《土力学地基基础》课程设计题目：重力式路堤墙
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指导教师：***
编写日期：2012.05.16
目录
重力式路堤墙设计 (3)
设计任务书 (3)
一、设计资料 (3)
二、确定设计参数 (3)
设计计算书 (3)
一、主动土压力计算 (3)
二、设计挡土墙截面 (5)
设计图纸 (6)
附录 (8)
参考文献 (9)
致谢 (10)
重力式路堤墙设计
设计任务书
一、设计资料
1. 地层：地基埋置深度不小于1.0m ，持力层为②号土层含砂粉质黏性土层，地基容许承载力R=250kPa 。
2. 载荷资料：车辆荷载换算等代土层厚度为0.84m ，布置在7.5m 全宽路基上。
3. 其他设计参数：填料容重γ=18kN/m 3，035=ϕ。基底摩擦系数ƒ=0.4，墙身容重γk =22kN/m 3，截面容许应力[σa ]=600kPa ，kPa 50i =τ，2/ϕδ=。填土边坡1:1.5。
二、确定设计参数
根据给定设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高H=5m ，墙上填土高度a=2m ，墙背仰斜1:0.25（α=-14°02′），墙面为平行于墙背的直线，墙顶宽1.54m ，墙身分段长10m 。为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度0.2:1内倾。
设计计算书
一、主动土压力计算
1. 破裂角θ
假设破裂面交于载荷内，根据公式计算则有
︒≤︒='︒='︒+'︒-︒=++=9047.3828383017021435δαϕψ
401
.0)
84.0225()25(25
.0)84.02225(5384.0232)2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯=
+++++-++=
h a H a H h a H H d b h ab A α
836
.0)401.047.38(tan )47.38tan 35(cot 47.38tan )
)(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψϕψθ
则
θ=39.90°
验核破裂面位置如下： 提顶破裂面距墙踵距离为
()()m a H 852.5836.025tan =⨯+=+θ
荷载内边缘距墙踵距离为
m H b 25.425.053tan =⨯+=-α 荷载外缘距墙踵距离为
m b H b 75.115.725.053tan 0=+⨯+=+-α
4.25<
5.852<11.75，故破裂面交于荷载内，与设计相符，可采用所选计算公式。
2. 求主动土压力系数K 和K 1计算如下：
1559.0)25.0836.0()
47.3890.39sin()
3590.39cos()tan (tan )sin()cos(=-︒+︒︒+︒=+++=
αθψθφθK
由于
m a b h 266.225
.0836.0836
.023tan tan tan 3=-⨯-=+-=
αθθ
m h H h 734.234=-=
则
8024.15
734.284.02)52266.21(52212)21(21224031=⨯⨯+⨯-⨯⨯+=+-+
=H h h H h H a K 3. 求主动土压力E 及其作用点位置Z y 主动土压力E 为
kN KK H E 224.638024.11559.05182
1
21212=⨯⨯⨯⨯==
γ 主动土压力的作用点位置Z y 为
m K H H h h h h H a H Z y 747.18024
.153)52734.23(734.284.0)266.25(2353)23()(322
1244023=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=
-+-+
=
二、设计挡土墙截面
由于墙面平行墙背，基底倾斜0.2:1（α0=11°19′）.通过试算，选墙顶墙宽1.54m 。
1. 计算墙身重G 及其力臂Z G
墙身重G 及其力臂Z G 计算结果，列于表1。
表1墙身重G 及其力臂Z G 计算结果
体积V(m)
自身重G （kN ）
力臂Z G （m ）
25.754.1191.0554.1191.02
2
111=⨯-⨯=-=b H b V
57
.1591=G
36.154
.1476.05125.0476.0125.011=⨯+⨯=+=b H Z G
23
.054.1095.0095.02212=⨯==b V 1.52=G
00
.154.1651.0651.012=⨯==b Z G 48.721=+=V V V
67
.16421=+=G G G
2. 滑动稳定性验算 抗滑稳定系数为
()[]()()[]()30.147.232.11sin 67.16432.115.1703.14cos 224.634.032.115.1703.14sin 224.6332.11cos 67.164sin cos sin cos 0
000>=︒
-︒+︒+︒-⨯⨯︒+︒+︒-+︒⨯=
-+++++=ααδααδααG E f E G K e 3. 倾覆稳定验算
()()N E E x k 11.635.1703.14cos 224.63cos =︒+︒-⨯=+=δα ()()N E E y k 83.35.1703.14sin 224.63sin =︒+︒-⨯=+=δα
因基底倾斜，土压力对墙址O 的力臂改为
m b Z Z y y 453.154.1191.0747.1191.011=⨯-=-=
m Z B Z Y x 903.125.0747.154.1952.0tan 11=⨯+⨯=-=α
则
30
.150.2453
.111.63903
.183.300.11.536.157.1591
1
22110>=⨯⨯+⨯+⨯=
++=y x x y G G Z E Z E Z G Z G K
稳定性验算的结果表明，断面尺寸由滑动控制，上述估计符合实际。 4. 基底应力验算
()
m B
m E G G Z E Z E Z G Z G b Z B
e y
y x x y G G N 245.06100.083
.31.557.159453
.111.63903.183.300.11.536.157.159254.1952.02952.02
1211122111=<=++⨯-⨯+⨯+⨯-⨯=
++-++-
=-=
()Pa R kPa B e B E G y k 25061
.6759
.16147.16147.183.367.16461min max =≤⎩⎨⎧=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±+=σσ 5. 截面应力验算
墙面与墙背为平行的直线，截面的最大应力出现于接近基底处。由基底应力验算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求，则截面应力肯定也满足墙身材料的要求，故可不作验算。
通过上述验算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为1.54m 。
设计图纸
根据上述计算，绘制浆砌片石重力式路堤墙立面图，断面图做法示意图及大
样图如图1所示。具体图纸见附录。
设计说明：
1. 墙身为片石砌注，片石厚度不小于0.15m，体积不小于0.01m3。石料应采用无风化石才，面石要平整，挡土墙外露面采用1:3水泥砂浆勾凸缝。
2. 挡土墙采用M10水泥浆砌筑，施工前作好配比试验，强度要求达到设计等级，砌筑时砂浆要密实，饱满，不得有空洞。
3. 挡土墙分段：每10m设置一条沉降缝，缝宽2cm，外露面1cm，缝线竖直美观，可用C15混凝土角石砌筑，沉降缝内用1.5cm浸沥青软木板分隔。
4. 应先把挡土墙后原土坡放成45°坡，然后施工挡土墙。基坑开挖应搞好地面排水，保持基坑干燥，基础施工完毕应及时回填，夯实。墙后回填料的干密度大于或等于1.65t/m3。回填料应分层夯实。
5. 挡土墙开挖至持力层下300mm，而后做C10混凝土垫层100mm，密度每边基础底边放大50mm。
6. 混凝土强度大于80%设计强度时，才能回填墙后回填上。
图1 浆砌片石重力式路堤墙立面图、断面做法示意图及大样图
附录
立面图
断面图
大样图
参考文献
[1]姚仰平．土力学[M]．北京：高等教育出版社，2004：137．153．
[2]梁钟琪．土力学及路基[M]．北京：中国铁道出版社，2006：249-263．
[3]郝瀛．路堤墙设计[M]．北京：中国铁道出版社，1999：179．192．
[4] 赵勇．高速铁路刚性挡土墙土压力模型试验与数值分析[D]．成都：西南交通大学土木工程学院，2003．
[5] 罗一农，刘会娟．路堤墙课程设计[J]．科学技术通讯，2005(4)：48-51．
[6] 袁聚云，徐超，赵春风，等．土工试验与原位测试[M]．上海：同济大学出版社，2004：25-55．
致谢
时光荏苒，岁月如歌，转眼间在江苏交通技师学院求学的三年就要过去了，必会给我今生留下美好的回忆。在此感谢我的老师陈美云，感谢你们在生活和学习上给予我的指点和帮助。陈老师平易近人，治学严谨，在各方面都给了我很大的关心，从论文的选题到论文撰写的每一个环节，都得到了老师的关怀和指导。在遇到问题时，陈老师都能帮助我指正方向，使我能够顺利地完成论文的各项工作。最重要的是我从他那里学到许多科学研究和考虑问题的方法。值此论文完成之际，首先向陈美云老师表示衷心的感谢和深深的敬意！需要特别感谢的是我的父母，感谢您们这些年来对我的默默支持，我会继续努力，永不言弃，您们将是我一直前进下去的动力。
最后，衷心感谢所有关心和帮助过我的朋友们，谢谢你们为我所做的一切。
一、路基(挡土墙）设计 1.1 设计资料 某新建公路重力式路堤墙设计资料如下. （1）墙身构造：墙高8m,墙背仰斜角度，墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图1—1所示. 图1—1 初始拟采用挡土墙尺寸图 （2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度，内摩擦角；填土与墙背间的摩擦角.地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力，基底摩擦系数。 （3）墙身材料:采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度,砌体容许压应力，容许剪应力，容许压应力。 1.2 劈裂棱体位置确定 1.2.1 荷载当量土柱高度的计算 墙高6m，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度：，则: 1.2.2 破裂角的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 因为，则有 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： 1。2。3 验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂棱体长度： 车辆荷载分布宽度： 所以，，即破裂面交于荷载范围内，符合假设.
1。2。4 路基边坡稳定性验算 可利用解析法进行边坡稳定性分析，则有 其中，,，.对于砂性土可取，即,则： 所以，路基边坡稳定性满足要求。 1。3 土压力计算 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式： 1.3.1 土压力作用点位置计算 表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。 1.3.2土压力对墙趾力臂计算 基底倾斜，土压力对墙趾的力臂: 1.4 挡土墙稳定性验算 1.4.1 墙体重量及其作用点位置计算 挡土墙按单位长度计算，为方便计算，从墙趾沿水平方向把挡土墙分为三部分,右侧为平行四边形，左侧为两个三角形（如图1-2): 图1—2挡土墙横断面几何计算图式 1。4.2抗滑稳定性验算 对于倾斜基底，验算公式： 所以,抗滑稳定性满足要求。 1。4。3抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定性验算公式： 所以,抗倾覆稳定性满足要求。
目录 1编制依据及适用范围 (1) 1.1本方案编制依据： (1) 1.2使用范围 (1) 2劳力组织机构图 (1) 施工组织机构图 (1) 3施工准备 (2) 4施工机具 (2) 5挡土墙施工工艺流程 (2) 6挡土墙施工工艺及技术要求 (2) 6.1施工方法及工艺 (2) 6.1.1测量放线 (2) 6.1.2挖基 (2) 6.1.3现浇墙身砼： (3) 6.1.4泄水孔、反滤层： (5) 6.1.5回填 (6) 6.1.6养生 (6) 6.2技术措施 (6) 7注意事项 (7) 7.1路堑挡土墙 (7) 7.2重力式路堤挡土墙 (7) 8质量措施 (8) 9质量检验 (9) 9.1主控项目 (9) 9.2一般项目 (11)
重力式挡土墙专项施工方案 1编制依据及适用范围 1.1本方案编制依据： 本方案是依据西蝉至寨仔段道路工程（K0+000-K1+200）施工图设计第一册路基工程设计图及有关施工的技术标准、规范和现场实际情况并结合我们的施工条件而编制。 1.2使用范围 本方案内容适用于西蝉至寨仔段道路工程（K0+000-K1+200）工程内路基工程重力式挡土墙施工。 2劳力组织机构图 施工组织机构图 作业人数：电工：2人，基坑开挖：6人，砼工及其它：5人，支模工：8人，司机4人，施工劳力保持在25人以上。
3施工准备 （1）施工便道：施工便道沿现状旧道路进入施工现场，要求施工场地做好醒目标志，做好围栏杆，禁止非施工人员工误入施工区。 （2）施工用电：从业主提供的变压器内转出，在施工场地内配装一电箱,供施工用电。 （3）施工用水：引用山泉水。 4施工机具 5挡土墙施工工艺流程 见《重力式挡土墙施工工艺流程图》 6挡土墙施工工艺及技术要求 6.1施工方法及工艺 6.1.1测量放线 施工前测量放样、清理场地保持场地平整并做好截排水措施。 6.1.2挖基
路基工程课程设计任务书 （指导教师：谭波） 一、设计任务与内容： 1、路基标准横断面设计； 根据要求绘制路基标准横断面图 2、挡土墙设计与计算； 1）主动土压力的计算 2）挡土墙的验算 二、设计主要技术指标： 公路等级三级公路 设计车速60Km/h 路基宽度8.5M 行车道宽度2×3.5M 硬路肩宽度0.50M 土路肩宽度0.25M 土路肩宽度0.50M 三、设计要求： 设计文件分两部分装订成册：设计图表、设计计算书。设计图表按A3图纸绘制；设计计算书采用A4纸书写。 四、设计资料： 1、挡土墙设计资料 1）墙身构造 拟采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高8米，填土髙4米，填土边坡1：1.5，墙背俯斜，1：0.25（α=19o），墙身分段长度10米。2）土壤地质情况 墙背填土容重γ=18.5KN/m3,计算内摩擦角Ф=38o，填土与墙背间的摩擦角δ=Ф/2粘性土地基，容许承载力[σ o ]=250kpa,基地摩擦系数f=0.45; 3)墙身材料 2.5号浆砌片石，砌体容重γ k =22kN/m3；砌体容许压应力[σ a ]=600kpa,容许剪应力[τ]=100kpa,容许拉应力[σ w L ]=60kpa。 挡土墙设计计算内容 一、车辆荷载换算
注：H=2.0～10.0m 时，q 由线性内插法确定. 墙高8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 ＝12.5kN/m 2 676.05 .185 .12γ0===q h 二、土压力计算 1、破裂棱体位置确定： a=4m, d =0.5m , H= 8 m ,α= 19o （1）破裂角θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： Ψ = φ + α + δ = 38o+19o+19o =76o
第一部分 重力式挡土墙设计 1.绘制等高线地形图 1.1.根据课程设计任务书中表1，可用插值法计算整点高程及其与已知高程点的水平距离，计算说明如下： 设高程点A 的高程为a ，高程点B 的高程为b （b>a ），A 与B 的水平距离为 l ，不妨设A 、B 之间有一整数高程点C （高程值为c ），AB 为直线段，可知BC 距离0l : 0b c l l b a -= - 根据上述原理可以得出K58+70～K58+130横断面上各主要高程整点，计算列表如下：
1.2.绘制1:1000等高线地形图 由以上表格数据绘制等高线地形图，依据下面原则： 1.相同高程的点以光滑曲线相连接 2.不同等高线不能相交 3.不同等高线之间不能存在越界的高程点 等高线地形图如下。
2.路肩挡土墙设计 2.1挡土墙的纵向布局 从路线横断面图中可得到挡土墙墙趾与地面线的相关数据： 由以上数据可以将挡土墙墙趾边线纵断面标识于上图中，按各自断面为自然分段点，将全程分为6段，分段长度10m ，相邻段设置宽度为3cm 的伸缩缝，并且布置10c m ×10cm 泄水孔，上下左右交错。各段地面纵坡分别为：56.6％、14％、16.5％、20％、18％、12％，均大于5％，为减少开挖，故各分段挡土墙应该沿纵向做成台阶。各台阶状挡土墙的高度、长度和最小入土深度（即基础的埋入深度）如下表所示：（见图三） 2.2.挡土墙横断面设计 采用最危险截面设计断面主要尺寸，最危险截面即墙身高度最大处，即图三的1-1横断面，在高度确定为7.5m 的前提下，衡重式挡土墙上、下墙高度之比通常为2:3，故设计高度123, 4.5H m H m ==，衡重台宽10.91d m =，上墙墙背倾斜角为120α=，下墙墙背倾斜角23α=，墙面坡1:0.05。（n=0.05）
1.设计资料 1.1基础资料 ①省道S313，路基宽10米，路面宽7米，两侧路肩宽各1.5米，在桩号 段为填方路堤，填方边坡坡度为1:1.5。为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，拟采用重力式挡土墙。 ②墙高6.2米，墙背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墙身分段长度20米。 ③墙背填土重度γ，内摩擦角φ°；填土与墙背间摩擦角δ°，地基为岩石，地基容许承载力σ，基底摩擦系数f=0.45 ④砌体重度γ，砌体容许压应力σ，容许剪应力τ 1.2设计依据 ①挡土墙课程设计任务书 ②《公路路基设计规范》JTG D30-245 ③《路基路面工程》第四版——人民交通出版社2014
2.初拟挡土墙结构形式、尺寸 2.1墙身结构形式、尺寸 挡土墙高6.2m ，挡墙以上边坡高a=1m ，初拟挡墙顶宽1.0m 2.2基础结构形式、尺寸 采用扩大浅基础，初选基础埋深为1.0m ，厚度为0.5m ，净边宽为0.25m ，高宽比为2：1 。挡墙形式如图2-1 图2-1挡墙形式 1.0 0.6.7
3.确定车辆荷载及当量土柱高度 挡土墙设计中，换算均布土层厚度（）可直接由挡土墙高度确定的付家何在强度计算。即 （3-1） γ 式中：γ——墙后填土重度 q——附加荷载强度（KPa），按表3-1取值 注：H=2.0~10.0m时，q由线性内插法确定。 H=6.2m，由线性内插法确定（）=14.75（KPa） 换算均布土层厚度 = γ
4.破裂面棱体位置确定 4.1破裂角θ计算 假设破裂面交于荷载中部，如图4-1，则有： ψ α δ φ ° ° ° ° 式中：α——墙背倾斜角（°），俯斜墙背为正，仰斜墙背为负 δ——墙背与填土间的摩擦角（°） φ——填土的内摩擦角（°） 因为ψ ° 图4-1假设破裂面位置图 令破裂棱体的断面面积S= = =31.68 α = ° =9.24 θ ψ φ ψ ψ = ° ° ° ° =-0.95+ =0.7129 1.0 6.2 0. 5 0.8
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
西南交通大学 《路基工程》课程设计报告 学生姓名： 学生学号： 班级编号： 指导教师： 年月日
目录 1设计资料 (2) 2说明书 (4) 3课程设计计算书 (5) 4参考文献 (16) 5附录 (17)
1.设计资料 1.1背景 某Ⅰ级重型双线铁路，旅客列车设计行车速度140km/h，K2+500~K3+500 段路堤处于直线地段，高度4～12m，根据实际情况，需设置重力式挡土墙。 1.2设计题号 混凝土挡土墙，墙高12.5m，路堤高1.5m，墙后填土为砂类土。 1.3设计荷载 只考虑主力（主要力系）的作用，且不考虑常水位时静水压力和浮力。 1.4材料 挡土墙材料为混凝土，墙背填料为砂类土。相关参数可参看附表或《铁路路基支挡结构设计规范》。 1.5尺寸设计及换算荷载 由本课程设计资料查阅相关设计规范确定，具体设计依据见附录一。
2. 说明书 2.1尺寸 由设计资料及《铁路路基支挡结构设计规范》确定路基各部分尺寸和坡度以及换算土柱的高度及宽度，具体尺寸设计见设计图纸。 2.2参数 ][σ——基底容许压应力应力， kPa 400][=σ； ][τ——基底容许剪应力，m kN /120][=τ ； f ——基底摩擦系数，4.0=f ； γ——填土容重，3/19m kN =γ； ?——砂类土内摩擦角，?=35?； δ——砂类土与墙背间的摩擦角，?==5.172 1?δ； α——仰斜式挡土墙的墙背坡角，25.0tan =α； 0α——挡土墙倾斜基底角度，15.0tan 0=α； i ——路堤坡脚，5.1tan =i ； θ——假定墙后土体滑裂面与竖直方向的夹角，取值为?θα-?<<90，即 ?<
第1章绪论 1.1 挡土墙的基本概念 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。通常用块石、砖、素混凝土及钢筋混凝土等材料构成。 在路基工程中，挡土墙可以用来稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治塌方、滑坡等路基病害。挡土墙在山区公路中应用更为广泛。路基的下列情况宜修建挡土墙：陡坡路段或岩石风化的路堑边坡；需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；增加不良地质路段边坡的稳定，以防止产生滑塌防止沿河路段水流冲刷；桥梁或隧道与路基的连接地段；节约道路用地、减少拆迁或少占农田；保护重要建筑物，生态环境或其他需要特殊保护的地段。 在铁路工程中广泛应用于支撑路堤或路堑以及隧道洞口、桥梁两端的路基边坡和河流岸壁等。在其他工程包括公路、铁路、水利、建筑及矿山建设中均普遍使用到挡土墙。 图 1-1挡土墙的结构图 按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型(图 1-1)。路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或
基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。造价。设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作用。而抗滑挡土墙则用于防治滑坡。 挡土墙各部分名称如图(图 1-1c)所示。靠填土(或山体)一侧为墙背，外露一侧为墙面，墙面与墙底的交线为墙趾，墙背与墙底的交线为墙踵，墙背与铅垂线的交角为墙背倾角α。墙背的倾角方向，比照面向外侧站立的人的俯仰情况，分俯斜、仰斜和垂直三种。墙背向外侧倾斜时，为俯斜墙背(图 1-1c)，α为正；墙背向填土一侧倾斜时，为仰斜墙背(图 1-1a)，α为负；墙背铅垂时，为垂直墙背(图 1-1b)，α为零。如果墙背具有单一坡度，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。选择挡土墙设计方案时，应与其它方案进行技术经济比较。例如，采用路堑或山坡挡土墙，常须与隧道、明洞或刷缓边坡的方案作比较；采用路堤或路肩挡土墙，有时须与栈桥或陡坡填方等相比较，以求工程经济合理。 目前我国多采用重力式挡土墙，重力式挡土墙是由块石、毛石砌筑,它靠自身的重力来抵抗土压力。由于其结构简单、施工方便、取材容易而得到广泛应用。重力式挡土墙的缺点是当墙高超过五米时，要保证其稳定性，势必造成很大的体量，材料用量较多，不太经济。支护结构在各种土建工程中得到广泛的应用，如在铁路、公路工程中用于支承路堤或路堑边坡、隧道洞口、支承桥台后台填土，以减少土石方量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治塌方、滑坡等路基病害；在水利、港湾工程中支挡河岸及水闸的岸墙；在民用与工业建筑中用于修建地下连续墙等。随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要。支挡结构的设计将直接影响到工程的经济效益及安全。 1.2 挡土墙的基本类型 常用的挡土墙型式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆及锚定板式和加筋土挡墙等；道路工程中还可以根据挡土墙设置位置的不同可分为路肩挡土墙、路堑挡土墙和路堤挡土墙；根据其墙体材料可以分为砌石挡土墙、混凝土或钢筋混凝土挡土墙等；而在理论研究中侧重于研究作用于挡土墙的荷载、挡土墙稳定边坡的作用机理等因素，所以在理论上一般根据其结构和受力机理等特点可分为：重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙、加筋挡土墙、锚杆式挡土墙、锚定板式挡土墙、土钉式挡土墙、桩板式挡土墙等。 (1)薄壁式挡土墙
重力式挡土墙课程设计 作者姓名 学号 班级 学科专业土木工程 指导教师 所在院系建筑工程系 提交日期
设计任务书 一、 设计题目 本次课程设计题目：重力式挡土墙设计 二、 设计资料 1、线路资料：建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。 2、墙后填土为碎石土，重度30/18m kN =γ，内摩擦角 35=ϕ；墙后填土表面为水平，即 0=β，其上汽车等代荷载值2/15m kN q =；地基为砾石类土，承载力特征值 kPa f k 750=；外摩擦角δ取 14；墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。 3、墙体材料采用MU80片石，M10水泥砂浆，砌体抗压强1.142/mm N ，砌体重度30/24m kN =γ。 4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示： 图4-1 挡土墙参数图（单位：m ）
目录 设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计资料 (2) 设计计算书 (4) 一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4) 二、主动土压力计算 (4) 1、计算破裂角 (4) 2 、计算主动土压力系数K和K1 (4) 3、计算主动土压力的合力作用点 (5) 三、挡土墙截面计算 (5) 1、计算墙身重G及力臂Z G (6) 2、抗滑稳定性验算 (6) 3、抗倾覆稳定性验算 (6) 4、基底应力验算 (7) 5、墙身截面应力验算 (7) 四、设计挡土墙的排水措施 (8) 五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8) 六、参考文献 (8) 七、附图 (8)
挡土墙设计计算案例 一、设计资料 （一）墙身构造 （二）拟采用浆砌石片石重力式路堤墙，如图6-23所示。墙背高H=6m，填土高h=3m，墙背选用仰斜1:0.25(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背，初定墙顶宽bı=1.54m，墙底宽Bı=1.47m，基底倾斜1:5（ɑo=11°19′），墙身分段长度10m。 （二）车辆荷载 计算荷载：公路－Ⅱ级荷载，荷载组合Ⅰ，车辆荷载的等代土层厚度h =0.64m。（三）墙后填料 墙背填土为砂土，容重γ=18KN/m³，计算内摩擦角Ψ=35°，填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。 （四）地基情况 硬塑黏性土，容许承载力[σ ]=250kPa，基底摩擦系数μ=0.30。 (五)墙身材料 5号水泥砂浆切片石，砌体容重γɑ=22KN/m³，砌体容许压应力[σa]=600kpa，容许剪应力[τ]=100kPa，容许拉应力[σml]=60kPa。 （六）墙后土压力 通过库伦主动土压力方法计算（计算略）得知：Ea=91.2KN，Zy=2.08m。 二、挡土墙稳定性验算 （一）计算墙身重G及其力臂Z G 计算墙身重G及其力臂Z G 计算结果见表6-6。 表6-6 计算墙身重G及其力臂Z G 计算结果
体积V （m³） 自重G （KN ） 力臂Z G （m ） V1=（6×0.25+1.47）×6 =17.82 Gı=γVı =392.04 ZGı=1/2(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25)=2.47 V2=1/2×(6×0.25)×6 =4.50 G2=γV2 =99.00 ZG2=(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25) =2.47 V3=1/2×(6×0.25+1.47-1.54)²/0.25=4.09 G3=γV3 =89.98 ZG3=1/3（6×0.25+1.47-1.54）=0.48 V4=1/2×1.47²/5=0.22 G4=γV4 =4.84 ZG4=1/3×1.47=0.49 V=V1-V2-V3-V4=9.01 G=γV =198.22 ZG=(GıZGı-G2ZG2-G3ZG3-G4ZG4)/G=1.48 （二）抗滑稳定性验算 由式（6-3）得： 3 .132.1'1911sin 22.198)'1911'3017'0214cos(2.913 .0)]'1911'3017'0214sin(2.91'1911cos 22.198[sin )cos()]sin(cos [)(0 000>=︒-︒+︒+︒-⨯︒+︒+︒-+︒= -+++++= -+=ααδαμ αδααμααG E E G G E E G Kc T T N N 该初拟的挡土墙抗滑稳定性满足要求。 （三）抗倾覆稳定性验算 E X =Eacos(ɑ+δ)=91.2×cos(-14°02′+17°30′)=91.0（KN ） E y =Easin ɑ+δ)=91.2×sin(-14°02′+17°30′)=5.5（KN ） Zx=Bı+Zγ×0.25=1.47+2.08×0.25=1.99(m) 由式（6-4）得： 50.161.108 .20.9199 .15.548.122.1980 0>=⨯⨯+⨯= += = ∑∑y x x y G y Z E Z E GZ M M K 该初拟的挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。 （四）基底应力及偏心距验算 由式（6-5）得
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'︒=4133β），墙身分段长度10m 。2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3 /18m KN =γ，计算内摩擦角︒=35ϕ，填料与墙背的摩擦角2 ϕ δ= 。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3 /22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=， 容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'︒=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10= 由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-⨯⎪⎭ ⎫ ⎝⎛--=
换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'︒== ︒='︒=30172 352618ϕ δϕα，， 得： '︒='︒+'︒+︒=++=56703017261835δαϕω 149 .028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=⨯+++' ︒⨯++-+⨯+⨯⨯= +++++-++= ） ）（（）（）（） ）（（）（） （tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55 .0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'︒'︒+︒+'︒-=+++-=））（（））（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωωϕωθ '︒=︒=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b Htg tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-⨯+⨯+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231='︒+⨯-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ︒+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=︒+'︒+'︒︒+'︒=+++= ） ）tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=⨯⨯+ -+=+-+ =H h h H h H a K （3）求主动土压力a E 及土压力的作用点
课程名称：路基路面工程 设计题目：重力式挡土墙验算 院系：土木工程 专业：工程造价 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩指导教师(签章) 年月日
西南交通大学峨眉校区
目录 第1章任务书和指导书 (1) 第2章理正软件验算挡土墙稳定性 (3) 参考文献 (21)
第1章任务书和指导书 某浆砌片石重力式路堤挡土墙，断面尺寸如图1所示，填料容重γ＝18kN/m3，内摩擦角φ＝35°；砌体容重γ＝23kN/m3，墙背摩擦角δ＝φ/2；地基土容重γ0＝19 kN/m3，内摩擦系数f0＝0.80，基底摩挠系数f＝0.50，地基承载力[σ]＝800kPa，挡土墙分段长度10m；路基宽8.5m，踏肩宽0.75m。 图1 浆砌片石重力式路堤挡土墙 车辆荷载为公路Ⅰ级荷载。挡土墙的墙高H2变化（见表1），其它几何参数保持不变。试按主要组合荷载，利用理正软件验算挡土墙的稳定性。 表1挡土墙的墙高H2变化 学号末尾2位数k 0-1516-3031-4546-6061-7576-99
请参考理正软件中的学习资料，练习使用该软件。将最后的结果粘贴在设计文本中。
第2章理正软件验算挡土墙稳定性 重力式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：重力式挡土墙 1 计算时间：2014-11-04 22:52:42 星期二 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 4.350(m) 墙顶宽: 1.150(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.200(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.100:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 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: 35.000(度)
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。 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。 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。 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。 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)。 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。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，eWB/6：在软弱岩石地基上，eWB/5；在不易风化的岩石地基上，eWB/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。 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，如釆用衡重式、拱桥式等。 滑动稳定性增大的措施
（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，计算内摩擦角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，砌体允许压应力为[]600=a σKpa ，允许剪应力[τ]=100Kpa ，允许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。 横断面原地面实测值及路基设计标高 表1
图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）设立挡土墙的理由： 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，经常因地制宜，设立高低错落的台地。台地边界的解决一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；此外一种是当自然放坡处在不稳定状态时，
或由于使用等理由，规定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，应设立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，需要设立挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡可以在开挖后较稳定，所以不用设立路堑墙，只用设立防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。 通过比较，决定设立路堤墙，由于若用路肩墙，通过初步估算，其承受的土的积极土压力较大，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。 （三）挡土墙的尺寸拟定以及计算环节 计算时，取K2+361处横断面来设计挡土墙（由于该处地形在七个横断面中最陡）。初步选定的尺寸为：
路基路面工程课程设计 课程： 姓名： 指导老师： 专业： 学号：
目录 1. 挡土墙设计说明——————————————————2 2. 设计计算书————————————————————2 3. 结构设计图————————————————————6 重力式挡土墙设计说明 一、设计资料： 1.墙身构造。浆砌片石重力式路堤墙，墙身高H=10.19m ，墙上填土高a=3m ，宽b=4.5m （填土边坡1:1.5），墙背仰斜，坡度1：0.25（α=-14.04°）。墙身分段长度10m ，行车道宽度6m ，路基宽度7m 。 2.车辆荷载。计算荷载，汽车—超20，验算挂—120。 3.土壤地质情况。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，允许承载力[σR ]=400kPa ，基底摩擦系数f=0.4。 4.墙身材料。砌体容重24kN ／m 3。容许压应力[σ0]=600kPa ，容许剪应力[τ]＝100kPa ，容许弯拉应力[σ wl ]＝60 kPa 。 重力式挡土墙设计计算书 二、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 0； 315.0)319.10()04.14tan()3219.10(19.105.43)(tan )2(22 =+︒-⨯⨯+⨯-⨯=++-= a H a H H a b A α ︒=︒+︒-︒=++=46.385.1704.1435δαϕψ；
78.0)315.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ) )(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=+++-=A ψψφψθ 则：︒==81.3778.0arctan θ m b H a H B 24.35.4)04.14tan(19.1078.0)319.10(tan tan )(0=-︒-⨯+⨯+=-+⨯+=αθ 求纵向分布长度L 。一般重车的扩散长度为： m m a H L L 1535.2230tan )3219.10(1330tan )2(0>=︒⨯++=︒++= 大于挡土墙的分段长度，取计算长度L=15m ，布置一辆重车，总重力550kN 。计算车辆荷载总重ΣQ ，车轮中心距路基边缘0.5m ；B 0=3.24，车宽1.8m ，车间距1.3，正好一车故 ∑Q=KN 550. 换算土层厚度：m L B Q h 63.015 24.31855000=⨯⨯=∑=γ (2)验算荷载。挂车—120，直接采用h0=0.96m ，布置在路基全宽。 三．主动土压力计算 (1)设计荷载：汽车—超20 级。 求破裂角θ，假设破裂面交于荷载中P ，可采用相应的公式计算： 79.0)34.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ) )(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=+++-=A ψψφψθ 则︒=43.38θ 验算破裂面是否交于荷载内，堤顶破裂面至墙踵： 42.1079.0)319.10(tan )(=⨯+=⨯+θa H 荷载内缘至墙踵： 55.75.0)25.0(19.105.4tan =+-⨯-=+⨯-d H b α 荷载外缘至墙踵： 55.147)25.0(19.105.4)tan (0=+-⨯-=++⨯-b d H b α 因7.55m<10.42m<14.55m ，故破裂面交于荷载内，与原假定相符，所选用的计算34.0) 63.02319.10()319.10()04.14tan()63.023219.10(19.10)5.05.4(63.025.43) 2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+︒-⨯⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯= +++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α
路基路面工程课程设计指导书 1 课程设计的思想、效果及课程目标 路基路面的课程设计是对路基路面工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基路面的基本理论，设计理论体系，加深对路基路面设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。 课程设计分路基设计和路面设计两部分内容。以教师提供的设计资料为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，拟定路基路面的设计方案，对路基的稳定性、路面结构厚度的计算和验算。课程设计要求设计计算条理清晰，计算的方法和结果能符合我国现阶段路基路面设计规范的要求。 课程设计方式是在教学周内安排2周独立进行课程设计，安排指导老师专门指导。 2 课程内容 本课程设计分路基工程课程设计和路面工程课程设计。 2.1 路基工程课程设计 路基课程设计是以挡土墙设计为主的设计内容。 （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： 11.4 b=m,d l=0.40m,d h=0.60m）。 5．填料为砂性土，其密度= γ18KN/m3，计算内摩擦角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 。 横断面原地面实测值及路基设计标高 表1 图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）具体要求 挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+361横断面设计为例。大致步骤如下： 1．挡土墙平面、立面布置 2．挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸（图1供参考）；
《土力学地基基础》课程设计题目：重力式路堤墙 专业： 姓名： 学号： 班级： 指导教师：*** 编写日期：2012.05.16
目录 重力式路堤墙设计 (3) 设计任务书 (3) 一、设计资料 (3) 二、确定设计参数 (3) 设计计算书 (3) 一、主动土压力计算 (3) 二、设计挡土墙截面 (5) 设计图纸 (6) 附录 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10)
重力式路堤墙设计 设计任务书 一、设计资料 1. 地层：地基埋置深度不小于1.0m ，持力层为②号土层含砂粉质黏性土层，地基容许承载力R=250kPa 。 2. 载荷资料：车辆荷载换算等代土层厚度为0.84m ，布置在7.5m 全宽路基上。 3. 其他设计参数：填料容重γ=18kN/m 3，035=ϕ。基底摩擦系数ƒ=0.4，墙身容重γk =22kN/m 3，截面容许应力[σa ]=600kPa ，kPa 50i =τ，2/ϕδ=。填土边坡1:1.5。 二、确定设计参数 根据给定设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高H=5m ，墙上填土高度a=2m ，墙背仰斜1:0.25（α=-14°02′），墙面为平行于墙背的直线，墙顶宽1.54m ，墙身分段长10m 。为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度0.2:1内倾。 设计计算书 一、主动土压力计算 1. 破裂角θ 假设破裂面交于载荷内，根据公式计算则有 ︒≤︒='︒='︒+'︒-︒=++=9047.3828383017021435δαϕψ 401 .0) 84.0225()25(25 .0)84.02225(5384.0232)2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯= +++++-++= h a H a H h a H H d b h ab A α
目录 1.设计资料 (2) 2.墙型选择 (3) 3.挡土墙布置 (4) 3.1基础埋置深度 (4) 4.挡土墙的构造和尺寸初拟 (4) 5.挡土墙的主动土压力 (5) 5.1车辆荷载作用下的土压力 (5) 5.2复杂边界条件下的主动土压力 (5) 5.3土压力作用位置 (8) 6.挡土墙的验算 (9) 6.1抗滑移验算 (9) 6.2抗倾覆验算 (9) 6.3 地基应力及偏心距验算 (10) 6.4 基础强度验算 (10) 6.5 墙底截面强度验算 (10) 6.6极限状态验算法 (11) 7.改进措施 (15)
重力式挡土墙设计 1.设计资料 （1）高速公路，双向四车道路基宽度为路基宽度26米，即：3.50(中间带)+4×3.75(行车道) +2×3.00( 硬路肩)+2×0.75(土路肩)。边坡坡度为1：1.5，高填方路堤段，中心填筑高度为10m ，地面坡度平均为5%。 （2）大体可变荷载只考虑正常利用情形下的行车荷载。 （3）挡土墙墙身材料，石料为MU30，砂浆为M7.5，其允许压应力为[]=1500kpa σ,允许剪应力为[]=190kpa τ 。 （4）地基为土质地基，以砂性土为要紧，挡土墙基底的摩擦系数为0.36，地基的承载能力特点值为350kPa 。 （5）墙后填料为砂类土，填土重度取193 kN/m ，内摩擦角ϕ为︒34，粘聚力近似为0kPa 。 （6）墙背与填土间的摩擦角δ为ϕ1/2。 （7）季节性冰冻地域，本地最大冻深为1.8m 。 （8）挡土墙设计荷载组合取组合Ⅱ。
（9）其他需要的建筑供给充沛，自行选择，相关资料参照标准选取。 2.墙型选择 常见的挡土墙形式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式及桩板式等。重力式挡土墙要紧依托墙身自重维持稳固，取材容易，形式简单，施工简便，适用范围普遍。重力式挡土墙墙身截面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建往往受到地基承载力的限制。若是墙太高，材料花费多，那么不经济。由于该路段填筑高度为10m，一样情形下挡土墙小于12m，挡土墙高度较小，而且本地有石料，因此在此设计当选择重力式挡土墙。 重力式挡土墙的墙背可做成仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式五种。 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，因此开挖量和回填量均较小，但墙后填土不易压实，不便施工。当墙趾处地面横坡较陡时，采纳仰斜墙背将使墙身增高，断面增大，因此仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙。 俯斜墙背所受土压力较大，其墙身断面较仰斜为大，通常在地面横坡陡峻时，借陡直的墙面以减小墙高。垂直墙背的特点，介于仰斜和俯斜墙背之间。 凸形折线墙背系由仰斜墙背演变而来，上部俯斜、下部仰斜，以减小上部断面尺寸，多用于路堑墙，也可用于路肩墙。 衡重式墙背在上下墙间设有衡重台，利用衡重台上填土的重力使全墙重心后移，增加了墙身的稳固。因采纳陡直的墙面，且下墙采纳仰斜墙背，故能够减小墙身高度，减少开挖工作量。衡重式墙背适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。 由于地面平均坡度为5%，坡度较缓，墙背选择仰斜式，土压力较小，从而提高挡土墙的抗滑和抗倾覆能力，对地基的承载能力要求也比较低，减小圬工量。同时考虑到路堤较高会有较高的土压力，应当适当增加墙顶高度，增加自重来抗击倾覆与滑移，若是仍然不知足，坡脚做为倾斜。