土力学及地基基础第17讲挡土墙设计
挡土墙的设计,课件
挡土墙的设计一、概述挡土墙是用于防止土体滑动和塌方的结构，广泛应用于道路、铁路、水利、矿山等工程中。
挡土墙的设计涉及到多个方面，包括地质条件、土压力、材料选择、结构形式等。
本文将介绍挡土墙的设计流程和要点，以帮助读者更好地理解和应用挡土墙的设计。
二、挡土墙的设计流程1.地质勘察：挡土墙的设计需要进行地质勘察，了解土体的性质、结构、水分状况等，为后续设计提供基础数据。
2.土压力计算：根据地质勘察结果，计算挡土墙所受的土压力，包括主动土压力、被动土压力和静止土压力。
3.结构形式选择：根据土压力计算结果和工程需求，选择合适的挡土墙结构形式，如重力式挡土墙、锚杆挡土墙、加筋土挡土墙等。
4.材料选择：根据地质条件和工程要求，选择合适的材料，如混凝土、石材、土工合成材料等。
5.结构计算：根据所选结构形式和材料，进行挡土墙的结构计算，包括稳定性分析、承载能力计算等。
6.施工图绘制：根据结构计算结果，绘制挡土墙的施工图，包括平面图、立面图、剖面图等。
7.施工方案制定：根据施工图和工程实际情况，制定挡土墙的施工方案，包括施工方法、施工顺序、施工安全措施等。
三、挡土墙的设计要点1.地质条件：挡土墙的设计应充分考虑地质条件的影响，选择合适的结构形式和材料，以确保挡土墙的稳定性和承载能力。
2.土压力计算：土压力计算是挡土墙设计的基础，应准确计算土压力的大小和分布，以保证挡土墙的结构安全和稳定。
3.结构形式选择：挡土墙的结构形式应根据工程需求和地质条件进行选择，应考虑挡土墙的高度、长度、稳定性等因素。
4.材料选择：挡土墙的材料应根据地质条件和工程要求进行选择，应考虑材料的强度、耐久性、施工性能等因素。
5.结构计算：挡土墙的结构计算应包括稳定性分析、承载能力计算等，应确保挡土墙的结构安全和稳定。
6.施工图绘制：挡土墙的施工图应详细、准确，包括平面图、立面图、剖面图等，以便于施工和验收。
7.施工方案制定：挡土墙的施工方案应考虑施工方法、施工顺序、施工安全措施等因素，以确保施工顺利进行。
挡土墙设计教学PPT课件
《建筑地基基础设计规范》；
02
CHAPTER
地质条件与挡土墙设计
介绍常用的地质勘察方法，如钻探、坑探、地球物理勘探等，以及各方法的适用条件和优缺点。
地质勘察方法
地质报告内容
地质参数确定
详细解读地质勘察报告，包括地层岩性、地质构造、水文地质条件、不良地质现象等方面的内容。
根据地质勘察结果，确定挡土墙设计所需的地质参数，如土壤容重、内摩擦角、黏聚力等。
03
CHAPTER
挡土墙结构设计
重力式挡土墙
悬臂式挡土墙
扶壁式挡土墙
加筋土挡土墙
01
02
03
04
依靠自身重力维持稳定，适用于高度不大且地基较好的情况。
由立壁、趾板和踵板组成，适用于地基较差或墙高较大的情况。
在悬臂式挡土墙的基础上增设扶壁，适用于墙高较大且地基较差的情况。
由面板、拉筋和填土组成，适用于填土高度较大的情况。
03
基于概率论和数理统计原理，考虑影响挡土墙稳定性的各种不确定性因素，通过可靠度指标评价挡土墙的稳定性。该方法能够全面反映挡土墙的实际安全状况。
实例二
某加筋土挡土墙稳定性计算。通过介绍加筋材料、加筋间距、荷载组合等，详细演示加筋土挡土墙的稳定性计算过程。
实例一
某重力式挡土墙稳定性计算。通过介绍地质条件、设计参数、荷载组合等，详细演示重力式挡土墙的稳定性计算过程。
03
02
01
介绍常用的地基处理方法，如换填法、强夯法、深层搅拌法等，以及各方法的适用条件和施工要点。
地基处理方法
针对不良地质条件，提出有效的加固措施，如设置桩基、锚杆、注浆等，以提高挡土墙的稳定性和安全性。
加固措施
《土力学与基础工程》课程实训—重力式挡墙设计
1 3 1 3
基底摩擦系数 0.4 。圬工材料 24 KN / m3 。 （4）荷载参数 本题挡土墙高度为 8.5 米，除收到土压力为无其他荷载作用。 （5）水文地质条件 本次勘测未发现地下水，可不考虑地下水影响。 2、基础埋置深度 通过对该题地形、 地质条件分析、 应该地区年降雨量为 600mm 且无冲刷、无冻融破坏、地基位于坚实的粗粒土上；综上所述挡 土墙基础埋深设置为 1m。采用灰土基础
Ka2 cos 2 sin sin cos cos 1 cos cos cos 2 40 25
2 2
40 , 25 ， 3
40 sin 40 sin 40 30 40 3 cos 2 25 cos 25 1 40 3 cos 25 cos 25 30 3 0.18 0.82 0.98 2.24 0.1
10参考资料1地质及路基中国铁道出版社黄风才主编2地质及路基中国铁道出版社唐新权主编3土力学及路基中国铁道出版社梁钟琪主编4路基工程中国铁道出版社杨广庆主编5公路支挡结构人民交通出版社6铁路路基中国铁道出版社谢宝柱主编7土力学地基基础清华大学出版社陈希哲主编
《土力学与基础工程》课程实训—重力式挡墙设计
①号土层主动土压力的水平分力为：
第 5 页 共 27 页
《土力学与基础工程》课程实训—重力式挡墙设计
40 Ea 2 x Ea 2 cos 53.55 cos 25 52.44 KN / m 3
①②号两层土压力在竖向的总分力为：
《挡土墙设计和计算》课件
改进措施：加强挡土墙的防 水处理，防止渗水
THEME TEMPLATE
感谢观看
挡土墙的施工方法和技术要求
技术要求：包括墙体强度、 稳定性、耐久性等方面的要 求
施工注意事项：包括施工安 全、环境保护等方面的注意
事项
施工方法：包括开挖、回填、 夯实、砌筑等步骤
监测方法：包括位移监测、 应力监测、渗流监测等方法
挡土墙的施工质量控制和验收
施工前准备：检查材料、设备、人员等是否符合要求
素确定
挡土墙图纸绘制：根据 设计原则和流程绘制挡 土墙图纸，包括挡土墙 结构、尺寸、材料等
挡土墙的荷载分析和计算
荷载类型：包括土压力、水压力、自重等 荷载计算方法：采用极限平衡法、有限元法等 荷载组合：考虑各种可能的荷载组合情况 计算软件：使用专业软件进行计算，如SAP2000、Midas等
挡土墙的稳定性标准：根据 工程地质、水文地质、环境 条件等因素制定
挡土墙的稳定性计算方法： 采用极限平衡法、有限元法
等方法进行计算
挡土墙的稳定性要求：满足 抗滑移、抗倾覆、抗剪切等 力学性能要求
挡土墙的稳定性检验：通过 现场监测、模型试验等方式
进行检验和评估
挡土墙的抗滑稳定性计算
抗滑稳定性计算方法：采用 极限平衡法、有限元法等
监测方法： 采用仪器监 测和人工监 测相结合的
方式
维护措施： 根据监测结 果采取相应 的维护措施， 如增加支撑、
加固等
安全措施： 确保施工和 监测过程中 的安全，如 设置安全警 示标志、配 备安全防护
设备等
挡土墙工程实例分析
章节副标题
实际工程中挡土墙的设计和计算案例
工程背景：某高速公路路基边坡防护工程 挡土墙类型：重力式挡土墙 设计参数：墙高、墙厚、墙底宽度、墙顶宽度等 计算方法：采用极限平衡法进行稳定性计算 施工工艺：采用预制构件现场拼装施工 工程效果：挡土墙稳定可靠，有效保护了路基边坡安全
土压力与挡土墙—挡土墙设计(土工技术课件)
挡土墙墙身构造
目录
1
挡土墙的组成
2
墙身构造
3
基础
1. 挡土墙的组成
常用的挡土墙一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝组成。
2. 墙身构造
重力式挡土墙的仰斜墙背坡度一般采用1:0.25，不宜缓于1:0.30；俯斜墙背坡 度一般为1:0.25～1:0.40，衡重式或凸折式挡土墙下墙墙背坡度多采用1:0.25～ 1:0.30仰斜，上墙墙背坡度受墙身强度控制，根据上墙高度，采用1:0.25～ 1:0.45俯斜，如图所示。
地面排水：
主要是防止地表水渗入墙后土体或地基，地面排水措施有： （1）设置地面排水沟，截引地表水； （2）夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可设铺砌 层；
（3）路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。
2. 种类
墙身排水：
主要是为了排除墙后积水，通常在墙身的适当高度处布置一排或数排泄水孔， 如下图所示。泄水孔的尺寸可视泄水量的大小取用。孔眼间距一般为2～3m， 干旱地区可予增大，多雨地区则可减小。
2. 墙身构造
沉降缝与伸缩缝：
为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，根据地基地质条件的变化和墙高、 墙身断面的变化情况需设置沉降缝。在平曲线地段，挡土墙可按折线形布置， 并在转折处以沉降缝断开。为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝 应设置伸缩缝。设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿线路方向每隔10～ 25m设置一道，如图5-2-3所示。
2. 墙身构造
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。
挡土墙设计资料PPT课件
3
特殊环境下的材料选择
如在腐蚀性土壤或水域中，需选择耐腐蚀的材料 。
结构构造与连接设计
挡土墙结构类型
重力式、悬臂式、扶壁式等。
结构构造要求
根据挡土墙类型和设计要求，确定合理的截面形状、尺寸和连接 方式。
连接设计
包括基础与墙身连接、墙身与墙顶连接等，确保整体稳定性。
结构配筋与计算
配筋原则
根据挡土墙的受力特点和设计要求，进行合理的 配筋设计。
03
安全事故应急处理
建立挡土墙施工安全事故应急处理机制，明确应急处理流程和相关责任
人，确保在发生安全事故时能够及时有效地进行处置。
THANKS
感谢观看
挡土墙设计必须保证安全可靠 ，能够承受各种荷载和不利因
素的影响。
经济合理
在满足安全可靠的前提下，应 尽可能降低造价，提高经济效
益。
适用美观
挡土墙设计应考虑到当地的环 境和景观要求，做到适用美观
。
施工方便
挡土墙设计应考虑到施工的方 便性，尽可能简化施工过程和
降低施工难度。
02
挡土墙设计基础
地质勘察与资料收集
03
挡土墙与基础连接处应 设置防水层，防止地下 水渗入墙体。
04
挡土墙排水设施应定期 检查和清理，确保排水 畅通。
06
挡土墙施工与验收
施工方法与工艺
施工方法
根据挡土墙类型、地质条件、施工环境等因素，选择合适的施工方 法，如明挖法、盖挖法、暗挖法等。
施工工艺流程
明确挡土墙施工的工艺流程，包括测量放线、基坑开挖、基础处理 、墙体砌筑、回填土等步骤。
设计要求。
地基变形分析
分析地基在挡土墙荷载作用下的 变形情况，为后续设计提供依据
挡土墙设计和计算PPT学习教案
开挖。
第5页/共114页
4)悬臂式挡土墙 a.采用钢筋混凝土材料，
由立臂、墙趾板、 墙踵板三个部分组 成，断面尺寸较小。
b.墙高时立臂下部的弯 矩大，耗钢筋多。
c.适于石料缺乏地区及 挡土墙高度不大于 6m地段，当墙高大 于6m时，可用扶壁 式。
第12页/共114页
3.当滑面出口在斜坡上时，可视滑床地质情况选 定挡墙位置。（示意图）
4.对多极滑坡，可根据具体情况设置多极挡墙支 撑。 （示意图）
5.根据地质条件及滑坡推力、土压力的变化情况， 可沿挡土墙走向分段（一般不宜小于10~15m） 设计大小不同的挡墙断面。
6.江河地段的挡土墙，要注意设墙前后的水流平 顺，不致形成漩涡，不发生严重的局部冲刷， 更不可挤压河道。
二、静止土压力计算
当挡土墙不产生位移和转动时，墙后 土体处 于弹性 平衡状 态。此 时，作 用在墙 背上任 意深度 的静止 土压应 力P0按 下式计 算：
P0=rzK0 （6-1） 式中 r——土体 的容重
z——计算 点距填土表面第20页/共114页 的深度
1. K0的确定
目前尚无成熟的公式计算静止土压力系数，一般可取： 砂半土经K验0公＝式0.3计4~算0：.45，粘土K0 ＝0.25~0.7。也可按下列
土压力可用下图表示：
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2.影响土压力的因素
影响土压力的因素很多，归纳 如下
1)墙后土体的性质，包括土体的 容重、含水量、内摩擦角和粘 聚力的大小等；
2)墙后土体的地面形状(包括局 部荷载)；
3)挡土墙的结构形式、墙背的形 状和光滑程度； 第19页/共114页
土力学课程设计
《土力学与地基基础》课程设计任务书一、挡土墙的设计（最多10人可选）1、挡土墙高5m背直立，光滑，墙后填土面水平，用毛石和M5水泥砂浆砌筑。
砌体抗压强度fk =1.07MPa ,砌体重度γk=22KN/m3,砌体的摩擦系数μ1=0.5。
填土为中砂，重度γ=18.5KN/m3,内摩擦角ψ=300，基底摩擦系数为值0.5,地基承载力设计值为160KPa.设计此挡土墙。
要求：绘出相应图形，列出具体计算过程（手算），并进行挡土墙尺寸及构造设计并绘图。
（最多4人可选）2、已知某挡土墙高8m，墙背倾斜ε=10°，填土表面倾斜β=10°，用混凝土砌筑，重度γk=4KN/m3.墙与填土摩擦角δ=20°，填土内摩擦角ψ=40°，c=0，γ=19KN/m3，基底摩擦系数μ=0.4，地基承载力设计值为200kpa.设计此挡土墙。
要求：绘出相应图形，列出具体计算过程（手算），并进行挡土墙尺寸及构造设计并绘图。
（最多4人可选）二、浅基础（最多36人可选）1.某厂房柱截面为600mm×400mm。
基础受竖向荷载Fk=1100KN,水平荷载Qk=68KN，弯矩M=120kN·m。
地基土层剖面如图所示.基础埋深2.0m，基础材料选用C15混凝土，试设计该柱下刚性基础。
（注：最多5人可选）设计地面粉质粘土，γ＝19.2kN/m3，f ak＝212KPae=0.78, I L=0.45, E S1=9.6MPa-5.00m 淤泥质粘土，γ＝16.5kN/m3，f ak＝80KPaE S2=3.2MPa2.某住宅外承重墙厚370mm，基础受到上部结构传来的竖向荷载标准值为280KN/m,弯矩标准值为60KN.m/m.土层分布如图所示，基础采用条形基础。
试分别设计砖基础、素混凝土基础。
（砖基础最多3人可选，混凝土基础最多3人可选）3.某工厂职工6层住宅楼，基础埋深d=1.10m。
挡土墙课程设计
挡土墙课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握挡土墙的基本概念、设计原理和施工技术，培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解挡土墙的定义、功能和分类；（2）掌握挡土墙的设计原理和计算方法；（3）熟悉挡土墙的施工技术及质量控制要点。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决挡土墙工程问题；（2）具备初步的挡土墙设计能力；（3）掌握挡土墙施工的现场管理技能。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对土木工程事业的热爱和责任感；（2）增强学生的团队合作意识和创新精神；（3）提高学生对工程安全、质量和环保的认识。
二、教学内容1.挡土墙的基本概念及功能；2.挡土墙的分类及其适用条件；3.挡土墙的设计原理与计算方法；4.挡土墙的施工技术及质量控制；5.挡土墙工程案例分析。
三、教学方法1.讲授法：讲解挡土墙的基本概念、设计原理和施工技术；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解挡土墙在工程中的应用；3.讨论法：分组讨论挡土墙设计及施工中的关键技术问题；4.实验法：学生进行挡土墙模型实验，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的挡土墙教材作为主要教学资源；2.参考书：推荐学生阅读相关挡土墙工程书籍，丰富知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT，展示挡土墙工程的图片和视频；4.实验设备：准备挡土墙模型实验所需的设备，确保实验教学的顺利进行。
五、教学评估本课程采用多元化的评估方式，全面客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂提问、小组讨论等环节，记录学生的参与程度和表现；2.作业：布置挡土墙相关设计及计算作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试成绩：设置期中和期末考试，考察学生对挡土墙知识的掌握程度。
4.平时表现：积极发言、认真听讲、主动参与讨论；5.作业：答案正确、计算准确、条理清晰、书写规范；6.考试成绩：概念清晰、计算熟练、解答完整、创新性强。
土力学22：七、挡土墙设计共17页文档
（四）、设计步骤
1、用库伦公式、朗金理论或规范公式计算土压力 的大小，方向及作用点的位置。
2、根据土压力大小初步拟定挡土墙的类型和断面 尺寸。
3、对初拟方案进行必要验算，如发现某项设计不 符合要求，或虽然符合要求，但挡土墙的埋深和尺 寸显得过大而不经济时，应适当修改有关的尺寸或 埋深，重复以上各项验算，直到各项要求都得到满 足，而埋深和尺寸较为合理时为止。
（一）、重力式挡土墙的形式：仰斜式、垂直式和俯斜式，有 关构造要求如下：仰斜式受力条件最好，垂直式次之，俯斜式 最差。为了提高墙背与填土之间的摩擦角，墙背应尽可能粗糙
些。一般基底宽度约为墙高的1/2～1/3。
1
（二）、正立面构造和断面构造如下：
2
（三）重力式挡土墙的排水
重力式挡土墙必须有良好的排水措施，泄水孔径 ≥100，间距2～3米，且上、下左右交错布置，下排 泄水孔的出口应高出地面300mm，墙背填筑≥300 厚的砾石作为滤水层，同时还应设置必要的排水盲 沟，当墙后有山坡时，还应在坡脚设置截水沟， P.222.图5.37，墙后填土宜选择透水性较强的填料。 当采用粘性土作为填料时，宜掺入适量的块石，以 利透水。挡土墙应每隔10～20米设置沉降缝，缝宽 2～3cm，缝内一般可用沥青麻丝填塞。挡土墙基础 埋深≥500，水位以下的墙体部分必须用M5.0以上的 水泥砂浆砌筑。
4、根据挡土墙的构造要求设计出挡土墙的细部 构造，绘制挡土墙施工图，编制施工说明书。
4
（五）、挡土墙的验算
5
6
3、基底压力验算：首先应求出作用 在基底面上的合力的法向分力N及其
7
8
（2）、抗剪强度验算，要求：
9பைடு நூலகம்
10
11
土力学与基础工程挡土墙设计PPT课件
锚索桩板墙处治
第13页/共147页
岩石边坡喷射植生混凝土防护
第14页/共147页
岩石边坡喷射植生混凝土防护
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喷锚支护挂网
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上海路抗滑桩工程
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§6.1 土压力概述
填土面
EE
E
E
码头
隧道侧墙
桥台
土压力——挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背 产生的侧压力
Ep
1 2
h2
K
p
被动土压力强度
Ep
hKp
pp
dEp dz
d dz
1 2
z
2
K
p
zK
p
被动土压力强度沿墙高呈三角形分布，合力作用点在离 墙底h/3处，方向与墙背法线成δ，与水平面成（δ-α）
第42页/共147页
四、例题分析
【例】挡土墙高4.5m，墙背俯斜，填土为砂土，
=17.5kN/m3 ，=30o ，填土坡角、填土与墙背摩
第33页/共147页
四、例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土
面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如 下图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土 压力分布图
=17kN/m
3
c=8kPa
=20o
第34页/共147页
h=6m
【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土面
水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图 所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分 布图
• 【解答】
2c√Ka
主动土压力系数
Ka
tg 2 45o
土力学与基础工程6挡土墙设计
土力学与基础工程6挡土墙设计挡土墙是土力学与基础工程中常用的工程结构，用于支挡土体、抵御侧向土压力和保护基础的稳定。
本文将介绍土力学与基础工程中典型的“六挡土墙设计”原则和方法。
1. 挡土墙的基本原理挡土墙是通过挡土结构的自重和地基反力来抵御侧向土压力的作用，从而保证土体和结构稳定。
在六挡土墙设计中，要充分考虑挡土墙的自重、土体的侧向土压力、地基反力以及地震力等因素。
2. 挡土墙类型挡土墙的类型多种多样，常见的有重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、地锚挡土墙、悬臂挡土墙、拱形挡土墙和挖孔桩挡土墙等。
根据不同的工程要求和场地条件选择合适的类型。
3. 挡土墙的设计方法（1）重力式挡土墙设计：根据土体的侧向土压力计算挡土墙的自重，并通过墙体形状和尺寸的合理设计来实现稳定性。
（2）钢筋混凝土挡土墙设计：通过钢筋混凝土墙体的抗弯和抗剪强度来抵御土压力，同时考虑在土体后方产生的地基反力。
（3）地锚挡土墙设计：在挡土墙尾部设置地锚，通过地锚的拉力将侧向土压力传递到地下，从而提高挡土墙的稳定性和抗滑性能。
（4）悬臂挡土墙设计：利用墙体顶部的悬挑部分来平衡土体的侧向土压力，并通过地基反力来保持平衡。
（5）拱形挡土墙设计：通过挡土墙顶部的拱形结构来增加抗滑能力和稳定性。
（6）挖孔桩挡土墙设计：在挡土墙内设置挖孔桩，通过挖孔桩的抗剪能力和摩擦力来抵御土压力。
4. 挡土墙的稳定性计算在挡土墙设计中，需要进行稳定性计算，包括侧向土压力、地基反力和滑动体的计算。
通过计算可以确定挡土墙的稳定性，并根据需要进行适当的加固措施。
5. 挡土墙的施工与监测挡土墙的施工需要按照设计要求进行，包括墙体的浇筑、加固件的安装和地基的处理等。
同时，还需要对挡土墙进行监测，包括监测挡土墙的变形、裂缝和振动等，及时采取措施保证挡土墙的稳定性。
6. 挡土墙的维护与修复挡土墙在使用过程中可能会受到地震、侵蚀和渗水等影响，需要进行定期的维护和修复工作。
维护工作包括清理挡土墙后方的积水、疏通排水系统和检查墙体的损坏情况等。
挡土墙课程设计计算书
挡土墙课程设计计算书一、设计资料1、墙身构造拟采用重力式挡土墙，墙高为 5m，墙顶宽度为 1m，墙背仰斜坡度为 1:025（即α ＝ 1404°），墙面垂直。
墙身材料采用浆砌块石，砌体容重为 22kN/m³，砌体容许压应力为σa ＝ 500kPa，容许剪应力为τ ＝80kPa，基底摩擦系数为μ ＝ 04。
2、填土资料墙后填土为砂性土，重度为 18kN/m³，内摩擦角为 30°，填土表面水平，无均布荷载作用。
3、地基资料地基为粉质黏土，重度为 19kN/m³，地基容许承载力为σ0 ＝200kPa。
二、主动土压力计算1、破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内，根据库仑土压力理论，破裂角θ应满足：＼＼tan\theta ＝＼frac{＼cos(＼alpha ＋＼varphi)｝｛＼cos\alpha ＼sin\varphi}＼＼＼tan\theta ＝＼frac{＼cos(1404°＋30°）｝｛＼cos1404°＼sin30°｝＼approx 070＼＼＼theta ＼approx 35°＼2、主动土压力系数 Ka 的计算＼Ka ＝＼frac{＼cos^2(＼alpha ＼theta)｝｛＼cos^2\alpha ＼cos(＼alpha ＋＼theta) ＼cos(＼theta ＼varphi)｝＼＼Ka ＝＼frac{＼cos^2(1404° 35°）｝｛＼cos^21404°＼cos(1404°＋35°）＼cos(35° 30°）｝＼approx 0307＼3、土压力作用点高度 z 的计算＼z ＝＼frac{h}｛3} ＼frac{＼tan\alpha}｛＼tan\theta}＼＼z ＝＼frac{5}｛3} ＼times ＼frac{＼tan1404°｝｛＼tan35°｝＼approx 107m＼4、主动土压力 Ea 的计算＼Ea ＝＼frac{1}｛2}＼gamma h^2 Ka＼＼Ea ＝＼frac{1}｛2} ＼times 18 ＼times 5^2 ＼times 0307 ＼approx 695kN/m＼三、稳定性验算1、抗滑稳定性验算＼F_s ＝＼mu （G ＋ Ey)＼其中，G 为挡土墙自重，Ey 为土压力的水平分力。
土力学课件土压力及挡土墙设计与边坡稳定
边坡加固措施
加固方案选择
根据边坡的稳定性评价结果，选择合 适的加固方案，如挡土墙、锚杆、注 浆等。
加固效果评估
对加固后的边坡进行稳定性验算，评 估加固效果是否满足设计要求。
边坡监测与预警
监测点布置
根据边坡的地形、地质和工况等因素，合理布置监测点，对边坡的位移、沉降 、应力等进行实时监测。
土力学课件土压力及挡土墙 设计与边坡稳定
目录
• 土压力理论 • 挡土墙设计 • 边坡稳定分析 • 案例分析
01 土压力理论
主动土压力
01
02
03
主动土压力定义
指土体在挡土墙向远离土 体的方向移动过程中，作 用在挡土墙上的侧向压力 。
形成条件
当墙背受到侧向推力作用 ，且墙背摩擦力小于该侧 向推力时，土体沿墙背滑 动。
安全。
抗滑稳定性
分析挡土墙在水平力作用下的 抗滑稳定性，采取相应措施提 高抗滑性能。
抗倾稳定性
验算挡土墙在竖向力作用下的 抗倾稳定性，防止挡土墙发生 倾覆。
抗剪稳定性
根据挡土墙的截面尺寸和材料 强度进行抗剪稳定性分析。
挡土墙结构设计
截面设计
根据挡土墙的高度、材料和作用 力等因素，设计合理的截面尺寸
和形状。
基础设计
根据地质勘察资料和作用力分析， 设计合理的挡土墙基础结构，确保 稳定性。
排水设计
为降低水压力和防止渗流对挡土墙 的影响，需要进行合理的排水设计 。
03 边坡稳定分析
边坡稳定性评价
稳定性评价方法
包括极限平衡法、有限元法、离 散元法等，用于评估边坡在不同 工况下的稳定性。
土力学课件土压力及挡土墙设计与边坡稳定详解70页PPT
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
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土力学课件土压力及挡土墙设 计与边坡稳定详解
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
《挡土墙基础设计》PPT课件
3
扩大基础设计
当挡土墙受倾覆稳定，基地应力和偏心 距控制时，可采用扩大基础，即假设强 制台阶的方法来解决。
强制台阶的宽度，应根据倾覆稳定，及 地应力和偏心距等条件，由试算决定。
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4
混凝土和浆砌片石墙趾台阶图
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5
钢筋混凝土底板
当基底应力和地基承载力设计值相差 较大时，需要加宽的较大，为避免过高， 造成材料浪费，或则无法满足地基承载 力的要求。可采用昂及混凝土底板，它 除了满足抗弯要求以外，其高度还应满 足剪应力和主拉应力的要求。
挡土墙基础设计
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1
挡土墙的破坏，很多是由于地基不良， 或者是基础设计和地基处理不当而应起 的．设计时应当充分掌握基地的地质条 件，在确定基底的类型和埋置深度．
挡土墙一般采用明挖基础．当地基为松 软土层时，可采用换填或桩基础。水下 挖基有困难时，可采用桩基础或沉井基 础。
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2
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10
当然，对软弱地基的处理方法很多，如 选用机械压实，对载预压，砂井真空预 压，砂桩，碎石桩，灰土桩，水泥土桩 及桩基等方法。设计者应根据当地的实 际条件，进行多方案比较，综合考虑确 定地基的处理方法，以保证基础及挡土 墙的稳定。
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11
础埋置深度要求
在冻结深度以下0.25ｍ，同时不少于1ｍ埋 深。
受流水冲刷时，在冲刷线以下不小于1ｍ。挡 土墙基地的冲刷深度，除按不同河段位置的 设计水位和相应的流速，设计产生的一般冲 刷和局部冲刷外，尚应对河床、地层及冲刷 的资料，进行综合分析，比较计算与实测资 料，最后确定冲刷深度。
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6
土板计算图示
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zf zbta提高抗倾覆稳定性的措施
• 在软弱地基上验算倾覆稳定性时，要注意力矩中心的内移。
• 不满足抗倾覆要求时，可采用的措施：
1. 增大挡土墙断面尺寸，使重量增大；
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•提高抗滑移稳定性措施：
1. 修改挡墙尺寸，增大重量； 2. 墙底做砂石垫层，提高摩擦系数； 3. 基底逆坡，土质地基0.1:1；岩质地基0.2:1； 4. 墙踵后加拖板，利用其上的土重抗滑。
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2. 伸长墙趾，增大抗倾覆力的力臂；
3. 墙背仰斜，减小土压力；
4. 作卸荷台。
卸荷台
土压力
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（2）抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发
生滑动。所以抗滑稳定条件
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6. 其他形式的挡土墙（一）
锚杆格构式挡土墙
加劲挡土墙
格栅式锚索挡土 墙
土层锚杆
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6. 其他形式的挡土墙（二）
小截面现浇式锚索桩板墙 小截面分离式锚索桩板墙
面板式加筋土挡墙
包裹式加筋土挡墙
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反滤层 500mm
泄水孔
粘土夯实200mm
粘土夯实 截水沟 粘土夯实
泄水孔
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4. 填土质量要求
墙后填土宜选择透水性较强的填料。若采用粘土，应混入一定 量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实。季 节性冻土地区，应选用非冻胀性填料（如炉渣、碎石、粗砂 等）。
• 设计时，波浪力、冰压力和冻胀力不同时计算。注意填料浸水时的减 重作用和动水压力。
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•挡土墙失稳照片
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•基坑支护工程失效照片
郑东新区某基坑支护失败
杭州地铁基坑支护失败
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立壁 墙趾
钢筋 墙踵
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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 过大缺点，增设扶壁，扶壁间距 (0.3~0.6)h，扶壁间填土可增加墙体抗滑 和抗倾覆能力，多用于大型土建工程。 墙趾
扶壁 墙踵
京石项目部涿州车站扶壁式挡墙
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逆坡
•为了增加挡土墙的抗滑稳定性，将基底
做成逆坡。
墙趾台阶
•当墙高较大，基底压力超过地基承载力 时，可加设墙趾台阶。
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3. 墙后排水措施
挡土墙常因排水不良而大量积水，使土的抗剪强度降低，土压力增 大，导致挡土墙破坏，因此挡土墙应设置很好的排水措施，增加其 稳定性。
二、挡土墙计算
• 荷载按承载力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合，并取 最不利组合进行设计。
• 基底尺寸及埋深按地基承载力确定，荷载效应取正常使用极限状态下 荷载效应的标准组合，计算方法见后续章节。
• 土压力计算采用承载能力极限状态荷载效应基本组合，但分项系数均 为1.0；计算挡墙内力、确定配筋和验算材料强度时，上部荷载和基底 反力，采用承载能力极限状态荷载效应基本组合，采用相应的分项系 数，即永久荷载对结构不利时，分项系数取1.35，否则取1.0。
重力式挡土墙计算内容
1. 稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定、圆弧滑动验算（同土坡） 2. 地基承载力验算（后续章节） 3. 墙身强度验算（钢混或砌体讲授）
（1）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。所以抗倾覆稳定条件
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挡土墙设计
刘忠玉 教授
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1
本讲知识点： 一、挡土墙类型选择 二、重力式挡土墙的设计计算 三、重力式挡土墙的构造措施
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一、挡土墙类型选择
1. 重力式挡土墙
块石或素混凝土砌筑而成，靠墙身自重抵抗土 压力引起的倾覆弯矩。墙身截面尺寸大，一般 用于低挡土墙。
墙顶
墙面
墙背
仰斜
E2
E3
E1
直立
俯斜
E1＜E2＜E3
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墙趾 墙基
•重力式挡土墙照片
砌体挡土墙
绿化生态挡土墙
石笼网挡土墙
砌体生态挡土墙
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2. 悬臂式挡土墙
钢筋混凝土建造，由立臂、墙趾悬臂和墙 踵悬臂三块悬臂板组成，稳定主要靠墙踵 悬臂上的土重维持，墙体内拉应力由钢筋 承担，墙身截面尺寸小，可充分利用材料 特性，市政工程及仓储中常用。
三、重力式挡土墙的构造措施
1.墙背倾斜形式
重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜三种形式，三种形 式应根据使用要求、地形和施工情况综合确定。
武都东江栈道仰斜式浆砌挡墙 施工中
俯斜式挡土墙施工中
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2. 挡土墙截面尺寸
•砌石挡土墙顶宽不小于0.5m，混凝土墙 可缩小为0.20m～0.40m，重力式挡土墙 基础底宽约为墙高的1/2～1/3。
4. 锚定板式挡土墙
预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土 中锚定板组成，依靠填土与结构的相互作用维 持其自身稳定，特别适用于地基承载力不大的 地区。
锚定板 墙板
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5. 板桩
混凝土板桩
钢板桩
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