挡土墙课程设计目录一、挡土墙的用途 (3)二、荷载计算 (4)三、挡土墙稳定性验算 (7)四、基地应力及合力偏心距验算 (8)五、墙身截面强度验算： (9)六、墙身排水、沉降缝、伸缩缝和变形缝的设置 (10)挡土墙设计计算一、挡土墙的用途挡土墙定义：用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。

按照设置位置，挡土墙可分为：路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型。

1.作用：1）路肩墙或路堤墙：设置在高填路堤或陡坡路堤的下方，防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定，同时可收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，以及保护临近线路的既有重要建筑物。

2）滨河及水库路堤挡土墙：在傍水一侧设置挡土墙，可防止水流对路基的冲刷和浸蚀，也是减少压缩河床或少占库容的有效措施。

3）路堑挡土墙设置在堑坡底部，用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡，同时可减少挖方数量，降低边坡高度。

4）山坡挡土墙设在堑坡上部，用于支挡山坡上可能坍滑的覆盖层，兼有拦石作用。

二、荷载计算(一)、车辆荷载换算采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高7.5米，填土髙4米，填土边坡1：1.5，墙背俯斜，1：0.25（α=19°），墙身分段长度15米。

附加荷载强度q墙高H（m）q(kPa)≤2.020≥10.010注：H=2.0～10.0m时，q由线性内插法确定.墙高7.5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝12.5kN/m²。

(二)、土压力计算其中：676.05.185.12γ0===qh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。

破裂棱体位置确定：a=4m, d =0.5m , H= 8 m ,α= 19º （1）破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有： Ψ = φ + α + δ = 38º+19º+19º =76ºA 0 =21(a+H+2h 0)(a+H) = 21×(4+8+2×0.676)×(4+8) = 80.112=21×4×6 +(6 + 0.5)×0.676 - 21×8×(8 + 2×4 +2×0.676) tan α =12 + 4.394 - 69.408tan19º根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tan θ= - tan Ψ ±)ψtan ()ψtan φ(cot 00++A B=-tan76º±)76tan 112.80505.7-()76tan 38(cot 000++=-4.011± )011.4094.0-(291.5+⨯ tan θ= -8.563 (负值舍去) 取 ：θ=28º27´主要计算公式为：()()12440233233K H H h h h h H a H Z y -+-+=αtan Y x Z B Z -=()()A tg ++±-=ψψψψθtan tan cot tan ，δαϕψ++=，()()()()0002tan 222h a H a H h a H H d b h ab A +++++-++=α1221KK H E γ=，()δ+=a E E x cos ，()δα+=sin E E y ，()()()αθψθϕθtan tan sin cos +++=K ,2403122121Hhh H h H a K +⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=a dh tan tan 1+=θ,aa b h tan tan tan 3+-=θθ,314h h H h --=验算破裂面是否交于荷载范围内：堤顶破裂面距墙踵 （H+a ） tan θ+Htan α-(b+d)=2.754m 荷载内边缘距墙踵 d=0.5 m 荷载外边缘距墙踵 d+l 0=8 m因0.5 < 2.754 < 8,故破裂面交于荷载内，所以假设符合。

（2）主动土压力计算 主动土压力系数K)αtan θ(tan )ψθsin()φθcos(+++=K=)76'2728sin()38'2728cos(0000++(0.634+0.344)= 0.354×0.978 = 0.403 αθtan tan 1+=d h =0019tan '2232tan 5.0+ =0.511 mαtan θtan θtan -3+=a b h =00021tan '1935tan '1535tan 4-6+ = 3.918m h 4= H - h 1 -h 3 = 8 - 0.511 - 3.54 =3.571m K 1= 1 + 24032)2-1(2H h h H h H a += 28571.3676.02)82918.3-1(8421⨯⨯+⨯⨯+= 1+0.755++0.075 = 1.83 主动土压力E E =21γH 2KK 1 = 21×18.5×82×0.403×1.83 =437.433 KN/m E x = Ecos(α+δ) = 437.433×cos(19º+19º) = 344.702KN/m E y = Esin(α+δ) = 437.433×sin(19º+19º) =269.316 KN/m 土压力作用点位置Z yZ y = 12-440233)23()-(3K H H h h h h H a H ++ = 83.183)82-571.33(571.3676.0)918.3-8(43822⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯+= 46.351765.12-635.66667.2+=2.82 m三、挡土墙稳定性验算墙顶宽B 1=2.5m,基底倾角α0=7º 埋深h' =1 m 。

1、挡土墙自重G G =G K S γ = 22 ×29.368=646 KN/m由挡土墙图形可求得Z G = 2.035 m 2、抗滑稳定性验算：为了保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，一般有：（0.9G + γQ1E y ）μ + 0.9Gtan α0 ≥γQ1E x , (γQ1=1.4, μ=0.5)（0.9G + γQ1E y ）μ + 0.9Gtan α0=(0.9×666.798+1.4×269.316)×0.45+0.9×666.798tan7º= 502.742 kN/m ≥ γQ1E x = 1.4×344.702 =482.583 kN/m所以，满足抗滑稳定性要求。

3、抗倾覆稳定性验算：为了保证挡土墙抗倾覆稳定性，须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，有：0.9GZ G + γQ1(E y Z x - E x Z y ) > 0= 0.9×666.798×2.035+1.4×[269.316×4.284 -344.702×(2.2-0.628)] = 1183.365 +856.629 =2041kN/m >0所以，满足抗倾覆稳定性要求。

四、基地应力及合力偏心距验算基础地面的压应力 轴心荷载作用时基底平均压应力p193kPa 255.5683.10281===A N p基底有倾斜：N 1=(G γG +γQ1E y -W )cos α0+γQ1E x sin α0 (γG =0.9,γQ1=1.4.W=0) =( 666.798×0.9 + 1.4×269.316 - 0)×cos7º + 1.4×344.702sin7º=969.871 + 58.812 =1028.683 kN 2）偏心荷载作用时作用于基地的合力偏心距e 为 2B e = -N Z = 2255.5 - 592.1169579.1755 = 2.6275 - 2.1048 = 0.53876.06255.56==Byy x x y G xy N E G Z E Z E GZ N M M Z ++==--∑∑∑=312.269118.646)628.0-82.2(702.344-284.4312.269035.2118.646+⨯⨯+⨯= 2.1m因为：876.0653.0=<=B e ，所以：307)225.553.061(193)61(1max =⨯+⨯=+=B e A N P92)225.553.06-1(193)6-1(1min =⨯⨯==B e A N P2基底合力偏心距e =0.53 m < B/6=0.87 m , 满足基底容许偏心距要求.3.地基承载力抗力值（1）地基承载力抗力值的规定)5.0-(γ)3-(γ2211h k b k f f k ++=)5.0-1(5.186.1)3-255.5(5.183.0250⨯⨯+⨯⨯+==278 kPa（2）轴向荷载作用时kPa f kPa p 278≤237.192== ，满足要求。

（3）偏心荷载作用kPa f kPa p 3342782.11.2≤.307max =⨯==，满足要求。

五、墙身截面强度验算：因为墙面为俯墙，截面的最大应力可能出现在2H墙高处或者加宽墙趾处，若2H墙高处和者加宽墙趾处截面强度满足要求，墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，现将2H墙高处和加宽墙趾处截面强度验算如下： 强度计算： KKK j AR N γα≤按每延米墙长计算：)ψγγγ(γ∑110Qi Ci Qi Q Q G G j N N N N ++=因为：e 0=0.404 m <876.06=B m 满足圬工结构容许偏心距要求282080)255.5404.0(121)255.5404.0(256-1)(121)(256-1α⨯+⨯=+=B e B e K = 0.94 2H墙高处：)ψγγγ(γ∑1102Qi Ci Qi Q Q G G H N N N N ++= = 1.0×[0.9×280.588+1.4×)cos(4δα+E ]= 1.0×(252.529+67.329) = 320 kNkN AR K K K 94131.26001877.394.0γα=⨯⨯⨯= kN AR kN N KKK H 9413202=≤=γα ，满足要求。