挡土墙设计答案

要求：

**场地建设需对该滑坡坡脚进行开挖，为了满足施工工期要求和开挖边坡安全稳定性要求，特在前缘中部设计C型抗滑桩，在抗滑桩两侧设计毛石挡土墙。

挡土墙基础为红粘土，滑坡体土体为红粘土，滑床基岩为灰岩。

依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）中10.2内容规定，挡土墙工程结构设计安全系数如下：基本载荷情况下，抗滑稳定性Ks=1.3；抗倾覆稳定性Ks=1.5。挡土墙计算模型见图1。

b

1

m

H

2

m

d

L

3

m

h

B

图1 挡土墙计算模型

（1）设计参数

据《场地边坡岩土工程勘察报告》与《滑坡岩土工程勘察报告》，边坡防治工程参数如下：

墙后填土容重: 18.40kN/m3 地基土容重：18.30kN/m3

墙后填土内摩擦角：Φ=7.00°墙后填土粘聚力：C=46.0kPa

墙背与墙后填土摩擦角：δ=5.0°基底摩擦系数：μ =0.26

修正后地基土容许承载力：180kPa 毛石挡墙重度：ρ=23kN/m3

挡土墙墙背与铅垂线间的夹角：α=0

另外：

A、滑体

①红粘土

天然重度：18.40kN/m3饱和重度：18.45kN/m3

抗剪强度：C =63.4 kPa，φ=8.1°

渗透系数：1.0 10-4 m/s

B 、滑带土抗剪强度

天然重度：18.40kN/m 3 饱和重度：18.45kN/m 3 天然抗剪强度 C =10kPa ，φ=9° 饱和抗剪强度 C =9kPa ，φ=7° C 、滑床（灰岩）

天然重度：28.00 kN/m 3 饱和抗压强度：31.2 MPa 水平抗力系数：304 MN/m 3 地基承载力：3500kPa 基底摩擦系数：0.60

（2）挡土墙的截面尺寸设计

挡墙设计高度（H ）及其截面尺寸（见表1）。包括：墙顶宽度b 、墙底水平宽度B 、墙趾高h 、墙趾宽d 、挡墙墙面倾斜度m 1、挡墙墙背倾斜度m 2及挡墙基底倾斜度m 3。

表1 挡土墙拟定截面尺寸

墙高H （m ）

墙顶宽度

b(m)

墙底水平宽度

B(m) 墙趾高

h(m) 墙趾宽

d(m) 挡墙墙面倾

斜度m 1 挡墙墙背倾

斜度m 2 挡墙基底

倾斜度m 3 8.5 1.0

2.8

1.0

0.3

1:0.20

1:0.000

0. 00:1

（3）主动土压力计算

挡土墙的主动土压力采用《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）中的库仑土压力公式计算：

a a K H F 25.0ρ=

其中主动土压力系数：

()

()()()()()()()2

2

2cos cos sin sin 1cos cos cos cos ⎥

⎦⎤⎢⎣⎡-++--++++--=

βαηδαηβφδφηδααηηαφa K

式中：ρ-------墙后填土的重度（kN/m 3）；

Φ-------填土内摩擦角（度）； η--------地震角（度）；

δ-------墙背与填土之间摩擦角（度）； β-------墙后边坡角（度）；

α-------挡土墙墙背与铅垂线的夹角（度）。

将有关参数代入上式计算得挡土墙主动土压力Fa=62.704kN 。

（4）结构及承载力的校核

①抗滑验算与抗倾覆验算

根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002），挡土墙抗滑安全系数应符合下要求：

3

.1)(≥-+=

t

at an n s G E E G K μ

0cos αG G n = 0sin αG G t =

式中：G-------挡墙每延米自重（kN/m ）； Ea-------每延米主动岩土压力合力（kN/m ）； α0-------挡墙基底倾角（度）； α-------挡墙墙背倾角（度）； δ-------岩土对挡墙墙背摩擦角（度）。

μ-------岩土对挡墙基底的摩擦系数，宜由试验确定。 抗倾覆安全系数应符合下列要求：

6

.10≥+=

f

ax f

az t z E x E Gx K

()δα-=sin a ax E E ()δα-=cos a az E E

αzctg b x f -= α

btg z z f -=

式中：G-------挡墙每延米自重（kN/m ）； Ea-------每延米主动岩土压力合力（kN/m ）； z-------岩土压力作用点至墙踵的高度（m ）； x 0-------挡墙中心至墙趾的水平距离（m ）； b-------基底的水平投影宽度（m ）。

将有关参数代入上式计算得挡土墙抗滑与抗倾覆稳定性系数见表2。

表2 挡土墙稳定性验算成果表

挡土墙类型 抗滑移稳定性系数

抗倾覆稳定性系数

挡土墙

1.643

2.238

所以抗滑与抗倾覆稳定性满足要求。

②地基承载力的验算

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），地基承载力的验算包括以下几个方面：

挡土墙地基承载力的验算中，地基平均应力：p≤f；地基最大应力：p max≥1.2f。

其中：f为修正后的持力层地基承载力设计值；当基底为0.1﹕1时，f将减为0.9f；基底为0.2：1时，f将折减为0.8f。

地基为岩基时偏心距e≤b/4，地基为土质地基时偏心距：e≤b/6。

其中：b为挡土墙底面宽。

地基承载力验算成果见表3。

表3 地基承载力验算成果表

挡土墙类型基底的合力偏心距地基平均承载力挡土墙e=-0.376 <= 0.250*2.940 = 0.735(m) 压应力=110.403 <= 180.000(kPa)

所以挡土墙地基承载力满足要求。

③墙身强度验算

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），墙身强度验算成果见表4和表5。

表4 墙底强度验算成果表

挡土墙类型截面偏心距验算压应力验算剪应力验算

挡土墙e1= -0.408 <= 0.300*2.925 =

0.878(m) 计算值= 194.631 <=

9600.000(kPa)

计算值= -21.047 <=

110.000(kPa)

表5 台顶强度验算成果表

挡土墙类型截面偏心距验算压应力验算剪应力验算

挡土墙e1= -0.336 <= 0.300*2.625 =

0.788(m) 计算值= 183.232 <=

9600.000(kPa)

计算值= -36.331 <=

110.000(kPa)

所以挡土墙墙身的强度验算均满足要求。