(完整)公路挡土墙设计
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生毕业论文（设计）挡土墙的类型及适用条件
内容摘要
随着我国公路事业的迅速发展，公路挡土墙的应用日益广泛。公路挡土墙的建设是公路施工中的一项重要内容.挡土墙对公路的养护作用至关重要 ,因此要严格控制挡土墙的设计和施工质量的控制。
本文介绍了挡土墙的类型及使用条件，挡土墙设计的基础资料及设计参数,挡土墙的初定尺寸，分析了挡土墙设计中的土压力计算方法，探讨了采用容许应力法进行挡土墙验算的内容及方法，并对挡土墙设计中的重要问题提出较为合理可行的建议与措施。后附设计实例。
关键词:挡土墙；土压力；稳定性验算；
目录
内容摘要.................................................. I 概述 (1)
1 挡土墙的类型及适用条件 (2)
1。1 重力式挡土墙 (2)
1.2 悬臂式挡土墙 (2)
1。3 扶壁式挡土墙 (2)
1。4 锚定板式及锚杆式挡土墙 (2)
1。5 加筋土挡土墙 (2)
1。6 土钉墙 (3)
2 挡土墙设计的基础资料及设计参数 (3)
2。1 基础资料 (3)
2。2 设计参数的选取 (4)
2.2.1 墙背填料的物理学性质 (4)
2。2.2 墙背摩擦角 (4)
2。2。3 基底摩擦系数 (4)
2.2。4 地基容许承载力 (4)
2。2。5 建筑材料的容重 (4)
2。2.6 砌体的容许应力和设计强度 (4)
2。2.7 砼的容许应力和设计强度 (4)
3 挡土墙选型 (4)
3。1 材料选择 (4)
3.2 截面形式的选择 (5)
3.3 挡土墙的位置选择 (5)
4 挡土墙初定尺寸 (5)
4。1 挡土墙的高度 (5)
4。2 挡土墙的顶宽 (6)
4。3 挡土墙的底宽 (6)
5.挡土墙的稳定性验算 (6)
5.1 作用在墙上的诸力 (6)
5。1.1 墙身自重 (6)
5.1.2 土压力 (7)
5。1。3 基底反力 (7)
5。2 稳定性验算 (8)
5。2.1 抗滑动稳定性验算 (8)
5。2。2 抗倾覆稳定性验算 (9)
5。2.3 基底应力及偏心距验算 (10)
5.2。4 墙身断面强度计算 (12)
6 墙后回填土的选择 (12)
6。1 理想回填土 (12)
6。2 可用回填土 (12)
6。3 不能用的回填土 (12)
7 挡土墙设计关键措施 (13)
7.1 基础加固措施 (13)
7。2 排水措施 (13)
7.3 沉降缝与伸缩缝的设置 (13)
7.4 材料的要求 (13)
7。5 设计控制重点 (14)
8 工程实例 (14)
8。1 初定挡土墙截面尺寸 (14)
8.2 土压力计算 (14)
8。3 抗滑动稳定性验算 (15)
8。4 抗倾覆稳定性验算 (15)
8。5 地基承载力验算 (15)
9 结束语 (17)
参考文献 (18)
概述
公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡的土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在公路工程中，挡土墙可以稳定路堤和路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处，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。
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。因此，深入探讨各种公路挡土墙的设计原理与方法,以及优化挡土墙结构的选型具有重要的工程实际意义和潜在的巨大经济效益。
1 挡土墙的类型及适用条件
挡土墙的形式多种多样，按其结构形式可分为：重力式、衡重式、，悬壁式、扶壁式、加筋土式、锚杆式、锚定板式。各类挡土墙的适用范围取决于墙址地形。工程水文地质，建筑材料，墙体用途，施工方法，技术经济条件及当地的经济因素等。
1.1 重力式挡土墙
重力式挡土墙一般由石头砼材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的,因为，墙身截面较大，适用于小型工程,墙高小于8米,但结构简单，施工方便，能就地取材,因此广泛应用于实际工程中。
1.2 悬臂式挡土墙
当地基土质量差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙,一般设计成L型,由钢筋混凝土建造,墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受应力，故墙身截面面积较小。
1.3 扶壁式挡土墙
由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，既沿悬臂式挡土墙的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶肋，把墙面板和墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济.
1。4 锚定板式及锚杆式挡土墙
锚定板挡土墙是由预制的钢筋混泥土立柱、墙面、钢拉杆和埋置在填土中的锚定板在现场拼装而成,依靠填土与结构的相互作用力维持其自身稳定。与重力式挡土墙相比，具有结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工方便等优点、特别适合用于地基承载力不大的地区。设计时，为了维持锚定板挡土墙的内力平衡，必须保证锚定板构造周围的整体稳定和土的摩阻力大于由土自身和荷载产生的土压力。
锚杆式挡土墙是由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面,与水平或的钢锚杆联合组成。锚杆的一端与立柱连接，另一端被锚固在山坡深处的稳定岩层或土层中。墙后侧向土压力由挡土板传给立柱,由锚杆与稳定岩层或土层之间的锚固力,使墙获得稳定。它适用于墙高较大,缺乏石料或挖基困难地区,具有锚固条件的路堑挡土墙。
1.5 加筋土挡土墙
由墙面板。拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋于填土间的摩擦力，把土的侧压力传给拉筋，从而稳定土体。既是柔性结构，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、震动作用、施工简便，外形美观。占地面积小、
而且对地基的适应性强.适用于缺乏石料的地区和大型填方工程。
1。6 土钉墙
土钉墙是由面板、土钉与边坡相互作用形成的支档结构，它适用于一般地区土质及破碎软岩质地段，也可置于桩板挡土墙之间挡岩土以保证边坡稳定。
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（包括工程地质勘测报告、工程物探报告）,地震勘测报告，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和表2选用:
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的确定。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·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 挡土墙选型
3。1 材料选择
通常挡土墙的高度是由任务要求确定的，即考虑墙后被支挡的填土呈水平时
墙顶的高程。有时,对长度很大的挡土墙，也可使墙顶低于填土顶面,而用斜坡连接，以节省工程量.
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，可以较好的满足经济、安全方面的要求。
3。2 截面形式的选择
根据挡土墙结构类型及其特点分析，当墙高＜5米时，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米时，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 挡土墙的位置选择
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；在地质条件不良的情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
对于采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，应结合具体条件考虑，必要时应作技术经济比较.因为路堤挡土墙承受荷载较大，受力条件较为不利，截面尺寸也较大，所以当路堤挡土墙与路肩挡土墙的墙高或截面圬工数量较为接近，基础情况相仿时，采用路肩墙比较有利。
4 挡土墙初定尺寸
4。1 挡土墙的高度
通常挡土墙的高度是由任务要求确定的，即考虑墙后被支挡的填土呈水平时墙顶的高程。有时,对长度很大的挡土墙，也可使墙顶低于填土顶面，而用斜坡连接,以节省工程量。
4。2 挡土墙的顶宽
挡土墙的顶宽为构造要求确定,以保证挡土墙的整体性，具有足够的强度.对于砌石重力式挡土墙，顶宽应大于0。5m 。对于素混凝土重力式挡墙顶宽也不应小于0.5m 。对于钢筋混凝土悬臂式挡土墙顶宽不小于0。3m 。
4.3 挡土墙的底宽
挡土墙的底宽由整体稳定性确定.初定挡土墙底宽B ≈（0。5～0.7)H ,挡土墙底面为卵石、碎石时取小值；墙底为粘性土时取大值。
挡土墙尺寸初定后，进行挡土墙抗滑稳定与抗倾覆稳定验算。若安全系数过大，则适当减小墙的底宽；反之，安全系数太小，则适当加大墙的底宽或采取其他措施，以保证挡土墙既安全又经济。
5。挡土墙的稳定性验算
5。1 作用在墙上的诸力
5。1.1 墙身自重
墙身自重W 竖直向下，作用在墙体的重心。挡土墙型式与尺寸初定后，W 为：
2
)(砼
γH B C W +=
W —墙身自重 C-挡土墙顶宽 B-挡土墙基底宽度 H —挡土墙高度
砼γ-混凝土容重
若经验算后,尺寸修改,则W 需重新计算。 5。1。2 土压力
挡土墙是支挡土体的结构物，它的断面尺寸与稳定性主要取决于土压力。挡土墙的位移情况不同，可以形成不同性质的土压力。当挡土墙受土体侧压力作用向外位移或倾覆时，土压力随之减小，直到墙后土体达到向下滑动的极限平衡状态时,作用于墙背的土压力称为主动土压力;当挡土墙由于外力作用向土体挤压移动式,土压力随之增大，直到墙后土体达到向上滑动的极限平衡状态时，土体对墙的抗力称为被动土压力；当挡土墙在原来位置而不产生位移时，作用于墙背的土压力称为静压力。
路基挡土墙都有可能向外位移或倾覆，墙背受到的土压力为主动土压力。对于墙趾前土体的被动土压力,为偏于安全。往往略去不计。 挡土墙承受的主动土压力一般按库伦定律计算。 主动土压力计算公式：
,2
1
2K H E γ=),cos(δα+=E E x )sin(δα+=E E y γ—墙后填料的容重，KN/m 3； K —主动土压力系数
δ—墙背与填料间的摩擦角，（°)；
α—墙背倾斜角,(°）；
《公路设计手册-路基》中,以库伦理论为基础，按墙后填土表面的形状和车辆荷载分布情况的不同,推导出各种情况下的主动土压力计算公式，设计时可根据实际情况查表计算. 5.1。3 基底反力
挡土墙基底反力可分解为竖向的法向分力和水平分力两部分。为简化计算,法向分力与偏心受压基底反力相同，呈梯形分布，合力用∑V 表示，作用在梯形的重心。基底反力的水平分力用∑H 表示,如图5。1所示。
图5。1 挡土墙基底受力图
以上3种力为作用在挡土墙上的基本荷载。此外，若排水不良，墙后填土积水，需计算水压力。填土表面堆料以及地震区还应计入相应的荷载。
5。2 稳定性验算
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。因此在设计挡土墙时，应验算挡土墙沿基底的抗滑动稳定性，绕墙趾的抗倾覆稳定性，基底应力和偏心距,以及墙身强度等。一般情况下，主要由基底承载力和滑动稳定性来控制设计，墙身应力可不必验算。挡土墙的力学计算取单位长度计算。
挡土墙设计所用的荷载与荷载组合按交通部部颁标准（JTJ 021-89)《公路桥涵设计通用规范》的规定采用。 5。2.1 抗滑动稳定性验算
如图5.2所示,在主动土压力的水平分力E x 作用下，使挡土墙向外滑动，抵抗滑动的是基础底面与地基之间的摩阻力。抗滑力与滑动力的比值称为抗滑稳定系数，用K c 表示,在一般情况下： 如下（图1)
(1）将作用在挡土墙上的土压力E 分解为两个分力；
(2）水平分力E X 为使挡土墙滑动的力,E X =E cos （δ+ε)；
Z W
E
ε
δ
O
Z y W
E y
E Z x
（W+E y ）f
B
ε 图5。2挡土墙抗滑移稳定验算
(3）竖向分力E Y 和墙自重W 引起的摩擦力为抗滑力，E Y =E sin （δ+ε); (4)抗滑力与滑动力的比值,称为抗滑稳定安全系数,记为K c ； （5）抗滑稳定验算公式：[]c x
y c K E f
E W K ≥+=
)(
式中：W-挡土墙自重,KN
E x ，E y -主动土压力的水平与垂直分力，KN
f —基础底面与地基土之间的摩擦系数。可通过现场试验确定,当无实测资料时，可按下表选用；
[]c K -容许的抗滑动稳定系数，对于荷载组合I —IV 为1.3,荷载组
合V 为1.2
基底摩擦系数
(6)当K s ＜[]s K 时，表明挡土墙的抗滑稳定性不足，可考虑采用下列措施，以增加其抗滑动稳定性.
①采用倾斜基底，设置向内倾斜的基底,可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加其抗滑稳定性。基底倾角，对于土质地基不陡于1：5；对于岩石地基不陡于1：3；
②采用凸榫基础，在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫,与基础连成整体，利用凸榫前土体所产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑性能；
③更换基底土层,以增大基础底面与地基之间的摩擦系数；
④改变墙身断面形式和尺寸，以增大垂直力系,但单纯扩大断面尺寸，收效不大，也不经济.
5.2.2 抗倾覆稳定性验算
挡土墙的抗倾覆稳定性是指抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力.墙趾总的稳定力矩与总的倾覆力矩之比称为抗倾覆稳定系数，挡土墙的抗倾覆稳定性分析如图5.2所示。
(完整)公路挡土墙设计
（1)抗倾覆稳定验算以墙趾O 点取力矩进行计算（参见图3.2）； （2)主动土压力的水平分力E x 乘以力臂Z x 为使墙倾覆的力矩；
（3)主动土压力的竖向分力E y 乘以力臂Z y 与墙自重W 乘以力臂Z w 之和为抗倾覆力矩；
(4）抗倾覆力矩与倾覆力矩之比值称为抗倾覆稳定安全系数，记以K 0； (5）抗倾覆稳定验算公式：
[]0...K K Z E b
E Z W x
x y w t ≥+==
倾覆力矩抗倾覆力矩
式中：K 0—容许的抗倾覆稳定系数,对于荷载组合I []0K =1.5;荷载组合II-IV 为1.3；荷载组合V 为1.2；
Z w 、Z x 、Z y -分别为W ，E x ，E y 对O 点的力臂，m 。
（6）若倾覆稳定性验算结果不满足要求，则应采取以下的措施来解决: ①修改挡土墙尺寸，如加大墙底宽，增大墙自重，以增大抗倾覆力矩。这一方法要增加较多的工程量，通常并不经济；
②伸长墙前趾，增加混凝土工程量不多，但需增加钢筋用量； ③将墙背做成仰斜,可减小土压力，但施工不方便；
④做卸荷台，位于挡土墙竖向墙背上，形如牛腿。卸荷台以上的土压力，不能传到卸荷台以下.土压力呈两个小三角形，因而减小了总的土压力,使倾覆力矩减小.
5。2。3 基底应力及偏心距验算
（如下图2）作用于垂直力为N=W+E y ，基底合力的偏心距为e 0，按力矩平衡原理可计算N 对墙趾O 的力臂Z N Z n =
N
ZX
E Z E WZ X Y Y W -+
5.3 挡土墙抗倾覆稳定验算
(完整)公路挡土墙设计
合力的偏心距e 0按下式求的 e 0=
n Z B -2=2
B -Y
X
X Y Y W E W Z E Z E WZ +-+ 在偏心荷载作用下，基底的最大应力和最小应力为:
1
2
W M A N ∑±
=σσ=[]σ≤±+)61(0B e B E W y 式中 N —基底合力垂直于基底面的分力KN
∑M -作用于挡土墙上的水平力和竖向力对基底重心的弯矩，KN 。M A —基底底面的面积，m2,对1m 长挡土墙而言A=B B -基底宽度 m
W 0—基础底面的截面抗低距,m 3 ,W 0=6
1B2 e 0 —基底合力的偏心距，m
[σ］-地基容许承载力，KPa 。按现行《公路桥涵地基与基础设计规范》取值。
当e 0＞6
B 时，σ2为负值，即基底墙踵一侧出现拉应力，这是不容许的，可仅按受压区计算基底最大压应力，不考虑基底承受拉应力，其最大应力σmax 按下式计算:
][2
32320max
σσ≤-+?=?=e B
E W Z N y
N 从上述分析可知,合力偏心距e 0直接影响到基底应力的大小和性质，如e 0过大，即使基底应力小于地基容许承载力，但由于墙趾压应力σmax 与墙踵压应力 σmin 相差过大，亦可能引起基础产生不均匀沉陷，从而导致墙身过分倾斜，为此应控制偏心距.偏心距应符合下列要求：
土质地基:e 06
B ≤,石质较差的岩石地基：e 05
B ≤, 坚硬的岩石地基:e 04
B ≤。
Z （W+E y ）f
σ
图2
5。2。4 墙身断面强度计算
1墙高处或上下通常取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、
2
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,而衡重力式挡土墙还进行斜截面剪应力的验算。
6 墙后回填土的选择
根据上述土压力理论进行分析，通常希望作用在挡土墙上的土压力值越小越好.这样可使挡土墙断面小，省方量，降低造价。各种土压力中，最小的土压力为主动土压力P a,而P a的数值大小与墙后填土的种类和性质密切相关。由此可见，挡土墙后的填土应作为挡土墙工程的组成部分进行设计与选择。
6。1 理想回填土
卵石、砾石、粗砂、中砂的内摩擦角φ大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的主动土压力小。上述粗粒土为挡土墙后理想的回填土。
6。2 可用回填土
细砂、粉砂、含水率接近最优含水率的粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗粒土，外运不经济，可就地取材。
6.3 不能用的回填土
软粘土、成块的硬粘土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀都将产生额外的土压力，对挡土墙的稳定性产生不利影响，故不能用作墙后的回填土.
7 挡土墙设计关键措施
7.1 基础加固措施
为减少基地压应力，增加抗倾覆的稳定性。在墙趾处伸出一台阶，以拓宽基底.墙趾台阶的跨度不小于20cm，台阶高宽比可采用3:2或2：1。地基为软弱土层时，可用砂砾，碎石,矿渣或灰土等质量较好的材料换填，以扩散基底压应力,满足设计要求。
7。2 排水措施
对于浆砌石挡土墙,应在墙前地面以上设置一排泄水孔。墙较高时。可在墙上部加设泄水孔。泄水孔采用10×10cm的方孔或圆孔，孔眼间距2-3米.上下排泄水孔错开设置。泄水孔进水应设置反滤材料。
7.3 沉降缝与伸缩缝的设置
为避免地基不均匀沉降引起强身开裂,需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时,为了减少圬工砌体因收缩硬化或温度变化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝.挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起。每隔10—15米设置一道，缝宽2—3米，自墙顶做至地基,缝内宜用沥青麻絮。沥青竹絮或涂以沥青的木板等具有弹性的材料，沿墙的内、外、顶三侧填塞,填塞深度不小于15cm。
7。4 材料的要求
石料须经过挑选. 质地均匀，无裂缝，不宜风化。石料的抗压强度不低于30mpa 尽量采用较大的石料砌筑，块石应大致方正。其厚度不小于15cm 宽度和长度相
应位厚度的1。5—2。0倍和1.5—3.0倍。
7.5 设计控制重点
对于俯斜式挡土墙，由于所受土压力较大，所以设计时应注意其稳定和抗倾覆的验算.对于衡重式挡土墙，一般较容易满足稳定要求，墙身断面的强度成为挡土墙设计中主要的控制指标。所以一定要采用高强度的材料砌筑。
8 工程实例
已知某混凝土挡土墙如图8.1所示：高度H=6.0m，墙背倾斜ε=10°，填土表面倾斜β=10°,墙摩擦角δ=20°， =30°，重度γ=18。5KN/m3。地基承载力设计值f=180KPa。
图8.1 挡土墙示意图
8.1 初定挡土墙截面尺寸
由已知设计资料分析,所设的挡土墙墙高6m，顶宽0。7m,底宽4。2m。
在挡土墙建成使用期间，如遇暴雨，有大量雨水渗入挡土墙后填土中，结果使填土的重度增加，内摩擦角减小，土的强度降低，导致填土对墙的土压力增大。同时墙后积水，增加水压力，对墙的稳定性产生不利影响。若地基软弱，则土压力增大引起挡土墙的失稳。因此,为了迅速排除墙后积水，在挡土墙墙身2.5m处和5m处布置10×10cm圆孔泄水孔,间距3m，上下交错设置，在泄水孔进口处设置粗粒料反滤层，以避免堵塞孔道;设置地面排水沟，引排地面水。
8.2 土压力计算
主动土压力系数：
生毕业论文（设计）挡土墙的类型及适用条件
内容摘要 随着我国公路事业的迅速发展，公路挡土墙的应用日益广泛。公路挡土墙的建设是公路施工中的一项重要内容。挡土墙对公路的养护作用至关重要，因此要严格控制挡土墙的设计和施工质量的控制。 本文介绍了挡土墙的类型及使用条件，挡土墙设计的基础资料及设计参数，挡土墙的初定尺寸，分析了挡土墙设计中的土压力计算方法，探讨了采用容许应力法进行挡土墙验算的内容及方法，并对挡土墙设计中的重要问题提出较为合理可行的建议与措施。后附设计实例。 关键词：挡土墙；土压力；稳定性验算；
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 概述 . (1) 1 挡土墙的类型及适用条件 (2) 1.1 重力式挡土墙 (2) 1.2 悬臂式挡土墙 (2) 1.3 扶壁式挡土墙 (2) 1.4 锚定板式及锚杆式挡土墙 (2) 1.5 加筋土挡土墙 (2) 1.6 土钉墙 (3) 2 挡土墙设计的基础资料及设计参数 (4) 2.1 基础资料 (4) 2.2 设计参数的选取 (4) 2.2.1 墙背填料的物理学性质 (4) 2.2.2 墙背摩擦角 (4) 2.2.3 基底摩擦系数 (4) 2.2.4 地基容许承载力 (4) 2.2.5 建筑材料的容重 (4) 2.2.6 砌体的容许应力和设计强度 (4) 2.2.7 砼的容许应力和设计强度 (4) 3 挡土墙选型 (5) 3.1 材料选择 (5) 3.2 截面形式的选择 (5) 3.3 挡土墙的位置选择 (5) 4 挡土墙初定尺寸 (6) 4.1 挡土墙的高度 (6) 4.2 挡土墙的顶宽 (6) 4.3 挡土墙的底宽 (6) 5.挡土墙的稳定性验算 (7)
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。
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，
ICS 93.080.01 P 66 备案号：DB63青海省地方标准 DB 63/T 1850—2020 公路波纹钢板挡土墙设计规范 2020 - 11 - 12 发布2020 - 12 - 31 实施青海省市场监督管理局发布
目次 前言 (Ⅲ) 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (1) 4材料及构件 (3) 4.1波纹钢面板 (3) 4.2筋带 (5) 4.3连接件 (5) 4.4加劲肋 (7) 4.5排水材料 (7) 4.6防腐材料 (8) 4.7加筋体填料 (8) 4.8基础及附属工程材料 (8) 5构造设计 (9) 5.1总体构造 (9) 5.2地基及基础 (9) 5.3墙身断面形式 (10) 5.4波纹钢面板连接 (12) 5.5加劲肋布置 (13) 5.6加筋体 (14) 5.7 排水 (16) 6设计验算 (17) 6.1一般规定 (17) 6.2地基沉降计算 (17) 6.3 荷载 (17) 6.4波纹钢板面板计算 (17) 6.5稳定验算 (18) 6.6抗冻胀力计算 (18) 7 防腐 (18) 7.1镀锌防腐 (18) 7.2防腐涂装 (19) 8附属工程设计 (19) 附录A（规范性附录）设计计算一般内容及程序 (20) 附录B（规范性附录）波纹钢板挡土墙荷载 (22) I
附录C（规范性附录）波纹钢面板厚度及筋带结点 (25) 附录D（规范性附录）内部稳定计算 (26) 附录E（规范性附录）外部稳定性计算 (32) 附录F（规范性附录）填料与筋带的似摩擦系数试验 (36) II
前言 本标准按照GB/T 1.1—2020给出的规则编写。 本标准由青海省交通运输标准化专业技术委员会提出。 本标准由青海省交通运输厅归口。 本标准由青海省交通运输厅监督实施。 III
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
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。
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。
第一章绪论 1．1毕业设计课题——挡土墙的概述 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。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。 路基在遇到下列情况时可考虑修建挡土墙： （1）陡坡地段； （2）岩石风化的路堑边坡地段； （3）为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段； （4）可能产生塌方、滑坡的不良地质地段； （5）高填方地段； （6）水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段； （7）为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段。 在考虑挡土墙的设计方案时，应与其他方案进行技术经济比较。例如，采用路堤或路肩挡土墙时，常与栈桥或填方等进行方案比较；采用路堑或山坡挡土墙时，常与隧道、明洞或刷缓边坡等方案进行比较，以求工程技术经济合理。
1．2挡土墙的类型及适用条件 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。 1．2．1重力式挡土墙 重力式挡土墙一般由块石或混凝土材料砌筑。重力式挡土墙是靠墙身自重保证墙身稳定的，因此，墙身截面较大，适用于小型工程，通常墙高小于8米，但结构简单，施工方便，能就地取材，因此广泛应用于实际工程中。 1．2．2悬臂式挡土墙 当地基土质较差或缺少石料而墙又较高时，通常采用悬臂式挡土墙，一般设计成L型，由钢筋混凝土建造，墙的稳定性主要依靠墙踵悬臂以上土重来维持。墙体内设置钢筋以承受拉应力，故墙身截面较小。 1．2．3扶壁式挡土墙 由墙面板、墙趾板、墙踵板和扶肋组成，即沿悬臂式挡土墙的墙长方向，每隔一定距离增设一道扶肋，把墙面板和墙踵板连接起来。适用于缺乏石料的地区或地基承载力较差的地段。当墙高较高时，比悬臂式挡土墙更为经济。 1．2．4锚定板及锚杆式挡土墙
技术交底书挡土墙施工图设计说明 页脚内容1
技术交底书 页脚内容2 1、设计依据 《公路路基设计规范》 JTG D20-2004 《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》 JTG D62-2004 《公路桥涵地基及基础设计规范》 JTG D63-2004 《公路挡土墙设计与施工技术细则》 2、地质说明 2.1 岩土层分布及其特征 经钻探及工程地质调查查明，场区内的土层为第四系全新统人工堆积层（Q 4ml ）和黏土②（Q 4h ）、第四 系冲积层（Q 4al ）圆砾③。根据场地的地貌单元、岩土成因类型、风化程度、地层沉积年代，对场区内的岩土层进行划分，分为3层，现叙述如下： 1、填土①（Q 4ml ） 属第四系全新统人工堆积层，灰褐色、黄色，稍湿，稍密，成分主要为黏性土夹砾石, 局部有少里风化泥砂岩等，土质不均匀。层0.80～4.50m ，平均厚度1.93m ，该层分布于整个场地。 本层做标准贯入试验6次，平均击数4.0击/30cm ；修正后标准值3.3击30cm ； 本层属干燥类型土，土、石类别为松土，土、石等级为Ⅰ级。 2、黏土②（Q 4al ） 属第四系冲积层，褐黄色、黄色，硬塑，湿，粘性土为主，含铁锰结核、石英等，切面光滑，有光泽，干强度较高，韧性高，无摇震反应中等。层面埋深1.60～4.80m ，厚度1.20～8.3m ，该层仅分布于ZK12~ZK19号钻孔部分路段。本层取原状土样6件进行室内试验，试验结果表明：液性指数I L =0.09～0.19，平均值0.13；孔隙比e=0.603～0.830，平均值为0.670；属硬塑状。液限W L =35.2%～41.8%，平均值为38.3%，压缩系数21-α=0.14 Mpa-1～0.16Mpa-1，平均值为0.15Mpa-1，属中等偏低压缩性土。本层做标准贯入试验12次，平均击数12.1击/30cm ，修正后标准值11.8击/30cm 。 3、圆砾③（Q 4al ） 属第四系冲积层，黄褐色、黄色、，密实局部为中密，无摇震反应，圆砾成份为风化石英岩、砂岩、硅质岩，呈圆状、亚圆状，砾经多为2～35m m 不等；级配较好，磨圆度中等，占总质量60～75%，填充为中粗砾砂及粘性土。层面埋深0.8～4.50m ，最大揭露厚度22.60m ，该层分布于场地全部路段。 本层取扰动土样6组圆砾样做颗粒分析试验，结果表明：粒径﹤0.075mm 的颗粒含量平均值为13.52%，粒径0.075～0.25mm 的颗粒含量平均值为2.50%、粒径0.25～0.5mm 的颗粒含量平均值为6.88%、粒径0.5～2.0mm 的颗粒含量平均值为10.92%、粒径2.0～20mm 的颗粒含量平均值为53.42%、粒径大于20mm 的颗粒含量平均值为12.75%。 本层做动力触探试验11/ 11米/孔，平均击数19.8击/10cm ，修正后标准值19.6击/10cm 。。 本层属干燥类型土，土、石类别为普通土，土、石等级为Ⅱ级。经钻探查明，场地内的岩土层主要为填土、第四系冲、洪积相的碎石土以及古近系泥岩等，其中填土、风化岩及具胀缩性的古近系泥岩为特殊性岩土。 2.2 水文地质条件 本次钻探在ZK12~ZK19钻孔岩层中揭露地下水，地下水类型主要为孔隙水；孔隙水主要赋存于填土①、黏土②及圆砾③孔隙裂隙中，终孔后测得孔内稳定水位埋深 2.80～4.80m ，标高为76.33～83.35m 。主要受大气降水的补给，以蒸发、径流及下渗等形式排泄，水量很小，水位因季节变化而异，无统一水位，对施工有影响。 2.3 岩土层胀缩性评价 本场地较可能具膨胀性的地基土层为冲积成因的黏土②层，试验结果自由膨胀率δcf =23.0%﹤25%，按《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》（DB45/T396-2007）表3.1.4规定，该层土不具膨胀性。 2.4 结论与建议 1、经过本次勘察，线路工程地质条件及水文地质条件已查明。道路沿线土层简单。拟建线路自然斜坡基本稳定，地下水埋藏较深，水文地质条件简单。道路填方高度较不大，应对边坡采取适当的支护措施。场地无深大断裂通过，地质构造简单。因此路线宜于修建。 2、场地抗震设防烈度为6判别度，场地没有可液化土层，一般情况下不需要进行路基抗震强度、稳定性和液化验算。 3、场地填土①均厚度小，可开挖清除。 4、路基持力层选择：以粘土或圆砾为持力层。 5、在挖方较深路段K0+150～K0+300采用桩板式支护。 5、填土路堤应分层碾压夯实。路基填土的填料、填筑工序及压实度等，应符合规范的规定，应清除表面素填土后再进行回填。 6、施工时应先清除拟建路线范围内的有机质土等松软土体，并将基底土碾压密实后再进行填筑。新旧填土接触面建议开挖成阶梯状，以保证新旧填土表面衔接。必要时，可采用冲击碾压或强夯等进行增强补压，以消减路基填挖间的差异变形。 7、场地地下水及地基土对混凝土结构、对钢筋混凝土结构中钢筋及对钢结构均具微腐蚀性。 8、路线应设置有效的截、排水系统，防止地表水下渗对路基产生危害及影响线路稳定性。 9、设计施工中应注意核查是否有穿越埋在场地地下的天然气管、自来水管、电缆等管道设施，并作好防护措施。 10、施工中若遇疑难地质问题，请及时通知我院派有关员前去验槽，并共同研究解决。 3、设计参数 各岩土层主要物理力学指标建议值表 表7
公路挡土墙与高级路面设计
路基路面课程设计公路挡土墙与高级路面设计
目录 道路工程课程设计任务书（附页）………………………………………………………………… 重力式挡土墙……………………………………………………………………………………………… 新建水泥混凝土路面设计……………………………………………………………………………… 新建沥青路面设计………………………………………………………………………………………… 改建沥青路面……………………………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………………………………
道路工程课程设计任务书（附页） 一、挡土墙设计： 设计资料： 1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高4－6米，墙上填土高2－3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.15－1：0.35，墙身分段长度15米。 2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。 3.墙背填土容重γ＝18kN／m3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ＝Φ/2。 4.地基为砂类土，容许承载力f＝350kPa，基底摩擦系数μ＝0.40。 5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kN ／m3，砌体容许压应力[σa]=600kPa，容许剪应力[τ]＝50kPa，容许弯拉应力[σwl]＝80 KPa。 根据设计资料进行挡土墙设计。 二、路面设计： 某国道天津段按一级公路标准修建，并将于2011年底通车，设计道路横断面为双向四车道。根据可行性研究报告提供的2009年的交通组成情况如下表：
第八章其他结构形式的挡土墙 第一节竖向预应力锚杆档土墙 一、概述 竖向预应力锚杆挡土墙是由圬工砌体和竖向预应力锚杆构成，如图8—1所示。砌体一般是由浆砌片(块)石或素混凝土筑成，竖向预应力锚杆竖向设置，它的一端锚固在岩质地基中，另一端砌筑于墙身内，并设锚具与圬工砌体联系，最后对锚杆进行张拉。竖向预应力锚杆挡土墙就是利用锚杆的弹性回缩对墙身施加竖向预应力，以提高挡土墙的稳定性，从而代替部分挡土墙圬工的重力，减少挡土墙圬工断面，达到节省圬工、降低造价的目的。 竖向预应力锚杆挡土墙一般适用于岩质地基(即要求地基承载力高)及墙身所受侧压力(如滑坡推力)较大的情况。此种挡土墙我国铁路部门于1钌5年首先应用于成昆铁路狮子山滑坡病害整治工程中，以后在其他滑坡治理工程中陆续使用。 二、锚杆设计 灌浆预应力锚杆是利用锚孔中灌注的水泥砂浆锚固在挡土墙基底稳定岩层的钻孔中，锚杆受拉后由锚杆周边的砂浆握裹力将拉应力通过砂浆传递到岩层中。它由锚固段、张拉自由段及垫板锚具等三部分组成，如图8—1所示。 锚固段是指在挡土墙基底以下锚固在稳定地基中的一段锚杆，它是利用水泥砂浆对锚杆的握裹力、砂浆与孔壁岩层间的粘结
锚杆设计包括锚杆材料的选定和截面尺寸的确定，锚杆间距及锚杆锚固深度的确定等。 锚杆宜用经过双控冷拉处理后的单根粗钢筋制作，双控冷拉处理的目的在于提高钢筋的极限强度，一般采用螺纹钢筋。其截面应根据受力大小而定，锚杆直径尚需增加2mm作为防锈的安全储备，目前常用φ(18-32)mm。锚孔直径一般比锚杆直径大15-30mm，约 为50—lOOmm，视岩石的风化程度、水泥砂浆与岩石的粘结强度
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。
公路常用挡土墙的选型及设计要点 公路挡土墙是路基设计工作的重点和难点；本文根据笔者的经验和体会，谈谈公路常用挡土墙的选型及设计要点，希望能对相关设计人员有所帮助。 标签：挡土墙挡墙选型挡墙设计 1公路常用挡土墙的主要类型、特点及适用范围 挡土墙是承受土压力，防止土体滑塌的墙式构造物。常用挡土墙形式大致为：重力式挡土墙、悬臂式和扶壁式挡土墙、桩板式挡土墙、锚杆挡土墙、加筋挡土墙、锚定板挡土墙等。各类型挡墙的特点不同，适用范围也不完全相同，其特点及适用范围分述如下： 1.1重力式挡土墙 重力式挡土墙是依靠墙体自重来抵抗土体侧压力的挡土墙，具有结构简单、受力单一、施工技术成熟、取材方便等特点。可细分为仰斜式、垂直式、俯斜式、折线式、衡重式、台阶式等；其中垂直式、折线式、台阶式这三种形式的代表性不强，在此不做专门分析。 1.1.1仰斜式挡土墙 仰斜式挡土墙是最常用的重力式挡土墙，其面坡、背坡均内倾，面坡一般不宜缓于0.3，背坡不宜缓于0.25。与其他重力式挡墙相比，其优点为每延米圬工最省、抗滑、抗倾覆稳定性好，地基承载力要求低。缺点是当地形陡峻时，墙高增加过快，其占地面积较大，墙背坡率内倾，墙背填土不易压实，墙高不能做太高，最大墙高不宜超过10m，墙高过大则抗滑稳定性将明显降低。适用于地形平缓，地面横坡缓于1：2须限制放坡的路段；挡墙高度较小，最大墙高小于10m 的路段；地质条件一般，地基承载力尚可的路段。 1.1.2俯斜式挡土墙 俯斜式挡土墙与仰斜式挡土墙最大区别是其面坡垂直、背坡外倾，坡率1：0.25～0.4，不宜缓于0.4。其优点是结构简便易施工，墙背坡率外倾，墙背填土易压实。缺点是抗滑、抗倾覆稳定性不如仰斜式和衡重式挡土墙；背坡外倾，墙踵向路基内延伸，地形较陡时挖基量大；因受力条件限制，适用于低矮挡墙，最大墙高不宜超过6m。适用于墙高不超过6m，地形平坦，老路改扩建需要限制放坡的路段（如穿越农田区）。 1.1.3衡重式挡土墙 利用作用于墙背衡重台构造上的填土重力和墙体重心后移而抵抗土体侧压
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。
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)
山区公路挡土墙设计浅析 挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，特别在山区公路中，应用更为广泛。本文主要介绍采用容许应力法进行挡土墙设计的情况，分析山区公路挡土墙设计中的重点问题，并提出了较为合理可行的建议与措施。 关键词：山区公路挡土墙设计土压力库伦理论稳定截面强度措施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 填料内摩擦角参考值土的种类块石大卵石、碎石类土小卵石、砾石、粗砂、石屑中、细砂、砂质土粉砂粘土内摩擦角（#176;）45 40 35 30 26 14-21 表2 填料标准容重土的种类砾石、碎石、砾质土砂、砂质土粉土、粘性土（l50%）石灰土（石灰10%）粉煤灰容重（KN/m3）20 19 18 18 15 2.2.2 墙背摩擦角填土与墙背间的摩擦角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=/2。 2.2.3 基底摩擦系数基底摩擦系数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#183;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
1重力式挡土墙的设计要点 设计重力式挡土墙，一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量，再进行细部尺寸调整，以满足挡土墙的抗倾覆要求。 1.1断面形式的确定 根据重力式挡土墙结构类型及其特点，我们可以根据实际条件，选择不同类型的断面结构。如果地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，一定会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。 1.2挡土墙的截面尺寸的确定 重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力，在设计时，重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定，可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算，如不满足要求，则应修改截面尺寸或采取其它措施，直到满足为止。 1.3土压力的确定 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多，由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。 2重力式挡土墙的计算内容 从安全地角度考虑，当埋入土中不算很深时，作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土中部分所受的被动土压力，一般可忽略不计。重力式挡土墙的计算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。 2.1挡土墙的稳定验算及强度验算 挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆，并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后，应进行墙的稳定及强度验算（采用容许应力法）。 2.2 墙身截面强度验算 通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，重力式挡土墙只验算水平剪应力。 2.3基底应力及偏心验算 基底的合力偏心距e计算公式为：e=B/2-Zn=B/2-（WZw+EyZx-ExZy）/（W+Ey） 在土质地基上，e≤B/6；在软弱岩石地基上，e≤B/5；在不易风化的岩石地基上，e≤B/4。 3挡土墙稳定性增大的措施 设计、验算之后，为保证挡土墙的安全性，必须采取必要的措施。
挡土墙的设计原则 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底；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。 挡土墙的设计原则： 1、挡墙的建造费用较高，挡土墙形式的选择要结合经济性来考虑。 2、挡墙的结构设计要满足规范要求，以保证其功能性和安全性达标。 3、挡墙的设计要考虑其疏排水设计和变形缝设计。 4、挡墙一般通过贴面材料的装饰来加强景观效果，应尽量选用接近自然的饰面材料。 挡土墙设计： 挡土墙墙面一般为直立式或仰斜式。相同高度下采用仰斜式墙面可使人视线开阔感觉舒适宽敞。此外，在一些公众聚集的特殊地区．如停车场、立交桥等处，也可将墙面设计为曲线或折线，以增强动感，创造景观，形成空间视觉中心，除了考虑挡墙的构造形式以外，挡墙墙面材质的选择及绿化美化的方式也很重要，可直接影响到景观质量。通常情况下，挡墙由砖、石、混凝土等砌筑而成，给人以单调、生硬、沉重之感，如若选用人工斧凿后的材料或各种可塑材料，加之浮雕图
案设计等方法．则可给观赏者以优美艺术的享受，而有时又宜选择天然石材等来体现粗犷、奔放的环境风格。 因此，我们在尽量利用天然材料来体现某些效果的同观在挡墙墙脚、墙身、墙顶等处的种植槽、种植穴进行绿化，可软化挡墙的硬质景观效果，隐蔽挡墙之劣处，改善挡墙周围的生态环境、渲染色彩、拓展空问、协调环境、展现艺术。挡土墙作为城市、场地及道路等工程中常见的一种立体造型物，在周围环境中占具着相当的地域空间，如果我们在设计中充分利用挡墙具有多种空间变幻的特性来展现我们的设计思想，努力挖掘其潜在的特点和优势，定能将挡墙在满足功能要求的前提下，修饰成一道亮丽的立体风景，达到完美的景观效应。