挡土墙计算书
挡土墙计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
目录
1. 设计资料 (3)
墙身构造 (3)
土质条件 (4)
墙身材料 (4)
2. 初拟墙身 (4)
3. 车辆荷载换算 (5)
4. 破裂棱体位置确定 (6)
破裂面()θ的计算 (6)
验算破裂面是否交于荷载范围内 (7)
5. 土压力计算 (7)
土压力计算 (7)
作用点位置计算 (7)
土压力对墙趾力臂计算 (7)
6. 稳定性验算 (8)
受力分析 (8)
抗滑稳定性验算 (8)
抗倾覆稳定性验算 (9)
基底应力 (10)
合力偏心距计算 (10)
基底应力验算 (10)
墙身截面内力计算 (11)
7. 改善措施 (12)
改善措施的拟定 (12)
挡土墙工程数量表 (13)
8. 附属设施设计 (13)
沉降缝 (13)
泄水孔 (13)
墙后排水层设计 (13)
横断面布置图 (14)
9. 立面设计图 (14)
10. 参考文献 (15)
1. 设计资料
墙身构造
墙高，墙背垂直，前墙仰斜坡度1：，墙身分段长度20m，挡墙以上边坡高度a=6m，边坡坡度1:。
土质条件
墙背填土重度3m /18KN =γ，内摩擦角?=35?，填土与墙背间的摩擦角?=17.5δ，地基为岩石，地基容许承载力[]kPa 250=σ，基地摩擦系数3.0=f 。
墙身材料
砌体重度3m /20KN =γ，砌体容许压应力[]kPa 300=σ，容许剪应力[]kPa 80=τ。
2. 初拟墙身
初拟顶宽，基底水平，初拟挡土墙形式如图2-1所示。
3. 车辆荷载换算
墙高，按墙高确定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q=2m ，则
m q
h 868.01815.625
0==
=
γ
4. 破裂棱体位置确定
破裂面()θ的计算
假设破裂面交于荷载范围内，则有：
?=?+?+?=++=52.53517.50?δαψ
因为?<90ω
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：
?=41.669θ
()()()()200107.765.560.86825.5621
22
1
m H a h H a A =+?++=
+++=()2
000812.34868.0)09(962
1
tan 2221
)(21m h a H H h d b ab B =?++??=++-++=α()()890
.0193
.2303.15.52tan 107
.76812.345.52tan 35cot 5.52tan tan tan cot tan tan 0
=+-=??
?
???+?+?+
?-=?
??
?
??+++-=ψψ?ψθA B
验算破裂面是否交于荷载范围内
假设破裂面交于荷载范围内：
当破裂面交于荷载范围内，破裂角应符合max min θθθ<<，
815.5890,605.0195
.11tan 047.3890,278.19
5
.11tan 2max 21min 1=-====-===
θθθθθθ
因为 669.41=θ符合条件，所以破裂面交于荷载范围内，符合假设。
5. 土压力计算
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：
作用点位置计算
m 316.15.5/868.021/2101=?+=+=H h K
()() 2.053m 316.13/868.03/5.53/3/10y 1=?+=+=K h H Z 1y Z 表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。
土压力对墙趾力臂计算
基底倾斜，土压力对墙趾的力臂：
m Z x 6.24.012.1=++=
()
()()
()()()
KN
B A E a 137.00052.541.669sin 3541.669cos 34.812-0.89076.10718sin cos tan 00=?+??+???=++-=ψθ?θθγ()2
000107.76868.009962
1
tan 2221)(21m h a H H h d b ab B =?++??=++-++=）（α
()()KN
E E a x 659.1305.17cos 137cos =??==δ()()KN
E E a 41.1975.17sin 53.88sin y =??==δ()()()()2
00107.765.560.86825.562122
1
m H a h H a A =+?++=+++=
m Z Z y 053.21y ==
6. 稳定性验算
受力分析
挡土墙按单位长度计算：
抗滑稳定性验算
（1）倾斜基底00=α，验算公式：
（2）所以抗滑稳定性不足，改变基
地下土层种
类，改为硬质岩石，即基地摩擦系数7.0=μ。
3105.035.05152.1V m =?+??+?=(
)[
]
(
)
0- tan 1.1tan tan 1.12x 10y 02011>+++-++P Q Q Q P Q x y Q E E E G E E E G γγαγμ
αγαγ()0
620.99659.1304.1-0.3197.411.42001.1<-=??+?KN
V G 2002010=?=?=γ
450.11659.1304.1-7.0197.414.12001.1>=???+?）（
抗滑稳定性系数验算：
[]
3
.1659.1307
.0)197.41200(tan tan )(0
'
0'
≥+=
-+-+=
αμαN E E E E
N K x p
p x C
所以抗滑稳定性满足要求。
抗倾覆稳定性验算
3
13
1120206652.1m
G m V =?==?=
3
2250205.25.25.051m
G KN
V =?==??=
KN G m V 30205.15.15.0333
3=?==?=
,5.1,067.1,2321m Z m Z m Z G G G ===
KN G G G G 2003050120321=++=++=
()0
0.91y 1>+-+P P Q y x x Q G Z E E E Z E GZ γγ
0932.78)053.2659.1306.2197.41(4.1)5.130067.1502120(9.0)
()(9.01332211>=?-??+?+?+??=-+++y x x y Q G G G Z E Z E Z G Z G Z G γ 抗倾覆稳定性系数验算：
3.1661.1053
.2659.1306
.2197.41)5.130067.1502120('0>=??+?+?+?=
++=y
x p
p x y G Z E Z E Z E GZ K
所以倾覆稳定性满足要求。
基底应力
合力偏心距计算
上式中，弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时，先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。
所以基底合力偏心矩满足规范的规定。
基底应力验算
KN N 676.2971=
由于
因此
地基承载力抗力值
kpa
h k f f k 600.289)5.01(184.4250)5.0(22=-??+=-+=γ
kpa A N p 225.993
676.2971===
()
1011sin cos 2.14.1e αγαγγx Q y Q G E E W E G M M N M
G +-++=
=
m B Z Z G G 5.02
3
22'11=-=-
=m
B Z Z x x 1.12
3
6.22'=-=-=6e B <
[]kPa
kPa B e A N p k 300833.123)3124
.061(3676.)61(1max =<=?+=+=σm Z B Z G G 0.433067.123
2'22=-=-=
m Z Z y y 053.2'==()
()()
()()()
()m
B m E W E G Z G Z G Z E Z E E W E G M M N M
x Q y Q G
G G x x y y x Q y Q G E G 5.06/124.00
659.1304.110197.414.12.1200433.0505.01202.11.1659.130053.2197.414.1sin cos ''2.1''1.4sin cos 2.14.1e 0
10122110
1011=<-=??+?-?+??-??+?-??=
+-++?+-?=+-++=
=αγαγγ
αγαγγ[]kPa
kPa B e A N p k 300617.74)3
124
.061(3676.297)61(1min =<=?-=-=σ
f p 2.1< 所以基底应力满足要求。
墙身截面内力计算
(1)强度计算
569
.0)25.0(121)25.0(2561)(121)(256175
.0325.025.02
8
20800=+-=÷+÷-==?==B e B e B e K α kN
N r N r N r r N ci Qi Qi Q Q G G j 676.297)
197.414.12002.1(1)
(110=?+??=++=∑ψ
KN N KN r R A j k K k 676.297169.22131
.23003569.0=<=?=α 不满足条件，所以改选极限抗压强度为500kpa 的砌体。
验算如下：
j k k N r R A
>=??=481.36992
.15003569.0k α 满足条件。
(2)正截面直接受剪时验算
1N f r R A Q m k
j j j +≤
kN E Q f kpa R x j m j 659.130,42.0,80====
1-1截面：
kpa Q kpa N f r A m A j m k j j 159.130214.201676.29742.031
.280
2.22.211
21=>=?+?=+= 2-2截面：
kpa Q kpa N f r A m A j m k j j 159.130898.183676.29742.031
.2807.17.112
22=>=?+?=+= 故正截面直接受剪满足要求。
7. 改善措施
改善措施的拟定
由于抗滑稳定性不足，改变基底下土层种类，改为硬质岩石，即基地摩擦系数7.0=μ，验算后满足抗滑稳定性要求,具体演算过程如上。
由于强身截面强度验算不满足要求，所以改用极限抗压强度为500kpa 的砌体，具体演算过程如上。
1-1截面
2-2截面
挡土墙工程数量表
表 7-1 工程数量表
8. 附属设施设计
沉降缝
路肩墙体间隔20m设置沉降缝一道，缝内用沥青麻絮嵌塞；
泄水孔
泄水孔尺寸为10cm 10cm，每隔3m布置一个，泄水孔高出地面30cm；墙后排水层设计
墙背均应设置50cm厚的沙砾透水层，并做土工布封层。
横断面布置图
图 8-1 横断面布置图
9. 立面设计图
立面布置图如图9-1所示：
图9-1 立面布置图
10. 参考文献
1.《路基路面工程》（第四版）黄晓明人民交通出版社股份有限公司，2014；
2.《公路路基设计规范》JTG D30-2015