支挡结构设计

《支挡结构设计》是新世纪土木工程系列教材之一，是根据教育部关于拓宽专业面、教材要面向21世纪的要求和“大土木”培养目标的需要编写，参考了工程专业教学指导委员会的指导性教学大纲，并结合支挡结构的最新研究成果和我国新颁布的各种支档结构的规范编写，以适应土木工程专业的教学需要。

全书共分12章：概述，挡土墙的土压力计算，重力式挡土墙，悬臂式挡土墙，扶壁式挡土墙，加筋土挡土墙，锚杆挡土墙，锚定板挡土墙，土钉墙，框架预应力锚杆挡土墙，排桩、地下连续墙，大型滑坡支挡结构。另外，《支挡结构设计》为了便于学生自学，每部分均有例题，每章后均附有复习思考题。

《支挡结构设计》可作为本科土木工程专业的教材以及岩土工程、结构工程和水利水电工程等专业的研究生教材，也可供土木、水利工程设计、施工和科技工

朱彦鹏，男，1960年9月生，博士研究生导师，教授，兰州理工大学土木工程学院院长。1982年本科毕业于甘肃工业大学工业与民用建筑工程专业，1984年获重庆建筑工程学院结构工程硕士学位。兰州理工大学结构工程研究所所长，国家一级注册结构工程师，学科责任教授，结构工程博士点学科学术带头人，甘肃省跨世纪学科带头人。近年来致力于结构工程和岩土工程方面的研究工作，特别在高层建筑深基坑支护、黄土边坡支挡结构分析与设计、黄土地区建筑纠偏及工程事故分析与处理等方面，完成了一批具有实用意义的科研课题。先后承担了近80余项纵、横向科研课题。获省部级科技进步奖6项，厅局级科技进步奖10项。发表各类学术论文120余篇，其中EI检索15篇。主编《特种结构》、《钢筋混凝土与砌体结构》、《混凝土结构原理》、《混凝土结构设计》《支挡结构设计》等教材七部，出版《支挡结构设计计算手册》专著一部。

第1章 概述

1．1 支挡结构的定义和分类

1．2 支挡结构设计的基本原则

1．3 支挡结构设计方法

1．3．1 支挡结构设计的准备工作

1．3．2 确定支挡结构方案

1．3．3 支挡结构的布置和结构计算简图的确定

1．3．4 支挡结构分析与设计计算

1．3．5 支挡结构设计的成果

1．4 支挡结构的新发展

1．5 本书的主要内容

1．6 本书的学习重点

复习思考题

第2章 挡土墙的土压力计算

2．1 概述

2．2静止土压力计算

2．3库仑土压力理论

2．3．1 基本假定与适用条件

2．3．2主动土压力计算

2．3．3被动土压力计算

2．4朗肯土压力理论

2．4．1 基本假定与适用条件

2．4．2 主动土压力计算

2．4．3 被动土压力计算

2．5 超载作用下的土压力

2．5．1 填土表面满布均布荷载

2．5．2 起始位置与墙顶有一段距离的填土表面分布的均布荷载

2．5．3 地面有局部均布荷载

2．5．4 集中荷载和纵向条形荷载引起的土压力

2．5．5 车辆引起的土压力

2．5．6 铁路荷载作用下的土压力

复习思考题

第3章 重力式挡土墙

3．1 重力式挡土墙的构造及布置

3．1．1 重力式挡土墙的构造

3．1．2 重力式挡土墙的布置

3．2 重力式挡土墙的设计

3．2．1 抗滑稳定性验算

3．2．2抗倾覆稳定性验算

3．2．3 基底承载力验算

3．2．4 墙身承载力验算

3．2．5 设置凸榫基础

3．2．6 增加抗倾覆稳定性的方法

3．3衡重式挡土墙的设计

3．3．1 衡重式挡土墙的受力分析

3．3．2短卸载台衡重式挡土墙的设计

3．3．3 拉杆卸载板衡重式挡土墙的设计

复习思考题

第4章 悬臂式挡土墙

4．1 悬臂式挡土墙的特点及设计内容

4．2 悬臂式挡土墙的构造要求

4．3 悬臂式挡土墙的设计

4．3．1 悬臂式挡土墙上的土压力计算

4．3．2 墙身截面尺寸的拟定

4．3．3 墙体内力计算

4．3．4 凸榫设计

4．3．5 墙身钢筋混凝土配筋设计

4．4 悬臂式挡土墙设计例题

复习思考题

第5章 扶壁式挡土墙

5．1 扶壁式挡土墙的特点及设计内容

5．2 扶壁式挡土墙的构造要求

5．3 扶壁式挡土墙的设计

5．3．1 土压力计算

5．3．2 墙踵板与墙趾板长度的确定

5．3．3 墙身内力计算

复习思考题

第6章加筋土挡土墙

6．1 加筋土挡土墙的构造要求

6．2 加筋土挡土墙的设计

6．2．1 基本假定

6．2．2 土压力计算

6．2．3 墙面设计

6．2．4 拉筋长度计算

6．2．5 拉筋截面设计

6．2．6 全墙稳定性验算

6．2．7 全墙抗拔稳定系数

复习思考题

第7章 锚杆挡土墙

7．1 锚杆挡土墙土压力计算

7．2 土层锚杆的承载力

7．2．1 摩擦型灌浆锚杆的抗拔力

7．2．2 扩孔型灌浆锚杆的抗拔力

7．3 锚杆挡土墙的构件设计

7．3．1 墙身设计

7．3．2 锚杆设计

7．4 锚杆挡土墙的稳定性分析

7．4．1 单层锚杆挡土墙的稳定性分析

7．4．2 多层锚杆挡土墙的稳定性分析

7．4．3 粘性土中锚杆的稳定性分析

7．5 锚杆挡土墙例题

复习思考题

第8章 锚定板挡土墙

8．1 概述

8．2 肋柱式锚定板挡土墙的构造

8．3 肋柱式锚定板挡土墙的设计

8．3．1 墙背土压力计算

8．3．2 肋柱、钢拉杆和锚定板的内力计算

8．3．3 挡土板的内力

8．3．4 肋柱、锚定板、挡土板配筋

8．3．5 锚定板的抗拔力

8．3．6 钢拉杆设计

8．4 锚定板挡土墙的施工

8．4．1 构件预制

8．4．2 填土程序及夯实要求

8．4．3 对钢拉杆、锚定板及挡土板的要求

8．5 锚定板挡土墙设计例题

复习思考题

第9章 土钉墙

9．1 土钉墙的设计计算

9．1．1 土钉墙的荷载计算

9．1．2 土钉抗拉承载力计算

9．2 土钉墙整体稳定性验算

9．2．1 建立滑移面搜索模型

9．2．2 确定最危险滑移面

9．2．3 软件的开发

9．3 土钉墙的优化设计

9．3．1 土钉墙的优化设计法

9．3．2 土钉墙优化设计法例题

9．3．3 土钉墙的优化设计法的特点

9．4 土钉墙设计例题

复习思考题

第10章 框架预应力锚杆挡土墙

10．1 框架预应力锚杆挡上墙上的土压力

10．2 框架预应力锚杆挡土墙的结构设计计算

10．2．1 挡土板计算

10．2．2 立柱和横梁计算

10．2．3 锚杆计算

10．2．4 基础埋深设计

10．3 框架预应力锚杆挡土墙结构的整体稳定性验算

10．3．1 单排锚杆的稳定性和框架预应力锚杆挡土墙的整体抗倾覆稳定性

10．3．2 框架预应力锚杆挡土墙的整体抗滑移稳定性验算

10．3．3 软件设计

10．4 框架预应力锚杆挡土墙的构造要求

10．4．1 构造要求

10．4．2 材料要求

10．5 框架预应力锚杆挡土墙设计、施工中的注意事项

10．5．1 锚杆设计中的注意事项

10．5．2 锚杆施工中的注意事项

10．6 框架预应力锚杆挡土墙设计例题

复习思考题

第11章 排桩、地下连续墙

11．1 悬臂式排桩、地下连续墙支挡结构

11．1．1 悬臂式排桩、地下连续墙支挡结构的工作原理

11．1．2 悬臂式排桩支挡结构的特点和适用范围

11．1．3 悬臂式排桩、地下连续墙支挡结构计算公式

11．2 单层支点排桩、地下连续墙支挡结构

11．2．1 单层支点排桩、地下连续墙支挡结构的嵌固深度计算

11．2．2 单层支点排桩、地下连续墙支挡结构的内力及支点力计算

11．2．3 单层支点排桩、地下连续墙的截面承载力计算

11．2．4 单层支点排桩、地下连续墙支挡结构的锚杆计算

11．3 多层预应力锚杆排桩支挡结构

11．3．1 多层预应力锚杆排桩支挡结构的计算模型

11．3．2 多层预应力锚杆排桩支挡结构的内力计算

11．3．3 多层预应力锚杆排桩支挡结构设计

11．4 多层预应力锚杆排桩支挡结构设计例题

复习思考题

第12章 大型滑坡支挡结构

12．1 抗滑桩

12．1．1 抗滑桩的类型与设计方法

12．1．2 抗滑桩的设计荷载

12．1．3 抗滑桩的内力计算

12．1．4 抗滑桩的结构设计

12．1．5 抗滑桩结构设计例题

12．2 预应力锚索

12．2．1 预应力锚索的类型

12．2．2 预应力锚索的材料

12．2．3 预应力锚索的防腐

12．2．4 预应力锚索的结构设计

12．2．5 预应力锚索的试验与监测

复习思考题

前言　　

《支挡结构设计》是为土木工程专业本科学生编写的教材，全书内容包括概述，挡土墙的土压力计算，重力式挡土墙，悬臂式挡土墙，扶壁式挡土墙，加筋土挡土墙，锚杆挡土墙，锚定板挡土墙，土钉墙，框架预应力锚杆挡土墙，排桩、地下连续墙，大型滑坡支挡结构等结构的构造与设计计算方法。本书除介绍支挡结构的基本设计计算理论外，还介绍了支挡结构在工程中应用的实例，以便教学。另外，本书还介绍了新型支挡结构（土钉墙和框架预应力锚杆挡土墙等）的最新设计计算理论和工程应用，使学习者有进一步学习和提高的空间。本书除可作为土木工程专业教材外，还可作为岩土工程和结构工程等专业硕士研究生教材，也可供土木工程技术人员参考。

本书是按照我国现行的各种最新规范，并参照土木工程专业教学指导委员会的教学大纲编写而成的。为适应土木工程专业的教学需要，在编写过程中力求理论阐述清楚，实用性强，并且每一章节都给出了设计例题，目的是尽量做到使学生通过本书的学习不但能懂得各种不同的支挡结构的结构形式、应用范围和设计计算方法，而且还能够根据各种不同的环境条件选择不同支挡结构并能实际设计支挡结构。

本课程的先修课程是“土力学”、“基础工程”、“混凝土结构设计原理”等。本课程是主修交通土建和岩土与地下工程课程群的土木工程专业学生的专业课和建筑工程课程群的土木工程专业学生的选修课。

精彩书摘 　　

支挡结构布置就是在支挡结构方案的基础上，确定各支挡结构构件之间的相互关系，（例如，扶壁式挡土墙中的扶壁的布置，框架预应力锚杆挡土墙中的锚杆问距等。）以确定支挡结构的传力路径，初步确定结构的全部尺寸。

确定支挡结构的荷载取值和传力路径，就是使所有荷载都有唯一的传递路径，至少，设计者应在支挡结构的力学模型上确定各种荷载的唯一的传递路径。这就要求合理地确定支挡结构的计算模型。所采用的计算模型应符合下列要求。

①能够反映结构的实际体型、尺度、边界条件、截面尺寸、材料性能及连接方式等。

②根据支挡结构的特点及实际受力情况，考虑施工偏差、初始位移及变形位移状况等对计算模型加以修正。

计算简图确定后，结构所承受的荷载的传力路径即可确定。

支挡结构布置所面临的问题是，支挡结构构件的尺寸不是唯一的，也需要人为给定。可以用一些方法估算出构件的尺寸，但最后要由设计者选定尺寸。

支挡结构布置中所面临的这些选择一般要凭经验确定，有一定的技巧性，选择时，可参照有关规范、手册和指南。在没有任何经验可借鉴的情况下，这种选择则依赖于设计者的直觉判断，带有一定的尝试性。