重力式挡土墙设计指导书
一、重力式挡土墙的设计
1、选择挡土墙的位置
应根据路基横断面来确定挡土墙的位置
（1）路堑挡土墙的位置应设在侧沟外侧，挡土墙的高度和长度应保证墙顶以上边坡稳定。
（2）路肩挡土墙的位置，在直线地段按路基宽度确定。
2、拟定挡土墙的断面尺寸和形状
（1）拟定挡土墙的胸坡
当地面横坡较陡时，挡土墙胸坡直接影响墙的高度，胸坡较陡的挡土墙高度较小，胸坡较缓的挡土墙高度较大。重力式挡土墙的墙胸坡度，一般在地形陡峻的山区，采用1:0.05-1:0.20。对于路肩和路堤式挡土墙，应尽可能采用较陡的胸坡。在地形平缓的地区，一般采用1:0.20-1:0.35。
（2）挡土墙的墙背坡度及形式
挡土墙墙背坡度及形式，应力求使墙身结构经济合理，施工开挖量小，回填工程量少，施工便，保证安全，同时还应满足土压力计算理论的适用范围，回填前挡土墙必须稳定等要求。
墙背的形式与坡度也影响墙的高度，仰斜的墙最高，竖直的次之，俯斜墙背的最低。由土压力计算公式可知，仰斜墙背的主动土压力最小，竖直的次之，俯斜墙背的最大。一般说来，对于较低的挡土墙，应优先考虑仰斜及竖直墙背；对于较高的挡土墙，应优先考虑俯斜及折线形墙背。折线形墙背上部俯斜下部仰斜，综合了二者的优点，但其形状复杂，施工不便，一般只在墙身较高时才采用。
选择墙背形式时，必须考虑施工的要求。例如，路堑挡土墙，由于仰斜墙背可与开挖的临时边坡紧密贴合，而俯斜墙背则在施工后尚需填土，因此选用仰斜墙背比较合理。对于路堤、路肩挡土墙，仰斜墙背填土穷实比较困难，所以采用竖直与俯斜墙背比较合理。总之，挡土墙的墙背形式必须综合考虑上述各方面的因素，经过试算、比较后才能确定。
在同一工点的挡土墙，其断面形式不宜过多，以免造成施工困难和影响墙的美观。
（3）.挡土墙的尺寸
a．挡土墙的高度H，在挡土墙的位置、胸坡、背坡和基础埋深确定后便可确定挡土墙的高度H。
b．挡土墙的底宽和顶宽。挡土墙的底宽B≈0.5 ~ 0.7H。挡土墙的宽度应在满足构造要求的基础上初拟一个尺寸并经检算，确定一个既保证安全又经济合理的尺寸。按构造要求，浆砌片石挡土墙的墙顶宽度一般不应小于0.5m；混凝土挡墙的墙顶宽度不小于0.4m；钢筋混凝土挡墙顶宽不应小于0.2m。
3．挡土墙的基础埋深
挡土墙置于土质地基时，其埋置深度应符合下列要求:
（1）基础埋深不小于1m，如为路堑墙，应在侧沟下至少0.6m。
（2）有冲刷时，应在冲刷线下至少1m。
（3）有冻害时，应在冻结线下不少于0.25m；当冻结深度超过1m时，可在冻结线下0.25m内换填渗水土，但埋置深度不小于1.25m。
（4）挡土墙置于硬质岩石上时，应置于风化层以下；置于软质岩石上时，埋置深度不小于1.0m。
二、重力式挡土墙的验算
挡土墙是用来承受土压力的建筑物，它应具有足够的强度和稳定性。挡土墙的设计应保证在自重和外力作用下不发生全墙的滑动和倾覆，并使墙身每一截面和基底的应力与偏心距均不超过容许值。这就要求在拟定了墙身断面形式及尺寸后，对上述几方面进行检算。
考虑到在相当长的范围内挡土墙的断面是不变的，所以在计算作用在挡土墙上各种力时，按平面问题处理，即截取沿挡墙纵向1延长米的挡土墙作为计算对象。
（一）．作用在挡土墙上的力系
作用在挡土墙上的力系，根据荷载性质和发生概率分为主要力、附加力和特殊力。一般情况下，挡土墙只考虑主要力的影响。在浸水和地震等特殊情况，还应考虑附加力和特殊力的作用。
主要力是经常作用在挡土墙上的力，如图1。它包括下列的一些力:
1.墙背承受的由填料自重及轨道和列车荷载产生的侧压力Ea可分解为水平
与垂直的侧压力Ex与Ey
图1 作用在挡土墙上的力系示意图
2.墙身自重G；
3.墙顶上的有效荷载W0
4.法向反力R及摩擦力T。
5.常水位时的静水压力和浮力。
附加力指偶然发生的或发生概率很小的力。如最不利计算水位的静水压力及浮力，水位退落时的动水压力、波浪压力、冻胀压力等。
特殊力指暂时的或属于灾害性的力，它发生的概率很小，如地震力、临时荷载等。
至于墙前被动土压力，在挡土墙检算中一般不予考虑。仅当基础埋深较深，且地层稳定，不受水流冲刷或扰动破坏时才考虑。由于挡土墙前后土体相互作用，出现被动极限平衡状态所需的墙身位移远远大于出现主动极限平衡状态所需的位移，所以，当墙后土体处于主动极限平衡状态时，墙前土体仍未达到被动极限平衡状态，墙前土体的被动抗力要比按被动土压力计算公式求得的被动土压力小。对墙前土体的被动抗力，目前尚无可靠的计算方法，根据经验并为安全计，一般取计算被动土压力的1/3作为墙前土体的被动抗力。
（二）挡土墙稳定性检算
对于重力式挡墙，墙的整体稳定性往往是设计中的控制因素。挡土墙的稳定性包括滑动稳定与倾覆稳定两方面。
1.滑动稳定检算
挡土墙的滑动稳定是指在土压力和其他外力作用下，基底摩擦阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用滑动稳定系数Kc 表示，即作用于挡土墙的最大可能的抗滑力与实际下滑力之比，在一般情况下，有:
c x
N f
K E ⋅=
∑
式中 ∑N—作用于挡土墙墙底的竖向力，为墙身自重G 、墙背主动土压力的竖直分力Ey 、墙
顶的有效荷载Wo 三者之合，即
0y N
G E W =++∑
挡土墙的容重γ=22.0KN/m3，或可以自己拟定。 Ey —墙背主动土压力的水平分力
F —基底摩擦系数，可以通过现场试验确定，如无试验值，如表1。 表1 基底摩擦系数f
滑动稳定系数K 不应小于1.3，考虑附加力时，Kc 不应小于1.2。当墙高大12-15m ，应注意加大Kc 值以保证挡土墙的滑动稳定性。
当挡土墙的滑动稳定性不满足要求时，可采取下列措施增强其稳定性: （1）增大基底摩擦系数。石质基底除掉风化、软弱部分后，保留部分硬块，增加抗滑能力。土质基底可换填0.3-0.5m 的碎石。
（2）增大挡墙截面。
（3）设反斜基底。反斜基底是将挡土墙墙底做成倾向墙踵的斜坡。如图４
所示，反斜基底倾斜度在一般地区挡土墙不大于0.2:1。浸水地区挡土墙，基底摩擦系数f<0.5时，不宜设反斜基底；0.5﹤f<0.6时，可设0.1:1的反斜基底；基底摩擦系数f≥0.6时，可设0.2:1的反斜基底。
图３ 凸榫基础示意图 图４ 反斜基底示意图 设反斜基底时抗滑稳定系数Kc 的计算
设反斜基底后，由于墙踵下降了△h ，计算土压力时墙高应增加了△h ，即计算墙高
'
H H h =+∆，如图4所示。
0t a n 1t a n t a n
B h ααα⋅∆=+⋅
若将竖直方向的力N
∑
和水平方向的力Ex 分别按倾斜基底的法线和切线方
向分解，则作用在反斜基底上的法向力'N ∑为：
'
0cos sin N
N Ex α
α=
+∑∑
切向力'N ∑为：
00cos sin N Ex N αα=-∑∑
挡土墙在加设反斜基底后的抗滑稳定系数为：
'
0'
(sin )tan c N f
N Ex f K T
Ex N αα+=
=
-∑
∑∑∑
2.倾覆稳定性检算
挡土墙的倾覆稳定是指它抵抗墙身绕墙趾向外倾覆的能力，用抗倾覆稳定系数K0表示，其值为对墙趾产生的抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值：如图5
00
M y K M
=
∑∑
式中：∑My －对墙趾产生的抗倾覆力距之和 ∑M O —对墙趾产生的倾覆力距之和 G M y G Z E y Z y
=⋅+⋅∑
M
E x Z x
=⋅∑ 抗倾覆稳定系数不应小于1.5。考虑附加力时不应小于1.30当墙高大于12-15m 时，应注意加大K 0值。以保证挡土墙的倾覆稳定性。
当挡墙的抗倾覆稳定系数不满足要求时，可采取下列措施增加挡墙的抗倾覆稳定性：
（1）改缓墙胸和墙背坡，增大抗倾覆力臂Z G 和Zy ；
（2）改变挡墙类型，如将重力式改为衡重式，墙背加卸荷板等； （3）展宽墙趾，如图6，在墙趾前增加△b 宽的台阶，台阶一般用与墙身相同的，台阶一般用与墙身相同的材料砌筑。台阶可分级设置，每级台阶的高度和宽度应符合刚性角的要求（即台阶的斜向连线与竖直线的夹角，对于石砌均工不大于35O ，对于混凝土均工不大于45O ）。
图5 倾覆稳定性计算 图6 墙趾展宽 （三）挡墙基底应力和合力偏心距检算
为了保证挡土墙的基底应力不超过地基的容许承载力，应进行基底应力检算；为了使挡土墙结构合理和避免发生显著的不均匀沉陷，
还应控制基底的合力
偏心距。
如图7所示：作用于基底的合力的法向分力为∑N ，它对墙趾的力臂为Zn
G G Z Ey Zy Ex Zx
Zn N
⋅+⋅-⋅=
∑
图7 合力偏心距检算 合力偏心距e 为：
2B e Z n
=
-
在土质地基上，要求e≤B/6，在不易风化的岩石地基上，要求e≤B/4。 基底两边缘点，即趾部和踵部的法向压应力1σ 、2σ分别为：
12
N
M F
W
σσ=
+
∑∑
式中 ∑M—各力对挡墙基底中性轴的力距之和 W —挡墙基底抗弯截面模量 F —挡墙基底面积
由于沿纵向取1延长米挡土墙进行检算，所以：
2
2
1,1/6/6F B B W B B =⨯==⨯=。
M N e =⋅∑∑
12
6(1)
N
e B
B
σσ=
+
∑ 基底压应力不得大于地基的容许承载力〔σ〕，当考虑主力和附加力时，地基容许承载力可提高20%。当按主力计算时，
墙踵的基底压应力可超过地基的容
许承载力，一般地区最大不得超过30%。
当|e|>B/6时，基底的一侧将出现拉应力，考虑到一般情况下地基与基础间不能承受拉力，故不计拉力而按应力重分布计算基底最大压应力。如图8，基底应力分布图将由虚线图形变为实线图形。由二力平衡定理，实线三角形的形心必在∑N 作用线上，基底压应力三角形分布图的底边长度等于3Z n .
基底压应力分布图的面积应等于基底合力的竖向分∑N ，即：
图8 基底应力重分布
m ax 132
n N Z σ=
⋅∑
基底最大压应力m ax 23n
N Z σ=
∑
设反斜基底时基底应力及合力偏心距的计算 设反斜基底时，基底宽'B 如图9
图9 设置反斜基底时的计算简图 '0cos cos()
B B ααα=
-
式中：0α—基底与水平面的夹角 α—墙背与竖直面的夹角
作用在反斜基底上的法向力为：'
00cos sin N N Ex αα=+∑∑
它对墙趾的力臂为
'
M y M N
-∑∑∑
倾斜基底的合力偏心距'
'
'
2
n B e Z =
-
基底的法向应力为： 当：'
'
/6e B ≤时，
'
'
1'
'
2
6(1)N
e B
B
σσ=
+
∑
当：''/6e B ≥时，'
m ax '23n
N Z
σ=
∑
当基底应力不满足要求时，可采取下列措施提高地基承载力或减小基底应力:
（1）增大基础底宽，如展宽墙趾等；
（2）提高地基承载力，如基础换填，将浅基础改为深基础等。
挡土墙除应具有足够的稳定性，基底应力和合力偏心距满足要求外，为防止墙身破坏，还应使墙身各截面的法向应力和剪应力不超过墙身材料的容许应力。
挡土墙墙身截面强度的检算，通常根据经验选择一二个控制截面，检算控制截面的法向应力和剪应力是否在墙身材料的容许应力内。对于重力式挡土墙，控制截面一般选在基础与墙身的分界及1/2墙高处。
1.法向应力及偏心距检算
图10 墙身截面强度检算示意图
如图10所示，为检算Ⅰ—Ⅰ截面的强度，从土压力强度图可算出Ⅰ—Ⅰ截面以上的部分墙身所受的土压力xi E ，yi E ，Ⅰ—Ⅰ截面宽度为b ，则作用在该截面上的力及力距为：
i i
yi i
G yi
yi
xi
xi
N G E
M y G Z E Z M E Z
M M y M
=+=⋅+⋅=⋅=-∑∑∑∑∑∑
2
n n
M Z N b e Z ==
-∑∑
截面两端的法向应力为：
12
6(1)
N
e B
B
σσ=
+
∑ 只考虑主力时，截面最大压应力和最大拉应力不应超过均工的容许应力。当考虑主力加附加力时，容许应力可提高30%。
截面偏心距在只考虑主力时要求e≤0.3b;在主力加附加力时要求e≤0.35b 。 2.剪应力检算
10 剪应力有水平剪应力和斜剪应力两种形式。重力式挡土墙只检算水平剪应力。
如图10所示，Ⅰ—Ⅰ截面上的水平面力为xi E ∑，则水平剪应力为：
xi
T
E b b
τ==∑∑ 为防止墙身因受剪而破坏时，要求截面上的水平剪应力τ小于圬工的容许剪应力[]τ。
注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。下载本文档后请在作者个人中心中下载对 （若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议，应Excel计算过程。 请私信作者！）团队成果，侵权必究！（温馨提示，本文档没有计算功能，请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格，填入基本参数后，Excel表格会计算出各分项结果，并显示计算过程！）
1、挡土墙计算 1.设计资料 本次设计挡土墙为重力式挡土墙，选择常见的仰斜式路肩墙进行计算，如图所示，有关截面尺寸有待验算。
其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧，挡土墙高度9.5米，拟定验算此处墙高，即H=9.5m。 拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25；基底倾斜度=1:5；基底与地基土摩擦系数=0.5。 墙身砌体容重值为20.0kN/m3。 墙后填料容重值为18.3kN/m3；内摩擦角38o，墙背摩擦角19.2o。有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。 墙背填料、地基和砌体物理力学参数 2.初步拟定断面尺寸 断面尺寸数据表 断面尺寸/m H 0.344 9.5 9.156 1.8
3.破裂棱体位置确定 （1）破裂夹角计算 设计假设破裂面交于荷载范围内，则： 由， 因为 注：1.当为路肩挡土墙时，式中a=b=0。 2.对于俯斜墙背，取正值；垂直墙背，取；仰斜墙背，取负值。 3.当荷载沿路肩边缘布置时，。 根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下：
（2）验算破裂面是否落在荷载的范围 破裂棱体长度计算： 车辆荷载的分布宽度计算： 因为＜，所以破裂面交于荷载范围内，符合拟定假设。 并列车辆数，双车道，单车道； 后轮轮距，取； 相邻两车辆后轮的中心间距，取； 轮胎着地宽度，取。 4.荷载当量土柱高度计算 设计墙高9.5m，按墙高计算附加荷载强度，按照线性内插法进行计算，求得附加荷载强度为：，求土柱高度： 荷载强度q 墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa 20 10 5.土压力计算
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
重力式挡土墙设计指导书 一、重力式挡土墙的设计 1、选择挡土墙的位置 应根据路基横断面来确定挡土墙的位置 （1）路堑挡土墙的位置应设在侧沟外侧，挡土墙的高度和长度应保证墙顶以上边坡稳定。 （2）路肩挡土墙的位置，在直线地段按路基宽度确定。 2、拟定挡土墙的断面尺寸和形状 （1）拟定挡土墙的胸坡 当地面横坡较陡时，挡土墙胸坡直接影响墙的高度，胸坡较陡的挡土墙高度较小，胸坡较缓的挡土墙高度较大。重力式挡土墙的墙胸坡度，一般在地形陡峻的山区，采用1:0.05-1:0.20。对于路肩和路堤式挡土墙，应尽可能采用较陡的胸坡。在地形平缓的地区，一般采用1:0.20-1:0.35。 （2）挡土墙的墙背坡度及形式 挡土墙墙背坡度及形式，应力求使墙身结构经济合理，施工开挖量小，回填工程量少，施工便，保证安全，同时还应满足土压力计算理论的适用范围，回填前挡土墙必须稳定等要求。 墙背的形式与坡度也影响墙的高度，仰斜的墙最高，竖直的次之，俯斜墙背的最低。由土压力计算公式可知，仰斜墙背的主动土压力最小，竖直的次之，俯斜墙背的最大。一般说来，对于较低的挡土墙，应优先考虑仰斜及竖直墙背；对于较高的挡土墙，应优先考虑俯斜及折线形墙背。折线形墙背上部俯斜下部仰斜，综合了二者的优点，但其形状复杂，施工不便，一般只在墙身较高时才采用。 选择墙背形式时，必须考虑施工的要求。例如，路堑挡土墙，由于仰斜墙背可与开挖的临时边坡紧密贴合，而俯斜墙背则在施工后尚需填土，因此选用仰斜墙背比较合理。对于路堤、路肩挡土墙，仰斜墙背填土穷实比较困难，所以采用竖直与俯斜墙背比较合理。总之，挡土墙的墙背形式必须综合考虑上述各方面的因素，经过试算、比较后才能确定。 在同一工点的挡土墙，其断面形式不宜过多，以免造成施工困难和影响墙的美观。
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)
重力式挡土墙设计 一、引言 挡土墙被广泛应用于各类工程中，用于实现土体的稳定和防止土体滑动。其中，重力式挡土墙以其结构简单、施工便捷、经济高效的特点，成为常见的土木工程中的挡土墙类型之一。本文将重点探讨重力式挡土墙的设计原理、主要构造要素以及设计考虑因素。 二、设计原理 重力式挡土墙设计的核心原理是通过墙体的自重和基底的摩擦力来平衡土体的侧压力，确保墙体的稳定性。具体而言，设计要满足以下原理要求： 1. 墙体自重原理：重力式挡土墙的墙体自重应足够大，能够抵抗土体的侧压力，防止挡土墙的倾覆和滑动。 2. 基底摩擦力原理：墙体与基底之间的摩擦力对于防止土体滑动至关重要。设计中需考虑墙体和基底材料的摩擦系数，并通过增大基底面积或采用摩擦锚杆等手段增加摩擦力。 3. 合理的墙体倾角：根据土体性质和工程条件等因素，确定合理的墙体倾角，使其既能满足结构稳定性要求，又能在经济和施工上具备可行性。 三、主要构造要素 重力式挡土墙的设计还需关注以下主要构造要素：
1. 挡土墙墙体：墙体通常采用混凝土或砌石，具备足够的自重和抗压强度。墙体厚度和高度需要根据设计土体的压力和墙体所需的稳定性来确定。 2. 墙顶板：墙顶板承受着来自土体和荷载的压力，应具备足够的承载能力和平整度。一般采用预制混凝土板或钢筋混凝土板。 3. 排水系统：重力式挡土墙需要考虑土体的排水问题，避免水分对土体稳定性的影响。设计中应合理布置排水孔或排水管，确保土体排水畅通。 四、设计考虑因素 在进行重力式挡土墙设计时，还需考虑以下因素： 1. 土体性质：重力式挡土墙设计应根据实际土体的性质、强度参数和侧压力等因素进行合理选择和计算。 2. 设计荷载：考虑到挡土墙可能承受的附加荷载，如交通荷载、地震荷载等，需对设计荷载进行充分的考虑。 3. 稳定性分析：通过进行稳定性分析，确认挡土墙在不同工况下的稳定性，并进行结构上的调整和优化。 4. 施工和维护性：设计中需考虑施工的可行性和墙体的日常维护要求，确保设计方案的可操作性和长期可靠性。 五、结论
挡土墙设计说明书 一、引言 挡土墙是一种用于稳定土坡和防止坡面滑坡的结构工程，广泛应用 于土地开发、公路、铁路、水利等领域。本设计说明书旨在详细介绍 挡土墙的设计原理、施工要点以及材料选用等方面的内容。 二、设计原理 挡土墙主要通过对坡面的支撑和水土保持作用来实现稳定。设计挡 土墙时，需要考虑以下几个方面的问题： 1.地质调查和分析：根据具体工程地的地质情况，进行地质调查和 分析，评估可能存在的地质灾害风险，如滑坡、泥石流等。 2.土壤力学参数确定：通过对原土的试验，获取土壤的物理力学参数，如土的内摩擦角、抗剪强度等，以便进行挡土墙的稳定性计算。 3.坡面稳定性分析：根据土壤力学参数和坡面的几何形状，进行坡 面稳定性分析，确定墙体的高度和坡度。 4.挡土墙结构选择：根据挡土墙的设计要求，选择适合的结构形式，如重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、悬臂式挡土墙等。 三、施工要点 挡土墙的施工过程需要严格按照设计要求进行，主要包括以下几个 要点：
1.基础处理：挡土墙的基础需要具备足够的承载力和稳定性，通常采用基槽挖掘、土壤加固等方式来确保基础的稳定性。 2.墙体结构施工：根据选择的挡土墙结构形式，进行相应的施工工艺，例如重力式挡土墙可以采用预制块的形式，钢筋混凝土挡土墙可以采用浇筑的方式。 3.排水系统建设：挡土墙下方需要设置排水系统，以便及时排除墙后、坡面和基础中积聚的水分，防止水分对土体的侵蚀和渗透。 4.土壤保护和植被覆盖：为了增加挡土墙的稳定性和美观性，需要在坡面设置土工布和植被覆盖层，以防止土壤的冲刷和坡面的裸露。 四、材料选用 挡土墙的材料选用对于工程的稳定性和持久性至关重要，需要根据实际情况选择合适的材料，包括： 1.挡土墙材料：常用的挡土墙材料有钢筋混凝土、砖块、石材等，选择时要考虑材料的抗压强度、耐久性和价格等因素。 2.土工布：土工布是挡土墙坡面保护的关键材料，具有防止土壤冲刷、过滤水分等功能，应选择合适的材料进行施工。 3.植被覆盖材料：为了增加挡土墙的美观性和稳定性，应选择适合的植被覆盖材料，如草坪草、植物苗木等。 五、安全措施
重力式挡土墙的设计内容 重力式挡土墙的设计是一项严谨而细致的工作，它需要综合考虑多个 因素，包括地质条件、土壤性质、设计要求等等。下面是关于重力式 挡土墙的设计内容的一些重要细节： 一、设计要求 重力式挡土墙的设计要求包括以下几个方面：稳定性、安全性、美观 性和经济性。其中，稳定性是最重要的考虑因素，而美观性和经济性 则是次要的，要在满足稳定性和安全性的前提下尽量实现。 二、土壤性质 在进行重力式挡土墙的设计时，需要先了解设计地区的土壤特性。具 体来说，就要知道土壤的压缩性、可抗变形性、承载力等等。这些信 息可以通过实地勘探、试验或者查看搜集的相关资料得到。 三、墙体结构 重力式挡土墙的墙体结构有很多种，常见的包括混凝土墙体、石材结 构和钢筋混凝土结构等。设计人员需要根据具体情况来选择墙体结构，
同时需要考虑墙体与周围环境的融合度和美观度。 四、支撑构造 重力式挡土墙需要合理的支撑构造来保持稳定。通常采用的支撑构造有钢条、钢管、钢丝绳、混凝土等。在选择支撑构造时，需要考虑材质的强度、耐久性以及质量，同时考虑支撑构造与墙体的协调性。 五、排水系统 重力式挡土墙的排水系统也很重要，它可以有效地将渗透水排走，防止墙体破坏。据了解，常见的排水系统有集水沟、防滑材料和冲水系统等。设计人员需要根据设计要求选择合适的排水系统。 六、附加措施 除了以上几点，设计人员还需要考虑附加措施，防止重力式挡土墙发生意外。这些措施包括防护网、遮阳板、绿化带等等。这些措施可以使挡土墙更加美观，也可以增加墙体的稳定性和安全性。 总之，重力式挡土墙的设计不仅需要考虑各种材料的选择，还需要考虑其他因素如施工条件、环境因素等等。只有在前期细致的调研和方
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。
重力式挡土墙 重力式挡土墙，指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。半重力式挡土墙可采用混凝土或少筋混凝土浇筑。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。 常见的重力式挡土墙高度一般在5～6 m以下，大多采用结构简单的梯形截面形式，对于超高重力式挡土墙（一般指6m以上的挡墙）即有半重力式、衡重力式等多种形式，如何科学地、合理地选择挡土墙的结构形式，是挡土墙技术中的一项重要内容。 由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m 以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。 重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.2～1：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。 对于垂直墙，当地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：0.05～1：0.2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4。 采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于0.4m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于0.2m。通常顶宽约为H／12，而墙底宽约为（0.5～0.7）H，应根据计算最后决定墙底宽。 当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。墙趾的高度与宽度比，应按圬工（砌体）的刚性角确定，要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角θ（图6—3），对于石砌圬工不大
路基工程知识：重力式路肩挡土墙设计及基 础处理 1、工程场地概况 本段道路为一条互通式立交匝道，路基宽度为8.5m.该路基左侧边坡紧邻一条现状排水河道，路肩至河道底面高差约5.8m.为避免路基边坡侵入河道，压缩河床断面，设计考虑在该侧设置路肩挡土墙。该墙同时作河道护岸之用。 根据钻探揭露地层，该挡墙基础将置于素填土、淤泥质土等地层中，而素填土及淤泥质土具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差、力学性质差等特征，不可直接作为基础持力层，应进行软弱下卧层验算后进行有针对性的地基处理。 2、挡土墙结构设计 2.1挡土墙类型
墙身的断面形式应根据墙的用途，墙高和墙趾处地形、地质、水文等条件，在满足稳定性和强度要求的前提下，按结构合理、断面经济和施工便利的原则比较确定。 根据场地现状，路肩墙埋置深度按不小于1m考虑，总墙高约7m.根据工程经验，可采用重力式挡土墙，设计采用浆砌片石作为本挡墙的砌体材料。 2.2挡土墙设计 （1）墙身尺寸方案 根据沿线地形，设计选取大墙高处断面进行验算，该处墙顶至墙趾高为7m.设计初拟了仰斜、垂直和俯斜三种断面形式进行验算。墙身尺寸如下： a）仰斜式b）垂直c）俯斜式
（2）土压力计算 计算物理参数取值如下：圬工砌体容重：23.0kN/m3，圬工之间摩擦系数：0.4，地基土摩擦系数：0.5，砂浆标号：M7.5，石料强度：30MPa，墙后填土内摩擦角：35o，墙后填土粘聚力：不计，墙后填土容重：19.0kN/m3，墙背与墙后填土摩擦角：17.5o，地基土容重：18.0kN/m3，修正后地基土容许承载力：[б]=150kPa，地基土容许承载力提高系数：墙趾值提高系数：1.2，墙踵值提高系数：1.3，平均值提高系数：1.0，墙底摩擦系数：0.5（墙底换填碎石），地基土内摩擦角：30.0o，土压力计算方法：库仑，挡墙节段长度：10m. 计算活载按2004路基规范挡土墙车辆荷载，在车行道7m 宽范围内满布考虑。结构重要性系数1.1，对挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、墙顶与第二破裂面间有效荷载、填土侧压力、车辆荷载引起的土侧压力等进行荷载组合。 经计算等代均布土层厚度为0.724m.因基础埋置较浅，不
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
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 222 B 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; 016.250.918 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 4.25222 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 X1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
（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。
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)。 为一个整体。在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。面板的作用是阻挡填
衡重式挡土墙设计说明 一、编制依据 本图依据交通部颁发标准《公路路基设计规范》(JGT D30-2004)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)、《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)编制二、适用范围 本图仅适用于本项目一般地区，浸水区或者地震区别行计算并作工点设计。 三、设计资料 1、荷载:路基规范挡土墙车辆荷载: 2、墙顶填土高度;0米 3、墙背填料计算内摩擦角;35度 4、墙背圬工也填料间摩擦角;Ф/2(块石) 5、填料容重;21KN/M3;圬工砌砖体容重;24KN/M3 四、材料及构造 1、墙身及基础采用C20砼 2、基底应置于满足承载力要求的地基上，基底逆坡应符合设计要求，以保证墙 身稳定。 3、基础位于横向斜坡地段时，前址埋置深度S及襟边宽度L应满足表2要求。 4、填料要求:应优先采用内摩擦角大、透水性好的填料，如小卵石、砾石、料 砂、石屑。 5、挡土墙与路堤采用锥坡连接，墙端伸入路堤应不小于75CM;挡土墙墙端嵌 入路堑原地层深度，土质地层应不小于1.5M，风化软质岩层应不小于1.0M，
微风化岩层应不小于0.5M， 、墙身在岩土分界线以上部分应分层设置泄水孔，泄水孔间距2-3米，上下排6 交错布置，孔内预埋Ф5.59PVC管并长出墙背10CM，其端头用土工布滤布 包裹，最下面一排汇水孔出口应保证排水顺畅，不得阻塞。在泄水孔进水口处设粗颗粒材料(大粒径碎石或卵石)以利排水。衡重台处应增设一排泄水 孔。 7、在最底一排汇水孔处(一般设在岩土分界处)现浇30CM厚C20小石子砼， 并于其上加设Ф50MM软式透水管形成纵向排水渗沟，纵向排水渗沟可按单向坡或人字坡纵向引水，受地形条件限制时，也可形凹形坡，在凹形坡最低处设泄水孔将水引至路基以外，软式透水管技术标准;内径Ф50MM，纵向 拉伸强度;1.46KN/5CM，CBR顶破强度;4.07KN，渗透系数; 2.75*10cm-1CM/S. 8、基坑回填指最代一排泄水孔以下部位采用石灰土，墙背回填指最氏一排汇水 孔以上部位采用透水性材料。 9、挡土墙应根据地形及地质变化情况设置沉降缝，间距一般为10至15米;缝 宽为2CM，沉降缝内用沥青麻絮沿内、外、顶三边填塞，深度为15CM。 10、墙址处地面横坡较陡时，挡土墙下部宜采用台阶式扩大基础，台阶高宽比应不大于1:2，且最外侧台阶宽度应不小于是2M，台阶底面应做成0.1:1逆坡状。软质岩石路段或墙高超过12米的较完整硬质岩石路段应视基岩倾角情况加设Ф22MM锚杆以加强台阶与地基间的连接。锚杆横向间距1.5m,每级台阶设置一排，采用Ф90mm 钻孔注浆。锚杆嵌入基础深度不应小于0.8M，嵌入地基中的深度按2-3M较坚硬岩石段或4-6M软质岩石段控制
第六章挡土墙设计 §6-1概述 一、挡土墙的用途 扌当土墙是用來支撐天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公 路匸程屮，它广泛应用丁•支擦路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸唯 等。 按照墙的设置位置，挡土墙可分为路启墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型 （图 6-1）。 路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的卜方，叮以防止路宰边坡或垄 底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数暈，减少拆迁和占地 而积，以及保护临近线路的既有雨耍建筑物。滨河及水阳路堤，在傍水一侧设置 挡土墙，可防止水流对路皋的冲刷和浸蚀，也是减少斥缩河床或少占•库容的有效 措施。 图6-1挡土墙的各部分名称 a ）路肩挡土墙、b ）路堤挡土墙、c ）路堑挡土墙、d ）山坡挡土墙 路堑挡土墙设置在堑坡底部，主耍用丁•支撐开挖后不能"行稳定的边坡，同 时可 减少挖方数最，降低边坡鳥度。山坡描土墙设在堑坡上部，用于支扌当山坡上 可能坍滑的覆盖层，有的也兼有拦石作用。 此外，设置在隧道口或明洞口的挡土墙，可缩短隧道或明洞长度，降低匸程 潘呜机度 ift 頂菟罠 ---- ----- f 宀 iiirrrm 持 \增空匡
造价。设置点桥梁网端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作用。 而抗滑挡土墙则用丁•防治滑坡。 挡土墙各部分名称如图（6-lc ）所示。靠填土（或山体）-侧为墙背，外露一侧为 墙面（也称墙胸），墙面与墙底的交线为墙趾，墙背与墙底的交线为墙蹄，墙背与 铅垂线的交角为墙背倾角a 。 ■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6-lc ）, a 为正：墙背向填土一侧倾斜 时,为仰斜墙背（图6-la ）, a 为负：墙背铅垂时,为垂宜墙背（图6-lb ）, a 为零。 如果墙背具有单一坡度，称为H 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：采用路堤或路启挡 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。 二、挡土墙的类型 （一）重力式挡土墙 雨力式扌当土墙依靠墙身雨支撐土床力來维持其稳定。一般多用片（块）石砌 筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙垢「•最较大，但其型 式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，故被广泛采用。 为适应不同地形、地质条件及经济耍求，重力式挡土墙具有多种墙背型式。 其中墙背为鬥•线形的是普通重力式扌当土墙，如图6-2a,b ）所示，其断面型式最简 单，土床力计算简便。带衡亜台的挡土墙，称为衡重式挡土墙，如图6-2d ）所示, 其主耍稳定条件仍凭借丁墙"IT 巫，但由丁•衡巫台上填土的車応使全墙巫心后 移，增加了墙身的稳定，且因其墙而胸坡很陡，下墙墙背仰斜，所以可以减小墙 的高度，减少开挖「•作量，避免过份牵动山体的稳定，有时还可以利用台后净空 拦截落石。衡重式挡土墙适丁•在山区公路建设屮采用，但由其皋底面积较小， 对地基承栽力耍求较高，因此应设置在坚实的地基上。不带衡巫台的折线形墙背 挡土墙，则介乎上述两者之间，如图6-2c ）所示。 锚固力，即锚杆的抗拔力，使墙获得稳定。它适用丁•墙高较大、石料缺乏或挖基 困 难地区，具有锚固条件的路基挡土墙，一般多用丁•路堑挡土墙。 锚定板式挡土墙的结构形式与锚杆式慕本相同，只是锚杆的锚固端改用锚定 板，埋入墙后填料内部的稳定层中,依靠锚定板产生的抗拔力抵抗侧压力,保持 墙的稳定（图6-4）。它主要适用丁•缺乏石料的地区，同时它不适用丁•路堑挡土墙。 锚定式挡土墙的特点在于构件断而小，工程量省，不受地基承载力的限制， 构件（二）锚定式挡土墙 锚定式挡土墙通常包括锚杆式和 锚定板式两种。 锚杆式挡土墙是一种轻熨挡土墙 （图6-3）,主耍由预制的钢筋混凝土立 柱、挡土板构成墙面，与水平或倾斜 的钢锚杆联介组成。锚杆的一端与立 柱联接，另一端被锚固在山坡深处的 稳定岩层或土层中。墙后侧斥力由描 土板传给立柱，由锚杆与岩体Z 间的 图6-2重力式挡土墙 a 、b ）普通重力式挡土墙、c ）不带 衡巫台的折线形墙背挡土墙、d ）衡巫式 挡土墙