《路基路面工程》挡土墙设计

一、路基(挡土墙)设计1。

1 设计资料某新建公路重力式路堤墙设计资料如下.（1）墙身构造:墙高8m，墙背仰斜角度，墙身分段长度20m,其余初始拟采用尺寸如图1-1所示。

图1—1 初始拟采用挡土墙尺寸图（2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度，内摩擦角；填土与墙背间的摩擦角。

地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力，基底摩擦系数。

（3）墙身材料:采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度，砌体容许压应力,容许剪应力，容许压应力。

1。

2 劈裂棱体位置确定1。

2.1 荷载当量土柱高度的计算墙高6m，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。

按照线形内插法，计算附加荷载强度:，则：1。

2。

2 破裂角的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有：因为，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：1。

2.3 验算破裂面是否交于荷载范围内破裂棱体长度: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。

1.2。

4 路基边坡稳定性验算可利用解析法进行边坡稳定性分析，则有其中,,，。

对于砂性土可取,即,则：所以，路基边坡稳定性满足要求.1。

3 土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式：1。

3.1 土压力作用点位置计算表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。

1.3。

2土压力对墙趾力臂计算基底倾斜，土压力对墙趾的力臂：1.4 挡土墙稳定性验算1.4.1 墙体重量及其作用点位置计算挡土墙按单位长度计算，为方便计算,从墙趾沿水平方向把挡土墙分为三部分，右侧为平行四边形，左侧为两个三角形（如图1—2)：图1—2 挡土墙横断面几何计算图式1。

4.2抗滑稳定性验算对于倾斜基底，验算公式：所以，抗滑稳定性满足要求。

1.4。

3抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算公式：所以，抗倾覆稳定性满足要求。

1。

5 基地应力和合力偏心矩验算1.5。

1 合力偏心矩计算上式中，弯矩为作用于基底形心的弯矩，所以计算式，需要先计算对形心的力臂：根据之前计算过的对墙趾的力臂，可计算对形心的力臂。

《路基路面工程》课程设计挡土墙设计学院：专业：班级：姓名：学号：指导老师：土木建筑学院二零一四年六月目录一、路线范围 (2)二、水文地质资料 (2)三、平曲线要素计算 (2)1.交点K1+245.75 (2)2.交点K1+403.53 (3)3.交点K1+495.53 (3)四、竖曲线要素计算 (4)五、设计标高和填挖高度 (4)六、路面的加宽和超高 (5)七、挡土墙基础确定与断面尺寸设计 (6)1.挡土墙的类型选择 (6)2.墙身尺寸: (6)八、挡土墙验算 (7)1.物理参数： (7)2.强度及稳定性验算 (8)挡土墙设计一、路线范围本设计为 K1+390～K1+1580.5 路段上的挡土墙设计。

二、水文地质资料本路段为山岭重丘区二级公路改建工程，路基宽8.5米，中桩在原有旧路附近，地表为1-2米亚粘土覆盖层，其下为砂页互岩。

设计荷载：汽-20 ，挂-100.三、平曲线要素计算1.交点K1+245.751)已知条件：左转角： 325308θ'︒=''缓和曲线长度：40h L m =圆曲线半径：148.48R m =2)曲线要素计算：322240h h L L q R =-=⨯32404019.992240148.48m -=⨯ 243242688h h L L R R R ∆=-=243404024148.482688148.40.845m -=⨯⨯ =+∆+=q Tan R R T 2)(θ325308(148.480.4563)19.94992.T n m a '''︒+⨯+= 180h L R L πθ=+=148.4832530840125.22180m π''⨯⨯︒+=()sec 2E R R R θ=+∆-=325308(148.480.45)sec 148.4826.80m '''︒+⨯-= =-=L T J 2263.94125.22 2.66m ⨯-==-=h y L L L 2125.2224045.22m -⨯=3)主点桩号计算：245.7563.9141181.81ZH JD T K K =-=+=+-1181.81401221.81h HY ZH L K K ++=+=+=1221.8145.21267.032y YH HY L K K =++=+=+1267.03401307.03h HZ YH L K K ++=+=+=1307.125.22/21244.40322L QZ H K Z K +-=-==+ 1244.42 2.66/21245.752J JD QZ K K =+=++=+ 2.交点K1+403.531)已知条件：右转角： 093641θ'︒=''缓和曲线长度：0h L m =圆曲线半径：602.85R m =2)曲线要素计算：tan 2T R θ=+=09364150.68602.852T m an '=''︒⨯ 180L R πθ==093602.85101.16431801m π'=''︒⨯⨯sec 2E R R θ=-=0936602.85sec 602.85 2.12413m ''-='︒⨯ =-=L T J 2250.68101.140.24m ⨯-=3)主点桩号计算：403.5350.6181352.85ZY JD T K K =-=+=+-1352.85101.131453.98YZ Z L K K Y ++=+=+=1453.98101.13//21403.412QZ Y L K K Z +-=+=-=1403.410.24/21403.53/2K K JD QZ J ++=+=+=3.交点K1+495.531)已知条件：右转角： 431527θ'︒=''缓和曲线长度：40h L m =圆曲线半径：52.98R m =2)曲线要素计算：322240h h L L q R =-=⨯32404019.91224052.98m -=⨯ 243242688h h L L R R R ∆=-=24340402452.98268852.98 1.25m -=⨯⨯ =+∆+=q Tan R R T 2)(θ4(52.98 1.25)19.913152741.124Tan m '+=''︒+⨯ 180h L R L πθ=+=4352.984080.001852017m π'+=''︒⨯⨯()sec 2E R R R θ=+∆-=4315(52.98 1.25)sec 52.9827.2536m ''-='︒+⨯ =-=L T J 2241.4180.00 2.82m ⨯-==-=h y L L L 280.002400.00m -⨯=3)主点桩号计算：1453.97K ZH JD T =-=+=1+493.97h K HY ZH L =+=y 1493.97K YH HY L =++=1533.97h K HZ YH L =++=1493.972K L QZ HZ =-+= 1495.382J JD QZ K =+=+ 四、竖曲线要素计算1450.96432.067%14001300i -==-，2460.26450.963%17101400i -==- 213%7%4%i i ω=-=-=-（凸曲线）， 20004%=80L R m ω==⨯， /280/240T L m ===起点桩号：4004010136K K +-=+，终点桩号：400+4014140K K +=+五、设计标高和填挖高度竖曲线上任意点设计高程的计算：纵距：22x y R= 切线高程：101()H H T x i =--设计高程：1H H y =±六、路面的加宽和超高二级双车道公路，设计车速60km/h ，路基宽度8.5m ，其中路面宽度7m ，路肩宽度0.75m ，路拱横坡2%，路肩横坡3%，根据规范查表，在交点K1+403.53控制的曲线范围内，平曲线半径为602.85米，超高坡度取3%；在交点K1+495.38控制的曲线范围内，平曲线半径为52.98米，超高坡度取8%。

3 挡土墙设计与验算3.1 设计资料3.1.1 墙身构造本设计任务段中K67+650～K67+670的横断面左侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙，其尺寸见挡土墙设计图。

拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=8m ，墙顶填土高度为m a 2=，顶宽m 2，底宽m 25.2，墙背仰斜,坡度为-0.25:1，(α=-14.04°)，基底倾斜，坡度为5:1，(0α=11.18°)，墙身分段长度为10m 。

3.1.2 车辆荷载根据《路基设计规范(JTG 2004)》，车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。

换算土层厚694.0185.120===γqh 其中: 根据规范和查表m KN q /5.12102101020)810(=+--⨯-= γ为墙后填土容重318m KN =γ3.1.3 土壤地质情况填土为粘土，土的粘聚力Kpa C 23=，内摩擦角︒34=φ，墙背与填土间的摩擦角︒==172/φδ,容重为318m KN=γ粘性土地基，容许承载力为[]Kpa 3500=σ，基底摩擦系数μ取0.38。

3.1.4 墙身材料采用7.5号砂浆，25号片石,砌体容重为323mKN=γ3；按规范:砌体容许压应力为[]Kpa a 900=σ，容许剪应力为[]Kpa 180=τ，容许拉应力为[]Kpa l 90=ωσ。

3.2 墙背土压力计算对于墙趾前土体的被动土压力，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，以偏于安全，一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。

本设计任务段的路堤挡土墙，采用二级台阶,分析方法采用“力多边形法”，按粘性土的公式来计算土压力；边坡坡度为5.1:1其计算如下：图4.1 挡土墙设计图3.2.1 破裂面计算假设破裂面交于荷载中部，则:= (2+8+2×0.694) ×(2+8)/2 =56.94αtg h a H H h d b ab B )22(5.0)(2/000++-++==2×3/2+(3+0.75)×0.694+0.5×8×(8+2×2.0+2×0.694) ×0.249 =18.937986.007655.1)7526.0104826(7526.0/00=⨯++-=)+(⨯)+(+-=A B tg tg ctg tg tg ψψφψθ其中：'3038341702.14︒=︒+︒+︒-=++=φδψa 破裂角：'3638︒=θ3.2.2 验算破裂面是否交于荷载内：破裂面至墙踵(H+a)tg θ=(8+2)×tg38°36′=7.99m荷载内缘至墙踵-H tg α+b+d=8×0.249+3+0=4.99m荷载外缘至墙踵-H tg α+b+d +lo=8×0.249+3+0+7.5=12.492m∴4.99<7.99<12.49 假设满足要求。

邓学钧《路基路面工程》（第3版）章节题库第六章挡土墙设计一、名词解释挡土墙答：挡土墙是指为防止土体坍塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。

在公路工程中广泛用于支承路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。

二、填空题1．加筋挡土墙是由______、______及______组成。

【答案】面板；拉筋；填料【解析】加筋挡土墙由面板、拉筋和填料三部分组成，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。

2．加筋挡土墙的基本工作原理是靠______来抵抗土压。

【答案】填料和拉筋的摩擦作用【解析】加筋挡土墙由面板、拉筋和填料三部分组成，依靠拉筋与填料之间的摩擦力来抵抗侧向土压力，面板可预制。

3．常见的石砌挡土墙墙背一般由______、______及______、______等几个主要部分构成。

【答案】墙身；基础；排水设备；沉降伸缩缝【解析】常用的石砌挡土墙及钢筋混凝土挡土墙，一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝等部分构成。

4．根据重力式挡土墙墙背倾角的正负。

可划分为______、______及______。

【答案】仰斜式；俯斜式；垂直式挡土墙【解析】根据墙背倾斜方向的不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等几种。

分析仰斜、垂直和俯斜三种不同的墙背所受的土压力可见仰斜墙背所受的压力最小，垂直墙背次之。

5．沉降伸缩缝设在______与______引起的破坏等位置。

【答案】圬工砌体伸缩；地基不均匀的沉陷【解析】为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。

为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝，须设置伸缩缝。

通常，把沉降缝与伸缩缝结合在一起，统称为沉降伸缩缝或变形缝。

各类挡土墙应根据构造特点，设置容纳构件收缩、膨胀及适应不均匀沉降情况的变形缝构造。

三、判断题1．挡土墙唯一的作用就用保持边坡的稳定。

（）【答案】错误【解析】挡土墙是为防止土体坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。

CHAPTER挡土墙作用支撑路基边坡，防止土体坍塌或滑坡。

减少土方工程量，降低工程造价。

保持路基稳定，确保道路安全。

挡土墙定义：挡土墙是路基工程中用于支撑土体、防止土体坍塌或滑坡的一种结构物。

挡土墙定义及作用桩板式挡土墙由桩和板组成，利用桩的侧摩阻力和板的土重来平衡墙后土压力。

具有结构灵活、适应性强等特点。

适用于地基条件复杂、高度较大的场合。

重力式挡土墙依靠自身重力来抵抗土压力，具有结构简单、施工方便、造价低廉等特点。

适用于高度不大、地基较好的场合。

悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成，利用悬臂部分的土重来平衡墙后土压力。

具有结构轻巧、美观等特点。

适用于高度较大、地基较差的场合。

扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上增设扶壁，以提高抗倾覆稳定性。

具有结构刚度大、稳定性好等特点。

适用于高度大、地基条件差的场合。

常见类型及其特点适用范围与选型依据墙体高度和荷载根据墙体高度和荷载大小选择合适的挡土墙类型，确保墙体稳定性和安全性。

工程地质条件根据地基的承载力、稳定性和水文地质条件选择合适的挡土墙类型。

适用范围挡土墙适用于各种等级公路的路基工程中，特别是在地形复杂、地质条件差的路段中广泛应用。

施工条件和工期要求根据施工条件和工期要求选择合适的挡土墙类型，确保施工顺利进行并满足工期要求。

经济性要求在满足工程质量和安全性的前提下，尽量选择造价低廉、经济效益好的挡土墙类型。

CHAPTER通过测绘区域地质图、地貌图、水文地质图等，了解区域地质条件，为挡土墙设计提供基础资料。

工程地质测绘工程地质勘探室内试验采用钻探、坑探、槽探等手段，查明挡土墙所在位置的地质构造、岩土层分布、地下水情况等。

对采取的岩土样进行物理力学性质试验，确定岩土的物理力学参数，为挡土墙设计提供依据。

030201地质勘察内容及方法根据地质勘察结果，验算地基承载力是否满足挡土墙设计要求。

若不满足，需采取地基加固措施。

地基承载力验算可采用换填法、强夯法、深层搅拌法等加固地基，提高地基承载力。

挡土墙设计一．设计资料某平原微丘建一级汽车专用公路，路基宽度为24.5m，桩号K20+456.00~K20+518.40位于半径R=1000m的圆曲线段，曲线为左偏，超高值采用4.0%，设计纵坡为3.0%，各桩号地面高程与设计高程资料见表1，横断面资料见表2。

现因路基右侧与其它结构物干扰，需压缩占地宽度，拟建路肩挡土墙。

车辆荷载：按墙高确定的附加荷载强度换算。

填料容重γ=18.0kN/m3，φ=35°，δ=φ/2，基底摩擦系数μ=0.3，地基承载力抗力值（修正后）f=510kPa，墙身材料容重γa=22.0kN/m3。

挡土墙采用M7.5砂浆砌筑，材料极限抗压强度RK=650kPa，截面抗剪极限强度Rj=90kPa 。

表1地面高程、设计高程资料表2原地面横断面资料二．设计要求1.1设计说明书1．挡土墙截面型式的选定2．基础埋置深度及宽度的选定3． 挡土墙土压力计算 4． 挡土墙稳定性验算5． 挡土墙基底应力及合力偏心距验算 6． 墙身截面强度验算 1.2设计图纸1.2.1挡土墙正面图（1） 确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的连接方式。

（2） 按地基及地形情况进行分段，确定沉降缝及伸缩缝位置。

（3） 布置各段挡土墙的基础。

（4） 确定泄水孔的位置，包括数量、间距和尺寸等。

（5） 在布置图上应注明各特征点桩号，墙顶基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线、常水位或设计洪水位的标高等。

1.2.2横断面图绘制起讫点、墙高最大处、墙身断面和基础形式变异处以及其它必须桩号的挡土墙横断面图。

图上，按计算结果布置墙身断面，确定基础形式和埋置深度，布设排水设施，指定墙身填料的类别等。

1.2.3设计说明（1）所需的工程材料数量；（2）其它有关材料及施工的要求和注意事项等。

三．挡土墙截面型式的选定K20+520处，为挡土墙设计最不利处。

墙体高为H=8m ，埋深1.22m ，墙面，墙背仰斜坡度1：0.25(=2014' ) ,墙身纵向分段长度为L=10m 与19.97m ；墙面与墙背平行，基顶宽2m 。