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重力式挡土墙重力式挡土墙，指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。
重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。
半重力式挡土墙可采用混凝土或少筋混凝土浇筑。
重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。
它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。
所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。
常见的重力式挡土墙高度一般在5～6 m以下，大多采用结构简单的梯形截面形式，对于超高重力式挡土墙（一般指6m以上的挡墙）即有半重力式、衡重力式等多种形式，如何科学地、合理地选择挡土墙的结构形式，是挡土墙技术中的一项重要内容。
由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。
如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。
当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。
重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m 以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。
重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。
重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.2～1：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。
但为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。
对于垂直墙，当地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：0.05～1：0.2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4。
采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于0.4m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于0.2m。
通常顶宽约为H／12，而墙底宽约为（0.5～0.7）H，应根据计算最后决定墙底宽。
当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。
为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。
重力式挡土墙分类
重力式挡土墙是指依靠重力作用来稳定土体和防止坡面坍塌的
一种结构。
根据不同的结构形式和构造特点，可以将重力式挡土墙分为以下几类：
1. 堆石式重力式挡土墙：采用大块石材或砖石等材料，在坡面上堆砌而成的挡土墙。
堆石式重力式挡土墙具有结构简单、施工方便等优点，但其稳定性较差，易受到地震等外力的影响。
2. 混凝土重力式挡土墙：采用混凝土浇筑而成的挡土墙。
混凝土重力式挡土墙具有结构稳定、耐久性好等优点，但其施工难度较大，需要较高的技术和设备条件。
3. 高桩式重力式挡土墙：采用钢筋混凝土桩作为支撑点，在其顶部设置梁、板等构件，再在其前面设置挡板而成的挡土墙。
高桩式重力式挡土墙具有抗震性能好、挡土效果好等优点，但其施工难度和成本较高。
4. 土工格栅式重力式挡土墙：采用土工格栅等材料构成的挡土墙。
土工格栅式重力式挡土墙具有施工方便、造价低廉等优点，但其稳定性较差，需要经常维护和加固。
总的来说，重力式挡土墙是一种应用广泛的挡土结构，不同的分类方式可以让人们更好地了解和选择其合适的施工形式。
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重力式挡土墙在土木工程领域，重力式挡土墙是一种常见且重要的结构，它在维持土体稳定、防止滑坡和保护建筑物等方面发挥着关键作用。
重力式挡土墙，顾名思义，主要依靠自身的重力来抵抗土体的压力，保持边坡的稳定。
这种挡土墙通常由石块、混凝土或砖块等材料砌成，具有结构简单、施工方便、成本较低等优点。
重力式挡土墙的工作原理其实并不复杂。
当土体对挡土墙施加压力时，挡土墙依靠自身的重量和与地基之间的摩擦力，将压力传递到地基深处，从而达到平衡和稳定的状态。
为了增加挡土墙的稳定性，其底部通常会加宽，形成一个较大的基础。
在设计重力式挡土墙时，需要考虑多个因素。
首先是土体的性质，包括土体的类型、密度、内摩擦角和黏聚力等。
不同类型的土体对挡土墙的压力是不同的，因此需要准确了解土体的特性，以便进行合理的设计。
其次是挡土墙的高度和坡度。
较高的挡土墙需要更大的自重和更稳固的基础来抵抗压力。
坡度的选择也会影响挡土墙的稳定性和经济性。
此外，还需要考虑环境因素，如地震、地下水、气候条件等。
在地震多发地区，挡土墙的设计需要考虑抗震性能；地下水的存在可能会影响地基的承载力和挡土墙的稳定性，需要采取相应的排水措施；气候条件则可能会对挡土墙的材料产生影响，如寒冷地区需要考虑材料的抗冻性能。
重力式挡土墙的施工过程也有一定的讲究。
首先要进行地基处理，确保地基具有足够的承载力和稳定性。
然后按照设计要求进行砌石或浇筑混凝土，施工过程中要保证材料的质量和施工工艺的规范性。
在砌石时，石块之间要紧密咬合，砂浆要饱满；浇筑混凝土时，要保证混凝土的配合比和振捣质量。
同时，要设置排水设施，及时排除墙后的积水，减少水压力对挡土墙的影响。
重力式挡土墙在实际工程中有广泛的应用。
在道路工程中，它可以用于填方路段的边坡支护，防止土体滑坡和坍塌，保障道路的安全；在水利工程中，可用于河堤、渠道的护坡，保护水利设施的稳定；在建筑工程中，可用于地下室的外墙、边坡的支护等。
然而，重力式挡土墙也并非完美无缺。
3重力式挡土墙3.1一般规定3.1.1一般地区、浸水地区、地震地区和特殊岩土地区的路肩、路堤和路堑等部位，可采用重力式（或衡重式）挡土墙。
路肩、路堤和土质路堑挡土墙高度不宜大于10m，石质路堑挡土墙不宜大于12m。
3.1.2重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土，其强度等级及适用范围应按表3.1.2采用。
表3.1.2 重力式挡土墙材料强度等级及适用范围注：表中t系最冷月平均气温。
3.1.3重力式挡土墙可按容许应力法计算。
混凝土、片石混凝土的容许应力值应按表3.1.3采用。
表3.1.3混凝土、片石混凝土的容许应力（Mpa）值注：1. 片石混凝土的容许压应力同混凝土，片石掺用量不大于总体积的20%；2.A为计算底面积，A c为局部承压面积。
3.2设计荷载3.4地基与基础3.4.1挡土墙基底宜采用明挖基础。
当基坑开挖较深且边坡稳定性较差时，应采取临时支护措施；当基底下为松软土层时，可采用加宽基础、换填土或地基处理等措施。
水下基坑开挖困难时，也可采用桩基础或沉井基础。
3.4.2 基础埋置深度的确定应符合下列要求：1埋置深度一般情况不应小于1.0m。
2 当冻结深度小于或等于1.0m时，在冻结深度线以下不应小于0.25m，且不应小于1.0m。
当冻结深度大于1.0m时，不应小于1.25m，还应将基底至冻结线下0.25m深度范围内的地基土换填为非冻胀土。
3受水流冲刷时，在冲刷线以下不应小于1.0m。
4 路堑挡土墙基底在路肩以下不应小于1.0m，并低于侧沟砌体底面不小于0.2m。
5 在软质岩层地基上不应小于1.0m。
6 膨胀土地段基础埋置深度不宜小于1.5m。
3.4.3 基础在稳定斜坡地面时，其趾部埋入深度和距地面的水平距离应符合表3.4.3的规定。
表3.4.3 斜坡地面墙趾埋入深度和距地面的水平距离3.4.4 基础位于较完整的硬质岩层构成的稳定陡坡上时，可采用台阶式基础，其最下一级台阶底宽不宜小于1.0m。
墙体重度γq=25KN/M3车载：汽20，挂100墙后填土：采用砂砾石填筑填土重度γt=19.5KN/M3填土倾角β=0度0填土内摩擦角φ＝36.5度0.637045填土与墙体摩擦角δ=0度0车载换算土层厚度：h换＝0.8m基地表面与墙体摩擦系数：f=0.45挡土墙基本形式：h1= 3.6mh2=0.6mh3=0.3mb0=0.5mb1=0.4m坡比m＝0.4b2= 1.32mb3=0.4m墙背与铅直线的夹角：ε=21.80135度0.380505土压力计算：Pa=105.853KN/M与铅直线有夹角ψ=68.19865度 1.19029则水平土压力为Za＝98.28169KN/M水平力作用点：za= 2.2m铅直作用力计算：铅直土压力Ga＝39.31268KN/M与端点距离Wga= 1.76m墙体各部分自重及距端点距离：G1= 3.75KN/MW1=0.65mG2=95.7KN/MW2= 1.34mG3=39.3KN/MW3= 1.31m墙体上部各部分土重及距端点距离：G t1＝10.062KN/MWt1= 1.76mG t2＝42.471KN/MWt2= 1.78mG t3＝25.74KN/MWt3= 2.42m抗滑稳定计算：最小安全系数为1.3 Kc＝NY*f/Za 1.173678抗倾覆稳定计算：水平力矩:MH=216.2197KN/M*M铅直力矩：MY=406.9471KN/M*M安全系数KN＝MY/MH 1.8821最小安全系数1.5偏心距及基底应力：ZN＝(MY-MH)/NY0.744053偏心距e＝0.565947基地应力：ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)224.6421Kpa-28.9661Kpa弧度弧度弧度弧度弧度。
重力式挡土墙在我们的日常生活和工程建设中，常常会看到一种重要的结构——重力式挡土墙。
它就像一位默默坚守的卫士，稳定着土地，保护着我们的道路、建筑和各种设施。
重力式挡土墙，顾名思义，是依靠自身的重力来抵抗土体侧压力的一种挡土结构。
它通常由块石、片石、混凝土预制块等材料建成，具有结构简单、施工方便、成本较低等优点。
从外观上看，重力式挡土墙就像一堵厚实的墙。
它的形状可能是直立的，也可能有一定的倾斜度。
这种形状的设计可不是随意为之，而是经过精心计算和考量的。
直立的墙可以节省空间，但对墙体自身的强度要求较高；倾斜的墙则能更好地分散土体的压力，增加稳定性，但会占用更多的土地。
重力式挡土墙的工作原理其实并不复杂。
当土体在其一侧堆积时，会产生一个侧向的压力，试图推动墙体。
而重力式挡土墙凭借自身的重量，以及与土体之间的摩擦力和粘聚力，来抵抗这个侧向压力，从而保持土体的稳定，防止滑坡、坍塌等危险情况的发生。
在实际应用中，重力式挡土墙的适用范围相当广泛。
比如说，在道路工程中，当道路需要经过山坡或者填方地段时，为了防止土体滑落影响道路安全，常常会修建重力式挡土墙。
在水利工程中，水库、堤坝等周边也可能会用到它，以保证岸坡的稳定。
在建筑工程中，如果建筑物周边的土体高差较大，也会通过建造重力式挡土墙来保障建筑物的安全。
然而，要想建造一座坚固可靠的重力式挡土墙，可不是一件简单的事情。
在设计和施工过程中，需要考虑众多的因素。
首先是地质条件。
不同的地质情况对挡土墙的稳定性有着重要影响。
如果地基软弱，就需要采取加固措施，比如打桩、换填等，以确保墙体有足够的支撑力。
其次是墙体的高度和坡度。
墙体越高，所承受的土体压力就越大，对墙体的强度要求也就越高。
坡度的选择也需要综合考虑稳定性和占地面积等因素。
再者是排水问题。
如果墙后的土体积水过多，水压力会增大，从而降低挡土墙的稳定性。
因此，在设计中必须合理设置排水设施，如排水孔、排水沟等，及时将水排出。
重力式挡土墙类型重力式挡土墙是一种依靠自身重力来维持稳定的挡土墙结构，在工程建设中应用广泛。
它主要用于支挡土体或岩石，防止其坍塌或滑移，以保证边坡的稳定性和周边建筑物的安全。
重力式挡土墙的类型多样，每种类型都有其独特的特点和适用范围。
一、按照墙背倾斜方式分类（一）仰斜式重力挡土墙仰斜式重力挡土墙的墙背向上倾斜，墙背与竖直面的夹角小于 90 度。
这种类型的挡土墙土压力较小，对墙身的稳定性有利。
由于墙背倾斜，填土容易夯实，能够有效地提高填土的质量和稳定性。
然而，其施工相对较为复杂，需要精确控制墙背的倾斜角度。
（二）直立式重力挡土墙直立式重力挡土墙的墙背垂直于地面。
其结构简单，施工方便，常用于地面较为平坦的场地。
但直立式挡土墙所受的土压力较大，对墙身的强度和稳定性要求较高。
（三）俯斜式重力挡土墙俯斜式重力挡土墙的墙背向下倾斜，墙背与竖直面的夹角大于 90 度。
这种挡土墙承受的土压力较大，需要更坚固的墙体结构。
不过，在地形较为陡峭的情况下，俯斜式挡土墙能够更好地适应地形条件。
二、按照建筑材料分类（一）砖砌重力式挡土墙砖砌重力式挡土墙是使用砖块和砂浆砌筑而成。
砖块具有一定的抗压强度，施工相对简便，但整体的抗剪和抗拉能力较弱。
因此，这种类型的挡土墙适用于小型工程和低压力的环境。
（二）毛石重力式挡土墙毛石重力式挡土墙采用未经加工的大块石料砌筑。
毛石的抗压强度较高，能够承受较大的土压力。
但由于毛石形状不规则，施工时需要较高的砌筑技巧。
（三）混凝土重力式挡土墙混凝土重力式挡土墙由混凝土浇筑而成，具有较高的强度和稳定性。
混凝土可以根据需要配置不同的强度等级，以适应不同的工程要求。
这种类型的挡土墙在大型工程中应用广泛。
三、按照墙身断面形式分类（一）矩形重力式挡土墙矩形重力式挡土墙的墙身断面为矩形，结构简单，施工方便。
但其稳定性相对较弱，通常用于高度较低的挡土墙工程。
（二）梯形重力式挡土墙梯形重力式挡土墙的墙身断面为梯形，底部较宽，顶部较窄。
设计的重力式挡土墙墙高为6m 。
采用M5水泥砂浆，Mu 毛石砌筑的毛石挡土墙，其重度为322/KN m γ=。
基础底面地基与地基摩擦系数为0.3。
（2）荷载计算1）土压力计算沿墙体延伸方向取一延长米。
由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用郎肯理论公式计算：主动土压力系数：22122219tan (45)tan (45)0.5092217tan (45)tan (45)0.54822oo oa o o o a K K ϕϕ=-=-==-=-= 地面活荷载k p 的作用，采用等代土层厚度0/56/16.5 3.394k t h p m γ===。
560.50928.504223042.807a qK kpkp =⨯==⨯=12a qK <压力强度时，填土表面将开裂，开裂深度c z 可按下列公式求解：15616.51.703c q z mγ=-=-=此时，填土表面以下深度Z 处主动土压力强度az p 可分为两种情况：（1） 当c z z <时在计算点的深度z 小于填土的开裂深度c z 时，主动土压力强度均等于零，即0az p =。
（2） 当c z z >时在计算点处的主动土压力强度az p 可按下式计算1112az a a p qk zk c γ=+-在地下水面1 3.6z H m ==处，故该处的土压力强度为111112560.50916.5 3.60.50923015.93aH a a p qk H k c kpaγ=+-=⨯+⨯⨯-⨯=在地下水面以下部分的土层中，地下水面以下深度'z 处的主动土压力强度为：'''211222az a a a p qk H k z k c γγ=++-（1） 当'z =0时，为地下水面高程处，该处的主动土压力强度为：12112218.823az a a p qk H k c kpa γ=+-=（2） 当'2 2.4z H m ==时，为挡土墙强踵高程处，该处的主动土压力的强度为：'2211222az a a a p qk H k H k c γγ=++-'318108/sat wKN m γγγ=-=-=所以，地下水位以下2 2.4H m =处D 点的主动土压力强度为：'22112232560.54816.5 3.60.5488 2.40.54823029.345/az a a a p qk H k H k c KN m γγ=++-=⨯+⨯⨯+⨯⨯-⨯=可得土压力强度分布图如下：15.93218.82329.3450δb δa5.0m0.0m -1.0m 图6.2 静止时土压力分布图（Kpa ）对于地下水面以上填土层由均布荷载q 产生的主动土压力被完全抵消，只剩下由填土自重及粘聚力C 产生的主动土压力的合力1aH P，这部分的主动土压力为： 21111221()2116.5(3.6 1.703)0.509215.111/az c a P H z k KN m γ=-=⨯⨯-⨯= 地下水位以下部分填土层产生的主动土压力还是由四部分组成，2122'22112212257.801/aH aq aH H aH aca a a p p p p p qH k H H k H k cH KN mγγ=++-=++-=作用于挡土墙立臂上的总主动土压力为：121111()57.801272.912/a a aHc P P P H z ka KN mγ=+=-+=4.2.1.1 截面尺寸的选择顶宽采用/86/80.75 h m ==,由于墙后填土受荷载较大，取1m ； 底宽采用1/23H m =；可得初选截面尺寸如图6.1所示。
土层5.0m0.0m-1.0m图6.1 初选截面尺寸示意图4.2.1.3 重力式挡土墙计算简图图6.4 重力式挡土墙计算简图图中：i F 为墙体的水平地震力，k z 为水平地震力i F 到墙址的力臂。
4.2.1.4 抗滑稳定性验算为保证挡土墙的抗滑稳定性，基底摩擦阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用抗滑系数s K 表示，即抗滑力与滑动力之比应满足下式（见图6.4）： () 1.3p n an s a i a N E G E K E F E G τττμμ⋅++==≥+-∑ （6-4） 式中：0cos αG G n = 其中，G 为挡土墙每延米自重；0α为挡土墙的基角倾角，005α=。
0sin ατG G =0cos()an a E E ααδ=--其中，a E 为挡土墙每延米上作用的主动土压力；α为墙背与基底水平面的夹角，076α=；δ为挡土墙与墙背土的摩擦角,无试验资料时,取2/3/ϕϕδ-=之间，取08。
)sin(0δαατ--=a a E Eμ为基底摩擦系数，《土力学》表3.2所示。
取0.3。
200000000011.66311.666322256.659/cos 256.659cos 255.682/sin 22.369/m cos()91.308cos(7658)41.453/sin()91.308sin 6381.365/n an a a a CAD A m G A KN m G G kN mG G KN E E kN m E E kN mττγαααααδααδ==⨯=⨯===⨯====--=--==--==由图可知竖剖面面积。
()(255.68241.453)0.3 2.233 1.381.36541.453n an s a G E K E G ττμ++⨯===>-- 式中，浆砌块石的重量3/22m kN =γ。
满足抗滑稳定性要求。
4.2.1.5 抗倾覆稳定性验算墙体的抗倾覆稳定能力，用抗倾覆稳定性系数l K 表示，即抗倾覆力矩与倾覆力矩之比应满足下式（见图3.3）："0"0 1.6y az f l ax f M Gx E x K M E z +⋅==≥∑ （6-5）式中sin()84.659/ax a E E kN m αδ=-=cos()34.205/az a E E kN m αδ=-=其中，z 为主动土压力作用点与墙趾的距离，133211234560.2615.111 3.03273.651 1.278.123 1.2+12.6260.8106.599 1.272.9120.261.25ax aq aH H aH al a p z p y p y p y p y z E m⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=-⨯+⨯+⨯⨯-⨯=-= 0cot 3 1.25cot 76 2.688f x B z m α=-=-⨯=0tan 0.988f z z B m α=-=其中，B ——基底的水平投影宽度。
0 1.29CAD x m=由图可知：256.659 1.2934.205 2.688 5.058 1.684.6590.988l K ⨯+⨯==>⨯ 满足抗倾覆稳定性要求4.2.1.6 基底承载力验算作用在基底的合力偏心距0e 为：n z B e -=20 （6-6） 式中：n z 为基底竖向合力对墙趾的力臂)(m ，B 为基底宽度)(m 。
az ki f ax f az n E G z F z E x E Gx z +--+=0 （6-7）在偏心荷载作用下，基底边缘的最大和最小压应力设计值如下：)61(0min max Be B E G p p y ±+= （6-8） 在偏心荷载作用下最大和最小法向应力应满足：a f p 1.1max ≤ （6-9）a f p p ≤+2min max （6-10） a f 为修正后的地基承载力特征值，取kPa f a 140=；1.1为地基抗震承载力调整系数，由《支挡结构设计手册》表6-5可得。
256.659 1.2934.205 2.68884.6590.988 1.176256.65934.205n z m ⨯+⨯-⨯==+03 1.1760.3330.5226n B B e z m m =-=-=<= sin()90.808/y a E E KN m αδ=+=max0min 6256.65990.80860.333(1)(1)33192.96/m38.685/m y G E p e p BB KN KN ++⨯=±=±=由悬臂式挡土墙计算时得到f 376.788/m a KN =。
max 192.962753.576/a p f KN m =<=max min 192.9638.685115.82222a p p f ++==< 当偏心距6/B e >时，max p 按下式计算：laG E p az 3)(2max += （6-11） 式中：l 为垂直于力矩作用方向的基础底面边长；a 为合力作用点至基础底面最大压应力边缘的距离，根据《土力学》图4-10。
满足基底承载力验算4.2.1.7 墙身承载力验算根据《砌体结构设计规范》表3.2.1-6可知，采用MU30毛石，混合砂浆强度等级M5，砌体抗压强度设计值2200/c f kN m =，砌体抗剪强度设计值80v f kPa =。
去6m 墙高的合力作用点所在水平截面作为验算截面。
截面尺寸如图6.5所示。
截面以下墙身高度为40.89H m =。
截面的面积由CAD 图直接查询得到，为27.964A m =。
图6.5 半截面高处尺寸图（m ）受压承载力验算该截面以上的水平土压力：''''214211424241111122560.890.54816.5 3.60.89180.890.5482300.89218.489/sin()31.153/cos()12.587/a a a a a x a a z a E qH K H H K H K cH KN mE E KN mE E KN mγγαδαδ=++-=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯==-==-= 总的水平土压力为：'1115.11118.48933.6/a a a E E E KN m =+=+=地下水面以下截面的水平土压力强度：4'2112422222.725/aH a a a p qK H K H K KN m γγ=++-=土压力距作用点距截面距离：20.89(218.82322.725)0.4313(18.82322.725)z m ⨯⨯+==⨯+ 总的土压力作用点距该截面的距离15.111(1.897/30.89)18.4890.43115.11118.4890.922f z m ⨯++⨯=+= 0cot 2.520.922cot 76 2.29f x b z m α=-=-⨯=截面以上自重227.96422175.208/G A kN m=⨯=⨯=由CAD 图可知自重对截面的作用点距离为：0 1.1x m =基底竖向合力对墙趾的力臂n z175.208 1.112.587 2.2931.1530.922175.20812.5871.027n z m ⨯+⨯-⨯=+= 偏心距0 2.52 1.0270.2330.42226n b b e z m m =-=-=<= 按承载能力极限状态下荷载效应标准组合值求得轴向压力设计值： 11.35() 1.35(175.20812.587)153.523/a z N G E kN m =+=⨯+=∑ 构件受压承载力验算按下式计算：A f N ⋅⋅≤ϕ （6-12）式中：N ——荷载设计值产生的轴向力；A ——墙体单位长度的水平截面面积，21 2.52 2.52A m =⨯=； c f ——砌体抗压强度设计值；ϕ——高厚比β和轴向力偏心距e 对受压构件承载力的影响系数，按下面方法计算。
