目录
第一章概述 (1)
第一节挡土墙设计基本资料 (1)
一、建筑物总体设计资料 (1)
二、地形资料 (1)
三、地质和水文地质资料 (1)
四、回填土的物理性质、 (1)
第二节挡土墙设计的基本内容和一般步骤 (2)
一、挡土墙设计的基本要求 (2)
二、挡土墙设计的基本内容 (2)
三、挡土墙设计的一般步骤 (3)
第三节挡土墙的结构形式 (4)
一、悬臂式挡土墙 (4)
二、一般规定 (4)
三、悬臂式挡土墙结构 (5)
第二章作用在挡土墙上的荷载 (7)
第一节作用在挡土墙上的荷载组合 (7)
一、作用在挡土墙上的荷载 (7)
二、荷载组合 (7)
第二节土压力 (9)
一、土压力的类型及产生条件 (9)
二、静止土压力的计算 (10)
三、朗肯土压力理论及其计算 (11)
第三节作用在挡土墙上的静水压力及基地扬压力 (13)
一、墙后水位的强度确定 (13)
二、墙面与墙背静水压力计算 (13)
三、基地扬压力计算 (14)
第三章挡土墙的稳定验算 (15)
第一节挡土墙稳定破坏形式 (15)
第二节挡土墙的稳定验算 (15)
一、挡土墙的稳定检算内容 (15)
二、挡土墙抗滑稳定验算 (16)
三、挡土墙抗倾覆稳定验算 (17)
四、基地应力验算 (18)
第四章挡土墙的结构检算与配筋计算 (20)
第一节结构设计控制计算情况及控制截面的选择 (20)
一、控制计算情况的选择 (20)
二、控制截面的选择 (20)
第二节挡土墙的建筑材料与受力性质 (20)
第三节钢筋混凝土挡土墙的配筋计算 (20)
一、受弯构件的配筋计算 (21)
二、受拉构件的配筋计算 (23)
第三节裂缝开展宽度验算 (24)
一、最大裂缝宽度的允许值 (24)
二、裂缝开展宽度的验算 (24)
第五节钢筋混凝土挡土墙的配筋率与截面选择 (25)
第六节钢筋混凝土挡土墙钢筋的布置 (26)
一、受力钢筋的布置 (26)
二、分布钢筋的配置 (27)
三、构造钢筋的配置 (27)
第五章悬臂式挡土墙设计实例 (28)
结论 (35)
致谢 (36)
参考文献 (37)
第一章概述
第一节挡土墙设计基本资料
一、建筑物总体设计资料
挡土墙是整个枢纽或单体建筑物的组成部分。为满足枢纽或单位建筑物与两岸连接、挡土、水流、防渗排水等各项要求，需要提供与总体设计有关的下属资料。
（1）建筑物的工程等级及设计标准
（2）建筑物总体布置图，并根据总体布置要求提出对挡土墙平面和立面的布置及基本尺寸的要求。
（3）设计、校核，建成，正常运用及施工期墙前、墙后各种水位。
（4）根据总体防渗排水要求提出对挡土墙需满足的侧向防渗排水要求。
二、地形资料
为进行挡土墙的平面布置和立面设计，需提供1:500～1:1000的大比例地形图和纵横剖面图。
三、地质和水文地质资料
挡土墙设计需提供以下地质和水文地质资料
（1）挡土墙地基的岩土层结构及其工程性质如承载力、基地摩擦系数和强度指标等。对于大中型及重要工程应通过野外或室内试验提供，对于小型工程可参照已建工程或按经验选取。
（2）提供天然状态下的地下水位资料。
四、回填土的物理性质
土压力是作用在挡土墙上的主要荷载。回填土的物理力学为指标如摩擦角、粘聚力、重度等是决定土压力的关键指标，对于大中型或重要工程应通过室内或室外试验取得。对于小型工程可参照已建工程或按经验选取。其他有关资料如下：
（1）在冻土地区要提供冻结深度，地基土及回填土的冻胀性指标，如冻胀量等。
（2）墙前无护砌，有冲刷水流作用时，应提供地基土的抗冲性能，据以计算冲刷深度，确定墙基埋置深度。
（3）建造挡土墙材料的重度及各种强度指标。
（4）墙背摩擦角。
第二节挡土墙设计的基本内容和一般步骤
一、挡土墙设计的基本要求
为做出合理的挡土墙设计，应满足以下两项基本要求：
（一）选择合理的结构形式
挡土墙的结构形式应根据建筑物总体布置要求、墙的高度、地基条件、当地材料及施工条件等通过经济技术比较确定。
（二）合理的断面设计
为做出合理的断面设计。在挡土墙设计中，应考虑以下各种条件：
（1）填土及地基指标的合理选取。
（2）根据挡土墙的结构设计、填土性质、施工开挖边坡等条件选用合理的土压力计算公式。
（3）根据正常运用、设计、校核、施工和建成等情况进行荷载计算和组合，并在稳定和强度检算中根据有关规定要求，确定合理的稳定和强度安全系数。
二、挡土墙设计的基本内容
挡土墙设计的基本内容如下：
（一）挡土墙的稳定检算
挡土墙的稳定检算包括以下内容：
（1）抗滑稳定验算；
（2）抗倾稳定检算；
（3）地基应力检算和应力大小比或偏心距控制。
（二）挡土墙的结构设计
对于混凝土、浆砌石挡土墙应进行截面压应力。拉应力及剪应力验算，对钢筋混凝土挡土墙各部分结构应进行强度检算和配筋计算。
（三）挡土墙的细部构造设计
挡土墙的细部构造设计主要包括合理分缝及止水、排水设计等。
三、挡土墙设计的一般步骤
挡土墙设计一般按以下步骤设计：
（1）收集有关设计必须的资料，如建筑物等级、设计标准、水位、地基及填土物理力学指标等。
（2）根据总体建筑物对两岸连接，挡土，水流、防渗排水等要求进行平面和立面布置。
（3）挡土墙结构形式的选择。根据挡土墙的运用、布置、墙高、地基岩土层结构、当地材料及施工等条件，通过经济技术比较选择挡土墙的结构形式。
（4）选择典型部位的设计断面。水工挡土墙不同部位其墙高、水位等条件不同，设计中通常在翼墙全长范围内选用几个有代表性的断面进行设计。
（5）初拟断面尺寸
为进行挡土墙设计，首先应根据建筑物总体的要求及水位、填土和地基强度指标等条件，参考已有工程经验，初拟断面轮廓尺寸及各部分结构尺寸。
（6）根据正常应用、设计、校核、施工及建成等各种情况分别进行荷载计算，然后列表计算各种荷载组合情况下的水平力、垂直力及对前趾端点产生的力矩。
（7）挡土墙的稳定检算。根据上述计算结果，对各种设计情况分别进行抗滑、抗倾覆稳定和地基应力检算，要求稳定安全系数、地基应力等满足设计要求。如不满足上述要求，应改变断面轮廓尺寸或采用增加稳定措施，重新进行稳定检算，直到满足要求为止。
（8）截面强度检算和配筋计算
选择最不利的设计和荷载组合情况对各部分截面进行验算和配筋计算。对混凝土、砌体结构挡土墙选择一、二截面进行强度检算，当不满足要求时改变初拟尺寸重新进行稳定和强度检算。对钢筋混凝土挡土墙应对各部分进行结构内力计算，并选择控制截面进行强度检算和配筋计算，同时还要进行裂缝宽度验算。如初拟尺寸不满足要求，应改变局部结构尺寸，直到满足要求为止。由于钢筋混凝土挡土墙局部尺寸改变，对总体稳定性影响不大，故可不必重新进行稳定检算。
（9）细部构造设计。细部构造设计包括合理设置温度和沉陷缝、止水、排水和反滤等设计。
第三节挡土墙的结构形式
挡土墙类型的划分方法较多，一般以挡土墙的结构形式分类为主，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。各类挡土墙的适用范围取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经济等因素。
一、悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙由断面较小的立墙和底板组成，属轻型钢筋混凝土结构，如图a所示。其稳定性主要靠底板以上填土重来保证。可以在较高范围内运用。这种挡土墙在水工建筑物中应用广泛，6m以下高度范围内应用较多。
图a 悬臂式挡土墙图b扶壁式挡土墙
二、一般规定
悬臂式挡土墙设计的一般规定：
1、钢筋混凝土悬臂式挡土墙，宜在石料缺乏、地基承载力较低的路堤地段。
2、悬臂式挡土墙高度不宜大于6m，当墙高大于4m时，宜在墙面板前加助。
3、悬臂式挡土墙基础埋深度应符合下列要求：
（1）一般情况下不小于1.0m；
（2）当冻结深度不大于1.0m时，在冻结深度线以下不小于0.25m（弱冻胀土除外）同时不小于1.0m；当冻结深度大于1.0m时，不小于1.25m，还应将基底至冻结线以下0.25m深度范围内的地基土换填为弱冻胀土或不冻胀土；
（3）受水流冲刷时，再冲刷线下不小于1.0m；
（4）在软质岩层地基上，不小于1.0m；
4、其他规定：
（1）伸缩缝的间距不应小于20m。在基地的地层变化处，应设置沉降缝，伸缩缝合沉降缝可合并设置。其缝宽均采用2～3cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不可小于0.2m。
（2）挡土墙上应设置泄水孔，按上下左右每隔2～3m交错布置。泄水孔的坡度应为4％，向墙外为下坡，其进水侧应设置反滤层，厚度不得小于0.3m，在最低一排泄水孔的进水口下部应设置隔水层，在地下水较多的地段或有大股水流处，硬加密泄水孔或加大其尺寸，其出水口下部应采取保护措施。
（3）当墙背填料为细粒土时，应在最低排泄水孔至墙顶以下0.5m高度以内，填筑不小于0.3m厚的沙砾石或土工合成材料作为反滤层，反滤层顶部与下部应设置隔水层。
（4）强身混凝土强度等级不宜低于C20，受力钢筋直径不小于12mm。
（5）墙后填土应在强身混凝土强度达到设计强度的70％后方可进行，填料应分层夯实，反滤层应在填筑过程中及时施作。
三、悬臂式挡土墙构造
一、立臂
悬臂式挡土墙是由立臂、墙趾板和墙踵板三部分组成，为便于施工，立臂内侧（即墙背）做成竖直面，外侧（即墙面）可做成1：0.02～1:0.05的斜坡，具体坡度值将根据立臂的强度和刚度要求确定。当挡土墙墙高不大时，立臂可做成等厚度。墙顶的最小厚度通常采用20cm。挡墙较高时，宜在立臂下部将截面加厚。
二、墙趾板和墙踵板
墙趾板和墙踵板一般水平设置。通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。当墙身受抗滑稳定控制时，多采用凸榫基础。
墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。靠近立臂处厚度一般取为墙高的1/12～1/10，并不应小于30cm。
墙趾板的长度应根据全强的倾覆稳定、基底应力（即基地承载力）和偏心距等条件来确定，其厚度与墙踵板相同。通常底板的宽度B由强的整体稳定来决定，一般可取墙高度H得0.6～0.8倍。当墙后地下水位较高，且地基承载力为很小的软弱地基时，B值可能会增大到1倍墙高或者更大。
三、凸榫
为提高挡土墙抗滑稳定的能力，地板可设置凸榫。凸榫的高度，应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足全墙的抗滑稳定要求而定。凸榫的厚度除了满足混凝土的直剪和抗弯的要求以外，为了便于施工，换不应小于30cm。
四、悬臂式挡土墙设计
悬臂式挡土墙设计分为墙身截面尺寸拟定及钢筋混凝土结构设计两部分。确定墙身的断面尺寸是通过是算法进行的，其做法是现拟定界面的失算尺寸，计算作用其上的土压力，通过全部稳定验算来最终确定墙踵板和墙趾板的长度。
钢筋混凝土结构设计，则是对已确定的墙身截面尺寸进行内力计算和钢筋这几。在配筋设计时，可能会调整截面尺寸，特别是墙身的厚度。一般情况下这种墙身厚度的调整对整体稳定影响不大，可不再进行全墙的稳定验算。
第二章作用在挡土墙上的荷载
第一节作用在挡土墙上的荷载组合
一、作用在挡土墙上的荷载
为进行挡土墙的整体稳定性验算和墙体各部分的结构设计，首先应计算作用于挡土墙上的各种荷载。
在不同应用条件下，作用于挡土墙上的主要荷载如下：
（1）挡土墙自重及填土重；
（2）在破坏体添面上的各种恒载及汽车。人群的临时活荷载；
（3）土压力；
（4）静水压力；
（5）扬压力（包括基地的浮托力和渗透压力）；
（6）浪压力；
（7）冻土地区的冰压力和冻土压力；
（8）地震力等。
二、荷载组合
挡土墙在施工、建成、检修和运用时期、上述各种荷载会产生不同组合情况。
在设计中需将可能同时作用的各种荷载进行组合，并将水位作为组合的主要条件来考虑。
荷载组合通常分基本组合和特殊组合两种，见下表。在不同组合中又分为不同计算情况。
表2-1 主要荷载组合
在挡土墙的整体稳定性验算中，一般选用以下三种计算情况：
（1）建筑完成期，作用于挡土墙的荷载，主有挡土墙自重力和土压力，挡墙后地下水位高时，墙后收净水压力，底部受扬压力。
（2）正常挡水位运用期，上游为正常挡水位，下游为相应的低水位，此时作于挡土墙上的荷载有自重、土压力、水重、净水压力、扬压力、浪压力等。
（3）非常挡水期，上游为校核洪水位，下游为相应低水位。作于荷载类别与正常挡水位运用期相同，只是具体荷载大小不同。
第一种情况是必然会出现的；第二种情况是多数运用情况，在荷载组合中属基本荷载组合；第三种情况在偶然情况下出现，相应的荷载组合属于特殊荷载组合。
除上种情况外，在设计地震烈度大于6度的地震区，挡土墙还要考虑地震荷载，地震荷载出现机会少，且历时短。因此将地震荷载与正常运用荷载一起也作为特殊荷载组合。
第二节土压力
一、土压力的类型及产生条件
土压力是作用在挡土墙上的主要荷载，土压力的计算是挡土墙设计的主要内容之一，是合理设计挡土墙的关键环节。作用于挡土墙上土压力的大小和分布除与填土指标和墙高等因素有关，还与挡土墙的位移方向和大小密切相关。这一概念对理解各种土压力的性质及在设计中的运用十分重要。
当挡土墙在岩基上不产生倾斜或位移，而且墙体本身刚度很大，不易变形时，墙后填土不产生剪切破裂，则处于弹性平衡状态，这时作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力。
如图2-1所示，当挡土墙在墙后填土的侧压力作用下，逐渐向外移动时，墙后填土内将相应的产生剪切力，当墙向前移动或倾斜一定的数值（一般为墙高的0.1%～0.5%），墙后土体中的应力处于主动极限平衡状态，土体内产生剪切面（又称破裂面），滑动土体（又称破坏菱体）也随之向前或向下移动，如图2-2所示。此时作用与墙背的土压力达各种土压力的最小值，称为主动土压力。一般建筑在土基上的挡土墙，在墙后填土的作用下，地基变形均可使挡土墙产生少量的倾斜或位移，均可满足产生主动土压力的条件。正应为如此，在工程设计中，一般作用于挡土墙背后的土压力多按主动土压力计算。
图2-1 墙后主动土压力图2-2 墙前主动土压力
挡土墙的位移对侧向土压力的影响及土压力的分类，如图2-3所示。
图 2-3 土压力分类
二、静止土压力的计算
静止土压力目前尚无精确的计算方法，通常采用下列公式计算，填土深处Z 处土压力强度。 00p k rz = （2-1）
式中 0p ——静止土压力强度；
z ——计算点在填土面以下的深度； γ——填土的重度；
0k ——静止土压力系数，应通过对填土的试验测得，在无试验资料时，可近似计算01sin 'k φ=-，'φ为有效内摩擦角。
总静止土压力按下式计算：2001
2
E rH K = （2-2）
三、朗肯土压力理论及其计算
（一） 朗肯理论的要点及基本假定 （1） 填土为砂性土。
（2） 假定填土面为一平面，且沿深度和侧向均是无限的。
（3） 为到达主动应力状态，土层必须向两侧伸张；为达到被动应力状态， 土层必须由两侧向内压缩，当土层伸张或压缩足够的数量时，填土内产生两簇直线的剪裂面，两簇剪裂面所夹的锲体内填土各点均处于塑性平衡状态，称为朗肯主动或被动土压力状态。
(4） 土层伸张到足够数量产生的两簇剪切面相交成090φ-角，并与垂线分别交成：
011sin 45arcsin
22sin 2φββ
αφ=--+ （2-3） 01sin 45arcsin 22sin 2
φ
ββθφ=-
+- （2-4） 当填土表面水平0β=时，
01452
?
αθ==-
（2-5）
上两式中θ称为第一破裂角，与之对应的破裂面称为第一破裂面；1α称为第二破裂角，与之对应的破裂面称为第二破裂面。 土层压缩足够数量产生的两簇面相交成0902
φ
+角，并与垂直线分别交成：
'011sin 45arcsin 22sin 2
?
ββαφ=-++ （2-6） '01sin 45arcsin 22sin 2
φ
ββθφ=+
-- （2-7） 'θ和'1α称被动状态下的第一和第二破裂角。理解破裂角和破裂面的概念，对判别不同土压力理论的适用条件及特殊情况土压力的计算等都很重要。
（5） 关于土压力的作用方向。在图2-4中土压力作用在AV 垂直面上，作用方向与地面平行，当填土面为水平时（0β=），土压力方向水平；当填土面有斜坡时（0β≠），土压力方向与水平方向成β角。
（二） 朗肯土压力的计算（主动）
下图中垂直面AV 上任意深度Z 上主动土压力强度az p 为：
222
2
cos cos cos cos cos cos cos az a z z a p z z
zk z z a
--==+- （2-8）
当填土表面水平β=0时，上式为： 201sin (45)1sin 2
az a p tz
tztg tzk a φφ
-==-=+ （2-9）
图 2-4 朗肯主动土压力计算
AV 面上作用的主动土压力a E ，将由主动土压力强度按直线分布求出：
222
222cos cos cos 11cos 22
cos cos cos az a p p z p aH aH k p p z --==+- （2-10） 当填土面水平0β=时，
220211
(45)222
az a p zH tg zH k φ=
-= （2-11） （三） 浸水挡土墙的土压力计算
水工建筑物中的挡土墙，多数在有水情况下运用，填土中的地下水对土压力的影响主要反映在以下两个方面。
（1）填料浸水后，因受水浮力作用，土的重度降低，主动和被动土压力减小。
（2）填料浸水后，将对强度指标产生影响，对砂性土影响不大，但将使粘性土的强度指标（φ、c ）有较大降低，进而增大土压力。
当墙后填单一的砂性土时，由于地下水对φ角影响较小，为简化计算，有时可假定地下水位上、下φ角相等。地下水位以上土压力计算采用天然重度γ，地下水位以下采用浮重度'γ。土压力呈下图折线分布。总土压力由上下两部分组成。
在地下水位处土压力强度：
201(45)2
a p zH tg φ
=- （2-12）
在墙底处土压力强度为：
'2012()(45)2
a p zh z h tg φ
=+- （2-13）
除作用与墙背土压力外，还应计算深度内的静水压力，底部静水压力强度：
22w p z h = （2-14） 式中w z ——水的重度。
第三节 作用在挡土墙上的静水压力及基地扬压力
水工挡土墙多数情况下在有水情况下运行，墙前常有水，墙后填土有渗流作用，在这种情况下，前墙墙后不但受浸水压力作用，其基地还受扬压力作用。为确定墙后静水压力及基地扬压力，首先要确定墙后地下水位。
一、墙后水位的强度确定
水工建筑物在运用中，水流不仅通过地基向下流渗透，而且还将通过两岸翼墙和岸墙向下游渗透，这种渗透称为绕流渗透。墙后水位即为绕渗的自由水面。
当墙后土层渗透系数小于地基土的渗透系数时，墙后水位可采用对应部分的基地扬压力计算值。基地扬压力值对小型工程可按直线比例法求得。对大型工程可采用绘制流网法或按阻力系数法求得。
二、墙面与墙背静水压力计算
在水工建筑物中，前墙水位根据不同设计情况加以确定，净水压力垂直与墙面，当
墙面垂直时，静水压力方向水平，当墙面后倾时，垂直与墙面的静水压力可分解成水平压力和垂直向下静水压力。
墙前后填土地下水位以下墙面或墙背所受静水压力的计算方法与墙体完全浸与水中计算静水压力方法相同。
三、基地扬压力计算
（一）水闸等水工建筑物运用期翼墙或岸墙的扬压力
在运用期，上游翼墙或岸墙基地扬压力值，即为该点相应基地扬压力值，扬压力图形为矩形。
（二）建成无水或施工期岸墙或翼墙的扬压力
建成无水或施工期墙后地下水位，可根据地质报告或调查报告确定。墙底扬压力图形一般不是矩形，或呈梯形或三角形。
第三章挡土墙的稳定验算
第一节挡土墙稳定破坏形式
挡土墙稳定检算的目的是保证挡土墙不产生整体稳定性破坏。挡土墙的整体稳定破坏主要有滑动破坏，倾覆破坏和不均匀下沉破坏三种，如图3-1、3-2、3-3所示。
图3-1 挡土墙沿基底滑动破坏图3-2 挡土墙倾覆破坏
图3-3 挡土墙地基下沉破坏
第二节挡土墙的稳定验算
一、挡土墙的稳定检算内容
挡土墙设计应保证不产生前述各种稳定破坏，为此需进行整体稳定验算。挡土墙整体验算主要内容如下：
（1）抗滑稳定验算 以保证挡土墙不产生滑动破坏。
（2）抗滑稳定验算 以保证挡土墙不产生绕前趾倾覆稳定破坏。
（3）地基承载力验算 此项内容一般包括两项要就：① 地基应力不超过容许承载力，以保证地基不出现较大的沉陷；②控制基地应力大小比控制是稳定验算的主要内容，通常可不做倾覆稳定验算。
对于岩石地基，抗滑和抗倾覆稳定验算及地基最大应力和偏心距控制是稳定计算的主要内容，而对地基应力大小比不像土基那样严格控制。
二、挡土墙抗滑稳定验算
挡土墙的抗滑稳定性是指在土压力及外力荷载作用下，基地摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用抗滑稳定系数c K 表示，即作用与挡土墙的最大可能的抗滑力与实际的滑动力之比。
（一）岩基挡土墙抗滑稳定验算
1、中小型工程的岩基挡土墙
在无条件进行试验时，可按以下公式计算抗滑稳定性。 2[]c c f G
K k H
=
∑∑≥ （3-1）
式中c K ——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数； 2f ——基地与基岩接触面的抗剪抗剪摩擦系数； G ∑——作用于挡土墙基地全部竖向荷载之和； H ∑——作用于挡土墙全部水平向荷载之和； []c k ——抗剪强度验算的岩基容许抗滑稳定安全系数； （二）外荷载产生的滑动力和抗滑力计算
在上式中，抗滑力为竖向力之和乘以基地与基岩接触面的抗剪磨察系数f ，滑动力为水平力之和H ∑，计算简图如图3-4所示。
对于图3-4中的L 型墙背挡土墙竖向力之和：
12
34512312sin sin sin G G G
G G G E k E k E k W W =+++++++--∑ （3-2）
对于图37中的L 形墙背挡土墙水平力之和：
1
2
3
1
2
cos cos cos H E k E k E k p p =++--∑ （3-3）
（a ） 土压力作用图
(b) 静水压力与扬压力作用 (c) 滑动稳定计算 图 3-4 L 形挡土墙的抗滑稳定验算
三、挡土墙抗倾覆稳定验算
1、抗倾稳定验算
挡土墙的抗倾稳定性是指挡土墙抵抗绕前趾向外转动倾覆的能力，用抗倾覆稳定系数0K 表示。0K 表示对于前趾稳定力矩之和0K 与倾覆力矩之和0K 的比值。
建在土基上的挡土墙，由于应力大小比受到控制，这就保证了满足墙身抗倾覆稳定性的要求，因此无需进行抗倾覆稳定检算。建在岩基上的挡土墙，在合理偏心距0K 的条件下，一般抗倾覆稳定也能满足要求；当合力偏心距0K 时，进行抗倾覆稳定性验算。
抗倾覆稳定可按下式计算：
00
y M K M
=
∑∑ （3-4）
式中： y M ∑——作用于墙身各力对墙前趾的稳定力矩； 0M ∑——作用于墙身各力对墙前趾的倾覆力矩； 0K ——抗倾覆稳定安全系数，0 1.5K ≥ 2、增加抗倾稳定的措施
当抗倾稳定不满足要求时，可采用下列措施： （1）适当增加前趾长度，以增加抗倾覆力臂。
（2）对重力式挡土墙可改变墙面或墙背坡度，如改用仰斜，以减少作用于墙后的土压力。
（3）改变墙身形式，如采用衡重式或在墙后设减荷平台，以减少作用于墙后的土压力。
四、基地应力验算
为了保证挡土墙的基地应力不超过地基的容许承载力，应进行地基应力检算；同时，为了避免挡土墙基础发生显著的不均匀沉陷，还要控制作用于挡土墙基地的应力大小比或合力偏心距。
（一）地基应力及偏心矩的计算 1、地基应力的计算
地基应力的计算可按照下式进行。
max
min
G M K B
W
±∑∑= （3-5）
式中： M ∑——各力对挡土墙基底中心力矩之和，M e G =?∑∑
W ——对挡土墙纵向形心轴的截面矩，当计算取单宽时, 2
6B W =。
将M e G =?∑∑，2
6
B W =代入式（3-5），挡土墙基底应力又可以表示成式
max
min
6(1)G e K B
B
±∑= （3-6）
2、偏心距的计算
悬臂式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：悬臂式挡土墙 8 计算时间： 2015-10-09 11:20:24 星期五 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.000(m) 墙顶宽: 0.250(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.200 墙趾悬挑长DL: 2.000(m) 墙趾跟部高DH: 0.600(m) 墙趾端部高DH0: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 2.000(m) 墙踵跟部高DH1: 0.600(m) 墙踵端部高DH2: 0.600(m) 加腋类型:两边加腋 面坡腋宽YB1: 0.500(m) 面坡腋高YH1: 0.300(m) 背坡腋宽YB2: 0.500(m) 背坡腋高YH2: 0.500(m) 设防滑凸榫 防滑凸榫尺寸BT1: 1:0.100(m) 防滑凸榫尺寸BT: 1.500(m) 防滑凸榫尺寸HT: 0.600(m) 防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 3.000(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: HRB400 抗剪腹筋等级: HRB400
裂缝计算钢筋直径: 18(mm) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 232.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.300 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 20.000(度) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 10.000 0.000 1 第1个: 定位距离0.000(m) 挂车-80级(验算荷载) 作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点) 荷载号 X Y P 作用角 (m) (m) (kN) (度) 1 -0.500 -5.167 100.000 270.000 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -0.500(m) 挡墙外侧常年水位标高: -4.500(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是 挡墙分段长度: 15.000(m) 钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002） ===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 ============================================= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 填土重力分项系数 = 1.000 √ 3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √ 4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ 5. 计算水位的浮力分项系数 = 1.000 √ 6. 计算水位的静水压力分项系数 = 1.000 √ 7. 附加力分项系数 = 1.000 √ =============================================
悬臂式挡土墙计算书 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、示意图： 二、基本资料： 1．依据规范及参考书目： 《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007)，以下简称《规范》 《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》 《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077－1997) 《水工挡土墙设计》(中国水利水电出版社) 2．断面尺寸参数： 墙顶宽度B1 = 0.30m，墙面上部高度H = 7.20m 前趾宽度B2 = 1.00m，后踵宽度B3 = 5.20m 前趾端部高度H2 = 0.80m，前趾根部高度H4 = 0.80m 后踵端部高度H1 = 0.40m，后踵根部高度H3 = 0.80m
墙背坡比= 1 : 0.069，墙面坡比= 1 : 0.000 挡土墙底板前趾高程＝0.00 m，底板底部坡比＝0.000 : 1 墙前填土顶面高程▽ 前地＝0.50 m，墙前淤沙顶面高程▽ 沙 ＝1.00 m 3．设计参数： 挡土墙的建筑物级别为4级。 抗震类型：非抗震区挡土墙。 水上回填土内摩擦角φ＝32.00度，水下回填土内摩擦角φ' ＝32.00度回填土凝聚力C ＝0.00kN/m2 地基土质为：松软 墙底与地基间摩擦系数f ＝0.45 4．回填土坡面参数： 回填土表面折线段数为：1段 折线起点距墙顶高差＝0.00 m 第一段折线水平夹角β1＝15.00度，折线水平长L1＝2.00 m 第二段折线水平夹角β2＝20.00度 5．材料参数： 回填土湿容重γs＝18.00kN/m3，回填土浮容重γf＝10.00kN/m3 混凝土强度等级：C15 钢筋强度等级：一级，保护层厚度as = 0.050 m 地基允许承载力[σo] = 300.00 kPa 6．荷载计算参数： 淤沙浮容重γy＝17.00kN/m3，淤沙内摩擦角φs ＝15.00 度
悬臂式挡土墙计算书项目名称__________________________ 设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间 2017年11月3日（星期五）18:21 图 1 一、设计数据和设计依据 1.基本参数 挡土墙类型: 一般地区挡土墙 墙顶标高: 1.100m 墙前填土面标高: 0.000m 2.土压力计算参数
土压力计算方法: 库伦土压力 主动土压力增大系数: λE = 1.0 3.安全系数 抗滑移稳定安全系数: K C = 1.30 抗倾覆稳定安全系数: K0 = 1.60 4.裂缝控制 控制裂缝宽度: 否 5.墙身截面尺寸 墙身高: H = 2.100m 墙顶宽: b = 0.250m 墙面倾斜坡度: 1:m1 = 1:0.0000 墙背倾斜坡度: 1:m2 = 1:0.0000 墙趾板长度: B1 = 0.500m 墙踵板长度: B3 = 0.500m 墙趾板端部高: h1 = 0.400m 墙趾板根部高: h2 = 0.400m 墙踵板端部高: h3 = 0.400m 墙踵板根部高: h4 = 0.400m 墙底倾斜斜度: m3 = 0.000 加腋类型: 两侧加腋 墙面腋宽: y1 = 0.000m 墙面腋高: y2 = 0.000m 墙背腋宽: y3 = 0.000m 墙背腋高: y4 = 0.000m 6.墙身材料参数 混凝土重度: γc = 25.00 KN/m3 混凝土强度等级: C30 墙背与土体间摩擦角: δ = 17.50° 土对挡土墙基底的摩擦系数: μ = 0.600 钢筋合力点至截面近边距离: a s = 35 mm 纵向钢筋级别: HRB400 纵向钢筋类别: 带肋钢筋 箍筋级别: HRB400 7.墙后填土表面参数 表 1 墙后填土表面参数 坡线编号与水平面夹角 (°) 坡线水平投影长 (m) 坡线长 (m) 换算土柱数 1 0.00 2.00 2.00 0.00 表 2 换算土柱参数 土柱编号距坡线端部距离 (m) 土柱高度 (m) 土柱水平投影长 (m) 8.墙后填土性能参数 表 3 墙后填土性能参数 层号土层名称层厚 (m) 层底标高 (m) 重度γ (kN/m3) 粘聚力c (kPa) 内摩擦角φ (°) 1 中砂7.000 -5.900 18.00 2.00 35.00 9.地基土参数 地基土修正容许承载力: f a = 260.00kPa 基底压力及偏心距验算: 按基底斜面长计算 10.附加外力参数 是否计算附加外力: 否
6.2 挡土墙土压力计算 6.2.1 作用在挡土墙上的力系 挡土墙设计关键是确定作用于挡土墙上的力系，其中主要是确定土压力。 作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加J力和特殊力. 主要力系是经常作用于挡土墙的各种力，如图6—11所示, 它包括： 1．挡土墙自重G及位于墙上的衡载； 2．墙后土体的主动土压力Ea(包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载); 3．基底的法向反力N及摩擦力T； 4．墙前土体的被动土压力Ep . 对浸水挡土墙而言，在主要力系中尚应包括常水位时的静水压力和浮力。 附加力是季节性作用于挡土墙的各种力，例如洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。 特殊力是偶然出现的力，例如地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。 在一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系．在浸水地区还应考虑附加力，而在地震区应考虑地震对挡土墙的影响。各种力的取舍，应根据挡土墙所处的具体工作条件，按最不利的组合作为设计的依据。 6.2.2 一般条件下库伦(coulomb)主动土压力计算 土压力是挡土墙的主要设计荷载。挡土墙的位移情况不同，可以形成不同性质的土压力(图6—12)。当挡土墙向外移动时(位移或倾覆)，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称主动土压力；当墙向土体挤压移动，土压力随之增大，上体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙的抗力称为被动土压力；墙处于原来位置不动，土压力介于两者之间，称为静止土压力.
采用哪种性质的土压力作为档土墙设计荷载，要根据挡土墙的具体条件而定。 路基档土墙一般都可能有向外的位移或倾覆，因此在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态，且设计时取一定的安全系数，以保证墙背土体的稳定。对于墙趾前土体的被动土压力Ep, 在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，一般均不计，以偏于安全. 主动土压力计算的理论和方法，在土力学中已有专门论述，这里仅结合路基挡土墙的设计，介绍库伦土压力计算方法的具体应用。 (一)各种边界条件下主动土压力计算 路基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式. 以路堤挡土墙为例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。兹分述如下： 1．破裂面交于内边坡(图6—13) 这一图式适用于路堤式或路堑式挡土墙。图中AB为挡土墙墙背，BC为破裂面，BC与铅垂线的夹角θ为破裂角，ABC为破裂棱 体。棱体上作用着三个力，即破裂棱体自重G、主动土压力的反力Ea和破裂面上的反力R。Ea的方向与墙背法线成δ角，且偏于阻止棱体下滑的方向; R的方向与破裂面法线成φ角，且偏于阻止棱体下滑的方向。取挡土墙长度为1m计算，作用于棱体上的平衡力三角形abc可得：
挡土墙计算方法 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙 体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5. 地基容许承载力
地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 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，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )cos(δε+=F F H )sin(δε+=F F V 2 2 2)cos()cos()sin()sin(1)(cos cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++-= βεδεβ?δ?δεεε?a K ε：墙背与铅直面的夹角，β：墙后回填土表面坡度。 2）朗肯主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )2/45(2?-=o a tg K 注意：F 为作用于墙背的水平主动土压力，垂直主动土压力按墙背及后趾以上的土重计算。 3）回填土为粘性土时的土压力 按等值内摩擦角法计算主动土压力，可根据工程经验确定，也可用公式计算。 经验确定时： 挡土墙高度<6m 时，水上部分的等值内摩擦角可采用280 ~300，地下水位以下部分的等 值内摩擦角可采用250 ~280。挡土墙高度>6m 时，等值内摩擦角随挡土墙高度的加大而相应降低，具体可参照SL265-2001〈水闸设计规范〉。 公式计算时：
高速公路桩基及支挡结构设计 悬臂式挡土墙设计计算 1.1工程地质资料 公路江门段K23+000--K23+110 地面标高：150.00m ；挡墙顶面标高：155.00m 地层顺序： 1.种植土含腐殖质约0.4m ； 2.低液限粘土：可-硬塑，厚度大于1.0m ；地基容许承载力200-250KPa; 3.泥岩全风化。呈硬塑状，厚度大于2.3m,地基容许承载力250KPa. 4. 硅化灰岩：弱风化层，岩质较硬，厚度大于3.2m ，地基容许承载力800KPa -1200KPa; 1.2设计资料 悬臂式路肩挡土墙 墙高6m ，顶宽b=0.25m ，力壁面坡坡度1:m=1:0.05，基础埋深h=1m 。 墙背填土重度γ=18kN/m 3 ，内摩擦角φ=30°。地基土内摩擦角φD =30°，摩擦系数f=0.4，容许承载力[σ]=250KPa 活荷载为公路-Ⅱ级，其等代土层厚度h 0=0.7m 。抗滑动和抗倾覆安全系数K c ≧1.3，K 0≧1.5。 钢筋混凝土结构设计数据 (1)混凝土标号C15，R=15MPa ，抗压设计强度R a =8500kPa ，弹性模量E h =2.3×107kPa ，抗拉设计强度R l =1.05MPa (2)I 级钢筋抗拉设计强度R g =2.4×105kPa ，弹性模量E g =2.1×108kPa (3)裂缝容许宽度δmax =0.2mm 。 2.土压力计算 由朗金公式计算土压力（β=0°） 得全墙土压力E 及力臂y 为 333 .030cos 1130cos 111cos cos cos cos cos cos cos 2 22 2 22=? -+?--? =-+--=? ββ?βββ a K kPa K H h kPa K h a H a h 16.40333.0)67.0(18)(27.3271.067.018000=?+?=+==??==γσγσH H h kN K H h H E a 6)67.03()3(07.133333.0)87 .021(61821)21(210202?+?+=??+???=+=γ
悬臂式挡土墙工程实例 ——成都市三环路与铁路立交工程 设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道； 已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2, 填土内摩擦角Φ=35。,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。 一、 截面选择 选择悬臂式挡土墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1= 1 10 H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ； 地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高： 0105 0.55189 q H r = === B 3的初步估算： 22250(810)0.05=470mm B H =++? 320 1.4348.78 =22300.3(40.55) 1.0518 r c K m Ex B B H m f μ??= -=???+???—0.47（H+） B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mm
B 20.27kpa c 22.22kpa c 图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm) min =71.54kpa 1=97.45kpa 2 =102.91kpa max =108.72kpa 二、 荷载计算 1.土压力计算 由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算： 2tan 450.2712K αφ? ?=?-= ?? ? 地面处水平压力：σA =γH 。*Ka=18?59 ?0.271=2.71 kpa 悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。+H 2) Ka =18?(59 +3.6)?0.271=20.27 kpa 底板c 点水平压力：σc =γ(H 。+ H 2 + H 1 )Ka =18?(5 9 +3.6+0.4)?0.271=22.22 kpa
结合实例浅析悬臂式挡土墙的设计 摘要：文章介绍了悬臂式挡土墙的构造与布置，并通过实例阐述设计控制与数据整理。 关键词：立臂；荷载计算；结构设计 1前言 在工程建设中，我们经常会用到支挡结构。支挡结构包括公路、铁路的挡土墙，民用与工业建筑的地下连续墙，开挖支撑等。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，支挡结构类型的选取和设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。 开平市浙商工业园位于开平翠山湖新区，由于该园区所处位置有几座山丘，根据规划资料，为了减少大量土石方开挖，园区内厂地标高采用分级式，每级高差有2～3m，因此，从节约用地和安全方面考虑，在高差大的路段采用悬臂式挡土墙支挡结构。 2悬臂式挡土墙概述 钢筋混凝土悬臂式挡土墙是一种轻型支挡建筑物，有立臂（墙面板）和墙底板（包括墙趾板和墙踵板）组成，呈倒“T”字形，具有一个悬臂，即立臂、墙趾板和墙踵板。悬臂式挡土墙的一般形式如图1 所示。 悬臂式挡土墙的结构稳定形式依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。它的主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。但是耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能；此外，钢筋混凝土悬臂式挡土墙的施工工艺较为复杂。一般情况下，墙高6m 以内采用悬臂式，6m 以上则采用扶壁式。它们适合于缺乏石料及地震地区。由于墙踵板的施工条件，一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。钢筋混凝土悬臂式挡土墙的设计，一般采用先确定组成墙体各构件的概略几何尺寸，再进行钢筋混凝土结构设计的计算过程。确定构件概略几何尺寸通常按地基承载力、基底合力偏心要求及挡土墙抗滑稳定性，抗倾覆稳定性等外部稳定条件，通过试算法求出。需要时应对墙体可能发生的深层滑动稳定性进行验算。钢筋混凝土结构设计是在已确定的构件概略几何尺寸下，进行内力计算、配置钢筋及构件变形与裂缝宽度验算，在此过程中往往需要调整初拟的构件截面几何尺寸，但一般对挡土墙的外部稳定性影响不大。
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。
悬臂式挡土墙施工工艺 1、主要技术特点： 悬臂式挡土墙构造简单厚度小、自重轻，挡土高度高，施工方便是钢筋混凝土挡土墙的重要形式，是一种轻型支挡结构物。其依靠墙身的重量及底板以上的重物（包括表面超载）来维持平衡。能适地基承载力低及地震区。 a）本工程悬臂式挡墙总长约650m，墙体高度需根据现场实际情况确定（参见挡土墙图纸及04J008第92页选型），且基础埋深度不低于1.5米，基底承载力要求在150Kpa。 b)在基础底面增加抗滑移的齿墙。 c）墙体设置泄水孔，间距为2-3m设一个，外斜坡度为５%，采用直径为100mmPVC管按梅花型布置；进水口下部用粘土夯实封层厚30cm，其反滤层设置为40cm厚粗粒层。 d）墙体每隔12m设置一道变形缝，缝宽2cm，伸缩缝处塞以沥青防水层或嵌入涂以沥青的木板。 2、地基处理： 本工程地基承载力应达到150Kpa，对于因挖基发现有淤泥层或软土层而超挖的部分可采用C15混凝土回填。若持力层2m范围内土层有变化，应及时通知设计单位调整挡土墙分缝与结构设计。
3、混凝土垫层施工： 根据设计图纸要求。基底浇筑10cm厚，C15混凝土垫层，混凝土垫层每侧比基础宽出10cm。在挡墙基础的凹槽处，设置木模板。 4、钢筋安装： 现浇钢筋基础先安装基础钢筋，预理墙身竖向钢筋，待基础浇灌混凝土完后且砼达到2.5Mpa后，进行墙身钢筋安装。 钢筋现场加工、制作、绑扎。现场绑扎时，先划线，后摆筋、穿筋、绑扎，最后安放专用垫块，弹线时，注意间距、数量、标明加密箍筋位置。板筋先摆主筋，后摆副筋。摆放有焊接接头和绑扎接头的钢筋时，其接头位置同一截面接头数量，搭接长度按现行施工规范规定执行。钢筋交叉点采用铁丝扎牢。所有箍筋与受力钢筋垂直设置，箍筋弯钩叠合处，沿受力钢筋方向错开布置。为保证保护层厚度，垫块预制时厚度要准确，强度要保证。 5、模板工程： A、模板设计 模板采用2.44m*1.22m*1.2cm 木胶板，模板的拼缝模板缝采用塑料条封贴，防止漏浆。板后使用成型方木竖向钉于模板后，方木间距10cm。模板采用拉杆螺栓固定间距经计算确定（见下面计算结果）,横向使用一根φ48×3.5mm钢管固定方木，竖向使用2根φ48×3.5mm 钢管，使用燕尾卡加双螺帽与对拉螺栓相固定。固定钢管间距与对拉
悬臂式挡土墙配筋计算公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
悬臂式挡土墙验算[执行标准：通用] 计算项目：悬臂式挡土墙 4 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 4.670(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.000 墙趾悬挑长DL: 0.600(m) 墙趾跟部高DH: 0.600(m) 墙趾端部高DH0: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 5.100(m) 墙踵跟部高DH1: 0.600(m) 墙踵端部高DH2: 0.600(m) 加腋类型:背坡加腋 背坡腋宽YB2: 0.300(m) 背坡腋高YH2: 0.300(m) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 4.670(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C20 纵筋级别: HRB335 抗剪腹筋等级: HRB335 裂缝计算钢筋直径: 20(mm) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 35.000(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500
悬臂式挡土墙验算[执行标准：通用] 计算项目：悬臂式挡土墙 4 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 4.670(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.000 墙趾悬挑长DL: 0.600(m) 墙趾跟部高DH: 0.600(m) 墙趾端部高DH0: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 5.100(m) 墙踵跟部高DH1: 0.600(m) 墙踵端部高DH2: 0.600(m) 加腋类型:背坡加腋 背坡腋宽YB2: 0.300(m) 背坡腋高YH2: 0.300(m) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 4.670(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C20 纵筋级别: HRB335 抗剪腹筋等级: HRB335 裂缝计算钢筋直径: 20(mm) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 35.000(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500
地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 5.100 0.000 0 坡面起始距墙顶距离: 1.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m) 挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是 钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002） 注意：墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为: 重力不利时 = 1.200 重力有利时 = 1.000 主动土压力 = 1.200 静水压力 = 1.200 扬压力 = 1.200 地震力 = 1.000 ===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 [土压力计算] 计算高度为 4.670(m)处的库仑主动土压力 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 37.070(度) Ea=186.736 Ex=19.045 Ey=185.763(kN) 作用点高度 Zy=1.223(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存在：第2破裂角=27.500(度) 第1破裂角=27.500(度) Ea=75.094 Ex=34.674 Ey=66.609(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 5.980(m2) 重量 = 149.500 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙底面: -0.00 0.00 5.90 -4.67 整个墙踵上的土重 = 249.298(kN) 重心坐标(2.676,-2.626)(相对于墙面坡上角点) 墙踵悬挑板上的土重 = 232.654(kN) 重心坐标(2.821,-2.638)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重 = 43.956(kN) 相对于趾点力臂=0.300(m)) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 滑移力= 34.674(kN) 抗滑力= 254.682(kN) 滑移验算满足: Kc = 7.345 > 1.200
目录 1.重力式挡土墙 (2) 1.1土压力计算 (2) 1.2挡土墙检算 (4) 2.2设计计算 (6) 3.扶壁式挡土墙 (9) 3.1土压力计算 (9) 5.2锚杆设计计算 (17) 5.3锚杆长度计算 (17) 6.锚定板挡土墙 (18) 6.1土压力计算 (18) 6.3抗拔力计算 (18) 7.土钉墙 (19) 7.1土压力计算 (19) 7.2土钉长度计算和强度检算 (19) 7.3土钉墙内部整体稳定性检算 (20) 7.4土钉墙外部整体稳定性检算 (20)
1.重力式挡土墙 1.1土压力计算 ⑴第一破裂面 ψ?δα=++ ()00tan tan tan cot tan B A θψψ?ψ?? =-±++ ?? ? 土压力系数：()() () cos tan tan sin θ?λθαθψ+=-+ 土压力：() () () 00cos tan sin a E A B θ?γθθψ+=-+ ()cos ax a E E δα=- ()sin ay a E E δα=- ① 破裂面在荷载分布内侧 ()2 012A A a H = + ()012tan 22 H B ab H a α=-+
a a σγλ= H H σγλ= 1tan tan tan b a h θ θα -= + 21h H h =- () ()322112 23332x H a H h H h Z H a H h +-+= ??+-?? tan y x Z B Z α=- ②破裂面在荷载分布范围中 ()()001 22A a H h a H = +++ ()()000122tan 22H B ab b d h H a h α=++-++ 00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ= 1tan tan tan b a h θθα-= + 2tan tan d h θα =+ 312h H h h =-- ()() 3222 11032103333322x H a H h H h h h Z H aH ah h h +-++= +-+ tan y x Z B Z α=- ③破裂面在荷载分布外侧
挡土墙计算方法(重力式) 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙 体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5. 地基容许承载力
地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 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，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )cos(δε+=F F H )sin(δε+=F F V 2 2 2)cos()cos()sin()sin(1)(cos cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++-= βεδεβ?δ?δεεε?a K ε：墙背与铅直面的夹角，β：墙后回填土表面坡度。 2）朗肯主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )2/45(2?-=o a tg K 注意：F 为作用于墙背的水平主动土压力，垂直主动土压力按墙背及后趾以上的土重计算。 3）回填土为粘性土时的土压力 按等值内摩擦角法计算主动土压力，可根据工程经验确定，也可用公式计算。 经验确定时： 挡土墙高度<6m 时，水上部分的等值内摩擦角可采用280 ~300，地下水位以下部分的等 值内摩擦角可采用250 ~280。挡土墙高度>6m 时，等值内摩擦角随挡土墙高度的加大而相应降低，具体可参照SL265-2001〈水闸设计规范〉。 公式计算时：