悬臂式挡土墙验算全解
悬臂式挡土墙设计全解
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道；已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2, 填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ•⨯=-=••⨯+⨯⨯•—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置： Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/mX 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
悬臂式挡土墙配筋计算
悬臂式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：悬臂式挡土墙 4------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.670(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1: 0.000背坡倾斜坡度: 1: 0.000墙趾悬挑长DL: 0.600(m)墙趾跟部高DH: 0.600(m)墙趾端部高DH0: 0.600(m)墙踵悬挑长DL1: 5.100(m)墙踵跟部高DH1: 0.600(m)墙踵端部高DH2: 0.600(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 0.300(m)背坡腋高YH2: 0.300(m)钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)墙趾埋深: 4.670(m)物理参数:混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3)混凝土强度等级: C20纵筋级别: HRB335抗剪腹筋等级: HRB335裂缝计算钢筋直径: 20(mm)挡土墙类型: 浸水地区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: 35.000(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)墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3)地基浮力系数: 0.700土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 5.100 0.000 0坡面起始距墙顶距离: 1.000(m)地面横坡角度: 0.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m)挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）注意：墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时 = 1.200重力有利时 = 1.000主动土压力 = 1.200静水压力 = 1.200扬压力 = 1.200地震力 = 1.000=====================================================================第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 4.670(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角： 37.070(度)Ea=186.736 Ex=19.045 Ey=185.763(kN) 作用点高度 Zy=1.223(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.500(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=75.094 Ex=34.674 Ey=66.609(kN) 作用点高度 Zy=0.000(m) 墙身截面积 = 5.980(m2) 重量 = 149.500 kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m)墙面坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00墙底面: -0.00 0.00 5.90 -4.67整个墙踵上的土重 = 249.298(kN) 重心坐标(2.676,-2.626)(相对于墙面坡上角点) 墙踵悬挑板上的土重 = 232.654(kN) 重心坐标(2.821,-2.638)(相对于墙面坡上角点) 墙趾板上的土重 = 43.956(kN) 相对于趾点力臂=0.300(m))(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 34.674(kN) 抗滑力= 254.682(kN)滑移验算满足: Kc = 7.345 > 1.200(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.418 (m)相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 3.276 (m)相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 0.300 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 6.500 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 0.000 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 0.000(kN-m) 抗倾覆力矩= 1624.366(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 35700360.000 > 1.300(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力 = 509.363(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1624.366(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.500 (m) 偏心距 e = 0.061(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.189(m)基底压应力: 趾部=82.775 踵部=73.952(kPa)最大应力与最小应力之比 = 82.775 / 73.952 = 1.119作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.061 <= 0.250*6.500 = 1.625(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=82.775 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=73.952 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=78.364 <= 500.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力 = 509.363(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1624.366(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.500 (m) 偏心距 e = 0.061(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.189(m)基础底压应力: 趾点=82.775 踵点=73.952(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力 = 611.236(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1949.240(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.500 (m) 偏心距 e = 0.061(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 3.189(m)基础底压应力: 趾点=99.330 踵点=88.742(kPa)[趾板根部]截面高度: H' = 0.600(m)截面剪力: Q = 6.349(kN)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋截面弯矩: M = 1.934(kN-m)抗弯拉筋构造配筋: 配筋率Us=0.00% < Us_min=0.20%抗弯受拉筋: As = 1200(mm2)截面弯矩: M(标准值) = -1.036(kN-m)最大裂缝宽度：鋐max = 0.001(mm)。
悬臂式挡土墙计算
悬臂式挡土墙计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________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：墙顶宽度B1 = 0.50m，墙面上部高度H = 3.40m前趾宽度B2 = 1.00m，后踵宽度B3 = 2.00m前趾端部高度H2 = 0.30m，前趾根部高度H4 = 0.60m后踵端部高度H1 = 0.30m，后踵根部高度H3 = 0.60m墙背坡比= 1 : 0.200，墙面坡比= 1 : 0.000挡土墙底板前趾高程＝0.00 m，底板底部坡比＝0.000 : 1墙前填土顶面高程▽前地＝0.80 m，墙前淤沙顶面高程▽沙＝0.00 m 3．设计参数：挡土墙的建筑物级别为4级。
抗震类型：非抗震区挡土墙。
水上回填土内摩擦角φ＝21.00度，水下回填土内摩擦角φ' ＝21.00度回填土凝聚力C ＝10.30kN/m2采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。
地基土质为：中等坚实挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f' ＝0.60挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力c' ＝1.40 kPa 4．回填土坡面参数：回填土表面折线段数为：0段折线起点距墙顶高差＝0.00 m填土面与水平面夹角β＝0.00度5．材料参数：回填土湿容重γs＝18.90kN/m3，回填土浮容重γf＝10.00kN/m3混凝土强度等级：C20钢筋强度等级：二级，保护层厚度as = 0.300 m地基允许承载力[σo] = 100.00 kPa6．荷载计算参数：冰层厚度T b＝0.30 m，静冰压力系数＝0.870计算浪压力时采用的位置类型：丘陵、平原地区风区长度D ＝0.000 m，墙前河（库）底坡度i ＝1 : 0.00重现期为50年的年最大风速v o＝0.000 m/s多年平均的最大风速v o' ＝0.000 m/s冻胀墙体变形系数m o＝0.700，冻胀量Δhd＝30.00 mm地震动态分布系数为梯形分布，最大值αm＝2.00三、计算参数：3．计算公式：郎肯土压力计算公式如下：E ＝0.5×γ×H2×K aE x＝E×cos(β)E y＝E×sin(β)K a＝cosβ×[cosβ-（cos2β-cos2φ）1/2]/[cosβ+（cos2β-cos2φ）1/2] （《规范》式式中：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为主动土压力系数当墙后填土为黏性土，粘聚力C=10.30kN时：采用等值内摩擦角法计算主动土压力。
悬臂式挡土墙稳定性计算
（ ５ ） 主 动土 压 力着 力 点
ｃ ＝
３ 稳定性验 算
３ ． １ 竖 向 力合 力及 所 有 外 力对 验 算截 面 的 弯矩
（ ３ ） 设计荷载 汽车 ： 公 路一 Ⅱ级 ， 人群 ： ５ ． ０ ｋ Ｎ ／ ｍ ２ 。 （ ４） 稳 定 系数 抗倾 覆 稳定 系数 ｋ 。 ≥１ ． ５ ，抗滑 动稳 定 系数
ｋ ≥ １ ． ３ 。
（ １ ） 土压力对验算截面的弯矩 ＭＩ ＝ 一 Ｅ・ Ｃ ＝ 一 ２ ２ ０ ． ３ ８×２ ． ３ １ ４ ＝ 一 ５ ０ ９ ． ９ １ ２ （ ｋ Ｎ・ ｌ ｎ ） （ ２ ） 挡墙 自重对验算截面重心的弯矩 挡墙面积如图 １ 所示 ， 分成了 ８ 块， 面积分别为： Ｄｌ ＝ ２×０ ． ２ ＝ ０ ． ４ （ ｉ ｎ ）
Ｄ ４ ＝ ０ ． ５×０ ． ５×４ ． ３ ＝ １ ． ０ ７ ５ （ ｍ ）
作者简介 ： 马金 菊（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 女， 山西 文喜 人 ， 助理工 程师 ， 从 事 桥梁设 计 工作 。
Ｄ ５ ＝ １ ． ６×０ ． ５ ＝ ０ ． ８ （ ｍ ）
Ｄ ６ ＝ ０ ． ５ ｘ ２×１ ． ６ ＝ １ ． ６ （ ｍ ２ ）
Ｄ８ ＝ ０ ． ３ ×Ｏ ． ５ ＝ ０ ］ １ ５ （ ｍ ？ ）
Ｍ２ ＝ ２ ５×卜２ ． ２ ・ Ｄ １ 一（ １ ． ２ ＋ 丢 一 ） ・ Ｄ ２ 一 Ｄ ３ — ０ ． ５ ５ ・
ｊ
２ ＋ ７ ３ ＋ Ｚ ４ Ｉ ＋ Ｔ ５ ＋ ） ＋ １ ０ ＋ ｌ ２ ＝ ７ ４ ９ ． ９ ７ ５ （ ｋ Ｎ） ３ ． ２ 验算抗倾覆稳定系数 偏心距： ｅ ０ ＝ ： ０ ． Ｉ ４ （ ｍ）
悬臂式挡土墙结构计算
扶壁式挡土墙结构计算一、设计资料1、按3级建筑物、安全级别为Ⅱ级设计，环境类别为二类，工程抗震设防类别为丙类。
高度为7.7米，顶部厚度为0.4米，C20钢筋混凝土结构，断面尺寸见附图。
2、墙背填土为粉质粘土，容重3/0.19mkN =γ，内摩擦角o25=ϕ。
按《水闸设计规范》（SL265—2001）附录D ，墙背填土为粉质粘土时，内摩擦角按等值内摩擦角法计算，等值内摩擦角取290。
3、基础为强风化花岗岩，摩擦系数50.0=f，容许承载[]kPa 500=σ。
4、活荷载为汽车—20级，挂—100校核。
5、抗滑动和抗倾覆安全系数3.1≥cK，5.1≥o K 。
6、钢筋混凝土结构设计数据：1）混凝土标号C20,抗压设计强度f c =10000kpa ，弹性模量k PaE h 71055.2⨯=，抗拉设计强度f t kPa1100=。
2）级钢筋抗拉设计强度f kPay 310000=，弹性模量kPaEs 8100.2⨯=。
3）钢筋保护层厚度取α=50mm 。
7、最不利荷载组合：工况1：土压力+水压力+上部设备+挂—100汽车荷载。
工况2：土压力+水压力+上部设备+7度地震荷载。
二、计算公式 （一）土压力P5901、挂—100荷载引起的附加土压力按下式换算：()[]a H h 2577.06.65.3120++=γ=()[]07.7577.06.60.195.312++=1.49（m ）。
土压力（︒=0β）强度按下式计算：347.029cos1129cos 111coscoscos cos cos cos cos 222222=︒-+--∙=-+--=︒ϕββϕβββaa K∂=K h o0γσ=9.82KN/m 2KaH h H)(0+=γσ=19（1.49+7.7）0.347=60.59KN/m 2全墙承受的土压力:)(1.271KN Ex=土压力作用在基底截面的弯距M=)3(6102H h K H a +γ=792.9KN.m（二）墙身尺寸1、肋净距L 、肋外悬臂长度L /和肋宽B假定底板厚度3h =0.8m ，则31h H H -==6.9mL=（0.3～0.5）1H =2.07～3.45m,取L=3.0mL /=0.41L=1.23mb=L/8～L/6=0.375～0.5，取b=0.5m12mHb B +=当40.0,/183==f m kN γ时，查表得容重修正系数07.1=μ踵板长度B 3按下式计算： 203)(B h H f KcEx B-+=μγ),0(E E x =︒=β踵板修正长度按下式计算1321mHB =∆趾板长度按下式计算：)(25.0)(25.03201B B K fHB HC H +-++=σσσσ底板长度3321B B B B B ∆+++=2、立壁厚度立壁根部截面该截面的剪力1Q 按下式计算：Kah Hi H E i XHi )5.0(cos Q 01+==βγ截面弯矩M 1按下式计算： Kah H H MMi i Hi)5.0(cos 6101+==βγ根据《桥规》第4.1.2条，计算内力Q 1j 、M 1j 为112.1Q Q j ⨯= 112.1MMj ⨯=1）按配筋要求确定厚度 取配筋率%7.0=μ，则ag R R /μξ=)5.01(0ξξ-=A截面有效厚度按下式计算：acjR b A Mh ⋅⋅⋅≥010γ2）按斜裂缝限制要求确定截面有效厚度：bR Q h j⋅≥05.010取计算值大者。
国内悬臂式挡土墙计算实例
悬臂式挡土墙算例某工程要求挡土高度为1 4.4H m =，墙后地面均布荷载标准值按10k q kPa =考虑，墙后填料为砂类土，土的内摩擦角标准值35k j =o ，土重度318/kN m g =，墙后填土水平，无地下水。
地基为粘性土，孔隙比0.786e =，液性指数0.245L I =，地基承载力特征值230ak f kPa =。
根据挡土墙所处的地理位置并综合考虑其它因素，决定采用悬臂式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，混凝土强度等级为C25，钢筋级别为HRB335级钢筋，试设计该挡土墙。
q k k aγHk azq k =10kPaB 1B 2B 3图3. 1 悬臂式挡土墙截面及按朗肯土压力计算示意解: 0.2450.25L I =<属硬塑粘性土，查错误！未找到引用源。
得土对挡土墙基底的摩擦系数0.30m =，查错误！未找到引用源。
得0.3b h =、 1.6d h =。
1） 主要尺寸的拟定用墙踵的竖直面作为假想墙背，如图3. 1所示。
为保证基础埋深大于0.5m ，取d =0.6m ，挡土墙总高H =H 1+d =5.0m 。
计算得主动土压力系数2235tan (45)tan (450.27122k a k j =-=-=o o o。
根据抗滑移稳定要求，按式错误！未找到引用源。
计算得：223 1.3(0.5) 1.3(1050.51855)0.2713.23()0.3(10185)k a k q H H k B B m q H g m g +´´+´´´´+³==+´+´，取23 3.4B B m +=。
根据式错误！未找到引用源。
得：2111050.27118550.27174.5322ax k a a E q Hk H k kN g =+=´´+´´´´=；土压力合力ax E 的作用点距墙底的距离515(1051855)0.271223 1.821(1051855)0.2712z m ´´+´´´´´==´+´´´´，根据抗倾覆稳定要求，按错误！未找到引用源。
悬臂式挡土墙计算书
悬臂式挡土墙计算书悬臂式挡土墙验算[执行标准：通用]计算项目：悬臂式挡土墙1计算时间：2023-04-0720:52:37星期五------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高:2.000(m)墙顶宽:0.250(m)面坡倾斜坡度:1:0.030背坡倾斜坡度:1:0.030墙趾悬挑长DL:0.300(m)墙趾跟部高DH:0.250(m)墙趾端部高DH0:0.250(m)墙踵悬挑长DL1:0.960(m)墙踵跟部高DH1:0.250(m)墙踵端部高DH2:0.150(m)墙底倾斜坡率:0.030:1加腋类型:不加腋钢筋合力点到外皮距离:50(mm)墙趾埋深:1.000(m)物理参数:混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C30纵筋级别:HRB400抗剪腹筋级别:HRB400裂缝计算钢筋直径:20(mm)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)修正后地基承载力特征值:180.000(kPa)地基承载力特征值提高系数: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:0.400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:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数1 1.0000.0000坡面起始距墙顶距离:0.300(m)地面横坡角度:20.000(度)填土对横坡面的摩擦角:35.000(度)墙顶标高:0.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)注意：墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时=1.300重力有利时=1.000主动土压力=1.200静水压力=1.200扬压力=1.200地震力=1.400=========================================================== ==========第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为2.048(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：27.510(度)Ea=16.378(kN)Ex=7.864(kN)Ey=14.366(kN)作用点高度Zy=0.583(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积=0.924(m2)重量=23.106(kN)整个墙踵上的土重(不包括超载)=11.519(kN)重心坐标(0.568,-1.296)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重=4.050(kN)相对于趾点力臂=0.150(m)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.400采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=1.718(度)Wn=38.658(kN)En=14.595(kN)Wt=1.160(kN)Et=7.430(kN)滑移力=6.270(kN)抗滑力=21.301(kN)滑移验算满足:Kc= 3.397>1.300地基土摩擦系数=0.400地基土层水平向:滑移力=7.864(kN)抗滑力=21.498(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2= 2.734>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=0.605(m)相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=0.920(m)相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.150(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=1.327(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=0.534(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=4.202(kN-m)抗倾覆力矩=44.238(kN-m)倾覆验算满足:K0=10.527>1.500(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=53.253(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=40.036(kN-m)基础底面宽度B=1.616(m)偏心距e=0.056(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.752(m)基底压应力:趾部=39.821踵部=26.097(kPa)最大应力与最小应力之比=39.821/26.097=1.526作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.056<=0.250*1.616= 0.404(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=39.821<=216.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=26.097<=234.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=32.959<=180.000(kPa) (四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=53.041(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=40.036(kN-m)基础底面宽度B=1.615(m)偏心距e=0.053(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=0.755(m)基础底压应力:趾点=39.273踵点=26.413(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=67.517(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=50.560(kN-m)基础底面宽度B=1.615(m)偏心距e=0.059(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=0.749(m)基础底压应力:趾点=50.915踵点=32.698(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.259(m)截面弯矩:M=1.351(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.01%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=518(mm2)转换为斜钢筋:As/cosα=518(mm2)截面剪力:Q=8.832(kN)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M(标准值)=0.842(kN-m)最大裂缝宽度为:0.004(mm)。
悬臂式挡土墙计算
悬臂式挡土墙计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________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：墙顶宽度B1 = 0.50m，墙面上部高度H = 3.40m前趾宽度B2 = 1.00m，后踵宽度B3 = 2.00m前趾端部高度H2 = 0.30m，前趾根部高度H4 = 0.60m后踵端部高度H1 = 0.30m，后踵根部高度H3 = 0.60m墙背坡比= 1 : 0.200，墙面坡比= 1 : 0.000挡土墙底板前趾高程＝0.00 m，底板底部坡比＝0.000 : 1墙前填土顶面高程▽前地＝0.80 m，墙前淤沙顶面高程▽沙＝0.00 m 3．设计参数：挡土墙的建筑物级别为4级。
抗震类型：非抗震区挡土墙。
水上回填土内摩擦角φ＝21.00度，水下回填土内摩擦角φ' ＝21.00度回填土凝聚力C ＝10.30kN/m2采用等代内摩擦角法计算粘性填土土压力。
地基土质为：中等坚实挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f' ＝0.60挡土墙基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力c' ＝1.40 kPa 4．回填土坡面参数：回填土表面折线段数为：0段折线起点距墙顶高差＝0.00 m填土面与水平面夹角β＝0.00度5．材料参数：回填土湿容重γs＝18.90kN/m3，回填土浮容重γf＝10.00kN/m3混凝土强度等级：C20钢筋强度等级：二级，保护层厚度as = 0.300 m地基允许承载力[σo] = 100.00 kPa6．荷载计算参数：冰层厚度T b＝0.30 m，静冰压力系数＝0.870计算浪压力时采用的位置类型：丘陵、平原地区风区长度D ＝0.000 m，墙前河（库）底坡度i ＝1 : 0.00重现期为50年的年最大风速v o＝0.000 m/s多年平均的最大风速v o' ＝0.000 m/s冻胀墙体变形系数m o＝0.700，冻胀量Δhd＝30.00 mm地震动态分布系数为梯形分布，最大值αm＝2.00三、计算参数：1．荷载组合：2．荷载组合下水位及附加荷载信息：3．计算公式：郎肯土压力计算公式如下：E ＝0.5×γ×H2×K aE x＝E×cos(β)E y＝E×sin(β)K a＝cosβ×[cosβ-（cos2β-cos2φ）1/2]/[cosβ+（cos2β-cos2φ）1/2] （《规范》式A.0.1-3）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为主动土压力系数当墙后填土为黏性土，粘聚力C=10.30kN时：采用等值内摩擦角法计算主动土压力。
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悬臂式挡土墙验算[执行标准：公路]计算项目：悬臂式挡土墙 8计算时间： 2015-10-09 11:20:24 星期五------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 7.000(m)墙顶宽: 0.250(m)面坡倾斜坡度: 1: 0.000背坡倾斜坡度: 1: 0.200墙趾悬挑长DL: 2.000(m)墙趾跟部高DH: 0.600(m)墙趾端部高DH0: 0.600(m)墙踵悬挑长DL1: 2.000(m)墙踵跟部高DH1: 0.600(m)墙踵端部高DH2: 0.600(m)加腋类型:两边加腋面坡腋宽YB1: 0.500(m)面坡腋高YH1: 0.300(m)背坡腋宽YB2: 0.500(m)背坡腋高YH2: 0.500(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1: 1:0.100(m)防滑凸榫尺寸BT: 1.500(m)防滑凸榫尺寸HT: 0.600(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa)防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)墙趾埋深: 3.000(m)物理参数:混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3)混凝土强度等级: C30纵筋级别: HRB400抗剪腹筋等级: HRB400裂缝计算钢筋直径: 18(mm)挡土墙类型: 浸水地区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: 232.000(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: 0.300地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 20.000(度)墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3)地基浮力系数: 0.700土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 10.000 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 挂车-80级(验算荷载)作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角(m) (m) (kN) (度)1 -0.500 -5.167 100.000 270.000地面横坡角度: 0.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙内侧常年水位标高: -0.500(m)挡墙外侧常年水位标高: -4.500(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是挡墙分段长度: 15.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 计算水位的浮力分项系数 = 1.000 √6. 计算水位的静水压力分项系数 = 1.000 √7. 附加力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 25.900(度)挂车-80级(验算荷载)路基面总宽= 10.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=1.000(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.400(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 3列布置宽度= 7.079(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 1.000 0.500 50.000 50.00002 1.900 0.500 50.000 50.00003 2.800 0.500 50.000 50.00004 3.700 0.500 50.000 50.00005 1.000 0.500 50.000 50.00006 1.900 0.500 50.000 50.00007 2.800 0.500 50.000 50.00008 3.700 0.500 50.000 50.00009 1.000 0.500 50.000 50.00010 1.900 0.500 50.000 50.00011 2.800 0.500 50.000 50.00012 3.700 0.500 50.000 50.00013 1.000 0.500 50.000 50.00014 1.900 0.500 50.000 50.00015 2.800 0.500 50.000 50.00016 3.700 0.500 50.000 50.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 5.100 0.500 50.000 50.00002 6.000 0.500 50.000 50.00003 6.900 0.500 50.000 42.90204 7.800 0.500 50.000 0.00005 5.100 0.500 50.000 50.00006 6.000 0.500 50.000 50.00007 6.900 0.500 50.000 42.90208 7.800 0.500 50.000 0.00009 5.100 0.500 50.000 50.00010 6.000 0.500 50.000 50.00011 6.900 0.500 50.000 42.90212 7.800 0.500 50.000 0.00013 5.100 0.500 50.000 50.00014 6.000 0.500 50.000 50.00015 6.900 0.500 50.000 42.90216 7.800 0.500 50.000 0.000布置宽度B0=7.079(m) 分布长度L0=10.641(m) 荷载值SG=1371.607(kN)换算土柱高度 h0 = 0.958(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.510(度)Ea=225.762 Ex=103.435 Ey=200.673(kN) 作用点高度 Zy=2.815(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.490(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=223.941 Ex=103.438 Ey=198.620(kN) 作用点高度 Zy=2.815(m) 墙身截面积 = 10.629(m2) 重量 = 265.725 kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m)墙面坡侧: 31.25 -46.75 -1.27 -6.17墙背坡侧: -211.25 -175.41 2.42 -4.83墙底面: -0.00 202.54 1.19 -7.00整个墙踵上的土重 = 60.898(kN) 重心坐标(1.781,-4.161)(相对于墙面坡上角点)整个墙踵上墙背与第二破裂面之间换算土柱重 = 0.684(kN) 重心坐标(0.269,0.000)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重 = 24.635(kN) 重心坐标(2.493,-5.319)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重 = 106.650(kN) 相对于趾点力臂=1.236(m))(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基础底面宽度 B = 6.430 (m)墙身重力的力臂 Zw = 2.914 (m)Ey的力臂 Zx = 4.965 (m)Ex的力臂 Zy = 2.815 (m)作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 2.400(m)基础底压应力: 墙趾=205.964 凸榫前沿=203.196 墙踵=27.962(kPa)凸榫前沿被动土压力=417.263(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 200.286 <= 500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 166.905 <= 990.000(kPa)凸榫设计宽度为: 0.949(m)滑移力= 283.438(kN) 抗滑力= 469.841(kN)滑移验算满足: Kc = 1.658 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 33.102(kN) > 0.0(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.914 (m)相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂 Zw1 = 4.267 (m)相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂 Zw2 = 1.236 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 4.965 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.815 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 549.857(kN-m) 抗倾覆力矩= 2354.474(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 4.282 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1570.958(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m)基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 2.400(m)基底压应力: 趾部=205.964 踵部=27.962(kPa)最大应力与最小应力之比 = 205.964 / 27.962 = 7.366作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.815 <= 0.167*6.430 = 1.072(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=205.964 <= 278.400(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.962 <= 301.600(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=116.963 <= 232.000(kPa)(四) 墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m)基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.400(m)基础底压应力: 趾点=205.964 踵点=27.962(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力 = 752.071(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617(kN-m)基础底面宽度 B = 6.430 (m) 偏心距 e = 0.815(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 2.400(m)基础底压应力: 趾点=205.964 踵点=27.962(kPa)[趾板根部]截面高度: H' = 0.600(m)截面剪力: Q = 240.162(kN)截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋截面弯矩: M = 258.617(kN-m)抗弯受拉筋: As = 1348(mm2)截面弯矩: M(标准值) = 258.617(kN-m)钢筋应力 = 401.03(N/mm*mm) >= fyk = 400.00 (N/mm*mm)最大裂缝宽度：鋐max= 0.723 > 鋐limit = 0.200(mm)！满足允许裂缝宽度的钢筋面积为：As = 2747.717(mm2)，对应的裂缝宽度为：0.200(mm)。