第六章、挡土墙设计汇总
各类挡土墙施工方案设计
各类挡土墙施工方案设计引言挡土墙是一种用于控制土方侧向位移、限制土方顶部移动以及防止土方滑移的工程结构。
挡土墙的设计和施工方案是保证其稳定和安全性的关键。
本文将介绍各类挡土墙的施工方案设计，包括重力式挡土墙、嵌岩式挡土墙、拱形挡土墙和悬臂式挡土墙。
重力式挡土墙施工方案设计重力式挡土墙通过自身重量来抵抗土方的压力，因此其稳定性取决于墙体的自重和土方对墙体的压力。
重力式挡土墙的施工方案设计包括以下几个步骤：1.确定挡土墙的高度和宽度，根据土方的性质和场地条件选择合适的参数。
2.根据设计要求确定挡土墙的墙体材料，常见的材料有混凝土、石块和砖块等。
3.进行挡土墙的基础工程施工，包括挖掘基坑、浇筑基础和加固处理等。
4.进行挡土墙的墙体施工，根据墙体材料选择适当的施工方法，如砌筑、浇筑或搭建等。
5.进行挡土墙的加固工程施工，可以采用钢筋混凝土加固、土钉加固或地锚加固等方式。
嵌岩式挡土墙施工方案设计嵌岩式挡土墙是指将墙体嵌入岩石中以增加挡土墙的稳定性。
嵌岩式挡土墙的施工方案设计主要包括以下几个步骤：1.确定挡土墙的高度和宽度，根据土方的性质和岩石的稳定性选择合适的参数。
2.进行岩石的凿岩和清理工作，确保挡土墙可以嵌入岩石中并与岩石有良好的接触面。
3.进行挡土墙的墙体施工，采用适当的方法将墙体嵌入岩石中，如砌筑、浇筑或搭建等。
4.进行挡土墙的加固工程施工，可以采用钢筋混凝土加固、土钉加固或地锚加固等方式。
拱形挡土墙施工方案设计拱形挡土墙是一种利用弧形墙体来抵抗土方的压力的挡土墙结构。
拱形挡土墙的施工方案设计包括以下几个步骤：1.确定挡土墙的高度和宽度，根据土方的性质和场地条件选择合适的参数。
2.进行挡土墙的基础工程施工，包括挖掘基坑、浇筑基础和加固处理等。
3.进行挡土墙的墙体施工，采用适当的方法将墙体按照弧形的形状进行建设，如砌筑、浇筑或搭建等。
4.进行挡土墙的加固工程施工，可以采用钢筋混凝土加固、土钉加固或地锚加固等方式。
挡土墙设计
重力式挡土墙计算书一、拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸根据设计资料：初步拟定挡土墙为重力式挡土墙，作用于挡土墙的荷载有永久荷载（包括挡土墙自重，填土自重和填土侧压力等）和基本可变荷载（包括车辆荷载等），荷载组合类型为组合Ⅱ。
为增加抗滑稳定性，设为倾斜基底。
初步拟尺寸如下图所示：挡土墙截面尺寸（单位：m ）二、确定挡土墙的截面形心及土动地压力的作用点1、挡土墙的截面形心：m X 38.168.365.05.06)68.35.1(5.03/68.365.05.0)3/18.25.1(18.265.075.065.12=⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯=m Y 78.268.365.05.06)68.35.1(5.03/65.068.365.05.0218.265.0365.1=⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯⨯=2、主动土压力作用点： mH Z y 263131=⨯==m Z B Z y x 95.220tan 268.3tan =︒⨯-=-=α三、确定车辆荷载及换算土高度 因为H=6m,查表由内插法有21020102620--=--q ，即q=15kPa 。
所以换算均布土层厚度m qh 83.018150===γ。
四、土压力计算假定破裂面位置通过荷载中心，计算挡土墙主动土压力a E ，求出破裂角θ。
主动土压力的计算：由挡土墙各部分尺寸知 ：G E a )sin()cos(ψθϕθ++=)t a n )(tan (cot tan tan 00ψψϕψθ++±-=A B其中挡土墙自重 )tan (00B A G -=θγ， 其中 ))(2(2100H a h H a A +++=66.38)60.2)(83.0260.2(21=+⨯++⨯=αt a n )22(21)(21000h a H H h d b ab B ++-++=98.520tan )833.0246(621833.0)5.046.3(46.30.221-=︒⨯++⨯⨯-⨯++⨯⨯= 由于︒=︒+︒+︒=++=73182035δαϕψ 所以由)tan )(tan (cot tan tan 00ψψϕψθ++±-=A B)(56.0)73tan 664.3816.6)(73tan 35(cot 73tan 负值已舍去=︒+-︒+︒±︒-=得︒=2.29θ因此63.2798.556.066.38tan 00=+⨯=-=B A S θ)sin()cos()tan (00ψθϕθθγ++-=B A E amkN /64.222)732.29sin()352.29cos()98.556.0664.38(18=︒+︒︒+︒⨯+⨯⨯=则土压力的水平和垂直分力分别为：m kN E E a x /44.17538cos 64.222)cos(=︒⨯=+=δαmkN E E a y /07.13738sin 64.222)sin(=︒⨯=+=δα五、稳定性验算――抗滑稳定性和抗倾覆稳定性验算1、抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应满足下式：xQ y Q E G E G 101tan9.0)9.0(γμγα≥++因为16.344]68.365.0216)68.35.1(21[24=⨯⨯-⨯+⨯⨯='=S G γ则有1tan9.0)9.0(αμγG E G y Q ++(0.9344.161.4137.07)0.40.9344.16t a n127/k N m =⨯+⨯⨯+⨯⨯︒= 1 1.4175.44245.62/Q x E kN mγ≥=⨯=（满足要求）2、抗倾覆稳定性验算为保证挡土墙倾覆稳定性，应满足下式：0)(9.01≥-+y x x y Q GZ E Z E GZγ由图示有： 1.38G Z X == 则：0.9344.16 1.38 1.4(137.07 2.95175.44 2.0)643.35/0kN m ⨯⨯+⨯⨯-⨯=≥ （满足要求）六、基底应力验算每延米挡土墙总竖向力设计值：11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα=+-+(344.16 1.2 1.4137.07)cos10 1.4175.44sin 10638.35kN=⨯+⨯⨯︒+⨯⨯︒=平均压应力：1638.35173.463.68 1.0N p kP a A===⨯基底弯矩：1.4 1.2EGM MM =+1.4[175.44(20.65/2)137.07(2.953.68/2)] 1.2344.16(3.68/2 1.38)388.38kN m=⨯⨯--⨯-+⨯⨯-=∙ 基底合力偏心矩：1388.380.610.61638.356M B e N ===≤=且/5B ≤，故满足基底合力偏心矩要求。
压力计算__挡土墙土44页
圆，可以看出，这种应力状态离破坏包线很远，属于弹性
平衡应力状态。
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第三节 朗肯土压力理论
1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半 空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出 计算土压力的方法，又称极限应力法。
一、基本原理
朗肯理论的基本假设：
1.墙本身是刚性的，不考虑墙身的变形； 2.墙后填土延伸到无限远处，填土表面水平 （=0）； 3.墙背垂直光滑（墙与垂向夹角 =0，墙与土的 摩擦角=0）。
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表面水平的均质弹性半空间体的极限平衡状态图
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v
z
h h
v (a)
土体内每一竖直面都是对称面，地 面下深度z处的M点在自重作用下，垂直 截面和水平截面上的剪应力均为零，该 点处于弹性平衡状态（静止土压力状 态），其大小为：
1 v z 3 h K0z
同计算主动土压力一样用1、3作摩尔应力圆，如下图。 使挡土墙向右方移动，则右半部分土体有压缩的趋势，得h增大到使土体达到极限平衡状态时，则h达到最高限 值pp ，即为所求的朗肯被动土压力强度。
p0=h=K0z
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z z
h=p0 H
H
P0
3
p z
(b)
K0H
(d)
静止土压力沿墙高呈三角(形c) 分布，作用于墙背面单位
长度上的总静止土压力（P0）：
H
P0 p0dz 12K0H2 0
P0的作用点位于墙底面往上1/3H处，单位[kN/m]。 （d）图是处在静止土压力状态下的土单元的应力摩尔
P
浸水挡土墙设计designoftheimmerseableretainingwall
排水设施：drainge facilities 地面排水和墙身排水 地面排水：ground drainge 主要防止地表水渗入墙背填料或地基． 墙身排水：body drainge 主要为了迅速排除墙后积水．
沉降缝与伸缩缝
settlement joint and expansion joint
为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，需根据地质条件 的变异和墙高，墙身断面的变化情况设置沉降缝。
墙面
墙背
墙趾
墙踵
•墙背 仰斜、俯斜、垂直、凸形折线和衡重式
仰斜挡墙墙背所受土压力小，墙背比较经济。但基础外移，地
面横坡比较陡时，增加墙高，断面增大； 俯斜式所受土压力较大，通常在地面坡度较陡时采用，借助于 陡直的墙面，减小高度； 衡重式在上下墙之间设一衡重台，采用陡直的墙面，适宜于陡 峻的地形。 墙背的坡度一般在1：0.25～1：0.4，仰斜式坡度在1：0.25左 右。
2.为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段cut plat for avoiding mass cutting and lowering the height of the side slope；
3.可能产生塌方，滑坡的不良地质地段geologically bad plat with possible eboulement and landslide；
墙面
wall space：墙面一般为平面，其坡度与墙背坡度相协调， 还应考虑到墙趾处地面的横坡度。
墙顶 护栏
wall crest： guard rail：
2.基础 foundation 基础形式的选择和基础埋置深度的确定 挡土墙一般采用浅基础，只有特殊情况下，才使用桩基。 • 基础类型 foundation types 扩大基础 spread foundation 台阶基础 step foundation 钢筋混凝土基础 armored concrete foundation 拱形基础 vaulted foundation 换填基础 refilled foundation
挡土墙设计
二、土压力理论
挡土墙的土压力计算十分复杂，它与填料的性质、挡土 墙的形状、位移方向以及地基土质等均有关系。郎肯和 库仑理论是在各自不同的假定条件下，应用不同的分析 方法得到的土压力和计算公式，是目前工程中常用的土 压力计算理论。
基本假定： 1）库仑理论：（1）挡土墙是刚性的，墙后填土是无粘
挡土墙设计中土压力的选取及计算
1.毛石挡土墙：采用主动土压力。
计算公式： a （q H）Ka （q H）/ 3
即：Ka取1/3。
依据：1）采用郎肯理论计算偏于安全；2）土的内摩擦角取30°时， Ka=1/3，（松砂的内摩擦角大致与干砂的天然休止角相等，天然休止 角是指干燥砂土堆积起来所形成的自然坡角 ）。根据观察天然休止 角一般均大于30 ° 。
性砂土；（2）当墙身向前或向后移动以产生主动土压 力或被动土压力时的滑动楔体是沿着墙背和一个通过墙 踵的平面发生滑动；（3）滑动土楔体可视为刚体，如 下图所示。库仑土压力理论是从滑动楔体处于极限平衡 条件出发而求解主动或被动土压力的
Ka
cos2
cos(
cos2
)1
ห้องสมุดไป่ตู้( )
sin( ) cos( )
sin( cos(
) )
2
Ea
1 2
H
2Ka； a
HKa
γ、φ：分别是土的重度（KN/m3）和内摩擦角； H：挡土墙高度，m： η：墙背的倾斜角，即墙背与垂线的夹角。以垂线为准，反时针为正
（叫俯斜）；顺时针为负（叫仰斜）； β：墙后填土表面的倾斜角； δ：土对墙背的摩擦角，它与填土性质、墙背粗糙程度、排水条件、
库仑理论
挡土墙设计与计算
挡土墙设计与计算在土木工程领域中，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑土体或岩石，防止其坍塌或滑移，从而保持土体的稳定性和保障周边建筑物及设施的安全。
挡土墙的设计与计算是一项复杂而关键的工作，需要综合考虑多种因素，包括地质条件、土压力、墙体材料、稳定性要求等。
接下来，让我们详细了解一下挡土墙的设计与计算过程。
一、挡土墙的类型挡土墙的类型多种多样，常见的有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。
重力式挡土墙依靠自身的重力来抵抗土压力，通常由块石、混凝土或浆砌片石等材料建成。
这种类型的挡土墙结构简单，施工方便，但占地面积较大。
悬臂式挡土墙由立壁和底板组成，通过悬臂的抗弯能力来抵抗土压力。
它适用于墙高较低、地质条件较好的情况。
扶壁式挡土墙则是在悬臂式挡土墙的基础上增设扶壁，以增强其抗弯性能，适用于更高的墙体。
二、土压力的计算土压力是挡土墙设计中的关键因素。
土压力的大小和分布取决于土体的性质、墙体的位移情况以及墙后填土的表面形状等。
静止土压力是指挡土墙在土体未发生位移时所承受的土压力。
主动土压力是当挡土墙向离开土体的方向移动，土体达到主动极限平衡状态时的土压力。
被动土压力则是挡土墙向土体方向移动，土体达到被动极限平衡状态时的土压力。
在实际设计中，通常根据朗肯土压力理论或库仑土压力理论来计算土压力。
朗肯土压力理论基于半无限土体中的应力状态，计算较为简单，但适用条件较为严格。
库仑土压力理论则考虑了墙体的摩擦和墙后填土的滑动面形状，更符合实际情况，但计算相对复杂。
三、挡土墙的稳定性验算为了确保挡土墙在使用过程中的安全可靠，需要进行稳定性验算，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检查挡土墙在土压力作用下是否会沿基底产生滑移。
验算时，需要计算作用在挡土墙上的各种力，包括土压力、墙体自重、基底摩擦力等，并比较抗滑力与滑动力的大小。
抗倾覆稳定性验算则是检查挡土墙是否会绕墙趾发生倾覆。
通过计算挡土墙的抗倾覆力矩和倾覆力矩，并比较其大小来判断是否满足要求。
挡土墙设计
挡土墙设计
挡土墙设计是一种用于抵挡土体压力、保护人类活动区域的土方结构。
它通常用于防止土体的滑坡以及防护公路、铁路和建筑物等重要设施。
下面我将为大家介绍如何设计一座挡土墙。
首先，设计师需要进行现场勘探，了解挡土墙所在地的地质情况、土质特征以及土体的稳定性。
根据现场调查结果，确定挡土墙的施工条件和挡土墙所需的坚固性能。
其次，设计师需要根据土体的特性和挡土墙的使用要求，选择合适的挡土墙类型。
常见的挡土墙类型包括重力式挡土墙、钢筋混凝土重力式挡土墙、挖土式挡土墙以及植被挡土墙等。
接下来，设计师需要选择合适的挡土墙材料。
挡土墙材料的选择应根据挡土墙所处环境及负荷情况进行合理选择，一般常用的材料包括混凝土、钢筋、砖块以及土壤等。
然后，设计师需要进行结构设计。
挡土墙的结构设计包括墙体的高度、厚度、倾斜角度、墙体顶部的防护措施等。
设计师需要结合挡土墙所需抵抗的土体压力和地质条件，合理确定挡土墙的结构参数。
最后，设计师需要进行计算和施工规范的制定。
设计师需要根据挡土墙的结构参数，进行计算和校核，确保挡土墙的稳定性和安全性。
同时，设计师还需要参考相关的施工规范和标准，制定挡土墙的施工方案和施工要求。
综上所述，挡土墙设计需要进行现场勘探、选择合适的挡土墙类型和材料、进行结构设计以及计算校核和施工规范的制定。
通过科学合理的设计和施工，能够确保挡土墙的安全性和稳定性，提高土方结构的抗震、抗滑和抗冻性能，保护人类活动区域的安全。
挡土墙设计(很全面)讲解
挡土墙设计一、挡土墙的分类及用途为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物，称为挡土墙。
在公路工程中，它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
路基工程中，挡土墙的建筑费用较高，故路基设计时，应与其他可能的工程方案进行技术经济比较，择优选定。
公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。
按照挡土墙设置的位置，挡土墙可分为：路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型，如图2-5-1所示。
按照结构形式，挡土墙可分为：重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。
按照墙体材料，挡土墙可分为：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。
挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。
靠回填土或山体的一侧面称为墒背；外露的一侧面称为墙面．也称墙胸；墙的顶面部分称为墙顶；墙的底面部分称为基底或墙底；墙面与墙底的交线称为墙趾；墙背与墙底的变线称为墙踵；墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。
挡土墙设置位置不同，其用途也不相同。
路堑墙设置在路堑边坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡，同时可减少挖方数量，降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。
路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方，可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，同时可以收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。
路肩墙设置在路肩部位，墙顶是路肩的组成部分，其用途与路堤墙相同。
它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。
沿河路堤，在傍水的一侧设置挡土墙，可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀，也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。
山坡墙设置在路堑或路堤上方，用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
为一个整体。
在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。
面板的作用是阻挡填土坍落挤出，迫使填土与拉筋结合为整体。
加筋土挡土墙属于柔性结构，对地基变形适应性大，建筑高度大，具有省工、省料、施工方便、快速等优点，适用于填土路基。