重力式挡土墙设计 精品
重力式挡土墙设计范例
重力式挡土墙设计范例重力式挡土墙设计范例1. 引言重力式挡土墙是一种常见的土木工程结构，常用于土地开发和交通基础设施建设中。
本将详细介绍重力式挡土墙的设计原理、施工步骤和施工注意事项。
2. 设计原理2.1 挡土墙的作用重力式挡土墙是通过重力作用来抵抗土壤的侧推力，保持土地的稳定。
挡土墙通过其自身的重量来产生对土体的压力，从而抵消土壤的剪切力。
2.2 土体力学参数在进行重力式挡土墙设计之前，需要确定土体的力学参数，如土壤的重度、摩擦角、内摩擦角等。
这些参数对挡土墙的设计和稳定性分析至关重要。
2.3 挡土墙的形式重力式挡土墙可以采用不同的形式，如重力墙、重力墙+钢筋混凝土面板、重力墙+土钉墙等。
选择合适的形式要考虑土体的特性、设计要求和经济性。
3. 设计步骤3.1 确定土体参数通过土体试验和现场勘察，确定土体的重度、摩擦角、内摩擦角等力学参数。
这些参数将用于挡土墙的稳定性分析。
3.2 计算挡土墙的稳定性根据土体参数和设计要求，进行挡土墙的稳定性分析。
主要包括计算侧推力、地震力、抗滑稳定性和抗倾覆稳定性等。
3.3 选择适当的挡土墙形式和材料根据设计要求和经济性，选择适当的挡土墙形式和材料。
考虑到挡土墙的稳定性、耐久性和施工难度等因素。
3.4 进行结构设计和荷载计算根据挡土墙的形式和材料，进行挡土墙的结构设计和荷载计算。
确保挡土墙能够承受设计荷载并保持稳定。
3.5 进行施工准备工作在施工挡土墙之前，需要进行施工准备工作。
包括地面平整、挖掘基坑、打地基等。
确保基坑和基础能够满足设计要求。
3.6 进行挡土墙的施工根据设计要求和施工图纸，进行挡土墙的施工。
主要包括搭建模板、浇筑混凝土、安装钢筋、固化混凝土等工作。
3.7 进行监测和验收在挡土墙施工完成后，需要进行监测和验收工作。
主要包括挡土墙的变形监测、荷载测试和质量验收等。
4. 施工注意事项4.1 施工材料的选择在进行重力式挡土墙的施工时，需要选择适当的材料。
重力式挡土墙施工方案(精品)
重力式挡土墙施工方案(精品)一、编制依据本工程的编制依据是国家有关工程建设标准、规范和技术规定，结合本工程的实际情况进行编制。
二、工程概况本工程是一座挡土墙工程，总长500米，最高处高度为10米。
挡土墙采用重力式挡土墙结构，采用混凝土浇筑，墙体采用C25混凝土，墙体厚度为50厘米。
墙顶设置防护栏杆，防止行人跌落。
三、施工准备1.人员准备：本工程需要的施工人员包括项目经理、施工队长、技术员、工人等。
所有人员必须经过专业培训和考核合格后方可上岗。
2.材料准备：本工程所需材料包括混凝土、钢筋、模板、脚手架等。
所有材料必须符合国家标准，并经过质量检验合格后方可使用。
3.机械准备：本工程所需机械包括混凝土搅拌机、升降机、挖掘机等。
所有机械必须符合国家标准，并经过安全检查合格后方可使用。
四、施工计划安排本工程施工周期为6个月，按照每月施工进度安排施工计划。
具体施工进度如下：第一月：挖掘坑底，布置钢筋，制作模板。
第二月：浇筑第一段墙体，安装脚手架。
第三月：浇筑第二段墙体，进行边坡监测。
第四月：浇筑第三段墙体，进行质量检查。
第五月：浇筑第四段墙体，进行脚手架搭设。
第六月：完成挡土墙的浇筑，进行最终验收。
五、施工方法1.挖掘坑底：按照设计要求进行挖掘，坑底平整、坚实。
2.制作模板：根据设计要求制作模板，模板必须牢固、平整、符合设计要求。
3.布置钢筋：根据设计要求进行钢筋的布置，钢筋必须牢固、符合设计要求。
4.混凝土浇筑：混凝土浇筑必须均匀、充实，防止出现空鼓、裂缝等质量问题。
5.脚手架搭设：脚手架必须牢固、平整、符合安全要求。
6.边坡监测：对挡土墙的边坡进行监测，及时发现问题并采取措施解决。
七、模板计算书本工程的模板采用钢模板，模板计算书如下：1.模板板厚：10mm2.模板板材：Q235A3.模板板长：2000mm4.模板板宽：1000mm5.模板支架：铁管支架八、脚手架搭设本工程的脚手架采用钢管脚手架，搭设高度为10米，脚手架计算书如下：1.脚手架材料：Q235A钢管2.脚手架高度：10米3.脚手架搭设方式：按照设计要求进行搭设，必须符合安全要求。
重力式挡土墙设计计算实例
L0=H(tgθ +tg α )=3.79m
L1=Nb+(N-1)m+d=5.5m 得出L0<L1,假设成立。
土压力及作用位置计算
根据主动土压力公式计算得出： Ea=121.42kN Ex=121.40kN Ey=2.03kN
挡土墙自重G=376.67kN
当 H≤2m时,q=20kPa ； 当 H≥10m时, q=10kPa 在此之间由直线内插法得：H=8m时，q=12.5kPa 计算Zx=2.812m Zy=2.427m ZG=1.910m
挡土墙伸缩沉降缝与排水设施设计
墙体每隔15m分段长设置伸缩沉降缝，宽2cm， 沿墙顶、内、外填塞沥青麻筋深度20cm。
排水孔采用10cmX10cm方孔并向外倾斜，坡度 5%，每排之间上下间距2m，泄水孔之间水平间距 2.5m，最下排距地面1m。
挡土墙单位工程量
墙高 8mຫໍສະໝຸດ 片石（m3） 土方（m3） 14.28 1.79
1、荷载沿硬路肩边缘 布置，在路面引起的应 力为q=12.5kPa。 2、挡土墙顶宽1.8m， 墙背坡度1：:0.25，基 底倾斜角tanα 0=0.2， 基础埋深1.0m，墙趾展 宽0.5m，墙趾顶面距基 底0.8m。
破裂棱体假设计算
A0=37 B0=9.25 α =-14︒02´ 得出tgθ =0.724，θ =35︒58´
Nj=1.05x（1.2x1.8x7.2x23+2.03x1.4)=378.56kN Nj≤ α kA Rk=561.40kN 稳定性验算: Ψk=0.92 截面直剪验算:Qj=Ex121.4kN Aj Rj/γ k+fN1=317.79kN
Qj ≤Aj Rj/γ k+fN1成立
重力挡土墙设计方案
重力挡土墙设计方案1.1编制依据《工程结构通用规范》GB55001-2021《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《挡土墙（重力式、衡重式、悬臂式）》17J008材料及构造1.采用混凝土重力式挡土墙，混凝土强度等级为C25o2.挡土墙基底应置于满足承载力要求的地基上，基底逆坡应符合设计要求，以保证墙身稳定，如开挖后不满足设计要求，则应立即告知设计单位，以便作相应调整。
3.如若开挖遇到软土、液化土等特殊性岩土时，应按有关规定，对地基妥善处理后方可施工挡土墙。
4.陡坡地段、若地基为完整坚硬基础岩石、采用台阶基础：台阶基础采用C15片（块）石混凝土。
5.基底埋置深度应满足地基强度与稳定性、根据现场开挖基底在满足承载力要求的情况下，可适当调整基础标高。
泥岩、页岩等地质岩石基础开挖至设计标高后立即以M7.5砂浆封面，不得暴露于雨水、空气中太久，以免加快风化。
6.挡土墙背后填料根据附近土源，尽量选用抗剪强度高和透水性强的砾石或砂土。
当选用粘性土为填料时，宜掺入适量的砂石或砾石；不得选用膨胀土、淤泥质土、耕植土做填料。
对于挡土墙填料的内摩擦角，宜通过试验取得。
7,墙背回填待强度达到设计强度的75%时进行，并分层填筑夯实，注意墙身不要受到冲击的影响。
8,挡土墙墙背与岩石分界线交界位置处，浸水挡土墙常水位以上30cm,坡脚地面线以上30cm设置最低一排泄水孔，其上则分层设置泄水孔,泄水孔间距2至3m,上下左右交错布置，孔内预埋5cmPVC管。
PVC管应长出墙背20cm,其端部30cm用土工布包裹。
在泄水孔进水口处设置粗颖粒材料（大粒径碎石或片石）堆囊以利于排水。
9.在最低一排泄水孔底部铺设一层机织防渗土工布隔高层，以防止基底层受水侵蚀。
挡墙基坑（最低一排泄水孔以下部分）采用石灰土回填用安要求夯实，墙背（指最低一排泄水孔以上部分）回填则采用透水性材料，如碎石、碎砾石、砂片石、砂岩碎刷等。
重力式挡土墙设计实例
（一）重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kP a ，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kP a ，容许剪应力[τ]＝80kPa 。
图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定：（1）破裂角（θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021730353828ψαδφ'''++-++ ＝＝＝90ω< 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tan tan θψ=-+tan ψ=-+tan3828︒'=-+0.7945=-0.7291= 36544θ'''=（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-=车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5b L N N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。
3、荷载当量土柱高度计算：墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。
重力式挡土墙
目录1.设计资料 (2)2.墙型选择 (3)3.挡土墙布置 (4)3.1基础埋置深度 (4)4.挡土墙的构造和尺寸初拟 (4)5.挡土墙的主动土压力 (5)5.1车辆荷载作用下的土压力 (5)5.2复杂边界条件下的主动土压力 (5)5.3土压力作用位置 (8)6.挡土墙的验算 (9)6.1抗滑移验算 (9)6.2抗倾覆验算 (9)6.3 地基应力及偏心距验算 (10)6.4 基础强度验算 (10)6.5 墙底截面强度验算 (10)6.6极限状态验算法 (11)7.改进措施 (15)重力式挡土墙设计1.设计资料（1）高速公路，双向四车道路基宽度为路基宽度26米，即：3.50(中间带)+4×3.75(行车道) +2×3.00( 硬路肩)+2×0.75(土路肩)。
边坡坡度为1：1.5，高填方路堤段，中心填筑高度为10m ，地面坡度平均为5%。
（2）大体可变荷载只考虑正常利用情形下的行车荷载。
（3）挡土墙墙身材料，石料为MU30，砂浆为M7.5，其允许压应力为[]=1500kpa σ,允许剪应力为[]=190kpa τ 。
（4）地基为土质地基，以砂性土为要紧，挡土墙基底的摩擦系数为0.36，地基的承载能力特点值为350kPa 。
（5）墙后填料为砂类土，填土重度取193kN/m ，内摩擦角ϕ为︒34，粘聚力近似为0kPa 。
（6）墙背与填土间的摩擦角δ为ϕ1/2。
（7）季节性冰冻地域，本地最大冻深为1.8m 。
（8）挡土墙设计荷载组合取组合Ⅱ。
（9）其他需要的建筑供给充沛，自行选择，相关资料参照标准选取。
2.墙型选择常见的挡土墙形式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式及桩板式等。
重力式挡土墙要紧依托墙身自重维持稳固，取材容易，形式简单，施工简便，适用范围普遍。
重力式挡土墙墙身截面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建往往受到地基承载力的限制。
若是墙太高，材料花费多，那么不经济。
重力式挡土墙设计实例
重力式挡土墙设计实例设计实例：地坡道挡土墙设计1.工程背景：地坡道长200米，最大高度10米。
地基为砂质土壤，土体粒径分析显示主要由干砂组成，内摩擦角为35度，容重为18kN/m³。
设计要求挡土墙能够抵抗土体的水平推力。
2.坡度分析：根据地坡高和水平距离，计算坡度。
使用一坡三坡图法，确定化简的坡度，以保证坡度均衡，并减少地形改变的需求。
3.坡道设计：根据地坡高和坡度分析结果，设计坡道。
确定坡道长度、坡顶宽度和坡底宽度，保证坡道稳定和路面设计要求。
4.挡土墙类型选择：根据挡土墙高度、土体参数和设计要求，选择合适的挡土墙类型。
在这个案例中，重力式挡土墙是合适的选择。
5.摩擦力计算：根据土体参数和墙体几何特征，计算土体的水平推力和墙体的摩擦力。
摩擦力大小应大于土体的水平推力，以保证挡土墙的稳定性。
6.底座宽度计算：根据土体参数和墙体高度，计算挡土墙底座的宽度。
底座宽度应足够大，以保证挡土墙的稳定和抗滑性能。
7.墙体高度计算：根据土体参数和挡土墙的几何形状，计算合理的墙体高度。
墙体高度应满足稳定性和承载能力的要求。
8.墙体尺寸计算：根据挡土墙的高度和几何形状，计算墙体的尺寸。
包括墙身厚度和墙脚截面宽度等，以确保墙体的稳定和承载能力。
9.墙体内力计算：根据挡土墙的几何形状和土体参数，计算墙体内力。
包括弯矩和剪力等，以保证墙体的结构安全。
10.墙体排水设计：根据场地情况和土体参数，设计挡土墙的排水系统。
确保排水的顺利进行，防止土体饱和和墙体的变形和破坏。
11.墙体施工：根据设计图纸和规范要求，进行挡土墙的施工。
确保施工质量和施工过程的安全。
12.墙体监测和维护：在挡土墙竣工后，进行墙体的监测和维护工作。
及时发现和处理墙体的变形和破坏，确保工程的可持续运行。
以上是关于重力式挡土墙设计实例的简要介绍。
在实际设计中，还需要结合具体场地要求和土体参数进行综合考虑，以确保挡土墙的稳定和安全性。
设计过程中需要参考国家和地区的相关规范和标准，并严格按照标准要求进行设计、施工和维护。
重力式挡土墙设计实例1
重力式挡土墙设计对于路堑挡土墙，墙背除利用开挖的土石回填部分外，其余均为天然土，其岩层结构产状、成分、紧密程度及含水量等均较复杂，往往又非均质。
因此，在无不良地质情况下，习惯上多参考天然坡角及路堑设计数据综合确定：1、根据实验以及规范确定以下参数：（1）：墙后填土的容重：γ=20.0KN/m 3（根据实际情况）（2）：填土的内摩擦角：φ＝50°（根据规范来确定）；（3）：墙背与填土间的摩擦角：δ＝（1/2～2/3）φ＝30°；（4）：墙后填土表面的倾斜角：β＝46°；（5）：墙背倾斜角α＝0°。
2、初定挡土墙断面尺寸：设计挡土墙顶宽a=2.5m ，底宽b ＝3.5m,高度为h ＝3m ；墙体自重为： G=（2.5+3.5）×3×18×0.5＝162KN/m3、土压力计算Ea ＝21γH 2Ka ＝21γH 2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-βαδαβφδφδαααφ ＝21×20×32×222)460cos()300cos()4650sin()3050sin(1)300cos(0cos )050(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-＝90×159.1413.0 ＝32.07KN/m土压力的水平和垂直分力为：Ex ＝E a cos （α+δ）Ey ＝E a sin （α+δ）Ex ＝32.07×cos （0°+30°）＝27.77 KN/mEy ＝32.07×sin （0°+30°）＝16.04KN/m4、抗滑稳定性验算为了保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其它外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力： 即：K C ＝X n E f G N ∑+)( ＝X n y E f G E )(+＝77.275.0)16204.16(⨯+＝3.2＞1.3 满足要求，能保证挡土墙的抗滑稳定性。
重力式挡土墙设计
重力式挡土墙设计1 设计参数几何参数:挡土墙墙高H=6m, 取基础埋置深度D=1.5m （按规范规定, D 不小于1.0m, 本设计中可取1.25m 或1.5m ）, 挡土墙纵向分段长度取L=10m ；墙面与墙背平行, 墙背仰斜, 仰斜坡度1:0.2, =－11.3°（注意这个角度是负值）, 墙底（基底）倾斜度tan =0.190, 倾斜角 =10.76°；墙顶填土高度 =2m, 填土边坡坡度1:1.5, =arctan （1.5） =33.69°, 汽车荷载边缘距路肩边缘 =0.5m ；力学参数:墙后填土砂性土内摩擦角 =34°, 填土与墙背外摩擦角 = /2=17°, 填土容重 =18kN/m ；墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石, 墙身砌体容重 =22kN/m ,砌体容许压应力[ ]=600kPa,砌体容许剪应力[ ]=100kPa,砌体容许拉应力[ ]=60kPa ；地基容许承载力[0σ]=250kPa 。
2 车辆荷载换算按墙高确定的附加荷载强度进行计算γq h =0=1815=0.83 3 主动土压力计算3.1 计算破裂角θ直线形仰斜墙背, 且墙背倾角 较小, 不会出现第二破裂面。
经验算, 按破裂面交于荷载中部进行计算 a=2m,b==βtan a 667.02=3m,d=0.5m,H=6m,m h 83.00=,°34=ϕ,°17=δ, °－11.3α= 39.7δ＋α＋ωψ==° ﹚2h ﹙H＋a ﹚﹙H＋a＋﹚2h 2a ﹙b＋d ﹚－H ﹙H＋＋2h 00+=ab A αtan =0.33θtan =－﹚A ω﹚﹙tan ωtan ﹙cot ±ψtan ++ϕ=0.81或-2.47（舍） 39arctan0.81θ==°3.2 计算主动土压力a E 及其作用点位置3.2.1计算主动土压力a E﹚αtan ﹙tan ﹚sin ﹙﹚﹙cos +++=θψθϕθa K =0.18αθtan tan 0+=dh =0.82mαθαtan tan tan 3+-=a b h =2.26m =--=321h h H h 2.92m=+-+=210312)21(21Hhh H h H a K 1.68 12γH 21K K E a a ==98KN ﹚δ＋α﹙cos a x E E ==97.5KN y E ﹚δ＋αin ﹙s E a ==9.7KN3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置经试算, 取挡土墙顶宽 2.8m011tan tan ααb b B +==2.6912110233)23(h h －2(3K H H h h H a H Z x -++=）=2.1m αtan －Z x B Z y ==2.69＋2.1×0.2=3.1m将 , 修正为 ,1X Z =01tan αb Z x -=2.1-2.8×0.19=1.57m 1y Z =αtan 11x Z b -=2.8-1.57×（-0.2）=3.11m3.3 被动土压力墙前的被动土压力忽略不计。
重力式挡土墙设计范例
重力式挡土墙计算书一、构件基本尺寸及基本参数：1、挡土墙基本几何尺寸：1)挡土墙材料：毛石混凝土2)挡土墙容重：γd =22KN/m 33)墙两侧土体高差：h=6000mm4)墙顶宽度：c=1000mm5)墙趾深度：d=0mm6)墙趾宽度：s=0mm 7)墙背高度：H=6000mm 8)墙背倾角：α=90°9)挡墙基底宽度：b=2500mm10)土对墙背摩擦角：δ=0°2、岩土参数：1)填土容重：γ=19KN/m 32)主动土压力系数：k a =0.223)土压力增大系数：ψc = 1.14)基底土摩擦系数：μ=0.55)地基土承载力：f ak =180KN/m 26)宽度修正系数： ηb =0.37)埋深修正系数： ηd =1.6二、构件相关尺寸及计算参数推算：1、根据挡土墙基本尺寸，可推算出简图中其它尺寸如下：1)墙面坡度：m=(b-s-c-H/tanα)/h=(2500－0－1000－6000/tan90°)/6000=2)基底倾角：α0=arctan[(H-h-d)/b]=arctan[(6000－6000－0)/2500]=0.0°0.2502、挡墙截面面积（不含墙趾）：A=(h·m+2·c+h/tanα)·h/2+(H-h+d+s·tanα0)·(h·m+c+H/tanα)/2-(H-h)2/(2tanα)=(6×0.250+2×1+6/tan90°)×6/2+(6－6+0+0×tan0.0°)×(6×0.250+1+6/tan90°)/2－(6－6)²/(2×tan90°)=10.5m23、挡墙每延米自重（不含墙趾）：G=γd·A=22×10.5=231KN4、每延米主动土压力：E a=ψc· γ ·H2·k a/2=1.1×19×6²×0.21744/2《地规》公式(6.6.3-1)=82KN三、抗滑移稳定性验算：1、挡墙自重沿基底法线方向分量：G n=G·cosα0=231×cos0.0°=231KN2、挡墙自重沿基底平行方向分量：G t=G·sinα0=231×sin0.0°=0KN3、主动土压力沿基底法线方向分量：E an=E a·cos(α-α0-δ)=82×cos(90°－0.0°－0°)=0KN4、主动土压力沿基底平行方向分量：E at=E a·sin(α-α0-δ)=82×sin(90°－0.0°－0°)=82KN5、抗滑移稳定系数：K s=(G n+E an)·μ/(E at-G t)《地规》公式(6.6.5-1)=(231+0)×0.5/(82－0)=1.41≥1.3 ，满足《地规》6.6.5条第1款要求四、抗倾覆稳定性验算：1、主动土压力作用点距墙背底端高度：z=H/3=6/32.000=m2、主动土压力作用点距墙趾底端高度：z f =z-b·tanα0=2.000－2.5×tan0.0°=m3、挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：1)挡墙截面对通过墙背底端竖轴的静距为：S=[h·(c+H/tanα)2/2]＋[h 2·m·(h·m/3+c+H/tanα)/2)]＋[(H-h)/6+(d+s·tanα0)/3]·(h·m+c+H/tanα)2－[H 3/(tan 2α)]/6=[6×(1+6/tan90°)²/2]+[6²×0.250×(6×0.250/3+1+6/tan90°)/2]+[(6－6)/6+(0+0×tan0.0°)/3]×(6×0.250+1+6/tan90°)²－[6³/(tan90°)²)]/6=9.75m 32)挡墙截面形心距墙背底端竖轴的水平距离：x 1=S/A=9.75/10.50=m3)挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：x 0=b －x 1=2.5－0.929=m 4、主动土压力作用点距墙趾底端水平距离：x f =b-z/tanα=2.5－2.000/tan90°=m 5、主动土压力沿水平方向分量：E ax =E a ·sin(α-δ)=82×sin(90°－0°)=82KN6、主动土压力沿重力方向分量：E az =E a ·cos(α-δ)=82×cos(90°－0°)=0KN 7、抗倾覆稳定系数：K t =(G·x 0+E az ·x f )·/(E ax ·z f )《地规》公式(6.6.5-2)=(231×1.571+0×2.500)/(82×2.000)=2.22≥1.6 ，满足《地规》6.6.5条第2款要求五、地基承载力验算：1、修正后的地基承载力特征值：基础底面斜宽B = b/cosα0 =2.50＜3m ，仅承载力修正时取B = 3.00m基础埋深d ＜0.5m ，仅承载力修正时取d= 0.50mf a =f ak + ηb ·γ·(B-3)+ ηd ·γm ·(d-0.5)2.5002.0000.9291.571=180+0.3×19×(3.00-3)+1.6×19×(0.50-0.5)=180KN/m22、作用在基础底面法线方向的每延米总作用力为：F =G n+E an=231+0=231KN3、轴心荷载作用时，基础底面的平均压力值：p k=F/B=231/(2.5/cos0.0°)=92.4KN/m2≤f a=180 ，满足《地规》5.2.1条第1款要求4、挡墙自重及土压力的合力在基础底面的偏心距：e=B/2-(G·x0+E az·x f-E ax·z f)/F=2.50/2-(231×1.571+0×2.500－82×2.000)/231=0.39m≤b0 / 4 ＝0.63 ，满足《地规》6.6.5条第4款要求5、挡墙自重及土压力的合力在基础底面产生的偏心力距：M=F·e=231×0.39=89.4KN·m6、偏心荷载作用时，基础底面的最大压应力值：B/6=0.42≥e，应按《地规》公式5.2.2-2计算p kmax=F/B+6M/B²=231/2.50+6×89.4/2.50²=178KN/m2≤1.2 f a ＝216.0 ，满足《地规》5.2.1条第2款要求。
重力式挡土墙设计范例
重力式挡土墙设计范例一、工程概况本设计范例所针对的是一个高度为 5 米的边坡，需要建造重力式挡土墙来保持其稳定性。
边坡土体为粉质黏土，其物理力学性质参数如下：重度γ=18kN/m³，内摩擦角φ=20°，粘聚力 c=15kPa。
二、设计依据1、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2013）2、《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015 年版）3、工程地质勘察报告三、挡土墙选型重力式挡土墙主要依靠自身重力来抵抗土压力，具有结构简单、施工方便、造价较低等优点。
根据工程实际情况，选择仰斜式重力式挡土墙，其墙面坡度为 1:025，墙背坡度为 1:02。
四、土压力计算1、主动土压力系数根据库仑土压力理论，主动土压力系数 Ka 可按下式计算：Ka ＝tan²(45° φ/2) ＝ tan²(45° 20°／2) ＝ 0492、土压力分布主动土压力沿墙高呈三角形分布，墙顶处土压力强度为零，墙底处土压力强度为：ea ＝γhKa ＝ 18×5×049 ＝ 441kN/m²3、土压力合力土压力合力 Ea 为土压力分布图形的面积，即：Ea ＝ 05×5×441 ＝ 11025kN/m合力作用点距离墙底的高度为：h/3 ＝ 5/3 ＝ 167m五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑移稳定性按下式验算：Ks ＝（G ＋ Ey）μ ／ Ex其中，G 为挡土墙自重，Ey 为墙后土压力的竖向分力，Ex 为墙后土压力的水平分力，μ为基底摩擦系数。
假设挡土墙底宽为 2 米，墙高 5 米，墙身采用 C20 混凝土，重度为25kN/m³，则挡土墙自重 G ＝ 25×（2×5 ＋ 05×2×5/2）＝ 375kN。
Ey ＝Ea × cos(α ＋δ) ＝ 11025×cos(10°＋ 8°）＝ 981kN （假设墙背与填土之间的摩擦角δ=8°，墙底与地基之间的摩擦角α=10°）Ex ＝Ea × sin(α ＋δ) ＝ 11025×sin(10°＋ 8°）＝ 408kNμ取 04，则：Ks ＝（375 ＋ 981）×04 ／ 408 ＝ 51＞13满足抗滑移稳定性要求。
重力式挡土墙设计
重力式挡土墙设计一、设计题目重力式挡土墙（仰斜式）设计 二、设计资料1) 公路等级：二级2) 墙身构造：墙高6m ，墙背仰斜坡度1:0.16，墙身分段长度20m.3) 土质情况：墙背填土重度γ=18kN/m3,内摩擦角为φ=36°；填土与墙背间的摩擦角为δ=18°；地基为岩石，地基容许承载力[σ]=500kPa ，基底摩擦系数f=0.5。
4) 墙身材料：砌体重度γ1=20kN/m3，砌体容许压应力[σ]=500kPa ，容许剪应力[τ]=80kPa 。
5) 建设地点为某一级公路DK23+415.00DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。
线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。
6) 挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示：7)H=6 b 1=1h 0 H 1=5.84h 1=0.16α= -9°05′α= 9°05′设计计算一、主动土压力计算1)计算破裂角假设破裂面交于荷载范围内，则有：Ψ = α+φ+δ= -9°05′+36°+18°=44°55′＜90°tan θ= -tanΨ+√（cotφ+tanΨ）（tanΨ+tanα）=-tan44°55′+√（cot36°+tan44°55′）（tan44°55′+tan9°05′）=-0.99709+√（1.37638+0.99709）（0.99709+0.15987）=0.66001θ =tan-1θ = 33°25′32″2)计算主动土压力系数K和K1,(tanθ+tanα)K = cos(θ+φ)sin(θ+Ψ)（tan33°25′-tan9°05′）= cos(33°25′+36°)sin(33°25′+44°55′)=0.162按照线性内插法，计算附加荷载强度：q = 20 +（（（20-10）/（2-10））× (6-2)) = 15 KPah0= q /γ= 15/18 = 0.83mK1 = 1+（2h0 / H）=1+（2×0.83/6）=1.28mZ y1= H/3+h0 /（3×K1）=6/3+0.83/（3×1.28）=2.22mZy = Z y1 -h1 =2.22-0.16 =2.06mZx = b1+Z y tanα =1+2.06×0.15987 =1.33m3)计算主动土压力的合力作用点E = 1/2γH² K K1 = 0.5×18×6²×0.162×1.28 =67.18 KNE x= Ecos（α+δ）=67.18×cos（18°-9°05′）=63.37 KNE y = Esin（α+δ）=67.18×sin（18°-9°05′）=9.45 KN二、挡土墙截面计算1)计算墙身重G及力臂Z G1、墙身体积计算：V1= b1（H-b1 tanα0）= 1×（6 - 1×0.16）=5.84 m³V2 = 0.5 b1²tanα0=0.5×1²×0.16 =0.08 m³2、墙身自重计算：G1 = V1 γ1 =5.84×20 =116.8 KNG2 = V2 γ1 =0.08×20 =1.6 KNG = G1+G2 =116.8+1.6 =118.4 KN3、力臂Z计算：ZG1 = 0.5（H1 tanα+b1）=0.5（5.84×0.15987+1）=0.97mZG2 = 0.651 b1=0.651×1=0.65mZG = (ZG1 G1 +ZG2 G2)/G =(0.97×116.8 +0.65×1.6)/118.4 =0.96m2)抗滑稳定性验算（1.1G+γQ1 E y）μ+1.1G tanα0=（1.1×118.4+1.4×9.45）×0.5+1.1×118.4×0.15987= 92.56KN ＞γQ1 E x=1.4×63.37= 88.72KN满足抗滑稳定性要求。
重力式挡土墙设计
1重力式挡土墙设计1.1设计依据（1)。
墙身构造某二级公路路基宽度B=12m ，土路肩宽0。
75m ，某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡（见图1），填土边坡坡度为1：1。
5墙身分段长度10m. （2)。
车辆荷载 公路Ⅱ级 (3）。
土壤与地基墙背填土为砂性土，容重γ=18kN/3m 填土与墙背间的摩擦角取δ=ϕ/2地基土性指标与填土相同(4）.墙身材料5号砂浆砌30号片石，砌体容重k γ=24kN/3m ;砌体容许压应力［∂σ]= 800kPa 许剪应力[τ］=160kPa ，容许拉应力［1σ］=80kPa 。
(5).计算参数墙背坡度 1:0.2α=（俯斜）（11.31=），墙 面 坡 度 为 1:0.05 (=2。
86°），填土高 a=2m,挡土墙高度H=7m ，内摩擦角ϕ=33°，基底摩擦系数f 0.35=,地基容许承载力［σ0 ] =300kPa1.2车辆荷载换算当m 2≤H 时，20.0q kPa =;当m H 10≥时,10q kPa = 试算拟定顶宽 1b 1.00m =，根据几何关系可计算得，挡土墙实际高度H 1=7.89m ，墙底宽B 1=2。
86m ，由线性内插法（5.2225.11+-=H q ）得：17.55H m =时， 1.257.5022.513.125q kPa =-⨯+=注意：以下所有H 值代表H 1值换算均布土层厚度： 013.1250.70218q h mγ===1.3 主动土压力计算1。
3。
1破裂棱体位置确定 （1).破裂角（θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有：=++=ϕδαψ11.3116.53360.81+︒+︒=︒()()()0011a 2(a )27.8920.70227.8955.8422A H h H =+++=⨯++⨯⨯+= ()()αtan 222121000h a H H h d b ab B ++-++=()112 2.5 2.50.701-7.897.892220.7010.222=⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯-6.235=其中()b 2 1.510.5 2.5m =⨯--=，tan 0.2α=)tan )(tan t (tan tan 0ψψϕψθ+++-=A B co ()-6.24-tan60.81cot30tan60.81tan60.8155.84⎛⎫=+︒++⎪⎝⎭） 0.57=故arctan 0.5729.68θ==（2).验算破裂面是否交于荷载范围内H=7.89m ，d=0m ，tan 0.2α=，b=2。
重力式挡土墙设计范例
重力式挡土墙设计范例一、工程背景假设我们要在一个坡度较陡的山坡上修建一条道路，为了保证道路的稳定性和安全性，需要在道路一侧设置重力式挡土墙。
该山坡的土体主要为粉质黏土，重度为 18kN/m³，内摩擦角为 20°，粘聚力为15kPa。
道路的设计荷载为公路I 级。
二、设计要求1、挡土墙高度：根据地形和道路设计要求，确定挡土墙的高度为5m。
2、稳定性要求：挡土墙在自重、土压力和其他荷载作用下，应满足抗滑移和抗倾覆稳定性要求。
3、基底应力要求：基底平均应力不应超过地基承载力，且最大应力与最小应力之比不应超过规定值。
三、设计参数1、墙身材料：采用浆砌片石，重度为 22kN/m³，抗压强度为30MPa。
2、基础材料：采用混凝土基础，重度为 25kN/m³，抗压强度为25MPa。
四、土压力计算1、主动土压力系数：根据库仑土压力理论，计算主动土压力系数Ka。
Ka ＝ tan²(45° 20°／2) ＝ 0492、土压力分布：土压力呈三角形分布，顶部土压力为零，底部土压力强度为：e ＝Ka × γ × h ＝ 049 × 18 × 5 ＝ 441kN/m3、土压力合力：土压力合力 Ea 为土压力分布图形的面积，即：Ea ＝ 05 × 441 × 5 ＝ 11025kN4、土压力作用点位置：距墙底的距离为 h/3 ＝ 5/3 ＝ 167m。
五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算：抗滑移稳定性系数 Ks ＝（W ＋Ey)μ ／ Ex其中，W 为挡土墙自重，Ey 为墙后土压力的水平分力，Ex 为墙后土压力的水平分力，μ 为基底摩擦系数。
挡土墙自重 W ＝ 05 × 5 ×（22 18) × 5 ＋ 5 × 18 ＝ 275kNEy ＝Ea × cos(α δ) ＝ 11025 × cos(0 10°）＝ 1081kN （假设墙背与填土之间的摩擦角δ ＝ 10°）Ex ＝Ea × sin(α δ) ＝ 11025 × sin(0 10°）＝－191kN基底摩擦系数μ 取 04，则：Ks ＝（275 ＋ 1081) × 04 ／ 191 ＝ 78 ＞ 13 （满足要求）2、抗倾覆稳定性验算：抗倾覆稳定性系数 Kt ＝（G × x0 ＋ Ey × zy) ／（Ex × zx)其中，G 为挡土墙自重，x0 为挡土墙重心到墙趾的水平距离，zy 为 Ey 作用点到墙趾的距离，zx 为 Ex 作用点到墙趾的距离。
(整理)重力式挡土墙设计1
重力式挡土墙设计一、设计资料：1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高6米，墙上填土高3米，填土边坡1:1.5，墙背仰斜，坡度1：0.25，墙身分段长度15米。
2.公路等级高速公路，车辆荷载等级为公路－II 级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I 、II 。
3.墙背填土容重γ＝18kN ／m 3，计算内摩擦角Φ＝35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ＝Φ/2。
4.地基为砂类土，容许承载力f ＝250kPa ，基底摩擦系数μ＝0.40。
5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重23kN ／m 3，砌体容许压应力[σa ]=600kPa ，容许剪应力[τ]＝50kPa ，容许弯拉应力[σwl ]＝80 KPa 。
二、确定计算参数设计挡墙高度H=6m ，墙上填土高度a=3m ，填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。
墙背填土计算内摩擦角 035=φ，填土与墙背间的摩擦角︒==5.172/ϕδ;墙背与竖直平面的夹角︒-=-=036.1425.0arctan α。
墙背填土容重γ＝18kN ／m 3。
查看资料知《公路工程技术标准（2003）》中公路-Ⅱ级设计荷载为《公路工程技术标准（97）》中的汽车-20级荷载且验算荷载为：挂车-100。
三、车辆荷载换算1．试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B ；(1)假定破裂面交于荷载内不计车辆荷载作用r q h /0==0.83m计算棱体参数A0、B0：5.24)52(21)(21))(2(212200=+=+=+++=H a H a h H a A 62.8)036.14tan()225(5213221tan )2(21)(21000=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=++-++=αh a H H h d b ab B 497.0)83.0236()36()036.14tan()83.02326(6)75.35.4(83.025.43)2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+︒-⨯⨯+⨯+++⨯⨯+⨯=+++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α46.385.1704.1435=︒+︒-︒=++=δαϕψ；9.0)352.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ))(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψφψθ 则：︒=++⨯>==︒6.2663325.06arctan99.41802.0arctan θ 计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ： mb H a H B 10.25.4)04.14tan(69.0)36(tan tan )(=-︒-⨯+⨯+=-+⨯+=αθ 由于路肩宽度d=0.75m<B=2.10m ，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。
重力式挡土墙课程设计
h－基础底面的埋置深度(m)。
显然
∴ 满足地基承载力的要求。
（7）墙身截面强度验算
选取二分之一墙高处进行截面进行验算
(1)强度计算 －重要性系数，取1.0；
－恒重引起的轴向力（KN）， =3×4×22=264KN；
成立。
重力式挡土墙设计
基本资料
某新建公路K0+007~K0+027路段采用浆砌片石重力式挡土墙：
1.路线技术标准：一般二级公路，路基宽8.5m,双车道路面。
2．车辆荷载：一级荷载
3．填料为普通粘性土，其密度 =18KN/m³，计算内摩擦角 =30°，填料与墙背间的摩擦角 = /2；
4.地基为砂砾石材料，密度其容许承载力 =400Kpa。
荷载外缘至墙锺：b+Htg +d+b +b =6.25+7=13.25m
由于破裂面至墙锺的距离大于荷载内缘至墙锺的距离并且小于荷载外缘至墙锺的距离，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰斜墙背，且墙背倾角 较小，不会出现第二破裂面。
（2）主动土压力系数K和
（3）求主动土压力 及土压力的作用点
－主动土压力产生的轴向力（KN）， =3.05KN
A－挡土墙构件的计算截面积（㎡），A=3；
－材料的极限抗压强度（KPa）， =700；
－抗力安全系数，取2.31；
－轴向力偏心影响系数，
满足要求。
(2)稳定计算 须满足
式中 ；
－弯曲平面内的纵向翘曲系数；∵H/B=8/3.5=2.29<10 ∴认为此挡墙是矮墙，取 =1。
⑶地基承载力抗力值
须满足 p≤1.2f
重力式挡土墙设计实例
1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下，请验算该挡土墙得稳定性。
（1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0、25（＝14°02′），墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图3－40示；（2）土质情况：墙背填土容重γ=19kN/m 3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间得摩擦角δ＝19、5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝550kPa ，基地摩擦系数f=0、55；（3）墙身材料：砌体容重γ=22kN/m 3， 砌体容许压应力[σ]＝500kPa ，容许剪应力[τ]＝100kPa 。
图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定：（1）破裂角（）得计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021*******ψαδφ'''++-++o o o o ＝＝＝4000000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角得计算公式：tg tg θψ=-+tg ψ=-4028tg '=-+o0.8531=-（2）验算破裂面就是否交于荷载范围内：破裂契体长度：()()050.73320.25 2.416m L H tg tg θα=+=-=车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5m L Nb N m d =+-+=⨯++=所以，即破裂面交于荷载范围内，符合假设。
3、荷载当量土柱高度计算墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。
按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16、25kN/m 2，4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=o 00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：()()()()()()a 00361535tan 19170.7332 4.2551.49kN sin sin 36154028E A B θφγθθψ'++=-=⨯⨯-=+'''+o o o o cos cos ()()X a 51.49142193051.26kN E E αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 51.49sin 1421930 4.91kN E E αδ''=+=-+=o o5、土压力作用点位置计算：1.36H =⨯=10K ＝1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=－查数学手册－土压力作用点到墙踵得垂直距离；6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜，土压力对墙趾力臂：X X11 1.590.19 1.4m Z Z h =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33m Z b Z tg α=-=+⨯=7、稳定性验算（1）墙体重量及其作用点位置计算：挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形：1110.98 4.48 4.71m V b H =⨯=⨯=11 4.7122kN G V γ=⨯=⨯＝103.62()()G11111 4.480.250.98 1.05m Z H tg b α=+=⨯+=/2/2 －查数学手册21110.50.980.190.093m V b h =⨯⨯=⨯⨯=/22210.09322 2.046kN G V γ=⨯=⨯=G20.6510.6510.980.64m Z b =⨯=⨯= －查数学手册（2）抗滑稳定性验算：（（此步骤按路基规范上得公式计算）00.21111836α'''o 倾斜基地：（＝），验算公式：()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.1105.67 1.4 4.9151.260.19800.55 1.1105.67 1.4 4.910.198 1.451.260⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()116.24 1.44.9110.150.55116.24 6.870.19871.76=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦所以抗滑稳定性满足。
重力式挡土墙设计实例
100 4一一口o 5 =H(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：(1) 墙身构造：墙高5m ,墙背仰斜坡度：1: 0.25 (二14° 02；墙身分段长度20m ,其 余初始拟采用尺寸如图3 -40示；(2)土质情况：墙背填土容重 丫=18N/m 3,内摩擦角© =35°;填土与墙背间的摩擦角S=17.5 °地基为岩石地基容许承载力［c 丰500kPa,基地摩擦系数f=0.5;(3) 墙身材料：砌体容重 丫 =20N/m 3,砌体容许压应力［c 丰500kPa,容许剪应力［T #80kPa 。
图3- 40初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定：(1) 破裂角()的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：= =14o0217o3035°=38°28因为 90o1 1 1B 0 ab (b d)h 0H (H 2a 2%)tan 0 (0 0)% H (H 2h 0)tan1—H(H 2h 0)ta n 211A -(a H 2h °)(a H )—H(H 2h 。
)b 1=0.982 2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:3、荷载当量 上柱高度计算:h 0= q 空180.9m 4、土压力计算2h °1 0 5.02 0.90 5.02171B 0= ab2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:d h °1 -H 2H 2a 2h ° tan = 0+0-丄25.0 5 0 2 0.9 tan 14°24.25E a A ta n cos B 。
sin18 17 0.7291 4.25cos 36o 5 4435o sin36°54438。
28E xE a cos 49.25cos 14o 2 17o 30 49.14KN E yE a sin49.25s in 14o 217o 30 2.97KNtg tg J ctgtg B ^t gtg . ctg tg tg tgtg38°28 . ctg35° tg38°28 tg38°28 tg14°020.7945 , 1.428 0.7945 0.7945 0.25 0.729136o5 44(2)验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度： L ) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m车辆荷载分布宽度：L Nb N 1 m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m所以L 。
重力式挡土墙设计实例P181---精品管理资料
1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下：（1）墙身构造：墙高5m ，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02′）,墙身分段长度20m ，其余初始拟采用尺寸如图4－41示；（2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3，内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力[σ]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ］＝500kPa,容许剪应力[τ]＝80kPa.图4－41 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定：（1）破裂角(θ）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝90ω<因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tg tg θψ=-+tg ψ=-+()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++0.7945=-0.7291=36544θ'''=（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++= 所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设. 3、荷载当量土柱高度计算：墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算.按照线性内插法,计算附加荷载强度：q ＝16。
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重力式挡土墙设计目的本课程设计任务是路基工程重要内容，通过系统地完成挡土墙的课程设计掌握工程设计的基本方法、步骤，巩固和深化所学知识，为进一步掌握本课程打下基础。
一、涉及内容（一）题目：重力式挡土墙设计（二）设计资料：某新建公路K2+310~ K2+420路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下：1、路线技术标准：一般三级公路，设计速度40Km/h;路基宽8.5m;2、横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示；表1 实测横断面3、K2+370挡土墙横断面布置及挡土墙形式如图1所示（参考）；4、填料为砂性土，其密度γ=18KN/m³，计算内摩擦角φ=35°，填料与墙背间的摩擦角σ=φ/2；5、地基为密实的砂砾石地基，其容许承载力σ=450Kpa，基底摩擦系数µ=0.456、墙身材料采用5号片石，砌体密度γ=22 KN/m³，砌体容许压应力σ=600 Kpa，容许剪应力τ=100 Kpa；二、具体要求：挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+370横断面为例。
大致步骤如下：1、挡土墙平面、立面布置；2、挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸；3、计算主动土压力；4、验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性；5、验算基底应力及偏心距；6、挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设计；7、绘制挡土墙立面、横断面；8、编制设计说明书。
三、设计完成后应提交的文件：1、挡土墙平面、立面与横断面图；2、设计计算说明书；3、写出设计小结。
五、要求文字整洁，全部完成设计图表后，应按一定顺序装订成册，所有图表格式应符合工程设计要求；学生应独立完成设计，发挥独立思考能力，主动查找有关资料。
四、主要参考资料1、俞高明，金仲秋编著.《公路工程》.北京：人民交通出版社出版.2005年10月。
2、姚祖康编著.《道路路基和路面工程》.上海：同济大学出版社.1994年7月。
3、夏连学，赵卫平编著.《路基路面工程》.北京：人民交通出版社出版.1997年9月。
4、邓学钧主编.《路基路面工程》. 北京：人民交通出版社出版.2002年2月。
5、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01--2003），北京：人民交通出版社出版.6、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTGD30--2004），北京：人民交通出版社出版.(执笔：郑丹燕)设计方案一拟定挡土墙尺寸如图所示1.坏棱体长度L,由设计资料知φ=35°σ=φ/2；ε=11.30993247滑动面与水平面的夹角为α，设ω=φ+σ+ε因为墙顶水平，所以由公式ctgα=-tg(ωctgα=0.028755709即α=88.35287314º，由公式L=H(tgε+ctgα)可计算得L=2.058711381m（因为H=9m）。
2.求挡土墙的计算长度B,由设计资料知该路是一般三级公路，计算荷载为汽车—20，挂—100。
本设计取挡土墙的分段长度为15m，《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）规定挡土墙的计算长度按公式B=13+Htg30但不超过挡土墙得分段长度，经计算取计算长度B=15m，则破裂面宽度方向上可布置一列车的半轴重，在分段长度方向上只能布置一辆重车，如图所示：∑G=（60+120+120）/2=150KN换算成等代均布土层厚度h e=G/BL0γ=0.269857m。
3.求主动土压力ΕA由公式ΕA=γH(H+2h e)K a/2，由课本土质学与土力学P153表7-2查值内插求得K a=0.334,则把有关数据带入上式得ΕA=258.0874226KN, 因为ΕA与水平面间的夹角θ=σ+ε=17.5+11.30993247=28.80993247º, ΕA x=ΕA cosθ=226.1421751KN, ΕA y=ΕA sinθ=124.3737687KN。
4.挡土墙抗滑验算挡土墙自重G=22³（0.8＋2.6）³9/2=336.6 KN则抗滑稳定系数K c=µ(G+ΕA y)/ΕA x代入数据得K c=0.91729<1.3,所以该挡土墙稳定性不足，需要重新设计。
方案二拟定挡土墙尺寸如图所示1.求破坏棱体长度L,由设计资料知φ=35°σ=φ/2；ε=16.7º滑动面与水平面的夹角为α，设ω=φ+σ+ε因为墙顶水平，所以由公式ctgα=-tg(ωctgα=0.44506519即α=66.00781834º，由公式L=H(tgε+ctgα)可计算得L=6.70571611m（因为H=9m）。
2.求挡土墙的计算长度B,由设计资料知该路是一般三级公路，计算荷载为汽车—20，挂—100。
本设计取挡土墙的分段长度为15m，《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）规定挡土墙的计算长度按公式B=13+Htg30但不超过挡土墙得分段长度，经计算取计算长度B=15m，则破裂面宽度方向上可布置两列汽-20重车，在分段长度方向上只能布置一辆重车，如图所示，所以在B³L面积内布置的汽车轴重∑G=2³（60+120+120）=600KN换算成等代均布土层厚度h e=G/BL0γ=0.3668752053m。
3.求主动土压力ΕA由公式ΕA=γH(H+2h e)K a/2，由课本土质学与土力学P153表7-2查值内插求得K a=0.4003,则把有关数据带入上式得ΕA=315.61KN, 因为ΕA与水平面间的夹角θ=σ+ε=17.5º+16.7º=34.2º, ΕA x=ΕA cosθ=261.0349KN,ΕA y=ΕA sinθ=177.399KN。
4.挡土墙抗滑验算挡土墙自重G=22³（1＋4.6）³9/2=554.4KN则抗滑稳定系数K c=µ(G+ΕA y)/ΕA x代入数据得K c=1。
26<1.3,所以该挡土墙稳定性不足，需要重新设计。
方案三拟定挡土墙尺寸如图所示1.求破坏棱体长度L,由设计资料知φ=35°σ=φ/2；ε=19.28333º滑动面与水平面的夹角为α，设ω=φ+σ+ε因为墙顶水平，所以由公式ctgα=-tg(ω代入数据后得ctgα=0.426926253即α=66.88109171º，由公式L=H(tgε+ctgα)可计算得L=6.9911552697m（因为H=9m）。
2.求挡土墙的计算长度B,由设计资料知该路是一般三级公路，计算荷载为汽车—20，挂—100。
本设计取挡土墙的分段长度为15m，《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）规定挡土墙的计算长度按公式B=13+Htg30但不超过挡土墙得分段长度，经计算取计算长度B=15m，则破裂面宽度方向上可布置两列汽-20重车和一列重车的一侧车轮，在分段长度方向上只能布置一辆重车，如图所示，所以在B³L面积内布置的汽车轴重∑G=2.5³（60+120+120）=750KN换算成等代均布土层厚度h e=G/BL0γ=0.3973274331m。
3.求主动土压力ΕA由公式ΕA=γH(H+2h e)K a/2，由课本土质学与土力学P153表7-2查值内插求得K a=0.44938333,则把有关数据带入上式得ΕA=356.5259242KN, 因为ΕA与水平面间的夹角θ=σ+ε=17.5º+19.2833º=36.7833º, ΕA x=ΕA cosθ=285.5436042KN, ΕA y=ΕA sin θ=213.4843899KN。
ΕA x的作用点距墙脚B点的竖直距离C x为：C x=H （H+3h e）/3（H+2h e），C y=d(d+3d1) /3(d+2d1),其中d=Htgε, d1= h e tg ε,代入数据解得C x=3.121697223m, C y=1.092183497m。
4.挡土墙抗滑验算挡土墙自重G=22³（1＋4.35+0.9）³9/2=618.75KN则抗滑稳定系数K c=µ(G+ΕA y)/ΕA x代入数据得K c=1.31155>1.3,所以该挡土墙稳定性满足要求。
1.验算抗倾覆能力由公式K0=∑M y/∑M x计算要求抗倾覆系数K0≥1.5（主要荷载组合）∑M y=0.5³0.9³9³1³22³0.9³2/3＋1.1³9³22³(0.9+1.1/2)+0.5³3.15³9³22³(2＋3.15/3)＋213.4843899³(5.15－1.092)=2186.732154KN²m∑M x=285.5436042³3.121697223=891.3806763 KN²m所以K0=2186.732154/891.3806763=2.453196722>1.5即该挡土墙的抗倾覆能力满足要求。
1.验算基底应力求图的形心位置，对y轴求面积矩SF1×0.9³2/3＋SF³(0.9+1.1/2)＋SF2×(2+3.15/3)=S²x解得x=2.134m则基底合力的发向分力对0点的力臂Z n=（∑M y－∑M x）/N=[G²x+ΕA y³(5.15－C y)－ΕA x³C x]/( G+ΕA y)，代入数据得Z n=1.556895848m则偏心距e=|B/2－Z n|=5.15/2－1.557=1.018mB/6=5.15/6=0.8583<e,基底将出现拉应力，现采取展宽墙趾的措施如图所示B=6.15m则e=|B/2－Z n|=1.018m, B/6=6.15/6=1.025m ,e<B/6,此时基底将不会出现拉应力。
墙趾和墙踵处的压应力为σ1,3= N(1±6e/B)/B代入数据得σ1,3=269.721 KPa和0.924Kpa,符合基底最大压应力小于地基容许承载力σ=450Kpa，在e>B/6情况下应力重分布基底最大压应力σmax=2 N/3Z n=4N/3（B－2e）=356.341Kpa，也满足σmax<σ=450Kpa。
1.验算墙身截面强度计算墙身底基础顶截面强度，由前计算知该图形的形心位置距墙趾的距离x=2.134m作用的土压力ΕA=18³8.25³(8.25＋2³0.3973)³0.44938=301.786KN, ΕA x=241.702KN, ΕA y=180.7066KN,墙身自重G=8.25³22³(1.1＋4.813)/2=536.60475KN, C x=2.870806197m,C y=1.0044m, Z n=1.5324m, e=0.8745m,B/6=0.802m 则e>B/6，该截面出现拉应力σl，σl=（536.60475+180.7066）(1－6e/B)/4.813=13.4389Kpa小于容许拉应力[]lσ=80Kpa，该截面强度符合要求。