挡土墙设计

计算书

设计资料：

1． 设计路线 K58＋070――K58＋130，傍山路线，设计高程均为1654.50，山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑

的石灰岩片石供作挡土墙材料。

2． 设计路段为直线段，横断面资料如横断面地形资料表。

3． 山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f ＝0.4，基本载力（σ）＝520千帕。 填土边坡为1：m ＝1：1.5，路基宽度为7.0米。

4． 墙背填料为就地开挖砾石土，容重为γ＝18.6千牛/米，计算内摩阻角Φ＝35°。

5． 墙体用50号砂浆砌片石，容重为γ＝22.5千牛/米，容许压应力（σ）＝2450千帕, 容许剪应力（τ）＝862.4

千帕,外摩阻角δ＝Φ/2=17.5°.

6． 设计荷载用汽――15，验算荷载用挂――80。 7． 稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3,[Ko]=1.5.

墙体选择

选择路肩墙，因为通过试算判断，路堤墙的墙高比路肩墙要高，又因其所处地形横坡陡峻，墙背采用俯斜式，可以利用陡直墙面减小墙高、减少占地。若采用仰斜式，虽然墙后压力较俯斜式小，但其较小的墙体自重不能提供足够的抗倾覆能力。因此在K58+80和K58+120处采用俯斜式路肩墙。

而在K58+90~K58+110处，地形较陡，通过初步试算，采用俯斜式路肩墙比用衡重式圬工量多，且较难通过验算，所以在此段内用衡重式路肩墙。

计算步骤

K58+90～K58+110处

（K58+90和K58+110处的挡土墙由K58+100处按适当比例缩小，见图）

拟采用衡重式路肩墙，墙高H=9m ，上墙1H =3.6m ,墙背俯斜1:0.33（1α＝18º15´),衡重台宽d=1.0m,下墙

2H =5.4m ，墙背仰斜1:0.25（2α＝－14º02´），墙面坡度1:0.05,墙身分段长度为12m 。

一、 车辆荷载换算 由于是汽－15，可以选取分段长度L=12m 0

0560

0.456()18.612 5.5

G h m b L

γ==

=⨯⨯∑

挂－80的0h ＝0.64m,布置在路基全宽。

二、上墙土压力计算

1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面 假象墙背倾角为

111111tan 3.60.33 1.0

tan 0.608

3.631.28H d H ααα⋅+⨯+'=

=='=︒

假设破裂面交于荷载内，按《路基》手册中表9－3第一类公式， 145/24535/227.5i αθφ==︒-=︒-︒=︒ 1tan 0.521θ= 验算破裂面位置

第一破裂面距墙顶内缘

（1）对于设计荷载汽――15

1110(tan tan ) 4.06( 5.5)H b m θα'+=<=，

破裂面交于荷载内，与假设相符，采用公式正确。

而1i αα'<（27.5º<31.28º），故出现第二破裂面。

（2）对于验算荷载挂――80

111(tan tan ) 4.06H θα'+=<7.0m

同样破裂面交于荷载内，与假设相符

又由于1i αα'<（27.5º<31.28º），也将会出现第二破裂面。

2、计算第二破裂面上的主动土压力

（1）对于设计荷载汽――15

2tan (45/2)

0.586cos(45/2)

K φφ︒-=

=︒+ 011220.456

11 1.253.6

h K H ⨯=+=+= 主动土压力 2211111

18.6 3.60.587 1.2588.6622

E H KK kN γ=

=⨯⨯⨯⨯= 11sin()88.66sin(27.535)78.64y i E E kN αφ=+=⨯︒+︒= 11cos()88.66sin(27.535)40.94x i E E kN αφ=+=⨯︒+︒= 对上墙的力臂： 01110.456

/3 3.6/3 1.32()33 1.25

x h Z H m K =+

=+=⨯ 12211tan 0.05 5.4 2.21 1.320.52 2.78y x i Z nH b d Z m α=++-=⨯++-⨯=

三、 下墙土压力计算

采用力多边形法，按铁路手册《挡土墙》中相应公式计算。 （1）对于设计荷载汽――15

1） 求破裂角

假设破裂角交于荷载外。则

23517.514.0338.47ωφδα=++=︒+︒-︒=︒

tan ω=0.794

20211

()40.5

2A H H =+=2

022*********

11(2)tan tan [(tan tan )]11.21822B H H H H l d H h αθαθ=++-+-+=11140.93

88.66

c o s ()

c o s (3527.5)

x

E R φθ=

=

=+︒+︒

2tan tan 0.669θω=-+= =2θ33.80︒ 验算破裂面位置

'222110tan tan tan 90.669 5.40.25 3.60.607 6.86( 5.5)H H H b m θαα-+=⨯-⨯+⨯=>=破裂面交于

荷载之外，与原假定相符，采用公式正确。 2） 计算土压力2E

22120201

22cos()sin()

(tan )sin()sin()

0.3620.109

18.6(40.50.6711.22)88.66102.03(/)0.9520.952

E A B R kN m θφθθγ

θθωθω+-=--++=⨯

⨯--⨯= 2222cos()102.03cos(14.0317.5)101.84(/)x E E kN m αδ=+=⨯-︒+︒= 2222sin()102.03sin(14.0317.5) 6.18(k /)y E E N m αδ=+=⨯-︒+︒=

'2011111222211

[(tan tan )]

2.77()()tan tan tan H l d H h m H H H H αθθαθ+-+=

=+-- 3221201112221013233(2)3[(2)2]

5.43 5.4 3.630.456 2.77(2 5.4 2.77)

2.313[5.4(5.42

3.6)20.456 2.77]

x

H H H h h H h Z H H H h h m ++-=

+++⨯⨯+⨯⨯⨯-=

=+⨯+⨯⨯ 222tan 2 2.310.25 2.58()y x Z B Z m α=+⋅=+⨯=

四、 墙身截面计算

经试算后，取墙顶宽=1b 0.5 m ，上墙底宽=2b 2.2m ，下墙底宽B ＝2 m 。 1） 每延米上墙重及对墙趾力臂 111211

()22.5 3.6(0.5 2.2)109.35(/)22

G H b b kN m γ=

+=⨯⨯⨯+=K