5米(m)挡土墙计算书

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，2004.8.15）；（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》6.4.2推荐的折线滑动法，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

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6.4.2节中的公式进行计算：

()()i i i i i i i i i i i i i i i P K

U Q W L c Q W P ψϕαααα⋅+'

--+'-+=-1tan sin cos cos sin

()()K

i i i i i i ϕααααψ'

--

-=--tan sin cos 11

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：

a

a K H F 25.0ρ=

其中主动土压力系数：

()

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

22cos cos sin sin 1cos cos cos cos ⎥

⎦⎤

⎢⎣⎡-++--++++--=

βαηδαηβφδφηδααηηαφa K

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：

H 0

b

d h

1:m 3

1:m 2

1:0

a

填土

挡墙

地表

L

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