结合实例浅析悬臂式挡土墙的设计
悬臂式挡土墙设计方法探讨(全文)
悬臂式挡土墙设计方法探讨(全文)一.悬臂式挡土墙的定义和作用1.1 定义悬臂式挡土墙是一种由墙板、支撑结构和基础构成的挡土结构，其特点是挡土墙板在上部受到荷载作用而产生弯曲，而下部则通过支撑结构和基础来传递荷载，保证墙体的稳定性。
1.2 作用悬臂式挡土墙主要用于抵抗土体的侧方推力，能够有效防止土体滑动和变形，保护周围的建筑物、路基等。
二.悬臂式挡土墙的设计方法2.1 地质调查与分析在设计悬臂式挡土墙之前，需要进行详细的地质调查和分析，了解土体的性质、坡度、坡面的形态和土壤结构等，以便为后续的设计提供准确的数据。
2.2 挡土墙的几何尺寸确定根据地质调查和分析的结果，确定悬臂式挡土墙的几何尺寸，包括挡土墙的高度、宽度和墙板的厚度等。
2.3 荷载计算和结构设计根据土体的侧推力和荷载特性，进行对挡土墙的荷载计算，并根据计算结果进行结构设计，确定支撑结构和基础的尺寸和材料。
三.悬臂式挡土墙的施工工艺3.1 基础施工3.2 墙板施工3.3 支撑结构施工3.4 后期处理四.悬臂式挡土墙的监测与维护4.1 监测方法4.2 维护措施附件：本文档涉及的附件包括：地质调查报告、设计图纸、结构计算书等。
法律名词及注释：1. 悬臂式挡土墙：悬臂式挡土墙是一种由墙板、支撑结构和基础构成的挡土结构，其特点是挡土墙板在上部受到荷载作用而产生弯曲，而下部则通过支撑结构和基础来传递荷载，保证墙体的稳定性。
2. 土体侧推力：土体侧推力是指土体在某一方向上的侧向压力，即土体对挡土墙施加的推力。
3. 支撑结构：支撑结构是指支撑挡土墙板的结构，主要包括墙脚、支撑梁等。
4. 基础：基础是指挡土墙的承载结构，用于将挡土墙的荷载传递到地基中。
一.悬臂式挡土墙的简介悬臂式挡土墙是现代土木工程领域中常见的挡土结构，通过墙板和支撑结构的相互作用，可以有效地抵抗土体的侧方推力，保护周围环境和建筑物的安全。
本文将对悬臂式挡土墙的设计方法进行探讨，以便为相关工程提供参考。
某悬臂式挡土墙设计验算
某悬臂式挡土墙设计验算案例说明钢筋混凝土悬臂式挡土墙是一种轻型支挡建筑物，它的主要特点是构造简单、施工方便、墙身断面较小、自身质量轻、可以较好地发挥材料的强度性能，而且能适应承载力较低的地基。
一般情况下，墙高6m 以内采用悬臂式，6m 以上则采用扶壁式。
本文采用GEO5悬臂式挡土墙设计模块对广州市某悬臂式挡土墙设计进行了分析验算，验算结果表明，在此场地条件下采用悬臂式挡土墙能取得很好的支挡效果。
工程概况广州市某悬臂式挡土墙，挡土墙高4.1m，墙背粘土与墙前填土高差为3.1m，设计采用的悬臂式挡土墙结构如图1所示。
图1 悬臂式挡土墙结构示意图挡土墙墙身采用C30钢筋混凝土结构，钢筋类型HRB400。
挡墙基础采用天然地基材料。
具体的岩土参数请参照表1。
表1 岩土参数表挡土墙墙后填土表面为一倾斜平面，倾角为10°，荷载大小为10kN/m2，条形荷载宽度为2m。
同时考虑地震荷载作用，抗震设防烈度为7度，地震加速度大小为0.1g。
验算操作流程分析设置在【分析设置】中选择“中国-国家标准（GB）”。
图2 分析设置墙身截面尺寸在【墙身截面尺寸】设置界面中设置挡土墙类型和墙身截面尺寸参数，选择我们所需要的挡墙类型（如没有可选择最后的，可以自定义挡墙截面形状），这里选择第二种挡墙形式，具体的尺寸参数请参照图3。
图3 墙身截面尺寸设置材料在【材料】设置界面目录中分别选取“混凝土”为C30，“纵筋”为HRB400，材料参数会自动给出。
图4 材料设置剖切土层在【剖面土层】设置界面中可设置土层深度，填土的填埋深度为6m。
图5 剖面土层设置岩土材料在【岩土材料】设置界面中设置岩土层材料，点击按钮，在弹出的设置面板中添加中低塑性粘土、级配砾石，材料具体参数请参照表1。
图6 岩土材料设置指定材料在【指定材料】设置界面中将刚刚添加的岩土材料指定给对应的土层，选择岩土材料图例，然后在显示窗口中点击要指定的土层，这里将低塑性粘土指定给墙后土层。
悬臂式挡土墙
BT1
BT
BT2
σ3
σ1
三、悬臂式挡土墙的设计
拟定墙身截面
荷载计算
抗倾覆稳定性验算 满足 抗滑稳定性验算 满足 地基承载力验算 满足 结构设计 最大裂缝宽度验算 满足 满足 满足 不满足 加凸榫 不满足 加长墙踵板 满足 不满足
4.1.1墙踵板长度计算
墙踵板长度可按下式计算： 一般情况下：
2.对于墙底板，一般水平放置，顶面自与立臂连接处向两 侧倾斜。墙踵板水平长度由抗滑稳定性计算，靠立臂处厚 度一般为(1/12~1/10) H，且不应小于20~30cm 墙趾板的长度应根据墙体的抗倾覆稳定性、基底应力和偏 心距等条件确定，一般可取为(0.15~0.3)B，其厚度与 墙踵相同。通常底板宽度B由墙体的整体稳定性决定，一 般可取墙高的0.6~0.8倍。当墙后为以一地下水位较高且 地基承载力很小的软弱地基时，B值可能会增大到1倍的 墙高或者更大 3.墙身混凝土的等级不宜低于C20，主筋直径不宜小于 12mm;墙后填土应在墙身混凝土强度达到设计强度的 70%方可进行，填料应分层夯实；伸缩缝的间距不应小 于20m,缝宽2~3cm，缝内沥青麻筋或沥青木板，塞入深 度不宜小于2cm
d ep 1 . 9 c 0 . 0 8 te f tk 所需受力面积按下式计算：
i
te sk
As Ap Ate Mk 0.8 7h0 As
f ck As bh 0 1 f y
2M 1 2 f ck b h 0
5.1立臂钢筋设计 （1）立臂受力钢筋直径不小于12mm，底部钢筋间距一 般采用100~150mm，顶端受力钢筋不应大于500mm （2）可将立臂钢筋切断，仅将1/4~1/3受力钢筋延伸到 板顶。钢筋切断部位应在理论切断点以上再加以钢筋锚固 长度25d~30d。 （3）分布钢筋直径为不小于6mm，间距40cm~50cm, 截面面积不小于立臂底部受力钢筋的10%。
悬臂式挡土墙
悬臂式挡土墙在土木工程领域，挡土墙是一种常见且重要的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌和滑移，以保持土体的稳定性。
其中，悬臂式挡土墙以其独特的结构和优势，在许多工程中得到了广泛的应用。
悬臂式挡土墙通常由立壁、踵板和趾板三部分组成。
立壁就像是一堵垂直的墙壁，直接承受土压力；踵板位于墙的底部后方，增加了挡土墙的抗倾覆稳定性；趾板则在底部前方，有助于提高抗滑稳定性。
这三个部分相互配合，共同承担着土体的压力和保持结构的稳定。
这种挡土墙的工作原理其实并不复杂。
当土体作用在挡土墙上时，土压力会传递到立壁上。
立壁将土压力传递给踵板和趾板，踵板和趾板通过与地基的接触，将力分散到地基中。
为了确保挡土墙能够稳定工作，在设计和施工过程中，需要对土压力的大小和分布进行精确的计算和分析。
在设计悬臂式挡土墙时，有许多因素需要考虑。
首先是土的性质，包括土的类型、重度、内摩擦角和黏聚力等。
不同类型的土，其产生的土压力大小和分布是不同的。
例如，砂土的内摩擦角较大，产生的土压力相对较小；而黏土的黏聚力较大，土压力的分布可能会更加复杂。
其次是墙体的高度和尺寸。
墙体越高，承受的土压力越大，因此需要更厚的立壁和更大的踵板、趾板来保证稳定性。
此外，还需要考虑地下水的影响。
如果地下水位较高，水压力会增加挡土墙的负担，需要采取相应的排水措施来降低水压力。
悬臂式挡土墙的优点是比较明显的。
它的结构相对简单，施工方便。
与重力式挡土墙相比，悬臂式挡土墙可以在相同的条件下节省材料，降低工程造价。
而且，它的适应性较强，可以在不同的地形和地质条件下使用。
例如，在狭窄的场地或者地形复杂的区域，悬臂式挡土墙能够更好地发挥其优势。
然而，悬臂式挡土墙也并非没有缺点。
由于其依靠自身的结构来抵抗土压力，对混凝土和钢筋的要求较高，如果施工质量不过关，容易出现裂缝和变形等问题。
而且，在地震等自然灾害发生时，悬臂式挡土墙的抗震性能相对较弱，需要采取额外的抗震措施来确保其安全。
悬臂式挡土墙的截面设计与稳定验算
悬臂式挡土墙的截面设计与稳定验算摘要：随着社会的日益发展、人们对休憩环境的要求也越来越高，但是面对越来越紧张的用地、绿化指标以及各种规范的要求，怎么安全兼美观的处理地形高差的问题成了所有园林景观工程中的难点。
挡土墙设计便成了这一难题的最好的解决办法之一。
挡土墙类型众多，有重力式挡土墙、衡重式挡土墙、半重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板式挡土墙、锚杆式挡土墙等等。
本文以园林景观工程最常用到的悬臂式挡墙为例，通过对工程项目分析、计算条件的取值、荷载计算、稳定验算，推导出了一套最为简便的设计步骤，望能给予广大园林景观工作者启发。
关键词：悬臂式挡土墙；计算条件的取值；荷载计算；稳定验算引言挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
在园林景观工程中运用广泛，比如：驳岸设计时需用到挡土墙；高地形处的景墙设计时需用到挡土墙；层级绿化设计时需用到挡土墙等等。
不同的适用位置，不同的景观表现效果，挡土墙的做法也不尽相同，按其墙身材料又能分为：砖砌挡土墙（适用于挡土高度0.45m~0.8mm左右，常用于矮座凳、景墙、台地花池等）；浆砌块石挡土墙（适用于最高挡土高度3m~4m左右，常用于自然水景驳岸、景墙、台地花池等）；钢筋混凝土挡土墙（适用于最高挡土高度4m~5m左右，常用于水系驳岸防汛墙、景观小区围墙、造型景墙等）。
下面以《南京南站南广场景观设计》项目中运用的悬臂式挡土墙为例，重点阐述如何在既满足效果呈现，又保证结构安全性和经济性的前提下，并结合现场工程实际情况及地质条件，设计出最合适的悬臂式挡土墙的方法。
1、工程概况该项目位于南京南高铁站，北临高铁站台，南接景观主轴，内设商务办公及商业购物，周边紧邻大量商业、商务及居住社区，承载着商业购物、人流汇聚、城市门户形象以及景观节点的重要功能。
方案设计理念：大气简洁的公共形象，丰富的休憩体验空间，贯通上下层商业空间，打造立体多变的城市广场形象，提升区域活力。
国内悬臂式挡土墙计算实例
悬臂式挡土墙算例某工程要求挡土高度为1 4.4H m =，墙后地面均布荷载标准值按10k q kPa =考虑，墙后填料为砂类土，土的内摩擦角标准值35k j =o ，土重度318/kN m g =，墙后填土水平，无地下水。
地基为粘性土，孔隙比0.786e =，液性指数0.245L I =，地基承载力特征值230ak f kPa =。
根据挡土墙所处的地理位置并综合考虑其它因素，决定采用悬臂式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，混凝土强度等级为C25，钢筋级别为HRB335级钢筋，试设计该挡土墙。
q k k aγHk azq k =10kPaB 1B 2B 3图3. 1 悬臂式挡土墙截面及按朗肯土压力计算示意解: 0.2450.25L I =<属硬塑粘性土，查错误！未找到引用源。
得土对挡土墙基底的摩擦系数0.30m =，查错误！未找到引用源。
得0.3b h =、 1.6d h =。
1） 主要尺寸的拟定用墙踵的竖直面作为假想墙背，如图3. 1所示。
为保证基础埋深大于0.5m ，取d =0.6m ，挡土墙总高H =H 1+d =5.0m 。
计算得主动土压力系数2235tan (45)tan (450.27122k a k j =-=-=o o o。
根据抗滑移稳定要求，按式错误！未找到引用源。
计算得：223 1.3(0.5) 1.3(1050.51855)0.2713.23()0.3(10185)k a k q H H k B B m q H g m g +´´+´´´´+³==+´+´，取23 3.4B B m +=。
根据式错误！未找到引用源。
得：2111050.27118550.27174.5322ax k a a E q Hk H k kN g =+=´´+´´´´=；土压力合力ax E 的作用点距墙底的距离515(1051855)0.271223 1.821(1051855)0.2712z m ´´+´´´´´==´+´´´´，根据抗倾覆稳定要求，按错误！未找到引用源。
4悬臂式挡土墙解析
D'
150
400 250
1600
150
Mzk=G1kx1+G2kx2+G3kx3=15×0.55+11.56×1.07+97.60×1.45=162.14kN·m/m
倾覆力矩：
ax m
?
?B
D
?
min
?
Mqk=Ex1z1+Ex2z2=10×1.75+25.5×1.25=49.38kN·m/m
抗倾覆稳定系数：
?
1.07m
150
p
k
③地面均布活载及填土的自重力
A
G3k ? ?Pk ? ? t ? 3?? 1.60 ? ?10 ? 17 ? 3?? 1.60 ? 97.60kN/m
x3 ? 0.65 ? 0.80 ? 1.45m
3000
G1 k G
2k
(3)抗倾覆稳定验算
600
B
D
100
250
稳定力矩：
C B'
?
107.09kN/m 26.77kN/m 2
2
? 1.2 f
? 1.2 ? 100 ? 120?kmax N/m?B 2 ?D
(6)结构设计
立臂与底板均采用 C20 混凝土和Ⅱ级钢筋， fck=13.4N/mm2，ftk=1.54N/mm2，fy=300N/mm2， Es=2×105N/mm2；
a
L
越向上越小，可根据材料图将钢筋切断。
当墙身立臂较高时，可将钢筋分别在不
Ag
同高度分两次切断，仅将1/4～1/3受
力钢筋延伸到板顶。顶端受力钢筋间距不应大于500mm。在水平方向也应配置不
悬臂式挡土墙设计
悬臂式挡土墙设计在土木工程领域，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌和滑移，以保持土体的稳定性。
悬臂式挡土墙作为一种常见的挡土墙形式，具有结构简单、施工方便等优点，在工程中得到了广泛的应用。
一、悬臂式挡土墙的结构组成悬臂式挡土墙主要由立壁、趾板和踵板三部分组成。
立壁是挡土墙的主要受力构件，通常垂直于地面，承受土压力和其他水平荷载。
趾板位于挡土墙的底部前端，增加了挡土墙的抗倾覆稳定性。
踵板位于挡土墙的底部后端，主要用于承受地基反力，提高挡土墙的抗滑移稳定性。
二、悬臂式挡土墙的工作原理悬臂式挡土墙的工作原理是通过自身的重力、趾板和踵板与地基之间的摩擦力以及墙身结构的抗弯能力来抵抗土压力的作用。
当土体作用在挡土墙上时，土压力会使挡土墙产生弯矩和剪力。
立壁通过弯曲变形来抵抗弯矩，同时趾板和踵板与地基之间的摩擦力可以抵抗水平滑移，从而保证挡土墙的稳定性。
三、悬臂式挡土墙的设计要点1、土压力计算土压力的计算是悬臂式挡土墙设计的关键。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
在实际工程中，应根据土体的性质、挡土墙的高度和填土的坡度等因素选择合适的土压力计算方法。
2、稳定性验算悬臂式挡土墙的稳定性包括抗倾覆稳定性和抗滑移稳定性。
抗倾覆稳定性验算主要是计算挡土墙在土压力作用下绕墙趾点的倾覆力矩和抗倾覆力矩，确保抗倾覆力矩大于倾覆力矩。
抗滑移稳定性验算则是计算挡土墙在土压力作用下的水平滑移力和抗滑移力，保证抗滑移力大于水平滑移力。
3、截面设计根据土压力计算结果和稳定性验算要求，确定悬臂式挡土墙的截面尺寸。
立壁的厚度和高度应根据抗弯和抗剪强度要求进行设计，趾板和踵板的长度和厚度应根据地基承载力和抗滑移、抗倾覆要求进行确定。
4、钢筋配置在悬臂式挡土墙的设计中，钢筋的配置是保证结构强度和耐久性的重要措施。
钢筋的布置应根据内力计算结果进行，通常在立壁的受拉区和受压区配置纵向钢筋，在趾板和踵板内配置横向钢筋和分布钢筋。
结合实例浅析悬臂式挡土墙的设计_0
结合实例浅析悬臂式挡土墙的设计摘要：文章介绍了悬臂式挡土墙的构造与布置，并通过实例阐述设计控制与数据整理。
关键词：立臂；荷载计算；结构设计1前言在工程建设中，我们经常会用到支挡结构。
支挡结构包括公路、铁路的挡土墙，民用与工业建筑的地下连续墙，开挖支撑等。
随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要，支挡结构类型的选取和设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。
开平市浙商工业园位于开平翠山湖新区，由于该园区所处位置有几座山丘，根据规划资料，为了减少大量土石方开挖，园区内厂地标高采用分级式，每级高差有2～3m，因此，从节约用地和安全方面考虑，在高差大的路段采用悬臂式挡土墙支挡结构。
2悬臂式挡土墙概述钢筋混凝土悬臂式挡土墙是一种轻型支挡建筑物，有立臂（墙面板）和墙底板（包括墙趾板和墙踵板）组成，呈倒“T”字形，具有一个悬臂，即立臂、墙趾板和墙踵板。
悬臂式挡土墙的一般形式如图1 所示。
挡土墙材料：立臂及底板用C20混凝土。
图1 悬臂式挡土墙（单位：cm）悬臂式挡土墙的结构稳定形式依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。
它的主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。
但是耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能；此外，钢筋混凝土悬臂式挡土墙的施工工艺较为复杂。
一般情况下，墙高6m 以内采用悬臂式，6m 以上则采用扶壁式。
它们适合于缺乏石料及地震地区。
由于墙踵板的施工条件，一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。
钢筋混凝土悬臂式挡土墙的设计，一般采用先确定组成墙体各构件的概略几何尺寸，再进行钢筋混凝土结构设计的计算过程。
确定构件概略几何尺寸通常按地基承载力、基底合力偏心要求及挡土墙抗滑稳定性，抗倾覆稳定性等外部稳定条件，通过试算法求出。
需要时应对墙体可能发生的深层滑动稳定性进行验算。
悬臂式挡土墙设计
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道；已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2, 填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ∙⨯=-=∙∙⨯+⨯⨯∙—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置： Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/mX 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
悬臂式挡土墙设计讲解
悬臂式挡土墙工程实例——成都市三环路与铁路立交工程设计路段为K23+385.728—K23+486.726右幅快车道； 已知，填方最大高度5米，地基承载力设计值[σ]=150kpa,墙身设计高度H=4m ；填土标准重度γ=18KN/m 3，填土表面均布荷载q=10KN/m 2,填土内摩擦角Φ=35。
,底板与地基摩擦系数f=0.3,墙身采用C20混凝土，HRB335钢筋。
一、 截面选择选择悬臂式挡土墙。
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定，如图所示 根据规范要求H 1=110H=400mm, H 2=H-H 1=3600mm, H 0=810mm,b=250mm, B=0.8H=3200mm ；地面活荷载q 的作用，采用换算立柱高：01050.55189q H r ==== B 3的初步估算：22250(810)0.05=470mm B H =++⨯320 1.4348.78=22300.3(40.55) 1.0518r c K m Ex B B H m f μ•⨯=-=••⨯+⨯⨯•—0.47（H+）B 1 =B-B 3-B 2=3200-2230-470=500mmB20.27kpac22.22kpac图1 悬臂式支挡结构计算图（单位：mm)min=71.54kpa1=97.45kpa2=102.91kpamax=108.72kpa二、 荷载计算 1.土压力计算由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：2tan 450.2712K αφ⎛⎫=︒-= ⎪⎝⎭地面处水平压力：σA =γH 。
*Ka=18⨯59⨯0.271=2.71 kpa悬臂底B 点水平压力：σB =γ(H 。
+H 2) Ka =18⨯(59+3.6)⨯0.271=20.27 kpa底板c 点水平压力：σc =γ(H 。
+ H 2 + H 1 )Ka=18⨯(59+3.6+0.4)⨯0.271=22.22 kpa土压力及合力作用点位置：Ea 1=σA H 2 =2.71⨯3.6=9.76 KN/m ；Za 1=22H + H 1 =2.2 m Ea 2=12(σB -σA )⨯H=12⨯（20.27-2.71）⨯3.6=31.61 KN/m ；Za 2= 13H 2 + H 1 =1.6 mEa 3= 12(σc -σA )⨯H= 12⨯(22.22-2.71)⨯4=39.02 KN/m ；Za 3= 13（H 1 + H 2）=1.333 m2．竖向荷载计算 （1）立臂自重力钢筋混凝土标准容重γk ＝ 25kN/m3，其自重力 G 1k =()0.2502.47+⨯(3.6+0.81)⨯25=39.69 KN/mX 1=0.5+[0.22⨯4.41⨯0.5⨯0.22⨯23+0.25⨯4.41⨯(0.22+0.125)] ÷(0.5⨯0.22⨯4.41+0.25⨯4.41) =0.7844 m （2）底板自重力G 2k=(0.5+0.47+2.23) ⨯0.4⨯25=32 KN/m X 2=3.22=1.6 m （3）地面均布活载及填土的自重力G 3k=(q+γH 2)B 1 =(10+18⨯3.6) ⨯2.23=166.81 KN/m X 3=0.5+0.47+2.232=2.085 m 三、抗倾覆稳定验算 稳定力矩112233xk k k k M G x G x G x =++=39.69⨯0.7844+32⨯1.6+166.81⨯2.085 =430.13 KN*m/m 倾覆力矩Mq k =Ea1*Za1+Ea3*Za3=9.67⨯2.2+39.02⨯1.333=73.49 KN*m/m0430.135.8573.9.541xk qk M K M ==>=故稳定 四、抗滑稳定验算 竖向力之和G k =∑Gi k =39.69+32+166.81=238.50 KN/m 抗滑力Ff=Gk*f=238.500.3=71.55 KN/m 滑移力E= Ea1+ Ea3=9.76+39.02=48.78 KN/m71.5548.781.47 1.3k c G f K E ===> 故稳定 五、地基承载力验算地基承载力采用设计荷载，分项系数：地面活荷载r 1＝1.30；土荷 载r 2＝1.20；自重r 3＝1.20。
【精编】悬臂式及锚杆挡土墙分析PPT课件
（6-7） （6-8）
6.3.2.2 柱状剪切法
T u D 2 L 1 1 D 2 L 22
（6-9）
6.4 构件设计
6.4.1 挡土板设计
（1）挡土板的基本构造 （2）板壁式锚杆挡土墙墙面板的基本构造 （3）挡土板内力计算的结构 （4）挡土板上的土压力
6.4.1.1 视挡土板为简支板的内力计算
6.3.1.3 土层锚杆抗拔力 ——取决于地层和砂浆的摩阻力
（1）锚杆的极限抗拔力
Tu DLe
（6-2）
式中， τ为砂浆与孔壁的平均抗剪强度，取决于地层 特性和砂浆质量，宜由现场拉拔试验确定。
（2）平均抗剪强度确定 锚杆孔壁与砂浆接触面的抗剪强度与以下三种破
坏形式有关，即
●砂浆接触面外围的地层剪切破坏； ●沿着砂浆与孔壁的接触面剪切破坏； ●接触面内砂浆的剪切破坏。
（6-12） （6-13）
●隔离体受到的竖直向的力及其引起的弯矩
Pp qRsin
M p q R sin0x q x 22
x R s in 0 R s in
M p q R 2s in 20 s in 2 2
（6-18） （6-17）
（2）内力:
M x M p H R c o s c o s0 （6-14）
●长期强度 ●应力不均匀
6.3.2 括孔型灌浆锚杆的抗拔力
6.3.2.1 压缩桩法
（1）计算公式（土层） Tu FQ
（6-5）
T u D 1Z Z 1 1 L 11 d Z D 2Z Z 2 2 L 22 d Z q d S（6-6）
（2）参数取值
qd 9c qd 6kc
（3）注意事项
W3
W 4 2 E hsin B 3
浅谈悬臂式挡土墙设计
浅谈悬臂式挡土墙设计作者：赵广强黄明来源：《装饰装修天地》2018年第22期摘要：悬臂式挡土墙具有结构自重轻，底板刚度大等优点，广泛的应用于地基承载力较低的填方工程。
通过对悬臂式挡土墙设计要点的探讨，总结了悬臂式挡土墙设计的步骤以及构造要求，可为设计人员提供一些参考。
关键词：悬臂式挡土墙；抗倾覆；抗滑移1 前言悬臂式挡土墙作为一种轻型支挡结构，其抗倾覆、抗滑移滑主要取决于墙身自重和墙底板以上填土的重力效应。
由于挡土墙采用钢筋混凝土结构，使其结构厚度减小，自重减轻，节省了圬工材料。
另外，钢筋混凝土底板刚度较大，提高了挡土墙在地基承载力较低条件下的适应性。
因此，悬臂式挡土墙的优点主要体现在结构尺寸小，自重轻，便于在石料缺乏和地基承载力较低的填方地段使用[1]。
2 悬臂式挡墙设计要点2.1 拟定墙身截面尺寸悬臂式挡墙由墙面板、墙趾板和墙踵板组成，为了便于施工，墙背做成竖直面，墙面可做成1：0.02～1：0.05的斜坡，具体坡度值根据墙身的强度和刚度确定。
当挡土墙高度不大时，立臂可做成等厚的，墙顶的宽度不应小于200mm，当墙较高时，宜在立臂下部将截面加厚[2]。
墙址板和墙踵板一般水平设置，通常做成变厚度，底面水平，顶面则从与立臂连接处向两侧倾斜。
通常底板的宽度由墙的整体稳定性决定，一般可取墙高度H的0.6～0.8倍，当遇软弱地基或地下水较高时，可适当增大。
墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。
靠近立臂处一般取墙高的1/12～1/10，且不应小于300mm，远离立臂段的厚度不应小于200mm。
墙趾板长度根据全墙抗倾覆稳定性、基底压力和偏心距等条件确定，宽度一般取0.15B～0.3B，其厚度与墙踵板相同。
2.2 荷载计算①土压力计算：一般在墙长方向按每延米进行计算，通常采取以下三种方法：（1）按库仑土压力理论计算。
用墙踵的竖直面作为假想墙背，还可以将墙踵下缘与立臂上边缘的连线为假想墙背进行计算，此时墙背摩擦角δ值取土的内摩擦角φ，ρ应为假想墙背的倾角。
挡土墙 案例
挡土墙案例在土木工程领域，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌和滑移，以保持土体的稳定性。
本文将通过几个具体的案例，深入探讨挡土墙在实际工程中的应用和设计要点。
案例一：某住宅小区的边坡支护在一个依山而建的住宅小区中，由于地形的限制，需要在山坡边缘建造挡土墙来保证小区的安全和稳定。
该挡土墙高度约为 8 米，采用重力式挡土墙结构。
设计时，工程师首先对土体的性质进行了详细的勘察和分析。
确定了土体的内摩擦角、粘聚力等参数，为挡土墙的设计提供了基础数据。
考虑到墙体的高度和土体的压力，墙体采用了厚实的混凝土结构，并在底部设置了扩大基础，以增加墙体的稳定性。
在施工过程中，严格控制了混凝土的配合比和浇筑质量，确保墙体的强度达到设计要求。
同时，为了防止雨水渗透对墙体造成损害，在墙体表面设置了防水层和排水孔，及时排除墙后的积水。
经过一段时间的使用，该挡土墙表现良好，有效地保护了小区的安全，没有出现任何滑移或变形的迹象。
案例二：某道路工程的填方挡土墙在一条新建的道路工程中，需要在填方路段建造挡土墙，以保证道路的边坡稳定和行车安全。
该挡土墙高度约为 5 米，采用悬臂式挡土墙结构。
悬臂式挡土墙的设计主要考虑了墙身的抗弯和抗剪能力。
通过计算确定了墙体的厚度和钢筋的配置，以满足受力要求。
在墙趾处设置了抗滑键，增加了墙体的抗滑移能力。
施工时，先进行了基础的开挖和处理，确保基础的承载力满足要求。
钢筋的绑扎和模板的安装严格按照设计规范进行，混凝土的浇筑采用分层振捣的方法，保证了混凝土的密实度。
该挡土墙建成后，经历了多次降雨和车辆荷载的作用，依然保持稳定，为道路的安全运行提供了可靠的保障。
案例三：某水利工程的河岸挡土墙在一个水利工程中，为了保护河岸免受水流的冲刷和侵蚀，需要建造挡土墙。
该挡土墙高度约为 10 米，采用扶壁式挡土墙结构。
扶壁式挡土墙由立板、扶壁和底板组成，具有较好的抗弯和抗剪性能。
设计时，充分考虑了水流的冲击力和土压力的作用，对墙体的结构进行了优化设计。
挡土墙的优化设计实例分析
挡土墙的优化设计实例分析摘要：在挡土墙实际设计及施工过程中，为了既保证建筑物本身的质量及安全，又要达到经济的最优化，需要根据场地条件、地质情况等进行综合考虑，选择合理的挡土墙形式。
关键词：挡土墙；质量；安全；经济；合理在工程设计及施工过程中，为了保证建筑物的质量及安全，防止建筑物周边回填土的倾覆或滑移，通常应设置挡土墙。
挡土墙的形式多样，有重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式及板桩式等多种形式，应根据场地条件、地质情况、土壤含水率等综合考虑，进行合理选择及应用。
1 挡土墙形式的选用1.1 重力式挡土墙重力式挡土墙一般用块石、砖或素混凝土筑成，它主要是依靠挡土墙自身的重力保持稳定，通常适用于高度小于5 m的低挡土墙。
根据墙背倾斜情况，重力式挡墙分为俯斜式挡墙、仰斜式挡墙、直立式挡墙和衡重式挡墙以及其他形式挡墙。
主要的特点是结构简单、施工方便、施工工期短、就地取材、对地基承载力要求高、工程量大、沉降量大。
1.2 悬臂式和扶壁式挡土墙当墙高大于5 m时，墙的稳定主要依靠墙踵悬臂以上土重维持，此时多选用悬臂式挡土墙，它的悬臂部分的拉应力由钢筋来承受。
主要的特点是截面尺寸小、施工方便、对地基承载力要求不高，但所需工作面较大。
当挡土墙的墙高大于10 m时，为了增加悬臂的抗弯刚度，通常需沿墙每隔0.8～1.0 H设置一道扶壁，即采用扶壁式挡土墙。
主要的特点是工程量小、对地基承载力要求不高、工艺较悬臂式挡土墙结构复杂。
1.3 锚杆、锚定板式挡土墙锚定板挡土墙由预制的钢筋混凝土墙面板、立柱、钢拉杆和埋在填土中的锚定板所组成。
锚杆挡土墙通常由立柱、墙面板和锚杆三部分组成的轻型支挡结构。
主要的特点是结构轻、柔性大、工程量少、造价低、施工工艺较复杂。
适用于地基承载力较低的重要工程，墙高可达27 m。
2 土压力计算理论在计算土压力过程中，均将铁路列车活载、汽车活载等等效成均布荷载。
土压力计算理论主要包括库仑理论、朗金理论、第二破裂面理论。
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结合实例浅析悬臂式挡土墙的设计
摘要：文章介绍了悬臂式挡土墙的构造与布置，并通过实例阐述设计控制与数据整理。
关键词：立臂；荷载计算；结构设计
1前言
在工程建设中，我们经常会用到支挡结构。
支挡结构包括公路、铁路的挡土墙，民用与工业建筑的地下连续墙，开挖支撑等。
随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要，支挡结构类型的选取和设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。
开平市浙商工业园位于开平翠山湖新区，由于该园区所处位置有几座山丘，根据规划资料，为了减少大量土石方开挖，园区内厂地标高采用分级式，每级高差有2～3m，因此，从节约用地和安全方面考虑，在高差大的路段采用悬臂式挡土墙支挡结构。
2悬臂式挡土墙概述
钢筋混凝土悬臂式挡土墙是一种轻型支挡建筑物，有立臂（墙面板）和墙底板（包括墙趾板和墙踵板）组成，呈倒“T”字形，具有一个悬臂，即立臂、墙趾板和墙踵板。
悬臂式挡土墙的一般形式如图1 所示。
悬臂式挡土墙的结构稳定形式依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，而且墙趾板也显著地增大了抗倾覆稳定性，并大大减小了基底应力。
它的主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。
但是耗用一定数量的钢材和水泥，特别是墙高较大时，钢材用量急剧增加，影响其经济性能；此外，钢筋混凝土悬臂式挡土墙的施工工艺较为复杂。
一般情况下，墙高6m 以内采用悬臂式，6m 以上则采用扶壁式。
它们适合于缺乏石料及地震地区。
由于墙踵板的施工条件，一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。
钢筋混凝土悬臂式挡土墙的设计，一般采用先确定组成墙体各构件的概略几何尺寸，再进行钢筋混凝土结构设计的计算过程。
确定构件概略几何尺寸通常按地基承载力、基底合力偏心要求及挡土墙抗滑稳定性，抗倾覆稳定性等外部稳定条件，通过试算法求出。
需要时应对墙体可能发生的深层滑动稳定性进行验算。
钢筋混凝土结构设计是在已确定的构件概略几何尺寸下，进行内力计算、配置钢筋及构件变形与裂缝宽度验算，在此过程中往往需要调整初拟的构件截面几何尺寸，但一般对挡土墙的外部稳定性影响不大。
3悬臂式挡土墙的构造与布置
3.1 立臂
悬臂式挡土墙是由立臂、墙趾板和墙踵板三部分组成，为便于施工，立臂内侧（即墙背）做成竖直面，外侧（即墙面）可做成1:0.02～1:0.05 的斜坡，具体坡度值将根据立臂的强度和刚度要求确定。
当挡土墙墙高不大时，立臂可做成等厚度。
墙顶的最小厚度通常采用20㎝。
当墙较高时，宜在立臂下部将截面加厚。
由于立臂部分b=0.3m，考虑道路两侧需采取安全防护措施，故将立臂顶端悬挑出0.2m，其高度拟定亦为0.2m，并适当配筋，此举可减少占地，节省材料，降低造价，且不影响挡土墙其它性能。
3.2 墙趾板和墙踵板
墙趾板和墙踵板一般水平设置。
通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立臂连接处向两侧倾斜。
当墙身受抗滑稳定控制时，多采用凸榫基础。
墙踵板长度由墙身抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。
靠近立臂处厚度一般取为墙高的1/12～1/10，且不应小于30cm。
墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、基底应力（即地基承载力）和偏心距等条件来确定，其厚度与墙踵板相同。
通常底板的宽度B 由墙的整体稳定来决定，一般可取墙高度H 的0.6 倍～0.8 倍。
当墙后地下水位较高，且地基承载力为很小的软弱地基时，B 值可能会增大到1 倍墙高或者更大。
3.3 凸榫
为提高挡土墙抗滑稳定的能力，底板可设置凸榫。
凸榫的高度，应根据凸榫前土体的被动土压力能够满足全墙的抗滑稳定要求而定。
凸榫的厚度除了满足混凝土的直剪和抗弯的要求以外，为了便于施工，还不应小于30cm。
4某路段悬臂式挡土墙设计
4.1 计算资料
墙高H=4.1m，趾前埋入深度H′=1m，d= 0.5m，l0=46m，h0=0.68m；填料容重：=17kN/m3；
地基容许承载力：[ ]=133.632MPa；
基底摩擦系数：μ=0.45；
内摩擦角：由于墙背竖直且光滑，可假定墙背与填土之间的摩擦角δ=0。
4.2 截面尺寸选择
尺寸按悬臂式挡土墙规定初步拟定如下：
b=0.3m；h1=0.3m；h2=0.4m；B1=0.8m；B2=0.4m；B3=2.0m。
4.3 荷载计算
4.3.1 土压力计算
由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用朗金理论公式计算：
4.3.2 竖向荷载计算
（1）立板自重力
钢筋混凝土标准容重，其自重力：
4.4 抗倾覆稳定法系数验算
稳定力矩：
4.5 抗滑稳定验算
竖向力之和：
4.6 地基承载力验算
地基承载力采用设计荷载，分析系数：地面活荷载；土荷载；自重。
基础底面偏心距,先计算总竖向力到墙趾的距离：
4.7结构设计
立臂与底板均采用C20混凝土和Ⅱ级钢筋
（1）立臂设计
底截面设计弯矩：
（2）底板设计
设计弯矩：墙踵板根部D点的地基压力设计值：
4.8 其它部位设计
伸缩缝和沉降缝合并设置，缝宽均采用0.025m，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不小于0.2m。
挡土墙上设置一排泄水孔，其位置距挡土墙底板0.3m处，孔径0.08m，间距2.0m，其进水侧设置反滤层，厚度不小于0.3m，进水口的下部设置隔水层，泄水孔的坡度为4%，向墙外为下坡。
5结语
挡土墙是支挡结构里面一个非常重要的部分，运用广泛的结构。
挡土墙类型的选择应根据支挡填土或土体求得稳定平衡的需要，研究荷载的大小和方向，基础埋置的深度，地形地质条件，与现有建筑物衔接，容许的不均匀沉降，和可能的地震作用，与周边环境搭配的要求。
施工的难易和工程造价，综合比较后确定。
注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看。