九王爷工作室出品
1.车辆荷载计算
作用在填料上的车辆荷载，可近似地按均匀荷载分布考虑。计算时，把荷载换成容重与墙后填料相同的均匀分布土层。 2.1车辆荷载计算理论
根据《公路桥涵设计规范》把作用在破坏棱体上的车辆荷载换算成土层，其厚度0h 按公式计算如下：
00Q h B L
γ=
∑
γ--墙后填料的容重kN/m 3;
0B --破坏棱体的宽度，m ，对于路堤墙边坡部分的宽度b 不计入内，
0()tan tan B H a H b θα=++-
L --挡土墙的计算长度，m ，取值见下述规定；
Q --∑布置在0
B
L ?面积内的车轮总重，kN
挡土墙的长度计算长度，可按以下四种情况取值：
（1）汽车-10或汽车-15级作用时，取挡土墙的分段长度，但不大于15m 。 （2）汽车-20级作用时，取重车的扩散长度，但不超度20m 。 （3）汽车-超20级作用时，取重车的扩散长度，但不超过20m 。 （4）平板挂车或履带车作用时，取挡土墙长度和车辆长度和车辆的扩散长度两者中较大者，但不大于15m 。
各级汽车荷载的重车、平板车或履带车的扩散长度，可按以下计算：
0(2)tan30L L H a =++
式中：0L ：前后轴距轮胎着地长度或履带车着地长度，m ，取值见表2.1
表 2.10L 取值的大小
汽车-20级 5.6 挂车-80 6.6 汽车-超20级 13.0 挂车-100 6.6 履带-50
4.5
挂车-120
6.6
计算挡土墙时，汽车荷载的计算如下：
纵向：当取用挡土墙分段长度时，为分段内可能布置的车轮；当取用一辆重车的扩散长度时，为一辆重车。
横向：破坏棱体宽度0B 范围内可能布置的车轮，车辆外侧车轮中线距路面（或硬路肩）、安全带边缘的距离为0.5m 。 2.1车辆荷载理论计算
2.1.1求不计车辆荷载作用时的破坏棱体宽度0B 。
(2)tan ()
ab H H a A H a α
-+=
+
=
2
3 4.57(723)tan (73)α
?-?+?+
=-0.362
ψ?δ=+?+ =39.964
tan tan (cot tan )(tan )A θψψψ=-+?++ =39.964(cot 36tan )(tan 0.362)ψψ-++- =38.379
0()tan tan B H a H b θ=++?- =(73)0.79270.25 4.5+?+?-- =1.67
2.1.2求纵向分布长度L
0(2)tan30L L H a =++=20.5>20 有条件可知L 的长度取20米。 2.1.3计算车辆荷载总重Q ∑
①号轮在破坏棱体内的宽度为 (1.670.50)0.15 1.32-+= ;
其中轮重为11 1.32306620.30
Q =??=
②③号轮在破坏棱体内的宽度为(1.670.5)0.30 1.47-+=；
其中轮重为231 1.47
12014720.60
Q Q ==??
= ④⑤号轮在破坏棱体内的宽度为(1.670.5)0.30 1.47-+=；
其中轮重为451 1.47
140171.520.60
Q Q ==??
= 由此，12345Q Q Q Q Q Q =++++=∑703 2.1.4换算土层厚度为
00703
1.16918 1.6720
Q h m B L
γ=
=
=??∑。
3.破裂面的求解
计算挡土墙压力a E ，首先要确定产生最大土压力的破裂面，求出破裂角θ。但是这事先不知道，必须经行验算。试算时，通常先假定破裂面位置通过荷载中心，按图示公式算出θ角，与原假定的破裂面相比较，看是否相符。如与假定面不符，应根据计算的θ角重新假定破裂面，重复以上计算，直到相符为止。
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，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。
图3.1破裂面的夹角
当滑动面在边坡时1132.005θ?≤= 当滑动面在路面荷载内侧1212θθθ≤?≤+ 当滑动面在荷载中部时123123θθθθθ+≤?≤++
当滑动面在路面荷载外侧时12331234θθθθθθθ++≤?≤+++ 根据图3.1可以算出极限角度如表3.1
表 3.1 夹角的大小
交点位置 边坡
路面荷载内侧
路面荷载中部
路面荷载外侧
角度
132.005
?≤23244≤?≤
34270.8≤?≤
470.872.8
≤?≤a
b
?
H 1
θ2
θ3
θ4
θ
3.1破裂面交于内边坡
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a E 和破裂面上的反力R 。a E 的方向与墙被法线成δ角，切偏于阻止棱体下滑的方向；R 的方向与破裂面的法线成?角，且偏于阻止棱体下滑的方向。取挡土墙长度为1米进行计算，作用于棱体上的平衡力三角形abc 可得：
()()
()
()
sin 90--cos sin +sin a E G G θ?θ?θθ+=
=
ψ+ψ （3-1）
式中：+?ψ=+αδ 因 ()sin 2G AB BC θ=γ?α+ 而 sec G AB =α
sin(90cos(sec
sin(90cos(BC AB H θ-θ-α+β)α-β)
=
=-β)+β)
221cos(sin(sec 2cos()
G H θα-β)θ+α)=
?α+β （3-2） 将式（3-2）代入式（3-1），得
221cos(sin(+cos(sec 2cos(sin()
a E θθθθα-β)α)+?)
=?H α?+β)+ψ 令2
21A sec cos(2
H =
αα-β) 则cos()sin()
cos()sin()
a E A
θ?θγθβθψ++?=++
当参数??δαβ固定时，a E 随破裂面的位置而变化，即a E 是破裂面θ的函
数。为求最大土压力a E ，首先要求对应于最大土压力时的破裂面θ。取0a
d E d θ=,得
2cos()cos()cos()sin()sin()
sin()cos ()
A θ?θβθθβθγθψθβ+++?+++??
?++
=
2
sin()sin()sin()cos()cos()
cos()sin ()
θθψθ?θψθ?θβθψ+?+++++?++
整理后简化得
2tan tan +0P Q R θθ+=
24tan 2Q Q PR
P
θ-±-=
（3-4） 式中： c o s s i n
c o s (-)-s i n c o s c
P αβψ??ψαβ= c o s ()c o s ()c o s ()c o s
Q αβψ?ψ?αβ=-+--+ c o s s i n
c o s ()s i n c o s (R ?ψαβαψ?β
=--- 把数据14.036?= 33.69β= 36?= 39.964ψ=代入上式：
cos 14.036sin33.69cos(3.964)-sin36cos39.964cos(-47.726)=0.234P =- c o s (47.726)c o s (75.964)
c o s (3.964)c o s
4)0.832Q =-=- cos36sin39.964cos(47.726)sin 14.034cos(3.964)cos33.690.551R =---=
24tan 2Q Q PR P θ-±-=
=0.8320.42
0.468
± 169.503θ= 241.35θ= 均大于32故不符合要求。
3.2破裂面交于路基面
当破裂面交于路基面的时候分三种情况，分别为破裂面交于荷载中部、破裂面交于路面荷载外侧、破裂面交于路面荷载内侧。 3.2.1当交于载荷中部时
图3.2破裂面交于荷载中部
破裂棱体的断面面积S 为 2011
()(tan tan )(tan )[()tan tan ]22S a H b a a a H H b d h θααθα=++-++++--
000111
(2)()tan ()(22)tan 222
a H h a H a
b b d h H H a h θα=+++--++++ a
?
H
θ
令 001
(2)()2A a H h a H =+++
00011
()(+22)tan 22
B ab b d h H H a h α=++-+
则00tan S A B θ=- 因此，破裂棱体的重力为
00(tan )G A B γθ=- 将G 代入式（6-1）得
00cos()
(tan )sin()
a E A B θ?γθθψ+=-+
令0a dE d θ= 即
00022cos()sin()sin()cos()cos()[(tan )
]0sin ()sin()cos A A B θ?θψθ?θψθ?γθθψθψθ
+-++-++-+=++
经整理化简，得
2
00
t a n 2t a n t a n c o t t a n
(c o t t a n )0
B A θψθ?ψ?ψ+
--+= 故 00
t a n t a n (c o t t a n )(t a n )B
A θψ?ψψ=-±-+
001
(2)()2A a H h a H =+++=61.69
00011
()(+22)tan 22
B ab b d h H H a h α=++-+=29.522
00
t a n
t a n (c o t t a n )(t a n
)
B
A θψ?ψψ=-±-+ =-0.838±1.707
①1tan 0.869θ= 40.99θ= ②2tan 2.545θ=- 268.549θ=-由此可得破裂面不是交于荷载中部。 3.2.2破裂面交于荷载外侧
a ?
H θ
b
图3.3破裂面交于路面荷载外侧
20011
()(tan tan )(tan )22S a H b a a l h θαα=
++-++ 200111
()tan (2)tan 222a H H H a ab l h θα=+++-+
201
()2A a H =+
00011
(2)tan 22B ab l h H H a α=-++
把数据代入上式可以得到050A = 011.812B =
tan tan (cot tan )(
tan )0.704B A θψ?ψψ=-±-+= 有tan 0.704θ=可知35.146θ=故与实际不符故舍去。
3.2.3破裂面交于荷载内侧
图3.4破裂面交于路面荷载内侧
在式（6-8）或式（6-11）中，令00h = 则 00tan S A B θ=-
式中： 201
()2A a H =+
011
(2)tan 22
B ab H H a α=-+
有上式可知050A = 018.125B =
tan tan (cot tan )(
tan )0.792B A θψ?ψψ=-±-+= 由此得知38.379θ= 与已知相符，故可以得知破裂面交于路面荷载的内侧。
a b
?
H
θ
4.墙后主动土压力与挡土墙设计
4.1土压力的计算
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。当挡土墙向外移动时，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑增大而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称为主动土压力；当墙体向土体挤压移动时土压力随之增大，土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主动土压力。
根据破裂面的求解可以得知破裂面交于路面荷载内侧：
00cos()
(tan )
sin()
a E A B θ?γθθψ+=-+
=cos(74.379)
18(500.79218.125)
106.301sin 78.373
?-=
cos()106.047x a E E δ=?+=
sin()7.350y a E E δ=?+= 作用点位置为距地面2.34米 4.2挡土墙的设计
查找规范和进行抗滑动验算得出比较经济的挡土墙设计宽度为2.1米。为了保证基底的接触面积增大所以制作挡土墙基底，设计尺寸样式如图4.1所示
图4.1挡土墙的设计样图
根据表4.1所示，为了经济因素和稳定性。设计挡土墙的埋深为1.4米。
表 4.1 地面基础埋深条件
土层类别 最小埋入深度h （米）
距地表水平距离L （米）
较完整的硬质岩石 0.25 0.25~0.50 一般硬质岩石 0.60 0.60~1.50 软质岩石
1.00
1.00~
2.00
土层
≥1.00
1.50~
2.50
5.挡土墙稳定性验算
5.1挡土墙稳定性验算 5.1.1抗滑性验算
为保证挡土墙稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩擦阻力抵挡挡土墙滑移的能力
101(0.9)0.9tan )Q Y Q x G E G E +γ+α≥γ
G --挡土墙自重；
,x y E E --墙背主动土压力的水平与垂直分力；
0α--基底倾斜角（）；
μ--基底摩擦系数； 1Q γ--主动压力分项系数；
有上面的设计方案代入可得：
(0.9333.3 1.47.35)30.9333.30.19 1.4106.4071.60650
?+??+??-?=>
故该方案设计符合抗滑稳定性验算 5.1.2抗倾覆稳定性验算
为保证挡土墙抗稳定性，需检查墙身绕墙趾向外转动倾覆的抵抗能力。
10.9()0G Q y x x y GZ E Z E Z +γ->
式中：G Z --墙身、基础及其上的土重合力重心到墙趾的水平距离（m ）； x Z --土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离（m ）； y Z --土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离（m ）；
10.9()
0.9333.3 1.5 1.4(2.337.35106.047 2.61)86.430
G Q y x x y GZ E Z E Z +γ-=??+?-?=> 所以抗倾覆稳定性满足要求
在验算挡土墙的稳定性时，一般均未记趾前土层对墙面所产生的被动土压力。验算结果如不满足以上要求，则表明抗滑稳定性或抗倾覆稳定性不够，应重新改变墙身断面尺寸重新核算。
5.2基础稳定性验算与地基承载力演算
偏心载荷作用时作用于基底的合力偏心距e 为：
1
M e N =
式中：M --作用于基底形心的弯矩，可以按表6-1采用 1N --每延米作用于基底的总竖向力设计值(kN );
表 5.1基底弯矩计算表
荷载结合
作用于基底形心的弯矩设计值
I 1.4 1.2E G M M M =+ II 11.4 1.2E G M M M =+
III 1.3 1.2 1.05 1.1E G W I P M M M M M M =++++
表中：E M --由填土恒载土压力所引起的弯矩；
G M --由墙身及基础自重和基础上的土重引起的弯矩； 1E M --由填土及汽车活荷载引起的弯矩； W M --由静水压力引起的弯矩； P M --有地震土压力引起的弯矩； I M --由浮力引起的弯矩；
11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα=+-+
式中：y E --墙背主动土压力（含附加荷载引起）的垂直分力(kN )； x E --墙背主动土压力（含附加荷载引起）的水平分力(kN )；
W --低水位浮力(kN )(指常年淹没水位）；
11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα=+-+ (0.9333.3 1.47.35)0.982
1.41
0=?+??+?? 332.438=
其中该组合为II 号组合，于是：
11.4 1.2E G M M M =+
1.4() 1.2y x x y G E Z E Z G Z =-+ 236.420= 于是：
1
0.71M
e N =
= 又：
0.710.56
B
e =>
= 所以：此种情况可以不考虑地基拉应力，而压应力重新分布如下；
1max 23N P C
=
min 0P =
式中：()22
B B
C e e =
-< 那么0.79C = 1
m a x 2281.22600[
]
3a N P C σ==<= 因此基础稳定性满足要求。 地基承载力验算：
1110.81N
p A
==
式中：p --基底平均压应力（kPa ）；
A --基础底面每延米的面积，即基础宽度, 1.0
B ?(2m ); 当偏心荷载作用时
1.2p f ≤ 满足地基承载力要求；
式中:f --地基承载抗压值（kPa ）；
1.2 1.2250300110.81f p =?=>=
即满足地基承载力要求.
5.3挡土墙正截面强度及抗剪强度验算
挡土墙正截面强度： 强度计算：K K
j K
AR N αγ≤
按每延米墙长计算：01()j G G Q Qi Ci Qi N N N γγγγψ=++∑ 式中：j N —设计横向力 0γ—重要性系数
Ci ψ—荷载组合系数（表5-2）
,G G N γ—恒载（自重及襟边以上土重）引起的轴向力和相应的分项系数（表1-3）；
1Q N —主动土压力引起的轴向力
(1~6)Qi N i =—被动土压力、水浮力、净水压力、动水压力、地震力引起的横向力
(1~6)Qi i γ=—以上各项横向力的分项系数； K γ—抗力分项系数（表5-3）； K R —材料极限抗压强度 A —挡土墙构件的计算截面积 K α—横向力偏心影响系数：
表 5-2荷载组合系数
荷载组合 Ci ψ
荷载组合 Ci ψ
I 、II 1.0 施工载荷
0.7 III
0.8
表 5-3抗力分项系数
圬工种类
受力情况
受压
受弯、剪、拉
石料
1.85
2.31 片石砌体、片石混凝土砌体
2.31 2.31 块石砌体、粗料石砌体、混凝土预制块砌体
1.92
2.31 混凝土
1.54
2.31
表5-4圬工结构容许偏心距
荷载组合
容许偏心距 荷载组合 容许偏心距 I 、II 0.25B 施工荷载
0.33B III
0.30B
强度计算：
01()332.438j G G Q Qi Ci Qi N N N γγγγψ=++=∑ 8
0201256()10.00240.9991 1.18112()K e
B e B
α--=
==++ 0.463600
778.44332.4382.31
K K j K AR N αγ??==≥= 挡土墙正截面强度满足要求。 抗剪强度验算：
1j j
j m K
A R Q f N γ≤
+
式中：j Q —正截面剪力； j A —受剪截面面积；
j R —砌体截面的抗剪截面极限强度； m f —摩擦系数，0.42m f = 计算：
由平衡条件得：106.301j a Q E ==
2 6.530.515.15j A =?+?=
115.15100
0.42332.438795.468106.3012.31
j j
m j K
A R f N Q γ?+=
+?=>=
即挡土墙抗剪强度满足条件。
挡土墙施工设计说明 （1）材料及要求： 砌筑挡土墙所用石料分为片石、块石等，浇筑墙身材料有片石混凝土、水泥混凝土等。一般原则：1）石料比较充足的地区，当挡土墙高度≤4米时，可采用Ｍ7.5水泥砂浆砌筑片块石，其比例为片石占70%，块石占30%计；2）4米＜挡土墙高度≤12米时，采用C20片石混凝土。3）挡土墙高度＞12米时，原则上应采用C20水泥混凝土。4）有影响景观的全段应采用同一墙身结构。5）为方便施工，同一分段挡土墙宜采用同一种材料施工。 石料应是结构密实、石质均匀、不易风化、无裂缝的硬质石料，石料强度等级一般不小于MU40。强度等级以5cm×5cm×5cm含水饱和试件的极限抗压强度为准。 砂浆所用的水泥、砂、水的质量应符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。反滤层可选用砂砾石等具有反滤作用的粗颗粒透水性材料。 水泥应采用强度高、收缩性小、耐磨性强、标号大于32.5号普通硅酸盐或旋窑硅酸盐水泥，水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合有关规定。 为了防止挡土墙因地基不均匀沉降或温度变化引起挡土墙裂缝而破坏，需设置变形缝（沉降缝和伸缩缝一般宽度为2～3cm），并在缝内填塞填缝料。为保证变形缝的作用，两种接缝均须整齐垂直、上下贯通，并且缝两侧砌体表面需要平整，不能搭接，必要时缝两侧的石料须修凿。接缝中需要填塞防水材料（如沥青麻絮），
可贴置在接缝处已砌墙段的端面，也可在砌筑后再填塞，但均需沿墙壁内、外、顶三边塞满、挤紧，填塞深度均不得小于15cm，以满足防水要求。 片石混凝土片石含量不得多于挡墙体积的20%，片石的强度不得低于MU50，片石混凝土施工时，应用质地坚硬、密实、耐久、无裂纹和无风化的石料,片石的厚度应为150～300mm。在混凝土中埋放片石时应符合下列规定： 1）片石应清洗干净并完全饱水，应在浇注时的混凝土中埋入一半左右。 2）当气温小于0摄氏度时，不得埋放片石。 3）片石应分布均匀，净距应不小于150mm，片石边缘距结构物侧面和顶面的净距应不小于150mm，片石不得触及构造钢筋和预埋件。 4）混凝土应采用分层浇（砌）筑的方式，每层混凝土的厚度不应超过300mm，大致水平，分层振捣，边振捣边加片石。 片石混凝土的施工应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）的相关规定。 有抗震要求的混凝土挡土墙施工缝和衡重式挡土墙的变截面处，应采用短钢筋加强、设置不少于占截面面积20%的榫头等措施提高抗剪强度。 （2）施工准备及放样： 挡土墙施工前应做好地表排水和安全生产的准备工作，施工前先将墙后地表的虚方全部清除，并将原地面开挖成台阶状，同时必须对设挡土墙段落的横断面重新放样，若发现实地墙趾地面线与设
挡土墙模板计算书 一、参数信息 1.基本参数 次楞(内龙骨)间距(mm):250；穿墙螺栓水平间距(mm):750； 主楞(外龙骨)间距(mm):600；穿墙螺栓竖向间距(mm):600； 对拉螺栓直径(mm):M18； 2.主楞信息 龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管48×3.5； 钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19；钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08； 主楞肢数:2； 3.次楞信息 龙骨材料:木楞；次楞肢数:2； 宽度(mm):50.00；高度(mm):100.00； 4.面板参数 面板类型:胶合面板；面板厚度(mm):15.00； 面板弹性模量(N/mm2):9500.00；面板抗弯强度设计值 f c(N/mm2):13.00； 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50； 5.木方和钢楞 方木抗弯强度设计值f c(N/mm2):13.00；方木弹性模量 E(N/mm2):9500.00； 方木抗剪强度设计值f t(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量 E(N/mm2):206000.00； 钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00；
墙模板设计简图 二、墙模板荷载标准值计算 其中γ -- 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t -- 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.714h； T -- 混凝土的入模温度，取20.000℃； V -- 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H -- 模板计算高度，取3.000m； β1-- 外加剂影响修正系数，取1.200； β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。 根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F； 分别计算得 65.833 kN/m2、72.000 kN/m2，取较小值65.833 kN/m2作为本工程计算荷载。
挡土墙工程质量控制 由于赤水港东门码头为重力式码头，挡土墙的稳定性将直接影响到整个后方的安全，是整个工程质量控制关键点，主要措施如下： （1）确保挡土墙的基础严格按图施工。基槽开挖底标高达到设计标高后，监理工程师核对其土质是否符合设计要求，进行了认真核实，符合设计要求，方进行隐蔽工程基础验收有关工作，如不符合设计要求则及时与设计单位研究控制标准，直至满足规范及设计要求后，方及时会同业主、质监、设计等单位进行基础验收，验收合格后方通知施工单位进行挡土墙基础的施工。 （2）挡土墙混凝土与墙身结构处理，现场监理工程师严格按设计单位提供的混凝土与浆砌条石之间结合面的处理方案，督促施工单位对结合面进行处理，确保了混凝土与浆砌条石之间结构的连续性。 （3）现场监理工程师严格按照设计要求及规范规定，对泄水孔的数量、位置及高度、间距、孔径尺寸进行隐蔽工程验收，验收合格后方允许进行倒滤层的施工。挡土墙墙背回填之前，再次对泄水孔、倒滤层是否畅通进行实况检查。 （4）现场监理工程师严格监督砌筑砂浆的品种、配合比设计、砂浆试件材料试验报告单必须符合设计要求，其强度必须符合规范有关规定。并督促施工单位按规范规定坚持每50m3砌体留置一组砂浆试块，不足50m3砌体的也应留置一组砂浆试块的见证取样制度。 3.4.2 回填工程质量控制 赤水河东门码头水位变幅较大，挡土墙高度较高，形成陆域回填量较大。而回填质量直接影响到挡土墙的稳定及后方陆域的沉降与否，因此，现场监理工程师在回填质量控制过程中采取了以下措施： （1）现场监理工程师按照设计严格控制各层填料的质量，不合格填料严禁入场，所需填料必须按设计要求级配均匀。 （2）挡土墙墙后回填必须在挡土墙混凝土强度达设计强度的允许值范围内后，
（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。
挡土墙计算 一、设计资料与技术要求： 1、土壤地质情况： 地面为水田，有60公分的挖淤，地表1—2米为粘土，允许承载力为[σ]=800KPa ；以下为完好砂岩，允许承载力为[σ]=1500KPa ，基底摩擦系数为f 在~之间，取。 2、墙背填料： 选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料，容重γ=20KN/M 3，内摩阻角?=35o。 3、墙体材料： 号砂浆砌30号片石，砌石γr =22 KN/M 3 ，砌石允许压应力[σr ] =800KPa ，允 许剪应力[τr ] =160KPa 。 4、设计荷载： 公路一级。 5、稳定系数： [Kc]=，[Ko]=。 二、挡土墙类型的选择： 根据从k1+120到K1+180的横断面图可知，此处布置挡土墙是为了收缩坡角，避免多占农田，因此考虑布置路肩挡土墙，布置时应注意防止挡土墙靠近行车道，直接受行车荷载作用，而毁坏挡土墙。 K1+172断面边坡最高，故在此断面布置挡土墙，以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力，初步拟订将基础直接置于砂岩上，即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此，结合横断面资料，最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米，结合上诉因素，考虑选择俯斜视挡土墙。 三、挡土墙的基础与断面的设计； 1、断面尺寸的拟订： 根据横断面的布置，该断面尺寸如右图所示： 1B =1.65 m 2B =1.00 m 3B =3.40 m B =4.97 m 1N = 2N = 3N = 1H =7.00 m 2H =1.50 m H =9.49 m =d + = 1.6 m α=1arctan N =2.0arctan = o δ=?21=35 o/2= o 2、换算等代均布土层厚度0h ： 根据路基设计规范， γq h =0，其中q 是车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m 时，取20KN/m 2；
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。
1第二章快速操作指南 1.1操作流程 图2.1-1 操作流程 1.2快速操作指南 1.2.1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。
（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）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
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: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(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: 0.200:1 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) 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: 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) 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) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）
（1）材料及要求： 砌筑挡土墙所用石料分为片石、块石等，浇筑墙身材料有片石混凝土、水泥混凝土等。一般原则：1 ）石料比较充足的地区，当挡土墙高度W 4米时，可采用M 7.5水泥砂浆砌筑片块石，其比例为片石占70%块石占30%计；2）4米V挡土墙高度W 12米时，采用C20片石混凝土。3）挡土墙高度> 12米时，原则上应采用C20 水泥混凝土。4）有影响景观的全段应采用同一墙身结构。5）为方便施工，同一分段挡土墙宜采用同一种材料施工。 石料应是结构密实、石质均匀、不易风化、无裂缝的硬质石料，石料强度等级一般不小于MU40强度等级以5cm< 5cm< 5cm含水饱和试件的极限抗压强度为准。 砂浆所用的水泥、砂、水的质量应符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。反滤层可选用砂砾石等具有反滤作用的粗颗粒透水性材料。 水泥应采用强度高、收缩性小、耐磨性强、标号大于32.5号普通硅酸盐或旋窑硅酸盐水泥，水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合有关规定。 为了防止挡土墙因地基不均匀沉降或温度变化引起挡土墙裂缝而破坏，需设置变形缝（沉降缝和伸缩缝一般宽度为2?3cm , 并在缝内填塞填缝料。为保证变形缝的作用，两种接缝均须整齐垂直、上下贯通，并且缝两侧砌体表面需要平整，不能搭接，必要时缝两侧的石料须修凿。接缝中需要填塞防水材料（如沥青麻絮），可贴置在接缝处已砌墙段的端面，也可在砌筑后再填塞，但均需沿 墙壁内、外、顶三边塞满、挤紧，填塞深度均不得小于15cm以 满足防水要求。 片石混凝土片石含量不得多于挡墙体积的20%片石的强度不得低于MU50片石混凝土施工时，应用质地坚硬、密实、耐久、无裂纹和无风化的石料，片石的厚度应为150—300mm在混凝土中埋放片石时应符合下列规定： 1）片石应清洗干净并完全饱水，应在浇注时的混凝土中埋入一半左右。
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)。
加筋土支挡结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：2016年12月
第一章加筋土挡土墙 一、概述 加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧力的挡土墙。 加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。 挡土墙是公路工程中应用中最广泛的一种构筑物。是一种支撑路堤土和山体土坡，防止填土和土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物，随着时代的发展和对出行的需要，高速公路建设要求也日益增高，挡土墙也显着越来越重要。其结构形式也向着多样化发展，设计理念也不断创新，可谓是与时俱进。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。 二、加筋土挡土墙特点 加筋土实质上是填土、拉筋、面板三者的结合体。土和拉筋之间的摩擦改善了土的物理力学性质，使土与拉筋结合成为一个整体。在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋间的摩擦力。面板的作用是阻挡填土或填砂的坍塌挤出，迫使填料与拉筋结合为整体。加筋土挡墙就是利用填土与拉筋的摩擦力去平衡填土的侧压力。这样就使得加筋土挡墙更加轻型化和简单化。近年来加筋土技术广泛应用于土木工程，其优越性愈来愈明显。 经归纳，其特点概括如下： (1)组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械(或人工)分层
填筑，这种装配式的方法，施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期； (2)加筋土是柔性结构物, 能适应地基轻微的变形； (3)加筋土挡土墙抗振动性强，因此它也是一种良好的抗震结构物； (4)加筋土挡土墙节约占地, 造型美观。加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。挡土墙的总体布设和面板的型式图案可根据周围环境特点和需要进行设计； (5)加筋土挡土墙造价比较低。加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20%以上。同时，加筋土挡土墙的造价随墙高的增加而节省效果愈显著。因此它具有良好的经济效益。三、工作原理 加筋土的工作原理是拉筋与填土(通常是颗粒材料)之间的摩擦作用，可以解释为：加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料。三轴试验表明，对干燥的砂土试样施加竖向压力，试样会产生侧向膨胀；如果土中水平放置不易延伸的拉筋后，由于筋土的摩擦作用，使拉筋受到拉力，而给予土料的侧向位移以约束力，这就好象在试样上又施加一个侧向压力。当竖向压力增加时，侧向约束力随之增大，直到土与拉筋之间出现滑移或拉筋断裂，试样才破坏。因而，加筋土的强度相应获得提高。 为使侧向约束力较大，一方面要设法增加土粒和拉筋接触面上的摩擦力，也就是采用料径较大的填料和表面粗糙的扁形拉筋；另一方面，应使用延展性较差的材料做拉筋；材料的延展性过大，拉筋将随土料侧向位移一起变形，而起不到侧向约束使用，就不能提高土的强度。拉筋一般应水平布设并垂直于墙面，拉筋在稳定区内必须有足够的长度，以防止拉筋被拔出。 五、加筋土挡墙的形式 常见的加筋土挡土墙形式有下列几种： (1)单面式加筋土挡土墙； (2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉式加筋土挡土墙； (3)台阶式加筋土挡土墙； (4)无面板加筋墙。
挡土墙大模板施工方案 一、编制依据 《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2016） 《钢结构设计规范》（GB50017-2017） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2015） 《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013） 《路桥施工计算手册》 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号） 《材料力学》孙训方 《结构力学》李廉锟 三、大模板加固方案 3.1大模板加固 挡土墙为墩身平模板，模板尺寸2m*2m、4.3m*2m，6.1m*2m模板。模板底部采用预埋Φ28mmm钢筋，距离本次挡墙顶面30cm,间距1m布置，锚固长度60cm，且在此区域设置10螺纹钢，间距20cm，4.3m*2m模板预埋28mm 钢筋，纵向间距1.3m,竖向间距1m,钢筋埋入混凝土中不小于1m，纵梁处加竖向钢管，后加2cm钢板（10cm*10cm）与自锚式连接器锚固。6.1*2m模板纵向间距1.8m,竖向间距0.7m。内侧采用Φ48，壁厚3.5mm支顶，间距1m。支挡结构图（详情见计算书）。 3.2 6.1m*2m模板计算书 3.2.1模板加固设计 1、6.1m*2m模板。模板底部采用预埋Φ28mmm钢筋，距离本次挡墙顶面
30cm,间距1m布置，锚固长度60cm，且在此区域设置10螺纹U型筋。 2、6.1*2m模板纵向间距1.8m,竖向间距0.7m。设置HRB级直径Φ28mm 拉筋,拉筋埋入混凝土不小于1m,内侧采用Φ48，壁厚3.5mm支顶，间距1m。详情见下图： 反滤层 A钢筋网片B 3.2.2片石混凝土施工方案 混凝土由自建搅拌站统一发料，使用罐车运输至现场，混凝土浇筑速度
挡土墙工程量计算 一．挖沟槽土方 挖槽土方=挖槽段面积*段长挖槽段面为1:1放坡梯形断面，断面高度=地面高程-去墙底标高+垫层高度 A-B段地面标高为17.00m 墙底标高为15.50m 垫层高度为100+300=0.4m 即断面高度为1.9m 根据图纸可得槽底宽度为8.15m顶部宽度为 8.15+1.9+1.9=11.95m 断面面积=（11.95+8.15）*1.9/2=19.095m2 挖槽土方量 =19.095*96.001=1833.14m3 B-B1段地面标高20.0m 墙底标高17.0m垫层高度0.4m 所以断面高度为3.4m 槽底宽度为8.15m槽顶宽度为8.15+3.4*2=14.95m 断面面积=（14.95+8.15）*3.4/2=39.27m2挖槽方量=39.27*10=392.7m3 B1-C段地面标高20.0m 墙底标高18.5m 垫层高度0.4m 即断面高度为 1.9m 槽底宽度8.15m 槽顶宽度8.15+3.8=11.95m 断面面积= （8.15+11.95）*1.9/2=11.353m2土方量=11.353*55.858=634.16m3 C-D段地面标高20.0m墙底标高18.5m同上可得断面面积=11.353m2土方=11.353*72.238=820.12m3 挖槽土方量=1833.14+392.7+634.16+820.12=3680.12m3 回填方 A-B段断面底宽L=4.2m 高H=8.0m 顶宽B=0.5m 面积=4.7*4=18.8m2填方量=18.8*96.001=1804.82m3 B-B1段断面底宽L=3.0m 高H=6.8m 顶宽B=0.5m 面积=3.5*3.4=11.9m2填方量=11.9*10=119m3 B1-C段断面底宽L=2.5m 高H=5.4m 顶宽B=0.5m 面积=3*2.7=8.1m2填方量 =8.1*55.858=452.45m3 C-D段断面底宽L=2m 高H=4.4m 顶宽B=0.5m 面积=2.5*2.2=5.5m2填方量 =5.5*72.238=397.309m3 总的回填方量=1804.82+119+452.45+397.309=2773.58m3 余方弃置 多余土方量=挖方量-回填方量=3680.12-2773.58=906.54m3深层搅拌桩 搅拌桩每排9个排间距为0.9m即排数=段长/排间距 =96.001/0.9=106.7 取整为107排所以搅拌桩总数=963个
挡土墙施工设计结构设计 施工组织设计 一、编制说明 在编制本标的工程施工组织设计的过程中，我们仔细阅读了招标文件。在认真阅读和充分理解设计意图的基础上，结合我公司的施工经验，根据施工场地状况，以信守合同、确保质量工期、安全文明生产、持续注重环保、合理控制工程造价为指导思想，经过细心研究形成了本施工组织设计主要内容，其中阐述了本工程实施时的施工设备、施工计划安排、施工技术方案、施工组织实施方法及顺序，确保工程质量和工期的主要措施，以及安全、文明、环境保护措施。在编制过程中，择优选择施工方案，做到科学合理、经济方便，为工程施工统筹安排提供技术支持。 二、编制依据及原则 2．1编制依据 1、挡土墙工程招标文件、设计图纸及有关参考资料。 2、我公司的施工现场考察及标前有关会议精神。 3、部颁《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基处理技术规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑边坡工程技术规范》、《公路路基设计规范》及现行国家和重庆市相关标准及规范。2．2编制原则
1、根据工程特点、自然条件及工期要求，在确保工程质量与施工安全的前提下，采用科学合理的施工作业方法，筹划人力安排，调配所需的机械设备，以满足施工生产的需要，确保人力、物力充分发挥作用，使绩效最大化。 2、详细辨别各分项工程之间的施工顺序和相互制约关系，认真研究，统筹安排，理清控制因素与被控制因素，形成连贯合理的施工工艺流程。 3、对施工的重点工序和难点工序进行科学分析、采用成熟的施工技术和经验，做到切实可行、合理经济。 4、根据各级政府部门质量、安全、文明施工、环境保护要求，建立各项保证体系前制定完善的保证措施，确保施工生产各项管理目标的顺利实现。 5、充分利用我公司人力资源、机具设备、可动员资源以及工程区域内可利用的社会资源。 三、工程管理目标 工期目标：180天 质量目标：工程一次验收合格率100%，合同履约率达100%。 安全目标：执行国家颁布的各种施工安全规程，杜绝伤亡、重大交通、火灾、机损等事故。 环境目标：保护环境，文明施工。根据国家有关政策，保护好沿线自然生态环境，灭尘降噪，减少污染。挂牌上岗、文明施工。 四、工程概况
For personal use only in study and research; not for commercial use 1 设计依据 （1）《三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步设计技术工作要求》（长江水利委员会长江勘测设计研究院，2005.3），以下简称《技术要求》； （2）《湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定》（湖北省三峡库区地质灾害防治工程领导小组办公室，2003.12）； （3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）； （4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）； （5）《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，； （6）《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）； （7）《室外排水设计规范》（GBJ14—87）。 2 防治工程安全等级及设计安全系数 据《技术要求》表4-2，确定工程安全等级为三级。计算方法采用《技术要求》，设计安全系数按表6-1取1.25。 3 设计工况和荷载组合 按《技术要求》6.2节规定，取设计工况为最不利工况，即墙前
后填土处于饱水状态。考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上 的土压力、基底反力和基底摩擦力，三峡库区地震基本烈度为6度， 边坡防护工程设计可不考虑地震荷载。填土压力按库仑主动土压力计 算。墙后填土取饱和容重，填土强度参数取饱和状态总应力强度指标。 其中土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力 两者中较大值。 4 典型剖面稳定性评价 该段切坡典型剖面为5-5′剖面，剖面形态如下图1： 图1 5 剩余推力及主动土压力计算 5-1 剩余推力的计算 挡土墙的剩余推力采用《技术要求》中 式中：i W —垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载。其中，自 重可将其分为两部分，地下水位以上用湿容重计算，设为1i W ；地下 水位以下用饱和容重计算，设为2i W 。其它垂直荷载，设为i P 。假设自 重的作用线通过条块宽度的中心线； i Q —水平荷载，包括水平孔隙水压力和其它水平荷载，向剪切面 的出口方向为正； i U ——剪切面上的孔隙水压力的合力，与剪切面正交； ?''、c ——剪切面抗剪强度（有效应力指标）；
1 前言 公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以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，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。 挡土墙的形式多种多样，按其结构特点，可分为：石砌重力式、石砌衡重式、加筋土轻型式、砼半重力式、钢筋砼悬臂式和扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型；按其中路基横断面上的位置，又可分：路肩墙、路堤墙及路堑墙；按所处的环境条件，又可分为：一般地区挡墙、浸水地区挡土墙及地震地区挡土墙。考虑挡土墙设计方案时，应与其他工程方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后才确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型。 在山区公路中，由于地形条件更为复杂，地势更为陡峭，因此，挡土墙的应用更为广泛。近几年来，笔者参加了二十多段、共三百多公里的山区公路（二、三级）的设计，主要负责路基防护工程，特别是挡土墙的设计，对山区公路挡土墙的设计积累了一定的经验与体会，在此提出，仅供同类工程设计时参考。 2 挡土墙设计的基础资料及设计参数 2.1 基础资料 挡土墙设计时，必须具备以下资料：路线平面图、纵断面图、横断面图，地质资料（包括工程地质勘察报告、工程物探报告），地震勘探报告，水文资料，总体设计资料及构造物一览表等。 2.2 设计参数的选取 2.2.1 墙背填料的物理力学性质对于山岭重丘二、三级公路的挡土墙设计，当缺乏试验数据时，填料的计算内摩擦角及容重可参照表1及表2选用： 表1 填料内摩擦角ψ参考值 表2 填料标准容重
2.2.2 墙背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。山区公路中，对于浆砌片石墙体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 2.2.3 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。 2.2.4 地基容许承载力地基容许承载力可按照《公路设计手册2路基》及有关设计规范规定选取。 2.2.5 建筑材料的容重根据有关设计规范规定选取。 2.2.6 砌体的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。 2.2.7 砼的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。 3 挡土墙的选型 3.1 材料选择 浆砌片石挡土墙取材容易，施工简便，适用范围比较广泛。山区公路中，石料资源较为丰富，在挡土墙高≤10米时，因地制宜，采用浆砌片石砌筑，可以较好地满足经济、安全方面的要求。 3.2 截面形式选择 根据挡土墙结构类型及其特点分析，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。同时，由于山区公路地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。一般在路堑墙、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。当墙高≥5且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，可以有效地减小截面，节省材料。 3.3 位置选择 在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
目次 1 总则 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(48) 3 级别划分与设计标准 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(50) 3.1 级别划分 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(50) 3.2 设计标准 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(51) 4 工程布置 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(55) 4.1 一般规定 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(55) 4.2 结构布置 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(56) 4.3 防渗与排水布置 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(64) 5 荷载 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66) 5.1 荷载分类及组合 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66) 5.2 荷载计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(66) 6 稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(69) 6.1 一般规定 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(69) 6.2 抗渗稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 1) 6.3 抗滑稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7
2) 6.4 抗倾覆稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(76) 6.5 抗浮稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 6) 6.6 地基整体稳定计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(76) 6.7 地基沉降计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(7 7) 7 结构计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79) 7.1 一般规定 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(79) 7.2 结构应力分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 1) 8 地基处理 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(84) 8.1 一般规定 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(84) 8.2 岩石地基处理 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 4) 8.3 土质地基处理 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(8 5)
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
二、挡土墙计算书 （一）、荷载计算 1?设计资料 挡土墙高度：H =2.7m 2.荷载计算 q i = P g =lOKN/m2 q2 =q1 k0 H -10 0.5 18 2.7 = 34.3KN / m2 （以下计算方法源于静力计算手册） 2 q0二q2 7 =34.3 T0 = 24.3KN/m (11q 1 4q2)H 40 (11 10 4 34.3) 2.7 40 =16.69 KN (7q「8q2)H 120 (7 10 8 34.3) 62 120 二-103.3KN —q q2 -100.291 34.3 9”7「4 9 O. 291 27 °291 4巾583 20 20 室外堆载：P g =10KN/m2
O.583 ?91 2.7,11m 1—0.291 = 10.31KM m (二八墙体配筋计算 1、基本计算条件 M B 二-103.3KN m M max =10.31KN m 取1m 宽板带进行计算，构件截面尺寸为： b h = 1000mm 250mm 混凝土等级为： C30( f c = 14.3N / mm 2) 钢筋等级为：HRB335级(f y =300MPa) 混凝土保护层厚度：a s =35mm 2、配筋计算 (1)支座处外侧： h 0 = h - a s = 250 - 35 = 215mm =1 - 1匚2二=1 - 1 -2 0.156 =0.171 14 3 2 = 0.171 1000 215 1752mm 2 300 ⑵跨中内测: h 0 = h - a s = 250 - 35 = 215mm M-R A X 。— 2 2 3 qM q o X o 6H 2 3 = 16.69 1.11 10 " 24 ?3 E 6 2.7 M 103.3 106 14.3 1000 2152 = 0.156 x o 10.31 106 14.3 1000 2152 = 0.016 A M
挡土墙设计说明书 1、设计依据 本设计依据的规范为交通部部颁《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）。 2、设计参数 1) 设计汽车荷载：公路--Ⅱ级； 2) 路基宽度：； 3) 挡土墙基底摩擦系数f0=； 4) 墙背填料计算内摩擦角φ=35°； 5) 墙背填料重度r=18KN/m3 ； 6) 墙身重度rk=24KN/m3 ； 7) 挡土墙稳定系数：抗滑动稳定系数kc≥； 抗倾覆稳定系数ko≥。 3、材料要求 1）K4+765～K4+790段挡土墙墙身及基础采用水泥砂浆砌MU40片石；K790～K4+810段挡土墙墙身采用水泥砂浆砌MU40片石，基础采用C20片石混凝土。片石强度等级不低于MU40级，墙身采用M10水泥砂浆勾缝。 2）片石规格应符合石料有关技术要求。 4、施工注意事项： 1) 挡土墙基底倒坡为：1，应切实按照设计要求施工，不得任意 改缓或改陡基底倒坡，以免影响墙身稳定。 2) 挡土墙施工时，基底土壤的容许承压应力必须满足设计要求。 3）施工时，挡土墙基础埋置深度和墙趾外襟边宽度必须满足设计的最低尺寸要求，对于粗粒土地基的基础埋置深度≥、墙趾外襟边宽度≥2m，强风化硬质岩石或弱风化软质岩石地基的基础埋置深度≥、墙趾外襟边宽度≥1m。 4）挡土墙位于沿路线方向的纵坡小于或等于5%时，挡土墙的基底可布设成与路线相同的纵坡；若路线纵坡大于5%时，应将基底随地形变化布设成水平台阶，且每一台阶的水平长度不得小于米，台阶的高宽比不得大于1/3。 5）挡土墙一般应安排在旱季施工，施工时应严格按照设计图及有关施工技术规范进行放样，以确保施工断面符合设计要求。 6）挡土墙基坑开挖的位置、深度及基底尺寸均应符合设计图的要求。当基坑开挖至设计标高后，如地基承载力与设计图的要求不符，或者地基承载力虽然满足设计要求，但地基土为粉土、粘土、易软化的软质岩(泥质砂岩、泥质页岩、粘土岩及泥灰岩等)时,不得直接作为挡土墙基础的持力层,应根据开挖后实际的地质、水文情况，采取加深基础埋置深度、换填砂砾垫层及砂桩加固等措施，并经设计单位和监理工程师认可后实施。 第 2 页共 2 页 7）挡土墙墙基开挖应采取开槽的方法，不得将墙趾外原地面挖成平台，以保证基础嵌入原状岩层或土层；开挖至接近基底标高时应保留10-20厘米的土厚，在基础施工前突击开挖，并修凿平整，经监理工程师验基后，立即砌（浇）筑基础。 8）挡土墙及基础施工完毕后，应及时进行基坑回填夯实，墙趾部分的基坑回填，应做成外倾斜坡，土质地基应将基坑用粘性土回填夯实，以免积水下渗软化墙基。 9）砌筑的砂浆及混凝土的配合比应通过试验确定，施工时应按确定的配合比选用组成材料，要求采用机械拌和并按规定检查砂浆及混凝土的标号；挡土墙砌筑应严格按有关施工技术规范要求执行，加强养生，以确保工程质量。