挡土墙设计详解
加筋土支挡结构课程设计
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时间：2016年12月
第一章加筋土挡土墙
一、概述
加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧力的挡土墙。
加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。
挡土墙是公路工程中应用中最广泛的一种构筑物。是一种支撑路堤土和山体土坡，防止填土和土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物，随着时代的发展和对出行的需要，高速公路建设要求也日益增高，挡土墙也显着越来越重要。其结构形式也向着多样化发展，设计理念也不断创新，可谓是与时俱进。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。
二、加筋土挡土墙特点
加筋土实质上是填土、拉筋、面板三者的结合体。土和拉筋之间的摩擦改善了土的物理力学性质，使土与拉筋结合成为一个整体。在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋间的摩擦力。面板的作用是阻挡填土或填砂的坍塌挤出，迫使填料与拉筋结合为整体。加筋土挡墙就是利用填土与拉筋的摩擦力去平衡填土的侧压力。这样就使得加筋土挡墙更加轻型化和简单化。近年来加筋土技术广泛应用于土木工程，其优越性愈来愈明显。
经归纳，其特点概括如下：
(1)组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械(或人工)分层
填筑，这种装配式的方法，施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期；
(2)加筋土是柔性结构物, 能适应地基轻微的变形；
(3)加筋土挡土墙抗振动性强，因此它也是一种良好的抗震结构物；
(4)加筋土挡土墙节约占地, 造型美观。加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。挡土墙的总体布设和面板的型式图案可根据周围环境特点和需要进行设计；
(5)加筋土挡土墙造价比较低。加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20%以上。同时，加筋土挡土墙的造价随墙高的增加而节省效果愈显著。因此它具有良好的经济效益。三、工作原理
加筋土的工作原理是拉筋与填土(通常是颗粒材料)之间的摩擦作用，可以解释为：加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料。三轴试验表明，对干燥的砂土试样施加竖向压力，试样会产生侧向膨胀；如果土中水平放置不易延伸的拉筋后，由于筋土的摩擦作用，使拉筋受到拉力，而给予土料的侧向位移以约束力，这就好象在试样上又施加一个侧向压力。当竖向压力增加时，侧向约束力随之增大，直到土与拉筋之间出现滑移或拉筋断裂，试样才破坏。因而，加筋土的强度相应获得提高。
为使侧向约束力较大，一方面要设法增加土粒和拉筋接触面上的摩擦力，也就是采用料径较大的填料和表面粗糙的扁形拉筋；另一方面，应使用延展性较差的材料做拉筋；材料的延展性过大，拉筋将随土料侧向位移一起变形，而起不到侧向约束使用，就不能提高土的强度。拉筋一般应水平布设并垂直于墙面，拉筋在稳定区内必须有足够的长度，以防止拉筋被拔出。
五、加筋土挡墙的形式
常见的加筋土挡土墙形式有下列几种：
(1)单面式加筋土挡土墙；
(2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉式加筋土挡土墙；
(3)台阶式加筋土挡土墙；
(4)无面板加筋墙。
第二章挡土墙设计资料
一、基本资料
某地区高速公路上拟设计一座路堤式加筋土挡土墙。据调查，挡土墙不受浸水影响，已确定挡土墙全长为260m，沉降缝间距离采用15m，缝宽2-3m，缝内填塞沥青麻布或沥青木板。典型计算断面见图示：挡土墙墙高9.75m，填土高度0.7m，墙顶边为1：0.3坡率。
设计计算基本资料按下列要求选取：
1)路基宽度为26m，路面宽18.5m；
2）荷载标准为公路Ⅱ级；
3）填土采用粗砂填料，容重, 內摩擦角, 粘聚力C=0 kPa；
4）地基为硬塑黏土，容重, 內摩擦角, 粘聚力C=60k Pa；
5）墙顶填土材料采用与加筋土相同填料；
6）设计墙高9.75m，墙顶填土高0.7m，填料內摩擦角32，地基土內摩擦角25，粘聚力53kPa。
二、挡墙的设计
加筋挡土墙的示意图
加筋土挡墙立面示意图
加筋土挡墙断面示意图
三、加筋挡土墙的设计内容
由已知条件可知：H=9.33m ，b b =0m ，m=1.5，H '=0.5m ，由《公路加筋土工程设计规范》（JTJ-015-91）中的公式（2.2.2）可知：
∵11
.3)0233.9(5.11)2(m 1=-=-b b H m
∵3.11m>H '=0.5m ∴1h =H '=0.5m
故加筋体上填土重力的土层厚度为1h =0.5m
因此，加筋体上路堤填土对第i 层拉筋产生的拉力i
1i 1K h 21
γ=T
计算公路二级重车作用产生的拉力 1、计算荷载布置长度
已知公路二级重车的前后轴距L=3+1.4+7+1.4=12.8m ，车轮接地长度a=0.2m ，由规范中的公式（2.3.22）可知
18.77m tan308.80.620.2012.8=+?+
+= ）（B 因挡土墙分段长度大于10m ，故取扩散长度 m B 2018.77m ≤= 2、计算荷载布置宽度
（1）按活动区宽度布置汽车荷载来求 已知：∑=====3
10
/00.18,77.18,48.1,2752/550m KN m B m L KN KN G γ由规
范公式（2.3.2-1）可知：
()m
h 55.000.1848.177.18275
1=??=
（2）按路基全宽布置汽车荷载来求
因路面宽为18.5m ，横向可布置四辆重车 ∴∑====?=3
10
/00.18,77.18,26.00,22005504m KN m B m L
KN KN G γ
∴
()m
h 25.000.1826.0077.182200
2=??=
由上可看出()()12h h < 故取h=0.55m
在深度hi 处，拉筋承受的拉力为
v i ai i S K T σ=2
其中，路堤式挡土墙在车辆荷载作用下，深度i z 处的垂直应力按下式计算
ci c ai L L h 1
1γσ=
式中：ai σ—车辆荷载作用下，加筋体内深度i z 处的垂直应力 c L —结构计算时采用的荷载布置宽度 ci L —深度i Z 处应力扩散宽度，按照下式计算 当c i b H z 2≤'+时，i c ci z H L L +'+= 当c i b H z 2>'+时，
2b i
c c ci z H L L +'+
+=
c b —面板背面至路基边缘距离 计算加筋体自重产生的拉力
根据应力分析法的基本假定和基本原理，加筋体自重第i 层拉筋产生的拉力3i T 为：
v i i 3i S z K T γ=
上式中：i K —水平土压力系数
320
.0)245(tan a 2=-=φ
K
当m z 61≤时，
)661(110
z
K z K K a i +-'=
当m z 61>时，a i K K =
0K '------静止土压力系数，?
sin 10-='K ；
a K ------主动土压力系数，
i Z -------第i 单元结点至加筋体顶面垂直距离（m ） 四、筋带所受拉力计算 筋带所受拉力可按照下式计算：
i
i i v i ai T T T S K h T 321121Zi i 21++=++=）（σγγ
式中：1γ—加筋体填料容重（3
/m kN ）
2γ—加筋体上填土容重（3
/m kN ）
v S —筋材之间的垂直距离（m ） 1i T —加筋体路堤填土产生的拉力 2i T —车辆荷载产生的拉力 3i T —加筋自重产生的拉力
计算列表进行如下所示：
筋带层号Z i（m）k i L i(m) σai T1T2T3T i
1 0.00 0.48 19.00 9.01 2.2
2 3.67 6.22 12.11
2 0.70 0.44 19.70 8.69 2.04 3.26 5.72 11.03
3 1.40 0.40 20.20 8.47 1.87 2.91 5.23 10.01
4 2.10 0.37 20.5
5 8.33 1.69 2.59 4.74 9.02
5 2.80 0.33 20.90 8.19 1.52 2.28 4.24 8.04
6 3.50 0.29 21.25 8.05 1.34 1.98 3.75 7.07
7 4.20 0.25 21.60 7.92 1.16 1.69 3.26 6.11
8 4.90 0.21 21.95 7.80 0.99 1.41 2.76 5.17
9 5.60 0.18 22.30 7.67 0.81 1.14 2.27 4.23
10 6.30 0.32 22.65 7.56 1.48 2.06 4.14 7.68
11 7.00 0.32 23.00 7.44 1.48 2.02 4.14 7.65
12 7.70 0.32 23.35 7.33 1.48 1.99 4.14 7.62
13 8.40 0.32 23.70 7.22 1.48 1.96 4.14 7.59
14 9.10 0.32 24.05 7.12 1.48 1.94 4.14 7.56
加筋体上填土及其上车辆荷载作用下垂直应力计算图
五、加筋复合体内部稳定验算 筋材抗拉断验算 筋材长度按下式计算
a e L +=L L
式中：L —总长度（m ）
a L —筋材在主动区的长度，a L =0.3H =3m e L —筋材有效长度，按照下式计算：
()m f S K F f h T F L v a s v i s 10.35m 0.8tan31
7.00.3201.5215.021e <=???==?+=
∑ σγ
∴e L 的取值为1m 故每层筋材下料长度为：
6.04sin73.31
232L v
e a =+
+=+
+=
β
S L L m
因而为了安全起见，取L 的长度为7m 钢材抗拔出验算
考虑到筋材上下两面都承受摩擦力，抗拔安全应符合下式要求
[]()s i ai i i F f
L Z T T 1
22i σγ+=≤
式中：f —筋材与周围土的摩擦系数
48.031tan 8.0tan 8.0=?==
?f s F —要求的安全系数，5.1s ≥F
()0.35m 0.8tan310.70
0.321.5215.021e =???==?+=
∑
f S K F f h T F L v a s v i s σγ
因而实际取为e L =1m
()()m Zi H L 88.423145tan 7.033.9245tan a =???? ??--=???
??--= φ
m m m m La L L 788.588.400.1e <=+=+=
由此可见，设计满足抗拉断和抗拔出要求 六、加筋复合体外部稳定性验算 基底底面地基应力验算 （1）基底面上垂直力N
()KN/m 3.78180.50.258.51=?+?=W
/m
6.5251821
0.51.452KN W =???=
/m 1175.58189.3373KN W =??= m /901564KN W =?=
KN/m 41.13509058.1751525.63.784321=+++=+++=W W W W N
（2）墙背上水平土压力 路基顶面1点处水平压力：
a kP P 30.3472.348.01825.048.018a =??+??= 路基顶面2点处水平压力： ()a kP P 09.8748.033.95.025.018
b =?++?= ∴
160.8KN/m 21
624.614.56=?
?+?=E
KN E 1.15120cos 8.160cos E ax =?=?=
δ KN E E 99.5420sin 8.160sin ay =?=?=
δ
（3）求各力对基底重心o 点的力矩
()m 1719.73KN/0.6180.5 1.45
2
1
4.0718
5.80.50.252.77182.9270.518671=????+???++???+???=M
m KN M E /12.16057.21.15115.499.54-=?-?=
∴/m 61.5591160.12-1719.731KN M M M E ==+= （4）由规范中的公式（5.2.8）可知
a
kP 89.38397.190915.192761
.15596741.13502
max =+=?+=
σ a
kP 95.190.971-915.192761.15596-741.13502min ==?=σ
已知地基容许承载力[]a kP 500~3000=σ ∵[]0,min 0max ><σσσ ∴地基承载力满足要求。 基底滑移稳定验算
查规范表5.1.3可知，当荷载组合为Ⅰ时，要求的基底滑移稳定系数
[]3.1c =K ，查表5.1.5取基底摩擦系数0.3=μ
垂直合力 KN/m 41.3501=N 水平合力 160.8KN/m ==E T 由规范中的公式（5.2.9）
52
.28.16041
.13503.0c =?=
=
T
N
K μ
∵[]c K K >c
∴基底滑移稳定性满足要求。 3、倾覆稳定验算
（1）求各力对墙趾0点的力矩
m KN x W M /2.31752.41842111=??=?= m KN x W M /2306.866.27182.927222=???=?=
()m KN x W M /20.0210.50.25187.57333=+??=?=
m KN x E M /35.684.13180.48444=??=?=
（2）由规范公式（5.2.10）
47
.141.15157.268
.352.10286.23062.31754
3210
y 0=?+++=
+++=
=∑∑E
M M M M M M
M K
查规范表5.1.3，当荷载综合为Ⅰ时，要求的倾覆稳定系数为[] 1.50=K ∵[]00K K >
∴抗倾覆稳定性满足要求。
挡土墙施工设计说明
挡土墙施工设计说明 （1）材料及要求： 砌筑挡土墙所用石料分为片石、块石等，浇筑墙身材料有片石混凝土、水泥混凝土等。一般原则：1）石料比较充足的地区，当挡土墙高度≤4米时，可采用Ｍ7.5水泥砂浆砌筑片块石，其比例为片石占70%，块石占30%计；2）4米＜挡土墙高度≤12米时，采用C20片石混凝土。3）挡土墙高度＞12米时，原则上应采用C20水泥混凝土。4）有影响景观的全段应采用同一墙身结构。5）为方便施工，同一分段挡土墙宜采用同一种材料施工。 石料应是结构密实、石质均匀、不易风化、无裂缝的硬质石料，石料强度等级一般不小于MU40。强度等级以5cm×5cm×5cm含水饱和试件的极限抗压强度为准。 砂浆所用的水泥、砂、水的质量应符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。反滤层可选用砂砾石等具有反滤作用的粗颗粒透水性材料。 水泥应采用强度高、收缩性小、耐磨性强、标号大于32.5号普通硅酸盐或旋窑硅酸盐水泥，水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合有关规定。 为了防止挡土墙因地基不均匀沉降或温度变化引起挡土墙裂缝而破坏，需设置变形缝（沉降缝和伸缩缝一般宽度为2～3cm），并在缝内填塞填缝料。为保证变形缝的作用，两种接缝均须整齐垂直、上下贯通，并且缝两侧砌体表面需要平整，不能搭接，必要时缝两侧的石料须修凿。接缝中需要填塞防水材料（如沥青麻絮），
可贴置在接缝处已砌墙段的端面，也可在砌筑后再填塞，但均需沿墙壁内、外、顶三边塞满、挤紧，填塞深度均不得小于15cm，以满足防水要求。 片石混凝土片石含量不得多于挡墙体积的20%，片石的强度不得低于MU50，片石混凝土施工时，应用质地坚硬、密实、耐久、无裂纹和无风化的石料,片石的厚度应为150～300mm。在混凝土中埋放片石时应符合下列规定： 1）片石应清洗干净并完全饱水，应在浇注时的混凝土中埋入一半左右。 2）当气温小于0摄氏度时，不得埋放片石。 3）片石应分布均匀，净距应不小于150mm，片石边缘距结构物侧面和顶面的净距应不小于150mm，片石不得触及构造钢筋和预埋件。 4）混凝土应采用分层浇（砌）筑的方式，每层混凝土的厚度不应超过300mm，大致水平，分层振捣，边振捣边加片石。 片石混凝土的施工应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）的相关规定。 有抗震要求的混凝土挡土墙施工缝和衡重式挡土墙的变截面处，应采用短钢筋加强、设置不少于占截面面积20%的榫头等措施提高抗剪强度。 （2）施工准备及放样： 挡土墙施工前应做好地表排水和安全生产的准备工作，施工前先将墙后地表的虚方全部清除，并将原地面开挖成台阶状，同时必须对设挡土墙段落的横断面重新放样，若发现实地墙趾地面线与设
理正挡土墙设计详解
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。
1第二章快速操作指南 1.1操作流程 图2.1-1 操作流程 1.2快速操作指南 1.2.1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。
挡土墙设计说明书
（一） 设计资料： 某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下： 1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。 2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。 3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。 4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸： 1 1.4b =m,d l =0.40m,d h =0.60m ） 。 5．填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算摩擦角φ=35，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。 6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=450Kpa ，基地摩擦系数为f =0.45。 7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σKpa ，容许剪应力[τ]=100Kpa ，容许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。
图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）设置挡土墙的理由： 该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。 经过比较，决定设置路堤墙，因为若用路肩墙，经过初步估算，其承受的土的主动土压力较大，使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差，很容易让路基随其沿着山坡下滑，导致路基的破坏，因而不宜选用。
理正挡土墙说明书
理正挡土墙说明书 篇一：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。 2.2.2 选择行业及挡墙形式 1．适用于公路、铁路、水利及其它行业。
挡土墙工程质量控制
挡土墙工程质量控制 由于赤水港东门码头为重力式码头，挡土墙的稳定性将直接影响到整个后方的安全，是整个工程质量控制关键点，主要措施如下： （1）确保挡土墙的基础严格按图施工。基槽开挖底标高达到设计标高后，监理工程师核对其土质是否符合设计要求，进行了认真核实，符合设计要求，方进行隐蔽工程基础验收有关工作，如不符合设计要求则及时与设计单位研究控制标准，直至满足规范及设计要求后，方及时会同业主、质监、设计等单位进行基础验收，验收合格后方通知施工单位进行挡土墙基础的施工。 （2）挡土墙混凝土与墙身结构处理，现场监理工程师严格按设计单位提供的混凝土与浆砌条石之间结合面的处理方案，督促施工单位对结合面进行处理，确保了混凝土与浆砌条石之间结构的连续性。 （3）现场监理工程师严格按照设计要求及规范规定，对泄水孔的数量、位置及高度、间距、孔径尺寸进行隐蔽工程验收，验收合格后方允许进行倒滤层的施工。挡土墙墙背回填之前，再次对泄水孔、倒滤层是否畅通进行实况检查。 （4）现场监理工程师严格监督砌筑砂浆的品种、配合比设计、砂浆试件材料试验报告单必须符合设计要求，其强度必须符合规范有关规定。并督促施工单位按规范规定坚持每50m3砌体留置一组砂浆试块，不足50m3砌体的也应留置一组砂浆试块的见证取样制度。 3.4.2 回填工程质量控制 赤水河东门码头水位变幅较大，挡土墙高度较高，形成陆域回填量较大。而回填质量直接影响到挡土墙的稳定及后方陆域的沉降与否，因此，现场监理工程师在回填质量控制过程中采取了以下措施： （1）现场监理工程师按照设计严格控制各层填料的质量，不合格填料严禁入场，所需填料必须按设计要求级配均匀。 （2）挡土墙墙后回填必须在挡土墙混凝土强度达设计强度的允许值范围内后，
挡土墙设计说明书
（一） 设计资料： 某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下： 1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。 2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。 3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。 4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸：1 1.4b =m,d l =0.40m,d h =0.60m ） 。 5．填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算内摩擦角φ=35，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。 6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=450Kpa ，基地摩擦系数为f =0.45。 7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σKpa ，容许剪应力[τ]=100Kpa ，容许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。 横断面原地面实测值及路基设计标高 表1
图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）设置挡土墙的理由： 该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。 经过比较，决定设置路堤墙，因为若用路肩墙，经过初步估算，其承受的土的主动土压力较大，使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差，很容易让路基随其沿
挡土墙施工设计说明
（1）材料及要求： 砌筑挡土墙所用石料分为片石、块石等，浇筑墙身材料有片石混凝土、水泥混凝土等。一般原则：1 ）石料比较充足的地区，当挡土墙高度W 4米时，可采用M 7.5水泥砂浆砌筑片块石，其比例为片石占70%块石占30%计；2）4米V挡土墙高度W 12米时，采用C20片石混凝土。3）挡土墙高度> 12米时，原则上应采用C20 水泥混凝土。4）有影响景观的全段应采用同一墙身结构。5）为方便施工，同一分段挡土墙宜采用同一种材料施工。 石料应是结构密实、石质均匀、不易风化、无裂缝的硬质石料，石料强度等级一般不小于MU40强度等级以5cm< 5cm< 5cm含水饱和试件的极限抗压强度为准。 砂浆所用的水泥、砂、水的质量应符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。反滤层可选用砂砾石等具有反滤作用的粗颗粒透水性材料。 水泥应采用强度高、收缩性小、耐磨性强、标号大于32.5号普通硅酸盐或旋窑硅酸盐水泥，水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合有关规定。 为了防止挡土墙因地基不均匀沉降或温度变化引起挡土墙裂缝而破坏，需设置变形缝（沉降缝和伸缩缝一般宽度为2?3cm , 并在缝内填塞填缝料。为保证变形缝的作用，两种接缝均须整齐垂直、上下贯通，并且缝两侧砌体表面需要平整，不能搭接，必要时缝两侧的石料须修凿。接缝中需要填塞防水材料（如沥青麻絮），可贴置在接缝处已砌墙段的端面，也可在砌筑后再填塞，但均需沿 墙壁内、外、顶三边塞满、挤紧，填塞深度均不得小于15cm以 满足防水要求。 片石混凝土片石含量不得多于挡墙体积的20%片石的强度不得低于MU50片石混凝土施工时，应用质地坚硬、密实、耐久、无裂纹和无风化的石料，片石的厚度应为150—300mm在混凝土中埋放片石时应符合下列规定： 1）片石应清洗干净并完全饱水，应在浇注时的混凝土中埋入一半左右。
挡土墙设计详解
加筋土支挡结构课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：2016年12月
第一章加筋土挡土墙 一、概述 加筋土挡土墙指的是由填土、拉带和镶面砌块组成的加筋土承受土体侧力的挡土墙。 加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。一般应用于地形较为平坦且宽敞的填方路段上，在挖方路段或地形陡峭的山坡，由于不利于布置拉筋，一般不宜使用。 挡土墙是公路工程中应用中最广泛的一种构筑物。是一种支撑路堤土和山体土坡，防止填土和土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物，随着时代的发展和对出行的需要，高速公路建设要求也日益增高，挡土墙也显着越来越重要。其结构形式也向着多样化发展，设计理念也不断创新，可谓是与时俱进。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。 二、加筋土挡土墙特点 加筋土实质上是填土、拉筋、面板三者的结合体。土和拉筋之间的摩擦改善了土的物理力学性质，使土与拉筋结合成为一个整体。在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋间的摩擦力。面板的作用是阻挡填土或填砂的坍塌挤出，迫使填料与拉筋结合为整体。加筋土挡墙就是利用填土与拉筋的摩擦力去平衡填土的侧压力。这样就使得加筋土挡墙更加轻型化和简单化。近年来加筋土技术广泛应用于土木工程，其优越性愈来愈明显。 经归纳，其特点概括如下： (1)组成加筋土的面板和筋带可以预先制作，在现场用机械(或人工)分层
填筑，这种装配式的方法，施工简便、快速，并且节省劳力和缩短工期； (2)加筋土是柔性结构物, 能适应地基轻微的变形； (3)加筋土挡土墙抗振动性强，因此它也是一种良好的抗震结构物； (4)加筋土挡土墙节约占地, 造型美观。加筋土挡土墙的墙面板可以垂直砌筑，可大量减少占地。挡土墙的总体布设和面板的型式图案可根据周围环境特点和需要进行设计； (5)加筋土挡土墙造价比较低。加筋土挡土墙与钢筋混凝土挡土墙相比，可减少造价一半；与石砌重力式挡土墙比较，也可节约20%以上。同时，加筋土挡土墙的造价随墙高的增加而节省效果愈显著。因此它具有良好的经济效益。三、工作原理 加筋土的工作原理是拉筋与填土(通常是颗粒材料)之间的摩擦作用，可以解释为：加筋土看作是由拉筋和土组成的一种复合材料。三轴试验表明，对干燥的砂土试样施加竖向压力，试样会产生侧向膨胀；如果土中水平放置不易延伸的拉筋后，由于筋土的摩擦作用，使拉筋受到拉力，而给予土料的侧向位移以约束力，这就好象在试样上又施加一个侧向压力。当竖向压力增加时，侧向约束力随之增大，直到土与拉筋之间出现滑移或拉筋断裂，试样才破坏。因而，加筋土的强度相应获得提高。 为使侧向约束力较大，一方面要设法增加土粒和拉筋接触面上的摩擦力，也就是采用料径较大的填料和表面粗糙的扁形拉筋；另一方面，应使用延展性较差的材料做拉筋；材料的延展性过大，拉筋将随土料侧向位移一起变形，而起不到侧向约束使用，就不能提高土的强度。拉筋一般应水平布设并垂直于墙面，拉筋在稳定区内必须有足够的长度，以防止拉筋被拔出。 五、加筋土挡墙的形式 常见的加筋土挡土墙形式有下列几种： (1)单面式加筋土挡土墙； (2)双面式加筋土挡土墙，双面式中又分为分离式、交错式以及对拉式加筋土挡土墙； (3)台阶式加筋土挡土墙； (4)无面板加筋墙。
挡土墙设计的基础资料及设计参数
1 前言 公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。 挡土墙的形式多种多样，按其结构特点，可分为：石砌重力式、石砌衡重式、加筋土轻型式、砼半重力式、钢筋砼悬臂式和扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型；按其中路基横断面上的位置，又可分：路肩墙、路堤墙及路堑墙；按所处的环境条件，又可分为：一般地区挡墙、浸水地区挡土墙及地震地区挡土墙。考虑挡土墙设计方案时，应与其他工程方案进行技术经济比较，分析其技术的可行性、可靠性及经济的合理性，然后才确定设计方案，并根据实际情况进行挡土墙的选型。 在山区公路中，由于地形条件更为复杂，地势更为陡峭，因此，挡土墙的应用更为广泛。近几年来，笔者参加了二十多段、共三百多公里的山区公路（二、三级）的设计，主要负责路基防护工程，特别是挡土墙的设计，对山区公路挡土墙的设计积累了一定的经验与体会，在此提出，仅供同类工程设计时参考。 2 挡土墙设计的基础资料及设计参数 2.1 基础资料 挡土墙设计时，必须具备以下资料：路线平面图、纵断面图、横断面图，地质资料（包括工程地质勘察报告、工程物探报告），地震勘探报告，水文资料，总体设计资料及构造物一览表等。 2.2 设计参数的选取 2.2.1 墙背填料的物理力学性质对于山岭重丘二、三级公路的挡土墙设计，当缺乏试验数据时，填料的计算内摩擦角及容重可参照表1及表2选用： 表1 填料内摩擦角ψ参考值 表2 填料标准容重
2.2.2 墙背摩擦角填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。山区公路中，对于浆砌片石墙体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 2.2.3 基底摩擦系数基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确 定。 2.2.4 地基容许承载力地基容许承载力可按照《公路设计手册2路基》及有关设计规范规定选取。 2.2.5 建筑材料的容重根据有关设计规范规定选取。 2.2.6 砌体的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。 2.2.7 砼的容许应力和设计强度根据有关设计规范规定选取。 3 挡土墙的选型 3.1 材料选择 浆砌片石挡土墙取材容易，施工简便，适用范围比较广泛。山区公路中，石料资源较为丰富，在挡土墙高≤10米时，因地制宜，采用浆砌片石砌筑，可以较好地满足经济、安全方面的要求。 3.2 截面形式选择 根据挡土墙结构类型及其特点分析，当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。同时，由于山区公路地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。一般在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。当墙高≥5且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，可以有效地减小截面，节省材料。 3.3 位置选择 在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土体。
重力式挡土墙的设计要点
1重力式挡土墙的设计要点 设计重力式挡土墙，一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量，再进行细部尺寸调整，以满足挡土墙的抗倾覆要求。 1.1断面形式的确定 根据重力式挡土墙结构类型及其特点，我们可以根据实际条件，选择不同类型的断面结构。如果地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，一定会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。 1.2挡土墙的截面尺寸的确定 重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力，在设计时，重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定，可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算，如不满足要求，则应修改截面尺寸或采取其它措施，直到满足为止。 1.3土压力的确定 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多，由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。 2重力式挡土墙的计算内容 从安全地角度考虑，当埋入土中不算很深时，作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土中部分所受的被动土压力，一般可忽略不计。重力式挡土墙的计算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。 2.1挡土墙的稳定验算及强度验算 挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆，并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后，应进行墙的稳定及强度验算（采用容许应力法）。 2.2 墙身截面强度验算 通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，重力式挡土墙只验算水平剪应力。 2.3基底应力及偏心验算 基底的合力偏心距e计算公式为：e=B/2-Zn=B/2-（WZw+EyZx-ExZy）/（W+Ey） 在土质地基上，e≤B/6；在软弱岩石地基上，e≤B/5；在不易风化的岩石地基上，e≤B/4。 3挡土墙稳定性增大的措施 设计、验算之后，为保证挡土墙的安全性，必须采取必要的措施。
理正挡土墙设计计算实例
理正挡土墙设计计算实例 作者：张茜 来源：《城市建设理论研究》2014年第05期 摘要：北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，计算过程中为设计人员节省了大量的工作时间，本文借助工程实例向大家介绍一下该款软件的使用方法。 关键词：理正、悬臂式挡墙、稳定中图分类号：TU476+.4文献标识码：A 正文: 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，具有以下几点有点： 包括13种类型挡土墙; 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; 适用的地区广; 挡土墙基础的形式种类多; 该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。本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； 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; 计算内容完善一一土压力、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。 综合以上优点，设计人员在计算过程中采用该软件，可以节省大量的计算时间，降低工作强度。在实际工程设计计算中，确定挡土墙的计算类型，根据理正挡土墙软件的操作流程进行计算，能很快的得到计算结果。 工程实例:
挡土墙施工设计结构设计说明
挡土墙施工设计结构设计 施工组织设计 一、编制说明 在编制本标的工程施工组织设计的过程中，我们仔细阅读了招标文件。在认真阅读和充分理解设计意图的基础上，结合我公司的施工经验，根据施工场地状况，以信守合同、确保质量工期、安全文明生产、持续注重环保、合理控制工程造价为指导思想，经过细心研究形成了本施工组织设计主要内容，其中阐述了本工程实施时的施工设备、施工计划安排、施工技术方案、施工组织实施方法及顺序，确保工程质量和工期的主要措施，以及安全、文明、环境保护措施。在编制过程中，择优选择施工方案，做到科学合理、经济方便，为工程施工统筹安排提供技术支持。 二、编制依据及原则 2．1编制依据 1、挡土墙工程招标文件、设计图纸及有关参考资料。 2、我公司的施工现场考察及标前有关会议精神。 3、部颁《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基处理技术规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑边坡工程技术规范》、《公路路基设计规范》及现行国家和重庆市相关标准及规范。2．2编制原则
1、根据工程特点、自然条件及工期要求，在确保工程质量与施工安全的前提下，采用科学合理的施工作业方法，筹划人力安排，调配所需的机械设备，以满足施工生产的需要，确保人力、物力充分发挥作用，使绩效最大化。 2、详细辨别各分项工程之间的施工顺序和相互制约关系，认真研究，统筹安排，理清控制因素与被控制因素，形成连贯合理的施工工艺流程。 3、对施工的重点工序和难点工序进行科学分析、采用成熟的施工技术和经验，做到切实可行、合理经济。 4、根据各级政府部门质量、安全、文明施工、环境保护要求，建立各项保证体系前制定完善的保证措施，确保施工生产各项管理目标的顺利实现。 5、充分利用我公司人力资源、机具设备、可动员资源以及工程区域内可利用的社会资源。 三、工程管理目标 工期目标：180天 质量目标：工程一次验收合格率100%，合同履约率达100%。 安全目标：执行国家颁布的各种施工安全规程，杜绝伤亡、重大交通、火灾、机损等事故。 环境目标：保护环境，文明施工。根据国家有关政策，保护好沿线自然生态环境，灭尘降噪，减少污染。挂牌上岗、文明施工。 四、工程概况
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。
第六章 挡土墙及土压力计算
第六章：挡土墙及土压力计算 挡土墙：为防止土体坍塌而修建的挡土结构。土压力：墙后土体对墙背的作用力称为土压力。 一、三种土压力——根据墙、土间可能的位移方向的不同，土压力可以分为三种类型： 1.主动土压力Ea ——在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea 。 2.被动土压力Ep ——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为被动土压力，记为Ep 。 3.静止土压力Eo ——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo 。 二、三种土压力在数量上的关系 墙、土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，与天然状态相同，此时的土压力为静止土压力；在此基础上，墙发生离开土体方向的位移，墙、土间的接触作用减弱，墙、土间的接触压力减小，因此主动土压力在数值上将比静止土压力小；而被动土压力是在静止土压力的基础上墙挤向土体，随着墙、土间挤压位移量的增加，这种挤压作用越来越强，挤压应力越来 越大，因此被动土压力最大。即：Ea 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 挡土墙设计说明书 1、设计依据 本设计依据的规范为交通部部颁《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）。 2、设计参数 1) 设计汽车荷载：公路--Ⅱ级； 2) 路基宽度：； 3) 挡土墙基底摩擦系数f0=； 4) 墙背填料计算内摩擦角φ=35°； 5) 墙背填料重度r=18KN/m3 ； 6) 墙身重度rk=24KN/m3 ； 7) 挡土墙稳定系数：抗滑动稳定系数kc≥； 抗倾覆稳定系数ko≥。 3、材料要求 1）K4+765～K4+790段挡土墙墙身及基础采用水泥砂浆砌MU40片石；K790～K4+810段挡土墙墙身采用水泥砂浆砌MU40片石，基础采用C20片石混凝土。片石强度等级不低于MU40级，墙身采用M10水泥砂浆勾缝。 2）片石规格应符合石料有关技术要求。 4、施工注意事项： 1) 挡土墙基底倒坡为：1，应切实按照设计要求施工，不得任意 改缓或改陡基底倒坡，以免影响墙身稳定。 2) 挡土墙施工时，基底土壤的容许承压应力必须满足设计要求。 3）施工时，挡土墙基础埋置深度和墙趾外襟边宽度必须满足设计的最低尺寸要求，对于粗粒土地基的基础埋置深度≥、墙趾外襟边宽度≥2m，强风化硬质岩石或弱风化软质岩石地基的基础埋置深度≥、墙趾外襟边宽度≥1m。 4）挡土墙位于沿路线方向的纵坡小于或等于5%时，挡土墙的基底可布设成与路线相同的纵坡；若路线纵坡大于5%时，应将基底随地形变化布设成水平台阶，且每一台阶的水平长度不得小于米，台阶的高宽比不得大于1/3。 5）挡土墙一般应安排在旱季施工，施工时应严格按照设计图及有关施工技术规范进行放样，以确保施工断面符合设计要求。 6）挡土墙基坑开挖的位置、深度及基底尺寸均应符合设计图的要求。当基坑开挖至设计标高后，如地基承载力与设计图的要求不符，或者地基承载力虽然满足设计要求，但地基土为粉土、粘土、易软化的软质岩(泥质砂岩、泥质页岩、粘土岩及泥灰岩等)时,不得直接作为挡土墙基础的持力层,应根据开挖后实际的地质、水文情况，采取加深基础埋置深度、换填砂砾垫层及砂桩加固等措施，并经设计单位和监理工程师认可后实施。 第 2 页共 2 页 7）挡土墙墙基开挖应采取开槽的方法，不得将墙趾外原地面挖成平台，以保证基础嵌入原状岩层或土层；开挖至接近基底标高时应保留10-20厘米的土厚，在基础施工前突击开挖，并修凿平整，经监理工程师验基后，立即砌（浇）筑基础。 8）挡土墙及基础施工完毕后，应及时进行基坑回填夯实，墙趾部分的基坑回填，应做成外倾斜坡，土质地基应将基坑用粘性土回填夯实，以免积水下渗软化墙基。 9）砌筑的砂浆及混凝土的配合比应通过试验确定，施工时应按确定的配合比选用组成材料，要求采用机械拌和并按规定检查砂浆及混凝土的标号；挡土墙砌筑应严格按有关施工技术规范要求执行，加强养生，以确保工程质量。 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： 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： G1和G2的作用点离O点的距离分别为 （3）倾覆稳定验算： 挡土墙满足抗倾覆稳定设计要求 （4）滑动稳定验算： 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 N1=G1+G2=119+92.4=211.4KN/m 合力作用点离O点的距离： 理正软件在挡土墙设计中的应用 【摘要】：本文以四川省旺苍县防洪堤项目为例，主要介绍理正软件在计算挡土墙土压力、验算稳定性等过程中的应用。 【关键词】：理正软件；挡土墙计算。 1、确定挡土墙型式为衡重式挡土墙。 2、挡土墙尺寸拟定： 首先根据河流的设计洪水位线和相关的水文资料，确定防洪堤堤顶高程；然后依据计算 的冲刷深度确定挡土墙底部从地面以下的最小埋深；根据堤顶高程（挡土墙顶高）和最小埋 深初步拟定挡土墙高度H。查《挡土墙设计实用手册》可知，挡土墙上墙高一般取0.45~0.55H，台宽一般取0.25~0.3H，上墙背坡斜率坡度一般取1：0.25~1 : 0.3,下墙背坡斜率坡度一般 取-1 : 0.2~-1 : 0.4,墙底倾角一般取5° ~10。，即坡率为1 : 5~1 : 20，挡墙面坡坡度根据功能使用要求，一般取0 （直立）或为较大坡度。本项目以10m高挡土墙为例，具体尺寸选 取如下： 3、参数选取： （1）安全系数： 安全系数的选取如下，其中基底偏心距容许值为：1/6 X B=1.13，截面偏心距容许值与 抗震截面偏心距容许值均为：1/4 X B=1.69 （其中B表示墙底宽度）。其他安全系数的选取均于《挡土墙设计实用手册》查取： 安全系数 本表系数只在“其它.水利行业"■有效 (2) 计算参数选取： 其中墙后填土为碎石渣，内摩擦角为40°,粘聚力为OkPa，容重为19KN/m3,墙背与 墙后填土摩擦角一般取墙后填土内摩擦角的1/2 ;地基土为卵石土，容重为1819KN/m 3，内 摩擦角为35°，摩擦系数为0.4；地基承载力按工程设计标准取值，本项目取500 kPa,墙 底为碎石垫层，摩擦系数取0.5。墙身采用C20块石混凝土，容重为23KN/m 3,容许压应力、容许剪应力和容许拉应力查《混凝土结构设计规范( GB 50010_2002 )》可知： 第五章挡墙设计 一、填空题 1.常见的石砌挡土墙一般由墙身、基础及_____、_____等几个主要部分构成。 2.根据重力式挡土墙的墙背倾角的正负，可划分为_____式、_____式及垂直式挡土墙。 3.石质地基上的挡土墙的基础设置应满足_____和_____的要求。 4.常见的重力式挡土墙的基础形式有扩大基础及_____与_____等三种。 5.沉降缝通常设在_____与_____等位置。 6.沉降缝伸缩缝是为了防止_____和_____而设置的。 7.挡土墙与路堤衔接应做成_____形式，与路堑衔接应做_____处理。 8.挡土墙的受土压力状态可分为主动、_____及_____三种。 9.用库伦理论求粘性土的土压力时，不仅考虑_____、摩擦力、反力，还应考虑_____ 影响。 10.挡土墙基底合力偏心距不宜过大，通常土质基底e≤_____，紧密岩石基底e≤_____。 11.加筋挡土墙是由面板、_____及连结件与_____组成。 12.加筋挡土墙的基本工作原理是靠_____和_____之间的摩擦作用来抵抗土压力的。 13.路基施工前的施工准备工作内容包括组织准备，_____和_____三个方面。 二、选择题 1.什么位置的挡土墙需要设护栏?（） A.路堤墙； B.路肩墙； C.路堑墙； D.山坡墙， 2.抗滑挡土墙墙背土压力的大小应按（）确定。 A.主动土压力； B.剩余下滑力； C.A和B中较大者； D.静止土压力 3.挡土墙基底计算最小应力小于零时，说明（）。 A.基底承受压应力； B.偏心距过大； C.墙身基础尺寸不足； D.地基承载力不够 4.重力式挡土墙墙身应力和偏心距验算位置一般选在（）。 A.墙顶及墙底面； B.1/2墙高及墙底面； C.墙底及1/3墙高处； D.1/2墙高及断面急剧变化处 5.为了减少拆迁和占地面积，一般可采用（）。 A.路堑墙； B.路堤墙； C.山坡挡土墙； D.路肩墙 6.挡土墙土压力计算，宜按（）计算： A.主动土压力； B.静止土压力； C.被动土压力； D.土抗力 三、问答题 1.土质地基上的挡土墙的基础设置应满足哪些基本要求? 2.在什么情况下，挡土墙可不设泄水孔? 3.挡土墙的布置包括哪几个方面? 4.用于挡土墙土压力计算的库伦理论有哪些主要假定? 5.挡土墙抗滑稳定性不满足要求时，应采用哪些措施? 6.当挡土墙的抗倾覆稳定系数K<1.5时，可采用哪些有效措施? 7.什么叫静止土压力? 8.简述加筋挡土墙的特点?重力式挡土墙设计示例
挡土墙设计说明书
06章挡土墙设计-习题答案路基路面工程
理正挡土墙设计软件应用实例(11月)
6-挡土墙设计测验