XXXX工程锚杆挡土墙计算分析报告
XXXX设计院
XXXX年XXX月
目录
第一章概述 (1)
第二章锚杆挡土墙计算理论 (1)
第三章锚杆挡土墙计算 (1)
第一章概述
锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡建筑物，它是靠锚杆锚固在稳定地层内，能承受水平拉力来维持墙的平衡，因此地基承载力一般不受控制，从而能克服不良地基的困难。在高边坡的情况下，且可采用自上而下逐级开挖和施工的办法，可以避免边坡坍塌，有利于施工安全。
锚杆使用灌浆锚杆，采用钻机钻孔，毛孔直径一般为100~150mm，锚杆材料为HRB335钢筋和由7根钢丝构成φ12.7mm 的预应力钢绞线。锚杆钢筋以一根或数根钢筋组成；锚杆锚索以一束或数束钢绞线组成。锚杆插入锚孔内后再灌注水泥砂浆。灌浆锚杆亦可用于土层，但由于土层与锚杆间的握固能力较差，尚需要加压灌浆或内部扩孔的方法以提高其抗拔能力。
锚杆挡土墙的墙面，一般用肋柱和挡土板组成，其结构布置应根据工点的地形和地质条件、墙高及施工条件等因素，考虑挡土墙是否分级和每级挡土墙的高度来决定。当布置为两级或两级以上时，级间可留1~2米的平台，如图1。
肋柱的间距应考虑工地的起吊能力及锚杆的抗拔能力等因素，一般可选用2.0~3.5米。每根肋柱根据其高度可布置多根锚杆。锚杆的位置应尽可能使肋柱所受弯矩均匀分布。
肋柱视为支承于锚杆（或支承于锚杆和地基）的简支梁或连续梁。肋柱的底端视地基的强度及埋置深度，一般设计时假定为自由或铰支端，如基础埋置较深且为坚硬的岩石时，也可以作为固定端。当底端
固定时，应考虑地基对肋柱基础的固着作用而产生的负弯矩。
图 1
第二章 锚杆挡土墙计算理论
锚杆挡土墙计算的主要内容有：肋柱、锚杆和挡土板的内力计算；肋柱底端的支承应力检算；肋柱、挡土板、锚杆和锚头的设计等。 a) 肋柱和锚杆的内力计算
假定肋柱与锚杆联结处为一铰支点，把肋柱视为简支梁或连续梁。锚杆为轴心受拉构件。
i. 当肋柱仅有两根锚杆，且底端为自由端时，可假定按两端
悬臂的简支梁计算，如图2所示。
图 2 假定肋柱为简支梁的计算草图
（1）肋柱的支点反力
2
3)(l l Z P R A -= A b R P R -=
式中 P —作用于每根肋柱上的土压力的合力
L q q P H )(2
10+=；
δσcos 00l q =；
δσcos l q H H =；
0σ、H σ—锚杆挡土墙墙顶及底端的单位土压力；
δ—墙背摩擦角；
l —肋柱间距；
L —肋柱全长，αcos H
L =；
α—肋柱竖向倾角。
Z —土压力合力的作用点至肋柱底端的长度，
H
H
q q q
q L Z ++?=0023
（2）肋柱的弯矩
2
10210)(61
21l q q l q M A A ---=
3
32
3)(3121l q q l q M B H B B ---=
令x 为任意截面至肋柱顶的长度，则
30
20
162)(x L q q x q l x R M H A AB ----= 取022
00=---=x L q q x q R dx dM H A AB
由上式求得x 值，代入AB M 即得AB 间m ax M 值。
（3）肋柱剪力
)(21
01A A q q l Q +-=上
上下A A A Q R Q +=
)(202
1B B A q q l l R Q ++-=上
上下B B B Q R Q +=
ii. 视肋柱为连续梁（包括底端固定）时的内力计算
（1）求肋柱的支点弯矩
在求支点弯矩时，可采用弯矩分配法进行计算。
（2）解肋柱力矩、剪力、反力的一般公式
算得连续梁（即肋柱）各支点弯矩之后，即可用静力平衡
的条件算出各截面的弯矩、剪力以及各支点的反力。
截取连续梁的第n 及n+1跨作为简支梁，如图3所示，其
支点反力为：
n
n n n n l M M A A 10--+= n n n n n l M M B B -+
=-10
在距左支点x 处的截面内，其弯矩及剪力为：
110--+-+=n n n n x x M x l M M M M n
n n n x l M M Q Q 10--+=
图 3 连续梁某一节点的内力计算
在以上各式中，0
0B n n A 、及00Q M x x 、系指由于测向土压力所引起的简
支梁支点反力及任意截面的弯矩、剪力。
连续梁第n 支点反力等于来自该支点左右两端的剪力之差：
左
右n n n Q R Q -=
右n Q 等于1+n l 跨度内的左端反力1+n A 。左n Q 等于n l 跨度内的右端反力n B 的负值。故第n 个支点反力又可用下式表示：
n
n n n n n n n n n n l M M B l M M A B A R -++-+=+=-++++1011011 iii. 锚杆的内力计算
截取肋柱某一支点n ，如图4所示。
图 4 锚杆拉力与支点反力的关系
由连续梁求得n 支点反力为n R 。令锚杆轴向力为n N ，则
)
cos(αβ-=n n R N α—肋柱的竖向倾角；
β—锚杆对水平向的倾角。如βα=，则n n R N =。
b) 肋柱底端支承应力检算
i. 基底应力检算
（1） 支点反力沿平行于肋柱的分力为：
)(αβ-∑tg R n
（2） 肋柱自重
abH W a γ=
式中 a 、b ——肋柱的宽度及厚度
H ——墙高
γ——钢筋混凝土容重。
（3） 作用在肋柱基底上的诸力之和为：
abH tg R N n γαβ+-∑=∑)(`
（4） 基底应力为：
][`
σσ≤∑=ab
N 式中 ][σ——基底的容许应力。
ii. 基脚侧向应力
为简化计算，令铰支端的反力0R 作用点在基脚埋深h 的
中心。肋柱底端视为铰支时，故要求：
][cos 0V a R h σα≥
][][σσV V K =
V K ——视地基的坚硬程度取0.5~1.0。
c) 挡土板内力计算
挡土板是以肋柱为支座的简支梁，其计算跨度lp 为挡土板两支座中心的距离，如图5。其荷载（q ）取挡土板所在位置土压力的平均值，即
)(2
1```σσ+=h q 式中 ```σσ、——为挡土板高h 上下二边缘垂直挡土板方向的单位土压力。 跨中最大弯矩2max 81p ql M =，支座处的剪力p ql Q 2
1=。
图 5 挡土板弯矩剪力图 d ）肋柱、挡土板的配筋计算
肋柱、挡土板是受弯构件，在各项内力（弯矩、剪力）求得后，
即可进行配筋计算。
d)灌注锚杆的设计
一般锚杆设计的主要内容可分为锚杆截面、锚杆长度和锚头（联结）设计三部分。
锚杆截面设计、即选用钢筋的规格及所需的截面、并根据钢筋束（或钢丝束）的断面形状以及灌注管的尺寸决定钻孔直径。为提高锚杆的承载能力，可选用低合金钢或高强度钢丝。
锚杆长度设计包括有效毛固段和非锚固段两部分，有效锚固段的长度应根据抗拔的需要而决定，非锚固段的长度按建筑物与稳定地层之间的实际距离而定。
锚杆一般是向下倾斜或接近水平方向的（一般沿水平向下倾斜不大于45°角）。
锚头设计包括选择锚杆和肋柱的连接形式以及肋柱的局部承载压计算。
1、锚杆的钢筋计算
锚杆按轴心受拉杆件设计。要求水泥沙浆（或混凝土）的裂缝不超过容许宽度，以防钢筋锈蚀。
2、锚杆的有效锚固长度计算
在岩层中的灌注锚杆，由于岩层对于锚孔砂浆的单位摩阻力大于砂浆对钢筋的单位握固力，因而锚固长度取决于砂浆的握固力，为了保证砂浆有良好的握固力，一般采用不低于M30的水泥砂浆。为了使锚杆的锚固力大于钢筋的抗拉强度，要求
u dL d K a g ππσ≤)4(2
即 u d
K L g a 4σ≥
式中 a L ——最小锚固长度；
g σ——钢筋的极限抗拉强度；
u ——钢筋与砂浆的粘结力；
K ——安全系数，一般取2~3；
d ——钢筋直径。
在半岩质或土质地层内，锚杆的抗拔能力取决于砂浆与周围地层接触面上的抗剪强度，故锚杆的有效锚固长度为：
K
n a D KN L τπ≥ 式中 K ——安全系数，一般取2~3;
D ——锚孔直径；
K τ——锚固段砂浆与地层间的抗剪强度，此值应与地层内的抗
剪强度比较，取用小值；
n N ——锚杆承受的拉力。
为了安全和稳定性的要求，锚杆的有效锚固长度除应满足公式计算的要求外，在岩层中，一般不应小于4米，在半岩质和土质地层中，一般不应小于5米。
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）
XXXX工程锚杆挡土墙计算分析报告 XXXX设计院 XXXX年XXX月
目录 第一章概述 (1) 第二章锚杆挡土墙计算理论 (1) 第三章锚杆挡土墙计算 (1)
第一章概述 锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡建筑物，它是靠锚杆锚固在稳定地层内，能承受水平拉力来维持墙的平衡，因此地基承载力一般不受控制，从而能克服不良地基的困难。在高边坡的情况下，且可采用自上而下逐级开挖和施工的办法，可以避免边坡坍塌，有利于施工安全。 锚杆使用灌浆锚杆，采用钻机钻孔，毛孔直径一般为100~150mm，锚杆材料为HRB335钢筋和由7根钢丝构成φ12.7mm 的预应力钢绞线。锚杆钢筋以一根或数根钢筋组成；锚杆锚索以一束或数束钢绞线组成。锚杆插入锚孔内后再灌注水泥砂浆。灌浆锚杆亦可用于土层，但由于土层与锚杆间的握固能力较差，尚需要加压灌浆或内部扩孔的方法以提高其抗拔能力。 锚杆挡土墙的墙面，一般用肋柱和挡土板组成，其结构布置应根据工点的地形和地质条件、墙高及施工条件等因素，考虑挡土墙是否分级和每级挡土墙的高度来决定。当布置为两级或两级以上时，级间可留1~2米的平台，如图1。 肋柱的间距应考虑工地的起吊能力及锚杆的抗拔能力等因素，一般可选用2.0~3.5米。每根肋柱根据其高度可布置多根锚杆。锚杆的位置应尽可能使肋柱所受弯矩均匀分布。 肋柱视为支承于锚杆（或支承于锚杆和地基）的简支梁或连续梁。肋柱的底端视地基的强度及埋置深度，一般设计时假定为自由或铰支端，如基础埋置较深且为坚硬的岩石时，也可以作为固定端。当底端
固定时，应考虑地基对肋柱基础的固着作用而产生的负弯矩。 图 1
挡土墙设计计算案例 一、设计资料 （一）墙身构造 （二）拟采用浆砌石片石重力式路堤墙，如图6-23所示。墙背高H=6m，填土高h=3m，墙背选用仰斜1:(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背，初定墙顶宽b?=，墙底宽B?=，基底倾斜1:5（ɑo=11°19′），墙身分段长度10m。 （二）车辆荷载 计算荷载：公路－Ⅱ级荷载，荷载组合Ⅰ，车辆荷载的等代土层厚度h0=。
（三）墙后填料 墙背填土为砂土，容重γ=18KN/m3，计算内摩擦角Ψ=35°，填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。 （四）地基情况 硬塑黏性土，容许承载力[σ0]=250kPa，基底摩擦系数μ=。 (五)墙身材料 5号水泥砂浆切片石，砌体容重γɑ=22KN/m3，砌体容许压应力[σa]=600kpa，容许剪应力[ ]=100kPa，容许拉应力[σml]=60kPa。（六）墙后土压力 通过库伦主动土压力方法计算（计算略）得知：Ea=，Zy=。 二、挡土墙稳定性验算 （一）计算墙身重G及其力臂Z G 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果见表6-6。 表6-6 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果
体积V（m3）自重G （KN） 力臂Z G（m） V1=（6×+）×6 =G?=γV ? = ZG?=1/2(6×+3×6 ×= V2=1/2×(6××6 =G2=γV2 = ZG2=(6×+3×6× = V3=1/2×(6×+ =ZG3=1/3（6×+）= V4=1/2×2/5=G4=γV4 = ZG4=1/3×= V=V1-V2-V3-V4=G=γV =ZG=(G?ZG?-G2ZG2 -G3ZG3-G4ZG4)/G=
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。 3.1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,如采用衡重式、拱桥式等。 3.2滑动稳定性增大的措施 重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25，墙后常设卸荷平台，墙基一般
四川油气田江油基地灾后异地重建项目抗浮锚杆专项设计计算书 工程编号B2010-002 总经理赵翔 总工程师康景文 审定林振湖 审核晏宾 设计赵国永 刘德林 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 2010年01月26日四川油气田江油基地灾后异地重建项目抗浮锚杆专项设计计算书 工程编号B2010-002 审定 审核 设计 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 2010年01月26日
目录 一．编制说明 二．计算书 三．结论与建议
一、编制说明 1、设计计算依据： 《注浆技术规程》 (YSJ211-1992) 《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002 J220-2002) 《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS 22:2005） 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 《四川油气田江油生活基地建设项目岩土工程勘察报告》（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司2009.9）。 《基础说明及大样》（2#地块）（成都市建筑设计研究院） 《基础平面布置图》（2#地块）（成都市建筑设计研究院）； 《地下室基础说明及大样》（3#地块）（成都市建筑设计研究院） 《基础平面布置图》（3#地块）（成都市建筑设计研究院）； 《基础说明及大样》（4#地块）（成都市建筑设计研究院） 《基础平面布置图》（4#地块）（成都市建筑设计研究院）； 2、正常使用条件下，本抗浮锚杆工程设计使用年限为50年。 二、计算书 1、设计要求 根据设计单位提出的要求，本工程地下室分区抗浮力的要求为： 各地块抗浮锚杆提供抗浮力标准值表1 2、抗浮锚杆抗拔力设计值 根据地勘报告，本工程单根锚杆的抗拔力设计值为：2#地块为145kN；3#地块为270kN；4#地块为270kN。 3、杆体截面及锚固体截面积计算 锚杆钢筋的截面面积按下式确定： yk t t s f N K A ? =（7.4.1） 上面式中：K t —锚杆的杆体抗拉安全系数，取2； N t ——锚杆的轴向拉力设计值，2#地块为145kN；3#地块为270kN；4#地块为270kN； f yk ——钢筋抗拉强度标准值，采用HRB400钢筋，抗拉强度标准值为0.4kN/mm2。 根据计算得：2#地块为As=725mm2；3#地块为As=1350mm2；4#地块为As=1350mm2 所以2#地块孔内应设置二根Φ22的HRB400钢筋；3#地块孔内应设置三根Φ25的HRB400钢筋；4#地块孔内应设置三根Φ25的HRB400钢筋。 4、锚固段长度计算 根据《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005)，锚杆锚固段长度由下两式中较大值确定： ψ π mg t a Df N K L ? > (7.5.1-1) ψ ξ π ms t a f d n N K L ? > (7.5.1-2) 上面式中：L a ——锚杆锚固段的长度（m）； K——锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.2； N t ——锚杆的轴向拉力设计值(kN)； D——锚固体的钻孔直径，按0.12m d——钢筋的直径（m）； f mg ——锚固体与地层间的粘结强度标准值，2#地块按勘察报告中第59号钻孔取锚杆周围地层加权平均值130kPa。3#地块按勘察报告中第51号钻孔取锚杆周围地层加权平均值100kPa，4#地块按勘察报告中第172号钻孔取锚杆周围地层加权平均值104kPa。 f ms ——锚固体与钢筋间的粘结强度标准值，取2000kPa； ξ——界面粘结强度降低系数，取0.6； ψ——锚固长度对粘结强度的影响系数，2#地块取1.4；3#、4#地块取1.15 n ——钢筋根数 由计算公式算得2#地块：L a 〉3.72m，设计按照锚固段长度为5.10m。 由计算公式算得3#地块：L a 〉7.18m，设计按照锚固段长度为8.00m。
港城工业园D区319国道以北地块平场及道路工程 计算书 （锚杆挡墙） 计算： 校对： 审查： 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司 设计证书号：AW150001482 市政甲级 2010年11月
目录 1、工程概况 (2) 2、设计依据 (2) 3、设计参数 (2) 4、2#挡墙基础下岩质边坡破坏模式 (3) 5、设计方案 (3) 6、荷载计算 (3) 7、锚杆挡墙计算 (4) 7.1锚杆计算 (4) 7.2竖肋柱计算 (6)
1、工程概况 D区A线道路为重庆市港城工业园区内一条南北向城市次干道II级，道路全长0.96Km，标准路幅宽度22m，双向四车道。 2、设计依据 （1）由重庆南江地质工程勘察院2007年10月所作《重庆市港城工业园D 区A线道路工程地质勘察报告（K0+0.000～K1+021.403）（一阶段详勘）》。 （2）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）； （3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； （4）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)； （5）《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029--2004）； （6）《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）； 3、设计参数 岩土参数建议值： 结构面抗剪强度指标：C=50KPa、ψ=18°； 填土压实度按有关规范取值； 边坡岩体破裂角：东侧53°，西侧； 墙基底摩擦系数： 人工填筑土 0.25； 亚粘土 0.20； 强风化泥岩 0.3； 弱风化泥岩 0.45； 强风化砂岩 0.35； 弱风化砂岩 0.50。 边坡开挖允许放坡率 人工填筑土： 1：1.5；
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；
洛阳某工程扶壁式挡土墙设计 摘要 扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。扶壁式挡土墙，断面尺寸较小，踵板上的土体重力可有效地抵抗倾覆和滑移，竖板和扶壁共同承受土压力产生的弯矩和剪力，相对悬臂式挡土墙受力更好，适用6～12m高的填方边坡，可有效地防止填方边坡的滑动。 本设计剖析了挡土墙的作用原理；分析了挡土墙的应用现状、研究现状及发展趋势；并完成了该扶壁式挡土墙的总体设计（主要尺寸的拟定）、荷载及土压力的计算，内力计算，滑移稳定计算，倾覆稳定计算，地基承载力计算，结构计算；完成了图纸绘制；设计了施工组织；并进一步根据地质条件和现场要求进行优化设计。以求达到安全适用的目的，寻求最佳经济效益。 关键词：扶壁式挡土墙、土压力、荷载计算、结构、施工
The Buttress Retaining Wall Design of a Project of Luoyang ABSTRACT Help retaining wall is a reinforced concrete thin-wall retaining wall, its main features is that its structure is simple and its construction is easy, the wall of the section is small, its own quality is light, it can better play to the strength properties of the material, and it can adapt to bearing the capacity of the lower foundation and apply to the lack of stone and earthquake areas. In order to reduce the amount and cover an area of earth and stone works，generally it usually uses a higher fill section to stabilize the embankment. Buttresses retaining wall has a smaller section size, heel panel soil weight force can effectively resist overturning and sliding, vertical panels and buttresses can stand the earth pressure moments and shear forces, the relative cantilever retaining wall by the force is good to use the 6 ~ 12m high fill slope, can effectively prevent the sliding of the fill slope. The design analysis the principle of retaining walls, understands the status quo of retaining wall and development trend. And it can also complete the overall design of the supporting retaining wall (the formulation of the main dimensions)，the supporting retaining wall loads and earth pressure，internal force calculation，slip stability calculation，overturning stability calculations，foundation bearing capacity calculation，structural calculations，completing the drawings（including elevations and drawing detail），completing of the construction design of the retaining wall of the buttress, and optimize the design according to the geological conditions and site requirements further. By using this design to achieve the safety applicable to the purpose of seeking the best value for money. KEY WORDS:buttresses, retaining walls, earth pressure, load calculation
都江堰“维纳斯堡”项目抗浮锚杆设计文件 项目负责：兰恒强 设计：兰恒强 证书等级：岩土工程设计甲级 证书编号： 二〇一七年二月
目录 1、工程概况.................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、场地工程地质条件及水文地质条件........................................................................ 错误!未定义书签。 3、抗浮锚杆设计............................................................................................................ 错误!未定义书签。 设计依据.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 设计计算.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 锚杆间距、单根锚杆抗拨力的确定.............................................................. 错误!未定义书签。 锚杆配筋计算.................................................................................................. 错误!未定义书签。 锚杆直径与长度.............................................................................................. 错误!未定义书签。 锚杆设计结果统计.......................................................................................... 错误!未定义书签。 锚杆抗浮力验算.............................................................................................. 错误!未定义书签。 锚杆材料防腐.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 防水设计.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 锚杆抗拔试验.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 基本试验.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 验收试验.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、施工工艺及技术要求................................................................................................ 错误!未定义书签。 施工方法与特点...................................................................................................... 错误!未定义书签。 嵌入深度及成孔技术要求.............................................................................. 错误!未定义书签。 灌浆材料要求.................................................................................................. 错误!未定义书签。 施工工艺流程.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 操作过程及技术要求.............................................................................................. 错误!未定义书签。 防腐、防锈措施...................................................................................................... 错误!未定义书签。 附图： 1、抗浮锚杆平面布置图
设 计计算 书
地质资料主要参数： 岩体等效内摩擦角：29.35 C=50KPa 考虑硬性结构面并且采用暴雨工况 饱和重度:24.5KN/m3 墙背直立:α=90 岩石内摩擦角:ψ=29.35 岩石等效内摩擦角: ψ=51 外倾角: θ=51 岩石破裂角取外倾角: θ=51 锚固体与岩体粘接强度:300KPa 墙背荷载标准值:q=20KN/m 2 钢筋与砂浆的粘结强度:2.4MPa (按规范7.2.4并考虑0.7折减系数) 主动土压力系数 1.按规范6.3.4条，直接按等效内摩擦角为51°进行主动土压力计算，Kai 按6. 2.4条：Kai=tg 2(45-ψ/2)==0.13 2.按规范6. 3.2条,对于有硬性外倾结构面滑动的边坡,按下式进行计算: ψηψθθβθψθδcos sin )sin()sin([) sin()sin(sin sin ) sin(a a Kq a a a b a Ka --+?--+++= a=90 β=0 δ=18 ψ=18 cs=50KPa 按地勘,破裂角及外倾角均取θ=51 Ka=0.18 3.考虑挡墙开挖后，墙后可能存在有限填土;且施工期间放坡未定; 因此，取按土质回填时,主动土压力系数Ka=0.3 边坡安全等级: 一级;取r0=1.1
一．侧向土压力计算 根据规范8.2.3条，本工程土压力分布采用半梯形 墙背直立，取E hk =E ak KN K H r E a hk 7203.014145.245.02 1 2=????=???= 根据规范8.2.5 KN H Ehk e hk 5714/9.0/7209.0/=== 间距s=2.5m qk=57×2.5=142KN/m 二．立柱(排桩)计算 取分项系数为1.35;视为支撑于锚杆的弹性连续梁计算，得 Mmax=107KN.m Qmax=286KN 配筋: 当采用柱肋式时，按300X600；正筋，负筋均配4Φ22;箍筋φ8@100 当采用排桩式时，排桩按施工期间抗滑配筋 三．立柱嵌入深度计算 本工程锚杆水平力与挡墙侧压力平衡,不计算嵌入深度,按构造设置 四.锚杆计算 分项系数取1.30 qk=142;Nak=142x2.5/cos15=368KN Na=1.3×142×2.5/cos(15)=478KN 锚杆面积计算，采用HRB400级钢，根据规范7.2.2: y a f N r As ζ0= As=1.1*478*1000/0.69/360=2116mm2 取3Φ32 五．锚固长度计算 锚固体:rb ak a Df N l ζπ= 锚筋:rb a df n Na r l πζ30= 粘结强度按2.4MPa 并考虑0.7系数 锚固体:La=368/1/3.14/0.13/300=3m 锚筋:la=1.1*478/0.6/3.14/(3*0.032)/(2400*0.7)=1.73m
（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。
二、计算书 1、设计要求 本工程水池底板抗浮力的要求为： 表1 2、抗浮锚杆抗拔力设计值 根据技术要求，本工程单根锚杆的抗拔力标准值为87.5kN ，设计锚杆间距2.7x2.7m. 3、杆体截面及锚固体截面积计算 锚杆钢筋的截面面积按下式确定： yk t t s f N K A ?= （7.4.1） 上面式中：K t — 锚杆的杆体抗拉安全系数，取2； N t —— 锚杆的轴向拉力设计值，取113.8KN. f yk —— 钢筋抗拉强度标准值，采用HRB400钢筋，抗拉强度标准值为0.4kN/mm 2 。 根据计算得：As=569mm 2 所以孔内应设置二根Φ20的HRB400钢筋. 4、锚固段长度计算. 根据《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005)，锚杆锚固段长度由下两式中较大值确定： ψ πmg t a Df N K L ?> (7.5.1-1) ψ ξπms t a f d n N K L ?> (7.5.1-2) 上面式中：L a —— 锚杆锚固段的长度（m ）； K —— 锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.2； N t —— 锚杆的轴向拉力设计值(kN)； D —— 锚固体的钻孔直径，按0.12m d —— 钢筋的直径（m ）； f m g ——锚固体与地层间的粘结强度标准值，2#地块按勘察报告中第59号钻孔取 锚杆周围地层加权平均值130kPa 。3#地块按勘察报告中第51号钻孔取锚杆周围地层加权平均值100kPa ，4#地块按勘察报告中第172号钻孔取锚杆周围地层加权平均值104kPa 。 f ms ——锚固体与钢筋间的粘结强度标准值，取2000kPa ； ξ ——界面粘结强度降低系数，取0.6； ψ —— 锚固长度对粘结强度的影响系数，2#地块取1.4；3#、4#地块取1.15 n —— 钢筋根数 由计算公式算得2#地块：L a 〉3.72m ，设计按照锚固段长度为5.10m 。 由计算公式算得3#地块：L a 〉7.18m ，设计按照锚固段长度为8.00m 。 由计算公式算得4#地块：L a 〉6.92m ，施工设计按照锚固段长度为8.00m 设计。 5、锚杆锚入基础的长度 根据规范要求，钢筋须插入基础内不少于35d ，本工程2#地块，采用Φ22螺纹钢筋，长度为35*22=770mm ，设计时取800mm 。本工程3#、4#地块采用Φ25螺纹钢筋，长度为35*25=875mm ，设计时取900mm 。 6、锚杆间距 本工程基础为筏板基础，考虑结构受力特点，本着减小底板弯曲应力的原则，本工程采用小吨位的锚杆。杭浮锚杆在整个底板上小间距均匀布置，局部地方（独立柱基位置）适当调整。该布置可降低底板的加筋费用，又可以减小因个别锚杆失效而造成的局部破坏。锚杆 大体成正方形布置，根据地下室抗浮区域、抗浮力要求的不同，锚杆间距为： 锚杆间距一览表 表6 7、设计实物工程量 根据计算，本工程抗浮锚杆设计实物工程量为：2号地块设置锚杆1107根，单根锚杆长度5.1m ，3#地块设置锚杆1927根，单根锚杆长度8m ，4#地块设置锚杆2707根，单根锚杆长度8m ，总计锚杆进尺43181.1m(含防水0.1m/根)。 8、锚固体强度及水泥浆配比 为增大锚固体的强度，锚固体采用豆石与砂浆结合体，填筑的豆石强度应无风化现象，
3.3.3.1 设计参数 挡土墙墙高=10m H ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取 L=10m ；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，14.04α= －，墙底（基 底）倾斜度0tan 0.19α=，倾斜角010.76α= ；墙顶填土高度 2.5a m =，填土边坡坡度1:1.5，()1 arctan 1.533.69β-== ，汽车荷载边缘距路肩边缘0.5d m =；墙后 填土砂性土内摩擦角35φ= ，填土与墙背外摩擦角/217.5δφ== ，填土容重 319/kN m γ=； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重322/k kN m γ=砌体容许压应力[]600a kPa σ=,砌体容许剪应力[]100kPa τ=,砌体容许拉应力 []60wl kPa σ=；地基容许承载力[]0250kPa σ=。
3.3.3.2 车辆荷载换算 按墙高确定附加荷载强度进行换算 查《路基路面工程》书中表6-5可得当墙高6m 时，附加荷载强度315/q kN m =。 则换算等代均布土层厚度0/15/190.79h q m γ=== 3.3.3.3主动土压力计算 a 计算破裂角θ 直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 假定破裂面交于荷载范围内 则： 错误！未找到引用源。x 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 ∴错误！未找到引用源。=0.89 得错误！未找到引用源。41.75错误！未找到引用源。 破裂面与荷载的交点到墙踵的距离: m=（H+a ）错误！未找到引用源。=（5+2.5）错误！未找到引用源。0.89=6.68 错误！未找到引用源。 荷载内边缘到墙踵的距离: p=H 错误！未找到引用源。 +b+d=5错误！未找到引用源。0.25+3.75+0.5=5.5 错误！未找到引用源。 荷载外边缘到墙踵的距离: q=p+（26-0.6错误！未找到引用源。2）=5.5+24.8=30.3错误！未找到引用源。 P ＜m ＜q ∴ 假设正确 b 计算主动土压力a E 及其作用点位置
格构式锚杆挡墙验算 计算项目：格构式锚杆挡墙 1 计算时间：2012-09-14 18:06:47 星期五 执行规范： [1] 《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），本文简称《边坡规范》 [2] 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），本文简称《荷载规范》 [3] 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本文简称《抗震规范》 [4] 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），本文简称《混凝土规范》 ---------------------------------------------------------------------- [ 简图 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 已知条件 ] ---------------------------------------------------------------------- 1. 基本信息 边坡类型土质边坡边坡等级一级 墙高(m)11.000梁容重(kN/m3)25.00 坡度(1：m)0.300梁砼等级C30
竖梁道数4梁纵筋级别HRB400 ├间距(m) 2.000梁箍筋级别HRB335 ├截面宽(m)0.300梁钢筋直径(mm)20 └截面高(m)0.300梁as(mm)50 平梁道数5梁抗扭计算ζ值 1.200 ├截面宽(m)0.300支座约束弹性 ├截面高(m)0.300 ├左悬长度(m) 1.300 └右悬长度(m) 1.300 2. 锚杆(索) 锚杆锚杆竖向间入射角自由段锚固段锚固体锚杆预加锚杆刚度号类型距(m)(度)长度(m)长度(m)直径(mm)力(kN)(MN/m) 1 锚杆 1.50010.00 5.007.0013080.00025.09 2 锚杆 2.00010.00 4.507.5013080.00025.09 3 锚杆 2.00010.00 4.507.5013080.00025.09 4 锚杆 2.00010.00 4.5010.5013080.00025.09 5 锚杆 2.00010.00 4.5010.5013080.00044.39 3. 岩土信息 背侧坡线数2面侧坡线数--- 背侧坡线水平投影长竖向投影长坡线长坡线仰角荷载数 序号(m)(m)(m)(度) 1 5.0000.000 5.0000.0001 27.0000.0007.0000.0001 坡线荷载荷载类型距离宽度荷载值 序号(m)(m)(kPa,kN/m) 1-1满布均载------10.000 2-1满布均载------70.000 面侧坡线水平投影长竖向投影长坡线长坡线仰角 序号(m)(m)(m)(度) 1------------ 2------------ 地面上地层数2地面下地层数1 墙后稳定地面角(度)60.000填土与稳定面摩擦角(度)15.000 填土与结构摩擦角(度)10.000 地面上地层厚重度粘聚力内摩擦角摩阻力frb浮重度
1、混凝土挡土墙施工 一、主要工艺及施工方法 1．工艺标准 ⑴挡墙混凝土强度等级采用C30泵送商品砼。其砼的强度要满足设计要求。 ⑵各部分的结构尺寸不得小于设计值， ⑶挡墙采用两次浇筑，基础和墙身分开浇筑，连接处混凝土应凿毛，并清洗干净。 ⑷挡墙的墙身几何尺寸要符合设计要求。 ⑸挡墙内的预留泄水孔横向间距2.0m，其位置允许的偏差为15mm。泄水孔出口宜高于地面30cm，并设3%向外倾斜坡度。 ⑹挡墙的墙顶标高要满足设计要求，允许偏差为±20mm。 ⑺混凝土灌注完毕后，应按有关规定进行养护。墙背回填应该在挡墙砼的强度达到设计强度的75%才能够进行填土。 ⑻挡墙混凝土浇注应均质密实、平整，无蜂窝麻面，无缺损、强度符合设计要求。 ⑼挡墙模板加固采用拉筋联合钢管扣件双重保证措施，保证混凝土在浇注过程中不发生跑模。 ⑽施工时挡墙墙高随路线纵坡变化，但基础应保持水平，同时保证外墙面在同一竖直面上。 ⑾地基承载力满足设计要求。若达不到设计所要求的地基承载力，应通知监理及设计单位进行地基处理，待达到设计要求方可进行挡土墙施工。 ⑿挡土墙的墙体达到设计强度的75%以上时，方可进行墙后填料施工。墙
后必须回填均匀、摊铺平整，填料顶面横坡符合设计要求。其具体质量指标及实测项目见下页表。 2．施工方法 ⑴由项目部测量人员放线，确定挡土墙准确位置及标高，然后进行基坑开挖，开挖宽度根据基础宽度按照1：1放坡确定。并由项目部组织人员进行现场收方。 ⑵基坑完成后，按基底纵轴线结合横断面放线复验，确认位置、标高无误并经监理确认后，方可进行随时垫层施工。 ⑶测量放线确定基础尺寸后，进行立模。挡墙基础的施工按跳槽施工，几个作业面可同时施工，为挡墙的墙身施工提供较多的作业面。基础施工完成后应立即回填，以小型压实机械进行分层夯实，并在表面预留3%的向外斜坡，防止积水渗入基底。垫块采用和基础同强度的砼垫块，以保证砼的质量。 ⑷浇筑基础砼，在基础砼施工完成后及时对墙身处的砼凿毛，保证浇筑挡墙的墙身时新浇砼与已浇砼的连接。待基础砼达到设计强度的80%后方可进行墙身施工，开始关模，并进行沉降缝、接缝及防水处理。施工中特别注意模板的垂直度、平整度及稳定性。 ⑸施工挡墙墙身时其支架要一同搭建，而墙身的斜支撑不得与支架进行连接，避免在施工中因支架的移动引起模板不稳定。 ⑹在浇筑中采用插入式振捣棒进行振捣，不得过振及漏振。 ⑺砼养护主要是保证砼表面的湿润，防止砼水化反应的各种影响。定期测定砼内部温度、环境温度，控制砼内外温差，防止砼表面产生裂缝。 ⑻砼强度达到3MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，可进行拆模施工，在拆模时不要损坏砼，正面模板主要采用整体移动，在移动过程中注意