3擋土墻的選型$lesson$

　　3.1材料選擇

　　漿砌片石擋土墻取材容易，施工簡便，適用范圍比較廣泛。山區公路中，石料資源較為豐富，在擋土墻高≤10米時，因地制宜，采用漿砌片石砌筑，可以較好地滿足經濟、安全方面的要求。

　　3.2截面形式選擇

　　根據擋土墻結構類型及其特點分析，當墻高<5時，采用重力式擋土墻，可以發揮其形式簡單，施工方便的優勢。同時，由于山區公路地面橫坡比較陡峭，若采用仰斜式擋土墻，會過多增加墻高，斷面增大，造成浪費，采用俯斜式擋土墻會比較經濟合理。一般在路塹墻、墻趾處地面平緩的路肩墻或路堤墻等情況下，才考慮采用仰斜式擋土墻。當墻高≥5且地基條件較好時，采用衡重式擋土墻，可以有效地減小截面，節省材料。

　　3.3位置選擇

　　在挖方邊坡比較陡峭時，采用路塹擋土墻，可以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡;在地質條件不良情況下，還可以支擋可能坍滑的山坡土體。

　　對于采用路肩擋土墻或路堤擋土墻，應結合具體條件考慮，必要時應作技術經濟比較。因為路堤擋土墻承受荷載較大，受力條件較為不利，截面尺寸也較大，所以錄路堤墻與路肩墻的墻高或截面污工數量較為接近，基礎情況相仿時，采用路肩墻比較有利。

　　4土壓力的計算

　　擋土墻設計的經濟合理，關鍵是正確地計算土壓力，確定土壓力的大小、方向與分布。土壓力計算是一個十分復雜的問題，它涉及墻身、填土與地基三者之間的共同作用。計算土壓力的理論和方法很多。由于庫倫理論概念清析，計算簡單，適用范圍較廣，可適用不同墻背坡度和粗糙度、不同墻后填土表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力計算，且一般情況下計算結果均能滿足工程要求，因此庫倫理論和公式是目前應用最廣的土壓力計算方法。

　　4.1庫倫主動土壓力計算公式及計算簡圖

　　主動土壓力計算公式：

　　Eα=1/2γH2Ka

　　式中：Eα――主動土壓力(KN)，γ――土的容重(KN/m3)，H――擋土墻高(m)，Ka――庫倫主動土壓力系數。

　　《公路設計手冊?路基》中，以庫倫理論為基礎，按墻后填土表面的形狀和車輛荷載分布情況的不同，推導出各種情況下的主動土壓力計算公式，設計時可根據實際情況查表計算。

　　4.2第二破裂面土壓力的計算

　　在擋土墻設計中，當墻背或假想墻背的傾角α1或α’1大于第二破裂面的傾角αi，或作用于墻背或假想墻背的土壓力對墻背法線的傾角δ’小于或等于墻背摩擦角δ時，就會出現第二破裂面，這種情況下，應按破裂面出現的位置來求算土壓力。

　　對于一般常用的俯仰式擋土墻，不會出現第二破裂面，對于衡重臺較寬的衡重式擋土墻，則較易出現第二破裂面。各種邊界條件的第二破裂面主動土壓力計算公式詳見《公路設計手冊?路基》。

　　因此設計過程中，應先采用試算的方法，判別第一破裂面出現的位置，計算破裂角，并根據計算所得的第二破裂面傾角判斷是否會出現第二破裂面，然后再選用合適的公式計算主動土壓力。

　　5擋土墻的穩定驗算及強度驗算

　　擋土墻的設計應保證其在自重和外荷載作用下不發生全墻的滑動和傾覆，并保證墻身截面有足夠的強度、基底應力小于地基承載力和偏心距不超過容許值。因此在擬定墻身斷面形式及尺寸之后，應進行墻的穩定及強度驗算。擋墻的驗算方法有二種：一種是采用分項安全系數的極限狀態法，另一種是總安全系數的容許應力法。目前國內多數應用容許應力法設計擋土墻。下面是采用容許應力法進行擋土墻驗算的簡介。

　　5.1滑動穩定驗算

　　擋土墻沿基底的滑動穩定系數Kc應不小于1.3。計算公式為：

　　Kc=(W+Ey)f/Ex

　　式中：W――擋土墻自重，衡重式時，包括衡重臺上的土重(KN)，Ex，Ey――主動土壓力的水平和垂直分力(KN)，f――基底摩擦系數。

　　設計中，為增加擋土墻的抗滑穩定性，常將基底做成向內傾斜，以增大滑動穩定系數。基底斜坡坡度一般不超過1:5。

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