衡重式挡土墙设计

1.1 挡土墙设计

1.1.1 挡土墙的类型

挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。

按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。

挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。重力式挡土墙验算

现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15.9m ，上墙H1 =6.4m ,墙背俯斜1:0.33 ( ! = 18o15 )，衡重台宽d=1.0m,下墙H2=9.5m，墙背仰斜1:0.25 ( 2 二—14o02 ' ) d 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。

山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数f 0.6 ，地基容许承载力0 800kPa

填土边坡为1 : m = 1 : 1.5，路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土，

容重为 =18.6 KN /m3,内摩阻角35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为

=22.5 KN/m3，容许压应力a600kPa ,容许剪应力j 500kPa ,外摩阻

角3= /2=17.5 °

稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3, [Ko]=1.5. 。计算图示见图4。

图7.2衡重式挡土墙计算图示

、上墙土压力计算

设计荷载采用公路U 级，采用双车道布置，选取分段长度 L=12m ,车辆荷

1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面

假象墙背倾角为：

载换算等代土层高度为h o

G 200 4 b o L

18.6 5.5 12

0.651，分布宽度取5.5m 。同

理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为

h o = 0.75m, 分布宽度为5.5

1 29 30

假设破裂面交于荷载内，按《道路工程》中表

5 - 28第一类公式：

i 1

45 /2 45 35 /2 27.5

tan 1 0.521

验算破裂面位置： 第一破裂面距墙顶内缘：

H'tan 1 tan 1) b o 5.5m ，破裂面交于荷载

外，与假设不相符，需要另外采用公式。由于破裂面交于荷载外 而1

1

，故

出现第二破裂面。

2、计算第二破裂面上的主动土压力

cos( i

)

K

(tan i tan i ) 0.604

sin( i

i

2 )

‘ 2h °h 2

2 0.75 3.8 …

K

1

1 022

H 1

1

6.42

1.14

主动土压力：

E 1

1 -H 1KK 1 1 18.6 6.4

2 0.604 1.14 262.29kN

2 1 1

2

E

1y

E 1 sin( i ) 262.29 sin (27.5 35 ) 232.65kN

E

1X

E 1 cos( i

)262.29

cos(27.5 35 )121.11kN

对上墙的力臂：

Z

1Y

nH 2 b 2 d 1 乙Y tan i )

0.05 9.5 3.43 1 2.35 0.25 4.33m

6.4 0.75 3.8(4 6.4 3 3.8)

3 3 6.42

1.14

tan 1

H 1 ta n 1 H?

d i

6.4 0.33 1.0

6.4

0.568

h b h 2 (4H 1 3h 2)

2

3H 1 K 1

2.35m

3，上墙实际墙背上的土压力E1 :

E 1X E 1X 121.11kN E 1y

E 1X tan 1

121.11 0.33 39.97kN

对上墙01的力臂：

1 Z 〔x H 1 2.13m

1x

3

1

、下墙土压力计算 采用力多边形法 (1)对于汽车设计荷载 求破裂角2

假设破裂角交于荷载外，贝U ：

2 35 17.5 14.0

3 38.47

tan 3=0.794

2

33.80

验算破裂面位置

H tan 2 H 2 tan 2 H 1 tan 1 15.9 0.699 9.5 0.25 6.4 0.642

12.54 b ° 破裂面交于荷载之外，与原假定相符，故采用公式正确 计算土压力E 2

A o

B ° R 1

1 2

(H 2 H 1)2 126.41 2

1

出(战 2HJtan 2

1 2 H 1 ta nn 1 2

I 。

H 1 (ta n 1 ta n 1) h o 12,20

tan

E 1X

COS ( 1)

121.11 cos(35 27.5 ) 263.28

tan

\ (cot tan )(tan

B

o

) R Sin( 1)

0.669

A A o sin cos

5.5m