挡土墙稳定分析计算书
饿挡土墙稳定分析
根据工程的需要假设墙的高度H为4.8m,墙顶的宽度b为0.8m,确定墙底的宽度B为4.72m，基础埋深2m，前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1：0.4。选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙，此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点，是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。
为防止挡土墙堤防冻融变化，挡土墙后填筑1m宽砂砾料，坡比为1：0.5；挡土墙设两排排水孔，孔径υ110mm，孔距为3m,上下排间距为2m，错开布置，排水管外填筑粗细碎石，防止换填体渗出堵塞排水管。
为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10m设置一道，缝宽3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。
以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算，取2+000底高程186.3m作为设计挡土墙底高程；挡土墙顶高程为191.10m，从安全计，挡土设计计算高度为4.8m。其余尺寸见计算简图，分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核计算，根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。
左岸设计堤顶高程191.1
挡土墙断面简图
a) 第一种情况：墙前无水，墙后填土 稳定计算 1、主动土压力
按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中按郎肯土压力公式:
Ka h K qh P 2
1112
1a γ+=
Ka h h P 212γ=
Ka h P 2
232
1ωγ=
式中：P 1、P 2、P 3—主动土压力，KN/m;
q — 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载，KN/m 2； γ—土的重度, KN/m 3 , 取19.00 KN/m 3 ； γ
ω
—水的浮重度，KN/m 3；取10KN/m 3；
K a —主动土压力系数， K a =0.36；
h 1—墙后地下水位以上土压力计算高度，m ; h 2—墙后地下水位以下土压力计算高度，m ;
经计算得P=85.28 KN/m 其中：
1) ）υ
。2
45(tan 2-=Ka
式中：
υ—填土的内摩擦角，取28。；计算得Ka=0.36.
2) L
B G q h 00
γγ∑==
式中：h —墙顶面以上的等待填土高度，m ；
B 0 —不计车辆荷载作用时墙体的宽度，当墙后填土面为水平时，
αθt an t an 0H H B += θ—稳定岩石坡面坡角，取50。； α—墙背摩擦角，取45。；
L —考虑一辆重车在挡土墙纵向分布的计算长度，m （大于分段长度
时L 取15m ）;
L 0—前后轴距加轮胎着地长度。除汽—20级重车为5.6m 外，其余均
为4.2m;
∑G 0—布置在B 0×L 面板内的车轮总重。
注：该设计取公路等级为三级，车辆荷载等级为汽车—10级，履带50进行计算。
经计算得出q=3.8 KN/m 2.
2、抗滑移稳定：
按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:
∑∑=
H
G
f K C
式中：K c —按抗剪强度计算的容许抗滑稳定安全系数；
f —挡土墙底面与地基土之间的抗剪摩擦系数，取0.4； γ—浆砌石的重度，取22.00 KN/m 3
ΣG —作用于挡土墙基底全部竖向荷载之和，为557.70 KN/m ； ΣH —作用于挡土墙全部水平向荷载之和，为85.28K/m ； 经计算得K c =2.62>1.3, 因此满足设计要求。
2、抗倾覆稳定：
按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:
∑∑=
H
V M
M K 0
式中：ΣM V —作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩，为1465.33K N ·m ； ΣM H —作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩，为358.95 K N ·m ；
K 0—抗倾稳定安全系数。
经计算得K 0=4.08>1.5, 因此满足设计要求。 3、地基承载力计算公式：
)
B 6e 1(min
max ±=
∑F
G σ
式中：e — 偏心距；
F — 基底面积；
[R] —地基土的容许承载力，取2000Kpa ； 经计算：
σmax ＝1951.94 KPa <1.2×
[R]=1.2×2000=2400KPa σ
min ＝680.39 KPa <1.2×
[R]=1.2×2000=2400KPa 根据以上验算结果表明，挡土墙的抗滑稳定、抗倾稳定和基底压力均满足工程设计的要求。故不需要重新验算。
结构内力计算
重力式挡土墙墙身应按构件偏心受压及受剪验算其水平截面应力，水平截面应力计算值应小于墙身允许应力值。
按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中公式:
21Pl Gl M +=
W M
A G 0min
max ±=
σ
A P =
τ 式中：M —墙身计算截面的弯矩, K N ·m ，为136.4 K N ·m ； G —墙身计算截面以上所有竖向荷载(包括自重)的总和, K N;
P —墙身计算截面以上所有水平向荷载的总和K N ，为85.28K N ； l 1—墙身计算截面以上所有竖向荷载的合力作用点至计算截面形心
轴的距离,m;
l 2—墙身计算截面以上所有水平向荷载的合力作用点至计算截面形
心轴的距离,m;
min
max
σ —墙身计算截面的正应力最大、最小值Kpa;
A 0 —墙身计算截面的面积，m 2， 为2.72 m 2； W —墙身计算截面的截面距,m 3， 为1.23 m 3； τ—墙身计算截面的剪应力, Kpa;
根据砌体结构设计规范（GB —50003—2001），经计算得
σ＝110.65KPa < f tm =130KPa τ＝31.35 KPa < f v =210KPa
水平截面应力计算值小于墙身允许应力计算值，满足要求，故不需要重新验算。
b) 第二种情况：墙前有水，墙后无土 考虑到墙前有水时，按静水压力计算，由公式
Ka H P 242
1
ωγ
算得
P 4=41.47 KN/m 因此墙靠本身的自重就能保持稳定，不需要再验算。 悬臂式挡土墙计算书项目名称__________________________ 设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间 2017年11月3日（星期五）18:21 图 1 一、设计数据和设计依据 1.基本参数 挡土墙类型: 一般地区挡土墙 墙顶标高: 1.100m 墙前填土面标高: 0.000m 土压力计算法: 库伦土压力 主动土压力增大系数: λE = 1.0 3.安全系数 抗滑移稳定安全系数: K C = 1.30 抗倾覆稳定安全系数: K0 = 1.60 4.裂缝控制 控制裂缝宽度: 否 5.墙身截面尺寸 墙身高: H = 2.100m 墙顶宽: b = 0.250m 墙面倾斜坡度: 1:m1 = 1:0.0000 墙背倾斜坡度: 1:m2 = 1:0.0000 墙趾板长度: B1 = 0.500m 墙踵板长度: B3 = 0.500m 墙趾板端部高: h1 = 0.400m 墙趾板根部高: h2 = 0.400m 墙踵板端部高: h3 = 0.400m 墙踵板根部高: h4 = 0.400m 墙底倾斜斜度: m3 = 0.000 加腋类型: 两侧加腋 墙面腋宽: y1 = 0.000m 墙面腋高: y2 = 0.000m 墙背腋宽: y3 = 0.000m 墙背腋高: y4 = 0.000m 6.墙身材料参数 混凝土重度: γc = 25.00 KN/m3 混凝土强度等级: C30 墙背与土体间摩擦角: δ = 17.50° 土对挡土墙基底的摩擦系数: μ = 0.600 钢筋合力点至截面近边距离: a s = 35 mm 纵向钢筋级别: HRB400 纵向钢筋类别: 带肋钢筋 箍筋级别: HRB400 7.墙后填土表面参数 表 1 墙后填土表面参数 坡线编号与水平面夹角 (°) 坡线水平投影长 (m) 坡线长 (m) 换算土柱数 1 0.00 2.00 2.00 0.00 表 2 换算土柱参数 土柱编号距坡线端部距离 (m) 土柱高度 (m) 土柱水平投影长 (m) 8.墙后填土性能参数 表 3 墙后填土性能参数 层号土层名称层厚 (m) 层底标高 (m) 重度γ (kN/m3) 粘聚力c (kPa) 摩擦角φ (°) 1 中砂7.000 -5.900 18.00 2.00 35.00 9.地基土参数 地基土修正容承载力: f a = 260.00kPa 基底压力及偏心距验算: 按基底斜面长计算 挡土墙设计计算书 1 工程概况 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的形式，挡土墙可以分为重力式挡土墙，加筋挡土墙。锚定式挡土墙，薄壁式挡土墙等形式。本设计采用重力式挡土墙。 2 挡土墙设计资料 1.浆砌片石重力式路堤墙，填土边坡1:，墙背仰斜，坡度1::。 2.公路等级二级，车辆荷载等级为公路－II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I 、II 。 3.墙背填土容重γ＝／m 3，计算内摩擦角Φ＝42°，填土与墙背间的内摩擦角δ ＝Φ/2=21°。 4.地基为砂类土，容许承载力[σ]=810kPa ，基底摩擦系数μ＝。 5.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 。 3 确定计算参数 挡墙高度H =4m 填土高度a =2m 墙面倾斜坡度：1: 墙背倾斜坡度：1: 墙底倾斜坡率：0 扩展墙趾台阶：1级台阶，宽b 1=，高h 1=。 填土边坡坡度为1:；填土内摩擦角：042=φ，填土与墙背间的摩擦角?==212/?δ； 墙背与竖直平面的夹角?-=-=036.1425.0arctan α 墙背填土容重m 3 地基土容重：m 3 挡土墙尺寸具体见图。 图 挡土墙尺寸 4 车辆荷载换算 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 (1) 不计车辆荷载作用 0=h 假定破裂面交于荷载内侧，计算棱体参数 A 、 B ： 18)42(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 7 )036.14tan()224(421 3221tan )2(21210=-?+??-??=+-=αa H H ab B 389.018 7 00=== A B A ?=?+?-?=++=964.4821036.1442δα?ψ； 715 .0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψ?ψθ 则：?=++?>==?69.334 23 25.04arctan 57.35715.0arctan θ 计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ： 省道S206重力式挡土墙设计 专业：土木工程 班级： 姓名： 学号： 二零一七年六月 XXXXXXX大学 建筑工程学院 土木系道桥方向 目录 1、设计资料 (1) 1.1基础资料 (1) 1.2设计依据 (2) 2、初拟挡土墙结构形式和尺寸 (2) 3、确定车辆荷载 (3) 4、破裂棱体位置确定 (4) 4.1破裂角 的计算 (4) 4.2验算破裂面是否交于荷载范围内 (4) 5、土压力计算 (5) 5.1土压力计算 (5) 6、稳定性验算 (6) 6.1受力分析 (7) 6.2抗滑稳定性验算 (7) 6.2.1 抗滑稳定性验算 (7) 6.2.2抗滑动稳定性系数 (8) 6.3抗倾覆稳定性验算 (8) 6.3.1抗倾覆稳定性方程 (8) 6.3.2抗倾覆稳定性系数 (9) 6.4基底应力和合力偏心矩验算 (9) 6.4.1 合力偏心矩计算 (9) 6.4.2 基底应力计算 (10) 6.5墙身截面应力计算 (10) 7、改善措施 (12) 7.1改善措施 (12) 7.2工程数量表 (13) 8、附属设施的设计 (13) 8.1泄水孔设计 (13) 8.2沉降缝与伸缩缝 (14) 8.3墙厚排水层 (14) 8.4结构大样图 (15) 9、立面设计 (16) 9.1整体布局 (16) 9.2挡土墙总体方案布置图 (16) 10、参考文献 (17) 1、设计资料 1.1基础资料 省道S313，路基宽12米，路面宽9米，两侧路肩宽各1.5米。在桩号K5+100-K5+200路段为填方路段，填方边坡坡度1：1.5。为了保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，故设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙。最大墙高见表1。 表1 挡土墙相关设计参数 墙高、墙背仰斜坡度等初始拟定的尺寸详见表1所示，挡土墙顶宽1米，基底水平。挡土墙分段长度为12-20米不等，初始拟定的挡墙断面形式如图1所示。 图1 初始拟定的路肩式挡土墙断面示意图 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； 六、挡土墙计算书 1、挡土墙计算参数选取 天然地基：地基土为粘性土，天然地基承载力特征值KPa f ak 100=，3/19m KN =γ，KPa C k 12=，o 22=K φ。路基填料：3/19m KN =γ，KPa C k 12=，o 12=K φ。混凝土挡土墙重度3/20m KN =γ，挡土墙基础埋深1米，基底摩擦系数取=μ0.35，假设墙背光滑，无地下水影响，现对3米高挡土墙进行验算。 挡土墙示意图 2、地基承载力验算 o 22=K φ，挡土墙顶宽0.6米，底宽1.8米，挡土墙截面面积4.8m 2，如图所示，根据《建 筑地基基础设计规范》查表：04.6,44.3,61.0===C d b M M M ，深宽修正后地基承载力为： KPa C M d M b M f K c m d b a 7.1581204.611944.38.11961.0=?+??+??=++=γγ。 挡土墙每延米的荷载为：KPa f KPa G a k 7.1589618.420=≤=??=，满足承载力验算。 3、土压力计算 66.0)21245(tan 2=-=o o a K ,52.1)21245(tan 2=+=o o p K 主动土压力零界点深度：m K C Z a 55.1812 .01912220=??==γ 总主动土压力：m KN K Z H E a a /6.3766.0)55.14(195.0)(2 1220=?-??=-=γ 主动土压力呈三角形分布，土压力作用点在墙底往上m Z H 82.0)55.14(3 1)(310=-=-处。 被动土压力：m KN K Ch K h E P p p /4452.1112252.11195.022 122=???+???=+=γ 被动土压力呈三角形分布，被动土压力作用点在墙底往上m h 33.013 131=?=处。 土压力计算简图 附件1 滑坡稳定性及挡土墙稳定性验算 1、滑坡体工况1稳定性计算 计算项目：土层滑坡稳定性计算-自重工况 ------------------------------------------------------------------------ [计算简图] [控制参数]: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震 [坡面信息] 坡面线段数10 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 0.000 2.320 0 2 9.340 1.780 0 3 3.710 4.880 0 4 3.030 0.700 0 5 3.620 2.000 0 6 3.330 1.000 0 7 0.590 0.800 0 8 2.830 0.200 0 9 3.080 1.000 0 10 9.780 4.000 0 [土层信息] 坡面节点数11 编号X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 0.000 2.320 -2 9.340 4.100 -3 13.050 8.980 -4 16.080 9.680 -5 19.700 11.680 -6 23.030 12.680 -7 23.620 13.480 -8 26.450 13.680 -9 29.530 14.680 -10 39.310 18.680 附加节点数8 编号X(m) Y(m) 1 0.000 -0.870 2 7.970 0.000 3 27.620 6.400 4 39.310 8.080 5 4.470 -4.200 6 39.310 0.860 7 6.540 -4.200 重力式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：重力式挡土墙 1 计算时间：2016-05-20 10:51:50 星期五 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 4.500(m) 墙顶宽: 1.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.600(m) 墙趾台阶h1: 1.000(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.100:1 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 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 材料抗压极限强度: 1.600(MPa) 材料抗力分项系数: 2.310 系数醩: 0.0020 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: 200.000(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: 0.500 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: 1 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 17.280 9.430 1 第1个: 定位距离0.000(m) 公路-II级 坡面起始距离: 0.000(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) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 第 1 种情况: 组合1 ============================================= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √ 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √ 4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √ 5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ ============================================= [土压力计算] 计算高度为 4.705(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 42.858(度) 公路-II级 路基面总宽= 19.686(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m) 单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(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 7列 布置宽度= 7.360(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 0.500 0.300 15.000 15.000 02 2.300 0.300 15.000 15.000 03 0.500 0.600 60.000 60.000 04 2.300 0.600 60.000 60.000 05 0.500 0.600 60.000 60.000 06 2.300 0.600 60.000 60.000 07 0.500 0.600 70.000 70.000 08 2.300 0.600 70.000 70.000 09 0.500 0.600 70.000 70.000 10 2.300 0.600 70.000 70.000 衡重式挡土墙的稳定性验算分析实例摘要：衡重式挡土墙是利用衡重台上部填土的下压作用和全墙 重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸，适用于山区、地面横坡陡峻的路肩墙。本文以某工程衡重式挡土墙为例，利用理正软 件对其稳定性进行验算，对验算结果进行总结分析，可为同类工程的设计提供参考。 关键词：衡重式挡土墙稳定性重力式挡土墙 abstract: retaining wall is to use the platform under the pressure of filling the role of the ministry and the whole center of gravity moved back wall. it can be increased the stability of wall and to reduce the section size. so it apply to the mountains on the ground cross slope steep shoulder wall. this text based on a retaining wall, using of lizheng software to check its stability and analyze the results for checking. purpose is to provide a reference for the design of similar projects. keywords：weighing retaining wall ;stability; gravity retaining wall 一、衡重式挡墙土压力计算基本原理 衡重式挡土墙等折线形墙背挡墙不能直接用库仑理论计算主动 土压力，这时，应将上墙和下墙看作独立的墙背，分别按库仑理论计算主动土压力，然后取两者的矢量和作为全墙的土压力。计算上 六、挡土墙计算 (一) 钢筋砼挡墙（道路挡墙） 1.墙身计算 根据理正岩土6.5BP2计算软件-挡土墙计算。原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 4.750(m) 墙顶宽: 0.300(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.050 墙趾悬挑长DL: 1.300(m) 墙趾跟部高DH: 0.500(m) 墙趾端部高DH0: 0.500(m) 墙踵悬挑长DL1: 2.870(m) 墙踵跟部高DH1: 0.500(m) 墙踵端部高DH2: 0.500(m) 加腋类型:背坡加腋 背坡腋宽YB2: 0.580(m) 背坡腋高YH2: 0.550(m) 钢筋合力点到外皮距离: 40(mm) 墙趾埋深: 1.000(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 26.000(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: 18(mm) 场地环境: 一般地区 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) 地基土浮容重: 10.000(kN/m3) 修正后地基承载力特征值: 100.000(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: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 31.000(度) 地基土粘聚力: 5.000(kPa) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 4 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 2.700 0.000 1 第1个: 距离0.000(m),宽度2.700(m),高度0.158(m) 2004路基规范挡土墙人群荷载 2 2.500 0.000 1 第1个: 距离0.000(m),宽度2.500(m),高度0.158(m) 2004路基规范挡土墙人群荷载 3 2.000 0.000 0 4 7.500 0.000 2 第1个: 定位距离1.875(m) 城-B级 第2个: 定位距离5.625(m) 城-B级 地面横坡角度: 0.000(度) 填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) 荷载组合信息: 结构重要性系数: 1.000 荷载组合数: 3 计算参数: 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 饿挡土墙稳定分析 根据工程的需要假设墙的高度H 为,墙顶的宽度b 为,确定墙底的宽度B 为，基础埋深2m ，前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1：。选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙，此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点，是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。 为防止挡土墙堤防冻融变化，挡土墙后填筑1m 宽砂砾料，坡比为1：；挡土墙设两排排水孔，孔径φ110mm ，孔距为3m,上下排间距为2m ，错开布置，排水管外填筑粗细碎石，防止换填体渗出堵塞排水管。 为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10m 设置一道，缝宽3cm ，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。 以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算，取2+000底高程作为设计挡土墙底高程；挡土墙顶高程为，从安全计，挡土设计计算高度为。其余尺寸见计算简图，分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核 计算，根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。 左岸设计堤顶高程191.1 挡土墙断面简图 a) 第一种情况：墙前无水，墙后填土 稳定计算 1、主动土压力 按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中按郎肯土压力公式: Ka h K qh P 2 1112 1a γ+= Ka h h P 212γ= Ka h P 2 232 1ωγ= 式中：P 1、P 2、P 3—主动土压力，KN/m; q — 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载，KN/m 2； γ—土的重度, KN/m 3 , 取 KN/m 3 ； γω—水的浮重度，KN/m 3；取10KN/m 3； K a —主动土压力系数， K a =； h 1—墙后地下水位以上土压力计算高度，m ; h 2—墙后地下水位以下土压力计算高度，m ; 经计算得P= KN/m 其中： 1) ）φ 。245(tan 2-=Ka 式中： φ—填土的内摩擦角，取28。；计算得Ka=. 2) L B G q h 00 γγ∑== 式中：h —墙顶面以上的等待填土高度，m ； B 0 —不计车辆荷载作用时墙体的宽度，当墙后填土面为水平时， αθtan tan 0H H B += θ—稳定岩石坡面坡角，取50。； α—墙背摩擦角，取45。； 挡土墙模板计算书 一、参数信息 1.基本参数 次楞(内龙骨)间距(mm):250；穿墙螺栓水平间距(mm):750； 主楞(外龙骨)间距(mm):600；穿墙螺栓竖向间距(mm):600； 对拉螺栓直径(mm):M18； 2.主楞信息 龙骨材料:钢楞；截面类型:圆钢管48×3.5； 钢楞截面惯性矩I(cm4):12.19；钢楞截面抵抗矩W(cm3):5.08； 主楞肢数:2； 3.次楞信息 龙骨材料:木楞；次楞肢数:2； 宽度(mm):50.00；高度(mm):100.00； 4.面板参数 面板类型:胶合面板；面板厚度(mm):15.00； 面板弹性模量(N/mm2):9500.00；面板抗弯强度设计值 f c(N/mm2):13.00； 面板抗剪强度设计值(N/mm2):1.50； 5.木方和钢楞 方木抗弯强度设计值f c(N/mm2):13.00；方木弹性模量 E(N/mm2):9500.00； 方木抗剪强度设计值f t(N/mm2):1.50；钢楞弹性模量 E(N/mm2):206000.00； 钢楞抗弯强度设计值f c(N/mm2):205.00； 墙模板设计简图 二、墙模板荷载标准值计算 其中γ -- 混凝土的重力密度，取24.000kN/m3； t -- 新浇混凝土的初凝时间，可按现场实际值取，输入0时系统按200/(T+15)计算，得5.714h； T -- 混凝土的入模温度，取20.000℃； V -- 混凝土的浇筑速度，取2.500m/h； H -- 模板计算高度，取3.000m； β1-- 外加剂影响修正系数，取1.200； β2-- 混凝土坍落度影响修正系数，取1.150。 根据以上两个公式计算的新浇筑混凝土对模板的最大侧压力F； 分别计算得 65.833 kN/m2、72.000 kN/m2，取较小值65.833 kN/m2作为本工程计算荷载。 挡土墙计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 目录 1. 设计资料 (3) 墙身构造 (3) 土质条件 (4) 墙身材料 (4) 2. 初拟墙身 (4) 3. 车辆荷载换算 (5) 4. 破裂棱体位置确定 (6) 破裂面()θ的计算 (6) 验算破裂面是否交于荷载范围内 (7) 5. 土压力计算 (7) 土压力计算 (7) 作用点位置计算 (7) 土压力对墙趾力臂计算 (7) 6. 稳定性验算 (8) 受力分析 (8) 抗滑稳定性验算 (8) 抗倾覆稳定性验算 (9) 基底应力 (10) 合力偏心距计算 (10) 基底应力验算 (10) 墙身截面内力计算 (11) 7. 改善措施 (12) 改善措施的拟定 (12) 挡土墙工程数量表 (13) 8. 附属设施设计 (13) 沉降缝 (13) 泄水孔 (13) 墙后排水层设计 (13) 横断面布置图 (14) 9. 立面设计图 (14) 10. 参考文献 (15) 1. 设计资料 墙身构造 墙高，墙背垂直，前墙仰斜坡度1：，墙身分段长度20m，挡墙以上边坡高度a=6m，边坡坡度1:。 土质条件 墙背填土重度3m /18KN =γ，内摩擦角?=35?，填土与墙背间的摩擦角?=17.5δ，地基为岩石，地基容许承载力[]kPa 250=σ，基地摩擦系数3.0=f 。 墙身材料 砌体重度3m /20KN =γ，砌体容许压应力[]kPa 300=σ，容许剪应力[]kPa 80=τ。 2. 初拟墙身 初拟顶宽，基底水平，初拟挡土墙形式如图2-1所示。 3. 车辆荷载换算 墙高，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度q=2m ，则 m q h 868.01815.625 0== = γ 衡重式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：衡重式挡土墙 6 计算时间： 2013-06-22 23:31:27 星期六 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身总高: 9.600(m) 上墙高: 3.400(m) 墙顶宽: 0.660(m) 台宽: 1.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.150 上墙背坡倾斜坡度: 1:0.200 下墙背坡倾斜坡度: 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 下墙土压力计算方法: 力多边形法 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) 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 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) ===================================================================== 第 1 种情况: 组合1 ============================================= 组合系数: 1.000 1. 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 √ ============================================= [土压力计算] 计算高度为 10.242(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力 无荷载时的破裂角 = 31.060(度) 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 32.720(度) Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN) 作用点高度 Zy=1.260(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=17.542(度) 第1破裂角=31.060(度) Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN) 作用点高度 Zy=1.465(m) 计算下墙土压力 无荷载时的破裂角 = 34.222(度) 按力多边形法计算得到: 破裂角： 34.222(度) Ea=201.028 Ex=199.855 Ey=21.676(kN) 作用点高度 Zy=2.979(m) 墙身截面积 = 25.299(m2) 重量 = 581.869 kN 衡重台上填料重 = 90.539(kN) 重心坐标(1.649,-1.646)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 挡土墙设计 一、设计路线 K58+070～K58+130，傍山路线，设计高程均为1654.5，山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑的石灰岩片石可供作挡土墙材料。 1、设计路段为直线段，横断面资料如表； 2、山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f=0.4，基本承载力（δ）=520 千帕； 3、填土边坡为1:m=1:1.5，路基宽度为7.0米； 4、墙背填料为就地开挖砾石土,容重Y=18.6KN/m3,计算内摩阻角Φ=35； 5、墙体用50号砂浆砌片石，容重为γ=22.5KN/m3，容许压应力[δ]=2450 千帕，容许剪应力[τ]=862.4千帕，外摩阻力ζ=Φ/2=17.5°； 6、设计荷载用公路-Ⅱ级车辆荷载（详见《公路桥涵设计通用规范》）； 7、稳定系数：滑动稳定系数[K c ]=1.3，倾覆稳定系数[K ]=1.5。 二、需提交的文件、图纸和要求 1、详细的设计计算书； A、分析确定挡土墙设计方案，选择挡土墙形式（最好以两个以上墙型的 工程量比较后确定）； B、挡土墙基础与断面设计： *.基础形式及埋置深度 *.拟定墙身尺寸 *.荷载换算土层厚 *.土压力计算 C、稳定性验算 2、按横断面资料绘制等高线地形图（比例1:200），路线横断面图（1:200）， 路基外侧边缘纵向地形图（1:200）并在其上进行挡土墙立面布置，绘立面图。 参考设计步骤 一、设计资料：（见任务书有关内容） 二、绘制平面图及横断面图：（见任务书之一1.） 三、确定设计方案： 1、阐述设挡土墙的理由。 2、选定挡墙类型（路堤，路肩，路堑），要有比较。 3、选定挡墙形式（仰斜，俯斜，衡重…）最好选两种分别计算。 四、初拟断面尺寸 1、确定分段长及与路堤的衔接方式。 2、确定埋深、墙高及墙背倾角，以上步骤后即可绘出挡土墙的纵断面图。 3、初拟其他部位的尺寸（按各部分对尺寸的基本要求拟定）。 五、计算换算土层厚h。 六、土压力计算。 七、确定断面尺寸。 控制在1.3～1.5之间。 1、滑动稳定性验算：（一般重力式挡墙以此控制设计）K c 2、确定挡墙其他部位尺寸，即可画出挡墙典型断面图。 八、稳定性验算（5个项目均要计算）。 九、将确定的挡墙依次按比例绘在平面及横断面图上。 横断面地形资料表 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） 目录 1. 设计资料 (3) 墙身构造 (3) 土质条件 (3) 墙身材料 (3) 2. 初拟墙身 (4) 3. 车辆荷载换算 (4) 4. 破裂棱体位置确定 (5) 破裂面()θ的计算 (5) 验算破裂面是否交于荷载范围内 (6) 5. 土压力计算 (6) 土压力计算 (6) 作用点位置计算 (7) 土压力对墙趾力臂计算 (7) 6. 稳定性验算 (7) 受力分析 (7) 抗滑稳定性验算 (7) 抗倾覆稳定性验算 (8) 基底应力 (9) 合力偏心距计算 (9) 基底应力验算 (9) 墙身截面内力计算 (10) 7. 改善措施 (11) 改善措施的拟定 (11) 挡土墙工程数量表 (12) 8. 附属设施设计 (12) 沉降缝 (12) 泄水孔 (12) 墙后排水层设计 (13) 横断面布置图 (13) 9. 立面设计图 (13) 10. 参考文献 (14) 1. 设计资料 墙身构造 墙高，墙背垂直，前墙仰斜坡度1：，墙身分段长度20m ，挡墙以上边坡高度a=6m ，边坡坡度1:。 土质条件 墙背填土重度3m /18KN =γ，内摩擦角?=35?，填土与墙背间的摩擦角?=17.5δ，地基为岩石，地基容许承载力[]kPa 250=σ，基地摩擦系数3.0=f 。 墙身材料 砌体重度3m /20KN =γ，砌体容许压应力[]kPa 300=σ，容许剪应力[]kPa 80=τ。 2. 初拟墙身 初拟顶宽，基底水平，初拟挡土墙形式如图2-1所示。 3. 车辆荷载换算 墙高，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度q=2m ，则 m q h 868.01815.625 0== = γ 2、农田护墙（挡土墙）稳定性计算书 （1）：墙身尺寸: 墙身高: 1.500(m) 墙顶宽: 0.500(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: 0.400(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 （2）：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 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) （3）：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 （4）：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) （5）：稳定性计算书： 第 1 种情况: 一般情况 [土压力计算] 计算高度为 1.807(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 38.300(度) Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度 Zy=0.615(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=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度) Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度 Zy=0.632(m) 墙身截面积 = 1.603(m2) 重量 = 36.866 kN 墙背与第二破裂面之间土楔重 = 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 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 = 11.310 (度) Wn = 36.869(kN) En = 19.355(kN) Wt = 7.374(kN) Et = 12.893(kN) 滑移力= 5.519(kN) 抗滑力= 28.112(kN) 滑移验算满足: Kc = 5.093 > 1.300 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 16.438(kN) 抗滑力= 29.149(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.773 > 1.300 (二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 0.865 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 1.425 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 0.325 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 5.334(kN-m) 抗倾覆力矩= 56.294(kN-m) For personal use only in study and research; not for commercial use 1 设计依据 （1）《三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步设计技术工作要求》（长江水利委员会长江勘测设计研究院，2005.3），以下简称《技术要求》； （2）《湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定》（湖北省三峡库区地质灾害防治工程领导小组办公室，2003.12）； （3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）； （4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）； （5）《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，； （6）《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）； （7）《室外排水设计规范》（GBJ14—87）。 2 防治工程安全等级及设计安全系数 据《技术要求》表4-2，确定工程安全等级为三级。计算方法采用《技术要求》，设计安全系数按表6-1取1.25。 3 设计工况和荷载组合 按《技术要求》6.2节规定，取设计工况为最不利工况，即墙前 后填土处于饱水状态。考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上 的土压力、基底反力和基底摩擦力，三峡库区地震基本烈度为6度， 边坡防护工程设计可不考虑地震荷载。填土压力按库仑主动土压力计 算。墙后填土取饱和容重，填土强度参数取饱和状态总应力强度指标。 其中土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力 两者中较大值。 4 典型剖面稳定性评价 该段切坡典型剖面为5-5′剖面，剖面形态如下图1： 图1 5 剩余推力及主动土压力计算 5-1 剩余推力的计算 挡土墙的剩余推力采用《技术要求》中 式中：i W —垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载。其中，自 重可将其分为两部分，地下水位以上用湿容重计算，设为1i W ；地下 水位以下用饱和容重计算，设为2i W 。其它垂直荷载，设为i P 。假设自 重的作用线通过条块宽度的中心线； i Q —水平荷载，包括水平孔隙水压力和其它水平荷载，向剪切面 的出口方向为正； i U ——剪切面上的孔隙水压力的合力，与剪切面正交； ?''、c ——剪切面抗剪强度（有效应力指标）；悬臂式挡土墙计算书
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