1、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
2、 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
3、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
4、: 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 02 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）=组合系数: 1.0001. 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
5、 = 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 7.309(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 28.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 28.320(度)Ea=244.312 Ex=214.072 Ey=117.736(kN) 作用点高度 Zy=2.627(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 = 15.518(m2) 重量 = 356.925 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩
6、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 = 349.993(kN) En = 157.432(kN) Wt = 69.999(kN) Et = 186.825(kN)滑移力= 116.827(kN) 抗滑力= 253.713(kN)滑移验算满足: Kc = 2.172 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 164.582(kN) 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 214.072(kN) 抗滑力= 252.070(kN)地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.17
7、7 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 649.592(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 = 507.426(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=805.628(kN-m)基础底面宽度 B = 4.127 (m) 偏心距 e = 0.476(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.588(m)基底压应力: 趾部=208.008 踵部=37.896(kPa)最大应力与最小应力之比 = 208.008 / 37.896 = 5.489作用于基底的合
8、力偏心距验算满足: e=0.476 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 353.905(kN) 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 261.979(kN) 抗滑力= 396.867(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.515 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.308 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.117 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 7.665 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 3.807 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 2.
9、337 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 943.130(kN-m) 抗倾覆力矩= 2066.104(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.191 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 793.025(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 = 811.494(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1122.975(kN-m)基础底面宽度 B = 3.275 (m) 偏心距 e = 0.254(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.384
10、(m)基底压应力: 趾部=362.948 踵部=132.600(kPa)最大应力与最小应力之比 = 362.948 / 132.600 = 2.737作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.254 0.250*1.850 = 0.463(m)截面上压应力: 面坡=211.665 背坡=-92.134(kPa)压应力验算满足: 计算值= 211.665 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 9.674 = 80.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 41.598 = 80.000(kPa)极限状态法: 重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 110.566(kN)
