重力式挡土墙设计实例2

重力式挡土墙设计范例重力式挡土墙设计范例1. 引言重力式挡土墙是一种常见的土木工程结构，常用于土地开发和交通基础设施建设中。

本将详细介绍重力式挡土墙的设计原理、施工步骤和施工注意事项。

2. 设计原理2.1 挡土墙的作用重力式挡土墙是通过重力作用来抵抗土壤的侧推力，保持土地的稳定。

挡土墙通过其自身的重量来产生对土体的压力，从而抵消土壤的剪切力。

2.2 土体力学参数在进行重力式挡土墙设计之前，需要确定土体的力学参数，如土壤的重度、摩擦角、内摩擦角等。

这些参数对挡土墙的设计和稳定性分析至关重要。

2.3 挡土墙的形式重力式挡土墙可以采用不同的形式，如重力墙、重力墙+钢筋混凝土面板、重力墙+土钉墙等。

选择合适的形式要考虑土体的特性、设计要求和经济性。

3. 设计步骤3.1 确定土体参数通过土体试验和现场勘察，确定土体的重度、摩擦角、内摩擦角等力学参数。

这些参数将用于挡土墙的稳定性分析。

3.2 计算挡土墙的稳定性根据土体参数和设计要求，进行挡土墙的稳定性分析。

主要包括计算侧推力、地震力、抗滑稳定性和抗倾覆稳定性等。

3.3 选择适当的挡土墙形式和材料根据设计要求和经济性，选择适当的挡土墙形式和材料。

考虑到挡土墙的稳定性、耐久性和施工难度等因素。

3.4 进行结构设计和荷载计算根据挡土墙的形式和材料，进行挡土墙的结构设计和荷载计算。

确保挡土墙能够承受设计荷载并保持稳定。

3.5 进行施工准备工作在施工挡土墙之前，需要进行施工准备工作。

包括地面平整、挖掘基坑、打地基等。

确保基坑和基础能够满足设计要求。

3.6 进行挡土墙的施工根据设计要求和施工图纸，进行挡土墙的施工。

主要包括搭建模板、浇筑混凝土、安装钢筋、固化混凝土等工作。

3.7 进行监测和验收在挡土墙施工完成后，需要进行监测和验收工作。

主要包括挡土墙的变形监测、荷载测试和质量验收等。

4. 施工注意事项4.1 施工材料的选择在进行重力式挡土墙的施工时，需要选择适当的材料。

（一）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/m3，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/m3，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（）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：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：（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：车辆荷载分布宽度：所以，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/m2，4、土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：5、土压力作用点位置计算：－查数学手册－土压力作用点到墙踵的垂直距离；6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：7、稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：－查数学手册－查数学手册（2）抗滑稳定性验算：，验算公式：所以抗滑稳定性满足。

（3）抗倾覆稳定性验算：所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。

重新拟定b1＝1.02m倾斜基地，土压力对墙址力臂：所以倾覆稳定性满足。

8、基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。

（一）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：（＝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＝°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=；（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 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+ 00011(2)()(2)22A 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=-()()382835382838281402tg 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 ＝m 2，016.250.918q h m γ==＝ 4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B 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：1.36H =⨯=10K ＝1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 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；6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33Z b Z tg m α=-=+⨯=7、稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯=11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯＝()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/2 －查数学手册21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= －查数学手册（2）抗滑稳定性验算：00.21111836α'''倾斜基地：（＝），验算公式：()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.75 1.42.979.730.5105.75 4.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦10.280=>所以抗滑稳定性满足。

1重力式挡土墙设计设计依据(1) .墙身构造某二级公路路基宽度B=i2m 土路肩宽，某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡(见图1)，填土边坡坡度为1：墙身分段长度10m(2) .车辆荷载公路U级(3) . 土壤与地基墙背填土为砂性土，容重丫=18kN/m3填土与墙背间的摩擦角取S = /2地基土性指标与填土相同(4) .墙身材料5 号砂浆砌30号片石，砌体容重k=24kN/m3;砌体容许压应力[ ]=800kPa许剪应力[T ]=160kPa，容许拉应力[1]=80kPa o(5) .计算参数墙背坡度1:0.2 (俯斜)(11.31)，墙面坡度为1: (= ° ),填土高a=2m，挡土墙高度H=7m内摩擦角=33°,基底摩擦系数f 0.35,地基容许承载力[c 0 ] =300kPa车辆荷载换算当2m 时，q 20.0kPa ；当H 10m 时，q 10kPa试算拟定顶宽b1 1.00m，根据几何关系可计算得，挡土墙实际高度H=，墙底宽B仁,由线性内插法(q 1.25H1 22.5)得：H1 7.55m 时，q 1.25 7.50 22.5 13.125kPa注意：以下所有H值代表Hi值换算均布土层厚度: 13.1250.702m18破裂棱体位置确定（1）.破裂角（B）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有:11.31 16.5 33 60.81A 1 a2 H12h。

(a H)- 2 7.89 2 0.702 2 7.89 55.84B。

lab2 b1d h0H H22a 2h0tan12 2 2.512.5 0.70127.89 7.89 2 2 2 0.701 0.2-6.235其中 b 2 1.5 1 0.5 2.5m, tan0.2 tan tan ((cot tan )(B0tan )-6 24-ta n60.81. ■ cot30 tan 60.81 tan 60.81)V 55.840.57故arcta n0.57 29.68，(2) .验算破裂面是否交于荷载范围内H=, d=0m tan 0.2，b=, b0 B 2d 12 2 0.75 10.5m堤顶破裂面至墙踵的距离：H a tan 5.64m荷载内缘至墙踵的距离：b H tan -2.0m荷载外缘至墙踵的距离：b Hta n B 10m<<10m故破裂面交于荷载范围内，与假设相符主动土压力计算（1）.求主动土压力Ea和土压力作用位置A0 55.84，, B0 -6.24E a A tan r cos B osincos 29.68 33 18 55.84 0.57+6.24 sin 29.68 60.81314.9kNE x E a cos314.9 cos 11.31 16.5 278.53kNE y E a sin314.9 sin 11.31 16.5 146.91kN2.92m(2).求土压力对墙趾的力臂b a tan tan tan 1.77h 2h 4tan tanh 1 h 26.123H 21竺1卫H 2H2h °h 4 H 27.89227.89 1.77 0.701 6.123 6.12-2 7.89 3 7.8921 口 7.891型 2 7.892 0.701 6.127.892Z yB 1 Z x tan 1.64m0 xx O Z Z 图示意图由于挡墙基底倾斜，实际■的墙趾为一 0 1-4 墙背主动土压力与作 1:1：mE/ E「入 ________________1・_m _____1J 1JTOf图1-5基底大样图'此，为了便于对挡土墙进行稳定性计算, 的水平分力Ex ，和垂直分力对墙趾0点的力臂必须修正为实际墙趾 0点。

（一）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]＝500kP ‎a ，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]＝500kP ‎a ，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 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A 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‎：tan tan θψ=-+tan ψ=-+tan3828︒'=-+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：()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-=车辆荷载分‎布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5b L N 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‎。

重力式挡土墙设计实例设计实例：地坡道挡土墙设计1.工程背景：地坡道长200米，最大高度10米。

地基为砂质土壤，土体粒径分析显示主要由干砂组成，内摩擦角为35度，容重为18kN/m³。

设计要求挡土墙能够抵抗土体的水平推力。

2.坡度分析：根据地坡高和水平距离，计算坡度。

使用一坡三坡图法，确定化简的坡度，以保证坡度均衡，并减少地形改变的需求。

3.坡道设计：根据地坡高和坡度分析结果，设计坡道。

确定坡道长度、坡顶宽度和坡底宽度，保证坡道稳定和路面设计要求。

4.挡土墙类型选择：根据挡土墙高度、土体参数和设计要求，选择合适的挡土墙类型。

在这个案例中，重力式挡土墙是合适的选择。

5.摩擦力计算：根据土体参数和墙体几何特征，计算土体的水平推力和墙体的摩擦力。

摩擦力大小应大于土体的水平推力，以保证挡土墙的稳定性。

6.底座宽度计算：根据土体参数和墙体高度，计算挡土墙底座的宽度。

底座宽度应足够大，以保证挡土墙的稳定和抗滑性能。

7.墙体高度计算：根据土体参数和挡土墙的几何形状，计算合理的墙体高度。

墙体高度应满足稳定性和承载能力的要求。

8.墙体尺寸计算：根据挡土墙的高度和几何形状，计算墙体的尺寸。

包括墙身厚度和墙脚截面宽度等，以确保墙体的稳定和承载能力。

9.墙体内力计算：根据挡土墙的几何形状和土体参数，计算墙体内力。

包括弯矩和剪力等，以保证墙体的结构安全。

10.墙体排水设计：根据场地情况和土体参数，设计挡土墙的排水系统。

确保排水的顺利进行，防止土体饱和和墙体的变形和破坏。

11.墙体施工：根据设计图纸和规范要求，进行挡土墙的施工。

确保施工质量和施工过程的安全。

12.墙体监测和维护：在挡土墙竣工后，进行墙体的监测和维护工作。

及时发现和处理墙体的变形和破坏，确保工程的可持续运行。

以上是关于重力式挡土墙设计实例的简要介绍。

在实际设计中，还需要结合具体场地要求和土体参数进行综合考虑，以确保挡土墙的稳定和安全性。

设计过程中需要参考国家和地区的相关规范和标准，并严格按照标准要求进行设计、施工和维护。

1重力式挡土墙设计设计依据(1).墙身构造某二级公路路基宽度B=12m ，土路肩宽，某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡（见图1），填土边坡坡度为1:墙身分段长度10m 。

(2).车辆荷载 公路Ⅱ级 (3).土壤与地基墙背填土为砂性土，容重γ=18kN/3m 填土与墙背间的摩擦角取δ=ϕ/2地基土性指标与填土相同 (4).墙身材料5号砂浆砌30号片石，砌体容重k γ=24kN/3m ；砌体容许压应力[∂σ]= 800kPa 许剪应力[τ]=160kPa ，容许拉应力[1σ]=80kPa 。

(5).计算参数墙背坡度 1:0.2α=（俯斜）（11.31=o ），墙 面 坡 度 为 1: (=°),填土高 a=2m ，挡土墙高度H=7m ，内摩擦角ϕ=33°，基底摩擦系数f 0.35=，地基容许承载力[σ0 ] =300kPa车辆荷载换算当m 2≤H 时，20.0q kPa =；当m H 10≥时，10q kPa = 试算拟定顶宽 1b 1.00m =，根据几何关系可计算得，挡土墙实际高度H 1=，墙底宽B 1=，由线性内插法（5.2225.11+-=H q ）得：17.55H m =时， 1.257.5022.513.125q kPa =-⨯+=注意：以下所有H 值代表H 1值换算均布土层厚度： 013.1250.70218q h mγ===主动土压力计算破裂棱体位置确定(1).破裂角（θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：=++=ϕδαψ11.3116.53360.81+︒+︒=︒o()()()0011a 2(a )27.8920.70227.8955.8422A H h H =+++=⨯++⨯⨯+= ()()αtan 222121000h a H H h d b ab B ++-++=()112 2.5 2.50.701-7.897.892220.7010.222=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯-6.235=其中()b 2 1.510.5 2.5m =⨯--=,tan 0.2α=)tan )(tan t (tan tan 0ψψϕψθ+++-=A B co-tan60.81=o 0.57=故arctan 0.5729.68θ==o（2).验算破裂面是否交于荷载范围内H=，d=0m ，tan 0.2α=，b=,m 5.1075.0212d 2b 0=⨯-=-=B 堤顶破裂面至墙踵的距离：()a tan 5.64m H θ+= 荷载内缘至墙踵的距离：b tan -2.0m H α-= 荷载外缘至墙踵的距离：tan 10m b H B α-+= <<10m ，故破裂面交于荷载范围内，与假设相符。

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︒=35ϕ，填料与墙背的摩擦角2ϕδ=。

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 83.018150=== 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'︒==︒='︒=30172352618ϕδϕα，，得： '︒='︒+'︒+︒=++=56703017261835δαϕω149.028.77318.2381.1183.022*********.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 ωωϕωθ'︒=︒=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 Htg 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1K152.2261855.055.0231='︒+⨯-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='︒+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos(=︒+'︒+'︒︒+'︒=+++=））tg tg tg K αθωθφθ698.1151.0547.016282.383.02)12152.21(6412)21(21223011=++=⨯⨯+-+=+-+=H h h H h H a K （3）求主动土压力a E 及土压力的作用点KN KK a 31.217698.1395.06182121212=⨯⨯⨯⨯=H =E γ KN E a x 96.175)30172618cos(31.217)cos(='︒+'︒⨯=+E =δαKN E a y 53.127)30172618sin(31.217)sin(='︒+'︒⨯=+E =δαmK H H h h h h H a H Z x 13.2129.02698.163)62282.33(282.383.0)152.26(2363)23()(3221233021=+=⨯⨯⨯-⨯⨯+-+=-+-+= m tg tg Z B Z x y 22.2261813.292.2='︒⨯-=-=α因基底倾斜，土压力对墙趾的力臂x Z 改为：m B Zx x Z 55.12.092.213.2tan 0=⨯-=⨯-='α3．稳定性验算一般情况下，挡土墙的抗倾覆稳定性较容易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制，故选择基底倾斜1：5（'︒=18110α）（1）计算墙身重G 及力臂ωZ （取墙长1m 计）KNtg Btg B H B b A G a a 2362285.058.1122]181192.292.221)92.294.0(3[1]21)(21[01=⨯-=⨯'︒⨯⨯⨯-+⨯=⨯⨯⋅-+==）（γαγ 由力矩平衡原理：a G B Ab B b A b A G γ⨯⨯--+⨯+⨯=Z ⨯]3)3(2[311211 （其中：H b A 11=，)(2112b B H A -=，1321Bh A =） 则：22]392.2181192.292.221)394.092.294.0()94.092.2(621294.0694.0[236⨯⨯'︒⨯⨯⨯--+⨯-⨯⨯+⨯⨯=Z ⨯tg G m G 05.1=Z（2）抗滑稳定性验算xQ Q x y Q y E G E G E ≥+++E +1001tan )1.1(]tan (1.1[1γαγμαγ，（5.0,4.11==μγQ ） '︒⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯=+++E +1811)53.1274.12361.1(5.0]2.096.17553.127(4.12361.1[tan )1.1()]tan (1.1[0011tg E G E G y x y Q Q αγμαγ34.331=34.24696.1754.11=⨯=E X Q γanghuak331.34 〉246.34，故满足抗滑稳定性的方程。

重力式挡土墙设计1 设计参数几何参数：挡土墙墙高H=6m ，取基础埋置深度D=1.5m （按规范规定，D 不小于1.0m ，本设计中可取1.25m 或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1:0.2，α=－11.3°（注意这个角度是负值），墙底（基底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°；墙顶填土高度a =2m ，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 ；力学参数：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；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 车辆荷载换算按墙高确定的附加荷载强度进行计算γq h =0=1815=0.83 3 主动土压力计算3.1 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。

经验算，按破裂面交于荷载中部进行计算 a=2m,b==βtan a 667.02=3m,d=0.5m,H=6m,m h 83.00=,°34=ϕ,°17=δ, °－11.3α= 39.7δ＋α＋ωψ==°﹚2h ﹙H＋a﹚﹙H＋a＋﹚2h 2a ﹙b＋d﹚－H﹙H＋＋2h 00+=ab A αtan =0.33θtan =－﹚A ω﹚﹙tan ωtan ﹙cot ±ψtan ++ϕ=0.81或-2.47（舍） 39arctan0.81θ==°3.2 计算主动土压力a E 及其作用点位置 3.2.1计算主动土压力a E﹚αtan ﹙tan ﹚sin ﹙﹚﹙cos +++=θψθϕθa K =0.18 αθtan tan 0+=dh =0.82mαθαtan tan tan 3+-=a b h =2.26m=--=321h h H h 2.92m=+-+=210312)21(21Hhh H h H a K 1.68 12γH 21K K E a a ==98KN ﹚δ＋α﹙cos a x E E ==97.5KN y E ﹚δ＋αin ﹙s E a ==9.7KN 3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置经试算，取挡土墙顶宽=1b 2.8m011tan tan ααb b B +==2.6912110233)23(h h －2(3K H H h h H a H Z x -++=）=2.1m αtan －Z x B Z y ==2.69＋2.1×0.2=3.1m 将X Z ,y Z 修正为1X Z ，1y Z1X Z =01tan αb Z x -=2.1-2.8×0.19=1.57m1y Z =αtan 11x Z b -=2.8-1.57×（-0.2）=3.11m 3.3 被动土压力墙前的被动土压力忽略不计。

重力式挡土墙设计一、设计题目重力式挡土墙（仰斜式）设计 二、设计资料1) 公路等级：二级2) 墙身构造：墙高6m ，墙背仰斜坡度1:0.16，墙身分段长度20m.3) 土质情况：墙背填土重度γ=18kN/m3,内摩擦角为φ=36°；填土与墙背间的摩擦角为δ=18°；地基为岩石，地基容许承载力[σ]=500kPa ，基底摩擦系数f=0.5。

4) 墙身材料：砌体重度γ1=20kN/m3，砌体容许压应力[σ]=500kPa ，容许剪应力[τ]=80kPa 。

5) 建设地点为某一级公路DK23+415.00DK23+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。

6) 挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示：7)H=6 b 1=1h 0 H 1=5.84h 1=0.16α= -9°05′α= 9°05′设计计算一、主动土压力计算1)计算破裂角假设破裂面交于荷载范围内，则有：Ψ = α+φ+δ= -9°05′+36°+18°=44°55′＜90°tan θ= -tanΨ+√（cotφ+tanΨ）（tanΨ+tanα）=-tan44°55′+√（cot36°+tan44°55′）（tan44°55′+tan9°05′）=-0.99709+√（1.37638+0.99709）（0.99709+0.15987）=0.66001θ =tan-1θ = 33°25′32″2)计算主动土压力系数K和K1,(tanθ+tanα)K = cos⁡(θ+φ)sin⁡(θ+Ψ)（tan33°25′-tan9°05′）= cos⁡(33°25′+36°)sin⁡(33°25′+44°55′)=0.162按照线性内插法，计算附加荷载强度：q = 20 +（（（20-10）/（2-10））× (6-2)) = 15 KPah0= q /γ= 15/18 = 0.83mK1 = 1+（2h0 / H）=1+（2×0.83/6）=1.28mZ y1= H/3+h0 /（3×K1）=6/3+0.83/（3×1.28）=2.22mZy = Z y1 -h1 =2.22-0.16 =2.06mZx = b1+Z y tanα =1+2.06×0.15987 =1.33m3)计算主动土压力的合力作用点E = 1/2γH² K K1 = 0.5×18×6²×0.162×1.28 =67.18 KNE x= Ecos（α+δ）=67.18×cos（18°-9°05′）=63.37 KNE y = Esin（α+δ）=67.18×sin（18°-9°05′）=9.45 KN二、挡土墙截面计算1)计算墙身重G及力臂Z G1、墙身体积计算：V1= b1（H-b1 tanα0）= 1×（6 - 1×0.16）=5.84 m³V2 = 0.5 b1²tanα0=0.5×1²×0.16 =0.08 m³2、墙身自重计算：G1 = V1 γ1 =5.84×20 =116.8 KNG2 = V2 γ1 =0.08×20 =1.6 KNG = G1+G2 =116.8+1.6 =118.4 KN3、力臂Z计算：ZG1 = 0.5（H1 tanα+b1）=0.5（5.84×0.15987+1）=0.97mZG2 = 0.651 b1=0.651×1=0.65mZG = (ZG1 G1 +ZG2 G2)/G =(0.97×116.8 +0.65×1.6)/118.4 =0.96m2)抗滑稳定性验算（1.1G+γQ1 E y）μ+1.1G tanα0=（1.1×118.4+1.4×9.45）×0.5+1.1×118.4×0.15987= 92.56KN ＞γQ1 E x=1.4×63.37= 88.72KN满足抗滑稳定性要求。

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。

重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计1. 引言重力式挡土墙是一种常用于土地开发和建筑工程中的土木结构，用于抵抗土壤侧压力，保持地形稳定并防止土壤侵蚀。

本旨在提供一个详细的设计指南，包含重力式挡土墙的设计原理、材料选用、结构设计等内容。

2. 设计原理2.1 挡土墙作用原理重力式挡土墙通过其自身重量产生抵抗土壤侧压力的作用。

土壤侧压力会对挡土墙产生一个向外的力，挡土墙通过其自身的重量和摩擦力来抵抗这个压力，从而保持墙体的稳定性。

2.2 挡土墙结构分类重力式挡土墙的结构可以分为以下几种类型：- 块石重力式挡土墙：使用块石或混凝土块堆砌而成，通过自身重量抵抗土壤压力。

- 钢筋混凝土重力式挡土墙：结构由混凝土墙体和内置钢筋构成，通过混凝土墙体和钢筋的组合来抵抗土壤压力。

- 混凝土梁重力式挡土墙：具有凹凸状的结构，通过混凝土梁和重力来阻挡土壤侧压力。

3. 设计步骤3.1 地质勘察在进行重力式挡土墙设计之前，进行地质勘察是非常重要的。

地质勘察可以提供土质、地下水位、地下岩石层等信息，对于挡土墙的设计和选材具有重要的指导作用。

3.2 挡土墙尺寸计算根据设计要求和地质勘察结果，计算挡土墙的尺寸。

这包括考虑到挡土墙的高度、坡度、土壤侧压力、土壤背填等因素进行计算。

3.3 材料选择根据挡土墙的设计要求，选择合适的材料。

这可能包括石块、混凝土、钢筋等。

材料选择应考虑到其强度、耐久性、成本等因素。

3.4 结构设计根据挡土墙的尺寸和材料，进行结构设计。

这包括墙体厚度、墙顶宽度、墙脚设计等。

3.5 其他设计考虑因素除了上述步骤，还需考虑地震、排水、荷载等因素对挡土墙的影响。

设计过程中应充分考虑这些因素，并做出相应的设计。

4. 附件本所涉及的附件如下：- 附件1：重力式挡土墙设计计算表格- 附件2：重力式挡土墙材料选用参考表- 附件3：重力式挡土墙结构设计示意图5. 法律名词及注释- 建筑法：指中华人民共和国《建筑法》。

- 土地管理法：指中华人民共和国《土地管理法》。

1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下，请验算该挡土墙得稳定性。

（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=19kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间得摩擦角δ＝19、5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝550kPa ，基地摩擦系数f=0、55；（3）墙身材料：砌体容重γ=22kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝100kPa 。

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（）得计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021*******ψαδφ'''++-++o o o o ＝＝＝4000000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+00011(2)()(2)22A 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得计算公式：tg tg θψ=-+tg ψ=-4028tg '=-+o0.8531=-（2）验算破裂面就是否交于荷载范围内：破裂契体长度：()()050.73320.25 2.416m L H tg tg θα=+=-=车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5m L Nb N m d =+-+=⨯++=所以，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 2，4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=o 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 00361535tan 19170.7332 4.2551.49kN sin sin 36154028E A B θφγθθψ'++=-=⨯⨯-=+'''+o o o o cos cos ()()X a 51.49142193051.26kN E E αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 51.49sin 1421930 4.91kN E E αδ''=+=-+=o o5、土压力作用点位置计算：1.36H =⨯=10K ＝1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=－查数学手册－土压力作用点到墙踵得垂直距离；6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：X X11 1.590.19 1.4m Z Z h =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33m Z b Z tg α=-=+⨯=7、稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.98 4.48 4.71m V b H =⨯=⨯=11 4.7122kN G V γ=⨯=⨯＝103.62()()G11111 4.480.250.98 1.05m Z H tg b α=+=⨯+=/2/2 －查数学手册21110.50.980.190.093m V b h =⨯⨯=⨯⨯=/22210.09322 2.046kN G V γ=⨯=⨯=G20.6510.6510.980.64m Z b =⨯=⨯= －查数学手册（2）抗滑稳定性验算：（（此步骤按路基规范上得公式计算）00.21111836α'''o 倾斜基地：（＝），验算公式：()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.1105.67 1.4 4.9151.260.19800.55 1.1105.67 1.4 4.910.198 1.451.260⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()116.24 1.44.9110.150.55116.24 6.870.19871.76=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦所以抗滑稳定性满足。