重力式仰斜式挡土墙设计

崇州市山区道路地质灾害整治工程仰斜式挡土施工方案ＸXＸXＸXＸＸX有限公司二○一六年六月崇州市山区道路地质灾害整治工程重力式混凝土挡土墙施工方案１、工程概况1.１工程概况1。

1.１本项目混凝土挡墙施工里程:仰斜式路堤墙Ｋ19+72０-K19+９０5共计1８5m。

1．2编制依据《公路桥涵施工技术规范》JTＧ／T F5０—201１;《公路工程质量评定标准》JTG F80/1-2０04;《挡土墙设计通用图》。

１.3图纸说明1。

3。

1挡土墙采用Ｃ2０混凝土1.3。

2 纵向每隔10～15ｍ设置一道伸缩缝，缝宽２cm，采用沥青麻絮塞缝,塞缝深度内、外、顶三面均不小于20cm。

1.３。

3泄水孔采用φ8PV C管间距2～3m渗水处适当加密，上下排泄水孔应交错设置；泄水孔井口用透水土工布（短纤针刺非织造土工布,铺筑尺寸为0。

２5*0.25m)进行包裹，泄水孔口铺设复合土工膜(采用0。

5ｍ*0．5m“两布一膜”).1．3.4墙背后设厚3０ｃm的天然砂砾竖向排水层,天然砂砾含泥量不大于５%，水通过泄水孔排除墙外。

1．3。

5施工前认真考察地质情况,复核设计承载力是否符合要求,若不符，则换填水泥稳定砂砾（水泥含量5％)；基础埋深以相应位置处河底高程控制，填埋深度不小于设计深度.基坑开挖后必须严格碾压夯实基底，压实度不小于设计值,若遇阴雨天气必须基坑进行覆盖防止基坑遇水软化而降低承载力。

1.3。

6 施工前，对标高、尺寸等相关参数需仔细核对,以便做到合理衔接。

１。

3。

7 墙背填土必须用12t压路机配合小型夯机人工夯实.１。

４工程量及形式1。

４。

1 主要工程量本合同段仰斜式路堤墙总长度为185米，图纸设计使用Ｃ２0混凝土施工准备2.１技术准备2。

１。

1熟悉设计图纸，根据安全操作细则,对施工作业人员进行安全技术交底。

2。

２施工放样2.２．1施工前技术人员向施工队进行书面交底，书面交底包含施工图纸、施工方案、工艺流程、质量控制标准、安全、环保措施等内容；技术人员对施工图审核更正内容除在原图上清楚标识外，须有书面单独说明.施工队接到施工图及技术交底后,也要进行审核,对存在疑问要求技术人员给予明确。

注：本文档为手算计算书文档，包含公式、计算过程在内，可供老师教学，可供学生学习。

下载本文档后请在作者个人中心中下载对（若还需要相关cad图纸或者有相关意见及建议，应Excel计算过程。

请私信作者！）团队成果，侵权必究！（温馨提示，本文档没有计算功能，请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格，填入基本参数后，Excel表格会计算出各分项结果，并显示计算过程！）1、挡土墙计算1.设计资料本次设计挡土墙为重力式挡土墙，选择常见的仰斜式路肩墙进行计算，如图所示，有关截面尺寸有待验算。

其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧，挡土墙高度9.5米，拟定验算此处墙高，即H=9.5m。

拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25；基底倾斜度=1:5；基底与地基土摩擦系数=0.5。

墙身砌体容重值为20.0kN/m3。

墙后填料容重值为18.3kN/m3；内摩擦角38º，墙背摩擦角19.2º。

有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。

墙背填料、地基和砌体物理力学参数2.初步拟定断面尺寸断面尺寸数据表断面尺寸/mH0.344 9.5 9.156 1.83.破裂棱体位置确定（1）破裂夹角计算设计假设破裂面交于荷载范围内，则：由，因为注：1.当为路肩挡土墙时，式中a=b=0。

2.对于俯斜墙背，取正值；垂直墙背，取；仰斜墙背，取负值。

3.当荷载沿路肩边缘布置时，。

根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下：（2）验算破裂面是否落在荷载的范围破裂棱体长度计算：车辆荷载的分布宽度计算：因为＜，所以破裂面交于荷载范围内，符合拟定假设。

并列车辆数，双车道，单车道；后轮轮距，取；相邻两车辆后轮的中心间距，取；轮胎着地宽度，取。

4.荷载当量土柱高度计算设计墙高9.5m，按墙高计算附加荷载强度，按照线性内插法进行计算，求得附加荷载强度为：，求土柱高度：荷载强度q墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa20 105.土压力计算根据挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算如下：（）（）（）（）（）（）注：、，墙背主动土压力的水平与垂直分力；6.土压力作用点的位置代表土压力作用点至墙踵的垂直距离。

第一部分 重力式挡土墙设计1.绘制等高线地形图1.1.根据课程设计任务书中表1，可用插值法计算整点高程及其与已知高程点的水平距离，计算说明如下：设高程点A 的高程为a ，高程点B 的高程为b （b>a ），A 与B 的水平距离为l ，不妨设A 、B 之间有一整数高程点C （高程值为c ），AB 为直线段，可知BC距离0l :0b cl l b a-=- 根据上述原理可以得出K58+70～K58+130横断面上各主要高程整点，计算列表如下：1.2.绘制1:1000等高线地形图由以上表格数据绘制等高线地形图，依据下面原则：1.相同高程的点以光滑曲线相连接2.不同等高线不能相交3.不同等高线之间不能存在越界的高程点等高线地形图如下。

2.路肩挡土墙设计 2.1挡土墙的纵向布局从路线横断面图中可得到挡土墙墙趾与地面线的相关数据：由以上数据可以将挡土墙墙趾边线纵断面标识于上图中，按各自断面为自然分段点，将全程分为6段，分段长度10m ，相邻段设置宽度为3cm 的伸缩缝，并且布置10c m ×10cm 泄水孔，上下左右交错。

各段地面纵坡分别为：56.6％、14％、16.5％、20％、18％、12％，均大于5％，为减少开挖，故各分段挡土墙应该沿纵向做成台阶。

各台阶状挡土墙的高度、长度和最小入土深度（即基础的埋入深度）如下表所示：（见图三）2.2.挡土墙横断面设计采用最危险截面设计断面主要尺寸，最危险截面即墙身高度最大处，即图三的1-1横断面，在高度确定为7.5m 的前提下，衡重式挡土墙上、下墙高度之比通常为2:3，故设计高度123, 4.5H m H m ==，衡重台宽10.91d m =，上墙墙背倾斜角为120α=，下墙墙背倾斜角23α=，墙面坡1:0.05。

（n=0.05）2.2.1设计车辆荷载换算汽车－15级换算土柱的长度0 5.5b m =，()072.724.20.5772h H a γ=++⎡⎤⎣⎦＝()72.720.4518.6 4.20.5777.520m ==+⨯+⨯⎡⎤⎣⎦2.2.2.上墙土压力计算1.计算破裂角，判别是否出现第二破裂面。

重力式挡土墙设计1 设计参数几何参数:挡土墙墙高H=6m, 取基础埋置深度D=1.5m （按规范规定, D 不小于1.0m, 本设计中可取1.25m 或1.5m ）, 挡土墙纵向分段长度取L=10m ；墙面与墙背平行, 墙背仰斜, 仰斜坡度1:0.2, =－11.3°（注意这个角度是负值）, 墙底（基底）倾斜度tan =0.190, 倾斜角 =10.76°；墙顶填土高度 =2m, 填土边坡坡度1:1.5, =arctan （1.5） =33.69°, 汽车荷载边缘距路肩边缘 =0.5m ；力学参数:墙后填土砂性土内摩擦角 =34°, 填土与墙背外摩擦角 = /2=17°, 填土容重 =18kN/m ；墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石, 墙身砌体容重 =22kN/m ,砌体容许压应力[ ]=600kPa,砌体容许剪应力[ ]=100kPa,砌体容许拉应力[ ]=60kPa ；地基容许承载力[0σ]=250kPa 。

2 车辆荷载换算按墙高确定的附加荷载强度进行计算γq h =0=1815=0.83 3 主动土压力计算3.1 计算破裂角θ直线形仰斜墙背, 且墙背倾角 较小, 不会出现第二破裂面。

经验算, 按破裂面交于荷载中部进行计算 a=2m,b==βtan a 667.02=3m,d=0.5m,H=6m,m h 83.00=,°34=ϕ,°17=δ, °－11.3α= 39.7δ＋α＋ωψ==° ﹚2h ﹙H＋a ﹚﹙H＋a＋﹚2h 2a ﹙b＋d ﹚－H ﹙H＋＋2h 00+=ab A αtan =0.33θtan =－﹚A ω﹚﹙tan ωtan ﹙cot ±ψtan ++ϕ=0.81或-2.47（舍） 39arctan0.81θ==°3.2 计算主动土压力a E 及其作用点位置3.2.1计算主动土压力a E﹚αtan ﹙tan ﹚sin ﹙﹚﹙cos +++=θψθϕθa K =0.18αθtan tan 0+=dh =0.82mαθαtan tan tan 3+-=a b h =2.26m =--=321h h H h 2.92m=+-+=210312)21(21Hhh H h H a K 1.68 12γH 21K K E a a ==98KN ﹚δ＋α﹙cos a x E E ==97.5KN y E ﹚δ＋αin ﹙s E a ==9.7KN3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置经试算, 取挡土墙顶宽 2.8m011tan tan ααb b B +==2.6912110233)23(h h －2(3K H H h h H a H Z x -++=）=2.1m αtan －Z x B Z y ==2.69＋2.1×0.2=3.1m将 , 修正为 ,1X Z =01tan αb Z x -=2.1-2.8×0.19=1.57m 1y Z =αtan 11x Z b -=2.8-1.57×（-0.2）=3.11m3.3 被动土压力墙前的被动土压力忽略不计。

重⼒式挡⼟墙的设计要点和施⼯⽅法重⼒式挡⼟墙的设计要点和施⼯⽅法关键词：重⼒式挡⼟墙；设计；分析；要点；施⼯摘要：本⽂通过对重⼒式挡⼟墙的施⼯经验分析，提出挡⼟墙设计中的重点问题，并提供较为合理的构筑建议与措施。

概述了重⼒式挡⼟墙的施⼯⽅法。

在⼟建⼯程中，经常⽤挡⼟墙来⽀挡上下⾼差的⼟体，⽽重⼒式挡⼟墙是⽤得较多的⼀种形式。

重⼒式挡⼟墙是依靠墙体⾃重抵抗⼟压⼒作⽤的⼀种墙体，所需要的墙⾝截⾯较⼤，⼀般由砖、⽯材料砌筑⽽成。

由于重⼒式挡⼟墙具有结构简单、施⼯⽅便，能够就地取材等优点，在⼟建⼯程中被⼴泛采⽤。

⼀、重⼒式挡⼟墙的设计要点设计重⼒式挡⼟墙，⼀般先通过满⾜挡⼟墙的抗滑移要求确定挡⼟墙的总⼯程量，再进⾏细部尺⼨调整，以满⾜挡⼟墙的抗倾覆要求。

1、断⾯形式的确定根据重⼒式挡⼟墙结构类型及其特点，我们可以根据实际条件，选择不同类型的断⾯结构。

如果地⾯横坡⽐较陡峭，若采⽤仰斜式挡⼟墙，⼀定会过多增加墙⾼，断⾯增⼤，造成浪费，⽽采⽤俯斜式挡⼟墙会⽐较经济合理。

只有在路堑墙、墙趾处地⾯平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采⽤仰斜式挡⼟墙。

2、挡⼟墙的截⾯尺⼨的确定重⼒式挡⼟墙是靠⾃⾝重⼒来抵抗⼟压⼒，在设计时，重⼒式挡⼟墙的截⾯尺⼨⼀般按试算法确定，可结合⼯程地质、填⼟性质、墙⾝材料和施⼯条件等⽅⾯的情况按经验初步拟定截⾯尺⼨，然后进⾏验算，如不满⾜要求，则应修改截⾯尺⼨或采取其它措施，直到满⾜为⽌。

3、⼟压⼒的确定挡⼟墙设计的经济合理，关键是正确地计算⼟压⼒，确定⼟压⼒的⼤⼩、⽅向与分布。

⼟压⼒计算是⼀个⼗分复杂的问题，它涉及墙⾝、填⼟与地基三者之间的共同作⽤。

计算⼟压⼒的理论和⽅法很多，由于库伦理论概念清析，计算简单，适⽤范围较⼴，因此库伦理论和公式是⽬前应⽤最⼴的⼟压⼒计算⽅法。

⼆、重⼒式挡⼟墙的计算内容从安全地⾓度考虑，当埋⼊⼟中不算很深时，作⽤于挡⼟墙上的荷载有主动⼟压⼒、挡⼟墙⾃重、墙⾯埋⼊⼟中部分所受的被动⼟压⼒，⼀般可忽略不计。

重力式挡土墙设计计算一、重力式挡土墙的类型及特点重力式挡土墙通常分为俯斜式、仰斜式和直立式三种类型。

俯斜式挡土墙的墙背倾斜向下，土压力作用在墙背上的合力方向指向墙内，有利于墙体的稳定，但墙身较高时，墙背的填土需要压实，施工难度较大。

仰斜式挡土墙的墙背倾斜向上，土压力作用在墙背上的合力方向指向墙外，墙身所受的压力较小，适用于挖方工程，但墙身较高时，墙身的抗倾覆稳定性较差。

直立式挡土墙的墙背垂直，施工方便，但土压力较大，一般用于高度较小的挡土墙。

重力式挡土墙的优点是结构简单、施工方便、造价较低；缺点是体积较大、占地面积较多。

二、重力式挡土墙的设计计算内容重力式挡土墙的设计计算主要包括以下内容：1、土压力计算土压力的计算是重力式挡土墙设计的关键。

常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。

库仑土压力理论适用于墙背倾斜、粗糙、填土表面倾斜的情况；朗肯土压力理论适用于墙背垂直、光滑、填土表面水平的情况。

在实际工程中，应根据挡土墙的具体情况选择合适的土压力计算方法。

2、稳定性验算稳定性验算是重力式挡土墙设计的重要内容，包括抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算。

抗滑移稳定性验算的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会沿基底产生滑移。

其验算公式为：Ks ＝（∑G ＋∑Ep）／∑Ex ，其中 Ks 为抗滑移稳定安全系数，∑G 为挡土墙自重和墙顶上的恒载标准值之和，∑Ep 为墙背主动土压力的水平分力标准值，∑Ex 为墙底的摩擦力标准值。

抗倾覆稳定性验算的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会绕墙趾产生倾覆。

其验算公式为：Kt ＝（∑My）／（∑M0），其中 Kt 为抗倾覆稳定安全系数，∑My 为抗倾覆力矩标准值，∑M0 为倾覆力矩标准值。

3、基底应力验算基底应力验算的目的是确保挡土墙基底的应力不超过地基的承载力。

基底应力应满足以下条件：（1）偏心距 e 小于或等于 b/6 ，其中 b 为基底宽度。

（2）基底最大应力σmax 小于或等于 12f ，基底最小应力σmin 大于零，其中 f 为地基承载力特征值。

（一）重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。

图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定： （1）破裂角（θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021730353828ψαδφ'''++-++ ＝＝＝90ω< 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 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：tan tan θψ=-+tan ψ=-tan3828︒'=-0.7945=-+0.7291=36544θ'''=（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5b L N N m d m =+-+=⨯++= 所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算：墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2，016.250.918q h m γ==＝4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-= 00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=5、土压力作用点位置计算：5 1.36H =⨯=10K ＝1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=－查数学手册 X1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X tan 0.98 1.40.25 1.33Z b Z m α=-=+⨯= 7、稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯= 11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯＝()G1111tan 1.09Z H b m α=+=/2 －查数学手册 21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2 221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= －查数学手册 （2）抗滑稳定性验算：00.21111836α'''倾斜基地：（＝），验算公式： ()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.751.42.979.730.5105.754.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦ 10.280=>所以抗滑稳定性满足。