4悬臂式挡土墙解析
悬臂式挡土墙原理
悬臂式挡土墙原理一、悬臂式挡土墙的定义和分类悬臂式挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于防止土壤失稳和滑坡。
它是由一个混凝土或砖石结构体支撑着一个或多个悬臂墙板组成的。
根据其支撑方式，悬臂式挡土墙可以分为重力式和加筋式两种。
二、重力式悬臂式挡土墙原理重力式悬臂式挡土墙是通过自身重量来抵抗侧向地压力的一种结构形式。
它通常由混凝土或石材制成，具有较大的自重和稳定性。
当地表受到侧向压力时，重力式悬臂式挡土墙会产生反作用力，从而防止地面滑动。
三、加筋式悬臂式挡土墙原理加筋式悬臂式挡土墙是在重力作用下增加钢筋等材料的强度来增强其稳定性的一种结构形态。
它通常由混凝土制成，具有较大的自重和稳定性，并且可以通过添加钢筋等材料来提高其抵御侧向压力的能力。
四、悬臂式挡土墙的设计和施工设计悬臂式挡土墙时，需要考虑以下因素：1. 地质条件：包括土壤类型、坡度、地下水位等。
2. 挡土高度：挡土墙高度越高，所需的结构强度和稳定性就越大。
3. 压力：侧向压力是影响悬臂式挡土墙稳定性的主要因素之一。
4. 材料选择：根据实际情况选择合适的材料，如混凝土、砖石或钢筋等。
在施工过程中，需要注意以下问题：1. 基础处理：必须确保基础牢固，以支撑挡土墙的重量和侧向压力。
2. 材料质量：材料质量必须符合设计要求，并经过严格检查和测试。
3. 结构连接：各部分结构必须正确连接，以确保整个结构的稳定性和安全性。
4. 施工质量控制：施工过程中必须进行严格的质量控制，以确保结构符合设计要求。
五、悬臂式挡土墙的优缺点优点：1. 稳定性高：悬臂式挡土墙具有较大的自重和稳定性，能够有效地抵御侧向压力。
2. 施工简单：悬臂式挡土墙的施工过程相对简单，不需要大量的机械设备。
3. 经济实用：与其他类型的挡土墙相比，悬臂式挡土墙成本较低，经济实用。
缺点：1. 高度限制：悬臂式挡土墙的高度受到限制，通常不适用于超过30米高度的场合。
2. 材料限制：由于其自重较大，需要使用较为坚固的材料，如混凝土或石材等。
悬臂式挡土墙受力分析
文章编号:1000-1506(2004)04-0016-03悬臂式挡土墙受力分析侯卫红1,侯永峰2(1.河北师范大学物理系,河北石家庄050014;2.北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)摘 要:悬臂式挡土墙是目前常用的轻型挡土墙之一,具有断面简单,施工方便,便于工场化生产等优点.通常采用朗金理论或库仑理论计算作用在挡土墙上的土压力.这里采用有限元法,在考虑挡墙与地基的相互作用的情况下,得出了悬臂式挡土墙所受到的剪力和弯矩,并与朗金法所得的结果进行了对比.关键词:悬臂式挡土墙;有限元;土压力;剪力;弯矩中图分类号:TU 413.62 文献标识码:AThe State of Stre ss of Cantilever Retaining WallH OU W ei -h o ng 1,HOU Y o ng -fe ng2(1.C olleg e of Phy sics ,H ebei Normal Univ ersity ,S hijia zh uang 050014,C hina ;2.S cho ol of Civ il En gi neer ing and Ar chite cture ,Beiji ng Jiaoto ng Unive rsity ,Beiji ng 100044,C hina )Ab s tra ct :C antile ver retainin g wall is u sed fre quentl y in d ock ,em bankment ,etc .The earth press ure is c alculated by usi ng R ankin the ory or C o lum n the ory .In this paper ,the FE M is u sed to analy sis the i nte racti o n betw e en retai ning wall an d s oi l .The she ar forc e an d ben ding mo m ent of c antilever retain -ing w all are o btained .C o mpare with the res ult thro u gh the R ankin the ory ,s o m e res ults are les s than the FE M .Ke y w ord s :c antile ver retainin g wall ;FEM ;earth pre ssure ;shear f orc e ;bend ing m oment 土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果,其大小不仅与挡土墙的高度、填土的性质有关,而且与挡土墙的刚度和位移有关[1].《基坑工程手册》根据西南交通大学彭胤教授的研究成果,给出了不同土类、在不同的位移形式下、达到不同的应力状态时所需的不同位移量[2].梅国雄等根据土压力随挡土墙位移而变化的特点,提出了考虑变形与时间效应的土压力计算方法[3].姚辉等采用模型试验的方法,探求了刚性挡土墙主动土压力的分布规律.土压力上部呈直线分布,下部呈抛物线分布,实测土压力比库仑理论计算值小[4].岳祖润等采用离心模型试验的方法得出了相似的结论[5].刘子慧等认为地基反力直线分布法进行悬臂式挡土墙设计是偏于不安全的,弹性地基梁法计算成果较为可靠.这是因为弹性地基梁法将挡墙与地基视为耦合系统,满足底板与地基的变形协调条件,在理论上更为完备[6,7].图1(a )为姚辉等人通过模型试验得到的刚性挡墙墙背主动土压力分布,图1(b )是岳祖润等采用离心模型试验方法得到的刚性挡墙墙背主动土压力分布.这些研究成果大都是针对刚性挡土墙的,墙体本身的变形可以忽略不计.但由于刚性挡土墙的体型巨大、占地多、材料消耗多、对地基承载力要求高,在城市地区的应用受到很大的限制.因此各种轻型挡土墙,如悬臂式挡墙、锚杆挡墙、锚定板挡墙、加筋土挡墙等得到了广泛的应用.其中悬臂式挡墙由于胸坡壁立,常用于码头、站场路肩墙.其外型呈倒“T ”型,由立壁、趾板和踵板组成.踵板上回填土的重收稿日期:2003-12-02基金项目:国家自然科学基金资助项目(50208001)作者简介:侯卫红(1969—),男,河南洛阳人,讲师.email :bfxb @center .njtu .edu .cn第28卷第4期2004年8月 北 方 交 通 大 学 学 报JO URN AL OF N O RTHE RN JIA O TON G UNIVE RSITYVo l .28No .4Aug .2004(a )姚辉等人的实验(b )岳祖润等人的实验图1 挡土墙墙背主动土压力实测结果Fig .1 The m onitoring re sult o f active e arthpres sure o n ba ck of retain ing w all量有助于增加挡土墙的稳定性;趾板使抗倾覆作用力的力臂加长,力矩增大,也对稳定有利.只需根据弯矩和剪力计算,对墙身适当配筋,可实现墙身轻型化,并且断面简单,施工方便,而且便于工场化生产,是一种经济合理的结构[5].在目前的城市铁路建设中,常采用悬臂式挡土墙作为路肩墙,以节约用地.但由于轻型挡土墙的墙身在土压力的作用下会产生较大的变形,因此作用在墙背上的土压力计算更加困难,目前在设计时仍采用朗金理论,或按相同边界条件的库仑公式计算,两种方法所得的土压力相差不大.但这两种方法都不能考虑挡土墙与地基之间的相互作用,以及墙身变形等因素的影响,得出的土压力与实际情况差别较大.有限元法可以将挡土墙与墙后填土作为整体来分析,从而可以考虑墙体与填土之间的相互作用,以及由于墙身变形引起的土压力的非线性分布等问题,在理论上更为完善.1 计算模型本文作者采用有限元法,将悬臂式挡土墙简化为刚性连接的两段梁,填土与挡土墙间采用无厚度的接触面单元来模拟土与挡土墙间的摩擦.边界条件为:两侧x 方向约束,底部xz 方向约束.计算模型如图2所示.计算宽度为60m ,深度为30m ;路堤填土高度4m ,分4层填筑,每层1m ;边坡坡度为1∶1,挡墙埋深1m .挡墙基础为二灰砂砾石,宽6m ,深1.7m ;挡土墙立壁高5m ,宽30cm ;趾板宽1m ,踵板宽2m ,厚度分别取5、10、15、20、30cm 进行计算,不考虑挡墙厚度变化引起的重量变化.采用弹塑性模型、摩尔—库仑屈服准则,采用A nasy s 5.4进行计算.材料参数如表1.计算模型取自北京城铁清河段,挡墙实际厚度为30cm .图2 悬臂式挡土墙计算模型Fig .2 The c alc ulatin g m o de l of c antile ver retainin g wall表1 材料计算参数Tab .1 The c alc ulated parameters of mate rials材料名称重度/(kN ·m -3)粘聚力/kPa 内摩擦角/(°)弹性模量/MP a 泊松比初始孔隙比衰减系数回填土17.81030 200.300.80.6二灰砂砾18.510030 500.200.60.6基 底17.01520 100.350.9-挡 墙20.0--21000--2 计算结果2.1 朗金理论计算结果根据朗金理论计算得到作用在立壁上的土压力及基底应力,并考虑趾板和踵板上的土层的自重可得到立壁、趾板和踵板处的弯矩和剪力.立壁的最大弯矩为27.32kN ·m /m ,最大剪力为26.87kN /m ;趾板的最大弯矩为28.33kN ·m /m ,最大剪的力为57.92kN /m ;踵板的最大弯矩为-9.04kN ·m /m ,最大剪力为-19.05kN /m .2.2 有限元法计算结果图3为有限元计算所得的墙身变形曲线.图4为有限元计算所得的不同厚度的悬臂式挡土墙立壁的墙身剪力和墙身弯矩图.从图4中可见,按朗金理论计算所得的剪力和弯矩远小于有限元计算所得的剪力与弯矩值.这是由于墙后填土达到主要极限平衡状态所需的位移量较大,墙身的变形较小,墙后填土远不能达到主动极限平衡状态.从图371第4期 侯卫红等:悬臂式挡土墙受力分析中可见,墙身的位移在靠近墙底处是偏向填土方向的,进一步造成了墙身下部的剪力值增大.图5为趾板和踵板的剪力与弯矩图.需要注意的是踵板的最大剪力出现在远离立壁一端,而按朗金理论计算所得的最大剪力出现在靠近立壁一端.图3 不同厚度挡土墙立壁的变形图Fig .3 The h oriz ontal dis pla ce ment of c antilev erin di fferent thicknes s(a )剪力(b )弯矩图4 不同厚度挡土墙立壁的剪力与弯矩图Fi g .4 The she ar forc e an d b end ing m o ment of cantileve rin di fferent thicknes s(a )剪力(b )弯矩图5 不同厚度挡土墙趾板和踵板的剪力与弯矩图Fi g .5 The she ar forc e an d bend ing m o ment of retaini ng toe and he el of c antilever in diff erent thickness2.3 两种方法计算结果对比表2为按朗金理论和用有限元法所得的计算结果对比表,取相同位置的数值进行比较.由表2可见,两种方法所得的结果之间有很大的差别,在挡墙厚度为30cm 的情况下,按朗金理论所得的结果普遍偏小,特别是立壁和趾板的剪力和弯矩,相差2倍以上,这就必然造成结构物的安全储备不足.悬臂式挡土墙的墙身截面较小,刚度相对较弱,在荷载作用下会产生较大的变形,这就必然会造成作用在挡墙上的应力的重新分布.按传统的设计方法计算挡土墙的受力时不考虑挡土墙的变形,不考虑挡土墙与地基的相互作用,甚至不考虑立壁、趾板和踵板连接处的力矩平衡.所得的结果和实际情况必然会有很大的差别.采用有限元法进行计算可以考虑这些因素的影响,而且可以考虑由于填土、地基、挡土墙三者刚度的变化对挡土墙受力的影响.其它的一些轻型挡土墙,如扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚钉板挡土墙等均存在这一问题.表2 朗金理论和有限元法计算结果比较Tab .2 The c o m paris o n of c alcu lated res ults betw ee n FE M and Rankine theory项 目立 壁趾 板踵 板最大剪力/(kN ·m -1)最大弯矩/(kN ·m ·m -1)最大剪力/(kN ·m -1)最大弯矩/(kN ·m ·m -1)最大剪力/(kN ·m -1)最大弯矩/(kN ·m ·m -1)朗金理论26.8727.32 57.9228.33-19.05-9.04有限元法挡墙厚度/cm528.50 6.97-63.5012.60 23.30 5.701041.3022.70-82.7033.90 23.30 11.201548.6043.40-95.6055.80 9.00 12.402054.8061.30-109.3074.80 1.90 13.503076.10101.20-137.8099.50-29.00-1.70(下转第26页)81北 方 交 通 大 学 学 报 第28卷。
悬臂式挡土墙设计全解
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道；已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2, 填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ•⨯=-=••⨯+⨯⨯•—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置： Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/mX 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙的一般形式如图（1-1）所示,它是由立壁（墙面板)和墙底板（包括墙趾板和墙踵板）组成，呈倒“T字形”，具有三个悬臂,即立壁、墙趾板和墙踵板.悬臂式挡土墙的结构稳定性是依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。
它的主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。
但是需耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时,钢材用量急剧增加,影响其经济性能。
一般情况下，墙高6m以内采用悬臂式.它适用于缺乏石料及地震地区。
由于墙踵板的施工条件,一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。
悬臂式挡土墙在国外已广泛使用，近年来，在国内也开始大量应用。
悬臂式挡墙设计，包括墙身构造设计、寺身截面尺寸的拟定、结构稳定性和基底应力验算以及墙身配筋计算、裂缝开展宽度验算等。
一、墙身构造设计1、悬臂式挡土墙分段长度不应大于15m，段间设置沉降缝和伸缩缝.2、立壁如图1—1所示，为便于施工，立壁内侧（即墙背）宜做成竖直面，外侧（即墙面)坡度宜陡于1：0.1,一般为1:0.02～1:0.05，具体坡度值应根据立壁的强度和刚度要求确定,当挡土墙高度不大时，立壁可做成等厚度。
墙顶宽度不得小于0。
2m;当墙较高时，宜在立壁下部将截面加宽.3、墙底板如图1-1所示，墙底板一般水平设置，底面水平。
墙趾板的顶面一般从与立壁连接处向趾端倾斜。
墙踵板顶面水平，但也可做成向踵端倾斜.墙底板厚度不应小于0。
3m。
墙踵板宽度由全墙抗滑稳定性确定，并具有一定的刚度，其值宜为墙高的1/4～1/2,且不应小于0.5m。
墙趾板的宽度应根据全墙的抗倾覆稳定、基底应力(即地基承载力）和偏心距等条件来确定,一般可取墙高的1/20~1/5。
墙底板的总宽度B一般为墙高的（0.5~0.7）倍。
当墙后地下水位较高，且地基为承载力很小的软弱地基时，B值可增大到1倍墙高或者更大。
教学课件：第3章-重力式挡土墙-悬臂式挡土墙
设计原理
平衡原理
重力式挡土墙依靠自身重量产生的摩 擦力和正压力来平衡土压力，保持稳 定。
抗滑稳定性
抗倾稳定性
根据墙后土压力和墙前被动土压力的 大小和分布，合理设计挡土墙的截面 尺寸和配筋，保证挡土墙的抗倾稳定 性。
通过合理设计挡土墙的底面积和埋深， 以及采取抗滑措施，提高挡土墙的抗 滑稳定性。
构造与分类
04 工程实例
重力式挡土墙实例
实例1
某山区公路重力式挡土墙，采用天然石材建造，利用墙体自重抵抗侧向土压力，有效防 止山体滑坡。
实例2
某河岸防护工程重力式挡土墙，采用混凝土浇筑，结合锚杆加固，有效防止河岸坍塌。
悬臂式挡土墙实例
实例1
某桥梁引道路基悬臂式挡土墙，采用钢筋混凝土结构，利用悬臂受力特点承受侧向土压力，提高路基稳定性。
构造
重力式挡土墙主要由墙身、基础、排水设施等部分组成。墙身通常采用混凝土 或石料浇筑，基础一般采用混凝土或钢筋混凝土，排水设施包括排水沟和滤水 层等。
分类
根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙可分为俯斜式、仰斜式、垂直式和凸折式 四种类型。
应用场景
适用范围
重力式挡土墙适用于一般工程条件， 如路肩墙、路堤墙、岸壁墙等。
悬臂式挡土墙
设计时需考虑墙体的抗弯和抗剪能力，以及地基变形的影响，墙体的长度和配筋需满足稳定性要求。
应用范围比较
重力式挡土墙
适用于承载能力较好的地基，如岩石、硬土 等，常用于山区、河岸等地的防护工程。
悬臂式挡土墙
适用于地基承载能力有限的地段，如软土地 基、河岸等，常用于城市、工业区等需要美 观防护的工程。
实例2
某地铁站台悬臂式挡土墙，采用地下连续墙结构，结合锚杆加固，有效防止地铁站台周边土体坍塌。
悬臂和扶壁式挡墙讲解
悬臂式、扶壁式挡土墙1、引用文件《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009 《通用硅酸盐水泥》GB 175-2007《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346-2011 《水泥胶砂强度检验方法（ⅠSO 法）》GB/T17671-1999 《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010 《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004 2、施工准备 2.1概述悬臂式挡土墙由底板和固定在底板上的直墙构成，主要靠底板上的填土重量来维持稳定的挡土墙，主要由立壁、趾板及踵板三个钢筋混凝土构件组成。
悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在6m-9m 之间。
面坡常用1：0.02～1：0.05斜坡，具体坡度值将根据立板的强度和刚度要求确定。
背坡可直立。
墙顶的最小厚度通常采用20～25cm 。
当墙高较高时，宜在立板下部将截面加厚。
踵板采用等厚,趾板端部厚度可减薄,但不小于0.30m 。
当墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，此时建议采用扶壁式挡土墙。
扶壁式挡土墙，由底板、立板、扶壁组成。
立板常为等厚,间距常取墙高的1/3~1/2,厚度约为间距的1/8~1/6,但不小于0.3m 。
凸榫：为提高挡土墙抗滑稳定的能力，底板设置凸榫。
为使凸榫前的土体产生最大的被动土压力，墙后的主动土压力不因设凸榫而增大。
2.2作业条件钢管、木方、新型节能对称拉杆、2cm 厚泡沫板、3mm厚三合板、悬臂式挡土墙扶壁式挡土墙槽钢、模板等材料准备齐全。
钻孔灌注桩各种质量指标检验合格桩头进行截除，截除后的桩顶标高应符合设计要求，清理桩头并报检测单位进行检测。
2.3材料及机具主体材料为碎石、钢筋，应符合设计级配要求；选用的水泥、砂、及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。
浅议悬臂式挡土墙施工技术
浅议悬臂式挡土墙施工技术发布时间：2021-03-15T15:46:40.330Z 来源：《建筑设计管理》2020年19期作者：董现振[导读] 悬臂式挡土墙由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成，主要依靠底板上的填土重量维持挡土构筑物的稳定董现振江苏南通三建集团股份有限公司江苏省南通市 226000摘要：本文结合目前正在建设的援埃塞俄比亚河岸绿色发展项目二期（中央广场标段）为例,对悬臂式挡土墙的施工技术要点进行了分析与探讨。
关键词：悬臂式挡土墙施工技术探析一、序言悬臂式挡土墙由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成，主要依靠底板上的填土重量维持挡土构筑物的稳定。
施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,因此,要求施工队伍在施工技术措施上要落实,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在萌芽状态。
本文结合多年的施工经验并以目前正在建设的援埃塞俄比亚河岸绿色发展项目二期（中央广场标段）为例,对悬臂式挡土墙的施工技术进行了探讨。
二、悬臂式挡土墙施工特点1、采用钢筋砼材料，有立壁、墙趾板、墙踵板三部分组成。
2、墙高时，立壁下部弯矩大，配筋多，不经济。
三、悬臂式挡土墙施工技术挡土墙位置应视现场基坑土质并会同地勘、设计决定是否采取地基处理，本工程地基为膨胀土，需要进行换填处理并采用土击夯实试验进行压实度检测，确保压实系数不小于设计或规范要求。
3.1地基处理方法3.1.1基底清理（1）施工时基坑(槽)内不得有积水，应采取排水或降低地下水位的措施。
（2）施工前应验槽，先将浮土清除，严禁有积水和泥浆，基坑(槽)的边坡必须稳定，防止塌方。
（3）在将基础下一定深度内的软弱土层挖除时应避免坑底土层受扰，可保留约200mm厚的土层暂不挖去，待铺填回填材料前再挖至设计标高。
3.1.2检验换填料、压实（1）土料选用抗剪强度高、透水性好的砂石料换填。
（2）其中人工级配的砂、石材料，按级配拌和均匀，应级配良好。
悬臂式及护壁式挡土墙
• ２．按朗金理论计算 • ３．按第二破裂面理论计算 • 当墙踵下边缘与立板上边缘连线的倾 角大于临界角，在墙后填土中将会出现第 二破裂面，应按第二破裂面理论计算．
• 三．墙身内力计算 • １．立板内力 • 立板为固定在墙底版上的悬臂梁，主要承 受墙后的自动土压力与地下水压力．墙前 土，立板自重忽略，立板按受弯构件计 算． • 由可变荷载效应控制的组合：
第二节 悬臂式挡土墙的构造
• 悬臂式挡土墙是由立板和底版两部分组成. • 立板内侧竖直,外侧可呈1:0.02~1:0.05的斜坡,墙顶 采用20~25CM的厚度. • 墙底版由墙踵板和墙趾板组成.墙底版一般水平设 置.通常做成变厚度,底版顶面自与立板连接处向两 侧倾斜. • 墙踵板长度由抗滑稳定性确定.厚度为墙高的 1/12~1/10,且不小于20~30CM. • 墙趾板长度由倾覆稳定性,基底应力和偏心距的条 件确定,一般可取0.15~0.3B,其厚度与墙踵相同. • 底版宽度B由墙的整体稳定性确定.一般可取墙高H 的0.6~0.8倍. • 为提高挡土墙的抗滑稳定性,底版设置抗滑键.
a
立 板
扶壁
墙趾板
墙踵板 a
第五节
• • • • • • • • • • •
扶壁式挡土墙的设计
悬臂式及扶壁式挡土墙相近,但它有自己的特点. 1.土压力计算同悬臂式挡土墙 2.内力计算 (1)立板的内力计算 立板实为三边固定,一边自由的双向板.其上的荷载为水平 方向上的土压力和水压力. 立板内力计算,上部按水平单向的连续梁计算，作用其上 的均布荷载为水平方向土压力的平均值．下部可视为三边 固定一边自由的双向板． 1)在上部为水平单向连续梁,以扶壁为支座,作用在他上的 均布荷载为水平方向土压力的平均值. 2 跨中弯距 M中=Pil1/20. 2 扶壁处的端部固端弯矩: M端=Pil1/12. 扶壁处端截面产生最大的剪力: V端=Pil1/2. 2)板的下部分为三边固定上边缘自由的矩形板,在梯形荷载 作用下,内力计算可查表,也可分别算出在均布和三角形布 载作用下进行内力叠加
悬臂式挡土墙设计
悬臂式挡土墙设计一、悬臂式挡土墙的特点和适用范围悬臂式挡土墙通常由立壁、趾板和踵板三部分组成，其结构形似悬臂梁。
它的主要特点包括：1、结构轻巧：相比于重力式挡土墙，悬臂式挡土墙可以节省材料，降低工程造价。
2、施工方便：构件可以预制，现场拼装，施工速度较快。
3、适应性强：能够适应不同的地形和地质条件。
悬臂式挡土墙适用于填方路段、地基承载力较低的地区以及对景观要求较高的场所。
例如，在城市道路的填方边坡、河岸护坡等工程中经常被采用。
二、设计前的准备工作在进行悬臂式挡土墙设计之前，需要收集一系列的基础资料和数据，包括：1、工程地质勘察报告：了解地基土的物理力学性质、地下水位等情况，为基础设计提供依据。
2、填土的物理力学参数：如填土的重度、内摩擦角、粘聚力等，这些参数对于计算土压力至关重要。
3、挡土墙的使用要求：包括墙高、墙顶荷载、使用年限等。
三、土压力计算土压力的计算是悬臂式挡土墙设计的关键环节。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的理论和计算方法。
库仑土压力理论适用于墙背倾斜、粗糙，填土表面倾斜的情况；朗肯土压力理论则适用于墙背垂直、光滑，填土表面水平的情况。
一般来说，如果挡土墙的墙背较为粗糙，填土表面有一定坡度，采用库仑土压力理论计算更为准确。
计算土压力时，需要考虑不同的工况，如正常使用状态和地震状态。
在地震状态下，土压力会增大，需要乘以相应的地震系数进行调整。
四、挡土墙的稳定性验算悬臂式挡土墙的稳定性验算包括抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算。
抗滑移稳定性验算的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会沿基底发生滑移。
验算时，需要计算挡土墙受到的滑移力和抗滑移力，抗滑移安全系数应满足规范要求。
抗倾覆稳定性验算则是保证挡土墙不会绕墙趾发生倾覆。
计算倾覆力矩和抗倾覆力矩，抗倾覆安全系数也必须达到规定值。
此外，还需要进行地基承载力验算，确保基底压力不超过地基的承载能力。
4.悬臂式挡土墙解析
筋混凝土挡土墙，墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之
间的摩擦角方 0 。
（1）截面选择
由于缺石地区，选择钢筋混凝土结构。墙高低于6m，选择悬臂式挡土 墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示。
150 p
k
A
a
3000
z1=3/3+0.25=1.25m；
2) 竖向荷载计算 ①立臂板自重力
3000
600
150 p
k
A
G1k G2k
BD
250
G1k
0.15 0.25 3 25 15kN/m 2
150
C B' D' 400 250
1600
B D
x1
0.4
(0.1 3) /
2
(2 0.10) / 3 0.15 3 (0.1 3) / 2 0.15 3
600
G1k G2k
100
BD
b
150
C B' D' 400 250
1600
250
150
min
B D
max
150 p
k
A
a
3000
G1k G2k
100
600
BD
b
250
C B' D'
150
150
400 250
1600
min
B D
max
1) 土压力计算 沿墙体延伸方向取一延长米。由于地面水平，墙背竖直且光
1) 墙踵板长度（抗滑移稳定） 墙踵板长度的确定应以满足墙体抗滑稳定性的需要
挡土墙类型(一)2024
挡土墙类型（一）引言概述：挡土墙是一种常见的地下工程结构，用于抵抗土壤的压力、防止土体滑动或坍塌，保护基础设施的安全稳定。
挡土墙类型繁多，本文将从五个大点进行阐述：重力式挡土墙、基础式挡土墙、承台式挡土墙、悬臂式挡土墙和土工格栅挡土墙。
正文：1. 重力式挡土墙- 原理：依靠墙身本身的重量抵抗土壤压力。
- 小点1：墙身采用混凝土或石材等重型材料建造。
- 小点2：适用于土体稳定性较好的场地，不宜使用在软土地区。
- 小点3：建造简单，成本相对较低。
2. 基础式挡土墙- 原理：通过增加挡土墙的基础面积，提高墙体稳定性。
- 小点1：常见的基础形式包括摊铺混凝土基础和沉井基础。
- 小点2：适用于基础承载力较弱的场地，能提高墙体的稳定性。
- 小点3：施工难度较大，需要考虑深挖和基础排水等问题。
3. 承台式挡土墙- 原理：挡土墙上设置一道水平承台，均匀分布土壤压力。
- 小点1：承台通常采用钢筋混凝土结构。
- 小点2：适用于较高的挡土墙，能减小土壤的局部集中应力。
- 小点3：施工复杂，需要充分考虑承台的设置和墙体连接等问题。
4. 悬臂式挡土墙- 原理：挡土墙上设置一定长度的悬臂梁，改变土壤压力的传递路径。
- 小点1：悬臂梁通常采用预应力钢筋混凝土。
- 小点2：适用于挡土墙高度较大的情况，能减小土壤的侧向推力。
- 小点3：施工难度较大，需要考虑悬臂梁的刚度和连接方式等问题。
5. 土工格栅挡土墙- 原理：利用土工格栅的抗拉强度和土体的摩擦力共同抵抗土壤压力。
- 小点1：土工格栅通常由高强度聚合物或金属材料制成。
- 小点2：适用于土壤稳定性差、水土流失严重的场地。
- 小点3：施工相对简便，具有较好的柔性和适应性。
总结：挡土墙类型繁多，每种类型都有其适用的场合和特点。
根据具体工程要求和土体条件，选择合适的挡土墙类型是确保土体稳定和工程安全的关键。
悬臂式挡土墙设计与分析
Ａ ＝Ｍ／ＴＪｒｈ０。
置沉降缝和伸缩缝 ：
其 中 ，Ａ，为受拉钢筋截面面积 为受拉钢筋设 计强度 ； 为
１）不 同地基土壤 的分界处 。２）挡 土墙高度 变化处 。３）所承 截面有 效高度。
受的荷载有较大变化处 。４）墙长超过 ２５ ＩＩ１时。
２．３ 地基 承载 力验 算
１．３ 基 础垫层
２）有 地下水 时。
＝ ÷［２（ｑｌＰ ）＋（ｑｌＰ ）］ｂ 。 Байду номын сангаас
ａ．地下水 位处 ： ＝ｙＨｔａｎ （４５。一 ２）。
ｂ．地下水位 以下 ：
２．５ 抗 倾覆稳 定验 算 历
扎 ‘６。。
＝ｙｈ１：［（７ 一 ）ｈ２］ｔａｎ （４５。一ｑ￣／＇２）＋ ｈ２。
２．２ 墙 身内力及配筋计算
第 ３８卷 第 １０期 · ９８ · ２ ０ １ ２ 年 ４ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏｌ＿３８ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１２
文章编号 ：１００９－６８２５（２０１２）１０—００９８—０２
悬 臂 式 挡 土 墙 设 计 与 分 析
谢 俊 辉
（河北省建筑材料工业设计研究院 ，河北 石 家庄 ０５００５１）
摘 要 ：从材料 、沉降缝与伸 缩缝及基础垫层三方面介绍 了悬臂式 挡土墙的构造特 点 ，并针对 悬臂式 挡土墙 的侧压 力、墙 身 内力、
地基承载 力等计算进行 了具体阐述 ，指 出了设计过程中应注意事项 ，以期指导实践。
关键词 ：悬臂式挡土墙 ，构造特点 ，承载 力，注意事项
（景德镇市城建开发公司 ，江西 景德镇 ３３３０００）
摘 要 ：结合 自身工作实践 ，针对静压桩在 软土层施 工中出现的质量 问题进 行 了探 讨 ，分析 了天气 、地质 、施工措 施等 因素对静压
4悬臂式挡土墙解析
4悬臂式挡土墙解析在土木工程领域，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止土体变形失稳。
其中，悬臂式挡土墙以其独特的结构和性能特点，在许多工程中得到了广泛应用。
接下来，让我们一起深入了解一下悬臂式挡土墙。
悬臂式挡土墙通常由立壁、趾板和踵板三部分组成。
立壁就像是一面竖直的墙壁，直接承受土压力的作用；趾板位于挡土墙的前端，起到增加稳定性和分散压力的作用；踵板则位于后端，为整个结构提供支撑和平衡。
这种挡土墙的工作原理其实并不复杂。
当土体作用在立壁上时，土压力会通过立壁传递到趾板和踵板上。
由于趾板和踵板的设置，使得挡土墙能够将所承受的压力有效地分散到地基中，从而保持结构的稳定。
悬臂式挡土墙具有不少优点。
首先，它的结构相对简单，施工较为方便。
与其他复杂的挡土墙结构相比，悬臂式挡土墙不需要大量的预制构件和复杂的连接方式，这在一定程度上缩短了施工周期，降低了施工成本。
其次，它能够适应不同的地形和地质条件。
无论是在平坦的场地还是在复杂的山坡地形上，悬臂式挡土墙都可以根据实际情况进行灵活的设计和施工。
再者，它的占地面积相对较小。
在一些空间有限的场地中，悬臂式挡土墙能够充分发挥其优势，有效地利用空间。
然而，悬臂式挡土墙也并非完美无缺。
它对地基的要求相对较高。
如果地基承载力不足，就可能导致挡土墙的下沉或倾斜，从而影响其稳定性和安全性。
此外，悬臂式挡土墙的钢筋用量较大，这也在一定程度上增加了工程造价。
在设计悬臂式挡土墙时，需要考虑多个因素。
土压力的计算是至关重要的一环。
土压力的大小和分布直接影响着挡土墙的结构尺寸和配筋设计。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
设计师需要根据具体的工程条件选择合适的计算方法，并对计算结果进行合理的修正。
同时，挡土墙的稳定性也是设计中需要重点关注的问题。
包括抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力稳定性等。
为了保证挡土墙的稳定性，设计师需要合理确定挡土墙的尺寸、配筋以及基础的形式和尺寸。
悬臂式挡土墙(课堂PPT)
（1）立臂
❖ 悬臂式支挡结构由立臂和墙底板两部分组成。为便于施工 立臂内侧做成竖直，外侧做成1:0.02~1:0.05的斜坡， 具体坡度值将根据立臂的强度和刚度要求确定。当支挡墙 高不大时，立臂可以做成等厚度的。墙顶的最小厚度通常 采用20~25cm。当墙高较高时，宜在立臂下部将界面加 厚。
（2）墙底板
❖ 2.对于墙底板，一般水平放置，顶面自与立臂连接处向两 侧倾斜。墙踵板水平长度由抗滑稳定性计算，靠立臂处厚 度一般为(1/12~1/10) H，且不应小于20~30cm
❖ 墙趾板的长度应根据墙体的抗倾覆稳定性、基底应力和偏 心距等条件确定，一般可取为(0.15~0.3)B，其厚度与 墙踵相同。通常底板宽度B由墙体的整体稳定性决定，一 般可取墙高的0.6~0.8倍。当墙后为以一地下水位较高且 地基承载力很小的软弱地基时，B值可能会增大到1倍的 墙高或者更大
❖ 上力式，中其余1符，号 2同，前3—墙趾、墙踵及凸榫前缘处基底的压应
4.3.3凸榫宽度
BT
3.5KMT ft
M Th 2 T K cE x1 2B B T 123f
❖ 一般水平设置，通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与 立臂连接处向两侧倾斜。
❖ 墙底板由墙踵板和墙趾板两部分组成，其长度和高度由全 墙抗滑稳定性验算确定。底板在与立臂相接处厚度为 （1/12~1/10）H,而墙趾板与墙踵板端部厚度不小于 30cm；其宽度B可近似取（0.6~0.8）H，当遇到地下 水位高软弱地基时，B值应增大。
BT1 BT
BT2
σ1
σ3
三、悬臂式挡土墙的设计
拟定墙身截面
荷载计算
抗倾覆稳定性验算
抗滑稳定性验算 满足
满足
不满足 加凸榫
悬臂式挡土墙设计讲解
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道； 已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2,填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ•⨯=-=••⨯+⨯⨯•—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置：Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/m X 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷 载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
悬臂式挡土墙的概念是什么
悬臂式挡土墙的概念是什么悬臂式挡土墙是一种常用于土方工程中的土木结构，用于防止山体滑坡或土地塌陷，保护道路、铁路、建筑物等重要设施的安全。
其概念是通过利用墙体的悬臂作用，在保证结构稳定的同时，将挡土墙重心向土方一侧移动，从而实现土方的支撑和防护。
一、悬臂式挡土墙的构造形式悬臂式挡土墙由挡土墙体、基础和连接结构三部分构成。
1.挡土墙体：主要承受土压力和自重，是悬臂式挡土墙的主体结构。
常见的挡土墙体材料有钢筋混凝土、防护板、挡土网等。
2.基础：用于支撑和固定挡土墙体，以保证整个结构的稳定性。
基础常采用深基础形式，如桩基。
3.连接结构：用于连接挡土墙体与基础，传递力与变形，以保证整个结构的协调运行。
连接结构包括悬臂点的悬臂臂长、连接钢筋、锚索等。
二、悬臂式挡土墙的工作原理悬臂式挡土墙的工作原理主要基于以下几个原则：1.力的平衡原理：挡土墙在作用力的平衡下，保持整体的稳定。
挡土墙体通过与土方相互作用，产生与土压力相等且方向相反的土反力，从而实现土方的支撑和稳定。
2.变形控制原理：为了保证挡土墙的稳定性，需要对其变形进行合理控制。
悬臂式挡土墙的变形主要通过连接结构的合理设计和施工控制来实现。
3.摩擦力作用原理：挡土墙依靠与土方之间的摩擦力来抵抗土压力，从而保证挡土墙的稳定。
悬臂式挡土墙在设计时需要考虑土壤与墙体的相互作用，尽可能提高摩擦力的利用效果。
三、悬臂式挡土墙的优点1.适应性强：悬臂式挡土墙适用于各种土质和复杂地理条件下的挡土工程，具有广泛的应用前景。
2.经济高效：悬臂式挡土墙具有结构简单、施工方便、材料节约等特点，可以有效降低工程成本。
3.空间利用率高：悬臂式挡土墙的结构形式可使墙体占用空间较小，有效利用土方，并减少对周边地区的影响。
四、悬臂式挡土墙的应用领域1.公路工程：悬臂式挡土墙可用于公路工程中的路堤、路堑、高速公路变平道、立交桥、山区公路等。
2.铁路工程：悬臂式挡土墙可用于铁路工程中的铁路路堤、铁路隧道、铁路边坡防护等。
4悬臂式挡土墙解析
为原则，即：
G
h0
b q
Ks Eax 1.3
h0
b
h0
b
1:m
H1
1:0
H
H1
1:0
H
H1
H
当有凸榫时
h
h
h
G
K c Ex 1.0
B1 B2
B3 B
(a)
B1 B2
B3 B
(b)
B1 B2
悬壁（臂）式挡土墙
立 壁 沿江大道 墙趾悬臂
江滩 墙踵悬臂
悬壁（臂）式挡土墙
定义： 悬臂式挡土墙多用钢筋混凝土做成，它的稳定
性主要靠墙踵悬臂以上的土所受重力维持，它的 悬臂部分的拉应力由钢筋来承受。
悬壁（臂）式挡土墙 特点：
1.截面尺寸小。 2.施工方便。 3.对地基承载力要求不高。 4. 工作面较大。
内摩擦力 300 ,底板与地基摩擦系数 0.45，由于采用钢
筋混凝土挡土墙，墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之
间的摩擦角方 0 。
（1）截面选择
由于缺石地区，选择钢筋混凝土结构。墙高低于6m，选择悬臂式挡土 墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示。
150 p
k
A
a
3000
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 2.底板
•一般水平设置。通常变厚度，底面水平， 顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。当墙 身受抗滑稳定控制时，多采用凸榫基础。 •墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定， 并具有一定的刚度。靠近立臂处厚度一般 取为墙高的1/12～1/10，且不应小于 30cm。 •墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、 基底应力（即地基承载力）和偏心距等条 件来确定，其厚度与墙踵板相同。通常底 板的宽度由墙的整体稳定性决定，一般可 取墙高的0.6～0.8倍。
《悬臂式挡土墙》课件
由于其简洁的外观和线条，悬臂 式挡土墙在景观上具有良好的效
果，能够融入周围环境。
缺点
材料成本高
由于采用钢筋混凝土材料，悬臂式挡土墙的材料 成本相对较高。
对地基要求高
为了保证结构的稳定性，悬臂式挡土墙对地基的 要求较高，需要在稳定的地基上建设。
ABCD
施工周期长
由于结构复杂，需要精细的施工工艺和技术，导 致施工周期相对较长。
某山区铁路沿线边坡防护工程
工程简介
该工程位于山区铁路沿线，采用悬臂式挡土墙结构，主要目的是防止 山体滑坡、泥石流等自然灾害对铁路设施的破坏。
技术特点
根据山体地形、地质条件进行个性化设计，采用生态友好型材料，减 小对环境的影响。
实施效果
经过多年的运营，该工程防护效果显著，有效降低了自然灾害对铁路 设施的破坏风险，保障了铁路运输的安全和畅通。
剪强度。
排水系统
排水系统用于排除墙后 积水，减少填料的含水 量，提高挡土墙的稳定
性。
工作原理
01
悬臂式挡土墙依靠墙踵悬臂和地 面反力来保持自身稳定，同时利 用填料与墙身的摩擦力来抵抗侧 压力。
02
当填料侧压力作用在墙踵悬臂上 时，通过墙踵板传递到基础，再 通过基础传递到地面，形成对墙 身的反力，保持挡土墙的稳定。
混凝土浇筑
按照设计要求的混凝土配合比， 进行混凝土的搅拌、运输和浇筑 ，确保混凝土的质量和浇筑密实 度。
养护与拆模
按照规范要求进行混凝土的养护 和拆模，确保混凝土的结构强度 和外观质量。
质量检测与验收
外观检测
对挡土墙的外观进行检查，包括墙面平整度、线条流畅性 、色泽一致性等方面，确保符合设计要求和规范标准。
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙介绍悬臂式挡土墙是一种用于支撑土体并阻止土体滑坡或坍塌的结构体系。
它是由几个关键组成部分构成的，包括墙体、悬臂臂板、地基和加固材料。
这种挡土墙的设计和建造可以适应各种不同的地形和土壤条件，并且能够提供长期的土壤保护和稳定性。
结构和工作原理悬臂式挡土墙的主体结构是由墙体和悬臂臂板组成的。
墙体通常是由混凝土、钢筋混凝土或砖石等材料构成，具有足够的强度和刚度以承受土体的压力。
悬臂臂板是连接墙体和地基的关键部分，它负责将土壤负荷传递到地基上，同时通过支撑土壤防止墙体倾覆。
悬臂式挡土墙的工作原理基于力学原理。
当土体施加压力时，墙体和悬臂臂板通过受拉和受压来分别承受水平和垂直力。
墙体通过抗拉和抗剪强度来阻止土体滑动，而悬臂臂板通过受压强度来抵抗土体的压力和弯曲力。
地基则起到了支撑墙体和吸收土体力量的作用。
设计考虑因素在设计悬臂式挡土墙时，需要考虑以下因素：土壤条件土壤的类型、含水量和强度是设计悬臂式挡土墙的关键因素。
土壤的稳定性和侵蚀性将决定墙体和臂板的尺寸和强度，以及地基的设计。
荷载荷载包括水平力、垂直力和地震力。
需要考虑土壤和地基的荷载特性，确保挡土墙的稳定性和安全性。
水分管理水分对土壤的影响很大。
需要考虑土壤的排水和渗透性能，以及墙体和悬臂臂板的防水能力，以确保悬臂式挡土墙的长期稳定性。
地震和风荷载地震和风荷载是设计悬臂式挡土墙时需要考虑的重要因素。
需要结合当地的地震和气象数据来进行设计，确保挡土墙的抗震和抗风能力。
建造和维护在建造悬臂式挡土墙时，需要进行以下步骤：1.地基准备：对地基进行平整和加固，确保其能够承受墙体和土壤压力。
2.墙体施工：根据设计要求，建造墙体的结构和形状，使用适当的材料和技术。
3.悬臂臂板施工：连接墙体和地基的悬臂臂板需要具备足够的强度和稳定性，根据设计要求进行施工。
4.加固材料安装：根据需要，安装钢筋、加固网或其他加固材料，以提高挡土墙的稳定性和强度。
悬臂式挡土墙的维护非常重要，可以通过以下措施来增加其使用寿命：•定期巡检：检查墙体的裂缝、渗漏和变形情况，及时采取修复措施。
悬臂式挡土墙
2) 墙踵板的内力
Q 2 x B x y 2 h 1 k 2 H 1 2 y B 2 3 z 1 B x 1 2 B 2 B x M 2 x B 6 x 2 3 y 2 h 1 k 2 H 1 y B 2 3 y 1 B x 1 B 2 B x
立臂 墙踵板
凸榫
（4）墙身结构设计。
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙设计流程
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 1.墙身 ➢内侧（即墙背）宜做成竖直面， 外侧（即墙面）可做成1:0.02～ 1:0.05的斜坡，具体坡度值将根 据立臂的强度和刚度要求确定。 ➢当挡土墙墙高不大时，立臂可 做成等厚度。墙顶宽度不应小于 20cm。当墙较高时，宜在立臂下 部将截面加宽。
1) 墙踵板长度（抗滑移稳定） 墙踵板长度的确定应以满足墙体抗滑稳定性的需要
为原则，即：
G
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H1
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H1
1:0
H
H1
H
当有凸榫时
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h
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B1 B2
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(a)
悬臂式挡土墙
B1 B2
B3 B
(b)
B1 B2
B3 B
(c)
（3）墙体内力计算 1) 立臂的内力
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙设计
（1）悬臂式挡土墙上的土压力计算
q
q
h0
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库仑理论：直线AB看作假想樯背，土体 与假想樯背的摩擦角δ取土体的内摩擦角 φ，Ρ为假想樯背的倾角。计算ΣG时要计
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悬臂式挡土墙设计
（1）悬臂式挡土墙上的土压力计算 Nhomakorabea0
h
库仑理论：直线AB看作假想樯背，土体 与假想樯背的摩擦角δ取土体的内摩擦角 φ，Ρ为假想樯背的倾角。计算ΣG时要计 H 入樯背与假想樯背之间ΔABD的土体自重。 郎金理论：以过墙踵端点的竖直线段BC 为假想樯背进行计算。
q A
?
?=?
D B
(a)
a
L
越向上越小，可根据材料图将钢筋切断。
当墙身立臂较高时，可将钢筋分别在不
Ag
同高度分两次切断，仅将1/4～1/3受
力钢筋延伸到板顶。顶端受力钢筋间距不应大于500mm。在水平方向也应配置不
小于φ6的分布钢筋，小于立臂底部受力钢筋的1％。
②底板配筋设计
墙踵板受力钢筋，设置在墙踵板的顶面。受力筋一端插入立臂与底板连接
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B?
悬臂式挡土墙的设计
?均按受弯构件进行 ?墙身纵筋按计算确定，可 根据弯矩大小分几次切断
墙身钢筋混凝土配筋设计 ①立板配筋设计
立臂受力钢筋沿内侧竖直放置，一 H
般钢筋直径不小于12ram，底部钢筋问距
La
一般采用100~150mm。因立臂承受弯矩
G1k G2k
处以左不小于一个锚固长度；另一端按材料图切断，在理论切断点向外伸出一个
锚固长度。
墙趾板的受力钢筋，应设置于墙趾板的底面，该筋一端伸人墙趾板与立臂
连接处以右不小于一个锚固长度；另一端一半延伸到墙趾，另一半在B1/2处再加 一个锚固长度处切断。
③裂缝宽度验算
悬臂式挡土墙设计实例
已知：设计一无石料地区挡土墙，墙背填土与墙前地面高 差为2.4m，填土表面水平，上有均布标准荷载，pk ? 10kN/ m2 地基承载力设计值为120kN / m2，填土的标准重度?s ? 17kN /，m3
悬壁（臂）式挡土墙
立 壁 沿江大道 墙趾悬臂
江滩 墙踵悬臂
悬壁（臂）式挡土墙
定义： 悬臂式挡土墙多用钢筋混凝土做成，它的稳定
性主要靠墙踵悬臂以上的土所受重力维持，它的 悬臂部分的拉应力由钢筋来承受。
悬壁（臂）式挡土墙 特点：
1.截面尺寸小。 2.施工方便。 3.对地基承载力要求不高。 4. 工作面较大。
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 2.底板
?一般水平设置。通常变厚度，底面水平， 顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。当墙 身受抗滑稳定控制时，多采用凸榫基础。 ?墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定， 并具有一定的刚度。靠近立臂处厚度一般 取为墙高的1/12～1/10，且不应小于 30cm。 ?墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、 基底应力（即地基承载力）和偏心距等条 件来确定，其厚度与墙踵板相同。通常底 板的宽度由墙的整体稳定性决定，一般可 取墙高的0.6～0.8倍。
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 3.凸榫 ?为提高挡土墙抗滑稳定的能力，底 板可设置凸榫，厚度除了满足混凝 土的直剪和抗弯的要求以外，为了 便于施工，还不应小于 30cm。
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 4.其他 ?伸缩缝的间距不应大于 20m。 ?沉降缝、泄水孔的设置应符合重力式挡土墙的相关 要求。 ?墙身混凝土强度等级不宜低于 C30，受力钢筋直径 不应小于 12mm 。墙后填土应在墙身混凝土强度达到 设计强度的 70% 时方可进行。
内摩擦力? ? 300 ,底板与地基摩擦系数 ? ? 0.45，由于采用钢
筋混凝土挡土墙，墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之
间的摩擦角方? ? 0 。
（1）截面选择
由于缺石地区，选择钢筋混凝土结构。墙高低于6m，选择悬臂式挡土 墙。尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示。
150 p
k
A
?a
3000
立臂 墙踵板
凸榫
（4）墙身结构设计。
悬臂式挡土墙设计流程
悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙的构造 1.墙身 ?内侧（即墙背）宜做成竖直面， 外侧（即墙面）可做成 1:0.02～ 1:0.05 的斜坡，具体坡度值将根 据立臂的强度和刚度要求确定。 ?当挡土墙墙高不大时，立臂可 做成等厚度。墙顶宽度不应小于 20cm。当墙较高时，宜在立臂下 部将截面加宽。
1) 墙踵板长度（抗滑移稳定） 墙踵板长度的确定应以满足墙体抗滑稳定性的需要
为原则，即：
Ks
?
? ?? G
Eax
? 1.3
0
h
b q
H H1
1:0
当有凸榫时
h
Kc
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? 1.0
B1 B2
B3 B
(a)
b
0
h ?
H H1
1:0
b
0
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H H1
1:m
h
B1 B2
B3 B
(b)
h B1 B2
适用范围：
地基土质差且墙高 h>5m的重要工程。
悬臂式挡土墙设计包括四个环节：
(1)根据支挡环境的需要拟定墙 高，以及相应的墙身结构尺寸；
(2)根据所拟定的墙体结构尺寸， 确定结构荷载(墙身自重、土压力、 填土重力)，由此进行墙体的抗滑、 抗倾覆稳定性验算，确认是否需要 底板加凸榫设计；
墙趾板
（3）底板地基承载力验算，确认 底板尺寸是否满足要求；
B3 B
(c)
（3）墙体内力计算 1) 立臂的内力
2) 墙踵板的内力
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?H1 ? ? y2 ? ? z1 Bx ?
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（2）墙身截面尺寸的拟定
墙顶宽可选用200mm。墙背取竖直面，墙面取 1:(0.02～0.05)的倾斜面，因而定出立臂的截面尺寸。
底板在与立臂相接处厚度不小于(1/12～1/10)H，而 墙趾板与墙踵板端部厚度不小于300mm；其宽度B可近似 取(0.6～0.8)H，当遇到地下水位高或软弱地基时，B值应 适当增大。
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3)墙趾板的内力计算
墙趾板也按以立臂底端为固定端的悬臂梁计算 。
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