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挡土墙设计

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如图所示，路肩式挡土墙为M7.5墙砌片石圬工，墙与地基土之间的摩擦系数为μ = 0.4 ,地基为粘性土质，容许承载力 [σ]土 = 200 kN/m3,墙身圬工容重 γ圬 = 22 kN/ m3,墙后填土γ土 = 17 kN/ m3, φ = 35°,墙背摩擦角 δ =

φ, 墙高 H = 5m ,试确定该墙尺寸。（墙身截面 [σ]圬 =

1300 kPa, [τ]圬 = 210 kPa）

2

解：

⑴ 求破裂角根据θ

根据已知条件得：

墙背倾斜角 α = arctan0.25 = 14°02′

Ψ = φ + δ﹣α = 35°+ 23°20′﹣14°02′= 44°18′

假设破裂面交于荷载分布范围以外，计算边界条件系数：

A0 =

H2 =

×52 = 12.5

B0 =

H2tanα﹣l0h0 =

×52×0.25﹣3.5×3.4 =﹣8.775

tanθ =﹣tanψ ±

=﹣0.9759 + 0.8115 =﹣0.1644

故破裂角θ =﹣9°20′

计算结果显然与原假设不符合。故重新假设破裂面交于荷载分布

范围内，计算边界条件系数：

A0 =

H(H+2h0) =

×5×(5+2×3.4) = 29.5

B0 =

H(H+2h0) tanα + dh

=

×5×(5+2×3.4)×0.25+0.15×3.4 = 7.885

tanθ =﹣tan ±

=﹣0.9759 +

= 0.7529

故破裂角θ = 36°58′

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校核假定： Htanθ = 5×0.7529 = 3.76m

Htanα + d = 5×0.25 + 0.15 = 1.4m

Htanα + d + l0 = 5×0.25 + 0.15 + 3.5 = 4.9m

故： Htanθ + d ＜ Htanθ ＜ Htanα + d + l0

即破裂面交于荷载分布范围内，与假设符合。

⑵ 求土压力系数λa、土压力Ea及土压力作用点

λa = (tanθ﹣tanα)

= (0.7529﹣0.25) ° ′ °

° °

= 0.1575

式中，λa 计算使用的tanθ 值，是通过前面试算后确定的。

Ea = γ(A0tanθ﹣B0)

= 17(29.5×0.7529﹣7.885)

= 76.28 kN/m

Ex = Ea cos(δ﹣α)

= 76.28×cos(23°20′﹣14°02′)

= 75.28 kN/m

Ey = Ea sin(δ﹣α)

= 76.28×sin(23°20′﹣14°02′)

= 12.33 kN/m

4

h1 =

﹣ =

﹣ 0.3m

h2 = H﹣h1 = 5﹣0.3 = 4.7m

Zx = (H3+3h0h22)/(3(H2+2h0h2))

= (53+3×3.4×4.72)/(3(52+2×3.4×4.7))

= 2.05m

Zy = B+ Zx tanα = 1.45 + 2.05×0.25 = 1.96 m

⑶ 如需绘制应力图形求土压力时，还应计算：

σ0 = γh0λa = 17×3.4×0.1575 = 9.1 kPa

σh = γHλa = 17×5×0.1575 = 13.39 kPa

Ea = σ0 h2 +

σh×H = 9.1×4.7 +

= 76.25 kN/m

1、挡土墙稳定性验算

⑴抗滑稳定性验算：

应满足： (0.9G +γ Q1Ey) μ + 0.9Gtanα0 ≥ γ Q1Ex

(0.9G +γ Q1Ey) μ + 0.9Gtanα0

= (0.9×159.5 +1.4×12.33) 0.4 + 0

= 64.32 kN/m ≤ γ Q1Ex = 1.4×75.28 = 105.39 kN/m

故不满足抗滑稳定性要求。

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⑵抗倾覆稳定性验算：

应满足： 0.9G ZG + γ Q1(Ey Zx﹣Ex Zy) μ ＞ 0

0.9G ZG + γ Q1(Ey Zx﹣Ex Zy) μ

= 0.9×159.5×1.35 + 1.4×(12.33×2.05﹣75.28×1.96)

= 22.61 kN ＞ 0

故满足抗倾覆稳定性要求。

2、基底应力及偏心矩验算

⑴基底合力偏心矩：

ZN = (G ZG + Ey Zy﹣Ex Zx)/(G + Ey)

= (159.5×1.35+12.33×1.96﹣75.28×2.05)/ (159.5+12.33)

= 0.50 m

e =

﹣ZN = 1.45/2﹣0.50 = 0.225 m ＞

= 0.18 m

故基底合力偏心矩不满足要求。

⑵基底边缘最大、最小压应力设计值：

当e = 0.225 m≤

= 0.24 m时，

N1 =γ GG +γ Q1Ey﹣W = 0.9×159.5+1.4×12.33 = 160.81 kN

pmax =

(1 +

=

(1 +

214.15 kPa ＜ 1.2[σ]土 = 240 kN/m3

pmin =

(1﹣

=

(1﹣

7.65 kPa ＜ 1.2[σ]土 = 240 kN/m3

故基底压应力设计值满足要求。

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3、墙身截面强度验算

⑴强度计算

NG = 159.5 + 5×0.25×5×17/2 = 212.625 kN

NQ1 = Ey = 12.33 kN

αk =

=

= 0.776

αkARk/γk = 0.776×1.45×7500/2.31 = 3652 kN

Nj = γ0(γGNG + γ Q1 NQ1 +∑γ Qi ψ Ci NQi)

= 1.3×(0.9×212.625+1.4×12.33+0)

= 271.21 kN ＜ αkARk/γk = 3652 kN

故满足要求。

⑵稳定计算

弯曲平面内的纵向翘曲系数：

Ψk =

=

= 6.90

=

= 0.842

=

= 3076.03 kPa

Nj = 229.49 kN ＜

= 3076.03 kPa

故满足要求。

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⑶正截面直接受剪时验算

根据规范，M7.5墙砌片石一般不用设计抗剪强度和设计弯曲抗拉强度，故不需要验算其正截面直接受剪。

综上所述，挡土墙的抗滑稳定性不满足要求，应增加抗滑稳定性。可采取如下措施：设置向内倾斜的基底，取基底倾角为 ° ′，即为1: 3。此外，还应验算通过墙踵的地基水平面I-I的滑动稳定性。

下图为挡土墙的排水布置：

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挡土墙设计

挡土墙设计

路基挡土墙设计

计

算

书

学号： 210224

姓名：蒋超

班级：道桥茅以升班

成绩：

日期： 2013/9/29 一、设计题目：

南京郊区某二级公路，路基宽8.5m，双车道路面，其中K0+007～K0+027需拟设计路肩式挡土墙，分段长度10m，端部设锥形护坡。要求设置普通重力式挡墙，墙身及基础采用浆砌片石（250#片石，50#砂浆），砌体＝22kN/m3，浆砌片石扩大基础下采用砂砾石材料（基础埋深为地面以下1m），＝0.6。墙后填筑普通粘性土，填土＝18kN/m3，计算内摩擦角＝30°，填土与墙背间的摩擦角=/2＝15°。地基承载应力标准值为fk=450kPa，圬工砌体的极限抗压强度为700kPa、极限抗弯拉强度为110kPa、极限抗剪切强度为80kPa。

二、设计内容：

①墙身断面构造与尺寸

由于设计后的挡土墙应该满足抗滑抗倾覆的要求，因此可以做成向两侧倾斜的形式以满足抗倾覆，横截面地面边长应足够大以满足抗滑。另外，挡土墙墙身强度也应满足要求。

综合以上因素和题目给出的示例挡土墙形式，下面给出设计图如下所示：

②土压力计算

库仑法适用条件：墙背倾斜、粗糙，墙后填土不水平，假定破裂面为平面、填料为砂性土（c=0）、破坏土体为刚性。一般粘性土填料的水平填土也可近似用库仑法计算土压力。

边界条件：路肩墙，无内侧边坡，荷载布置在全宽范围，刚好从墙内侧布置，破裂角交于荷载中部。

采用库仑法计算主动土压力：

已知'arctan(80/200)2148，o30，o =15

o'ooo'214830156648 320,18/qkNkNm

车辆荷载换算：020h1.1118qmr

0011(2)()(0221.11)(02)4.2222AaHhaH

00011B()(22)tan22180002(2021.11)22001.688abbdhHHah

挡土墙设计计算书

挡土墙设计计算书

第 1 页 共 10 页 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

第 2 页 共 10 页

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,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）；

挡土墙设计 2

挡土墙设计 2

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挡土墙设计

第8-1节 概述

挡土墙的分类及用途

为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙.在公路工程中,它广泛地 用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台,隧道洞口和河流堤岸等处. 路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定.

公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类. 按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙,路堤墙,路肩墙和山坡墙等类型,按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙,锚定式挡土墙,薄壁式挡土墙,加筋土挡土墙等. 按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙,混凝土挡土墙,钢筋混凝土挡土墙,钢板挡土墙等.靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸; 墙的顶面部分称为墙顶; 墙的底面部分称为基底或墙底; 墙面与墙底的交线称为墙趾;

墙背与墙底的变线称为墙踵; 墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角。

挡土墙设置位置不同,其用途也不相同. 路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡 的高度. 路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚, 减少填方数量,减少拆迁和占地面积. 路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路 2 / 19

肩的组成部分,其用途与路堤墙相同.它还可以保护临近路线的既有的重要 建筑物.沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床 的有效措施. 山坡墙设置在路堑或路堤上方, 用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层, 破碎岩层或山体滑坡为一个整体.在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力.面板的作用是阻挡填 土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体.

加筋土挡土墙属于柔性结构,对地基变形适应性大,建筑高度大,具有省工,省料,施工方便,快速等优点, 适用于填土路基 .锚定式挡土墙

挡土墙设计答案

挡土墙设计答案

要求：

**场地建设需对该滑坡坡脚进行开挖，为了满足施工工期要求和开挖边坡安全稳定性要求，特在前缘中部设计C型抗滑桩，在抗滑桩两侧设计毛石挡土墙。

挡土墙基础为红粘土，滑坡体土体为红粘土，滑床基岩为灰岩。

依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）中10.2内容规定，挡土墙工程结构设计安全系数如下：基本载荷情况下，抗滑稳定性Ks=1.3；抗倾覆稳定性Ks=1.5。挡土墙计算模型见图1。

dBhbHLm1m2m3

图1 挡土墙计算模型

（1）设计参数

据《场地边坡岩土工程勘察报告》与《滑坡岩土工程勘察报告》，边坡防治工程参数如下：

墙后填土容重: 18.40kN/m3 地基土容重：18.30kN/m3

墙后填土内摩擦角：Φ=7.00° 墙后填土粘聚力：C=46.0kPa

墙背与墙后填土摩擦角：δ=5.0° 基底摩擦系数：μ =0.26

修正后地基土容许承载力：180kPa 毛石挡墙重度：ρ=23kN/m3

挡土墙墙背与铅垂线间的夹角：α=0

另外：

A、滑体

①红粘土

天然重度：18.40kN/m3 饱和重度：18.45kN/m3

抗剪强度：C =63.4 kPa，φ=8.1°

渗透系数：1.010-4 m/s B、滑带土抗剪强度

天然重度：18.40kN/m3 饱和重度：18.45kN/m3

天然抗剪强度 C =10kPa，φ=9°

饱和抗剪强度 C =9kPa，φ=7°

C、滑床（灰岩）

天然重度：28.00 kN/m3

饱和抗压强度：31.2 MPa

水平抗力系数：304 MN/m3

地基承载力：3500kPa

基底摩擦系数：0.60

（2）挡土墙的截面尺寸设计

挡墙设计高度（H）及其截面尺寸（见表1）。包括：墙顶宽度b、墙底水平宽度B、墙趾高h、墙趾宽d、挡墙墙面倾斜度m1、挡墙墙背倾斜度m2及挡墙基底倾斜度m3。