河道断面(斜坡护面及悬臂式挡土墙)结构图
重力式挡土墙设计实例
重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝ 90ω<因为 00000111 ()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01 (2)tan 2 H H h α=-+ 00011 (2)()(2)22 A a H h a H H H h =+++=+
根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： tg tg θψ=- tg ψ=-+ ()()3828 35382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+ ++ 0.7945=-+ 0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=?++= 所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2， 016.25 0.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()011 20 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()0111 22tan 5.0502tan 142 4.25 222 B ab b d H H a α'++-++?++?-=00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： ()() ()()()() a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=??-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册
重力式挡土墙设计示例
路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路 基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车 ?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ；粘性土地基 与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力a L kP 60][=σ； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ： 34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25 墙高H ： 7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进 行设计： （1）车辆荷载换算； （2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取L=10m ； 路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基 底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m ，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan （1.5）1-=33.69°， 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ； 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 0.78m 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ ===18 140γq h
重力式挡土墙设计实例
（一）重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： （1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示； （2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5； （3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： （1）破裂角（θ）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 14021730353828ψαδφ'''++-++ ＝＝＝ 90ω< 因为 00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 2 2 2 B a b b d h H H a h h H H h αα = ++- ++=++- + 01(2)tan 2 H H h α=- + 00011(2)()(2)2 2 A a H h a H H H h =+++= + 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：
tg tg θψ=-+ tg ψ=-+ 3828tg '=-+ 0.7945=-+0.7291= 36544θ'''= （2）验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()0 50.72910.25 2.4L H tg tg m θα =+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L N b N m d m =+-+=?++= 所以0 L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2， 016.250.918 q h m γ ==＝ 4、土压力计算 ()()()()01120 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝ h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25 2 2 2 B a b b d H H a α'++- ++?++?-= 00＝ h h ＝0+0- 0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： () () ()() () () a 0 03654435 tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B K N θφ γ θθψ'''++=- =??-=+'''''+ c o s c o s ()()X a 49.25142173049.14E E K N αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E K N αδ ''=+= -+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =?=10K ＝1+2h 1+20.9 X 101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=－查数学手册 X 1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
重力式挡土墙设计
重力式挡土墙设计 一、设计资料： 1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高6米，墙上填土高3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.25，墙身分段长度15米。 2.公路等级高速公路，车辆荷载等级为公路－II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I 、II 。 3.墙背填土容重γ＝18kN ／m 3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ＝Φ/2。 4.地基为砂类土，容许承载力f ＝250kPa ，基底摩擦系数μ＝0.40。 5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kN ／m 3，砌体容许压应力[σa ]=600kPa ，容许剪应力[τ]＝50kPa ，容许弯拉应力[σwl ]＝80 KPa 。 二、确定计算参数 设计挡墙高度H=6m ，墙上填土高度a=3m ，填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。 墙背填土计算内摩擦角 035=φ，填土与墙背间的摩擦角?==5.172/?δ;墙背与竖直平面的夹角 ?-=-=036.1425.0arctan α。墙背填土容重γ＝18kN ／m 3。查看资料知《公路工程技术 标准（2003）》中公路-Ⅱ级设计荷载为《公路工程技术标准（97）》中的汽车-20级荷载且验算荷载为：挂车-100。 三、车辆荷载换算
1．试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B ； (1)假定破裂面交于荷载内 不计车辆荷载作用r q h /0==0.83m 计算棱体参数A0、B0： 5.24)52(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 62 .8)036.14tan()225(521 3221tan )2(21)(21000=-?+??-??=++-++=αh a H H h d b ab B 497 .0) 83.0236()36() 036.14tan()83.02326(6)75.35.4(83.025.43) 2)((tan )22()(2000=?++?+?-??+?+++??+?= +++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α 46.385.1704.1435=?+?-?=++=δα?ψ； 9 .0)352.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψφψθ 则：?=++?>==?6.266 33 25.06arctan 99.41802.0arctan θ 计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ： m b H a H B 10.25.4)04.14tan(69.0)36(tan tan )(=-?-?+?+=-+?+=αθ 由于路肩宽度d=0.75m
挡土墙设计说明书
（一） 设计资料： 某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下： 1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。 2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。 3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。 4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸： 1 1.4b =m,d l =0.40m,d h =0.60m ） 。 5．填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算摩擦角φ=35，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。 6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=450Kpa ，基地摩擦系数为f =0.45。 7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σKpa ，容许剪应力[τ]=100Kpa ，容许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。
图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）设置挡土墙的理由： 该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。 经过比较，决定设置路堤墙，因为若用路肩墙，经过初步估算，其承受的土的主动土压力较大，使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差，很容易让路基随其沿着山坡下滑，导致路基的破坏，因而不宜选用。
很全的挡土墙设计
挡土墙设计 第8-1节概述 一、挡土墙的分类及用途 为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，称为挡土墙。在公路工程中，它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。 路基工程中，挡土墙的建筑费用较高，故路基设计时，应与其他可能的工程方案进行技术经济比较，择优选定。 公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。 按照挡土墙设置的位置，挡土墙可分为：路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型，如图2-5-1所示。 按照结构形式，挡土墙可分为：重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。 按照墙体材料，挡土墙可分为：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。 挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。靠回填土或山体的一侧面称为墒背；外露的一侧面称为墙面．也称墙胸；墙的顶面部分称为墙顶；墙的底面部分称为基底或墙底；墙面与墙底的交线称为墙趾；墙背与墙底的变线称为墙踵；墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。 挡土墙设置位置不同，其用途也不相同。 路堑墙设置在路堑边坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡，同时可减少挖方数量，降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。 路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方，可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。 路肩墙设置在路肩部位，墙顶是路肩的组成部分，其用途与路堤墙相同。它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。沿河路堤，在傍水的一侧设置挡土墙，可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。 山坡墙设置在路堑或路堤上方，用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
(完整版)挡土墙结构算例.doc
4.3 重力式挡土墙 4.3.1 适用条件及设计原则 为防止土体坍滑，路线沿线应设置挡土墙，本例形式为重力式仰斜路肩墙， 具体尺寸如下： 拟采用浆砌片石重力式路肩墙，如上图所示，墙高H=6m( 未计倾斜基底）。 墙后填土容重为19KN / m3，内摩擦角45 ，砌体容重k23KN / m3 4.3.2 构造设计 重力式挡土墙拟定计算图示如下： 图 4.1重力式挡土墙拟定计算示意图 θ 4.3.3 计算方法及步骤 1)按墙高确定的附加荷载强度进行换算： q h0，q插求得q=15KPa 所以 h00.789m 2)土压力计算：
10 , 35 23 , 45 E a 1 H 2 K a 1 H 2 cos 2 2 2 2 cos 2 cos 1 sin sin cos cos 168.966KN E ax E a cos( ) 168.966 cos 10 23 142.504 KN E ay E a sin( ) 168.966 sin 10 23 90.785KN E p 1 H 2K p 1 H 2 cos 2 2 2 2 cos 2 cos 1 sin sin cos cos 37.511KN E px E p cos( ) 37.511 cos 23 10 36.622KN E py E p sin( ) 37.511 sin 23 10 8.119KN 3) 挡土墙截面验算 如设计图，墙顶宽 1.0m 。 ① 计算墙身重及其力臂 Z G ，计算结果如下： S 1 1 6 1 1 6 1.06 1 6 3.18 10.18m 2 2 G S 20 10.18 1 203.6 KN 倾斜基底，土压力对墙趾 O 的力臂为： Z y 2.0m Z x 2 2.12 / 3 2.71m ② 抗滑稳定性 1.1G Q1 E y E x tan 0 Q 2 E p tan 0 1.1G Q1 E y tan 0 Q1 E xQ 2 E p 72.210KN 所以抗滑稳定性满足要求 ③ 抗倾覆稳定性验算：
(整理)重力式挡土墙设计计算过程
挡土墙设计说明书 一、设计内容 1．根据所给设计资料分析确定的挡土墙位置和类型； 2．进行挡土墙结构设计； 3.进行挡土墙稳定性分析； 4.挡土墙排水设计； 5.对挡土墙的圬工材料及施工提出要求。 二、设计步骤 1．根据所给设计资料分析挡土墙设置的必要性和可行性此次设计的浆砌石挡土墙是为防止墙后堆积的煤矸石坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。 2．拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸 给定资料：挡土墙高 3.5m，堆渣坡坡比为 1:0.5 。设此挡土墙为重力式挡土墙，为增加挡土墙的稳定性，设置水平基底，为方便计算，挡土墙长度取单位长度L=1m。设墙顶宽为b1=0.5m，墙背坡比为1:0.5 ，墙面坡比为1:0.2 ，地基深h=1m，前墙趾宽为0.5m，后墙趾宽为0.5m。则可计算基底宽B=3.95m,墙身与基底交接除宽b2=2.95m。 查阅相关资料可知: 浆砌石重度γ=22kN/m3，煤矸石堆积重度γ煤=12 kN/m3~18 kN/m3，取15 kN/m3，煤矸石内摩擦角φ=33°。地基与墙底的摩擦系数0.4 μ=，墙背与填土间的摩擦角为 δ=0.67φ=22.11°。
挡土墙草图 3．土压力计算 计算挡土墙主动土压力a E ，首先要确定挡土墙主动土压力系数 Ka ，计算公式如下： 222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos ) (cos ?? ????-+-+++-=βεεδβ?δ?δεεε?a K ① Ea=1/2*γ煤H 2Ea ② 式中： Ea ——作用在挡土墙上的主动土压力（kN/m ）,其作用点距基底h ′（土压力图形的形心距基底的距离）。
挡土墙类型与构造
§4 挡土墙类型与构造 一、基本概念 什么是挡土墙 挡土墙用途与目的 挡土墙各部分名称 挡土墙：用来支撑天然或人工斜坡土体（路基填土或山坡土体）不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。 挡土墙的用途与目的 由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。 用途目的 1用于陡坡路段，坍、滑路段防止土体坍塌、滑动，稳定路基或山坡2用于沿河浸水路段保护并稳定边坡，降低填方对水流的影响3用于高填深挖或大填大挖路段减少填挖方量、降低边坡高度 4用于建筑条件受限路段解决用地受限、生态或文物古迹保护问题挡土墙各部分名称 二、挡土墙类型及适用范围
按刚度及位移方式：刚性挡土墙，柔性挡土墙 按用途和使用场合（路基横断面位置）：路堑挡土墙，山坡挡土墙，路肩挡土墙，路堤挡土墙 按支挡原理和结构特点 重力式挡土墙衡重式挡土墙半重力式挡土墙 悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙 加筋土挡土墙锚杆挡土墙
锚定板挡土墙柱板式挡土墙柱板式挡土墙 垛式挡土墙竖向预应力锚杆挡土墙土钉式挡土墙 重力式挡土墙 特点：依靠墙身自重抵御土压力；形式简单，取材容易，施工简便。 适用范围：石料丰富（或用水泥混凝土）；地基良好 衡重式挡土墙 ?特点 –利用衡重台上填土的重量和全墙重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸； –墙面陡直，下墙墙背仰斜，可降低墙高，减少基础开挖。 ?适用范围：山区、地面横坡陡峻的路肩墙，也可用于路堑墙(兼有拦挡坠石作用)或路堤墙 半重力式挡土墙 特点 在墙背加入少量钢筋，以减薄墙身，节省圬工 墙趾较宽，以保证基底宽度，必要时，在墙趾处设少量钢筋
重力式挡土墙设计步骤
重力式挡土墙设计方法及要点二○一三年五月
目录 一、概述 (3) 二、重力式挡土墙的构造 (4) （一）墙身构造 (5) （二）排水设施 (7) （三）防水层 (8) （四）基础埋置深度 (8) 三、重力式挡土墙的布置 (10) （一）挡土墙位置的选定 (10) （二）纵向布置 (11) （三）横向布置 (12) （四）平面布置 (12) 四、重力式挡土墙的设计计算 (12) （一）作用在挡土墙上的力系 (13) （二）挡土墙稳定性检算 (14) （三）挡土墙基底应力及合力偏心距检算 (19) （四）挡土墙墙身截面强度检算 (21) 五、挡土墙常用设计参数 (25) （一）墙背土的物理力学指标 (25) （二）土与墙背的摩擦角δ (26) （三）基底与地层间的摩擦系数 (26) （四）建筑材料的强度等级及容许应力 (27)
重力式挡土墙 一、概述 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片（块）石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单、施工方便，可就地取材、适应性强，因而应用广泛。 由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定，因此墙身断面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建时往往受到承载力的限制。如果墙过高，材料耗费多，因而亦不经济。当地基较好，墙高不大，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙，当墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂直三种，墙背向外侧倾斜时称为俯斜，墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜，墙背垂直时称为垂直；折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种，如图10-2所示。 a) 俯斜 b) 仰斜c) 垂直d) 凸形e) 衡重式 图10-2 重力式挡土墙墙背形式 仰斜墙背所受的土压力较小，用于路堑墙时墙背与开挖面边坡较贴合，因而开挖量和回填量均较小，但墙后填土不易压实，不便施工。当
衡重式挡土墙设计
1.1 挡土墙设计 1.1.1 挡土墙的类型 挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。 按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。 挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。重力式挡土墙验算 现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15.9m ，上墙H1 =6.4m ,墙背俯斜1:0.33 ( ! = 18o15 )，衡重台宽d=1.0m,下墙H2=9.5m，墙背仰斜1:0.25 ( 2 二—14o02 ' ) d 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。 山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数f 0.6 ，地基容许承载力0 800kPa 填土边坡为1 : m = 1 : 1.5，路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土， 容重为 =18.6 KN /m3,内摩阻角35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为 =22.5 KN/m3，容许压应力a600kPa ,容许剪应力j 500kPa ,外摩阻 角3= /2=17.5 ° 稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3, [Ko]=1.5. 。计算图示见图4。
图7.2衡重式挡土墙计算图示 、上墙土压力计算 设计荷载采用公路U 级，采用双车道布置，选取分段长度 L=12m ,车辆荷 1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面 假象墙背倾角为： 载换算等代土层高度为h o G 200 4 b o L 18.6 5.5 12 0.651，分布宽度取5.5m 。同 理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为 h o = 0.75m, 分布宽度为5.5
挡土墙设计(很全面)
挡土墙设计 一、挡土墙的分类及用途 为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，称为挡土墙。在公路工程中，它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。 路基工程中，挡土墙的建筑费用较高，故路基设计时，应与其他可能的工程方案进行技术经济比较，择优选定。 公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。 按照挡土墙设置的位置，挡土墙可分为：路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型，如图2-5-1所示。 按照结构形式，挡土墙可分为：重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。 按照墙体材料，挡土墙可分为：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。 挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。靠回填土或山体的一侧面称为墒背；外露的一侧面称为墙面．也称墙胸；墙的顶面部分称为墙顶；墙的底面部分称为基底或墙底；墙面与墙底的交线称为墙趾；墙背与墙底的变线称为墙踵；墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。 挡土墙设置位置不同，其用途也不相同。 路堑墙设置在路堑边坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡，同时可减少挖方数量，降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。 路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方，可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。 路肩墙设置在路肩部位，墙顶是路肩的组成部分，其用途与路堤墙相同。它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。沿河路堤，在傍水的一侧设置挡土墙，可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。 山坡墙设置在路堑或路堤上方，用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
重力式仰斜式挡土墙设计
仰斜式路肩墙设计 一．挡土墙设计基本资料 (1) 参照原路段设置浆砌片石护坡，基础顶面埋深设置0.8m ；基底土质取砂类土，基底与基底土的摩擦系数1μ=0.4，地基承载力基本容许值f=300kPa 。 （2）墙背填料： 选择天然砂砾做墙背填料，重度3/γ19kN m =，内摩擦角35?=o ，,墙后土体对墙背的摩擦角δ17.52 ? = =o 。 （3）墙体材料： 采用浆砌片石砌筑，采用M7.5号砂浆、MU30号片石，砌石3/γ23kN m = ，轴心抗压强度设计值 [a σ]=1000k a P ，容许弯拉应力[1σ]=140k a P ，允许剪应力 j 90[]kPa τ=。 表1.1挡土墙基本尺寸及资料
图1 挡土墙基本设计尺寸二．挡土墙自重及重心计算 图2.挡土墙自重及重心计算图示
取单位墙长1m ，如下图示，将挡土墙截面分为三部分： 11223312323 1.241110.423 1.5117.2523 1.50.150.51 2.59130.24i i i G V kN G V kN G V kN G G G G kN γγγ=?=???==?=??==?=????==++= 截面各部分重心至墙趾1O 的距离： 10.30.50.25(40.25 1.2)/2 1.53e m =+?+?+= 2 1.50.752e m == 32 1.513e m =?= 全截面重心至墙趾的距离： 112233()/(110.4 1.5317.250.75 2.59 1.0)/130.24 1.42e G e G e G e e m =++=?+?+?= 墙顶至后踵2O 的高度: H=4.65m 三. 主动土压力计算 图3 挡土墙土压力计算图示 1.破裂角θ 车辆荷载()2104 10.01017.5/8 q KN m -=+? =
理正挡土墙设计详解
1第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
2第二章快速操作指南 2.1操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2快速操作指南 2.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
三种挡土墙的特点分析与比较
三种挡土墙的特点分析与比较 传统的护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等。这些传统的边坡工程,对边坡的处理主要是强调其强度功效，却往往忽视了其对环境的破坏；生态护坡作为岩土工程与环境工程相结合的产物,它兼顾了防护与环境两方面的功效，是一种很有效的护坡、固坡手段。生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。 近几年来，随着人们对于园林景观、生态环保、建筑艺术等内容的不断认识与提高，几种新型的生态护坡系统不断发展起来，如生态袋挡墙、格宾挡墙、自嵌式挡墙等，断面型式如图1。下面针对这几种挡墙从不同角度作一比较，以供今后工程的推广应用。
生态袋挡墙断面示意图石笼挡墙断面图 自嵌式挡墙断面图 图1 几种不同型式挡墙断面图
1. 挡墙的结构比较 1）生态袋挡墙。生态袋挡墙是将生态袋单体砌合联结成一个结构稳定的整体护坡结构。由具备特殊功能及特定技术参数要求的结构组件构成，组件主要包括：生态袋、扎口带、缝袋线及满足多向排水功能与强度要求的网肋型联结扣等。 生态袋通过网肋型联结扣单体砌合联结成的整体护坡结构如图，在不加筋的情况下，它实际上是靠其重量来抵挡其后的水土压力的重力式挡墙，虽为柔性结构对软弱地基有一定的适应能力，但因其重量较大在软弱地基上会发生结构上的变形，如图2。在不考虑地基承载力时挡墙初期袋内的土未完全固结，挡墙做完后经过雨水的洗礼袋内的土随时间的积累逐步达到完全固结，即挡墙在竖直方向会产生一定的位移。生态袋的规格一般为 630mm×330mm×165mm，材料是无纺布，它本身可透水，袋内装土后时间一长，土会淤堵生态袋，导致水透不出，从而会产生很大的侧向水压，因挡墙是由每个袋子堆积而成，不像刚性重力挡墙可以抵挡较大的侧向压力，水透不出时很容易将挡墙推倒，如图3。
重力式挡土墙的设计要点
1重力式挡土墙的设计要点 设计重力式挡土墙，一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量，再进行细部尺寸调整，以满足挡土墙的抗倾覆要求。 1.1断面形式的确定 根据重力式挡土墙结构类型及其特点，我们可以根据实际条件，选择不同类型的断面结构。如果地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，一定会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。 1.2挡土墙的截面尺寸的确定 重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力，在设计时，重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定，可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算，如不满足要求，则应修改截面尺寸或采取其它措施，直到满足为止。 1.3土压力的确定 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多，由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。 2重力式挡土墙的计算内容 从安全地角度考虑，当埋入土中不算很深时，作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土中部分所受的被动土压力，一般可忽略不计。重力式挡土墙的计算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。2.1挡土墙的稳定验算及强度验算 挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆，并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后，应进行墙的稳定及强度验算（采用容许应力法）。 2.2 墙身截面强度验算 通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，重力式挡土墙只验算水平剪应力。 2.3基底应力及偏心验算 基底的合力偏心距e计算公式为：e=B/2-Zn=B/2-（WZw+EyZx-ExZy）/（W+Ey）在土质地基上，e≤B/6；在软弱岩石地基上，e≤B/5；在不易风化的岩石地基上， e≤B/4。 3挡土墙稳定性增大的措施 设计、验算之后，为保证挡土墙的安全性，必须采取必要的措施。 3.1倾覆稳定性增大的措施 为减少基底压应力，增加抗倾覆的稳定性，可以在墙趾处伸出一台阶，以拓宽基底，以增大稳定力臂。另外可以改变墙背或墙面的坡度,以减小土压力或增大力臂。改变墙身形式,如采用衡重式、拱桥式等。 3.2滑动稳定性增大的措施 重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25，墙后常设卸荷平台，墙基一般 做成倒坡或台阶形，墙高和基础的埋深必须按地基的性质，承载力的要求,地形
重力式挡土墙设计实例
1某二级公路重力式路肩墙设计资料如下: (1) 墙身构造：墙咼5m 墙背仰斜坡度：1： 0.25 (二14° 02'),墙身分段长度20m 其余初始拟采用尺寸如图4 — 41示； (2) 土质情况：墙背填土容重丫 =18kN/nt 内摩擦角? =35°;填土与墙背间的摩擦角S =17.5 °;地基为岩石地基容许承载力[(T ] = 500kPa,基地摩擦系数f=0.5 ; (3) 墙身材料：砌体容重丫 =20kN/m 3 ,砌体容许压应力[c ] = 500kPa,容许剪应力[T ] =80kPa 。 图4— 41初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： (1) 破裂角()的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： = =14o 02 17o 30 35°=38°28 因为 90° 1 1 1 B 0 -ab (b d)h 0 丄H(H 2a 2h 0)tan 0 (0 0)h 0 - H(H 2h 0)tan 2 2 2 1 H(H 2h 0)ta n 2 1 1 A 。-(a H 2h °)(a H) — H(H 2h 。) 2 2 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： tg tg J ctg tg A tg --- a- — ? io 4 一一 H b 1=0.98 o 5 =H 9— Q-H
tg . ctg tg tg tg tg38o 28 、 ctg35o tg38o 28 tg38o 28 tg14o 02 0.7945「1.428一0.7945—O.7945—0.25 0.7291 36o 5 44 (2)验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度： L) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m 车辆荷载分布宽度：L Nb N 1 m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m 所以L 0 L ,即破裂面交于荷载范围内，符合假设。 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度: =16.25kN/m 2 , 4、土压力计算 Z X1 H /3 h 0/3K 1 5/3 0.9/3 1.36 1.89m Z X 1 - 土压力作用点到墙踵的垂直距离； 6、土压力对墙趾力臂计算 基地倾斜，土压力对墙趾力臂： E a A tan B 0 sin -18 17 0.7291 4.25 ------ o ------- o — sin 36 5 44 38 28 E X E a cos 49.25cos 14o 2 17o 30 49.14KN E y E a Si n 49.25si n 14o 2 17o 30 2.97KN 5、土压力作用点位置计算： o cos 匕=1+2h° .. H 1+2 0.9.5 1.36 o cos 36 5 44 35 49.25 KN 3、荷载当量 上柱高度计算: h 0= q 軽 18 0.9m 1 A °= a 2 2h ° 1 0 5.0 2 0.9 0 5.0 2 17 1 H 2a 2h ° tan = 0+0— 2 1 B 0= ab 2 5.0 5 0 2 0.9 tan 14°2 4.25
挡土墙设计实例
挡土墙设计实例挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 原始条件： 墙身尺寸： 墙身高：(m) 墙顶宽：(m) 面坡倾斜坡度:1： 背坡倾斜坡度:1： 采用1个扩展墙址台阶： 墙趾台阶b1： (m) 墙趾台阶h1： (m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率：：1 物理参数： 圬工砌体容重：(kN/m3)
圬工之间摩擦系数: 地基土摩擦系数: 砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: ( 度) 墙后填土粘聚力: (kPa) 墙后填土容重: (kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: ( 度) 地基土容重: (kN/m3) 修正后地基土容许承载力: (kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 墙踵值提高系数: 平均值提高系数: 墙底摩擦系数: 地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: ( 度) 土压力计算方法: 库仑坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 1 0 换算土柱数 2 0 坡面起始距离: (m) 地面横坡角度: ( 度) 墙顶标高: (m) 挡墙分段长度: (m) [ 土压力计算] 计算高度为(m) 处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= ( 度) 按实际墙背计算得到:第1破裂角：( 度) Ea= Ex= Ey=(kN) 作用点高度Zy=(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积= (m2) 重量= kN ( 一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性, 计算过程如下: 基底倾斜角度= ( 度) Wn = (kN) En = (kN) Wt = (kN) Et = (kN) 滑移力= (kN) 抗滑力= (kN) 滑移验算满足: Kc = > 滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值= (kN) > 地基土摩擦系数= 地基土层水平向: 滑移力= (kN) 抗滑力= (kN) 地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = <= ( 二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw = (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂Zx = (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂Zy = (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= (kN-m) 抗倾覆力矩= (kN-m) 倾覆验算满足: K0 = > 倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值= (kN-m) > ( 三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= (kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=(kN-m) 基础底面宽度 B = (m) 偏心距e = (m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = (m) 基底压应力: 趾部= 踵部=(kPa) 最大应力与最小应力之比= / = 作用于基底的合力偏心距验算满足: e= <= * = (m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力= <= (kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力= <= (kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力= <= (kPa) ( 四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算 ( 五) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积= (m2) 重量= kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw = (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = (m) [ 容许应力法]: 法向应力检算: