挡土墙设计.ppt

挡土墙设计
第1页，共15页，编辑于2022年，星期日
一、土压力的种类
作用在挡土墙上的侧向土推力称为土侧压力，简称土压力。土压力是由墙后填土与填土表面上的荷载引起的。土压力可分为以下三类：
：挡土墙在墙后土压质等均有关系。郎肯和库仑理论是在各自不同的假定条件下，应用不同的分析方法得到的土压力和计算公式，是目前工程中常用的土压力计算理论。
基本假定：
1）库仑理论：（1）挡土墙是刚性的，墙后填土是无粘性砂土；（2）当墙身向前或向后移动以产生主动土压力或被动土压力时的滑动楔体是沿着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑动；（3）滑动土楔体可视为刚体，如下图所示。库仑土压力理论是从滑动楔体处于极限平衡条件出发而求解主动或被动土压力的
第6页，共15页，编辑于2022年，星期日
第7页，共15页，编辑于2022年，星期日
γ、φ：分别是土的重度（KN/m3）和内摩擦角；
H：挡土墙高度，m：
η：墙背的倾斜角，即墙背与垂线的夹角。以垂线为准，反时针为正（叫俯斜）；顺时针为负（叫仰斜）；
β：墙后填土表面的倾斜角；
δ：土对墙背的摩擦角，它与填土性质、墙背粗糙程度、排水条件、填土表面轮廓和他上面有无超载等有关，应由试验确定。一般情况下可取下列数值：墙背粗糙和排水良好，取δ=（1/3～1）φ
第8页，共15页，编辑于2022年，星期日
2）郎肯理论：（1）墙背竖直（ η=0）。（2）墙背光滑（ δ =0），即墙背与填土间无摩擦力。（3）填土面水平（β=0）（4）墙后土体为半无限体。（主要应用于挡土桩、板桩、锚桩，以及沉井和刚性桩的土压力计算。）
γ：土的重度（KN/m3）；
φ：土的内摩擦角；
H：挡土墙高度，m：
c：填土的粘聚力，KPa
第9页，共15页，编辑于2022年，星期日
土压力理论
郎肯理论
库仑理论
假定
（1）墙背竖直（ η=0）。（2）墙背光滑（ δ =0），即墙背与填土间无摩擦力。（3）填土面水平（β=0）（4）墙后土体为半无限体。
（1）挡土墙是刚性的，墙后填土是无粘性砂土；（2）当墙身向前或向后移动以产生主动土压力或被动土压力时的滑动楔体是沿着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑动；（3）滑动土楔体可视为刚体
主动土压力系数
主动土压力强度
无粘性土
粘性土
主动土压力
无粘性土
粘性土
第10页，共15页，编辑于2022年，星期日
两种土压力理论的特点
：库仑理论假定滑动破裂面为平面，而实际却为一曲面。实践证明，只有当墙背倾角α及墙背与填土间的外摩擦角δ较小时，主动土压力的破裂面才接近于平面。因此导致库仑主动土压力的计算值偏差约为2%~10%，基本能满足工程精度要求。
：郎肯理论计算简单，使用方便。但该理论仅局限于挡土墙墙背垂直、光滑，填土面水平的情况。此外，由于郎肯理论忽视了墙背与填土之间的影响，使计算的主动土压力偏大。
第11页，共15页，编辑于2022年，星期日
挡土墙结构设计主要步骤
（重力式、悬臂、底部固接顶部铰接）
（步骤如前）。
（弯矩、剪力）。
计算方法：1）手工计算；2）软件计算（探索者、专门的挡土墙设计软件、理正）；3）SATWE程序自动计算（内力、配筋）。
。
设计方法：1）软件计算（PKPM、探索者、理正、morgain等）；2）手算。
（砖砌、毛石）挡土墙尚应计算挡土墙的稳定与滑移。
（；，应选择透水性强的填料。）。
、土共同作用，但计算时，可将水、土压力分开计算，然后叠加。其中土重度位于地下水位以下时，可取浮重度。
第12页，共15页，编辑于2022年，星期日
挡土墙设计中土压力的选取及计算
：采用主动土压力。
计算公式：
即：Ka取1/3。
依据：1）采用郎肯理论计算偏于安全；2）土的内摩擦角取30°时，Ka=1/3，（松砂的内摩擦角大致与干砂的天然休止角相等，天然休止角是指干燥砂土堆积起来所形成的自然坡角 ）。根据观察天然休止角一般均大于30 ° 。
：采用静止土压力（《结构技术措施》：地下室侧墙承受的土压力易取静止土压力、《上海地基基础规范》《北京市结构专业技术细则》更规定静止土压力系数K，对一般固结土取K0=1-sinφ，）。
注：《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》（李国胜著）p183页，建议采用Ka，且Ka取1