5米(m)挡土墙计算书

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1 设计依据
（1）《三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步设计技术工作要求》（长江水利委员会长江勘测设计研究院，2005.3），以下简称《技术要求》；
（2）《湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定》（湖北省三峡库区地质灾害防治工程领导小组办公室，2003.12）；
（3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）；
（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）；
（5）《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，；
（6）《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）；
（7）《室外排水设计规范》（GBJ14—87）。

2 防治工程安全等级及设计安全系数
据《技术要求》表4-2，确定工程安全等级为三级。

计算方法采用《技术要求》，设计安全系数按表6-1取1.25。

3 设计工况和荷载组合
按《技术要求》6.2节规定，取设计工况为最不利工况，即墙前
后填土处于饱水状态。

考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上
的土压力、基底反力和基底摩擦力，三峡库区地震基本烈度为6度，
边坡防护工程设计可不考虑地震荷载。

填土压力按库仑主动土压力计
算。

墙后填土取饱和容重，填土强度参数取饱和状态总应力强度指标。

其中土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力
两者中较大值。

4 典型剖面稳定性评价
该段切坡典型剖面为5-5′剖面，剖面形态如下图1：
图1
5 剩余推力及主动土压力计算
5-1 剩余推力的计算
挡土墙的剩余推力采用《技术要求》中
式中：i W —垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载。

其中，自
重可将其分为两部分，地下水位以上用湿容重计算，设为1i W ；地下
水位以下用饱和容重计算，设为2i W 。

其它垂直荷载，设为i P 。

假设自
重的作用线通过条块宽度的中心线；
i Q —水平荷载，包括水平孔隙水压力和其它水平荷载，向剪切面
的出口方向为正；
i U ——剪切面上的孔隙水压力的合力，与剪切面正交；
ϕ''、c ——剪切面抗剪强度（有效应力指标）；
i L ——土条底面长度；
i α——土条底面倾角；
K ——设计安全系数；
i P ——剩余推力。

经计算，5-5′剩余推力曲线如图2所示，其剩余推力为24.8Kn 。

图2 5-5′剖面剩余推力曲线
5-2 主动土压力的计算
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：
其中主动土压力系数：
式中：ρ—墙后填土的重度（KN/m3）；
φ——填土内摩擦角（度）
； η——地震角（度）
；措施设防η=0，7度设防η=1.5； 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）。

经计算，Kn F a 1.23=。

所以采用剩余推力作为挡土墙的设计
推力。

6 挡土墙设计
挡土墙的计算模型如下：
图3 挡土墙计算模型
6-1 主要设计参数
墙后填土的内摩擦角φ的确定：按《挡土墙》（04J008）p13表C-1确定填料内摩擦角φ；挡土墙墙后填料采用粘性土含量50—40％，碎石含量占50—60％的碎石土。

挡土墙计算内摩擦角根据该路段采料场地勘察报告取值，采用φ=30°
挡土墙墙背与填土之间摩擦角δ的确定：按《挡土墙》（04J008），根据工程挡土墙墙背粗糙状况及填土排水条件，墙背与墙背填料摩擦角δ取δ=φ5.0=15°。

挡土墙基底对地基的摩擦系数μ的确定：按《挡土墙》（04J008）表D-1确定基底摩擦系数μ。

根据碎石填土的密实度、充填物状况及风化程度确定该摩擦系数采用μ=0.5。

H——挡墙墙背高度，取5m；
α——挡土墙墙背与铅垂线间的夹角，对直立式挡墙为0；
β——墙后填土边坡坡角，取0；
η——地震角，本次设计取0；
墙后填土的天然重度：ρ=20KN/m3；
填土饱和重度：ρ=23KN/m3；
浆砌石的重度：ρ=23KN/m3；
6-2 材料型号及构造设计
根据《挡土墙》（04J008）表7.1中的各类型挡土墙的修建材料，采用M7.5级水泥砂浆砌筑墙身和基础，毛石强度等级为MU30，毛石的掺入量不大于总体积的30%。

墙背填料根据附近土源，尽量选用
抗剪强度高和透水性强的砾石或砂土，当选用粘性土作填料时，宜掺入适量的砂砾或碎石；不得选用膨胀土、淤泥质土、耕植土作填料。

按《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）查表得墙体的各项强度参数：
抗压强度设计值：690kP；
抗拉强度设计值：70 kP；
抗剪强度设计值：190 kP；
抗弯强度设计值：110 kP。

修正后的持力层地基承载力设计值：700kP。

6-3 设计挡土墙的截面尺寸
根据该路段挡墙设计荷载及挡墙设计高度（H）确定其截面尺寸。

包括：墙顶宽度a、墙底水平宽度b、墙趾高h、墙趾宽d、挡墙墙面倾斜度m1、挡墙墙背倾斜度m2及挡墙基底倾斜度mp。

表1 挡土墙拟定截面尺寸
6-4 结构及承载力的校核
1、抗滑验算
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列要求：
式中：G——挡墙每延米自重（KN/m）；
E——每延米主动岩土压力合力（KN/m）；
a
α——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。

代入数据得，滑移力= 12.106(kN) 抗滑力= 32.962(kN)
抗滑稳定性系数：Kc =2.723 > 1.300，满足抗滑移要求。

2、抗倾覆验算
抗倾覆安全系数应符合下列要求：
式中：G——挡墙每延米自重（KN/m）；
E——每延米主动岩土压力合力（KN/m）；
a
z——岩土压力作用点至墙踵的高度（m）；
x——挡墙中心至墙趾的水平距离（m）；
b——基底的水平投影宽度（m）。

倾覆力矩= 62.000(kN·m)，抗倾覆力矩= 116.251(kN·m)。

倾覆验算满足: K0 = 1.875 > 1.500。

6-5 排水孔设计
挡土墙上设排水孔。

根据《室外排水设计规范》（GBJ14—87），沿墙高2m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降6%。

每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊（1m×1m×1m）。

挡土墙深入基岩1m。

挡土墙前墙脚处设置截水沟。

7 加固后边坡稳定性验算
图3 5-5′剖面治理前与治理后剩余推力曲线由图3可知，设置挡土墙后，边坡剩余推力又回到零点，所以当土墙设计满足要求。

目录
1 设计依据........................... 错误！未定义书签。

2 防治工程安全等级及设计安全系数...... 错误！未定义书签。

3 设计工况和荷载组合 ................. 错误！未定义书签。

4 典型剖面稳定性评价 ................. 错误！未定义书签。

5 剩余推力及主动土压力计算 ........... 错误！未定义书签。

5-1 剩余推力的计算 ................ 错误！未定义书签。

5-2 主动土压力的计算 .............. 错误！未定义书签。

6 挡土墙设计 ......................... 错误！未定义书签。

6-1 主要设计参数 .................. 错误！未定义书签。

6-3 设计挡土墙的截面尺寸 .......... 错误！未定义书签。

6-4 结构及承载力的校核 ............ 错误！未定义书签。

6-5 排水孔设计 .................... 错误！未定义书签。

7 加固后边坡稳定性验算 ............... 错误！未定义书签。

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