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加筋土支挡结构设计与计算1 概述1.1发展和类型加筋土挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等几部分组成，如图1.1所示。
其挡土原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力（即加筋土挡墙的内部稳定），并以基础、墙面板、帽石、拉筋和填料图1.1加筋土挡土墙结构图等组成复合结构而形成土墙以抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力（即加筋挡土墙外部稳定），从而保证挡土墙的稳定。
1960年，法国工程师亨利·维达儿（Henri·Vidal）通过三轴试验发现，加筋土在竖直荷载或自重作用下，依靠拉筋与土体之间的摩擦作用把引起侧向变形的拉力传递给拉筋，限制了土体的侧向变形，等同于向土体施加了侧向荷载。
1963年，Henri·Vidal发表了加筋土研究成果与设计理论，标志着加筋土技术理论的雏形的形成。
加筋土挡墙的首次工程应用是在1965年冬季的法国比利牛斯山的普拉聂尔（Pragere），从而引起欧洲对于加筋土挡墙的广泛研究。
日本在1967年引起加筋土挡墙技术后，进行原型试验，随后又进行地震作用下加筋土挡墙抗震性能的研究。
美国则起步较晚，但发展迅速。
1970年建成第一座加筋土挡墙，1974年批准加筋土技术可以代替传统挡土结构。
截止到1980，美国境内完成将近300项加筋土挡墙工程。
1971年西班牙建成第一座加筋土挡墙工程。
加拿大和澳大利亚等国家随后也纷纷引起该技术，并展开广泛的研究。
根据上世纪80年代的统计，加筋土挡墙在公路工程中占绝大部分比例，工民建中也较多，而用于铁路工程则很少，尤其是铁路干线中。
加筋土挡墙的理论研究在不断向前发展和完善，但由于土工材料的复杂性，施工应用依然远滞后于理论研究；其次，相对于公路，铁路工程对使用年限要求更长，对路基沉降变形要求更严格，加之动荷载对加筋土挡墙的影响较大。
因而，加筋土挡墙的最广泛应用还是在公路工程中，其也方便意外破坏后的抢修。
我国对于加筋土挡墙的发展和应用较晚，20世纪70年代末才开始。
加筋挡土墙设计拟在某黄土地区的二级公路上修建一座路堤式加筋挡土墙。
据调查，挡土墙不受浸水影响，以确定挡土墙全长为60m ，沉降缝间距采用20m ，挡土墙高度12m ，顶部填土0.6m ，其计算断面见图1。
图1 加筋土挡墙计算断面 已知各项计算资料汇列如下： （1）路基宽度为12m ，路面宽9m 。
（2）活载标准为公路—Ⅱ级。
（3）面板为1m ×0.8m 十字型混凝土板，板厚20cm ，混凝土强度等级C20。
（4）筋带采用聚丙烯土工带，带宽为18mm ，厚1mm ，容许拉应力[]=L σ50Mpa ，似摩擦系数4.0=*f 。
（5）筋带节点的水平间距m S x 42.0=，垂直间距m S y 4.0=。
（6）填料为黄土，容重31/20m KN =γ，内摩擦角 25=ϕ，粘聚力kPa c 50=，计算内摩擦角 30=ϕ。
（7）地基为老黄土，容重3/22m KN =γ，内摩擦角 30=ϕ，粘聚力kPa c 55=，地基容许承载力k P a 500][0=σ，基底摩擦系数4.0=μ。
（8）墙顶和墙后填料与加筋体填料相同。
试按荷载组合I 进行结构计算。
计算如下：1.计算加筋体上填土重力的等代土层厚度h 2由图1可知，H=12m ，b b =0.5m ，m=1.5，H ’=0.6m ， 因为：m H m b H m b 6.067.3)5.06(5.11)2(1'=>=-⨯=- 所以取h 2= H ’=0.6m 2.计算车辆等代土层厚度h 0 （1）计算车辆荷载布置长度L已知车辆荷载公路—Ⅱ级的前后轴距加一个车轮接地长度总和为L 0=13m ，得：m L 62.2030tan )126.02(13=+⨯+=因L 大于15m ，取扩散长度L=15m 。
（2）计算荷载布置宽度B 0根据规范要求，挡土墙在进行内部稳定计算时，应首先判断活动区是否进入路基宽度，据此决定B 0的取值。
加筋挡土墙计算算例挡土墙是一种将土壤和水体分隔开的结构，主要用于防止土壤侵蚀和土地滑坡，同时还可以用于土地的平整和开垦。
加筋挡土墙是指在常规挡土墙的基础上加入了加筋材料，增加了挡土墙的稳定性和承载能力。
本文将以计算算例的形式详细介绍加筋挡土墙的设计与计算。
1.基本参数假设要设计一道加筋挡土墙，挡土墙的高度为6米，挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度，土壤的重度为20kN/m³。
2.土压力计算首先需要计算挡土墙前后的土压力。
挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度。
根据库埃特压力原理，挡土墙前的土压力为：F1 = 0.5 × H1 × γ × sin²θ1其中，F1为挡土墙前的土压力，H1为挡土墙高度，γ为土壤重度，θ1为挡土墙前的土壤倾斜角。
F1 = 0.5 × 6 × 20 × sin²30° = 90kN/m同样地，挡土墙后的土压力为：F2 = 0.5 × H2 × γ × sin²θ2其中，F2为挡土墙后的土压力，H2为挡土墙高度，θ2为挡土墙后的土壤倾斜角。
F2 = 0.5 × 6 × 20 × sin²15° = 43.33kN/m3.土压力剪应力分布计算挡土墙前后的土压力对挡土墙产生了剪应力，需要计算剪应力的分布。
根据库埃特压力原理，挡土墙前后的剪应力分布可以近似为梯形分布。
前侧梯形剪应力Ft1=(F1+F2)×H1/2后侧梯形剪应力Ft2=(F1+F2)×H2/2平均剪应力Ft=(Ft1+Ft2)/24.挡土墙的稳定性计算挡土墙的稳定性计算包括滑动稳定性和翻倒稳定性两个方面。
这里以滑动稳定性为例进行计算。
a.滑动稳定性计算挡土墙的滑动稳定性计算需要考虑挡土墙前后的摩擦力和剪应力的平衡。
加筋挡土墙计算算例 一、设计计算资料（1） 初步拟定挡土墙的全长为80米，沉降缝的间距为20米，挡土墙的个高度为6.0米。
（2） 路基宽度为12.0米，路面的宽度为9.0米。
（3） 挡土墙的面板选用2.0m ×1.0m 矩形混凝土板，板的厚度为12cm,混凝土强度为C20 （4）筋带采用聚丙烯土工带，筋带宽度为18mm 、厚度为 1.0mm ，其容许拉应力[]50L MPa σ=，似摩擦系数0.40f=，筋带要求抗拔稳定系数 2.0f F ⎡⎤=⎣⎦。
(5) 筋带节点的设计水平间距0.50x S =m ，垂直间距0.50y S =m 。
（6） 挡土墙填料采用工程附近的砂土，砂土湿密度20ρ=kN/m 3,计算内摩擦角25ϕ=︒。
（7） 挡土墙的地基为中低液限粉性土，其内摩擦角'25ϕ=︒，黏聚力'55c =kPa,湿密度'18ρ=kN/m ，容许承载力[]0500σ=kPa 。
（8） 按照荷载组合I （即挡土墙结构自重、土重和土压力相结合）进行结构计算。
二、设计计算步骤（一）计算汽车-20级重车作用下的等代土层厚度h 1.计算荷载布置长度B 汽车-20级重车作用时，取重车的扩散长度，已知汽车-20级重车的前后L=1.4+4.0=5.4(m)， 车轮接地长度a=0.2m,则荷载布置长度为tan30 5.40.2tan309.06B L a H =++︒=++︒=（m ） 2.计算荷载布置宽度L 0该挡土墙为路肩式挡土墙，活动区已进入路基宽度，按照规定分别用路基宽度和活动区 宽度计算等代土层厚度h ，取h 较大者对应的荷载布置宽度L 0。
车辆横向布置为后轮中线距路面边缘0.50m,破裂面距加筋体顶部面板的水平距离为 0.30.36 1.80H =⨯=，进入路面内0.42m 。
（1）按路基全宽布置汽车荷载求h ’ 由于路面的宽度为9.0m,横向可以布置三辆重车，3003900,12G kN kN L=⨯==∑m ，则'/900/9.0612200.33h G BL ρ==⨯⨯=∑（m ）（2）按活动区宽度布置汽车荷载求h ’ 因破裂面进入路面内0.42m ，仅能布置一侧重车 车轮的一半，故取0300/475, 1.8G kN kN L===∑m ，9.06B =m ，则'/75/9.06 1.8200.23h G BL ρ==⨯⨯=∑（m ）由以上计算结果可得：'0.33h =m 。
目录一、工程概况 (2)二、设计依据 (2)三、截面选择 (2)四、荷载计算 (4)五、抗倾覆稳定验算 (5)六、抗滑稳定验算 (5)七、地基承载力验算 (6)八、结构设计 (7)九、挡土墙施工大样图 (10)一、工程概况某海滨地区为一无石料区域，该地区将建设大量的公寓,而附近边坡经常出现滑坡和塌方现象，经过专家论证采用钢筋混凝土挡土墙进行治理.二、设计依据1、现场实际情况墙背填土与墙前地面高差为2。
4m,填土表面水平,其表面的超载为15kPa,地基承载力特征值为110kPa,填土的容重为γt =173/mkN,内摩擦角为030=ϕ，底板与地基摩擦系数为μ=0。
45，由于采用钢筋混凝土挡土墙,墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之间的摩擦角δ=0.挡土墙长200m。
2、设计参考资料a、建筑地基基础设计规范(GB50202—2002）；b、建筑桩基技术规范（JGJ94-94）;c、支挡结构设计手册；d、建筑地基基础设计(新旧规范对照理解与应用实例）三、截面选择由于无石料地区，所以选择钢筋混凝土结构.墙高低于6m，可以选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂挡土墙规定初步进行拟定。
1、立板为了便于施工，立板内侧（即墙背)做成竖直面，外侧（即墙面）可做成1：0.02～1：0.05的斜坡.考虑的本工程的挡土墙不高，立板的墙顶宽度采用200mm，立板底部采用250mm.根据墙背填土与墙前地面高差为2.4m，立板基础埋深0。
6m，所以立板高度（H）为3m.2、墙底板墙底板由墙踵板和墙趾板两部分组成。
墙底板宽度（B）取0。
75H,即0。
75×3000=2250mm。
墙趾板长度取0.18B，即0。
18×2250=405mm，取整数400mm。
墙踵板和墙趾板顶面倾斜,底面水平。
靠立板处厚度取H/12，即3000/12=250mm，端部厚度取150mm。
3、悬臂挡土墙计算简图四、荷载计算1、土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑,土压力计算选用郎金理论公式计算：333.0)23045(tan )245(tan 22=-=-=ϕa K地面超载P k 的作用，采用换算土柱高tK P H γ=0，地面处水平压力：5333.0171517=⨯⨯==a t a ZK q γKN/m 2 悬臂底B 点水平压力：22333.0)31715(17=⨯+==a t b ZK q γKN/m 2底板底C 点水平压力:4.23333.0)25.031715(17=⨯++==a t c ZK q γKN/m 2土压力合力：E a1= q a ×3。
理正加筋挡土墙计算书一、理正加筋挡土墙计算书的重要性哎呀，咱得知道这个理正加筋挡土墙计算书可老重要啦。
在建筑工程里呀，加筋挡土墙要是设计不好，那可就麻烦大了。
就好比盖房子，地基要是不稳，房子能好吗？这个计算书就像是给加筋挡土墙做一个超级详细的体检报告，让咱知道它到底能不能扛得住各种压力呀。
二、计算书里都有啥1. 基本数据首先得有挡土墙的尺寸吧。
长多少，高多少，厚度多少，这些数据就像是挡土墙的身份证号码一样重要。
要是尺寸都搞不清楚，那后面的计算就全乱套了。
还有土壤的参数。
土壤是松是紧，它的摩擦力有多大，这些都得知道。
就像我们人，不同的人有不同的力气，土壤也有它自己的“力气”，这对挡土墙能不能站稳可是有很大影响的。
2. 加筋材料的参数加筋材料用的啥呀？是钢筋还是其他特殊材料。
如果是钢筋，它的直径、强度等级这些都得详细记录在计算书里。
这就好比给士兵配备武器，得知道武器的性能才能合理安排作战计划。
加筋的间距也很关键。
间距太大，可能就起不到足够的加固作用；间距太小呢，又可能浪费材料。
这得通过精确的计算来确定。
三、计算过程1. 土压力计算这土压力可不好算呢。
它跟挡土墙的高度、土壤的性质都有关系。
咱得根据相关的理论公式来计算。
就像做数学题，一步一步来，不能马虎。
比如说库仑土压力理论，就得按照这个理论的要求，把各种数据代入公式里，算出侧向土压力的大小。
2. 加筋拉力计算加筋材料要承受多大的拉力呢？这就得根据土压力、挡土墙的结构形式等来计算。
就像拔河比赛，得知道对方的力气有多大，才能确定自己这边得用多大力气。
而且这个计算还得考虑安全系数，得保证加筋材料在各种情况下都不会被拉断。
3. 稳定性验算挡土墙得稳稳当当的才行呀。
所以要进行稳定性验算，像抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算。
抗滑移就是看挡土墙会不会像脚底抹油一样滑走了；抗倾覆呢，就是看它会不会像喝醉了酒一样翻倒了。
这都得通过计算来验证，要是不满足要求，就得调整设计。
加筋土挡土墙设计计算书
一、设计资料
1. 加筋土路肩墙墙高H=11m ，分段长度为10m
2. 路基宽度B=41m ，路面宽度B ｀
=39.5m 3. 荷载标准为汽车—超20级
4. 加筋体填料：墙后填土均为砂土，砂土容重γ1=19KN/m 3
，计算内摩擦角φ=35°。
墙体采用矩形断面，加筋体宽为14m
5. 筋带采用CAT 钢塑复合筋带，宽度为30mm ，厚度为2mm ，容许拉应力[σ2]=80Mpa
6. 土与筋带之间的视摩擦系数f *
=0.4，加筋体与地基之间的摩擦系数f=0.4 7. 地基为粘土，容许承载力根据地质报告
8.
面板采用50X100cm 板厚25cm ，混凝土标号为25号，S x =0.5m ，S y =0.5m
9. 以荷载组合Ⅰ进行计算
二、内部稳定计算
1.筋带受力计算
1） 计算加筋体填土重力的等代土层厚度h F =0
2） 计算汽车—超20级重车荷载作用下的等代土层厚度h c （1）B 0的确定
汽车超—20级中的重车为550KN ，前后轴距L *=3+1.4+7+1.4=12.8m ，车轮接地长度a *
=0.2m ，
因此，重车的扩散长度B 0*
为 B 0*= L *+ a *+（2a+H ）tg30。
=12.8+0.2+（2×0+11）tg30。
=19.35m
由于扩散长度B 0*=19.35m<20m 故取B 0= B 0*
=19.35m （2）L 0的确定
决定L 0的限值，由于0.3H=0.3×11=3.3m ，故活动区进入路基宽度，因此取路基全宽和活动区宽度分别进行计算h h 1=
43.019
35.1941550
12γB 00∑=×××=
L G
h 2=
(
)
59.019
35.1975.03.3550
γ
B 00∑=××=
L G
因为h 2> h 1, ， 故L 0=0.33m h c = h 2=0.59
将等代均布土层h c 布置在路基全宽上，以2：1向下扩散，根据公式
T i =K i （r 1h i +r 1h c ）s x s y
计算得各层筋带所受拉力列于表-1中
根据公式[]
t
i i T A ση103
×= 计算并列入表-2中。
根据初步拟定的筋带长度第1—6层为14m，第7—10层为10m，第11—13层为8m，第14—22层为
6m，按公式L ei=
[]
*
1
2f
h
r
b
T
kf
i
i
i检算的各层的抗拔稳定系数列入表—3中。
抗拔稳定系数计算表（垂直应力均匀分布法）表—3
f f f K f =2.0反求第1—3层筋带所需总宽度b i b 1=
[]0526.07.105.01904.214
.2221
11*1
=××××=
e l h r
f T
Kf m
b 2=
[]0371.07.101194.0202
.3222
21*2
=×××××=
e l h r
f T Kf m
b 3=
[]0315.07
.105.1194.0284
.3223
31*3
=×××××=
e l h r
f T
Kf m
通过增加筋带的总宽度来调节抗拔稳定系数使之满足大于或等于2.0的要求。
设计采用值：
CAT 钢塑复合筋带的用量应以偶数的根数表示，因此需将计算筋带数量进行适当的调整，从而确定设计采用数量。
根据采用的筋带数量计算抗拉强度安全系数K s
和抗拔稳定系数K f 的值。
将计算结果列入表—4中。
表—4
三、 外部稳定计算
1.基底底面地基应力验算
按规范规定当挡土墙进行外部稳定性验算时L 0的取值及等代土层厚度h 布置的范围均为路基全宽度 基础底面上垂直力N
W 1=059X14X19=156.94 KN/m W 2=14X11X19=2926 KN/m
所以N= W 1+ W 2=3082.94 KN/m （1） 墙背AB 上水平土压力E
路基顶面A 点处水平压力Pa=19X0.59Xtg 2
（45°-φ/2）=3.038Kpa
路基底面B 点处水平压力Pb=19X （0.59+11）Xtg 2
（45°-φ/2）=59.67Kpa E=3.038X11+1/2X56.632X11=33.418+311.476=344.894 KN/m （2） 求各力对基底重心O 点的力矩 M 1=W 1X 1=0 M 2=W 2X 2=0 M E =Ey= KN.m M= M E =1332.44 KN.m 由规范公式2max
min 6σL M
L N ±=
有kpa 42.17979.4021.22014
44
.133261494.3082σ2
max ==×= 根据地质报告提供的地基容许承载力即可判断承载力是否满足要求。
2.基底滑移稳定验算
由规范查得当荷载组合Ⅰ时，要求的基底划移稳定系数[K c ]=1.3，取基底摩擦系数μ=0.3， 垂直合力N=3082.94-14X0.59X19=2926 KN/m
水平合力T=E=344.894 KN/m 由规范公式55.2894
.3442926
3.0μ∑
∑=×=
=
T N K c
因为K c >[K c ]所以基底滑移稳定性满足要求。
3.倾覆稳定性验算
（1） 各力对墙址点O 的力矩
M 1=W 1X 1=0 M 2=W 2X 2=2926X7=20482 KN.m M E =Ey= KN.m （2） 由规范公式37.1544
.133220482
20
∑
∑===
=
e y M M M M K 由规范查得荷载组合Ⅰ时要求的倾覆稳定系数[K 0]=1.5 因为K 0>[K 0]所以抗倾覆稳定性满足要求。
