《支挡结构设计概论》课件

支挡结构设计概论支挡结构是工程建设中不可或缺的一部分，用于支撑开挖边坡、隧道、基坑等，保证施工安全，确保工程顺利进行目录第一章支挡结构的概第二章支挡结构的选第三章土压力理论与第四章支挡结构受力念与类型型计算分析•支挡结构定义•影响因素分析•土压力的性质•支挡结构的载荷分类•支挡结构的分类•支挡结构的设计原则•土压力计算模型•支挡结构内力的确定•支挡结构的特点•常见支挡结构类型对比•土压力计算实例•支挡结构稳定性分析支挡结构的概念与类型支挡结构是土木工程中常见的结构形式，主要用于支撑土体或岩石，防止其发生滑坡、坍塌等支挡结构在工程建设中具有重要的作用，可以保障施工安全，提高工程质量支挡结构定义

1.11122支挡结构是指在土方开挖或填筑过程中，为了保证边坡的稳支挡结构主要用于防止开挖或填筑土体发生滑坡、坍塌或变定和防止土体坍塌而设置的工程结构形3344支挡结构的类型多样，常见的有挡土墙、锚杆、喷射混凝土支挡结构的设计和施工需要根据具体工程的条件进行，并符等合相关规范和标准支挡结构的分类

1.2按结构形式分类按材料分类按施工方式分类支挡结构可以分为挡土墙、护坡、地下常见的支挡结构材料包括混凝土、钢筋支挡结构的施工方式可分为明挖法、钻连续墙等，每种类型都具有不同的特点混凝土、钢结构、砖石等，材料选择需孔灌注法、地下连续墙法等，不同方法和应用场景根据工程实际情况进行综合考量适用于不同的地质条件和工程要求支挡结构的特点

1.3稳定性耐久性适应性强美观性支挡结构稳定性高，可有效防支挡结构材料坚固耐用，可以支挡结构可根据地形和地质条支挡结构设计可与周围环境相止土体滑坡，保障工程安全承受长期风吹雨打，保证工程件进行设计，适用于各种复杂协调，提升整体景观效果长期使用环境支挡结构的选型

2.支挡结构选型是支挡工程设计的重要环节，直接影响工程的安全性、经济性和施工可行性合理选择支挡结构类型，需要综合考虑地质条件、工程环境、施工条件、经济成本等因素影响因素分析

2.1支挡结构的选型受多种因素影响，包括地质条件、工程规模、施工条件、环境因素等地质条件是首要考虑因素，如土质、岩性、地下水位等工程规模也会影响支挡结构的类型和尺寸施工条件包括场地交通、施工设备、施工技术等环境因素则包括周边环境、文物保护等支挡结构的设计原则

2.2安全性经济性支挡结构必须确保结构自身稳定性，在满足安全性能前提下，尽可能降低避免因土压力或外部荷载引起坍塌工程造价，选择经济合理的材料和施工方案可施工性环保性支挡结构的设计应考虑实际施工条件支挡结构设计应尽量减少对环境的影，选择便于施工、维护和拆卸的结构响，例如选择生态材料，降低噪声和形式粉尘污染常见支挡结构类型对比

2.3混凝土挡土墙1混凝土挡土墙是一种常见的支挡结构，结构坚固，抗压强度高，能有效地抵抗土压力，适用于各种地质条件钢板桩挡土墙2钢板桩挡土墙施工速度快，可重复使用，适用于各种地质条件，但对施工精度要求较高，需要专业的施工团队格宾网挡土墙3格宾网挡土墙具有良好的透水性，可以减少土壤压力，适用于地质条件较差的区域，成本相对较低，但抗压能力较弱土压力理论与计算

3.土压力是土体对支挡结构的侧向压力计算土压力对支挡结构的设计至关重要，因为它直接影响结构的稳定性和安全性土压力的性质

3.1方向性变化性

11.

22.土压力通常垂直作用于挡土结土压力的大小和方向会受到多构表面，主要由土体自重和水种因素的影响，例如土体的性压力引起质、荷载类型、地下水位等影响因素计算模型

33.

44.土体的密度、内摩擦角、粘聚不同的土压力计算模型适用于力以及土体中水的含量都会影不同的情况，例如库仑模型适响土压力的变化用于静止土压力，朗肯模型适用于主动土压力土压力计算模型

3.2库仑土压力理论1考虑土体内部摩擦力和墙后土体表面的摩擦力朗肯土压力理论2假设墙后土体为理想弹性体，忽略土体内部摩擦力莫尔-库仑土压力理论3考虑土体内部摩擦力和墙后土体表面的摩擦力，并考虑土体剪切强度其他土压力理论4如Rankine土压力理论、Caquot土压力理论等，考虑了土体内部摩擦力、墙后土体表面的摩擦力以及土体的弹塑性特性土压力计算模型是支挡结构设计中重要的理论基础，不同的模型考虑的因素不同，适用于不同的工程条件土压力计算实例

3.3土压力计算实例可以帮助我们更好地理解土压力理论的实际应用，并为支挡结构的设计提供更准确的依据例如，我们可以通过计算土压力来确定支挡结构所需的强度和稳定性，从而确保其在实际工程中的安全性和可靠性100K1M土压力墙高千帕米520摩擦角重度千牛/立方米支挡结构受力分析支挡结构承受着来自土体、荷载和其他因素的压力这些压力会产生内力，对支挡结构的稳定性和安全性产生影响支挡结构的载荷分类

4.1地震荷载施工荷载地震荷载是支挡结构的重要荷载之一，其强度施工荷载是指在施工阶段作用于支挡结构的临和方向取决于地震烈度和场地条件时荷载，包括施工机械、材料和人员的重量水压力风荷载水压力是支挡结构在水体作用下产生的荷载，风荷载是指风力对支挡结构产生的荷载，其强其大小取决于水深和水体密度度取决于风速和结构的迎风面积支挡结构内力的确定

4.2荷载分解支挡结构所受荷载可分为土压力、结构自重、外荷载等根据荷载作用方式和分布规律，将荷载分解到各个支挡构件上受力分析根据支挡结构的几何形状和材料特性，利用力学原理进行受力分析，确定各个构件所受的内力，包括轴力、剪力、弯矩等内力计算根据受力分析结果，采用力学公式或数值计算方法，对支挡结构内力进行计算，并绘制内力图，以了解支挡结构在不同部位的内力大小和分布情况内力校核将计算得到的内力与支挡结构的材料强度和抗力进行比较，确保支挡结构的内力处于安全范围内，避免出现过载破坏支挡结构稳定性分析

4.3抗滑稳定性分析抗倾覆稳定性分析抗震稳定性分析确保支挡结构在各种荷载作用下不会发生滑检查支挡结构是否能抵抗土压力和外部荷载评估支挡结构在地震作用下的安全性，确保动，保证其整体稳定性的翻转作用，避免结构失稳其结构完整性和功能支挡结构的设计

5.支挡结构的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素设计目标是确保支挡结构的稳定性和安全，同时满足工程建设的需要承载力和变形控制

5.1承载力控制变形控制支挡结构必须能够承受来自土壤控制支挡结构的变形，防止过大和外部荷载的压力，确保结构安的沉降和倾斜，避免影响周边建全稳定筑和设施设计标准根据相关规范和标准确定承载力和变形控制的要求，确保支挡结构的安全性抗滑动和抗倾覆

5.2抗滑动抗倾覆支挡结构的抗滑稳定性是指结构抵抗水平荷载的能力，避免沿基支挡结构的抗倾覆稳定性是指结构抵抗倾覆力矩的能力，避免整础底面滑动抗滑稳定性分析通常采用静力平衡法，计算滑动力体发生倾覆抗倾覆稳定性分析通常采用力矩平衡法，计算倾覆和抗滑力的大小，比较两者的大小，确定结构的抗滑安全储备系力矩和抗倾覆力矩的大小，比较两者的大小，确定结构的抗倾覆数安全储备系数构造措施和细部设计

5.3钢板连接混凝土增强钢板连接用于增强支挡结构的整体稳定性，防混凝土增强主要通过增加钢筋含量或使用高强止局部应力集中，提高结构的承载能力度混凝土来提高支挡结构的抗压强度和抗剪强度锚固设计排水系统锚固设计应确保锚固件的可靠性和强度，防止排水系统设计应确保及时排除积水，防止土壤支挡结构滑移或倾覆浸泡导致支挡结构失效支挡结构施工技术

6.支挡结构的施工技术是确保工程质量和安全的关键从设计到施工，每一个环节都需要严格控制，以确保工程安全稳定常见施工工艺

6.1桩板支护锚杆支护喷射混凝土支护桩板支护是常见的施工工艺锚杆支护应用广泛，尤其适用喷射混凝土支护快速高效，适将钢板桩打入地面，形成封闭于山坡或边坡的支护通过在用于边坡或基坑的临时支护的支护结构它适合于较深基岩石或土体中锚固钢筋或钢管通过喷射混凝土形成一层保护坑，可以有效控制土方开挖，形成抗拉力，防止滑坡或坍层，防止土体松散或坍塌塌施工质量控制要点

6.2严格控制材料质量确保施工工艺规范支挡结构材料应符合相关标准，施工人员应严格按照设计图纸和确保其强度、耐久性和稳定性规范进行操作，确保施工质量加强现场质量监督做好施工记录项目负责人应加强现场质量监督详细记录施工过程，包括材料使，及时发现并纠正施工过程中的用、施工工艺、质量检验等，以质量问题便于后期追溯支挡结构施工实例

6.3支挡结构施工实例可以分为多个类别，例如桥梁支挡工程、隧道支挡工程、边坡支挡工程等每个类别都包含不同的特点和施工要求，需要根据具体的工程情况进行针对性的设计和施工施工实例分析可以帮助我们了解不同类型的支挡结构在实际工程中的应用，并总结相应的施工经验和技术要点支挡结构的维护与加固定期检查支挡结构，及时发现和处理问题，延长其使用寿命常见病害类型

7.1沉降不均裂缝

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22.支挡结构基础沉降不均，导致支挡结构出现裂缝，可能是由结构失稳或破坏于荷载过大或材料质量问题渗漏腐蚀

33.

44.支挡结构出现渗漏，会导致土支挡结构材料受到腐蚀，导致体浸水，降低其强度结构强度下降加固技术与方法

7.2钢筋混凝土加固锚杆加固灌浆加固钢结构加固应用于支挡结构基础和墙体加在支挡结构中设置锚杆，增强对支挡结构裂缝进行灌浆，修利用钢结构构件，增强支挡结固，提高其承载力其抗滑力和稳定性复结构并提高其整体性构的强度和稳定性维护管理要点

7.3定期检查专业维护及时维修安全标识定期对支挡结构进行全面检查聘请专业人员进行维护保养，发现问题及时维修，避免小问设置安全标识，提醒施工人员，包括外观、结构、功能等方确保支挡结构的完好和安全题演变成大问题注意安全，防止事故发生面案例分析与总结通过实际工程案例，分析支挡结构设计与施工中遇到的问题，总结经验教训例如，分析某大型建筑基坑支护工程，探讨支挡结构类型、施工工艺、稳定性分析等关键问题。