16； G——破裂棱体与挡土墙的重量。 表6-16 水平地震系数 设计烈度(度) 7 8 9 水平地震系数KH 0.1 0.2 0.4 图6-45表示挡土墙重G与水平地震力Ps的合力G1，其与竖直线的夹角θs称 为地震角。 s z H arctgC K （6-76） 图6-45水平地震力与地震角 图6-46 地震作用下的主动土压力 二、地震作用下的土压力 已知地震力与重力的合的大小与方向，并且假定在地震作用下土的内摩擦 角与墙背摩擦角δ不变，则墙后破棱体的平衡力系如图6-46a)所示，图b)为力多 边形abb1c或力三角形abc。从图中可以看出，当用γs＝γ/cosθs、δs＝δ＋θs 取代γ、δ和值时，地震作用下的力三角形abc与图6-13中一般情况下的力三
角形abc完全相似,因此可直接采用一般库伦土压力公式来求算地震土压力 例如:当填土表面为一平面倾角β时,由图6-13和式(6-6)可知,地震土压 力应为 E H2K 2 cos0 cos 2(-6 (6-77) cose cos'acos(a+8+0,)1+ sin(o+o) sin(p-8, -B) Vcos(a+8+0, )cos(a+B) 各种边界条件下的地震土压力均可用γs、δs、φ取代γ、δ、φ而按 般数解公式求算。必须指出,这种方法仅仅是利用原有公式来求解的计算过程 而地震土压力E的作用方向仍应按实际墙背摩擦角δ决定,在计算E和E时 采用δ而不用δs 对于地震作用下的路肩挡土墙,也可用下面的简化公式计算 Ea=(1-3C2KHtgo) Ea (6-78) 式中 般非地震地区的挡土墙主动土压力。 、地震条件下挡土墙的验 算 具体验算方法同前述,只是验算时注意考 虑地震对挡土墙的影响 四、一般防震措施 1.尽可能采用重心低的墙身断面形式 2.基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层 图6-47作用于地震地区挡 上;遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时,应采取适当措施进行加固处 理 3.挡土墙宜采用浆砌片(块)石、混凝土和钢筋混凝土修筑。当采用干砌片 (块)石时,墙高须加以限制:设计烈度为8度时,一般不超过5m;9度时,一般 不超过3m。 4.墙体应以垂直通缝分段,每段长度不宜超过15m。地基变化或地面标髙 突变处,也应设置通缝 5.应严格控制砌筑质量,石料要嵌挤紧密,砂浆要饱满,砂浆标号按非地 震区要求提高一级采用。 6.墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土分层填筑并夯实,并做好排水设施
43 角形abc完全相似，因此可直接采用一般库伦土压力公式来求算地震土压力。 例如：当填土表面为一平面倾角β时，由图6-13和式(6-6)可知，地震土压 力应为 E H K H a s s s s s s s 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 cos cos cos cos cos sin sin cos cos （6－77） 各种边界条件下的地震土压力均可用γs、δs、s取代γ、δ、 而按一 般数解公式求算。必须指出，这种方法仅仅是利用原有公式来求解的计算过程 ，而地震土压力Ea的作用方向仍应按实际墙背摩擦角δ决定，在计算Ex和Ey时 ，采用δ而不用δs。 对于地震作用下的路肩挡土墙，也可用下面的简化公式计算 Ea’＝（1－3CzKHtg）Ea （6－78） 式中：Ea——一般非地震地区的挡土墙主动土压力。 三、地震条件下挡土墙的验 算 具体验算方法同前述，只是验算时注意考 虑地震对挡土墙的影响。 四、一般防震措施 1．尽可能采用重心低的墙身断面形式。 2．基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层 上；遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时，应采取适当措施进行加固处 理。 3．挡土墙宜采用浆砌片(块)石、混凝土和钢筋混凝土修筑。当采用干砌片 (块)石时，墙高须加以限制：设计烈度为8度时，一般不超过5m；9度时，一般 不超过3m。 4．墙体应以垂直通缝分段，每段长度不宜超过15m。地基变化或地面标高 突变处，也应设置通缝。 5．应严格控制砌筑质量，石料要嵌挤紧密，砂浆要饱满，砂浆标号按非地 震区要求提高一级采用。 6．墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土分层填筑并夯实，并做好排水设施 。 图6-47 作用于地震地区挡土墙上的力系
§6-6 轻型挡土墙 重力式挡土墙具有构造简单、施工方便和就地取材等优点,但其稳定性主 要靠墙身自重来保证,因而墙身断面较大,占地较多,不能充分发挥建筑材料 的强度性能,也不易实行施工的机械化与工厂化。轻型挡土墙则常用钢筋混凝 土构件组成,墙身断面较小,墙的稳定性不是或不完全是依靠本身重量来维持 因而结构较轻巧,圬工量省,占地较少,有利于机械化施工。轻型挡土墙的 类型很多,本节仅介绍悬臂式挡土墙、锚杆挡土墙和锚定板挡土墙的型式和设 悬臂式挡土墙 (一)悬臂式挡土墙的构造及适用条件 钢筋混凝土悬臂式挡土墙是由立壁和底板组成,具有三个悬臂,即立壁 趾板和踵板,同时固定在中间夹块上,如图6-48所示。墙的稳定性依靠墙身自 重和踵板上的填土重量来保证,而趾板的设置又显著地増加了抗倾覆力矩的力 臂,因此结构形式比较经济。 悬臂式挡土墙构造简单,施工方便,能适应较松软的地基,墙高一般在6 σm之间。当墙髙较大时,立壁下部的弯矩大,钢筋与混凝土用量剧増,影响这 种结构型式的经济效果,此时可采用扶壁式挡土墙。 (二)悬臂式挡土墙设计 土压力计算 对于悬臂式挡土墙,通常采用朗金理论来计算通过墙踵的竖直面上的土压 力Ea,然后结合位于该竖直面与墙背间的土重,得到作用于墙上的总压力 一E E 3 B ∑B 图6-48悬臂式挡土墙的受力状态 悬臂式挡土墙土压力分布,如图6-48。其总土压力为
44 §6-6 轻型挡土墙 重力式挡土墙具有构造简单、施工方便和就地取材等优点，但其稳定性主 要靠墙身自重来保证，因而墙身断面较大，占地较多，不能充分发挥建筑材料 的强度性能，也不易实行施工的机械化与工厂化。轻型挡土墙则常用钢筋混凝 土构件组成，墙身断面较小，墙的稳定性不是或不完全是依靠本身重量来维持 ，因而结构较轻巧，圬工量省，占地较少，有利于机械化施工。轻型挡土墙的 类型很多，本节仅介绍悬臂式挡土墙、锚杆挡土墙和锚定板挡土墙的型式和设 计。 一、悬臂式挡土墙 (一)悬臂式挡土墙的构造及适用条件 钢筋混凝土悬臂式挡土墙是由立壁和底板组成，具有三个悬臂，即立壁、 趾板和踵板，同时固定在中间夹块上，如图6-48所示。墙的稳定性依靠墙身自 重和踵板上的填土重量来保证，而趾板的设置又显著地增加了抗倾覆力矩的力 臂，因此结构形式比较经济。 悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在6～ 9m之间。当墙高较大时，立壁下部的弯矩大，钢筋与混凝土用量剧增，影响这 种结构型式的经济效果，此时可采用扶壁式挡土墙。 (二)悬臂式挡土墙设计 1．土压力计算 对于悬臂式挡土墙，通常采用朗金理论来计算通过墙踵的竖直面上的土压 力Ea，然后结合位于该竖直面与墙背间的土重，得到作用于墙上的总压力。 图6-48 悬臂式挡土墙的受力状态 悬臂式挡土墙土压力分布，如图6-48。其总土压力为
E=XH k os B B cosB+√cos32B-cos2p 式中:K为朗金土压力系数,可由有关手册查得。 当地面为水平时,β=0, K 土压力的方向平行于地面。 在墙身结构验算中,将总土压力E2分为E1和EB3,分别作用于立壁及踵板 上。总土压的分布图为△ab'c',其中Δabc部分作用在立壁上,合力为EH1梯形 bb'c'c部分作用于踵板上,合力为EB3,bc线平行于地面,通过立壁与踵板的拐 角点α。踵板还承受填土G1+G2的垂直压力 悬臂式挡土墙的土压力,也可以采用库伦方法计算,计算时应验算是否出 现第二破裂面。若条件成立,计算时假定踵板上所受的垂直力为第二破裂面以 下踵以上的土重力与主动土压力垂直分力之和,立壁则承受主动土压力的全部 水平分力 2.底板宽度计算 1)夹块宽度 同立壁底部厚度B2,计算方法后面介绍。 2)踵板宽度 踵板宽度受滑动稳定控制,要求 [K]Ex=1N(6-81) 式中:[K]—滑动稳定系数。 ⅢNL 对加设凸榫的挡土墙,在未设凸榫前 B2+ B3 要求满足K≥10: ∑N底板上所承受的垂直荷载工型 等于ΣG+Ey ΣG——底板上填土及圬工重量 . E 在墙身尺寸未定前,暂行估算。 (1)路肩墙,当胸坡垂直,顶面有3 均布荷载h时(图6-49) ti EB/2 当用朗金方法计算土压力时,活载 均按路基面全宽换算分布宽度,以简 化计算 ΣG暂按下式估算 ∑G=(B2+B3)(H+h)Y1 (6-82) 图6-49确定底板宽度简图 式中 填料容重,kNm3 μ——容重修正系数,由于计算ΣG中未计入趾板及其上部土重, 故须近似地将其容重加以修正,μ值见表6-18
45 E H K K 1 2 2 2 2 2 2 cos cos cos cos cos cos cos （6－79） 式中：K为朗金土压力系数，可由有关手册查得。 当地面为水平时，β＝0， K tg 1 1 45 2 2 sin sin （6－80） 土压力的方向平行于地面。 在墙身结构验算中，将总土压力Ea分为EH1和EB3，分别作用于立壁及踵板 上。总土压的分布图为Δab’c’，其中Δabc部分作用在立壁上，合力为EH1梯形 bb’c’c部分作用于踵板上，合力为EB3，bc线平行于地面，通过立壁与踵板的拐 角点α。踵板还承受填土G1＋G2的垂直压力。 悬臂式挡土墙的土压力，也可以采用库伦方法计算，计算时应验算是否出 现第二破裂面。若条件成立，计算时假定踵板上所受的垂直力为第二破裂面以 下踵以上的土重力与主动土压力垂直分力之和，立壁则承受主动土压力的全部 水平分力。 2．底板宽度计算 1)夹块宽度 同立壁底部厚度B2，计算方法后面介绍。 2)踵板宽度 踵板宽度受滑动稳定控制，要求 ［Kc］Ex＝fN (6－81） 式中：［Kc］——滑动稳定系数。 对加设凸榫的挡土墙，在未设凸榫前 ，要求满足Kc≥1.0； ΣN——底板上所承受的垂直荷载 ，等于ΣG＋Ey； ΣG——底板上填土及圬工重量， 在墙身尺寸未定前，暂行估算。 (1)路肩墙，当胸坡垂直，顶面有 均布荷载h0时(图6-49) 当用朗金方法计算土压力时，活载 均按路基面全宽换算分布宽度，以简 化计算。 ΣG暂按下式估算 ΣG＝（B2＋B3）（H＋h0）γμ （6－82） 式中：γ——填料容重，kN/m 3 ； μ——容重修正系数，由于计算ΣG中未计入趾板及其上部土重， 故须近似地将其容重加以修正，μ值见表6-18。 图6-49确定底板宽度简图
(6-83) f(B2+B,H+ho) (2)路堑墙或路堤墙,当墙顶地面坡角为β,胸坡垂直时(图6-5 ]E=/∑ =八(B+B(H+2gm+E (6-84) E.-/B, B H+B,/gB 表6-18 容重修正系数μ值 容重 摩擦系数f (kNm3)030035040045050060070084100 16 1071081091.10112113115117120 18105106107108109111121141.16 1.03 041051.061071.081.10 (3)当墙胸具有1:m的倾斜度时,上面两个计算式应加上胸坡修正宽度Δ B3 △B3=mH12 (6-85) 3)趾板宽度 趾板宽度B1除高墙受倾覆稳定系数K控制外,一般都由地基应力或偏心距e 来决定,要求墙踵不出现拉应力,如图6-49所示,即 e≤∑B/6 ∑B,∑B e 6 则Z ∑ 将M=∑(鸟+B 2+B代入上式后得 3{M,-M)3(B2+B1+2B)3M ∑B=- ∑N N B,+B、+B 已知ΣN=[K]Ex/f,代入上式得 B 025(B2+B3) (6-86) 对于路肩墙(图6-56)
46 K E f N f B B H h c x = 2 3 0 （6－83） (2)路堑墙或路堤墙，当墙顶地面坡角为β，胸坡垂直时(图6-55) K E f N f B B H B tg fE B K E fE f H B tg c x y c x y = 2 3 3 3 3 1 2 1 2 (6-84) 表6-18 容重修正系数μ值 容重 (kN/m 3） 摩擦系数 f 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.60 0.70 0.84 1.00 16 1.07 1.08 1.09 1.10 1.12 1.13 1.15 1.17 1.20 18 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.11 1.12 1.14 1.16 20 1.03 1.04 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.10 1.12 (3)当墙胸具有1：m的倾斜度时，上面两个计算式应加上胸坡修正宽度Δ B3 ΔB3＝mH1 /2 （6－85） 3)趾板宽度 趾板宽度B1除高墙受倾覆稳定系数K0控制外，一般都由地基应力或偏心距e 来决定，要求墙踵不出现拉应力，如图6-49所示，即 e≤ΣB／6 当e B Z B N 2 6 则Z B M M N N y 3 0 将 M N B B y B 2 3 1 2 代入上式后得 1 2 3 0 2 3 1 0 3 2 3 3 2 B B B N B B B M N M M B y 已知ΣN＝［Kc］Ex／f，代入上式得 B M f K E B B c x 1 0 2 3 15 0 25 . . ( ) (6－86） 对于路肩墙(图6-56)
