挡土墙计算方法

挡土墙计算方法筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 挡土墙计算方法筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 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。...

筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 挡土墙计算方法筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 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 土的种类块石大卵石、碎石类土小卵石、砾石、粗砂、石屑中、细砂、砂质土粉砂粘土内摩擦角(0) 45 40 35 30 26 14-21 2. 填料标准容重γ 土的种类砾石、碎石、砾质土砂、砂质土粉土、粘性土（ωl<50%）石灰土（石灰 10%）粉煤灰容重（KN/m3） 20 19 18 18 15 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〉 ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ −= −= −= −= ϕδ ϕδ ϕδ ϕδ ）（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 0.167.0 67.05.0 5.033.0 33.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 量保持墙后粗糙，可采用δ 值等于或略小于ϕ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。 180-θ ξ <(90-ϕ ) (90-ϕ )~(90- 2/ϕ ) (90- 2/ϕ )~(90+ 2/ϕ ) (90+ 2/ϕ )~(90+ϕ ) >(90+ϕ ) -ϕ ~0 0 0 ϕ /4 ϕ /3 ϕ /2 0 0 ϕ /4 ϕ /2 2ϕ /3 3ϕ /4 0~ϕ 0 ϕ /2 2ϕ /3 3ϕ /4 ϕ ξ :填土表面倾斜角；θ ：挡土墙墙背倾斜角；ϕ ：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。筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 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： aKHF 2 2 1 γ= )cos( δε += FFH )sin( δε += FFV 2 2 2 )cos()cos( )sin()sin(1)(coscos )(cos ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −+ −+++ −= βεδε βϕδϕδεε εϕ aK 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： aKHF 2 2 1 γ= )2/45(2 ϕ−= oa tgK 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。筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 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： 2 2 0022 0 4) 2 45(4) 2 45( ) 2 45( H CCHtgtgH tg d γ γ ϕϕγϕ +−−−=− dϕ ：等值内摩擦角，H：墙高，C：土的粘聚力，KN/m2。 4）挡土墙的稳定验算及强度验算 4.1 挡土墙沿基底的滑动稳定系数 cK 应不小于 1.3。计算公式为： ∑ ∑= H Gf Kc f ：基底与地基的摩擦系数；∑G：所有垂直荷载之和；∑H ：所有水平荷载之和。 ∑G根据情况需要考虑挡土墙自重、墙背及后趾上的土重、扬压力等，∑H 根据情况需要考虑水平土压力、水压力等。 f 值按 SL265-2001〈水闸设计规范〉，根据岩土地基类别由下表查得。 4.2 挡土墙绕墙趾的倾覆稳定系数 0K 应不小于 1.5。计算公式为：筑龙网 W WW .Z HU LO NG .C OM 0K =（WZw+EyZx）/（ExZy）式中：Zx——Ey 对墙趾 O 点的力臂 (m)，Zy——Ex 对墙趾 O 点的力臂 (m)，Zw——W 对墙趾 O 点的力臂 (m)。 4.3 基底应力按下式计算： 2 max min 6 B M B G P ∑∑ ×±= ∑M ：所有作用力矩之和， MKN • 。按照规范，应满足，平均基底应力小于地基允许承载力，最大基底应力小于地基允许承载力的 1.2 倍。土基上最大基底应力与最小基底应力之比要满足下表要求。地基土质松软中等坚硬坚实允许值 1.5 2.0 2.5 表格来源于：SL265-2001〈水闸设计规范〉

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