挡土墙课程设计计算书

1. 设计资料

1.1基础资料

①省道S313,路基宽10米，路面宽7米，两侧路肩宽各1.5米，在桩号

段为填方路堤，填方边坡坡度为1:1.5。为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，拟采用重力式挡土墙。

②墙高6.2米，墙背仰斜坡度1:0.24 （=13.5 °）,墙身分段长度20米

③墙背填土重度，内摩擦角角，地基为岩石，地基谷许承载力

f=0.45

④砌体重度一，砌体容许压应力°;填土与墙背间摩擦

，基底摩擦系数

，容许剪应力

1.2设计依据

①挡土墙课程设计任务书

②《公路路基设计规范》JTG D30-245 ③《路基路面工程》第四版一一人民交通出版社2014

2. 初拟挡土墙结构形式、尺寸

2.1墙身结构形式、尺寸

挡土墙咼6.2m ,挡墙以上边坡咼a=1m 初拟挡墙顶宽1.0m

2.2基础结构形式、尺寸

采用扩大浅基础，初选基础埋深为 1.0m ,厚度为0.5m ，净边宽为0.25m, 高宽比为2： 1 0挡墙形式如图2-1

1.0

1.5

图2-1挡墙形式

76

50 斗

26

3. 确定车辆荷载及当量土柱高度

挡土墙设计中，换算均布土层厚度（）可直接由挡土墙高度确定的付家何在强度计算。即

- （3-1）

式中：——墙后填土重度

H=6.2m,由线性内插法确定（）—— =14.75（KPa）

换算均布土层厚度-=——

4. 破裂面棱体位置确定

4.1破裂角计算

假设破裂面交于荷载中部，如图4-1，则有：

O O O O

式中：一一墙背倾斜角（°），俯斜墙背为正，仰斜墙背为负

――墙背与填土间的摩擦角（°）

――填土的内摩擦角（°）

因为

1.0

1.5

图4-1假设破裂面位置图令破裂棱体的断面面积S=

=31.68

=9.24

=-0.95+

=0.7129

4.2验算破裂面是否交于荷载范围内

破裂棱体长度

=2.14m

车辆荷载分布宽度L=10m

所以，即破裂面交于荷载范围内，符合假设

破裂面如图4-2

1.5

图4-2破裂面示意图

5. 土压力计算

5.1主动土压力计算

根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式:

=18.5 °

=72.47KN

5.2 土压力作用点位置计算

——m

表示土压力作用点到墙踵的垂直距离

土压力对墙趾力臂计算

墙背主动土压力的水平与垂直分力（KN ；

6. 稳定性验算

6.1受力分析,如图6-1

摩擦力f

图6-1受力分析图

墙体重量及其作用点位置计算：挡土墙按单位长度计算，为方便计算，把 挡土墙和基础分成两个部分，上部分为四边形，下部分为矩形：

1.49m

6.2抗滑稳定性验算

6.2.1滑动稳定方程

水平基底，

，验算公式：

（6-1）

式中：G ――

挡土墙自重

0.5+-

――墙前被动土压力的水平分量（KN，当为浸水挡土墙时，=0

――基底倾斜角（°）

——基底摩擦系数，取0.45 ；，——主动土压力和墙前被动

土压力分项系数。

=(1.2

=-11.22<0

6.2.2滑动稳定系数

------------------- （6-2）

式中：N――作用于基底上合理的竖向分力（KN ，浸水挡土墙应计浸水部分的浮力；

墙前被动土压力水平分量的0.3倍（KN

1.03

<1.3

所以抗滑稳定性不足

6.3抗倾覆稳定性验算

6.3.1滑动稳定方程

0.9G （6-3）

式中：一一墙身、基础及其上的土重合力重心及作用于墙顶的其他荷载的竖向

合力重心到墙趾的水平距离（m ；

――墙后主动土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离（m；

――墙后主动土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离（m；

――墙前被动土压力的水平分量到墙趾的距离（m o

0.9G

72.02

=0.9

=68.35>0

632抗倾覆稳定系数

(6-4 )

=2.14

>1.3

所以抗倾覆稳定性满足要求。

6.4基底应力和合力偏心距验算

6.4.1合力偏心距验算

- ----------------------------------------------- （6-5）

式中：M作用于基底形心的弯矩

――由填土恒载土压力所引起的弯矩；

――由墙身及基础自重和基础上的土重引起的弯矩

上式中，弯矩为作用于基底形心的弯矩，所以计算时，先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算出对形心的力臂。

=0.080mv-=0.25m

所以基底合力偏心距满足规范的规定

642基底应力验算

＜地基容许承载力

6.5截面应力就算

为了保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择1~2个控制断面进行验算, 如1/2墙高处，以及墙身与基础的衔接截面。

强度计算按下式6-1

—（6-6）

按每延米墙长计算：

式中：——轴向设计力（KN ；

——重要性系数；

--- 荷载组合系数（表6-1）；

、一一分别为恒载引起的轴向力和相应的分项系数；

——主动土压力引起的轴向力（KN ；

——被动土压力、水浮力、静水压力、动水压力、地震力引起的轴向力

（KN ；

――以上各项轴向力的分项系数；

――抗力分项系数，按表6-2选用

——材料极限抗压强度

--- 容许偏心距，按表6-3选用

A――挡土墙构件的计算截面积（）