工程项目挡土墙计算算例
第8章路基防护与支挡
合理的路基设计，应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面进行综合考虑。为确保路基的强度与稳定性，路基的防护，同样也是不可缺少的工程技术措施。为维护正常的交通运输，减少公路病害，确保行车安全，保持公路与自然环境协调，路基的加固更具有重要意义。路基防护应按照设计施工与养护相结合的原则，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，选用适当的工程类型或采用相应的综合措施。
为保持结构物两侧土体、物料有一定高差的结构称为支挡结构。支挡结构在各种土建工程中得到了广泛的应用，如公路、铁路、桥台、水利、港湾工程的河岸及水闸的岸强，建筑工程的地下连续墙、开挖支撑等。随着大量土木工程在地形较为复杂的地区的兴建，支挡结构愈加显得重要。支挡结构的设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。路基的支档结构设计应满足在各种设计荷载组合下支档结构的稳定、坚固和耐久；结构类型选择以及位置确定应安全可靠、经济合理、便于施工养护；结构材料应符合耐久、耐腐蚀的要求。
8.1 坡面防护
路基防护与加固措施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护与加固以及湿软地基的加固处治。本设计路段无不良地质情况，故只对路基采取防护措施。
K14+686.256～K14+740.000路段为深挖路堑路段，综合考虑当地气候环境、工程地质和材料供应等情况，故在此选用骨架植物防护措施。在骨架植物防护的各种类型中采用水泥混凝土骨植草护坡措施。K14+686.256～K14+740.000路段边坡为土质边坡，坡度均缓于1：0.75，分别有1：1.0、1：1.5、1：1.75三种。骨架形式为菱形，框架内采用植草辅助防护措施。
8.2 挡土墙
以刚性角较大的墙体支撑填土和物料并保证其稳定性的支挡结构称为挡土墙（简称挡墙）；而对于具有一定柔性的结构，如板桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支护结构。本设计路段主要有挡土墙的设计。挡土墙具有阻挡墙后土体下滑，保护路基和收缩坡脚等功能。在路基工程中，挡土墙用来克服地形或地物的限制和干扰，减少土石方、拆迁和占地数量，防止填土挤压河床和水流冲刷岸边，整治坡体下滑等病害。
挡土墙的适用范围：
（1）路堑开挖深度较大，山坡陡峻，用以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡；
（2）地质条件不良，用以抵挡可能坍滑的山坡土体或破碎岩层；
（3）为了避免对其它建筑物(如房屋、铁路、水渠、高压线等)的干扰或防止多占农田；
（4）为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷；
（5）防止陡坡路堤下滑；
（6）路堤填筑高度较大或是陡坡路堤，为减少土石方、拆迁和占地数量，必须约束坡脚。
本设计路段途经涓水河畔及其周围居民区，在K15+250～K15+32处路线经过水塘。综合考虑各种因素需在以下三处设置挡土墙：K14+740～K14+850（左）、K14+760～K14+860（右）、K15+250.000～K15+325（右）。路堤填筑高度最大在K14+840处，因此设计K14+740～K14+850（左）挡土墙，并验算K14+840处截面。K14+760～K14+860（右）处为矮路堤墙可根据当地经验设置，其余两处挡墙参见挡墙图。相关设计依据、尺寸及其验算如下。
8.2.1挡土墙工程概况
挡土墙技术条件及参数：
（1）地基为中密碎、砾石、中砂，基底摩擦系数0.4μ=，地基承载力特征值f =350Pa ；
（2）填土边坡为1:m=1:1.5，路基宽度为10m,土路肩宽为0.75m ；
（3）墙背填料为就地开挖砂性土，重度为γ=18kN/m 3，填料内摩擦角为35φ?=；
（4）墙体用5.0号砂浆砌30号片石，重度为γ片石=23kN/m 3，墙背与填土的摩
擦角取17.5δ?=，30号片石5.0号砂浆砌筑的圬工砌体极限抗压强度为1.6MPa ；弯曲极限抗拉强度为0.12MPa ；抗剪极限强度为0.16MPa 。
8.2.2 挡土墙设计及其计算
根据挡土墙所在地形、工程地质、水文地质、水文资料、建筑材料、结构用途、结构本身的特征、施工方法，技术经济条件及当地的经验，K14+740～K14+850左挡土墙方案选择俯斜式重力式挡土墙。此类挡墙依靠自重承受土压力，保持平衡，形式简单，取材容易，施工简便，适用于地质情况较好有石料的地区。桩号K14+820.000处的地形高差最大，路基的填方最高，挡土墙的墙高最大，因此，以K14+820.000处为设计依据。此处挡土墙的相关尺寸如图8-1所示。
图8－1 挡土墙示意图 单位：m
8.2.2.1 土压力计算
(1)土层厚度换算
车辆荷载作用在挡土墙背填土上所引起的附加土体侧压力可按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.2-3）换算成等代均布土层厚度计算：
0q h γ
= 式中：0h ——换土层厚度（m ）；
q ——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m ，取20kN/m 2；墙高大于10m ，取10kN/m 2；墙高在2～10m 之间，附加荷载强度用直线内插法计算。
其他符号意义同前。
所以可得q =14.75kN/m 2，0h =0.82m
(2)破裂面位置验算
假设破裂面位于荷载中部，由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）P128得破裂棱体的断面面积00s=A tan θ-B ，其中00A B 和为边界条件系数。由图8-1可推算出:
11250.255 6.2 6.2tan 0.82(6.2tan 0.2520.75)22
s θθ=??+?+??+?++- 7.4824.3tan θ=+
所以0024.3,7.48A B ==-
G 1G 2G 4
G 3 由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）中式（6-10）得：
tan tan θψ=- 式中：21.817.53574.3ψαδφ????=++=++=，所以tan 3.56,cot 1.43ψφ== 所以tan 0.47(7.59)θ=-舍去
又tan 0.476.2
x x H θ===，式中H 为挡土墙高。 2.91m,1.5m 8.5m x x =≤≤,所以假设成立，破裂面交于荷载中部。
(2)主动土压力计算
由《路基路面工程》（第二版，邓学均编著）中式（6-9）得
cos()(tan )sin()
a E A B θφγθθψ??+=-+ 式中a E ——墙后主动土压力（kN/m ）；
其他符号意义同前。
所以171.82a E =kN
墙后主动土压力的水平分力x E 和y E 分别为：
cos()171.82cos(21.817.5)132.96(kN/m)
x a E E αδ??=+=?+=sin()171.82sin(21.817.5)108.83(kN/m)y a E E αδ??=+=?+=
8.2.2.2 挡土墙的自重i G 及重心距墙趾距离i x 计算
112523115(kN/m)2G =???= 110.20.752 1.92(m)3
x =++?= 20.7552386.25(kN/m)G =??=
3 3.20.22314.72(kN/m)G =??=
3 1.6(m)x = 图8－2 挡土墙截面分块尺寸示意图 411 3.22336.8(kN/m)2G =???= 42 3.2 2.13(m)3
x =?= 252.77(kN/m)G =总
8.2.2.3 抗滑稳定性验算
（1）用滑动稳定方程验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-5）可得滑动稳定方程为：
10201012[1.1(tan tan )](1.1)tan 0Q y x Q p Q y Q x Q p G E E E G E E E γαγαμγαγγ++-++-+> 式中：G ——作用于基地以上的重力（kN ）；
p E ——墙前被动土压力的水平分力（kN ），忽略不计；
11,Q Q γγ——主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数，可按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表（5.4.2-5）取得；
其他符号意义同前。
所以有：
[1.1252.77 1.4(108.83132.960.31]0.4(1.1252.77 1.4108.83)0.31 1.4132.96?++??+?+??-? 142.540=>，所以抗滑稳定性满足要求。
（2）用抗滑稳定系数c K 验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-6）可得抗滑稳定系数c K 为：
''
00[()tan ]tan x p p c x N E E E K E N αμα+-+=-
式中：N ——作用于基地上合力的竖向分力（kN ）；
'p E ——墙前被动土压力水平分量的0.3倍（kN ）；
其他符号意义同前。 所以有：[252.77108.83132.960.31]0.4132.96(252.77108.83)0.31c K ++??=-+? 7.72 1.3=>，所以抗滑稳定性满足要求。
8.2.2.4 抗倾覆稳定性验算
（1）用倾覆稳定方程验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-7）可得滑动稳定方程为：
12[0.8()0G Q y x x y Q p p GZ E Z E Z E Z γγ+-+>
式中：G Z ——墙身重力、基础重力、基础上填土的重力以及作用于墙顶的其他荷载的竖向力合力重心到墙趾的距离（m ）；
p Z ——墙前被动土压力水平分量到墙趾的距离（m ）；
其他符号意义同前。
所以有：
[0.8(115 1.9286.250.5814.72 1.636.8 2.13) 1.4(108.83 1.87132.96 2.28)?+?+?+?+?-? 158.100=>，所以抗稳定性满足要求。
（2）用抗倾覆稳定系数0K 验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-8）可得抗倾覆稳定系数0K 为：
'0[)G y x x y p p x y GZ E Z E Z E Z K E Z +++=
式中：符号意义同前。
所以有：0372.76203.51 1.90 1.5303.59
K +==>，所以抗倾覆稳定性满足要求。 8.2.2.5 合力偏心距及基底应力验算
（1）合力偏心距验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-1）可得合力偏心距0e 为：
0d d
M e N = 式中：d M ——作用于基底形心的弯矩组合设计值（MPa ）；
d N ——作用于基底上的垂直力组合设计值（kN/m ）。
所以有：
542132.96(0.20.5)108.83(0.750.2 1.6)115(0.750.2 1.6)333
0.75 3.286.25(1.60.2)(1.6)36.8307.17(MPa)23
d M =?++-?++--?++-+?--+-?=
1010()cos sin 417.86(kN)d G Q y Q x N G E E γγαγα=++= 所以0307.170.74(m)(0.8m),417.864
d d M B
e B N =
==<其中为基底宽度，所以合力偏心距满足要求。 （2）基底压应力σ验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.3-3）可得基底压应力σ为：
121
2,063d N B e σσα>==时， 式中： 102
B e α=- 1σ——挡土墙趾部的压应力（MPa ）；
1σ——挡土墙踵部的压应力（MPa ）；
其余符号意义同前。
所以101
2323.93MPa [](300MPa)3d N σσα==>，350MPa ，故基底压应力满足要求。 8.2.2.6 墙身截面强度和稳定验算
为了保证墙身具有足够的强度和稳定性，应根据经验选择1～2个控制断面进行验算。本验算选择墙身底部截面进行验算如下：
（1）墙身截面强度验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中
式（5.4.4-2）计算截面强度时：
0/d k f N AR αγαγ≤
式中：d N ——验算截面上的轴向力组合设计值（kN ）；图8－3 验算截面示意图
0γ——重要性系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中第5.4.2条取用；
f γ——圬工构件或材料分项系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表5.4.4-1取用；
R α——材料抗压极限强度（kN ）；
A ——挡土墙构件的计算截面面积（m 2）；
k α——轴向力偏心影响系数,由式（8.2.2.5-2）确定；
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-4）得：
8
02
01256()112()k e B e B
α-=+ 式中：0e ——轴向力偏心距（m ）,由式（8.2.2.5-3）确定；
B ——挡土墙计算截面宽度（m ）。
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-5）得：
000
M e N = 式中：0M ——在某一类作用（或荷载）组合下，作用（或荷载）对计算截面形心的总力矩（kN ?m ）；
0N ——在某一类作用（或荷载）组合下，作用于对计算截面上的轴向力的合力（kN ）。 所以：
0520.752132.96108.83214.72 3.20.2115 1.60.20.753323M ????=?-??+?--+?--- ? ????
? 113.21(kN m)=?
011586.25108.83310.08(kN)N =++=
000113.210.37(m)(0.69m)310.084
M B e N ===<
8802200.371256()1256() 2.750.820.37112()112() 2.75k e B e B
α--===++ 0310.08kN /(1523.81kN)d k f N AR αγαγ=≤，所以强度满足要求。
（2）墙身截面稳定验算
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-3）计算稳定时： 0/d k k f N AR αγψαγ≤
式中：k ψ——偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数，按（8.2.2.5-4）计算确定，轴心受压构件的纵向弯曲系数，可采用《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表5.4.4-4。
其余符号意义同前。
根据《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中式（5.4.4-6）得：
2011(3)116k s s e B ψαβ=????+-+?? ???????
式中：2s H B
β=，H 为墙高（m ）； s α——与材料有关的系数，按《公路路基设计规范》（JTG D-2004）中表
5.4.4-3采用；
其余符号意义同前。
所以：
225 3.642.75
s H B β?=== 22011 1.000.3710.002(3.643)1161(3)116 2.75k s s e B ψαβ===????????+-++-+???? ? ?????????????
3/ 1.000.82 2.75 1.610/2.311561.9k k f AR αψαγ=????=
0/d k k f N AR αγψαγ≤成立，所以稳定性满足要求。
挡土墙计算
6.2 挡土墙土压力计算 6.2.1 作用在挡土墙上的力系 挡土墙设计关键是确定作用于挡土墙上的力系，其中主要是确定土压力。 作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加J力和特殊力. 主要力系是经常作用于挡土墙的各种力，如图6—11所示, 它包括： 1．挡土墙自重G及位于墙上的衡载； 2．墙后土体的主动土压力Ea(包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载); 3．基底的法向反力N及摩擦力T； 4．墙前土体的被动土压力Ep . 对浸水挡土墙而言，在主要力系中尚应包括常水位时的静水压力和浮力。 附加力是季节性作用于挡土墙的各种力，例如洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。 特殊力是偶然出现的力，例如地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。 在一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系．在浸水地区还应考虑附加力，而在地震区应考虑地震对挡土墙的影响。各种力的取舍，应根据挡土墙所处的具体工作条件，按最不利的组合作为设计的依据。 6.2.2 一般条件下库伦(coulomb)主动土压力计算 土压力是挡土墙的主要设计荷载。挡土墙的位移情况不同，可以形成不同性质的土压力(图6—12)。当挡土墙向外移动时(位移或倾覆)，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称主动土压力；当墙向土体挤压移动，土压力随之增大，上体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙的抗力称为被动土压力；墙处于原来位置不动，土压力介于两者之间，称为静止土压力.
采用哪种性质的土压力作为档土墙设计荷载，要根据挡土墙的具体条件而定。 路基档土墙一般都可能有向外的位移或倾覆，因此在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态，且设计时取一定的安全系数，以保证墙背土体的稳定。对于墙趾前土体的被动土压力Ep, 在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，一般均不计，以偏于安全. 主动土压力计算的理论和方法，在土力学中已有专门论述，这里仅结合路基挡土墙的设计，介绍库伦土压力计算方法的具体应用。 (一)各种边界条件下主动土压力计算 路基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式. 以路堤挡土墙为例，按破裂面交于路基面的位置不同，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。兹分述如下： 1．破裂面交于内边坡(图6—13) 这一图式适用于路堤式或路堑式挡土墙。图中AB为挡土墙墙背，BC为破裂面，BC与铅垂线的夹角θ为破裂角，ABC为破裂棱 体。棱体上作用着三个力，即破裂棱体自重G、主动土压力的反力Ea和破裂面上的反力R。Ea的方向与墙背法线成δ角，且偏于阻止棱体下滑的方向; R的方向与破裂面法线成φ角，且偏于阻止棱体下滑的方向。取挡土墙长度为1m计算，作用于棱体上的平衡力三角形abc可得：
衡重式挡土墙计算实例11
弃渣场挡土墙设计 3.1. 设计资料 浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=8m ，填土高a=26m ，填料容重3/18m KN =γ,根据内摩擦等效法换算粘土的?=42?，基底倾角0α=5.71°圬工材料选择7.5号砂浆砌25号片石,容重为3/23m KN k =γ，砌体[]kpa a 900=σ， []kpa j 90=σ，[]kpa l 90=σ， []kpa wl 140=σ，地基容许承载力[]kpa 4300=σ，设计荷载为一般荷载，填土宽度路基宽 21m 。 3.2. 断面尺寸（如图1） 过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下： H=8m ，H 1=3.18m ，H 2=4.52m ，H 3=0.7m ，B 1=1.948m ，B 2=2.46m ，B 3=2.67m ，B 4=2.6m ，B 41=2.61m ，B 21=0.35m ，B 11=1.27m ，h=0.26m ，311.0tan 1=α 2tan α=－0.25 j tan =0.05 βtan =1:1.75，b=8×1.5＋2+6.2×1.75＝24.85m ； 图1挡土墙计算图式： 3.3. 上墙断面强度验算 3.3.1 土压力和弯矩计算: 3.3.1.1 破裂角 作假象墙背 18 .327 .1311.018.3311.0tan 1111'1+?=+?= H B H α=0.71 ?=37.35'1α ?=74.29β
假设第一破裂面交于边坡，如图2所示： 图2上墙断面验算图式： 根据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算： ()()βε?θ-+-?= 219021 i =33.1° ()()βε?α---?=2 1 9021i =14.9° 其中? β εsin sin arcsin ==47.85° 对于衡重式的上墙，假象墙背δ=?，而且' 1α>i α,即出现第二破裂面。 设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0θ，则： 0tan θ= a H B H b +--111tan α=2.1418.327 .1311.018.385.24+-?-=1.3>i θtan =0.65，所以第一破裂 面交与坡面，与假设相符。 3.3.1.2 土压力计算 土压力系数：K= () ()()()()2 22cos cos sin 2sin 1cos cos cos ? ? ? ???-+-++-βα?αβ???ααα?i i i i i =0. 583 ' 1H = β αβ αtan tan 1tan tan 1'11 i H ++=3.88（m ）
挡土墙计算方法
挡土墙计算方法 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 2. 填料标准容重γ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。
2）原苏联电站部水工挡土墙设计规范取用的外摩擦角δ值如下表。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5.地基容许承载力 地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多。由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式：
衡重式挡土墙设计
1.1 挡土墙设计 1.1.1 挡土墙的类型 挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。 按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。 挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。重力式挡土墙验算 现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15.9m ，上墙H1 =6.4m ,墙背俯斜1:0.33 ( ! = 18o15 )，衡重台宽d=1.0m,下墙H2=9.5m，墙背仰斜1:0.25 ( 2 二—14o02 ' ) d 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。 山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数f 0.6 ，地基容许承载力0 800kPa 填土边坡为1 : m = 1 : 1.5，路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土， 容重为 =18.6 KN /m3,内摩阻角35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为 =22.5 KN/m3，容许压应力a600kPa ,容许剪应力j 500kPa ,外摩阻 角3= /2=17.5 ° 稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3, [Ko]=1.5. 。计算图示见图4。
图7.2衡重式挡土墙计算图示 、上墙土压力计算 设计荷载采用公路U 级，采用双车道布置，选取分段长度 L=12m ,车辆荷 1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面 假象墙背倾角为： 载换算等代土层高度为h o G 200 4 b o L 18.6 5.5 12 0.651，分布宽度取5.5m 。同 理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为 h o = 0.75m, 分布宽度为5.5
挡土墙及土压力计算
第六章：挡土墙及土压力计算 挡土墙：为防止土体坍塌而修建的挡土结构。土压力：墙后土体对墙背的作用力称为土压力。 一、三种土压力——根据墙、土间可能的位移方向的不同，土压力可以分为三种类型： 1.主动土压力Ea ——在土压力作用下，挡土墙发生离开土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为主动土压力，记为Ea 。 2.被动土压力Ep ——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的土压力称为被动土压力，记为Ep 。 3.静止土压力Eo ——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为Eo 。 二、三种土压力在数量上的关系 墙、土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，与天然状态相同，此时的土压力为静止土压力；在此基础上，墙发生离开土体方向的位移，墙、土间的接触作用减弱，墙、土间的接触压力减小，因此主动土压力在数值上将比静止土压力小；而被动土压力是在静止土压力的基础上墙挤向土体，随着墙、土间挤压位移量的增加，这种挤压作用越来越强，挤压应力越来 越大，因此被动土压力最大。即：Ea 挡土墙设计实例 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。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算） 挡土墙工程量计算 一．挖沟槽土方 挖槽土方=挖槽段面积*段长挖槽段面为1:1放坡梯形断面，断面高度=地面高程-去墙底标高+垫层高度 A-B段地面标高为17.00m 墙底标高为15.50m 垫层高度为100+300=0.4m 即断面高度为1.9m 根据图纸可得槽底宽度为8.15m顶部宽度为 8.15+1.9+1.9=11.95m 断面面积=（11.95+8.15）*1.9/2=19.095m2 挖槽土方量 =19.095*96.001=1833.14m3 B-B1段地面标高20.0m 墙底标高17.0m垫层高度0.4m 所以断面高度为3.4m 槽底宽度为8.15m槽顶宽度为8.15+3.4*2=14.95m 断面面积=（14.95+8.15）*3.4/2=39.27m2挖槽方量=39.27*10=392.7m3 B1-C段地面标高20.0m 墙底标高18.5m 垫层高度0.4m 即断面高度为 1.9m 槽底宽度8.15m 槽顶宽度8.15+3.8=11.95m 断面面积= （8.15+11.95）*1.9/2=11.353m2土方量=11.353*55.858=634.16m3 C-D段地面标高20.0m墙底标高18.5m同上可得断面面积=11.353m2土方=11.353*72.238=820.12m3 挖槽土方量=1833.14+392.7+634.16+820.12=3680.12m3 回填方 A-B段断面底宽L=4.2m 高H=8.0m 顶宽B=0.5m 面积=4.7*4=18.8m2填方量=18.8*96.001=1804.82m3 B-B1段断面底宽L=3.0m 高H=6.8m 顶宽B=0.5m 面积=3.5*3.4=11.9m2填方量=11.9*10=119m3 B1-C段断面底宽L=2.5m 高H=5.4m 顶宽B=0.5m 面积=3*2.7=8.1m2填方量=8.1*55.858=452.45m3 C-D段断面底宽L=2m 高H=4.4m 顶宽B=0.5m 面积=2.5*2.2=5.5m2填方量 =5.5*72.238=397.309m3 总的回填方量=1804.82+119+452.45+397.309=2773.58m3 余方弃置 多余土方量=挖方量-回填方量=3680.12-2773.58=906.54m3深层搅拌桩 搅拌桩每排9个排间距为0.9m即排数=段长/排间距=96.001/0.9=106.7 取整为107排所以搅拌桩总数=963个总长=963*7=6741m 挡土墙砼 挡土墙砼总量=各段墙砼量之和 第三章 挡土墙设计 3.1. 设计资料 浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m ，填土高a=14.2m ，填料容重3 /18m KN =γ,根据内摩擦等效法换算粘土的?=42?，基底倾角0α=5.71°圬工材料选择7.5号砂浆砌25 号片石,容重为3 /23m KN k =γ，砌体[]kpa a 900=σ，[]kpa j 90=σ ，[]kpa l 90=σ， []kpa wl 140=σ，地基容许承载力[]kpa 4300=σ，设计荷载为公路一级，路基宽32m 。 3.2. 断面尺寸（如图1） 过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下： H=7m ，H 1=3.18m ，H 2=4.52m ，H 3=0.7m ，B 1=1.948m ，B 2=2.46m ，B 3=2.67m ，B 4=2.6m ，B 41=2.61m ，B 21=0.35m ，B 11=1.27m ，h=0.26m ，311.0tan 1=α 2tan α=－0.25 j tan =0.05 βtan =1:1.75，b=8×1.5＋2+6.2×1.75＝24.85m ； 图1挡土墙计算图式： 3.3. 上墙断面强度验算 3.3.1 土压力和弯矩计算: 3.3.1.1 破裂角 作假象墙背 18 .327 .1311.018.3311.0tan 1111'1+?=+?= H B H α=0.71 ?=37.35'1α ?=74.29β 假设第一破裂面交于边坡，如图2所示： 图2上墙断面验算图式： 根据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算： ()()βε?θ-+-?= 219021 i =33.1° ()()βε?α---?=2 1 9021i =14.9° 其中? β εsin sin arcsin ==47.85° 对于衡重式的上墙，假象墙背δ=?，而且' 1α>i α,即出现第二破裂面。 设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0θ，则： 0tan θ= a H B H b +--111tan α=2 .1418.327 .1311.018.385.24+-?-=1.3>i θtan =0.65，所以第一破 裂面交与坡面，与假设相符。 3.3.1.2 土压力计算 土压力系数：K= () ()()()()2 22cos cos sin 2sin 1cos cos cos ? ? ????-+-++-βα?αβ???ααα?i i i i i =0. 583 第三章挡土墙设计 3.1. 设计资料 浆砌片石衡重式挡土墙，墙高 H=7m ，填土高a=14.2m ，填料容重 18KN/m ‘, 根据内摩擦等效法换算粘土的 42，基底倾角 0=5.71。圬工材料选择7.5号砂浆砌25 3 号片石，容重为 k 23KN /m ，砌体 a 900kpa ， j 90kpa ， i 90kpa ， wi 140kpa ，地基容许承载力 430kpa ，设计荷载为公路一级，路基宽 32m 。 3.2. 断面尺寸（如图1） 过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式， 初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几 何关系计算如下： B 4=2.6m ， B 41 =2.61m ， B 21 =0.35m ， B 11 =1.27m ， h=0.26m ， tan 1 —0.25 tan j =0.05 tan =1:1.75 , b=8 X 1.5 + 2+6.2 X 1.75 = 24.85m ; H=7m ， H 1=3.18m ， H 2=4.52m ， H 3=0.7m ， B 1=1.948m ，B 2=2.46m ，B 3=2.67m 0.311 tan 2 = 假设第一破裂面交于边坡，如图 2所示: 图i 挡土墙计算图式: 3.3. 上墙断面强度验算 3.3.1 土压力和弯矩计算： 3.3.1.1 破裂角 作假象墙背 1 tan -1 H i O'311 Bn 3 ?18 O'311 -.27=0.71 H i 3.18 , 35.37 29.74 2 根据《公路路基设计手册》表 190 2 1 丄 90 2 1 2 1 2 其中 .sin arcsin =47.85 sin 对于衡重式的上墙，假象墙背 图2上墙断面验算图式: 3-2-2第四类公式计算: =33. 1 =14.9 ，而且1> i ,即出现第二破裂面。 设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0，则: tan 0= b H 1 tan B1 = 24 ? 85 3 ? 18 。 311 估 H1 a 3.18 14.2 =1.3> tan i=o.65，所以第一破 裂面交与坡面，与假设相 符。 3.3.1.2 土压力计算 土压力系数：K= 2 CO S =0. 583 2 COS i cos i sin 2 sin cos cos 衡重式挡土墙验算书 墙身断面尺寸: 墙身高(m): 9.00 (m) 顶宽: 60.00 (cm) 面坡倾斜坡率 0.05 上墙高400.00 (cm) 上墙墙背倾斜率 0.40 衡重台宽110.00 (cm) 下墙高(不包括趾高):500.00 (cm) 下墙墙背倾斜率: -0.25 墙趾1高:120.00 (cm) 墙趾1宽: 80.00 (cm) 墙趾倾斜坡率: 0.05 (cm) 墙底倾斜坡率: 0.10 墙底水平宽度:298.54 (cm) 墙底斜宽度:300.03 (cm) 物理参数: 填土高度: 0.00 (cm) 填土宽度: 0.00 (cm) 墙后填土容重: 19.00 (kN/m3) 墙后填土内摩擦角: 35.00 墙背与墙后填土摩擦角: 17.50 圬工砌体容重: 23.00 (kN/m3) 基底摩擦系数: 0.40 地基填土容重: 19.00 (kN/m3) 地基填土摩擦系数: 0.60 受到地震因素影响: 地震级别: 8级地震 重要性修正系数: 1.30 地震角: 3.00 其他参数: 墙体布置长度: 10.00 (m) 路基宽: 12.00 (m) 路肩宽: 0.75 (m) 荷载算法:新规范 汽车荷载级别: 公路Ⅱ级 计算上墙土压力: 受力情况:(采用公式): 计算高度: 4.00 (m) 1.是否产生第二破裂角:是 2.无荷载时破裂角: 31.62 3.荷载在破裂体上的布置宽度B0: 5.16 (m) 4.换算成土柱高度: 0.58 (m) 5.第一破裂角: 28.70 (m) 6.第二破裂角: 20.49 7.土压力:104.59 (kN) 8.作用点高度(相对于衡重台截面): 1.48 (m) 作用点高度: 1.48 (m) 作用点水平距离(相对于衡重台截面外侧): 2.95 (m) 计算下墙土压力: 1.1挡土墙设计 1.1.1挡土墙的类型 挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。 按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。 挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。 重力式挡土墙验算 现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15. 9m ,上墙Hi =6. 4m，墙背俯斜1:0. 33 (!二18ol5 ),衡重台宽d=1.0m,下墙H2=9. 5m,墙背仰斜1:0.25 ( 2 二一14o02 ' ) d 0. 5m墙面坡度1:0. 05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。 山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数f 0.6，地基容许承载力o8OOkP& 填土边坡为1 : m二1 : 1.5,路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土，容重为-18. 6 KN /m3 ,内摩阻角35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为 =22. 5 KN/m3,容许压应力a 600kPa，容许剪应力j 500kPa，外摩阻 角3= /2=17. 5 ° 稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3, [Ko]=1.5.。计算图示见图4。 图7. 2衡重式挡土墙计算图示 、上墙土压力计算 设计荷载采用公路U级，采用双车道布置，选取分段长度L=12m，车辆荷 G200 4 载换算等代土层高度为h。^8.65.5 12 0加，分布宽度取5.5仆同 理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为 1、计算破裂角，判断是否岀现第二破裂面 假象墙背倾角为: ho= 0.75m,分布宽度为5.5 6UO1 重力式挡土墙 重力式挡土墙，指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。半重力式挡土墙可采用混凝土或少筋混凝土浇筑。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。 常见的重力式挡土墙高度一般在5～6 m以下，大多采用结构简单的梯形截面形式，对于超高重力式挡土墙（一般指6m以上的挡墙）即有半重力式、衡重力式等多种形式，如何科学地、合理地选择挡土墙的结构形式，是挡土墙技术中的一项重要内容。 由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m 以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。 重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.2～1：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。 对于垂直墙，当地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：0.05～1：0.2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4。 采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于0.4m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于0.2m。通常顶宽约为H／12，而墙底宽约为（0.5～0.7）H，应根据计算最后决定墙底宽。 当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。墙趾的高度与宽度比，应按圬工（砌体）的刚性角确定，要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角θ（图6—3），对于石砌圬工不大 第三章挡土墙设计 3.1. 设计资料 浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m，填土高a=14.2m，填料容重 根据上墙断面强度验算 3.3.1 土压力和弯矩计算: 3.3.1.1 破裂角作假象墙背 ‘ H1 3.18 =0.71 ‘ 假设第一破裂面交于边坡，如图2所示： 图2上墙断面验算图式： 根据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算： 1212 1212 其中 =47.85° 对于衡重式的上墙，假象墙背，而且即出现第二破裂面。设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为，则： ‘ = ，所以第一破裂 面交与坡面，与假设相符。3.3.1.2 土压力计算土压力系数：K= cos 2 2 2 =0. 583 H=H1 ‘1 ‘ =3.88（m） E1= 12 2 （KN）（KN） （KN）E1H= （KN）（KN）作用于实际墙背上的土压力为： ‘ E1x= E1x=43.14（KN）（KN） ‘ 土压力对验算截面的弯矩：Z1y=M H13 ‘ =1.29（m）（m） ‘ ‘ E1 －43.14×1.29＝－34.85（KN.m） 3.3.1.3 上墙自重及弯矩计算 W1=1/2（0.8+1.948）×3.18×23＝100.49（KN） 1 2 （m） M W1 （KN.m） 3.3.2 截面应力验算 1 （KN） E1 ‘ 1 （KN） ‘ 1 W1 =45.08（KN.m） B12 1 11 =0.578>B1/4=0.487 －45.62kpa>－ 1 B1 直剪应力： 1 =－1.244<90kpa，其中f0为圬工之间的摩擦系数这里根据规范取值为0.4。斜剪应力计算如下： 1 2 2 1 1 1 1 2 ，所以。 斜剪应力： B1 12 2 =39.82kpa<90kpa。 3.4. 基顶截面应力验算： 挡土墙基槽挖方工程量计算 挖沟槽、基坑需支挡土板时，其宽度按图示沟槽、基坑底宽，单面加100mm，双面加200mm计算。 计算挖沟槽、基坑、土方工程量需放坡时，按施工组织设计规定计算；如无施工组织设计规定时，可按放坡系数。 1．沟槽、基坑中土壤类别不同时，分别按其放坡起点、放坡系数、依不同土壤厚度加权平均计算。 2．计算放坡时，在交接处的重复工程量不予扣除，原槽、坑作基础垫层时，放坡自垫层上表面开始计算。 3.6 挖沟槽长度，外墙按图示中心线长度计算；内墙按地槽槽底净长度计算，内外突出部分(垛、附墙烟囱等)体积并入沟槽土方工程量内计算。 3.7 挖管道沟槽按图示中心线长度计算，沟底宽度，设计有规定的，按设计规定尺寸计算 1．按上表计算管道沟土方工程量时，各种井类及管道（不含铸铁给排水管）接口等处需加宽增加的土方量不另行计算，底面积大于20m2的井类，其增加工程量并入管沟土方内计算。 2．铺设铸铁给排水管道时其接口等处土方增加量，可按铸铁给排水管道地沟土方总量的2.5%计算。 挡土墙 在基础土方的施工过程中，由于土本身自重和土的特性以及土壤的类别等会导致出现各种情况，比如土方坍塌或者流沙、淤泥等情况出现。为了保证施工过程的安全性和连续性，保证施工质量。在施工中防止意外塌方等情况的出现，在施工过程中如果超过了某一个挖掘深度，或者出现了某些特定的情况，比如紧邻原有建筑物基础新建楼房等，或者施工过程中出现了淤泥流沙等不利于施工的环境，都需要针对性的使用放坡、砌筑挡土墙、锚拉、挡土板支护等各种方式进行加固施工，目的就是为了保证施工安全和施工质量。我国对各种不同的土壤类别进行了划分，例如按照强度划分为一类二类土、三类土、四类土一直到各种石头都有详细的归类划分。不同的土壤类别会有不同的放坡，支挡土板施工工艺。不同的土壤类别也有不同的放坡起点和放坡系数。 治水土流失，弃渣场也就应运而生。很多水电工程由于地处山区，弃渣处理较困难，在水保方案编制中，从方便施工、节约投资等方面考虑，一方面应尽可能在工程建设中加以利用，减少弃渣量；另一方面，结合施工设计成施工仓库、临时办公及生活福利设施、辅助企业等场地，无论对业主还是施工单位来说都是容易接受的。 由于弃渣场不但要容渣，还需兼具多种功能，施工的难易和投资也是必须要考虑的因素，因此，选择一个合理的挡渣墙位置对渣场的设计至关重要。若墙址选择不当，不但达不到渣场综合利用的目的，而且造成人力、财力的浪费。故在选址过程中需进行方案比选，做到经济合理、施工便利。 挡土墙计算方法(重力式) 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙 体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5. 地基容许承载力 地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多。由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )cos(δε+=F F H )sin(δε+=F F V 2 2 2)cos()cos()sin()sin(1)(cos cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++-= βεδεβ?δ?δεεε?a K ε：墙背与铅直面的夹角，β：墙后回填土表面坡度。 2）朗肯主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )2/45(2?-=o a tg K 注意：F 为作用于墙背的水平主动土压力，垂直主动土压力按墙背及后趾以上的土重计算。 3）回填土为粘性土时的土压力 按等值内摩擦角法计算主动土压力，可根据工程经验确定，也可用公式计算。 经验确定时： 挡土墙高度<6m 时，水上部分的等值内摩擦角可采用280 ~300，地下水位以下部分的等 值内摩擦角可采用250 ~280。挡土墙高度>6m 时，等值内摩擦角随挡土墙高度的加大而相应降低，具体可参照SL265-2001〈水闸设计规范〉。 公式计算时： 第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强 度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。 1第二章快速操作指南 1.1操作流程 图2.1-1 操作流程 1.2快速操作指南 1.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。 不同形式挡土墙体积计算方法 土木工程中，常见的土石方工程有：场地平整、基坑（槽）与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，同时为了降低土石方工程施工费用，贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则，要作出土石方的合理调配方案，统筹安排。 特点： （1）面广，量大，劳动繁重（2）施工条件复杂 范围： 土石方工程专业承包企业资质分为一级、二级、三级承包工程范围：一级企业：可承担各类土石方工程的施工。二级企业：可承担单项合同额不超过企业注册资本金 5 倍且60 万立方米及以下的土石方工程的施工。三级企业：可承担单项合同额不超过企业注册资本金 5 倍且15 万立方米及以下的土石方工程的施工。 土石方工程竣工验收资料土石方工程分几种性质，一种是场地平整，一种是开劈石山。这些专业目前我们还没有专门归档目录，归档时，你可以按照所施工的标准产生的文件进行分类，经质量验收部门核准，符合施工与验收规范所应提交的文件，确认齐全的情况下进行归档。如果土石方工程完成后与主体无关联的，这种土石方工程，企业投资的项目可以归建设单位归档查存。属政府投资的应归档移交给市城建档案馆。 土石方工程定额工程量计量 基本知识内容介绍： 1. 按照土石方的坚硬和开挖难易程度分类：一、二类土（亦称普通土），三类土（亦称坚土），四类土（亦称砂砾坚土） ...... 2.按照开挖方式分为： 人工土石方、机械土石方 3. 按照施工过程分为：平整场地、开挖土方（槽、坑、土方、 山坡切土）、石方工程、土石方运输、土方回填、打夯、碾压等 4. 开挖深度区分 5.干湿土的区分 6. 运土方法和距离7. 土方施工措施（放坡与支挡土板）工程量计 算规则一、计算土石方工程量前，应确定下列各项资料：1、土壤及岩石类别的确 定：土石方工程土壤及岩石类别的划分，依工程勘测资料与《土壤及岩石分类表》对照后确定（见表1-1）2、地下水位标高及排（降）水方法；3、土方、沟槽、基坑挖（填）起止标高、施工方法及运距； 4 、岩石开凿、爆破方法、石渣清运方法及运距； 5、其他有关资料。二、土石方工程量计算一般规则： 1.土方体积，均以挖掘前的 天然密实体积为准计算。如遇有必须以天然密实体积折算时，可按表A1-2 所列数值换算。 土方体积折算表表A1-2 虚方体积天然密实度体积夯实后体积松填体积 1.00 0.77 0.67 0.83 1.30 1.00 0.87 1.08 1.50 1.15 1.00 1.25 1.20 0.92 0.80 1.00 2、挖土一律以设计室外地坪标高为准计算。三、平整场地及辗压工程量，按下列规定 计算：I、人工平整场地是指建筑场地在±30cm以内挖、填土方及找平。挖、填土，厚 度超过±30cm 以外时，按场地土方平衡竖向布置图另行计算。2、平整场地工程量按建 筑物外墙外边线每边各加2m,以平方米计算。3、建筑场地原土辗压以平方米计算， 填土辗压按图示填土厚度以立方米计算。判断关键依据：看挖的高度以及填的深度是否 超过（> ；h或=）300mm 四、挖掘沟槽、基坑土方工程量，按下列规定计算：I、 沟槽、基坑划分：凡图示沟槽底宽在3m 以内,且沟槽长大于槽宽三倍以上的为沟槽。 凡图示基坑底面积在20m2 以内,且坑底的长与宽之比小于或等于 3 的为基坑。凡图 示沟槽底宽3m 以外,坑底面积20m2 以外,平整场地挖土方厚度在30cm 以外,均按挖土 方计算。若：B W 3m,且L> ; 3B，则为挖沟槽；若：B<3m，且S = L X B <20 m2,则为挖基坑若: B > ; 3m ,或S > ; 20 m2,则为挖土方 (长为I宽为b) 3、挡土墙设计实例
挡土墙工程量计算
衡重式挡土墙计算实例
衡重式挡土墙计算实例
衡重式挡土墙结构设计计算书
衡重式挡土墙设计
重力式挡土墙及衡重式挡土墙
道路工程毕业设计 衡重式挡土墙设计计算
挡土墙基槽挖方工程量-计算
挡土墙计算方法
理正挡土墙设计详解
不同形式挡土墙体积计算方法