重力式挡土墙设计

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。

重力式挡土墙设计方法及要点二O—三年五月一.概述二.重力式挡土墙的构造（-）墙身构造••…（二）排水设施....（三）防水层.......（四）基础埋置深度三、重力式挡土墙的布置（-）挡土墙位置的选定（二）纵向布置..........（三）横向布置..........4 6 8 891011 11（四）平而布置..........四.重力式挡土墙的设计计算12（-）作用在挡土墙上的力系................ （二）描上墙稳定性检算................... （三）挡上墙基底应力及合力偏心距检算（四）挡土墙墙身截而强度检算............. 12 14 19 21五、挡土墙常用设计参数25（-）墙背上的物理力学指标............. （二）土与墙背的摩擦角fi .............. （三）基底与地层间的肆擦系数.......... （四〉建筑材料的强度等级及容许应力25262627重力式挡土墙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鬧配置少量钢筋。

这种挡土墙形式简单、施工方便，可就地取材、适应性强，W而应用广泛。

堤墙O由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定，w 此墙身断面 大，垢工数量也大，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。

重力挡土墙设计方案1.1编制依据《工程结构通用规范》GB55001-2021《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《挡土墙（重力式、衡重式、悬臂式）》17J008材料及构造1.采用混凝土重力式挡土墙，混凝土强度等级为C25o2.挡土墙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，如开挖后不满足设计要求，则应立即告知设计单位，以便作相应调整。

3.如若开挖遇到软土、液化土等特殊性岩土时，应按有关规定，对地基妥善处理后方可施工挡土墙。

4.陡坡地段、若地基为完整坚硬基础岩石、采用台阶基础：台阶基础采用C15片（块）石混凝土。

5.基底埋置深度应满足地基强度与稳定性、根据现场开挖基底在满足承载力要求的情况下，可适当调整基础标高。

泥岩、页岩等地质岩石基础开挖至设计标高后立即以M7.5砂浆封面，不得暴露于雨水、空气中太久，以免加快风化。

6.挡土墙背后填料根据附近土源，尽量选用抗剪强度高和透水性强的砾石或砂土。

当选用粘性土为填料时，宜掺入适量的砂石或砾石；不得选用膨胀土、淤泥质土、耕植土做填料。

对于挡土墙填料的内摩擦角，宜通过试验取得。

7,墙背回填待强度达到设计强度的75%时进行，并分层填筑夯实，注意墙身不要受到冲击的影响。

8,挡土墙墙背与岩石分界线交界位置处，浸水挡土墙常水位以上30cm,坡脚地面线以上30cm设置最低一排泄水孔，其上则分层设置泄水孔,泄水孔间距2至3m,上下左右交错布置，孔内预埋5cmPVC管。

PVC管应长出墙背20cm,其端部30cm用土工布包裹。

在泄水孔进水口处设置粗颖粒材料（大粒径碎石或片石）堆囊以利于排水。

9.在最低一排泄水孔底部铺设一层机织防渗土工布隔高层，以防止基底层受水侵蚀。

挡墙基坑（最低一排泄水孔以下部分）采用石灰土回填用安要求夯实，墙背（指最低一排泄水孔以上部分）回填则采用透水性材料，如碎石、碎砾石、砂片石、砂岩碎刷等。

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。

摘要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。

根据其刚度及位移方式不同，可分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。

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。

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的。

重力式挡土墙多用劲砌片石砌筑，在缺乏材料的地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土直接砌筑，一般不配钢筋或在局部范围配置少许钢筋。

这种挡土墙形式简单，施工方便，可就地取材，适应性强。

关键词：挡土墙；路堑墙；山坡墙；重力式挡土墙目录前言 (1)挡土墙的作用 (1)挡土墙各部位的名称 (1)挡土墙的位置 (1)挡土墙的分类 (2)第一章设计要求 (3)1.1挡土墙的设计资料 (3)第二章重力式挡土墙的简介及分类 (4)2.1重力式挡土墙的简介 (4)2.2重力式挡土墙的类型 (4)第三章重力式挡土墙的设计 (8)3.1重力式挡土墙构造 (8)3.2重力式挡土墙的布置 (9)3.3基础埋置深度的确定 (11)第四章重力式挡土墙的验算 (11)4.1 作用在挡土墙上的力系 (11)4.2挡土墙稳定性检算 (14)第五章参考文献 (23)第六章附图 (23)前言一：挡土墙的作用在路基工程中，挡土墙的应用十分广泛。

在高坡和陡坡路堤的下方设置挡土墙，可防止路堤边坡沿基底滑动，保证路基稳定，同时又可以收缩坡脚，减少填方和少占农田。

滨河或水库路堤在临水一侧设挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和侵蚀，同时也可避免压缩河床或侵占库容。

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。

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, =－11.3°（注意这个角度是负值）, 墙底（基底）倾斜度tan =0.190, 倾斜角 =10.76°；墙顶填土高度 =2m, 填土边坡坡度1:1.5, =arctan （1.5） =33.69°, 汽车荷载边缘距路肩边缘 =0.5m ；力学参数:墙后填土砂性土内摩擦角 =34°, 填土与墙背外摩擦角 = /2=17°, 填土容重 =18kN/m ；墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石, 墙身砌体容重 =22kN/m ,砌体容许压应力[ ]=600kPa,砌体容许剪应力[ ]=100kPa,砌体容许拉应力[ ]=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 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 =0.18αθtan 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 ==9.7KN3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置经试算, 取挡土墙顶宽 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 , 修正为 ,1X Z =01tan αb Z x -=2.1-2.8×0.19=1.57m 1y Z =αtan 11x Z b -=2.8-1.57×（-0.2）=3.11m3.3 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。