挡土墙设计计算案例

挡土墙设计计算案例
一、设计资料
（一）墙身构造
（二）拟采用浆砌石片石重力式路堤墙，如图6-23所示。

墙背高H=6m，填土高h=3m，墙背选用仰斜1:0.25(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背，初定墙顶宽bı=1.54m，墙底宽Bı=1.47m，基底倾斜1:5（ɑo=11°19′），墙身分段长度10m。

（二）车辆荷载
计算荷载：公路－Ⅱ级荷载，荷载组合Ⅰ，车辆荷载的等代土层厚度h
=0.64m。

（三）墙后填料
墙背填土为砂土，容重γ=18KN/m³，计算内摩擦角Ψ=35°，填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。

（四）地基情况
硬塑黏性土，容许承载力[σ
]=250kPa，基底摩擦系数μ=0.30。

(五)墙身材料
5号水泥砂浆切片石，砌体容重γɑ=22KN/m³，砌体容许压应力[σa]=600kpa，容许剪应力[τ]=100kPa，容许拉应力[σml]=60kPa。

（六）墙后土压力
通过库伦主动土压力方法计算（计算略）得知：Ea=91.2KN，Zy=2.08m。

二、挡土墙稳定性验算
（一）计算墙身重G及其力臂Z
G
计算墙身重G及其力臂Z
G
计算结果见表6-6。

表6-6 计算墙身重G及其力臂Z
G 计算结果
体积V （m³） 自重G （KN ）
力臂Z G （m ）
V1=（6×0.25+1.47）×6 =17.82 Gı=γVı =392.04
ZGı=1/2(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25)=2.47 V2=1/2×(6×0.25)×6 =4.50 G2=γV2 =99.00
ZG2=(6×0.25+1.47-1/3×6×0.25) =2.47 V3=1/2×(6×0.25+1.47-1.54)²/0.25=4.09 G3=γV3 =89.98 ZG3=1/3（6×0.25+1.47-1.54）=0.48 V4=1/2×1.47²/5=0.22 G4=γV4 =4.84
ZG4=1/3×1.47=0.49 V=V1-V2-V3-V4=9.01
G=γV =198.22
ZG=(GıZGı-G2ZG2-G3ZG3-G4ZG4)/G=1.48
（二）抗滑稳定性验算 由式（6-3）得：
3
.132.1'1911sin 22.198)'1911'3017'0214cos(2.913
.0)]'1911'3017'0214sin(2.91'1911cos 22.198[sin )cos()]sin(cos [)(0
000>=︒-︒+︒+︒-⨯︒+︒+︒-+︒=
-+++++=
-+=ααδαμ
αδααμααG E E G G E E G Kc T T N N
该初拟的挡土墙抗滑稳定性满足要求。

（三）抗倾覆稳定性验算
E X =Eacos(ɑ+δ)=91.2×cos(-14°02′+17°30′)=91.0（KN ） E y =Easin ɑ+δ)=91.2×sin(-14°02′+17°30′)=5.5（KN ） Zx=Bı+Zγ×0.25=1.47+2.08×0.25=1.99(m) 由式（6-4）得：
50.161.108
.20.9199
.15.548.122.1980
0>=⨯⨯+⨯=
+=
=
∑∑y
x x
y G y Z E Z E GZ M
M K
该初拟的挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。

（四）基底应力及偏心距验算 由式（6-5）得
)(245.06
)(179.05.522.19808.20.9199.15.548.122.198247.12211m B m E G Z E Z E GZ B Z B
e y
y x x y G N =<=+⨯-⨯+⨯-=
+-+-=-=
由式（6-8）得：
)
(250][)(42.42/75.234{)
47.117
.061(47.15.522.198)61(02,1kPa kPa B e B E G y
=<=⨯±+=±
+=
σσ
该初拟的挡土墙基底应力及偏心距满足要求。

（五）墙身断面强度验算 墙面、墙背互相平行，截面的最大应力出现在接近基底处。

由基底应力验算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求。

墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，故可不作验算。

通过上述验算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，墙顶宽位1.54m 。

挡土墙设计课程设计
一、目的
通过设计掌握重力式挡土墙的设计方法和设计内容。

二、设计资料
拟在某地区二级公路修建一座浆砌混凝土重力式路肩墙。

（1）墙身构造：如图6-24所示，墙面高H=8m,墙背俯斜1：0.27（a=15°）,墙面1：0.05，初拟墙顶宽b=0,8m,基底倾斜1：5（a0=11°）已确定挡土墙全长为40m 。

（2）荷载组合：公路-Ⅱ级。

（3）墙后填料：砂土，γ=18KN/m³ , ψ =30°，δ = ψ／2。

（4）地基情况：中密砾石土，容许承载力［б］=500KPa,基底摩擦系数u=0.4。

（5）墙身材料：浆砌混凝土，容重гa=25KN/ m³. （6）土压力:Ea=211.97KPa,Zy=2.67m. 三、设计依据 工程《公路设计手册》、《公路路基设计规范》、《路基工程》、《路基路面》。

四、设计方法与设计内容
（1）拟定挡土墙的结构形状及断面尺寸； （2）拟定挡土墙基础的形状及尺寸； （3）稳定性验算； （4）绘制挡土墙平面图、纵断面图、横断面图并附加说明。

五、设计要求
（1）整个设计应符合设计要求； （2）设计、计算 过程条理清晰，内容完整；
（3）设计图清晰、线条均匀，图幅规格3号图纸。