(整理)重力式挡土墙设计计算过程

挡土墙设计说明书

一、设计内容

1．根据所给设计资料分析确定的挡土墙位置和类型；

2．进行挡土墙结构设计；

3.进行挡土墙稳定性分析；

4.挡土墙排水设计；

5.对挡土墙的圬工材料及施工提出要求。

二、设计步骤

1．根据所给设计资料分析挡土墙设置的必要性和可行性此次设计的浆砌石挡土墙是为防止墙后堆积的煤矸石坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。

2．拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸

给定资料：挡土墙高 3.5m，堆渣坡坡比为 1:0.5 。设此挡土墙为重力式挡土墙，为增加挡土墙的稳定性，设置水平基底，为方便计算，挡土墙长度取单位长度L=1m。设墙顶宽为b1=0.5m，墙背坡比为1:0.5 ，墙面坡比为1:0.2 ，地基深h=1m，前墙趾宽为0.5m，后墙趾宽为0.5m。则可计算基底宽B=3.95m,墙身与基底交接除宽b2=2.95m。

查阅相关资料可知: 浆砌石重度γ=22kN/m3，煤矸石堆积重度γ煤=12 kN/m3~18 kN/m3，取15 kN/m3，煤矸石内摩擦角φ=33°。地基与墙底的摩擦系数0.4

μ=，墙背与填土间的摩擦角为

δ=0.67φ=22.11°。

挡土墙草图

3．土压力计算

计算挡土墙主动土压力a E ，首先要确定挡土墙主动土压力系数

Ka ，计算公式如下：

222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )

(cos ??

????-+-+++-=βεεδβ?δ?δεεε?a K ① Ea=1/2*γ煤H 2Ea ②

式中：

Ea ——作用在挡土墙上的主动土压力（kN/m ）,其作用点距基底h ′（土压力图形的形心距基底的距离）。

H——挡土墙墙身高（m）；

γ煤——墙后煤矸石堆积重度（kN/m3）；

β——挡土墙墙后填土表面坡角（°）

ε——挡土墙墙背面与铅直面的夹角（°）

φ——挡土墙墙后回填煤矸石的内摩擦角（°）δ——挡土墙墙后煤矸石对墙背的摩擦角（°）

由已知条件可得：

γ煤=15 kN/m3β=26.5651°ε=26.5651°

φ =33°δ=22.11° H=3.5m

将相关数据代入①②式中，可得：

Ka=0.9914

Ea=91.08 kN/m

则土压力的水平和垂直分力分别为：

水平分力Eax=Ea cos(ε﹢δ)

=91.08×cos(26.5651°+22.11°)

=60.1427 (kN/m)

垂直分力Eay=Ea sin(ε+δ)

=91.08×sin(26.5651°+22.11°)

=68.4018 ( kN/m)

主动土压力的作用点距基底距离为：h′=1/3H+h=2.17m 则：水平分力Ex距基底左下部竖直距离为2.17m 垂直分力Ey距基底左下部水平距离为2.87m 挡土墙的自重

G=γ(b1+b2)×H×1/2×L

=22×(0.5+2.95)×3.95×1/2×1

=219.725 (kN/m)

重力力矩的计算：

M GⅠ=1/2×0.2H2Lγ×0.97

=1/2×0.2×3.52×1×22×0.97

=26.0517 (kN·m)

M GⅡ=b1×H×γ×1.45

=0.5×3.5×22×1.45

=55.825 (kN·m)

M GⅢ=1/2×0.5H2γ×2.28

=1/2×0.5×3.52×22×2.28

=153.840 (kN·m)