挡土墙设计与验算(手算)

第1章挡土墙设计与验算（手算）

1.设计资料

1.1 地质情况：

地表下1 m内为亚粘土层，容重γd=18kN/m3，内摩擦角

d=23o ,摩擦系数f d =0.5 ； 1m以下为岩层，允许承载力[σd] =700kPa，此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6

1.2 墙背填料

选择就地开挖的碎石作墙背填料，容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角

t=43°，墙背摩擦角δt=21.5

1.3 墙体材料

采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体，砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系

数 f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa]

=1200kPa，允许剪应力[τqj] =90kPa，允许拉应力[τql]=90kPa，允许弯拉应力[τqwl]=140kPa

2.技术要求

2.1 设计荷载：

公路Ⅰ级

2.2 分项系数：

Ⅰ类荷载组合，重力γG=1.2 ，主动土压力γQ1=1.4

2.3 抗不均匀沉降要求：

基地合力偏心距[e]≤1/5B

3.挡土墙选择

根据平面布置图，K2+040～K2+100为密集居民区，为收缩坡角，避免多占用地，同时考虑减小墙高，因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高，故以此为典型断面布置挡土墙

4.基础与断面的设计

1、换算荷载土层高

当

时，

；当

时，

由直线内插法得：H=9m时，

换算均布土层厚度：

2、断面尺寸的拟订

根据《路基路面工程》（第三版）关于尺寸的设计要求，如下图拟订断面，将墙基埋置于岩层上，深度为1.5m ,α=14°：

5.挡土墙稳定性验算（参照《路基路面工程》（第三版））

5.1 主动土压力计算：

⑴ 破裂角θ试算

假设破裂面交于荷载内，由主动土压力计算公式有：? ?

50.5°

破裂角θ有，

解得，θ=35.8°

验算破裂面位置：

破裂面堤顶距墙踵

9.45m

荷载外侧（近路肩）边缘距墙踵

m

荷载内侧（近中线）边缘距墙踵

b0 =14.71m

所以，9.21m<9.45m<14.71m

故破裂面交于荷载内侧，与假设相符

（2）主动土压力系数K和

求解

（3）求主动土压力

及

对墙趾力臂Z

、

（b1=0.6m 为墙趾加宽）

5.2 墙自重W及W到墙趾力臂ZW

（1）墙身W1及ZW1

W1 = Vγqr = (H-h1) B ? 25 = 253.13KN

ZW1 = h1tgα + b1 + 0.5B + 0.5(H-h1)tgα = 2.46m

（2）墙基W2及ZW2

W2 = Vγqr = (B+b1)h1 ? 25 = 41.63KN

ZW2 = 0.5(B+b1) + 0.5h1tgα = 1.04m

5.3 抗滑稳定性验算；

为增强抗滑稳定性，基底做成 0.2:1 向内倾斜，W=W1+W2 =294.76KN

,

, α0=11.3°， f =0.6

Ⅰ组合），代入解得

左边=224.22>152.52

故，抗滑稳定性符合要求

5.4 抗倾覆稳定性验算：

W1=253.13KN ，ZW1=2.46m ，W2=41.63 KN，ZW2=1.04 m ，EX=108.94KN EY=14.34KN ，ZX=2.6m ，Zy=3.0m

Ⅰ组合），代入解得

左边=194.05>0

故，抗倾覆稳定性符合要求

5.5 偏心距验算

基底宽B2=1.8m

故，基底偏心距符合要求

5.6 基底应力验算

,

=168.67～393.57KPa＜1.2[σd] =840KPa

故，基底应力符合要求

5.7 截面强度验算：

取墙身底所在截面验算，B1=1.25m e0=0.12m

截面偏心距验算

Z1W1=ZW-h1tgα-b1=1.63m ,Z1x=Zx-B1=2.0m , Z1y=Zy-h1=2.1m

故，截面偏心距符合要求

截面抗压强度验算

所以有， NJ=485.748<

故，截面抗压强度符合要求

截面稳定性验算

βs=2H1/B1=12.96αs =0.002

所以有， NJ=485.748<

故，截面稳定性符合要求截面抗剪验算

故，截面抗剪强度符合要求