挡土墙计算算例
第8章路基防护与支挡
合理的路基设计，应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面进行综合考虑。为确保路基的强度与稳定性，路基的防护，同样也是不可缺少的工程技术措施。为维护正常的交通运输，减少公路病害，确保行车安全，保持公路与自然环境协调，路基的加固更具有重要意义。路基防护应按照设计施工与养护相结合的原则，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，选用适当的工程类型或采用相应的综合措施。
为保持结构物两侧土体、物料有一定高差的结构称为支挡结构。支挡结构在各种土建工程中得到了广泛的应用，如公路、铁路、桥台、水利、港湾工程的河岸及水闸的岸强，建筑工程的地下连续墙、开挖支撑等。随着大量土木工程在地形较为复杂的地区的兴建，支挡结构愈加显得重要。支挡结构的设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。路基的支档结构设计应满足在各种设计荷载组合下支档结构的稳定、坚固和耐久；结构类型选择以及位置确定应安全可靠、经济合理、便于施工养护；结构材料应符合耐久、耐腐蚀的要求。
8.1 坡面防护
路基防护与加固措施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护与加固以及湿软地基的加固处治。本设计路段无不良地质情况，故只对路基采取防护措施。
K14+686.256～K14+740.000路段为深挖路堑路段，综合考虑当地气候环境、工程地质和材料供应等情况，故在此选用骨架植物防护措施。在骨架植物防护的各种类型中采用水泥混凝土骨植草护坡措施。K14+686.256～K14+740.000路段边坡为土质边坡，坡度均缓于1：0.75，分别有1：1.0、1：1.5、1：1.75三种。骨架形式为菱形，框架内采用植草辅助防护措施。
8.2 挡土墙
以刚性角较大的墙体支撑填土和物料并保证其稳定性的支挡结构称为挡土墙（简称挡墙）；而对于具有一定柔性的结构，如板桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支护结构。本设计路段主要有挡土墙的设计。挡土墙具有阻挡墙后土体下滑，保护路基和收缩坡脚等功能。在路基工程中，挡土墙用来克服地形或地物的限制和干扰，减少土石方、拆迁和占地数量，防止填土挤压河床和水流冲刷岸边，整治坡体下滑等病害。
挡土墙的适用范围：
（1）路堑开挖深度较大，山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡；
（2）地质条件不良，用以抵挡可能坍滑的山坡土体或破碎岩层；
（3）为了避免对其它建筑物(如房屋、铁路、水渠、高压线等)的干扰或防止多占农田；
（4）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷；
（5）防止陡坡路堤下滑；
（6）路堤填筑高度较大或是陡坡路堤，为减少土石方、拆迁和占地数量，必须约束坡脚。
本设计路段途经涓水河畔及其周围居民区，在K15+250～K15+32处路线经过水塘。综合考虑各种因素需在以下三处设置挡土墙：K14+740～K14+850（左）、K14+760～K14+860（右）、K15+250.000～K15+325（右）。路堤填筑高度最大在K14+840处，因此设计K14+740～K14+850（左）挡土墙，并验算K14+840处截面。K14+760～K14+860（右）处为矮路堤墙可根据当地经验设置，其余两处挡墙参见挡墙图。相关设计依据、尺寸及其验算如下。
8.2.1挡土墙工程概况
挡土墙技术条件及参数：
（1）地基为中密碎、砾石、中砂，基底摩擦系数0.4μ=，地基承载力特征值f =350Pa ；
（2）填土边坡为1:m=1:1.5，路基宽度为10m,土路肩宽为0.75m ；
（3）墙背填料为就地开挖砂性土，重度为γ=18kN/m 3，填料内摩擦角为35φ?=；
（4）墙体用5.0号砂浆砌30号片石，重度为γ片石=23kN/m 3，墙背与填土的摩擦
角取17.5δ?=，30号片石5.0号砂浆砌筑的圬工砌体极限抗压强度为1.6MPa ；弯曲极限抗拉强度为0.12MPa ；抗剪极限强度为0.16MPa 。
8.2.2 挡土墙设计及其计算
根据挡土墙所在地形、工程地质、水文地质、水文资料、建筑材料、结构用途、结构本身的特征、施工方法，技术经济条件及当地的经验，K14+740～K14+850左挡土墙方案选择俯斜式重力式挡土墙。此类挡墙依靠自重承受土压力，保持平衡，形式简单，取材容易，施工简便，适用于地质情况较好有石料的地区。桩号K14+820.000处的地形高差最大，路基的填方最高，挡土墙的墙高最大，因此，以K14+820.000处为设计依据。此处挡土墙的相关尺寸如图8-1所示。
图8－1 挡土墙示意图 单位：m
8.2.2.1 土压力计算
(1)土层厚度换算
车辆荷载作用在挡土墙背填土上所引起的附加土体侧压力可按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.2-3）换算成等代均布土层厚度计算：
0q h γ
= 式中：0h ——换土层厚度（m ）；
q ——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m ，取20kN/m 2；墙高大于10m ，取10kN/m 2；墙高在2～10m 之间，附加荷载强度用直线内插法计算。
其他符号意义同前。
所以可得q =14.75kN/m 2
，0h =0.82m (2)破裂面位置验算
假设破裂面位于荷载中部，由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）P128得破裂棱体的断面面积00s=A tan θ-B ，其中00A B 和为边界条件系数。由图8-1可推算出:
11250.255 6.2 6.2tan 0.82(6.2tan 0.2520.75)22
s θθ=??+?+??+?++- 7.4824.3tan θ=+
所以0024.3,7.48A B ==-
由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）中式（6-10）得：
G 1G 2G 4
G 3
tan tan θψ=- 式中：21.817.53574.3ψαδφ????=++=++=，所以tan 3.56,cot 1.43ψφ== 所以tan 0.47(7.59)θ=-舍去
又tan 0.476.2
x x H θ===，式中H 为挡土墙高。 2.91m,1.5m 8.5m x x =≤≤,所以假设成立，破裂面交于荷载中部。
(2)主动土压力计算
由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）中式（6-9）得
cos()(tan )sin()
a E A B θφγθθψ??+=-+ 式中a E ——墙后主动土压力（kN/m ）；
其他符号意义同前。
所以171.82a E =kN
墙后主动土压力的水平分力x E 和y E 分别为：
cos()171.82cos(21.817.5)132.96(kN/m)
x a E E αδ??=+=?+=sin()171.82sin(21.817.5)108.83(kN/m)y a E E αδ??=+=?+=
8.2.2.2 挡土墙的自重i G 及重心距墙趾距离i x 计算
112523115(kN/m)2G =???= 110.20.752 1.92(m)3
x =++?= 20.7552386.25(kN/m)G =??=
3 3.20.22314.72(kN/m)G =??= 3 1.6(m)x = 图8－2 挡土墙截面分块尺寸示意图
411 3.22336.8(kN/m)2G =???= 42 3.2 2.13(m)3
x =?= 252.77(kN/m)G =总
8.2.2.3 抗滑稳定性验算
（1）用滑动稳定方程验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-5）可得滑动稳定方程为：
10201012[1.1(tan tan )](1.1)tan 0Q y x Q p Q y Q x Q p G E E E G E E E γαγαμγαγγ++-++-+>
式中：G ——作用于基地以上的重力（kN ）；
p E ——墙前被动土压力的水平分力（kN ），忽略不计；
11,Q Q γγ——主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，可按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表（5.4.2-5）取得；
其他符号意义同前。
所以有：
[1.1252.77 1.4(108.83132.960.31]0.4(1.1252.77 1.4108.83)0.31 1.4132.96?++??+?+??-? 142.540=>，所以抗滑稳定性满足要求。
（2）用抗滑稳定系数c K 验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-6）可得抗滑稳定系数c K 为：
''00
[()tan ]tan x p p c x N E E E K E N αμα+-+=- 式中：N ——作用于基地上合力的竖向分力（kN ）；
'p E ——墙前被动土压力水平分量的0.3倍（kN ）；
其他符号意义同前。 所以有：[252.77108.83132.960.31]0.4132.96(252.77108.83)0.31
c K ++??=-+? 7.72 1.3=>，所以抗滑稳定性满足要求。
8.2.2.4 抗倾覆稳定性验算
（1）用倾覆稳定方程验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-7）可得滑动稳定方程为：
12[0.8()0G Q y x x y Q p p GZ E Z E Z E Z γγ+-+>
式中：G Z ——墙身重力、基础重力、基础上填土的重力以及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离（m ）；
p Z ——墙前被动土压力水平分量到墙趾的距离（m ）；
其他符号意义同前。
所以有：
[0.8(115 1.9286.250.5814.72 1.636.8 2.13) 1.4(108.83 1.87132.96 2.28)?+?+?+?+?-? 158.100=>，所以抗稳定性满足要求。
（2）用抗倾覆稳定系数0K 验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-8）可得抗倾覆稳定系数0K 为：
'0[)G y x x y p p x y GZ E Z E Z E Z K E Z +++=
式中：符号意义同前。
所以有：0372.76203.51 1.90 1.5303.59
K +==>，所以抗倾覆稳定性满足要求。 8.2.2.5 合力偏心距及基底应力验算
（1）合力偏心距验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-1）可得合力偏心距0e 为：
0d d
M e N = 式中：d M ——作用于基底形心的弯矩组合设计值（MPa ）；
d N ——作用于基底上的垂直力组合设计值（kN/m ）。
所以有：
542132.96(0.20.5)108.83(0.750.2 1.6)115(0.750.2 1.6)333
0.75 3.286.25(1.60.2)(1.6)36.8307.17(MPa)23
d M =?++-?++--?++-+?--+-?= 1010()cos sin 417.86(kN)d G Q y Q x N G E E γγαγα=++= 所以0307.170.74(m)(0.8m),417.864
d d M B
e B N =
==<其中为基底宽度，所以合力偏心距满足要求。 （2）基底压应力σ验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-3）可得基底压应力σ为：
121
2,063d N B e σσα>==时， 式中： 102
B e α=- 1σ——挡土墙趾部的压应力（MPa ）；
1σ——挡土墙踵部的压应力（MPa ）；
其余符号意义同前。
所以101
2323.93MPa [](300MPa)3d N σσα==>，350MPa ，故基底压应力满足要求。 8.2.2.6 墙身截面强度和稳定验算
为了保证墙身具有足够的强度和稳定性，应根据经验选择1～2个控制断面进行验算。本验算选择墙身底部截面进行验算如下：
（1）墙身截面强度验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中
式（5.4.4-2）计算截面强度时：
0/d k f N AR αγαγ≤
式中：d N ——验算截面上的轴向力组合设计值（kN ）；图8－3 验算截面示意图
0γ——重要性系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中第5.4.2条取用；
f γ——圬工构件或材料分项系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表5.4.4-1取用；
R α——材料抗压极限强度（kN ）；
A ——挡土墙构件的计算截面面积（m 2）；
k α——轴向力偏心影响系数,由式（8.2.2.5-2）确定；
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-4）得： 8
02
01256()112()k e B e B
α-=+ 式中：0e ——轴向力偏心距（m ）,由式（8.2.2.5-3）确定；
B ——挡土墙计算截面宽度（m ）。
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-5）得：
000
M e N = 式中：0M ——在某一类作用（或荷载）组合下，作用（或荷载）对计算截面形心的总力矩（kN ?m ）；
0N ——在某一类作用（或荷载）组合下，作用于对计算截面上的轴向力的合力（kN ）。 所以：
0520.752132.96108.83214.72 3.20.2115 1.60.20.753323M ????=?-??+?--+?--- ? ????
? 113.21(kN m)=?
011586.25108.83310.08(kN)N =++=
000113.210.37(m)(0.69m)310.084
M B e N ===< 88022
00.371256()1256() 2.750.820.37112()112() 2.75k e B e B
α--===++ 0310.08kN /(1523.81kN)d k f N AR αγαγ=≤，所以强度满足要求。
（2）墙身截面稳定验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-3）计算稳定时： 0/d k k f N AR αγψαγ≤
式中：k ψ——偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数，按（8.2.2.5-4）计算确定，轴心受压构件的纵向弯曲系数，可采用《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表
5.4.4-4。
其余符号意义同前。
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-6）得：
2011(3)116k s s e B ψαβ=????+-+?? ???????
式中：2s H B
β=，H 为墙高（m ）； s α——与材料有关的系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表5.4.4-3采用；
其余符号意义同前。
所以：
225 3.642.75
s H B β?=== 22011 1.000.3710.002(3.643)1161(3)116 2.75k s s e B ψαβ===????????+-++-+???? ? ?????????????
3/ 1.000.82 2.75 1.610/2.311561.9k k f AR αψαγ=????=
0/d k k f N AR αγψαγ≤成立，所以稳定性满足要求。
五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙设计实例 挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）
挡土墙设计计算案例
挡土墙设计计算案例 一、设计资料 （一）墙身构造 （二）拟采用浆砌石片石重力式路堤墙，如图6-23所示。墙背高H=6m，填土高h=3m，墙背选用仰斜1:(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背，初定墙顶宽b?=，墙底宽B?=，基底倾斜1:5（ɑo=11°19′），墙身分段长度10m。 （二）车辆荷载 计算荷载：公路－Ⅱ级荷载，荷载组合Ⅰ，车辆荷载的等代土层厚度h0=。
（三）墙后填料 墙背填土为砂土，容重γ=18KN/m3，计算内摩擦角Ψ=35°，填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。 （四）地基情况 硬塑黏性土，容许承载力[σ0]=250kPa，基底摩擦系数μ=。 (五)墙身材料 5号水泥砂浆切片石，砌体容重γɑ=22KN/m3，砌体容许压应力[σa]=600kpa，容许剪应力[ ]=100kPa，容许拉应力[σml]=60kPa。（六）墙后土压力 通过库伦主动土压力方法计算（计算略）得知：Ea=，Zy=。 二、挡土墙稳定性验算 （一）计算墙身重G及其力臂Z G 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果见表6-6。 表6-6 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果
体积V（m3）自重G （KN） 力臂Z G（m） V1=（6×+）×6 =G?=γV ? = ZG?=1/2(6×+3×6 ×= V2=1/2×(6××6 =G2=γV2 = ZG2=(6×+3×6× = V3=1/2×(6×+ =ZG3=1/3（6×+）= V4=1/2×2/5=G4=γV4 = ZG4=1/3×= V=V1-V2-V3-V4=G=γV =ZG=(G?ZG?-G2ZG2 -G3ZG3-G4ZG4)/G=
挡土墙计算实例
挡土墙计算 一、设计资料与技术要求： 1、土壤地质情况： 地面为水田，有60公分的挖淤，地表1—2米为粘土，允许承载力为[σ]=800KPa ；以下为完好砂岩，允许承载力为[σ]=1500KPa ，基底摩擦系数为f 在~之间，取。 2、墙背填料： 选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料，容重γ=20KN/M 3，内摩阻角?=35o。 3、墙体材料： 号砂浆砌30号片石，砌石γr =22 KN/M 3 ，砌石允许压应力[σr ] =800KPa ，允 许剪应力[τr ] =160KPa 。 4、设计荷载： 公路一级。 5、稳定系数： [Kc]=，[Ko]=。 二、挡土墙类型的选择： 根据从k1+120到K1+180的横断面图可知，此处布置挡土墙是为了收缩坡角，避免多占农田，因此考虑布置路肩挡土墙，布置时应注意防止挡土墙靠近行车道，直接受行车荷载作用，而毁坏挡土墙。 K1+172断面边坡最高，故在此断面布置挡土墙，以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力，初步拟订将基础直接置于砂岩上，即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此，结合横断面资料，最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米，结合上诉因素，考虑选择俯斜视挡土墙。 三、挡土墙的基础与断面的设计； 1、断面尺寸的拟订： 根据横断面的布置，该断面尺寸如右图所示： 1B =1.65 m 2B =1.00 m 3B =3.40 m B =4.97 m 1N = 2N = 3N = 1H =7.00 m 2H =1.50 m H =9.49 m =d + = 1.6 m α=1arctan N =2.0arctan = o δ=?21=35 o/2= o 2、换算等代均布土层厚度0h ： 根据路基设计规范， γq h =0，其中q 是车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m 时，取20KN/m 2；
重力式挡土墙设计示例
路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路 基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车 ?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ；粘性土地基 与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力a L kP 60][=σ； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ： 34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25 墙高H ： 7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进 行设计： （1）车辆荷载换算； （2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取L=10m ； 路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基 底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m ，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan （1.5）1-=33.69°， 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ； 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 0.78m 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ ===18 140γq h
挡土墙例题原版
3.3.3.1 设计参数 挡土墙墙高=10m H ，取基础埋置深度D=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1:0.25，14.04α= －，墙底（基 底）倾斜度0tan 0.19α=，倾斜角010.76α= ；墙顶填土高度 2.5a m =，填土边坡坡度1:1.5，()1 arctan 1.533.69β-== ，汽车荷载边缘距路肩边缘0.5d m =；墙后 填土砂性土内摩擦角35φ= ，填土与墙背外摩擦角/217.5δφ== ，填土容重 319/kN m γ=； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重322/k kN m γ=砌体容许压应力[]600a kPa σ=,砌体容许剪应力[]100kPa τ=,砌体容许拉应力 []60wl kPa σ=；地基容许承载力[]0250kPa σ=。
3.3.3.2 车辆荷载换算 按墙高确定附加荷载强度进行换算 查《路基路面工程》书中表6-5可得当墙高6m 时，附加荷载强度315/q kN m =。 则换算等代均布土层厚度0/15/190.79h q m γ=== 3.3.3.3主动土压力计算 a 计算破裂角θ 直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 假定破裂面交于荷载范围内 则： 错误！未找到引用源。x 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 ∴错误！未找到引用源。=0.89 得错误！未找到引用源。41.75错误！未找到引用源。 破裂面与荷载的交点到墙踵的距离: m=（H+a ）错误！未找到引用源。=（5+2.5）错误！未找到引用源。0.89=6.68 错误！未找到引用源。 荷载内边缘到墙踵的距离: p=H 错误！未找到引用源。 +b+d=5错误！未找到引用源。0.25+3.75+0.5=5.5 错误！未找到引用源。 荷载外边缘到墙踵的距离: q=p+（26-0.6错误！未找到引用源。2）=5.5+24.8=30.3错误！未找到引用源。 P ＜m ＜q ∴ 假设正确 b 计算主动土压力a E 及其作用点位置
挡土墙设计与验算(手算)
第一章挡土墙设计与验算（手算） 1.设计资料 1.1 地质情况： 地表下1 m内为亚粘土层，容重γd=18kN/m3，内摩擦角?d=23o ,摩擦系数f d =0.5 ； 1m以下为岩层，允许承载力[σd] =700kPa，此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6 1.2 墙背填料 选择就地开挖的碎石作墙背填料，容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角?t=43°，墙背摩擦角δt=21.5 1.3 墙体材料 采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体，砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系数f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa，允许剪应力[τqj] =90kPa，允许拉应力[τql]=90kPa，允许弯拉应力[τqwl]=140kPa 2.技术要求 2.1 设计荷载： 公路Ⅰ级 2.2 分项系数： Ⅰ类荷载组合，重力γG=1.2 ，主动土压力γQ1=1.4 2.3 抗不均匀沉降要求： 基地合力偏心距[e]≤1/5B 3.挡土墙选择 根据平面布置图，K2+040～K2+100为密集居民区，为收缩坡角，避免多占用地，同时考虑减小墙高，因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高，故以此为典型断面布置挡土墙
4.基础与断面的设计 1、换算荷载土层高 h 当m 2≤H 时， a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10= 由直线内插法得：H=9m 时，()a KP q 25.1162102102020=-???? ??---= 换算均布土层厚度：m q h 25.1925 .110== = γ 2、断面尺寸的拟订 根据《路基路面工程》（第三版）关于尺寸的设计要求，如下图拟订断面，将墙基埋置于岩层上，深度为1.5m ,α=14°： 5.挡土墙稳定性验算（参照《路基路面工程》（第三版）） 5.1 主动土压力计算： ⑴ 破裂角θ试算 假设破裂面交于荷载内，由主动土压力计算公式有： =++=δα?ψ50.5°
土石方工程量计算公式
土石方工程量计算公式 土石方工程 一、人工平整场地: S=S底+2*L外+16 二、挖沟槽: 1. 垫层底部放坡: V=L*(a+2c+kH)*H 2. 垫层表面放坡 V=L*{(a+2c+KH1)H1+(a+2c)H2} 三、挖基坑(放坡) 方形: V=( a+2c+KH)* ( b+2c+KH)*H+1/3*K2H3 圆形: V=∏/3*h*(R2+Rr+r2) 放坡系数 类别放坡起点人工挖土机械挖土 坑内作业坑上作业 一、二类别 1： 1： 1： 三类土 1： 1： 1： 四类土 1： 1: 1： 一、基坑土方工程量计算 （一）基坑土方量计算 基坑土方量的计算，可近似地按拟柱体体积公式计算（图1—8）。 图1—8基坑土方量计算图1—9基坑土方量计算 V=H*(A'+4A+A'')/6 H ——基坑深度（m）。
A1、A2——基坑上下两底面积（m2）。 A0 ——基坑中截面面积（m2）。 二、计算平整场地土方工程量 ①四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或填方时（图1—16），其挖方或填方体积为： 式中：h1、h2、h3、h4、——方格四个角点挖或填的施工高度，以绝对值带入（m）； a ——方格边长(m)。 图1—16 角点全填或全挖；图1—17角点二填或二挖；图1—18角点一填三挖 B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图1—17），其挖方或填方体积分别为： C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时（图1—18）， 其填方体积为： 其挖方体积为： ②三棱柱法 计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形（图1—19） 图1—19 按地形方格划分成三角形 每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。 A、当三角形三个角 点全部为挖或填时（图1—20a）， 其挖填方体积为： 式中：a——方格边长（m）； h1、h2、h3——三角形各角点的施工
重力式挡土墙设计----计算过程
挡土墙设计说明书 一、设计内容 1．根据所给设计资料分析确定的挡土墙位置和类型； 2．进行挡土墙结构设计； 3.进行挡土墙稳定性分析； 4.挡土墙排水设计； 5.对挡土墙的圬工材料及施工提出要求。 二、设计步骤 1．根据所给设计资料分析挡土墙设置的必要性和可行性此次设计的浆砌石挡土墙是为防止墙后堆积的煤矸石坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。 2．拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸 给定资料：挡土墙高3.5m，堆渣坡坡比为 1:0.5 。设此挡土墙为重力式挡土墙，为增加挡土墙的稳定性，设置水平基底，为方便计算，挡土墙长度取单位长度L=1m。设墙顶宽为b1=0.5m，墙背坡比为1:0.5 ，墙面坡比为1:0.2 ，地基深h=1m，前墙趾宽为0.5m，后墙趾宽为0.5m。则可计算基底宽B=3.95m,墙身与基底交接除宽b2=2.95m。 查阅相关资料可知: 浆砌石重度γ=22kN/m3，煤矸石堆积重度γ煤=12 kN/m3~18 kN/m3，取15 kN/m3，煤矸石内摩擦角φ=33°。地基与墙底的摩擦系数0.4 μ=，墙背与填土间的摩擦角为 δ=0.67φ=22.11°。
挡土墙草图 3．土压力计算 计算挡土墙主动土压力a E ，首先要确定挡土墙主动土压力系数 Ka ，计算公式如下： 222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos ??????-+-++ +-=βεεδβ?δ?δεεε?a K ① Ea=1/2*γ煤H 2Ea ② 式中： Ea ——作用在挡土墙上的主动土压力（kN/m ）,其作用点距基底h ′（土压力图形的形心距基底的距离）。
06章挡土墙设计-习题答案路基路面工程
第六章挡土墙设计 一、名词解释 1.挡土墙 2. 主要力系 3. 主动土压力 4.被动土压力 5.锚定板挡土墙 6. 第二破裂面 1.挡土墙：为防止土体坍塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物 2.主要力系：经常作用于挡土墙的各种力 3.主动土压力：当挡土墙向外移动时（位移或倾覆），土压力随之减少，直到墙后土体 沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称为主动土压力 4.被动土压力：当挡土墙向土体挤压移动时，土压力随之增大，土体被推移向上滑动 处于极限平衡状态，作用于土体对墙背的抗力称为主动土压力 5.锚定板挡土墙：由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一 种组合挡土结构 6.第二破裂面：当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙 背滑动，而是沿着第一破裂面与假想墙背之间的另一破裂面滑动，该破裂面称为第二破裂面 三、计算题： 1.某挡土墙高H=6m，墙顶宽度B=0.7m，墙底宽度B’= 2.5m；墙背直立（α=0）填土表面水平（β=0），墙背光滑（δ=0），用毛石和水泥砂浆砌筑；砌体容重为22KN／m3；填土内摩擦角φ=40°，填土粘聚力c=0，填土容重为19KN／m3，基底摩擦系数为0.5，地基承载力抗力值为f=180kPa，试验算该挡土墙抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力。（提示：土压力计算采用公式6-6或采用土力学中朗金（Rankine）主动土压力公式，土压力作用点位于墙高H/3位置）。 解：
（1）土压力计算： m kN H E a /4.74)24045(tan 61921)2 45(tan 21022022=-???=-=?γ 由于挡土墙后土压力沿着墙高呈三角形分布，因此土压力作用点距离墙底的距离为： z=H/3=6/3=2m （2）挡土墙自重及重心： 将挡土墙截面分成一个三角形和一个矩形，分别计算自重： m kN G /119226)7.05.2(2 11=??-= m kN G /4.922267.02=??= G1和G2的作用点离O 点的距离分别为 m a 2.18.13 21=?= m a 15.27.02 18.12=?+= （3）倾覆稳定验算： 5.129.22 4.741 5.24.922.11192211>=??+?=+=z E a G a G K a O 挡土墙满足抗倾覆稳定设计要求 （4）滑动稳定验算： 3.142.14 .745.0)4.92119()(21>=?+=+=a C E G G K μ 挡土墙满足抗滑稳定设计要求 （5）地基承载力验算 作用于基底的总垂直力
重力式挡土墙计算实例
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'?=4133β），墙身分段长度10m 。 2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3 /18m KN =γ，计算内摩擦角?=35?，填料与墙背的摩擦角2 ? δ= 。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3 /22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=， 容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=
由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-??? ? ??--= 换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'?== ?='?=30172 352618? δ?α，， 得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149 .028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++' ??++-+?+??= +++++-++= ） ）（（）（）（） ）（（）（） （tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55 .0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（） ）（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ '?=?=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b Htg tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231='?+?-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ） ）tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=??+ -+=+-+ =H h h H h H a K
理正挡土墙设计详解
1第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
2第二章快速操作指南 2.1操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2快速操作指南 2.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
挡土墙工程量计算
挡土墙工程量计算 一．挖沟槽土方 挖槽土方=挖槽段面积*段长挖槽段面为1:1放坡梯形断面，断面高度=地面高程-去墙底标高+垫层高度 A-B段地面标高为17.00m 墙底标高为15.50m 垫层高度为100+300=0.4m 即断面高度为1.9m 根据图纸可得槽底宽度为8.15m顶部宽度为 8.15+1.9+1.9=11.95m 断面面积=（11.95+8.15）*1.9/2=19.095m2 挖槽土方量 =19.095*96.001=1833.14m3 B-B1段地面标高20.0m 墙底标高17.0m垫层高度0.4m 所以断面高度为3.4m 槽底宽度为8.15m槽顶宽度为8.15+3.4*2=14.95m 断面面积=（14.95+8.15）*3.4/2=39.27m2挖槽方量=39.27*10=392.7m3 B1-C段地面标高20.0m 墙底标高18.5m 垫层高度0.4m 即断面高度为 1.9m 槽底宽度8.15m 槽顶宽度8.15+3.8=11.95m 断面面积= （8.15+11.95）*1.9/2=11.353m2土方量=11.353*55.858=634.16m3 C-D段地面标高20.0m墙底标高18.5m同上可得断面面积=11.353m2土方=11.353*72.238=820.12m3 挖槽土方量=1833.14+392.7+634.16+820.12=3680.12m3 回填方
A-B段断面底宽L=4.2m 高H=8.0m 顶宽B=0.5m 面积=4.7*4=18.8m2填方量=18.8*96.001=1804.82m3 B-B1段断面底宽L=3.0m 高H=6.8m 顶宽B=0.5m 面积=3.5*3.4=11.9m2填方量=11.9*10=119m3 B1-C段断面底宽L=2.5m 高H=5.4m 顶宽B=0.5m 面积=3*2.7=8.1m2填方量=8.1*55.858=452.45m3 C-D段断面底宽L=2m 高H=4.4m 顶宽B=0.5m 面积=2.5*2.2=5.5m2填方量 =5.5*72.238=397.309m3 总的回填方量=1804.82+119+452.45+397.309=2773.58m3 余方弃置 多余土方量=挖方量-回填方量=3680.12-2773.58=906.54m3深层搅拌桩 搅拌桩每排9个排间距为0.9m即排数=段长/排间距=96.001/0.9=106.7 取整为107排所以搅拌桩总数=963个总长=963*7=6741m 挡土墙砼 挡土墙砼总量=各段墙砼量之和
土石方工程量计算公式讲解学习
土石方工程量计算公 式
土石方工程量计算公式 土石方工程 一、人工平整场地: S=S底+2*L外+16 二、挖沟槽: 1. 垫层底部放坡: V=L*(a+2c+kH)*H 2. 垫层表面放坡 V=L*{(a+2c+KH1)H1+(a+2c)H2} 三、挖基坑(放坡) 方形: V=( a+2c+KH)* ( b+2c+KH)*H+1/3*K2H3 圆形: V=∏/3*h*(R2+Rr+r2) 放坡系数 类别放坡起点人工挖土机械挖土 坑内作业坑上作业 一、二类别 1.20 1：0.5 1：0.33 1：0.75 三类土 1.50 1：0.33 1：0.25 1：0.67 四类土 2.00 1：0.25 1:0.10 1：0.33 一、基坑土方工程量计算
（一）基坑土方量计算 基坑土方量的计算，可近似地按拟柱体体积公式计算（图1—8）。 图1—8基坑土方量计算图1—9基坑土方量计算 V=H*(A'+4A+A'')/6 H ——基坑深度（m）。 A1、A2——基坑上下两底面积（m2）。 A0 ——基坑中截面面积（m2）。 二、计算平整场地土方工程量 ①四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或填方时（图1—16），其挖方或填方体积为： 式中：h1、h2、h3、h4、——方格四个角点挖或填的施工高度，以绝对值带入（m）； a ——方格边长(m)。 图1—16 角点全填或全挖；图1—17角点二填或二挖；图1—18角点一填三挖 B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图1—17），其挖方或填方体积分别为： C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时（图1—18）， 其填方体积为：
景观工程量计算方法
景观工程量计算方法文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
景观工程量计算方法 【分享】实用技能！景观工程量计算方法——一、土方工程量计算规则1、平整场地：（1）园路、亭廊、花架分别按路面面积、柱的外皮面积乘1.4，按平方米计算；（2）水池、假山、步桥，按其底面积乘2，按平方米计算。2、人工挖、填土方按立方米计算，其挖、填土方的... 一、土方规则 1、平整场地： （1）园路、亭廊、花架分别按路面面积、柱的外皮面积乘1.4，按平方米计算； （2）水池、假山、步桥，按其底面积乘2，按平方米计算。 2、人工挖、填土方按立方米计算，其挖、填土方的起点，应以设计地坪的标高为准，如设计地坪与自然地坪的标高高差在±750 px以上时，则按自然地坪标高计算。 3、人工挖土方、基坑、槽沟按图示垫层外皮的宽、长，乘以挖土深度按立方米计算，并乘以放坡系数。 4、路基挖土按垫层外皮尺寸，按立方米计算。 5、回填土应扣除设计地坪以下埋入的基础垫层及基础所占体积，按立方米计算。 6、余土或亏土是施工现场全部土方平衡后的余土或亏土，按立方米计算。 7、堆筑土山丘，按其图示底面积乘设计造型高度（连座按平均高度）乘以0.7系数，按立方米计算。 8、围堰筑堤，根据设计图示不同提高，分别按堤顶中心线长度，按延长米计算。 9、木桩钎（梅花桩），按设计图示尺寸以组计算，每组五根余数不足五根或按一组计算。 10、围堰排水工程量，按堰内河道、池塘水面面积及平均深度按立方米计算。
11、河道、池塘挖淤泥及其超运距运输均按淤泥挖掘体积按立方米计算。 二、土建项目计算规则 1、园路及地面工程 （1）垫层按设计图示尺寸，按立方米计算。但园路垫层宽度：带路牙者，按路面宽度加500mm计算；无路牙者，按路面宽度加 250mm计算；蹬道带山石挡土墙者，按蹬道宽度加3000mm计算；蹬道无山石挡土墙者，按蹬道宽度加1000mm计算。 （2）路面（不含蹬道）和地面，按设计图示尺寸以平方米计算，坡道路面带踏步者，其踏步部分应予扣除，并另按台阶相应定额计算。 （3）路牙，接单侧长度以延长米计算。 （4）混凝土或砖石台阶，按设计图示尺寸按立方米计算。 （5）台阶和坡道的踏步面层，按设计图示水平投影面积按平方米计算。 （6）拌石或片石蹬道，按设计图示水平投影面积按平方米计算。 2、砖石工程 （1）砖石基础不分厚度和深度，按设计图示尺寸以立方米计算，应扣除混凝土梁柱所占体积。大放脚交接重叠部分和预留孔洞，均不扣除。 （2）砖砌挡土墙、沟渠、驳岸，毛石砌墙和护坡等砖石彻体，均按设计图示尺寸的实砌体以立方米计算。沟渠或驳岸的砖砌基础部分，应并入沟渠或驳岸体积内计算。 （3）砖柱基础应合并在柱身工程量内，按设计图示尺寸按立方米计算。 （4）围墙基础和突出墙面的砖垛部分的工程量，应并入围墙内按设计图示尺寸按立方米计算，遇有混凝土或布瓦花饰时，应将花饰部分扣除。 （5）勾缝按平方米计算，应扣除抹灰面积。 三、水池、花架及小品工程
水工挡土墙设计例题汇总
半重力式挡土墙计算书 一、示意图： 二、基本资料： 1．依据规范及参考书目： 《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007)，以下简称《规范》 《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》 《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077－1997) 《水工挡土墙设计》(中国水利水电出版社) 2．断面尺寸参数： 挡土墙断面型式为：双折轻型半重力式挡土墙。 墙顶宽度B1 = 0.50m，墙面上部高度H = 7.00m 前趾宽度B2 = 1.20m，后踵宽度B3 = 2.40m 前趾端部高度H2 = 1.00m，前趾根部高度H4 = 1.00m 后踵端部高度H3 = 0.50m，后踵根部高度H5 = 1.00m 墙背坡比= 1 : 0.000，墙面坡比= 1 : 0.000 墙背上折线段高度H1 = 1.00 m，墙背中间折线段高度B4 = 1.56 m 3．设计参数： 挡土墙的建筑物级别为3级，荷载组合为基本组合。 抗震类型：非抗震区挡土墙。 水上回填土内摩擦角φ= 32.00度，水下回填土内摩擦角φ' = 32.00度 回填土凝聚力C = 0.00kN/m2，墙底与地基间摩擦系数f = 0.40 基础为非岩石地基。 填土面与水平面夹角β= 0.00度，回填土顶面均布荷载q = 36.00kN/m 地下水位距墙底高h1 = 2.00m，墙前水深(墙底算起)h2 = 1.00m 回填土湿容重γ1 = 18.00kN/m3，回填土浮容重γ2 = 10.00kN/m3 混凝土强度等级：C15 钢筋强度等级：一级，保护层厚度as = 0.050 m
地基允许承载力[σo] = 220.00 kPa 三、计算过程： 1．计算公式： 郎肯土压力计算公式如下： E ＝0.5×γ×H2×K a E x＝E×cos(β) E y＝E×sin(β) K a＝tan2（45°-φ/2）（《规范》式A.0.1-4） 式中： E为作用于墙背的土压力，作用点为距墙底1/3高处， 方向与水平面成β夹角 K a为土压力系数 程序算得水上的土压力系数K a = 0.307 程序算得水下的土压力系数K'a = 0.307 2．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算： 单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。 力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力E1x99.55 4.00 -398.21 水平土压力E2x66.37 5.00 -331.84 水平土压力E3x 6.15 0.67 -4.10 水平土压力E4x88.49 1.00 -88.49 墙身自重G1317.76 2.16 685.59 墙后水压力P h20.00 0.67 -13.33 墙前水压力P'h-5.00 0.33 1.67 墙后水重P1v31.30 4.48 140.33 墙后土重F131.30 4.48 140.33 墙后土重F2369.18 3.93 1449.06 填土表面均布荷载G2142.56 3.68 524.62 扬压力W1-56.60 2.83 -160.18 扬压力W2-28.30 3.77 -106.79 ∑275.56 807.20 2941.59 -1102.93 所有垂直荷载之和∑G＝807.20kN 所有水平荷载之和∑F H＝275.56kN 所有对墙前趾的稳定力矩之和∑M V＝2941.59kN·m 所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑M H＝-1102.93kN·m 所有对墙前趾的力矩之和∑M＝1838.66kN·m 3．抗滑稳定验算： 抗滑稳定安全系数计算公式为： Kc＝f×∑G/∑F H 从《规范》中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.25 Kc＝0.400×807.200/275.555＝1.17
从工程实例详述重力式挡土墙设计计算
从工程实例详述重力式挡土墙设计计算 刘悦强华南理工大学土木与交通学院 200920202281 摘要：本文主要通过工程实例详述重力式挡土墙的设计计算。 关键词：设计计算 一、引言 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。重力式挡土墙就是利用挡土墙自身的重量，来抵抗较高土体所产生的主动土压力，以满足土体及挡土墙本身的滑移、倾覆和整体稳定的一种挡土墙形式。根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙又可细分为仰斜式、竖直式、衡重式、俯斜式和凸形等5种。 二、工程概述 佛山市某道路工程实施过程中，因道路南侧处山体与道路之间落差太大，约5~7m。该山体地质主要为泥岩，泥岩具有吸水、遇水变粘变滑的特性，在下暴雨后容易造成滑坡。为防止该处山体滑坡,需结合该处路段实际情况设置挡土墙。挡土墙采用竖直式挡土墙结构。 三、设计计算 现以高度为7m的重力式挡土墙为典型截面进行设计计算，[执行标准：公路]。
计算项目：重力式挡土墙H=7m ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.000(m) 墙顶宽: 2.000(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.600(m) 墙趾台阶h1: 0.900(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.000:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 7.5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 30.000(度)
重力式挡土墙设计实例
（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：
tg tg θψ=- tg ψ=-+()()38 2835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++ 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：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb 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， 016.250.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()01120 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222 B 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+20.9 X101/3/35/30.9/3 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；
挡土墙设计计算示例
挡土墙课程设计
《挡土墙课程设计》计算书 一．主动土压力计算 1. 计算破裂角 经试算，按破裂面交于荷载中部进行计算： γ=18KN/错误！未找到引用源。 ?=35? Ψ=错误！未找到引用 源。 α=错误！未找到引用源。 δ=错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 q=17.25kpa 错误！未找到引用源。=0.958m H=5.8m d=0.75m 假设破裂面交于荷载中部 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 =0.75*0.958-0.5*5.8*（5.8+2*0.958）*0.25 =-4.876 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 =0.5（5.8+2*0.958）*4.2 =22.376 374.0)977.0218.0()977.0428.1(977.0) )(tan tan (cot tan tan =+-?++-=++±-=A ψψ?ψθ θ=?505.20 假设正确，破裂面交于荷载中部 2. 主动土压力计算 错误！未找到引用源。=γ（错误！未找到引用源。-错误！未
找到引用源。）错误！未找到引用源。 =18（22.376*0.374+4.876）*0.566/0.905 =149.101KN 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=149.101*0.795=118.535KN 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=149.101*0.606=90.355KN 二.抗滑稳定性验算 为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。在一般情况下： Q10Q1(0.9)0.9tan y x G E G E γμαγ++≥ (1.1) 式中：G ── 挡土墙自重； x E ，y E ── 墙背主动土压力的水平与垂直分力； 0α──基底倾斜角(°)； μ ──基底摩擦系数，此处根据已知资料，4.0=μ； Q1γ ──主动土压力分项系数，当组合为Ⅰ、Ⅱ时， Q1γ=1.4；当组合为Ⅲ时，Q1γ=1.3。 μ=0.4 错误！未找到引用源。=1.4 (0.9G+错误！未找到引用源。)μ+0.9G 错误！未找到引用源。≥错误！未找到引用源。 (0.9*10.44*22+1.4*90.355)0.4+0.9*10.44*22*0.2≥1.4*118.535