土力学及地基基础第17讲挡土墙设计

挡土墙的设计一、概述挡土墙是用于防止土体滑动和塌方的结构，广泛应用于道路、铁路、水利、矿山等工程中。

挡土墙的设计涉及到多个方面，包括地质条件、土压力、材料选择、结构形式等。

本文将介绍挡土墙的设计流程和要点，以帮助读者更好地理解和应用挡土墙的设计。

二、挡土墙的设计流程1.地质勘察：挡土墙的设计需要进行地质勘察，了解土体的性质、结构、水分状况等，为后续设计提供基础数据。

2.土压力计算：根据地质勘察结果，计算挡土墙所受的土压力，包括主动土压力、被动土压力和静止土压力。

3.结构形式选择：根据土压力计算结果和工程需求，选择合适的挡土墙结构形式，如重力式挡土墙、锚杆挡土墙、加筋土挡土墙等。

4.材料选择：根据地质条件和工程要求，选择合适的材料，如混凝土、石材、土工合成材料等。

5.结构计算：根据所选结构形式和材料，进行挡土墙的结构计算，包括稳定性分析、承载能力计算等。

6.施工图绘制：根据结构计算结果，绘制挡土墙的施工图，包括平面图、立面图、剖面图等。

7.施工方案制定：根据施工图和工程实际情况，制定挡土墙的施工方案，包括施工方法、施工顺序、施工安全措施等。

三、挡土墙的设计要点1.地质条件：挡土墙的设计应充分考虑地质条件的影响，选择合适的结构形式和材料，以确保挡土墙的稳定性和承载能力。

2.土压力计算：土压力计算是挡土墙设计的基础，应准确计算土压力的大小和分布，以保证挡土墙的结构安全和稳定。

3.结构形式选择：挡土墙的结构形式应根据工程需求和地质条件进行选择，应考虑挡土墙的高度、长度、稳定性等因素。

4.材料选择：挡土墙的材料应根据地质条件和工程要求进行选择，应考虑材料的强度、耐久性、施工性能等因素。

5.结构计算：挡土墙的结构计算应包括稳定性分析、承载能力计算等，应确保挡土墙的结构安全和稳定。

6.施工图绘制：挡土墙的施工图应详细、准确，包括平面图、立面图、剖面图等，以便于施工和验收。

7.施工方案制定：挡土墙的施工方案应考虑施工方法、施工顺序、施工安全措施等因素，以确保施工顺利进行。

《土力学与地基基础》课程设计任务书一、挡土墙的设计（最多10人可选）1、挡土墙高5m背直立，光滑，墙后填土面水平，用毛石和M5水泥砂浆砌筑。

砌体抗压强度fk =1.07MPa ,砌体重度γk=22KN/m3,砌体的摩擦系数μ1=0.5。

填土为中砂，重度γ=18.5KN/m3,内摩擦角ψ=300，基底摩擦系数为值0.5,地基承载力设计值为160KPa.设计此挡土墙。

要求：绘出相应图形，列出具体计算过程（手算），并进行挡土墙尺寸及构造设计并绘图。

（最多4人可选）2、已知某挡土墙高8m，墙背倾斜ε=10°，填土表面倾斜β=10°，用混凝土砌筑，重度γk=4KN/m3.墙与填土摩擦角δ=20°，填土内摩擦角ψ=40°，c=0，γ=19KN/m3，基底摩擦系数μ=0.4，地基承载力设计值为200kpa.设计此挡土墙。

要求：绘出相应图形，列出具体计算过程（手算），并进行挡土墙尺寸及构造设计并绘图。

（最多4人可选）二、浅基础（最多36人可选）1.某厂房柱截面为600mm×400mm。

基础受竖向荷载Fk=1100KN,水平荷载Qk=68KN，弯矩M=120kN·m。

地基土层剖面如图所示.基础埋深2.0m，基础材料选用C15混凝土，试设计该柱下刚性基础。

（注：最多5人可选）设计地面粉质粘土，γ＝19.2kN/m3，f ak＝212KPae=0.78, I L=0.45, E S1=9.6MPa-5.00m 淤泥质粘土，γ＝16.5kN/m3，f ak＝80KPaE S2=3.2MPa2.某住宅外承重墙厚370mm，基础受到上部结构传来的竖向荷载标准值为280KN/m,弯矩标准值为60KN.m/m.土层分布如图所示，基础采用条形基础。

试分别设计砖基础、素混凝土基础。

（砖基础最多3人可选，混凝土基础最多3人可选）3.某工厂职工6层住宅楼，基础埋深d=1.10m。

挡土墙课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握挡土墙的基本概念、设计原理和施工技术，培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解挡土墙的定义、功能和分类；（2）掌握挡土墙的设计原理和计算方法；（3）熟悉挡土墙的施工技术及质量控制要点。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决挡土墙工程问题；（2）具备初步的挡土墙设计能力；（3）掌握挡土墙施工的现场管理技能。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对土木工程事业的热爱和责任感；（2）增强学生的团队合作意识和创新精神；（3）提高学生对工程安全、质量和环保的认识。

二、教学内容1.挡土墙的基本概念及功能；2.挡土墙的分类及其适用条件；3.挡土墙的设计原理与计算方法；4.挡土墙的施工技术及质量控制；5.挡土墙工程案例分析。

三、教学方法1.讲授法：讲解挡土墙的基本概念、设计原理和施工技术；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解挡土墙在工程中的应用；3.讨论法：分组讨论挡土墙设计及施工中的关键技术问题；4.实验法：学生进行挡土墙模型实验，提高学生的实践操作能力。

四、教学资源1.教材：选用权威、实用的挡土墙教材作为主要教学资源；2.参考书：推荐学生阅读相关挡土墙工程书籍，丰富知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT，展示挡土墙工程的图片和视频；4.实验设备：准备挡土墙模型实验所需的设备，确保实验教学的顺利进行。

五、教学评估本课程采用多元化的评估方式，全面客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂提问、小组讨论等环节，记录学生的参与程度和表现；2.作业：布置挡土墙相关设计及计算作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试成绩：设置期中和期末考试，考察学生对挡土墙知识的掌握程度。

4.平时表现：积极发言、认真听讲、主动参与讨论；5.作业：答案正确、计算准确、条理清晰、书写规范；6.考试成绩：概念清晰、计算熟练、解答完整、创新性强。

土力学与基础工程6挡土墙设计挡土墙是土力学与基础工程中常用的工程结构，用于支挡土体、抵御侧向土压力和保护基础的稳定。

本文将介绍土力学与基础工程中典型的“六挡土墙设计”原则和方法。

1. 挡土墙的基本原理挡土墙是通过挡土结构的自重和地基反力来抵御侧向土压力的作用，从而保证土体和结构稳定。

在六挡土墙设计中，要充分考虑挡土墙的自重、土体的侧向土压力、地基反力以及地震力等因素。

2. 挡土墙类型挡土墙的类型多种多样，常见的有重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、地锚挡土墙、悬臂挡土墙、拱形挡土墙和挖孔桩挡土墙等。

根据不同的工程要求和场地条件选择合适的类型。

3. 挡土墙的设计方法（1）重力式挡土墙设计：根据土体的侧向土压力计算挡土墙的自重，并通过墙体形状和尺寸的合理设计来实现稳定性。

（2）钢筋混凝土挡土墙设计：通过钢筋混凝土墙体的抗弯和抗剪强度来抵御土压力，同时考虑在土体后方产生的地基反力。

（3）地锚挡土墙设计：在挡土墙尾部设置地锚，通过地锚的拉力将侧向土压力传递到地下，从而提高挡土墙的稳定性和抗滑性能。

（4）悬臂挡土墙设计：利用墙体顶部的悬挑部分来平衡土体的侧向土压力，并通过地基反力来保持平衡。

（5）拱形挡土墙设计：通过挡土墙顶部的拱形结构来增加抗滑能力和稳定性。

（6）挖孔桩挡土墙设计：在挡土墙内设置挖孔桩，通过挖孔桩的抗剪能力和摩擦力来抵御土压力。

4. 挡土墙的稳定性计算在挡土墙设计中，需要进行稳定性计算，包括侧向土压力、地基反力和滑动体的计算。

通过计算可以确定挡土墙的稳定性，并根据需要进行适当的加固措施。

5. 挡土墙的施工与监测挡土墙的施工需要按照设计要求进行，包括墙体的浇筑、加固件的安装和地基的处理等。

同时，还需要对挡土墙进行监测，包括监测挡土墙的变形、裂缝和振动等，及时采取措施保证挡土墙的稳定性。

6. 挡土墙的维护与修复挡土墙在使用过程中可能会受到地震、侵蚀和渗水等影响，需要进行定期的维护和修复工作。

维护工作包括清理挡土墙后方的积水、疏通排水系统和检查墙体的损坏情况等。

挡土墙课程设计计算书一、设计资料1、墙身构造拟采用重力式挡土墙，墙高为 5m，墙顶宽度为 1m，墙背仰斜坡度为 1:025（即α ＝ 1404°），墙面垂直。

墙身材料采用浆砌块石，砌体容重为 22kN/m³，砌体容许压应力为σa ＝ 500kPa，容许剪应力为τ ＝80kPa，基底摩擦系数为μ ＝ 04。

2、填土资料墙后填土为砂性土，重度为 18kN/m³，内摩擦角为 30°，填土表面水平，无均布荷载作用。

3、地基资料地基为粉质黏土，重度为 19kN/m³，地基容许承载力为σ0 ＝200kPa。

二、主动土压力计算1、破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内，根据库仑土压力理论，破裂角θ应满足：＼＼tan\theta ＝＼frac{＼cos(＼alpha ＋＼varphi)｝｛＼cos\alpha ＼sin\varphi}＼＼＼tan\theta ＝＼frac{＼cos(1404°＋30°）｝｛＼cos1404°＼sin30°｝＼approx 070＼＼＼theta ＼approx 35°＼2、主动土压力系数 Ka 的计算＼Ka ＝＼frac{＼cos^2(＼alpha ＼theta)｝｛＼cos^2\alpha ＼cos(＼alpha ＋＼theta) ＼cos(＼theta ＼varphi)｝＼＼Ka ＝＼frac{＼cos^2(1404° 35°）｝｛＼cos^21404°＼cos(1404°＋35°）＼cos(35° 30°）｝＼approx 0307＼3、土压力作用点高度 z 的计算＼z ＝＼frac{h}｛3} ＼frac{＼tan\alpha}｛＼tan\theta}＼＼z ＝＼frac{5}｛3} ＼times ＼frac{＼tan1404°｝｛＼tan35°｝＼approx 107m＼4、主动土压力 Ea 的计算＼Ea ＝＼frac{1}｛2}＼gamma h^2 Ka＼＼Ea ＝＼frac{1}｛2} ＼times 18 ＼times 5^2 ＼times 0307 ＼approx 695kN/m＼三、稳定性验算1、抗滑稳定性验算＼F_s ＝＼mu （G ＋ Ey)＼其中，G 为挡土墙自重，Ey 为土压力的水平分力。