重力式挡土墙设计计算书
工程名称：
工程地点：
设计单位：
设计人：
日期：2019/3/24
设计参数计算式数量
填料容重γ=18填料内摩擦角φ=0.698140破裂面与垂直线夹角θ=0.353120.2311墙顶地面活荷载q=10墙顶至墙身底的高度H=8.1土对挡土墙基底摩擦系数μ=0.5填料外摩擦角δ=0.349120墙背选用俯斜1:m10.35墙背与垂直面夹角α=0.336719.2915砌体容重22上覆土倾角β00挡土墙截面面积19.96
计算过程
(一):主动土压力土压力计算采用库仑理论公式
1.荷载换算土柱h0=q/γ0.56总计算高度H1=H+h08.66
2.破裂角
A=_tgα-0.35Ψ＝α+δ+φ 1.3839 tgθ=(ctgφ+tgΨ)(tgΨ+A)^1/2-tgΨ0.3686θ20.231139750.3531破裂棱体上部宽度 5.83 3.主动土压力系数Ｋ
K=cos(θ+φ)(tgθ+tgα)/sin(θ+φ)0.3618 4.主动土压力Ｅ
K1=1+2h0/H 1.138 E=γ*H^2*K*K1*1/2230.97 Ex=Ecos(α+δ)178.75 Ey=Esin(α+δ)146.27 5.土压力作用位置Ｚ
Z=H/3+h0/3K1 2.86
(二):滑动稳定计算
滑动稳定安全系数Kc=Kc=(W+Ey)μ/Ex≥1.30 1.64墙重W=((B+b1)H/2+b2*hj-hn*(b3+b4+b5)/2)*22439.05 m1=0.35
6.2 挡土墙土压力计算 6.2.1 作用在挡土墙上的力系 挡土墙设计关键是确定作用于挡土墙上的力系，其中主要是确定土压力。 作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加J力和特殊力. 主要力系是经常作用于挡土墙的各种力，如图6—11所示, 它包括： 1．挡土墙自重G及位于墙上的衡载； 2．墙后土体的主动土压力Ea(包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载); 3．基底的法向反力N及摩擦力T； 4．墙前土体的被动土压力Ep . 对浸水挡土墙而言，在主要力系中尚应包括常水位时的静水压力和浮力。 附加力是季节性作用于挡土墙的各种力，例如洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。 特殊力是偶然出现的力，例如地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。 在一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系．在浸水地区还应考虑附加力，而在地震区应考虑地震对挡土墙的影响。各种力的取舍，应根据挡土墙所处的具体工作条件，按最不利的组合作为设计的依据。 6.2.2 一般条件下库伦(coulomb)主动土压力计算 土压力是挡土墙的主要设计荷载。挡土墙的位移情况不同，可以形成不同性质的土压力(图6—12)。当挡土墙向外移动时(位移或倾覆)，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称主动土压力；当墙向土体挤压移动，土压力随之增大，上体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙的抗力称为被动土压力；墙处于原来位置不动，土压力介于两者之间，称为静止土压力.
采用哪种性质的土压力作为档土墙设计荷载，要根据挡土墙的具体条件而定。 路基档土墙一般都可能有向外的位移或倾覆，因此在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态，且设计时取一定的安全系数，以保证墙背土体的稳定。对于墙趾前土体的被动土压力Ep, 在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，一般均不计，以偏于安全. 主动土压力计算的理论和方法，在土力学中已有专门论述，这里仅结合路基挡土墙的设计，介绍库伦土压力计算方法的具体应用。 (一)各种边界条件下主动土压力计算 路基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式. 以路堤挡土墙为例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。兹分述如下： 1．破裂面交于内边坡(图6—13) 这一图式适用于路堤式或路堑式挡土墙。图中AB为挡土墙墙背，BC为破裂面，BC与铅垂线的夹角θ为破裂角，ABC为破裂棱 体。棱体上作用着三个力，即破裂棱体自重G、主动土压力的反力Ea和破裂面上的反力R。Ea的方向与墙背法线成δ角，且偏于阻止棱体下滑的方向; R的方向与破裂面法线成φ角，且偏于阻止棱体下滑的方向。取挡土墙长度为1m计算，作用于棱体上的平衡力三角形abc可得：
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ψ参考值 土的种类 块石 大卵石、碎石类土
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）
挡土墙计算方法 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙 体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5. 地基容许承载力
地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多。由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )cos(δε+=F F H )sin(δε+=F F V 2 2 2)cos()cos()sin()sin(1)(cos cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++-= βεδεβ?δ?δεεε?a K ε：墙背与铅直面的夹角，β：墙后回填土表面坡度。 2）朗肯主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )2/45(2?-=o a tg K 注意：F 为作用于墙背的水平主动土压力，垂直主动土压力按墙背及后趾以上的土重计算。 3）回填土为粘性土时的土压力 按等值内摩擦角法计算主动土压力，可根据工程经验确定，也可用公式计算。 经验确定时： 挡土墙高度<6m 时，水上部分的等值内摩擦角可采用280 ~300，地下水位以下部分的等 值内摩擦角可采用250 ~280。挡土墙高度>6m 时，等值内摩擦角随挡土墙高度的加大而相应降低，具体可参照SL265-2001〈水闸设计规范〉。 公式计算时：
土石方工程量计算公式 土石方工程 一、人工平整场地: S=S底+2*L外+16 二、挖沟槽: 1. 垫层底部放坡: V=L*(a+2c+kH)*H 2. 垫层表面放坡 V=L*{(a+2c+KH1)H1+(a+2c)H2} 三、挖基坑(放坡) 方形: V=( a+2c+KH)* ( b+2c+KH)*H+1/3*K2H3 圆形: V=∏/3*h*(R2+Rr+r2) 放坡系数 类别放坡起点人工挖土机械挖土 坑内作业坑上作业 一、二类别 1： 1： 1： 三类土 1： 1： 1： 四类土 1： 1: 1： 一、基坑土方工程量计算 （一）基坑土方量计算 基坑土方量的计算，可近似地按拟柱体体积公式计算（图1—8）。 图1—8基坑土方量计算图1—9基坑土方量计算 V=H*(A'+4A+A'')/6 H ——基坑深度（m）。
A1、A2——基坑上下两底面积（m2）。 A0 ——基坑中截面面积（m2）。 二、计算平整场地土方工程量 ①四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或填方时（图1—16），其挖方或填方体积为： 式中：h1、h2、h3、h4、——方格四个角点挖或填的施工高度，以绝对值带入（m）； a ——方格边长(m)。 图1—16 角点全填或全挖；图1—17角点二填或二挖；图1—18角点一填三挖 B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图1—17），其挖方或填方体积分别为： C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时（图1—18）， 其填方体积为： 其挖方体积为： ②三棱柱法 计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形（图1—19） 图1—19 按地形方格划分成三角形 每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。 A、当三角形三个角 点全部为挖或填时（图1—20a）， 其挖填方体积为： 式中：a——方格边长（m）； h1、h2、h3——三角形各角点的施工
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
土石方工程量计算公 式
土石方工程量计算公式 土石方工程 一、人工平整场地: S=S底+2*L外+16 二、挖沟槽: 1. 垫层底部放坡: V=L*(a+2c+kH)*H 2. 垫层表面放坡 V=L*{(a+2c+KH1)H1+(a+2c)H2} 三、挖基坑(放坡) 方形: V=( a+2c+KH)* ( b+2c+KH)*H+1/3*K2H3 圆形: V=∏/3*h*(R2+Rr+r2) 放坡系数 类别放坡起点人工挖土机械挖土 坑内作业坑上作业 一、二类别 1.20 1：0.5 1：0.33 1：0.75 三类土 1.50 1：0.33 1：0.25 1：0.67 四类土 2.00 1：0.25 1:0.10 1：0.33 一、基坑土方工程量计算
（一）基坑土方量计算 基坑土方量的计算，可近似地按拟柱体体积公式计算（图1—8）。 图1—8基坑土方量计算图1—9基坑土方量计算 V=H*(A'+4A+A'')/6 H ——基坑深度（m）。 A1、A2——基坑上下两底面积（m2）。 A0 ——基坑中截面面积（m2）。 二、计算平整场地土方工程量 ①四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或填方时（图1—16），其挖方或填方体积为： 式中：h1、h2、h3、h4、——方格四个角点挖或填的施工高度，以绝对值带入（m）； a ——方格边长(m)。 图1—16 角点全填或全挖；图1—17角点二填或二挖；图1—18角点一填三挖 B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图1—17），其挖方或填方体积分别为： C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时（图1—18）， 其填方体积为：
第三章 挡土墙设计 3.1. 设计资料 浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m ，填土高a=14.2m ，填料容重3 /18m KN =γ,根据内摩擦等效法换算粘土的?=42?，基底倾角0α=5.71°圬工材料选择7.5号砂浆砌25 号片石,容重为3 /23m KN k =γ，砌体[]kpa a 900=σ，[]kpa j 90=σ ，[]kpa l 90=σ， []kpa wl 140=σ，地基容许承载力[]kpa 4300=σ，设计荷载为公路一级，路基宽32m 。 3.2. 断面尺寸（如图1） 过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下： H=7m ，H 1=3.18m ，H 2=4.52m ，H 3=0.7m ，B 1=1.948m ，B 2=2.46m ，B 3=2.67m ，B 4=2.6m ，B 41=2.61m ，B 21=0.35m ，B 11=1.27m ，h=0.26m ，311.0tan 1=α 2tan α=－0.25 j tan =0.05 βtan =1:1.75，b=8×1.5＋2+6.2×1.75＝24.85m ；
图1挡土墙计算图式： 3.3. 上墙断面强度验算 3.3.1 土压力和弯矩计算: 3.3.1.1 破裂角 作假象墙背 18 .327 .1311.018.3311.0tan 1111'1+?=+?= H B H α=0.71 ?=37.35'1α ?=74.29β 假设第一破裂面交于边坡，如图2所示：
图2上墙断面验算图式： 根据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算： ()()βε?θ-+-?= 219021 i =33.1° ()()βε?α---?=2 1 9021i =14.9° 其中? β εsin sin arcsin ==47.85° 对于衡重式的上墙，假象墙背δ=?，而且' 1α>i α,即出现第二破裂面。 设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0θ，则： 0tan θ= a H B H b +--111tan α=2 .1418.327 .1311.018.385.24+-?-=1.3>i θtan =0.65，所以第一破 裂面交与坡面，与假设相符。 3.3.1.2 土压力计算 土压力系数：K= () ()()()()2 22cos cos sin 2sin 1cos cos cos ? ? ????-+-++-βα?αβ???ααα?i i i i i =0. 583
For personal use only in study and research; not for commercial use 挡土墙型式划分 重力式挡土墙：由墙身和底板构成的、主要依靠自身重量维持稳定的挡土建筑物。 半重力式挡土墙：为减少圬工砌筑量而将墙背建造为折线型的重力式挡土建筑物。 衡重式挡土墙：墙背设有衡重台(减荷台)的重力式挡土建筑物。 悬臂式挡土墙：由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。 扶壁式挡土墙(扶垛式挡土墙)：由底板及固定在底板上的直墙和扶壁构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。 空箱式挡土墙：由底板、顶板及立墙组成空箱状的，依靠箱内填土或充水的重量维持稳定的挡土建筑物。 板桩式挡土墙：利用板桩挡土，依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚碇墙维持稳定的挡土建筑物。 锚杆式挡土墙：利用板肋式、格构式或排桩式墙身结构挡土，依靠固定在岩石或可靠地基上的锚杆维持稳定的挡土建筑物。 加筋式挡土墙：利用较薄的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工合成材料减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。 级别划分 水工建筑物中的挡土墙应根据所属水工建筑物级别，按表3.1.1 确定。 根据建筑物级别确定洪水标准 水工挡土墙的洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。 稳定计算 表 3.2.7 挡土墙抗滑稳定安全系数的允许值 滑动面的形状与边坡土质的关系 一般情况下，分三种情况： 1、均质黏性土，滑动面的形状在空间上呈圆柱状，剖面上呈曲线（圆弧）状，在坡顶处接近垂直，坡脚处趋于水平； 2、均质无黏性土，滑动面在空间上为一斜面，剖面上近于斜直线； 3、在土坡坡底夹有软层时，可能出现曲线与直线（软层处）组合的复合滑动面。 当土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.7规定的允许值。 无粘性土稳定计算按公式(6.3.5-1)计算。 粘性土地基上的1、2 级挡土墙，沿其基底面的抗滑稳定安全系数宜按公式(6.3.5-2)计算。tgφ 岩石地基上挡土墙沿软弱结构面整体滑动，当按公式(6.3.6)计算的稳定安全系数允许值，可根据工程实践经验按表3.2.7 中相应规定的允许值降低采用。
本算例来自于： 书名特种结构 作者黄太华袁健成洁筠 出版社中国电力出版社 书号5083-8990-5 丛书普通高等教育“十一五”规划教材 扶壁式挡土墙算例 某工程要求挡土高度为8.3m，墙后地面均布荷载标准值按qk =10 kN / m2 考虑， 墙后填土为砂类土，填土的内摩擦角标准值jk = 35 o，填土重度g m =18 kN / m3 ，墙后 填土水平，无地下水。地基为粘性土，孔隙比e =0.786 ，液性指数IL =0.245 ，地基
承载力特征值fak =230 kPa ，地基土重度g=18.5kN / m3 。根据挡土墙所处的地理位 置及墙高等因素综合考虑，选择采用扶壁式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，试设计该挡土墙。 解: IL = 0.245 <0.25 属坚硬粘性土，土对挡土墙基底的摩擦系数m.(0.35,0.45) ， 取m=0.35 。查规范得hb =0.3 、hd =1.6 。 1）主要尺寸的拟定 为保证基础埋深大于0.5m，取d=0.7m，挡土墙总高H=8.3m+d=9m。两扶壁净距ln 取挡墙高度的1/3~1/4，可取ln=3.00 ~ 2.25 m，取ln=3.00m。 用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得主动土压力系数 2 jk 2 35 °
Ka = tan (45 °-) = tan (45 °-) = 0.271 22 根据抗滑移稳定要求，按式（3-6）计算得：22 ka B2 + B3 3 1.3( qH + 0.5g H )K = 1.3′(10 ′9 + 0.5′18′9) ′0.271 = 4.79 ，取
目录 1.重力式挡土墙 (2) 1.1土压力计算 (2) 1.2挡土墙检算 (4) 2.2设计计算 (6) 3.扶壁式挡土墙 (9) 3.1土压力计算 (9) 5.2锚杆设计计算 (16) 5.3锚杆长度计算 (17) 6.锚定板挡土墙 (17) 6.1土压力计算 (17) 6.3抗拔力计算 (18) 7.土钉墙 (18) 7.1土压力计算 (18) 7.2土钉长度计算和强度检算 (18) 7.3土钉墙内部整体稳定性检算 (19) 7.4土钉墙外部整体稳定性检算 (19)
1.重力式挡土墙 1.1土压力计算 ⑴第一破裂面 ψ?δα=++ tan tan θψ=-土压力系数：() () () cos tan tan sin θ?λθαθψ+=-+ 土压力：() () () 00cos tan sin a E A B θ?γθθψ+=-+ ()cos ax a E E δα=- ()sin ay a E E δα=- ① 破裂面在荷载分布内侧 ()2 012A A a H = + ()012tan 22 H B ab H a α=-+ a a σγλ= H H σγλ=
1tan tan tan b a h θ θα -= + 21h H h =- ()()322112 23332x H a H h H h Z H a H h +-+= ??+-?? tan y x Z B Z α=- ②破裂面在荷载分布范围中 ()()001 22 A a H h a H = +++ ()()000122tan 22 H B ab b d h H a h α= ++-++ 00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ= 1tan tan tan b a h θθα-= + 2tan tan d h θα =+ 312h H h h =-- ()() 3222 11032 103333322x H a H h H h h h Z H aH ah h h +-++= +-+ tan y x Z B Z α=- ③破裂面在荷载分布外侧
施工技术措施费计价工程量计算方法 一、脚手架工程量计算 1.综合脚手架面积的计算方法： (1)多层建筑物的综合脚手架，应自建筑物室外地坪以上的自然层为准。高度超过2.2m(包括2.2m)的管道层亦应计算层数和面积(但走廊部分的局部管道层不计算层数，只计算面积)。地下室不作层数计算，但应计算建筑面积。多层建筑物其层高等于时，可按一层建筑面积计算综合脚手架及垂直运输费。例1如图1所示某办公楼示意图,求该办公楼综合脚手架工程量。 解:根据综合脚手架的工程量计算规则计算如下: 综合脚手架工程量=××5= 图1 某办公楼示意图 (2)单层建筑物的高度，应自室外地坪至檐口滴水的高度为准。多跨建筑物如高度不同时，应分别按照不同的高度计算。单层建筑物以6m高为准，超过6m者，每超过1m再计算一个增加层，增加高度若不足0.6m时(包括0.6m)，舍去不计，超过0.6m，按一个增加层计算。 (3)内浇外砌建筑物，按综合脚手架费用乘以计算。大板、大模板建筑，按综合脚手架费用乘以计算。如某单层建筑物檐高为7.2m,则增加层数为:=1m余0.2m＜0.6m舍去不计，即按一个增加层计算。又如某单层建筑物檐高为8.8m，则增加层数为：=2m余0.8m＞0.6m按一个增加层计算，最后应计算的增加层数为2+1=3层。 2.单项脚手架： (1)凡捣制梁(除圈梁、过梁)柱、墙，每立方米混凝土需计算13m2的3.6m以内钢管里脚手架；施工高度在6～10m内应另增加计算26m2的单排9m内钢管外脚手架；施工高度在10m以上按施工组织设计方案计算。 (2)围墙脚手架，按相应的脚手架定额计算。其高度应以自然地坪至围墙顶，如围墙顶上装金属网者，其高度应算至金属网顶，长度按围墙的中心线，以平方米计算。不扣除围墙门所占的面积，但独立门柱砌筑用的脚手架也不增加。 例2如图2所示,求围墙砌筑脚手架工程量。 图2 围墙示意图 解：根据围墙脚手架工程量计算规则计算围墙脚手架的工程量如下： 围墙脚手架的工程量=（150+60×2+20）×2×3=1740m2 (3)凡室外单独砌筑砖、石挡土墙、沟道墙高度超过1.2m以上时，按单面垂直墙面面积套用相应的里脚手架定额。 (4)室外单独砌砖、石独立柱、墩及突出屋面的砖烟囱，按外围周长另加3.6m乘以实砌高度计算相应的单排外脚手架费用。 例3如图3所示,求独立砖柱脚手架工程量。 解：根据独立砖柱脚手架工程量计算规则计算如下： 独立砖柱脚手架工程量=×4+×=25.2m2 图独立砖柱示意图 (5)砌二砖及二砖以上的砖墙，除按综合脚手架计算外，另按单面垂直砖墙面面积增计单排外脚手架。 例4如图4(a)和4(b)所示,某单层建筑物的墙体为二砖厚的砖墙,求该建筑物脚手架工程量。 解:根据脚手架工程的工程量计算规则,该建筑物的脚手架工程量需列两项进行计算。 （1）综合脚手架工程量=24×32=768m2 （2）单排外脚手架工程=（24+32）×2×=537.6 m2
不同形式挡土墙体积计算方法 土木工程中，常见的土石方工程有：场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，同时为了降低土石方工程施工费用，贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则，要作出土石方的合理调配方案，统筹安排。 特点： （1）面广，量大，劳动繁重（2）施工条件复杂 范围： 土石方工程专业承包企业资质分为一级、二级、三级 承包工程范围：一级企业：可承担各类土石方工程的施工。二级企业：可承担单项合同额不超过企业注册资本金5倍且60万立方米及以下的土石方工程的施工。三级企业：可承担单项合同额不超过企业注册资本金5倍且15万立方米及以下的土石方工程的施工。 土石方工程竣工验收资料 土石方工程分几种性质，一种是场地平整，一种是开劈石山。这些专业目前我们还没有专门归档目录，归档时，你可以按照所施工的标准产生的文件进行分类，经质量验收部门核准，符合施工与验收规范所应提交的文件，确认齐全的情况下进行归档。如果土石方工程完成后与主体无关联的，这种土石方工程，企业投资的项目可以归建设单位归档查存。属政府投资的应归档移交给市城建档案馆。 土石方工程定额工程量计量 基本知识内容介绍： 1.按照土石方的坚硬和开挖难易程度分类：一、二类土（亦称普通土），三类土（亦称坚土），四类土（亦称砂砾坚土）…… 2.按照开挖方式分为：人工土石方、机械土石方 3.按照施工过程分为：平整场地、开挖土方（槽、坑、土方、山坡切土）、石方工程、土石方运输、土方回填、打夯、碾压等 4.开挖深度区分 5.干湿土的区分 6.运土方法和距离7.土方施工措施（放坡与支挡土板）工程量计算规则一、计算土石方工程量前，应确定下列各项资料：1、土壤及岩石类别的确定：土石方工程土壤及岩石类别的划分，依工程勘测资料与《土壤及岩石分类表》对照后确定（见表1-1）2、地下水位标高及排（降）水方法；3、土方、沟槽、基坑挖（填）起止标高、施工方法及运距；4、岩石开凿、爆破方法、石渣清运方法及运距； 5、其他有关资料。二、土石方工程量计算一般规则： 1.土方体积，均以挖掘前的天然密实体积为准计算。如遇有必须以天然密实体积折算时，可按表A1-2所列数值换算。土方体积折算表表A1-2虚方体积天然密实度体积夯实后体积松填体积 1.00 0.77 0.67 0.83 1.30 1.00 0.87 1.08 1.50 1.15 1.00 1.25 1.20 0.92 0.80 1.00 2、挖土一律以设计室外地坪标高为准计算。三、平整场地及辗压工程量，按下列规定计算：l、人工平整场地是指建筑场地在±30cm以内挖、填土方及找平。挖、填土，厚度超过±30cm以外时，按场地土方平衡竖向布置图另行计算。2、平整场地工程量按建筑物外墙外边线每边各加2m，以平方米计算。3、建筑场地原土辗压以平方米计算，填土辗压按图示填土厚度以立方米计算。判断关键依据：看挖的高度以及填的深度是否超过(>；h或=)300mm四、挖掘沟槽、基坑土方工程量，按下列规定计算：l、沟槽、基坑划分：凡图示沟槽底宽在3m以内，且沟槽长大于槽宽三倍以上的为沟槽。凡图示基坑底面积在20m2以内，且坑底的长与宽之比小于或等于3的为基坑。凡图示沟槽底宽3m以外，坑底面积20m2以外，平整场地挖土方厚度在30cm以外，均按挖土
挡土墙基槽挖方工程量计算 挖沟槽、基坑需支挡土板时，其宽度按图示沟槽、基坑底宽，单面加100mm，双面加200mm计算。 计算挖沟槽、基坑、土方工程量需放坡时，按施工组织设计规定计算；如无施工组织设计规定时，可按放坡系数。 1．沟槽、基坑中土壤类别不同时，分别按其放坡起点、放坡系数、依不同土壤厚度加权平均计算。 2．计算放坡时，在交接处的重复工程量不予扣除，原槽、坑作基础垫层时，放坡自垫层上表面开始计算。 3.6 挖沟槽长度，外墙按图示中心线长度计算；内墙按地槽槽底净长度计算，内外突出部分(垛、附墙烟囱等)体积并入沟槽土方工程量内计算。 3.7 挖管道沟槽按图示中心线长度计算，沟底宽度，设计有规定的，按设计规定尺寸计算 1．按上表计算管道沟土方工程量时，各种井类及管道（不含铸铁给排水管）接口等处需加宽增加的土方量不另行计算，底面积大于20m2的井类，其增加工程量并入管沟土方内计算。 2．铺设铸铁给排水管道时其接口等处土方增加量，可按铸铁给排水管道地沟土方总量的2.5%计算。 挡土墙 在基础土方的施工过程中，由于土本身自重和土的特性以及土壤的类别等会导致出现各种情况，比如土方坍塌或者流沙、淤泥等情况出现。为了保证施工过程的安全性和连续性，保证施工质量。在施工中防止意外塌方等情况的出现，在施工过程中如果超过了某一个挖掘深度，或者出现了某些特定的情况，比如紧邻原有建筑物基础新建楼房等，或者施工过程中出现了淤泥流沙等不利于施工的环境，都需要针对性的使用放坡、砌筑挡土墙、锚拉、挡土板支护等各种方式进行加固施工，目的就是为了保证施工安全和施工质量。我国对各种不同的土壤类别进行了划分，例如按照强度划分为一类二类土、三类土、四类土一直到各种石头都有详细的归类划分。不同的土壤类别会有不同的放坡，支挡土板施工工艺。不同的土壤类别也有不同的放坡起点和放坡系数。 治水土流失，弃渣场也就应运而生。很多水电工程由于地处山区，弃渣处理较困难，在水保方案编制中，从方便施工、节约投资等方面考虑，一方面应尽可能在工程建设中加以利用，减少弃渣量；另一方面，结合施工设计成施工仓库、临时办公及生活福利设施、辅助企业等场地，无论对业主还是施工单位来说都是容易接受的。 由于弃渣场不但要容渣，还需兼具多种功能，施工的难易和投资也是必须要考虑的因素，因此，选择一个合理的挡渣墙位置对渣场的设计至关重要。若墙址选择不当，不但达不到渣场综合利用的目的，而且造成人力、财力的浪费。故在选址过程中需进行方案比选，做到经济合理、施工便利。
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'?=4133β），墙身分段长度10m 。 2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3/18m KN =γ，计算内摩擦角?=35?，填料与墙背的摩擦角2? δ=。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3/22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=，容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=
由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-???? ??--= 换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'?==?='?=30172352618? δ?α，， 得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149.028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++'??++-+?+??=+++++-++= ） ）（（）（）（））（（）（）（tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55.0443 .3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（） ）（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ '?=?=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b H t g tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231=' ?+?-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395.0261855.0() 56704928sin()354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ））tg tg tg K αθωθφθ
解：（1）用库伦理论计算作用在墙上的主动土压力 已知：φ=30°，α=10°，β=0°，δ=15° 由公式计算得K a=0.4 主动土压力 E a=1/2γH2K a =1/2×18.5×52×0.4 =92.5kn/m 土压力的垂直分力 E az=E a sin(δ+α) =92.5sin25 =39.09kn/m 土压力的水平分力 E az=E a cos(δ+α) =92.5cos25 =83.83kn/m （2）挡土墙断面尺寸的选择 根据经验初步确定强的断面尺寸时，重力式挡土墙的顶宽约为1/12×H,底宽约为（1/2~1/3）H.设顶宽b1=0.42m，可初步确定底宽B=2.5m. 墙体自重为 G=1/2(b1+B)HγG=1/2(0.42+2.5) ×5×24=175.2kn/m （3）滑动稳定性验算 查表得，基底摩擦系数μ=0.4，由公式求得抗滑动稳定安全系数： K s=（G+E ay）μ/E ax=(175.2+39.09) ×0.4/83.83=1.02<1.3 其结果不满足抗滑稳定性要求，应修改断面尺寸，取顶宽b1=0.5m,底宽B=3.5m,再进行上述验算，此时墙体自重为： G=1/2(b1+B)HγG=1/2(0.5+3.5) ×5×24=240 kn/m K s=（G+E ay）μ/E ax=(240+39.09) ×0.4/83.83=1.33>1.3 满足抗滑稳定要求 （4）倾覆稳定验算 求出自重G的重心距离墙趾O点距离X0=0.77，土压力水平分力的力臂Hf=H/3=5/3m,土压力垂直分力力臂Xf=3.2，求得抗倾覆安全系数为 Kt=（GXo+EazXf）/ EaxHf=(240×0.77+39.09×3.2)/83.83×5/3 =2.22>1.6 抗倾覆验算满足要求，且安全系数较大，可见一般挡土墙抗倾覆稳定性验算，满足要求。 （4）地基承载力验算 作用在基础底面上总得垂直力 N=G+Eay=240+39.09=279.09 合力作用点距离o点的距离 C=（GXo+EazXf- EaxHf）/N=(240×0.77+39.09×3.2-83.83×5/3)/279.09 =0.6 偏心距e=B/2-C=3.5/2-0.6=1.15>B/6=0.58 基底压力P max min=N/A[1±6e/B]
挡土墙计算实例 一、设计资料与技术要求： 1、概况： 大泉线K3+274到地面K3+480路基左侧侵占河道，为防止水流冲刷路基设置路肩挡土墙。 2、确定基础埋深： 参照原路段设置浆砌片石护坡，基础埋深设置1.5m；基底土质取砂类土，基底与基底土的摩擦系数μ=0.3，地基承载力基本容许值f=370kPa。 3、墙背填料： 选择天然砂砾做墙背填料，重度γ=18kN/m3，内摩擦角φ=35o,墙后土体对墙背的摩擦角δ=（2/3）φ=23 o。 4、墙体材料： 采用浆砌片石砌筑，采用M7.5号砂浆、MU40号片石，砌石γr=23 KN/M3，轴心抗压强度设计值[σa] =1200KPa，允许剪应力[τj] =90KPa，容许弯拉应力[σwl]＝140KPa。路基设计手册P604 5、设计荷载： 公路一级。 6、稳定系数： 抗滑稳定系数[Kc]=1.3，抗倾覆稳定系数[Ko]=1.5。 二、挡土墙的设计与计算； 1、断面尺寸的拟订： 查该路段路基横断面确定最大墙高为6.8m，选择仰斜式路肩挡土墙，查标准图确
定断面尺寸，如下图所示： 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；墙高大于10m 时，取10KN/m 2；墙高在2~10m 之间时，附加荷载强度用直线内插法计算，γ为墙背填土重度。 kPa 1410)1020(2 108.610q =+-?--= γq h =018 14==0.78kPa 3、计算挡土墙自重并确定其重心的位置 A 墙=9.104m 3,则每延米挡土墙自重G = γA 墙l 0 = 23×9.104×1KN = 209.392 KN 挡土墙重心位置的确定可用桥通辅助工具里面计算截面型心的工具来查询，对于同一种材料的物体来说，形心位置和重心位置重合。 墙趾到墙体重心的距离Z G = 1.654 m 。 4、计算主动土压力