18
7.4 重力式挡土墙设计 一、选型
1、使墙后土压力最小
优先考虑仰斜
19
2、墙的背坡和面坡选择 背坡：1：0.05～1：0.3 面坡:不小于1：0.25
面坡尽量与背坡平行
20
3、基底逆坡坡度选择 土基：不大于0.1：1 岩基:不大于0.2：1
此时基底承载力要折减： 0.1：1时，折减系数为0.9 0.2：1时，折减系数为0.8
按结构类型分： 重力式、悬臂 式、扶壁式、 板桩式
4
• 7.2.1 重力式挡土墙
重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在力 的作用下的平衡和稳定。
通常由块石或素混凝土砌筑而成， 因而墙体抗拉强度较小，作用于 墙背的土压力所引起的倾覆力矩 全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩 来平衡，因此，墙身必须做成厚 而重的实体才能保证其稳定，这 样，墙身的体积和重量都比较大。
第7章 挡土墙
1
第7章 挡土墙
7.1 概述 7.2 挡土墙的类型 7.3 作用在挡土墙上的土压力 7.4 重力式挡土墙 7.5 悬臂式挡土墙 7.6 扶壁式挡土墙
2
7.1 概 述
挡土墙是防 止土体坍塌 的构筑物， 在工程建设 领域得到广 泛应用。
3
7.2 挡土墙的类型
按材料分：毛石、砖、混凝土和钢筋混凝土
9
7.2.3 扶壁式挡土墙 当挡土墙后的填土比较高时，为了增强悬
臂式挡土墙中立壁的抗弯性能，常沿墙的纵 向每隔一定距离设一道扶壁，故称为扶壁式 挡土墙。
墙高大于8m。
10
扶壁式挡 11
7.2.4 板桩式挡土墙
12
7.3 作用在挡土墙上的土压力
土压力是挡土墙的主要外荷载，所以设计挡土墙时首 先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点。
a h1Ka
地下水以下：
a h 1 s a w h t 2 K a w h 2
52
2. 墙身内力及配筋计算
按下端嵌固在基础板中的悬 臂板进行计算，墙身底部I-I 截面处弯矩最大：
M 0 G E a1H 3Q E a2H 2
受力筋面积：
As
M
s fyh0
53
垂直受力筋面积：
根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土 压力可分为以下三种：
主动土压力 土 压 静止土压力 力 被动土压力
13
1.主动土压力：当挡土墙向离开土体方向 偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙 上的土压力，一般用Ea表示。
Ea
14
2.被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至 土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上 的土压力，用Ep表示。
21
4、墙趾台阶
墙趾高h和墙趾宽a的比例为：
h:a=2：1
墙趾宽a不得小于20cm
22
二、构造
1、埋置深度 应按持力层的承载力、冻结因 素确定。
土基：h>0.5m 岩基：
23
2、桩身构造 应符合强度和稳定要求。 挡土墙顶宽＞0.0×100mm、 100×100mm、 150×200mm
cos0
35
则挡土墙地基承载力验算如下：
（1）当 e b 时（梯形分布）
6
Pm ma i nxb N 16 be 1.2fa
（2）当 e b 时（三角形分布）
6
Pmax23N c1.2fa
注：由基底倾斜，此时的fa应折减0.8
36
4.墙身强度验算
墙身强度验算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土 结构或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。 墙身强度验算应取墙身薄弱截面（截面转折、急剧变化处） 进行。 内容有：抗压验算、抗剪验算
圆孔径：50～100mm 孔间距：2～3m
25
4、填土质量
最优采用抗剪强度高、性质稳定、透水性好的无粘性土 不能采用淤泥、耕植土、膨胀土等 填土压实质量是挡土墙施工中的一个关键问题。填土 时应分层夯实。
5、沉降缝和伸缩缝
间距：10～20m，缝宽：20mm
26
6、挡土墙材料要求
石料：微风化 砂浆：水泥砂浆
墙高一般小于5m
5
重力式挡 墙
6
按墙背的倾斜情况分为仰斜、垂直和俯斜三种
主动土压力比较：仰斜＜垂直＜俯斜 挖方比较：仰斜优于俯斜 填方比较：俯斜优于仰斜
7
几种特殊的重力式挡土墙
8
7.2.2 悬臂式挡土墙
一般用钢筋混凝土建造，由三个悬 臂板组成：立壁、墙趾悬臂和墙踵 悬臂。 墙的稳定性主要靠墙踵底板上的土 重，而墙体内的拉应力则由钢筋承 担。 优点是能充分利用钢筋混凝土的受 力特性，墙体截面较小。适用于墙 高大于5m，地基土较差的工程
（2）当 e b 时
6
2 G
Pmax 3c
1.2fa
56
4. 基础板内力及配筋计算
墙趾弯矩：
M 11 62pmaxp1b12
受力筋面积：
As1
M1
s fyh0
配置在墙趾下部
57
墙踵弯矩：
M 2 1 6 2 p 1 p m in p 2 p 1 b 2 2
受力筋面积：
As2
M2
s fyh0
变截面：上小下大，节约材 料 3、墙趾与墙踵
上斜下平的变截面，利于排水； 底板厚度与墙身下端相等。
45
4、墙顶宽度 双排钢筋时：不小200mm 单排钢筋时：可适当减小
46
5、墙身面坡 1：0.02～1：0.05 6、排水措施
圆孔径：100～150mm 孔间距：2～3m
墙后做滤水层
47
7、填土质量
cG 0 x E azxf E ax zf F zw
N F si0 n
42
（4）墙身强度验算
I－I截面处：
抗压验算
NaAf
抗剪验算
Q a fV 0 .1u 8 A
43
7.5 悬臂式挡土墙设计
墙高可大于5m
一、构造
1、墙高与底板 b/H1=1/2～1/3 b1/b=1/3
44
2、墙身（立臂）
As
M
s fyh0
配筋方法：底部钢筋的1/2或1/3伸 至顶部，其余在墙高中部切断。
墙背（墙面）水平受力筋：φ10＠300
54
3.地基承载力验算
与偏心受压基础验算方法相同，即：
关键是基底压力的计算
55
垂直合力对基底偏心距e为：
（1）当
e b 6
时
P m m a inxb G 16 b e 1.2fa
49
二、计算
悬臂式挡土墙的计算包括下列内容：
※ 确定侧压力 ※ 墙身内力及配筋计算 ※ 地基的承载力验算 ※ 基础板内力及配筋计算 ※ 抗倾覆稳定验算 ※ 抗滑移稳定验算
50
1. 确定侧压力
（1）无地下水时
EaEa1Ea2
Kata2n4052
Ea1 12H2Ka
Ea2 qHK a
51
（2）有地下水时 地下水以上：
60
三、提高稳定性的措施
1、减小土的侧力 （1）填土换成块石，增加内摩擦角 （2）加设减压平台
61
2、增加墙踵悬壁长度
62
3、提高基础抗滑能力 （1）底板做成逆坡
（2）设置防滑移键
（3）在底板底面夯填碎石垫层，增加摩擦系数μ
63
7.6 扶壁式挡土墙设计
扶壁式挡土墙是由立板、底板和扶壁三部分构成，墙高 可大于8m
Ep
15
3.静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处 于弹性平衡状态时，土对墙的压力，用E0表 示。
E0
16
地震时的土压力计算
地震时由于地面运动使土压力增加，在挡土墙增
加一个地震力F：
FkG
17
地震力F与其他作用力一起计算，此时主动土压力：
Ea1 2cosH2Ka
式中：K a c2 o ( s ')c o s 'c (2 ) o ( 1 sc s 'o i) n s ) ' ( s () ic n o ( 's ) ) 2 (
40
（2）抗滑移验算
K s (G E n aE ta G t n F F s cio 0 n ) 0 s 1 .2
41
（3）地基承载力验算
当 e b 时：
6
P m m a iN n x F b s i0 n 1 6 b e 1 .2 fa
当 e b 时：
6
P m a2 x (N 3 F c si0 n ) 1 .2 fa
tan E aG G sci o n s
33
合力E分解为垂直和平行于基底的两个分力：
E n E co 0 s E t E si n 0
34
垂直合力En（即作用在基底上的重直合力N）对 基底偏心距e为：
式中：
e b c 2
cG0 xE azxf E axzf N
b b
配置在墙踵上部
58
5. 抗倾覆验算
绕墙趾的抗倾覆力矩与倾覆力矩之比称为 抗倾覆安全系数Kt。
K t G 1E a a 1 1 H 3 G 2 a E 2a 2G H 2 3a31.6
59
6. 抗滑移验算
抗滑力与滑动力之比称为抗滑安全系数Ks。
K sG 1E a G 1 2 E G a 23 1 .3
30
Ks(G n E aE taG )n t1.3
式中：μ挡土墙基底对地基的摩擦系数，由试验 确定，也可按下表确定
31
3.地基承载力验算
与偏心受压基础验算方法相同，即：
关键是基底压力的计算
32
挡土墙基底压力计算 挡土墙重力G与土压力Ea的合力E可用 平行四边形法求得
E G 2 E a 2 2 G E a co s