6-挡土墙设计
6_挡土墙设计
主要是在路基横断面图上进行挡土墙位置的选定， 确定出是路堑墙、路肩墙、路堤墙或浸水挡墙， 并确定断面形式及初步尺寸。
21
沉降缝与伸缩缝
（二）挡土墙的纵向布置
①确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与 路基或其他结构物的衔接方式。
②按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与 沉降缝的位置。
库伦理论的基本假定：
(1) 假设墙背填料为均质的散粒体，粒间仅有摩 阻力而无粘结力存在。挡土墙和土楔是无压缩或 拉伸变形的刚体。
27
(2) 当墙身向外移动或绕墙趾外倾时，墙背填料 内会出现一通过墙踵的破裂面。将具有和对数螺 旋线相似的实际破裂面以一平面代替。
(3) 当墙后土体开始破裂时，土体处于极限平衡 状态，破裂棱体在其自重G、墙背反力E和破裂 面上反力R的作用下维持静力平衡。
6
4) 山坡挡墙 用于支挡山坡覆盖层或滑坡下滑。
7
填土
E5)
堤岸挡土墙
桥头挡墙
填土
E
用作支承桥梁上部建筑及保证桥头填土稳定。
填土
地下室
拱桥桥台
E
地下室侧墙
8
二、挡土墙的类型
➢按挡土墙位置分: 路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。 ➢按挡土墙的墙体材料分: 石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌 挡墙，木质挡墙和钢板墙等。 ➢按挡土墙的结构形式分: 重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式， 锚杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。
第Hale Waihona Puke 节 概述一、挡土墙(Retaining Wall)的用途
1. 挡土墙的含义
➢用来支挡天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建 筑物。 ➢为防止土体滑塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式 建筑物。
路基路面工程题库分章节统计学生用
第一章总论1.1选择题1.公路工程是一种（）工程构造物。
A. 线型B.平面C.立体D.曲面2.道路工程使用年限较长，应具有（）的性能。
A.耐久性B.易用性C.易施工D.低造价3.粉性土毛细现象较强烈，易产生路面（）病害。
A.拥包B.车辙C.翻浆D.搓板4.路基内部的聚冰现象，在（）地区尤为严重。
A.季节性冰冻B.高海拔C.低温高寒D.干旱5.路面的各种类型中，不包括（）型路面。
A.柔性B.刚性C.半刚性D.弹性6.现代化公路运输，要求道路能在（）通行车辆。
A. 晴天B.阴天C.全天候D.雨天7.为保证路基路面的稳定，一般要求路基处于（）状态。
A.干燥或中湿B.中湿或潮湿C.潮湿或过湿D.过湿以上8.柔性路面刚度较小，在行车荷载作用下产生较大（）A.竖向弯沉B.水平剪力C.扭曲应力D.翘曲应力9.路基路面结构承载力包括（）两个方面。
A. 强度、刚度B.挠度、变形C.支承、扩散D.断裂、车辙10.粗粒土分为砾类土和（）两种。
A.砂类土B.粉类土C.黏性土D.盐渍土11.路面面层可用（）的材料铺筑。
A.坚硬耐磨B.柔软均匀C.保温透水D.松散轻质12.柔性路面是指用（）材料做面层的路面结构。
A.沥青类B.水泥类C.石灰类D.粉煤灰类13.保持路基的几何形状和物理力学性能，称为路基的（）A. 固定性B.稳定性C.刚性D.可用性14.关于黏性土说法正确的是（）A.透水性小B.无塑性C.级配适宜D.含大量粉土颗粒15.路面基层主要承受面层传递的（）荷载。
A.垂直B.水平C.剪切D.偏心16.刚性路面主要是指用（）做面层的路面结构。
碎石土D. 石灰土C. 水泥混凝土B. 沥青混凝土A.17.防水排水是确保路基路面（）的主要方面工作。
A. 稳定B.固定C.刚性D.柔性18.路面表面要求平整，但不宜（）A.粗糙B.密实C.光滑D.坚硬19.盐渍土属于（）A.特殊土B.黏性土C.砂性土D.粉性土20.当路基土处于（）状态时，相对稠度大于1。
第六章_挡土墙设计要求
4、通过墙踵，假拟若干个破裂面，其中使主动土压值最大的 破裂面为最危险破裂面.dE/ds=0 求得破裂面的位置和主动土 压力值。
5、假设土压力沿墙高呈直线分布土压力作用在墙高的下三分 点处（土楔上无荷载作用时）与墙背线夹角为 (二）库仑理论适用范围： 1、概念简单明了，适用范围广。 可以解算各种墙背情况。 不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。 2、适用于砂性土，计算主动土压力与实际情况较接近。 粘性土、平面代曲面，误差较大，影响因数多，缺乏实 践经验。 3、库仑理论适用于刚性挡土墙。柱板式，锚杆式和锚定板式 柔性挡土墙需作假设。
三、挡土墙的荷载的计算方法：
1、挡土墙的荷载
2、挡土墙的计算原则 按“分项安全系数极限状态”进行。
承载能力极限状态 （1）整个或一部分挡土墙作为刚体，失去平衡
（2）构件成连接部分强度破坏或过度塑性变形
（3）变为机动体系或局部失去平衡 出现任一即认为达到正常使用极限状态： （1）、影响正常使用或外观变形 （2）、影响正常使用或耐久性局部破坏（包括裂缝） （3）、影响正常使用的其它特点状态
当路肩墙和路堤墙墙高数量相近，基础情况相似时，优 选路肩墙。（可收缩坡脚）。 2、挡土墙的纵向布置 内容： 1）确定挡土墙的起迄点和墙长，与路基或其它结构 物的衔接方式。 2）按地基及地形情况进行分段。确定伸缩缝与沉降 缝的位置。 3）布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，基 底易作成不大于5%的纵坡，地基为岩石时，可做成台阶。 4）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸。 3、挡土墙的横向布置 选择在墙高最大处，墙身断面或基础形式变异处。确 定墙身端面，基础形式和埋置深度，布置排水设计，并 绘制挡土墙横断面图。 4、平面布置
3）基底的法向反力N及摩擦力T
6第六章挡土墙设计1详解
五、加筋土式挡土墙 组成：加筋土挡土墙是由内部填土、填土中布置的拉筋 条以及竖直墙面板三局部组成， 原理：通过填土与拉筋间的摩擦阻力，使面板与土体形成 整体构造，依靠其自重反抗墙后土体的侧压力。 拉筋材料： 条带拉筋(钢带、钢筋混凝土带和聚丙烯土工带) 网格拉筋〔金属或聚合物材料做的网格〕 如：镀锌薄钢带、铝合金、高强塑料及合成纤维等。 面板：墙面板起爱护表层填料免受侵蚀和坍塌作用，一般 用混凝土预制，也可承受半圆形铝板。
一、重力式挡土墙： 原理：重力式挡土墙依靠墙身自重反抗墙后土体的侧向压 力。 墙身：—般多用片(块)石砌筑，在缺乏石料的地区有时也 用混凝土修建。
可用干砌或浆砌，干砌仅适用于地震烈度低，墙高不 高〔＜6m〕，地基条件良好的的地段。 特点：断面尺寸较大、型式简洁、施工便利，可就地取材， 适应性较强，故被广泛承受。源自1.概述挡土墙的用途
挡土墙：是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止
边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边 坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。
挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定 与移改路线位置进展比较； 与填筑或开挖边坡相比较； 与迁移有关干扰路基的构造物〔房屋、河流、水渠〕等比较； 与设置其他类型的构造物〔桥、护墙〕等比较
挡土墙的使用场合
路堑挡土墙：用于陡峭山坡的路堑底部，降低边坡高度、 削减开挖或稳定边坡，防止地质不良地段的滑坡。
路堤挡土墙：在陡山坡上填筑路堤时、用以支挡路堤下滑； 收缩坡脚，削减填方量；保证沿河路堤不受水流冲刷。
路肩挡土墙：支挡陡坡路堤下滑，抬高大路，收缩坡脚、 削减占地，削减填方量。
挡土墙断面〔构造〕设计
• 1、套用标准图 • 2、无标准图，则需进展滑动、倾覆稳定和基底应
6第二篇(1分篇)第六章 挡土墙设计2014
第一节 挡土墙的基本认知
挡土墙是用来支撑路基填土或山坡土体，防止墙后土
体坍塌和增加其稳定性的一种构筑物。
在路基工程中，挡土墙可 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， 并经常用于整治塌方、滑 坡等路基病害。
什么是挡墙？有何用处？
用途 ——支撑路堤或路堑边坡 ——隧道洞口 ——防止水流冲刷路基 ——处理路基边坡滑坡崩坍病害
EP
在验算挡土墙的抗滑动稳定性时，抗滑动稳定系数应满足下表规定。
K c0
荷载情况
验算项目
稳定系数
荷载组合Ⅰ、Ⅱ
抗滑动 抗倾覆
1.3 1.5
荷载组合Ⅲ
抗滑动 抗倾覆
1.3 1.3
施工阶段验算
抗滑动 抗倾覆
1.2 1.2
3.抗倾覆(2稳-1-6-定6) 性验算
0.8WZ W Q1(EyZ y EX Z X ) Q2EpZ p 0
筋带常用的有钢带、钢筋混凝土 带、聚丙稀土工带、钢塑复合带 和土工格栅等
加筋挡土墙——布置
1）坚固； 2）美观； 3）安装方便。
基础：
加筋挡土墙的设计要点
破坏模式：
1）筋带断裂； 2）筋带拔出； 3）整体失稳。
验算项目：
内部稳定性
1）筋带强度 2）筋带抗拔
外部稳定性
3）基底滑动 4）倾覆 5）基底应力 6）整体滑动
❖ 1．横向布置布置包括：选择位置、确定断面形式、绘制挡土墙横 断面图等。
❖ 位置：工程量、结构安全等方面、美观、地质、冲刷等 ❖ 断面： ❖ 地形陡峻——俯斜式或衡重式； ❖ 地形平坦——仰斜式。 ❖ 路堑墙——仰斜式或折线式。
第6章 挡土墙设计
第一节 概 述
1、挡土墙的定义
第一节 概 述
2、挡土墙的分类
������ 按挡土墙位置分: 路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。
������ 按挡土墙的墙体材料分: 石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡墙，木质挡
墙和钢板墙等。 ������ 按挡土墙的结构形式分:
重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚杆式，拱式 ，锚定板式，板桩式和垛式等。
特别适用于支挡土质路堑边坡、处治边坡滑坍和用作路堤墙
第一节 概 述
第一节 概 述
（2）柔性挡土墙 ������ 本身会发生变形， 墙上土压力分布形式复 杂
第一节 概 述
锚杆式分为钢筋混凝土立柱，挡土板，钢锚杆
第一节 概 述
第一节 概 述
锚杆挡土墙一般适用于岩质路堑地段，但其他具有锚固条件的 路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。
第一节 概 述
路肩挡墙 路堤挡墙
路堑挡墙 山坡挡墙
第一节 概 述
（1）刚性挡土墙 本身变形极小，只能发生整体位移
第一节 概 述
薄壁式挡土墙
悬臂式 ：立壁、底板
扶壁式 主要依靠踵板上的填土量来保证。 特点：自重轻，圬工省，适用于墙 高较大，地质条件一般，需用一定 量的刚材，经济效果好。
第一节 概 述
第三节 挡土墙土压力计算
7、挡土墙的土压力计算理论
������ （6）适用条件 ������ 2）库伦理论的适用条件
下述情况宜采用库伦理论计算土压力： ������ ① 需考虑墙背摩擦角时，一般采用库伦理论； ������ ② 当墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时； ������ ③ 墙背倾角ε＜（45°-φ/2）的俯斜墙； ������ ④ 数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或 粘性土均可方便使用。 ������ ⑤ 挡土墙一般采用库伦理论。
6第六章挡土墙设计1详解
锚杆式
锚杆式挡土墙：
采用锚杆锚入稳定地层内的钢钎或钢丝束，拉 住立柱和板壁。 墙高时，可分级建造。 适用场合：适用于高度较大，挖基困难，具有锚固 条件的路堑墙、路肩墙和抗滑墙。
锚定板式挡土墙：预定板式挡土墙的结构形式与锚杆式基
本相同，只是锚杆的固定端改用锚定板，埋入墙后填料内 部的稳定层中，依靠锚定板产生的抗拔力抵抗侧压力，保 持墙的稳定。 适用场合：主要适用于缺乏石料的地区，一般用于地基不 良的高路肩墙或路堤墙。
加筋土式
• 面板：十字形、六角形和长条形（断面有矩形、 槽型和L型等）尺寸主要由受力情况和起吊能力决 定。
• 十字形面板：高长为50-150cm，宽（厚）为822cm，边角处需采用板块面板和异形板拼装而 成。
加筋土式
• 拉筋：采用抗拉强度高，蠕变量小，柔韧性和耐 久性好的材料，能与填料产生较大的摩阻力，施 工方便，价格低廉。
• 钢筋混凝土带：分节预制，每节长度不大于3m, 平面呈矩形或楔形，断面厚6-10cm，宽1025cm.
• 聚丙烯土工带：表面应有粗糙花纹，宽度大于 18mm，厚度大于0.8mm.
• 拉筋长度:取（0.8-1.0H），底部拉筋长度不小于 3m，同时不小于0.4H，（H加筋体高度）
加筋土式
• 与面板结点间距：通常横向为0.5-1.0m，竖向为 0.25-0.75m，面板与拉筋连接可用螺栓或焊接 的方法连接，相邻面板间连接用企口和插销连接。
锚杆式
• 墙面：为便于立柱和锚板安装，多采用竖直墙面。 • 立柱：立柱间距可选用2.5-3.5m，每根立柱布置
2-3根锚杆。布置位置应尽量使立柱所受弯矩分 布均匀。 • 有效锚固长度：岩层中不小于4m，稳定土层中应 有9-10m。 分级设置：每级高度不大于6m，两级之间设1-2m 平台，以利于施工操作和安全。
第六章 挡土墙设计
4）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎 石、矿渣或灰土等材料予以换填。
5）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为 完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬 岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开 挖和节省圬工。
6）如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基 困难(如需水下施工)，可采用拱形基础。
a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板； c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础
2.基础埋置深度
对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求： (1)无冲刷时，应在天然地面以下至少1m； (2)有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m； (3)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采 用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于 冻结线以下不少于0.25m。
（四）沉降缝与伸缩缝
设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置 一道，兼起两者的作用，缝宽2～3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗 水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木 板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当 墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。
附加力是季节性作用于挡土墙的各种力, 特殊力是偶然出现的力。
二、一般条件下库仑主动土压力计算 主动土压力：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。
被动土压力：墙向土体挤压移动，土压力随之增大，
土体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙 的抗力。
1. 破裂面交于内边坡时(库仑主动土压力公式的推导） （1）.力的大小
挡土墙课程设计
挡土墙课程设计一、引言挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌和滑移，以保持土体的稳定性。
在本次课程设计中，我们将深入研究挡土墙的设计原理和方法，并通过实际案例进行设计计算。
二、挡土墙的类型及特点（一）重力式挡土墙重力式挡土墙依靠自身的重力来抵抗土压力，通常由块石、混凝土或毛石混凝土砌筑而成。
其优点是结构简单、施工方便、造价较低；缺点是体积较大，对地基承载力要求较高。
（二）悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板三部分组成，依靠墙身的悬臂部分和踵板上的填土重量来维持平衡。
它的优点是体积小、自重轻；缺点是施工难度较大，对钢筋和混凝土的用量要求较高。
（三）扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙是在悬臂式挡土墙的基础上，沿墙长每隔一定距离增设扶壁，以增强墙身的稳定性。
其优点是受力性能好、经济实用；缺点是施工较为复杂。
三、挡土墙设计的基本要求（一）稳定性要求挡土墙必须具有足够的稳定性，以防止在土压力作用下发生滑移、倾覆或不均匀沉降等现象。
（二）强度要求挡土墙的结构构件应满足强度要求，确保在各种荷载作用下不发生破坏。
（三）耐久性要求挡土墙应具有良好的耐久性，能够抵抗自然环境的侵蚀和风化作用。
（四）排水要求为了减少墙后水压力对挡土墙的不利影响，应设置完善的排水系统，及时排除墙后积水。
四、设计资料及参数选取（一）工程概况本次设计的挡土墙位于某填方路段，墙高为 6m，填土为粘性土，重度为 18kN/m³，内摩擦角为 20°，粘聚力为 10kPa，墙背与填土的摩擦角为 15°。
（二）地基承载力根据地勘报告，地基承载力特征值为 150kPa。
（三）材料参数挡土墙采用 C20 混凝土，其抗压强度设计值为 96MPa，抗拉强度设计值为 11MPa；钢筋采用 HRB400 级，其抗拉强度设计值为 360MPa。
五、重力式挡土墙设计计算（一）土压力计算采用库仑土压力理论计算主动土压力，计算公式为：Ea ＝1/2γH²Ka其中，γ为填土的重度，H 为挡土墙的高度，Ka 为主动土压力系数。
6-挡土墙设计
4）路堑式挡土墙基础顶面应低于路堑边沟底面不小于0. 5m。
对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求： 1）无冲刷时，应在天然地面以下至少1m； 2）有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m； 3）受冻胀影响时，当冻深小于或等于1m时，应在冻结 线以下不少于0.25m，并应符合基础最小埋置深度不小于 1m的要求；当冻深超过1m时，基底最小埋置深度不小于 1.25m，还应将基底至冻结线以下0.25m深度范围内的地 基土换填为弱冻胀材料。碎石、砾石和砂类地基，不考虑 冻胀影响，但基础埋深不宜小于1m。
②墙面
1:0
.05
1:0
— 1:0 .35
.25
— 1:0
.4
(a)
不
陡
于1：
0.2
1：
5
0.2
5
(b)
1： 0.2 —1 ： 0.3 5
（c）
H1
1:0 .05
H2
1:0.25—1:0.45
1:0. 25— 1:0. 30
(d)
墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙面坡
度又直接影响挡土墙的高度。因此，在地面横坡较陡时， 墙面坡度一般为1:0.05～1:0.25，矮墙可采用陡直墙面；地 面平缓时，一般采用1:0.20～1:0.35较为经济，但不宜缓于 1:0.4，以免过分增加墙高。
立面示意图 1:400
K51+555 K51+565 K51+575 K51+585 K51+595 K51+605 K51+615 K51+625 K51+635 K51+645 K51+655 K51+665
6 挡土墙、防护及其他砌筑工程
6 挡土墙、防护及其它砌筑工程6.1 一般规定6.1.1 对砌体挡土墙，当平均墙高小于6m或墙身面积小于1200m2时，每处可作为分项工程进行评定：当平均墙高达到或超过6m且墙身面积不小于1200 m2时，为大型挡土墙，每处应作为分部工程进行评定。
6.1.2 悬臂式和扶臂式挡土墙，桩板式、锚杆、锚碇板和加筋土挡土墙应作为分部工程进行评定。
6.1.3 丁坝、护岸可参照挡土墙的标准进行评定。
6.1.4 本章第6.10节可用于本标准第8章及本章未列出名称的其它砌石构造物的评定。
6.1.5 钢筋混凝土结构或构件，均应包含钢筋加工及安装分项工程，其评定见本标准第8.3节。
6.2 砌体挡土墙6.2.1 基本要求1) 石料或混凝土预制块的强度、规格和质量应符合有关规范和设计要求。
2) 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。
3) 地基承载力必须满足设计要求，基础埋置深度应满足施工规范要求。
4) 砌筑应分层错缝。
浆砌时坐浆挤紧，嵌填饱满密实，不得有空洞；干砌时不得松动、叠砌和浮塞。
5) 沉降缝、泄水孔、反滤层的设置位置、质量和数量应符合设计要求。
6.2.2 实测项目见表6.2.2-1及6.2.2-2。
表6.2.2-1 砌体挡土墙实测项目表6.2.2-2 干砌挡土墙实测项目6.2.3 外观鉴定1) 砌体表面平整，砌缝完好、无开裂现象，勾缝平顺，无脱落现象。
不符合要求时减1~3分。
2) 泄水孔坡度向外，无堵塞现象。
不符合要求时必须进行处理，并减1~3分。
3) 沉降缝整齐垂直，上下贯通。
不符合要求时必须进行处理，并减1~3分。
6.3 悬臂式和扶臂式挡土墙6.3.1 基本要求1) 混凝土所用的水泥、石、砂、水和外掺剂的规格和质量应符合有关规范的要求，按规定的配合比施工。
2) 地基强度必须满足设计要求。
3) 不得有露筋和空洞现象。
4) 沉降缝、泄水孔的设置位置、质量和数量应符合设计要求。
6.3.2 实测项目：见表6.3.2。
土力学 第7章 土压力与挡土结构(任务6 挡土墙设计)
锚定板挡土墙 柱板式锚杆挡土墙
挡土墙的各部分名称：如右下图所示
墙面：暴露于外的正面。有垂直和向后倾斜两种。 墙背：与填土接触的背面。可做成倾斜和垂直的。 墙基：挡土墙全部埋在地下的部分，与持力层接触。 墙趾：墙基的前缘。 墙踵：墙基的后缘。 墙顶：挡土墙的顶面。
墙背的主要形式
墙背的主动土压力：仰斜式＜垂直式＜俯斜式。 如为挖方边坡，采用仰斜式与边坡紧密结合；如为填 方边坡，采用垂直式或俯斜式，利于墙背填土夯实。
愈缓主动土压力愈小，但 施工愈困难。
面坡应尽量与背坡平行。
0.2
1
四、设置墙基底逆坡
逆坡度（n：1）：
土质地基＜ 0.1：1 岩石地基＜0.2：1
作用：增加基底抗滑稳定性
n
但由于基底倾斜，减少了承载力， 1
因此，地基承载力需折减： 基底逆坡0.1：1时，折减系数
0.9； 基底逆坡0.2：1时，折减系数
xf
分解主动土压力Ea为垂直分力Eaz和 水平分力Eax。 合力N：
x0
Eaz
G
Eax
N (G Eaz )2 Ea2x
合力距等于各分力矩之和： N·c=Gx0+ Eazxf- Eaxzf
则：
zf
Nb
O
c
α0 e
α
c Gx0 Eaz x f Eax z f N
e b c 2
（续）
(二)悬臂式挡土墙 悬臂式挡土墙一般用钢筋 混凝土建造，它由三个悬臂 板组成，即立壁，墙趾悬臂 和墙踵悬臂，如右图所示。 墙的稳定主要靠墙踵底板上 的土重，而墙体内的拉应力 则由钢筋承担，因此能充分 利用钢筋砼的受力特点，在 市政工程及厂矿贮存库中经 常使用。
基础工程 6.挡土墙设计
Wa Payb Pax h
1.6
O
a
b
地基承载力验算
与一般墙下条形基础验算方法相同
集中荷载 偏心荷载
pk f a pk f a
pmax 1.2 f a
pk
Fk Gk A
pk max
Fk Gk M k A W
P163例题6-2
§6.5 墙后回填土选择
1、理想回填土——砾石、卵石、粗砂、中砂
Pa Pax
抗滑稳定条件
Ks
(W Pay ) Pax
1.3
为基底摩擦系数，
根据土的类别查表
抗倾覆稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆 抗倾覆力矩：主动土压力的竖向分力和墙自重对O点的矩
倾覆力矩：主动土压力的水平分力对O点的矩
W
Pay d
h
Pa
抗倾覆稳定条件
Kt
填土 墙面 墙背
适用：墙高 ≤8m。
墙趾
墙基
2.悬臂式挡土墙
钢筋混凝土建造，立壁、墙趾悬臂和墙踵 悬臂三块悬臂板组成，靠墙踵悬臂上方的 土重维持稳定性，墙体内拉应力由钢筋承 担；体积小，充分利用材料特性，市政工 程中常用
填土 立壁 钢筋
适用：墙高 ≤8m
墙趾
墙踵
3.扶壁式挡土墙
针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度 过大的缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.8～ 1.0）H，墙体稳定靠扶壁间填土重维持
极限平衡条件
j j 3 1 tan2 45o 2c tan 45o
2 2
H
z
朗肯主动土压力强度
pa zK a 2c K a
挡土墙设计(最全面的)
挡土墙设计概述一、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。
挡土墙设计说明书
第六章挡土墙设计§6-1 概述一、挡土墙的用途挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。
在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。
按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型(图6-1)。
路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，可以防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。
滨河及水库路堤，在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和浸蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。
图6-1 挡土墙的各部分名称a）路肩挡土墙、b）路堤挡土墙、c）路堑挡土墙、d）山坡挡土墙路堑挡土墙设置在堑坡底部，主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。
山坡挡土墙设在堑坡上部，用于支挡山坡上可能坍滑的覆盖层，有的也兼有拦石作用。
此外，设置在隧道口或明洞口的挡土墙，可缩短隧道或明洞长度，降低工程造价。
设置在桥梁两端的挡土墙，作为翼墙或桥台，起着护台及连接路堤的作用。
而抗滑挡土墙则用于防治滑坡。
挡土墙各部分名称如图(6-1c)所示。
靠填土(或山体)一侧为墙背，外露一侧为墙面(也称墙胸)，墙面与墙底的交线为墙趾，墙背与墙底的交线为墙踵，墙背与铅垂线的交角为墙背倾角α。
墙背的倾角方向，比照面向外侧站立的人的俯仰情况，分俯斜、仰斜和垂直三种。
墙背向外侧倾斜时，为俯斜墙背(图6-1c)，α为正；墙背向填土一侧倾斜时，为仰斜墙背(图6-1a)，α为负；墙背铅垂时，为垂直墙背(图6-1b)，α为零。
如果墙背具有单一坡度，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。
选择挡土墙设计方案时，应与其它方案进行技术经济比较。
例如，采用路堑或山坡挡土墙，常须与隧道、明洞或刷缓边坡的方案作比较；采用路堤或路肩挡土墙，有时须与栈桥或陡坡填方等相比较，以求工程经济合理。
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如波浪冲击、洪水。
图6-5 作用在挡土墙上 的力系
（2）附加力： （3）特殊力：
偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等。
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第三节 挡土墙土压力计算
◆2、挡土墙的移动形式
（1）墙体外移
（2）墙体内移
（3）墙体不移动
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（δ=0）的情况；
②墙背垂直，填土表面倾斜，但倾角β＞φ的情况； ③地面倾斜，墙背倾角ε＞(45°-φ/2）的坦墙； ④L型钢筋混凝土挡土墙；
⑤墙后填土为粘性土或无粘性土。
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第三节 挡土墙土压力计算
（6）适用条件
2）库伦理论的适用条件
下述情况宜采用库伦理论计算土压力：
破裂面交于路基面：a)交于荷载内侧；b)交于荷载中部；c)交于荷载外侧
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第三节 挡土墙土压力计算
（3）破裂面交于外边坡Ea-式6-13
破裂面交于外边坡
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第三节 挡土墙土压力计算
（4）大俯角墙背的主动土压力—第二破裂面法
有时土体并不沿墙背滑动，而是沿另一滑动面滑动，这一般是折线 形重力墙背、悬臂墙墙背或带衡重台的墙背，其倾角大于第二破裂 面的倾角i、且墙背面上的抗滑力大于下滑力的情况。
第三节 挡土墙土压力计算
5、路基挡土墙的土压力考虑
1）主动土压力与被动土压力的区分：
假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂
面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为
被动土压力。
2）路基挡土墙的土压力考虑：
路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，
在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只 考虑Ea ，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。
第一节 概述
（1）刚性挡土墙本身变形极小，只能发生整体位移
重力式 悬臂式
扶壁式
锚拉式 （锚碇式）
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第一节 概述
填土 桥面
重力式挡土墙
支撑土坡的 挡土墙 填土
拱桥桥台
填土
E
堤岸挡土墙
E
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第一节 概述
（2）柔性挡土墙
本身会发生变形， 墙上土压力分布形式复杂
锚杆 板桩
板桩上土压力 实测 计算 板桩变形
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第一节 概述
3、新型挡土墙 自嵌式挡土墙-主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带
连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。 用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等，比 传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。
挡土墙因路基形式和荷载分布不同土压力有多种计算图式
（1）破裂面交于内边坡-适用于路堤或路堑挡土墙
Ea-P127 式6-6
破裂面交于内边坡
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第三节 挡土墙土压力计算
（2）破裂角交于路基面破裂面交与荷载中部 b) Ea-式6-9 破裂面交与荷载外侧 c) Ea-式6-11 破裂面交与荷载内部 a) Ea-式6-12
于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法）； 库伦理论根据墙背与滑裂面之间的土楔处于极限平衡，用静
力平衡条件求解（滑动楔体法） 。
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第三节 挡土墙土压力计算
（6）适用条件
1）朗肯理论的适用条件
根据朗肯理论推导的公式，作了必要的假设，因此有一定的 适用条件：
①填土表面水平（β=0），墙背垂直（ε=0），墙面光滑
墙趾前土体的被动土压力Ep一般不计。
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第三节 挡土墙土压力计算
◆6、不同墙背倾斜形式的土压力大小
墙背倾斜形式
仰斜、直立和俯斜
E2
E1
E3
E1＜E2＜E3
仰斜
直立
俯斜
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第三节 挡土墙土压力计算
7、挡土墙的土压力计算理论
（1）朗肯土压力理论
按挡土墙的墙体材料分:
石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡 墙，木质挡墙和钢板墙等。
按挡土墙的结构形式分:
重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚 杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。
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第一节 概述
a
b
c
d
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挡土墙位置分：a）路肩挡墙、b）路堤挡墙、c）路堑挡墙、d）山坡挡墙
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第二节 挡土墙的构造与布置
◆1、挡土墙的构造
墙顶
①墙面（墙胸） ②墙背（俯斜、仰斜、垂直）
墙 身
墙面 墙背 墙身
有直线形墙背和折线形墙背 之分
基础 墙趾 基底 墙踵
③墙顶及护栏
挡土墙的组成示意图
④墙底（墙趾、墙踵）
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第二节 挡土墙的构造与布置
①需考虑墙背摩擦角时，一般采用库伦理论； ②当墙背形状复杂，墙后填土与荷载条件复杂时； ③墙背倾角ε＜(45°-φ/2）的俯斜墙； ④数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土
或粘性土均可方便使用。
⑤挡土墙一般采用库伦理论
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第三节 挡土墙土压力计算
◆8、一般条件下库仑主动土压力计算
>i的情况，不出现第二破裂面；衡重式挡墙的上墙或悬臂式墙， 因采用的是假想的墙背，=，只要>i，即存在第二破裂面。
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第三节 挡土墙土压力计算
衡重式挡土墙的推导见P131~P133
第二破裂面的出现及其计算
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第三节 挡土墙土压力计算
当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，
因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土 主动土压力，但需要近似，主要有以下近似方法：
等效内摩擦角法φD－一般增加5～10 º （P136）
力多边形法(数解法) P137 Ea-式6-32
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第三节 挡土墙土压力计算
（4）库伦理论的基本假设
①墙后填土为均匀的无粘性土（c=0），填土表面倾斜（β＞0）； ②挡土墙刚性，墙背倾斜，倾角为ε； ③墙面粗糙，墙背与土本之间存在摩擦力（δ＞0）； ④滑动破裂面为通过墙踵的平面。
（a）
（b）
库伦主动土压力计算图式
（c）
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第三节 挡土墙土压力计算
还有哪些？ --结构、材料
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第一节 概述
挡土墙照片
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第一节 概述
4、挡土墙的作用
路肩墙：护肩及改善综合坡度；
路堤墙：收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑
动，沿河路堤可防水流冲刷等；
路堑墙：减少开挖，降低边坡高度；
山坡墙：支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用；
第三节 挡土墙土压力计算
土压力E Ep
◆3、墙位移与土压力关系
Ea:墙体外移,土压力逐渐减小, 当土体破坏,达到极限平衡状 态时所对应的土压力(最小)
E0
Ep:墙体内移,土压力逐渐增大, 当土体破坏,达到极限平衡状 态时所对应的土压力 (最大)
Ea
1~5% 1~5‰ 墙位移与土压力E关系
E0:墙体不移动,土压力即是 土体产生的侧压力
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第二节 挡土墙的构造与布置
①横向布置 ②纵向布置
在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括： 1）分段，设伸缩缝与沉降缝； 2）考虑始、末位置在路基及 其它结构处的衔接； 3）基础的纵向布置； 4）泄水孔布置。
◆2、挡土墙布置
主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤 墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。
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。
（2）库仑土压力理论
1776年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据极限平 衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体 的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为 著名的库伦土压力理论。
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第三节 挡土墙土压力计算
◆4、不同类型土压力需满足的条件
1）静止土压力：土静止不动 2）主动土压力Ea ： ①土推墙 ②土体达到主动极限平衡状态 3）被动土压力Ep ： ①墙推土 ②土体达到被动极限平衡状态
三种不同性质的土压力
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隧道及明洞口挡墙：缩短隧道或明洞口长度；
桥梁两端挡墙：护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。
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第一节 概述
5、各式挡土墙的使用条件
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第一节 概述
6、挡土墙的破坏
垮塌的重力式挡墙
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第一节 概述
6、挡土墙的破坏
垮塌的护坡挡墙
第六章
挡土墙设计
厦门理工学院土木工程与建筑学院 赵花丽
主要内容
第一节 概述 第二节 挡土墙的构造与布置 第三节 挡土墙土压力计算 第四节 挡土墙的设计原则 第五节 重力式挡土墙设计 第六节 浸水路堤挡土墙设计 第七节 地震地区挡土墙设计 第八节 轻型挡土墙 第九节 加筋土挡土墙