加筋土挡土墙设计计算书
加筋土支挡结构设计与计算
加筋土支挡结构设计与计算1 概述1.1发展和类型加筋土挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等几部分组成，如图1.1所示。
其挡土原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力（即加筋土挡墙的内部稳定），并以基础、墙面板、帽石、拉筋和填料图1.1加筋土挡土墙结构图等组成复合结构而形成土墙以抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力（即加筋挡土墙外部稳定），从而保证挡土墙的稳定。
1960年，法国工程师亨利·维达儿（Henri·Vidal）通过三轴试验发现，加筋土在竖直荷载或自重作用下，依靠拉筋与土体之间的摩擦作用把引起侧向变形的拉力传递给拉筋，限制了土体的侧向变形，等同于向土体施加了侧向荷载。
1963年，Henri·Vidal发表了加筋土研究成果与设计理论，标志着加筋土技术理论的雏形的形成。
加筋土挡墙的首次工程应用是在1965年冬季的法国比利牛斯山的普拉聂尔（Pragere），从而引起欧洲对于加筋土挡墙的广泛研究。
日本在1967年引起加筋土挡墙技术后，进行原型试验，随后又进行地震作用下加筋土挡墙抗震性能的研究。
美国则起步较晚，但发展迅速。
1970年建成第一座加筋土挡墙，1974年批准加筋土技术可以代替传统挡土结构。
截止到1980，美国境内完成将近300项加筋土挡墙工程。
1971年西班牙建成第一座加筋土挡墙工程。
加拿大和澳大利亚等国家随后也纷纷引起该技术，并展开广泛的研究。
根据上世纪80年代的统计，加筋土挡墙在公路工程中占绝大部分比例，工民建中也较多，而用于铁路工程则很少，尤其是铁路干线中。
加筋土挡墙的理论研究在不断向前发展和完善，但由于土工材料的复杂性，施工应用依然远滞后于理论研究；其次，相对于公路，铁路工程对使用年限要求更长，对路基沉降变形要求更严格，加之动荷载对加筋土挡墙的影响较大。
因而，加筋土挡墙的最广泛应用还是在公路工程中，其也方便意外破坏后的抢修。
我国对于加筋土挡墙的发展和应用较晚，20世纪70年代末才开始。
加筋土挡土墙设计
G W1 W2 W3 2249.54(kN/ m)
（1）滑动稳定方程
1.1 （M1 +M 2 +M3）-1.4M E =1.1 2249.54 0.4 1.4 449.810=360.06kN / m 0
（2）抗滑动稳定系数
Kc
0.4 2249.54 2.00 1.3 449.81
i K 0 - K a） K i=K 0 （
z 6
计算结果见表 2。
-2-
道路与交通工程 1004 班 2.内部稳定计算 1）筋带设计断面计算
加筋土挡土墙设计
已知筋带断裂强度标准值 f k 为 220MPa ，筋带厚度 1.0mm，查细则表 12.3.17，取筋带抗拉计算调节系数 R 2 =2.8 ，筋带抗拉性能分项系数
0.8 （M1 +M 2 +M 3）-1.4M E =0.8 11324.84-1.4 1781.25=6566.12kNm/m 0
（3）倾覆稳定系数
K0 =
M M
y 0
=
M1 +M 2 +M 3 11324.84 = =6.36 1.5 ME 1781.25
由上（1） 、 （2）验算结果显示：加筋体的抗倾覆稳定性符合细则第 5.3.4 条的规定。
f =1.25 ，按公式 0
2）筋带长度计算
Af k 计算，计算结果见表 2。 1000 f R 2
按细则计算各层筋带在活动区、锚固区的长度及总长。设各层筋带长度均为 10.0m。 （1）计算加筋体简化破裂面的尺寸（图 2） 简化破裂面的垂直部分距面板背部的水平距离为：
b H =0.3H=0.3 11=3.3m
加筋挡土墙设计
加筋挡土墙设计拟在某黄土地区的二级公路上修建一座路堤式加筋挡土墙。
据调查，挡土墙不受浸水影响，以确定挡土墙全长为60m ，沉降缝间距采用20m ，挡土墙高度12m ，顶部填土0.6m ，其计算断面见图1。
图1 加筋土挡墙计算断面 已知各项计算资料汇列如下： （1）路基宽度为12m ，路面宽9m 。
（2）活载标准为公路—Ⅱ级。
（3）面板为1m ×0.8m 十字型混凝土板，板厚20cm ，混凝土强度等级C20。
（4）筋带采用聚丙烯土工带，带宽为18mm ，厚1mm ，容许拉应力[]=L σ50Mpa ，似摩擦系数4.0=*f 。
（5）筋带节点的水平间距m S x 42.0=，垂直间距m S y 4.0=。
（6）填料为黄土，容重31/20m KN =γ，内摩擦角 25=ϕ，粘聚力kPa c 50=，计算内摩擦角 30=ϕ。
（7）地基为老黄土，容重3/22m KN =γ，内摩擦角 30=ϕ，粘聚力kPa c 55=，地基容许承载力k P a 500][0=σ，基底摩擦系数4.0=μ。
（8）墙顶和墙后填料与加筋体填料相同。
试按荷载组合I 进行结构计算。
计算如下：1.计算加筋体上填土重力的等代土层厚度h 2由图1可知，H=12m ，b b =0.5m ，m=1.5，H ’=0.6m ， 因为：m H m b H m b 6.067.3)5.06(5.11)2(1'=>=-⨯=- 所以取h 2= H ’=0.6m 2.计算车辆等代土层厚度h 0 （1）计算车辆荷载布置长度L已知车辆荷载公路—Ⅱ级的前后轴距加一个车轮接地长度总和为L 0=13m ，得：m L 62.2030tan )126.02(13=+⨯+=因L 大于15m ，取扩散长度L=15m 。
（2）计算荷载布置宽度B 0根据规范要求，挡土墙在进行内部稳定计算时，应首先判断活动区是否进入路基宽度，据此决定B 0的取值。
加筋土模块式挡墙的设计计算
加筋土模块式挡墙的设计计算加筋土模块式挡墙的设计计算是指根据土壤及挡墙高度、宽度以及荷载情况，使用加筋土材料设计和组装挡墙。
它在工程中常用于大型水、土保持结构，具有节约成本、快速施工以及耐久性好等优点。
本文将从挡墙材料、挡墙形状、挡墙荷载、挡墙开裂等方面对加筋土模块式挡墙的设计计算进行详细阐述。
一、挡墙材料加筋土模块式挡墙的材料主要包括加筋混凝土、节理材料、隔离材料、加固材料以及其他配件等。
加筋混凝土是挡墙的基础，其强度需要满足设计要求，尽量采用较高强度的水泥，使模块挡墙具有良好的耐久性。
节理材料是挡墙结构的重要组成部分，其作用是抗剪承载并能够充分利用挡墙的强度，可以采用水泥或塑料等材料。
隔离材料的作用是防止挡墙之间的粘连，可以选用橡胶垫片、铁皮垫片或PVC垫片等。
加固材料可以选用不锈钢筋等，其作用是抗剪抗弯承载，确保挡墙的稳定和安全。
二、挡墙形状挡墙形状主要分为直立式和侧向式挡墙，其中直立式挡墙是由一系列模块组成，模块之间用节理材料连接，形成独立的直立体块；而侧向式挡墙则是由一系列模块并排放置，每两个模块之间用节理材料连接，形成独立的侧向体块。
挡墙形状的选择取决于挡墙的荷载情况，直立式挡墙更适用于荷载较大的情况，而侧向式挡墙则更适用于荷载较小的情况。
三、挡墙荷载挡墙荷载可以分为内荷载和外荷载，其中内荷载主要包括静荷载和动荷载，静荷载主要由地面渗水、土壤压力以及地下水压力等造成；动荷载主要由挡墙上设施的重量以及人员的行为等造成。
外荷载主要包括风荷载、水压荷载、雪荷载以及地震荷载等，其中，风荷载和水压荷载可以结合挡墙的形状来确定，雪荷载则取决于挡墙所处地区的雪水深度，而地震荷载则要根据挡墙所处地区的地震烈度来确定。
四、挡墙开裂挡墙的开裂是挡墙的一个主要问题，主要原因有挡墙材料的低强度、挡墙结构的复杂性以及挡墙荷载的多样性等。
为了防止挡墙开裂，可以采用加固材料，如不锈钢等，以防止挡墙弯曲破坏；另外，在挡墙设计时，应避免挡墙形状复杂，同时采取合理的荷载分配方式，保证挡墙荷载均匀分布，从而减少挡墙开裂的可能性。
加筋挡土墙计算算例
加筋挡土墙计算算例挡土墙是一种将土壤和水体分隔开的结构，主要用于防止土壤侵蚀和土地滑坡，同时还可以用于土地的平整和开垦。
加筋挡土墙是指在常规挡土墙的基础上加入了加筋材料，增加了挡土墙的稳定性和承载能力。
本文将以计算算例的形式详细介绍加筋挡土墙的设计与计算。
1.基本参数假设要设计一道加筋挡土墙，挡土墙的高度为6米，挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度，土壤的重度为20kN/m³。
2.土压力计算首先需要计算挡土墙前后的土压力。
挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度。
根据库埃特压力原理，挡土墙前的土压力为：F1 = 0.5 × H1 × γ × sin²θ1其中，F1为挡土墙前的土压力，H1为挡土墙高度，γ为土壤重度，θ1为挡土墙前的土壤倾斜角。
F1 = 0.5 × 6 × 20 × sin²30° = 90kN/m同样地，挡土墙后的土压力为：F2 = 0.5 × H2 × γ × sin²θ2其中，F2为挡土墙后的土压力，H2为挡土墙高度，θ2为挡土墙后的土壤倾斜角。
F2 = 0.5 × 6 × 20 × sin²15° = 43.33kN/m3.土压力剪应力分布计算挡土墙前后的土压力对挡土墙产生了剪应力，需要计算剪应力的分布。
根据库埃特压力原理，挡土墙前后的剪应力分布可以近似为梯形分布。
前侧梯形剪应力Ft1=(F1+F2)×H1/2后侧梯形剪应力Ft2=(F1+F2)×H2/2平均剪应力Ft=(Ft1+Ft2)/24.挡土墙的稳定性计算挡土墙的稳定性计算包括滑动稳定性和翻倒稳定性两个方面。
这里以滑动稳定性为例进行计算。
a.滑动稳定性计算挡土墙的滑动稳定性计算需要考虑挡土墙前后的摩擦力和剪应力的平衡。
加筋挡墙
11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21 11.21
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
5.4 5.66 3.92 4.18 4.44 4.7 4.96 5.22 5.48 5.74 6
0.053 0.0571 0.0611 0.0651 0.0691 0.0731 0.0771
114.0 123.5 133.0 142.5 152.0 161.5 171.0 180.5 190.0 199.5 209
加筋土挡土墙设计计算书
一、设计资料
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 加筋土路肩墙墙高 H=11m，分段长度为 10m ｀ 路基宽度 B=41m，路面宽度 B =39.5m 荷载标准为汽车—超 20 级 3 加筋体填料：墙后填土均为砂土，砂土容重γ1=19KN/m ，计算内摩擦角φ=35°。墙体采用 矩形断面，加筋体宽为 14m 筋带采用 CAT 钢塑复合筋带，宽度为 30mm，厚度为 2mm，容许拉应力[σ2]=80Mpa * 土与筋带之间的视摩擦系数 f =0.4，加筋体与地基之间的摩擦系数 f=0.4 地基为粘土，容许承载力根据地质报告 面板采用 50X100cm 板厚 25cm，混凝土标号为 25 号，Sx=0.5m，Sy=0.5m
N μ∑ T ∑
因为 Kc>[Kc]所以基底滑移稳定性满足要求。 3.倾覆稳定性验算 （1） 各力对墙址点 O 的力矩 M2=W2X2=2926X7=20482 KN.m M1=W1X1=0 ME=Ey=344.894X3.863=1332.44 KN.m
加筋土挡墙设计及算例1
第二节 加筋挡墙结构计算
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加筋土挡墙设计及算例
2．L0的取值规定 在内部稳定性分析中 ①当活动区进入路基宽度 时，分别用路基宽度和活 动区宽度计算等代土层厚 度h，取h较大者所对应的 L0； ②当活动区未进入路基宽 度时，取路基宽度。 外部稳定性验算取路基宽 度。
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路面之间距离为0.75m。
CAT钢塑复合筋带的 拉力系有多根高强钢
3. 荷载标准为汽车—超20级。丝承担，外包裹层塑
4. 加筋体填料：墙后填土均为料砂主土要，起保砂护土作用容重
γ1=19KN/m3，计算内摩擦角φ=35°。墙体采用矩 形断面，加筋体宽为14m。
5. 筋带采用CAT钢塑复合筋带，宽度为30mm，厚度
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加筋土挡墙设计及算例
第二节 加筋挡墙结构计算
在最大拉应力点上不存在切应力，主要是垂直应 力σv和水平应力σH。加筋层某一深度的水平应力σH用 筋带来局部平衡。
一般情况下，距墙顶面深度为Zi的第i层拉筋所受 的最大拉应力Ti为：
路肩式挡土墙： Ti (1zi 1h)KiSxSy
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加筋土挡墙设计及算例
第二节 加筋挡墙结构计算
在加筋体中，各层拉筋最大拉力点的连线就是 可能的破坏面。为了简化计算，近似地认为破裂面 是一条通过墙面板脚，在挡土墙的上部距面板背向 距离为0.3H的折线，如图简化破裂面图所示。
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加筋土挡墙设计及算例
第二节 加筋挡墙结构计算
3.3
550
0.75 19.3519
0.59m
因为h2>h1，故L0=3.3m；hc=h2=0.59m 根据规范中公式：
加筋挡土墙计算算例
加筋挡土墙计算算例 一、设计计算资料（1） 初步拟定挡土墙的全长为80米，沉降缝的间距为20米，挡土墙的个高度为6.0米。
（2） 路基宽度为12.0米，路面的宽度为9.0米。
（3） 挡土墙的面板选用2.0m ×1.0m 矩形混凝土板，板的厚度为12cm,混凝土强度为C20 （4）筋带采用聚丙烯土工带，筋带宽度为18mm 、厚度为 1.0mm ，其容许拉应力[]50L MPa σ=，似摩擦系数0.40f=，筋带要求抗拔稳定系数 2.0f F ⎡⎤=⎣⎦。
(5) 筋带节点的设计水平间距0.50x S =m ，垂直间距0.50y S =m 。
（6） 挡土墙填料采用工程附近的砂土，砂土湿密度20ρ=kN/m 3,计算内摩擦角25ϕ=︒。
（7） 挡土墙的地基为中低液限粉性土，其内摩擦角'25ϕ=︒，黏聚力'55c =kPa,湿密度'18ρ=kN/m ，容许承载力[]0500σ=kPa 。
（8） 按照荷载组合I （即挡土墙结构自重、土重和土压力相结合）进行结构计算。
二、设计计算步骤（一）计算汽车-20级重车作用下的等代土层厚度h 1.计算荷载布置长度B 汽车-20级重车作用时，取重车的扩散长度，已知汽车-20级重车的前后L=1.4+4.0=5.4(m)， 车轮接地长度a=0.2m,则荷载布置长度为tan30 5.40.2tan309.06B L a H =++︒=++︒=（m ） 2.计算荷载布置宽度L 0该挡土墙为路肩式挡土墙，活动区已进入路基宽度，按照规定分别用路基宽度和活动区 宽度计算等代土层厚度h ，取h 较大者对应的荷载布置宽度L 0。
车辆横向布置为后轮中线距路面边缘0.50m,破裂面距加筋体顶部面板的水平距离为 0.30.36 1.80H =⨯=，进入路面内0.42m 。
（1）按路基全宽布置汽车荷载求h ’ 由于路面的宽度为9.0m,横向可以布置三辆重车，3003900,12G kN kN L=⨯==∑m ，则'/900/9.0612200.33h G BL ρ==⨯⨯=∑（m ）（2）按活动区宽度布置汽车荷载求h ’ 因破裂面进入路面内0.42m ，仅能布置一侧重车 车轮的一半，故取0300/475, 1.8G kN kN L===∑m ，9.06B =m ，则'/75/9.06 1.8200.23h G BL ρ==⨯⨯=∑（m ）由以上计算结果可得：'0.33h =m 。
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加筋土挡土墙设计计算书
一、设计资料
1. 加筋土路肩墙墙高H=11m ，分段长度为10m
2. 路基宽度B=41m ，路面宽度B ｀
=39.5m 3. 荷载标准为汽车—超20级
4. 加筋体填料：墙后填土均为砂土，砂土容重γ1=19KN/m 3
，计算内摩擦角φ=35°。
墙体采用矩形断面，加筋体宽为14m
5. 筋带采用CAT 钢塑复合筋带，宽度为30mm ，厚度为2mm ，容许拉应力[σ2]=80Mpa
6. 土与筋带之间的视摩擦系数f *
=0.4，加筋体与地基之间的摩擦系数f=0.4 7. 地基为粘土，容许承载力根据地质报告
8.
面板采用50X100cm 板厚25cm ，混凝土标号为25号，S x =0.5m ，S y =0.5m
9. 以荷载组合Ⅰ进行计算
二、内部稳定计算
1.筋带受力计算
1） 计算加筋体填土重力的等代土层厚度h F =0
2） 计算汽车—超20级重车荷载作用下的等代土层厚度h c （1）B 0的确定
汽车超—20级中的重车为550KN ，前后轴距L *=3+1.4+7+1.4=12.8m ，车轮接地长度a *
=0.2m ，
因此，重车的扩散长度B 0*
为 B 0*= L *+ a *+（2a+H ）tg30。
=12.8+0.2+（2×0+11）tg30。
=19.35m
由于扩散长度B 0*=19.35m<20m 故取B 0= B 0*
=19.35m （2）L 0的确定
根据《加筋土工程设计规范》（JTJ015-91）的规定，挡土墙在进行内部稳定计算时，应当首先判断活动区是否进入路面宽度，根据此情况决定L 0的限值，由于0.3H=0.3×11=3.3m ，故活动区进入路基宽度，因此取路基全宽和活动区宽度分别进行计算h h 1=
43.019
35.1941550
12γB 00∑=×××=
L G
h 2=
(
)
59.019
35.1975.03.3550
γ
B 00∑=××=
L G
因为h 2> h 1, ， 故L 0=0.33m h c = h 2=0.59
将等代均布土层h c 布置在路基全宽上，以2：1向下扩散，根据公式
T i =K i （r 1h i +r 1h c ）s x s y
计算得各层筋带所受拉力列于表-1中
2.筋带断面计算
根据公式[]
t
i i T A ση103
×= 计算并列入表-2中。
根据初步拟定的筋带长度第1—6层为14m，第7—10层为10m，第11—13层为8m，第14—22层为
6m，按公式L ei=
[]
*
1
2f
h
r
b
T
kf
i
i
i检算的各层的抗拔稳定系数列入表—3中。
抗拔稳定系数计算表（垂直应力均匀分布法）表—3
从表—3可知除第1—3层筋带抗拔稳定系数K f <[K f ]=2.0外其余各层的K f 值均大于2.0。
为此采用K f =2.0反求第1—3层筋带所需总宽度b i b 1=
[]0526.07.105.01904.2
14
.2221
11*1
=××××=
e l h r
f T
Kf m
b 2=
[]0371.07.101194.0202
.3222
21*2
=×××××=
e l h r
f T Kf m
b 3=
[]0315.07
.105.1194.0284
.3223
31*3
=×××××=
e l h r
f T
Kf m
通过增加筋带的总宽度来调节抗拔稳定系数使之满足大于或等于2.0的要求。
设计采用值：
CAT 钢塑复合筋带的用量应以偶数的根数表示，因此需将计算筋带数量进行适当的调整，从而确定设计采用数量。
根据采用的筋带数量计算抗拉强度安全系数K s 和抗拔稳定系数K f 的值。
将计算结果列入表—4中。
基础底面上垂直力N
W 1=059X14X19=156.94 KN/m W 2=14X11X19=2926 KN/m
所以N= W 1+ W 2=3082.94 KN/m （1） 墙背AB 上水平土压力E
路基顶面A 点处水平压力Pa=19X0.59Xtg 2
（45°-φ/2）=3.038Kpa
路基底面B 点处水平压力Pb=19X （0.59+11）Xtg 2
（45°-φ/2）=59.67Kpa E=3.038X11+1/2X56.632X11=33.418+311.476=344.894 KN/m （2） 求各力对基底重心O 点的力矩
M 1=W 1X 1=0 M 2=W 2X 2=0 M E =Ey=344.894X3.863=1332.44 KN.m M= M E =1332.44 KN.m 由规范公式2max
min 6σL M
L N ±=
有kpa 42.17979.4021.2201444.133261494.3082σ2
max ==×= kpa 26179.4021.2201444.133261494.3082σ2
min
=+=×+=
根据地质报告提供的地基容许承载力即可判断承载力是否满足要求。
2.基底滑移稳定验算
由规范查得当荷载组合Ⅰ时，要求的基底划移稳定系数[K c ]=1.3，取基底摩擦系数μ=0.3， 垂直合力N=3082.94-14X0.59X19=2926 KN/m 水平合力T=E=344.894 KN/m 由规范公式55.2894
.3442926
3.0μ∑
∑=×=
=
T N K c
因为K c >[K c ]所以基底滑移稳定性满足要求。
3.倾覆稳定性验算
（1） 各力对墙址点O 的力矩
M 1=W 1X 1=0 M 2=W 2X 2=2926X7=20482 KN.m M E =Ey=344.894X3.863=1332.44 KN.m （2） 由规范公式37.1544
.133220482
20
∑
∑===
=
e y M M M M K 由规范查得荷载组合Ⅰ时要求的倾覆稳定系数[K 0]=1.5
因为K 0>[K 0]所以抗倾覆稳定性满足要求。