重力式挡土墙设计 精品

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=0.45

6、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》（JTG

B01--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》（JTG

D30--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(ωctg

α=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=Ε

A 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(ω

ctgα=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》（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。