重力式挡土墙的设计与计算

广东土木与建筑 !"#$!%&$! #’()*+,(+"’, (*-*. ,$!*$,,’*$!!""!年 #"月 第 #"期 &(+ !""! $/0#" # 引言 挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止 其变形、失稳的构筑物，它广泛应用于山区公路边坡 和路基，在民用建筑方面，地处山区的生活小区内的 应用也不少。 ! 挡土墙的分类 挡土墙的分类方法较多，一般以结构形式的分 类为主，可分为重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、 板桩和锚定板式和其他形式，如图 1所示。 重力式挡土墙是靠墙身自重来维持挡土墙在土 压力作用下的稳定的，它具有形式简单，施工方便， 可就地取材，适应性强等特点，因而应用十分广泛。 根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙又可细分为仰 斜式、竖直式、衡重式、俯斜式和凸形等 2种（见图 3）， 每种的墙面或墙背有一定的坡度要求，特点各异。 仰斜墙背所受主动土压力最小，故墙身断面较 经济；俯斜墙背所受土压力较大，通常在地面横坡陡 峻时采用，可凭借陡直的墙面以减少墙高；俯斜墙背 可做成台阶形，以增加墙背与填土间的摩擦力，竖直 墙背的特点则介于仰斜墙背和俯斜墙背之间；凸形 折线墙背由仰斜墙背演变而成，主要为减少上部的 断面尺寸；衡重墙背在上下墙间设有衡重台，利用其 上填土的重力使全墙重心后移，增加了墙身的稳定。 $ 挡土墙构造及设计常用 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 401 与挡土墙有关的 土的物理力学指标 （见表 154） 403 墙身材料要求及 墙背填料 对 于 一 般 挡 土 墙，要求石料抗压强 度!32678，在地震区 及严寒地区抗压强 度!49678，在缺毛石 的地区可用 (19 级混 凝土代替毛石砌体。 重力式挡土墙的设计与计算 许燕禄 （广东省建科建筑设计院 广州 219299） 摘 要：3993 年新颁布的《建筑地基基础设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》对挡土墙抗倾覆稳定性安全系数作出了调整，由原来的 102 调高至 10:，显示出挡土墙工程对设计要求的提高。该文通过全面、系统而详尽地介绍重力式挡土墙设计的一般 常用资料和做法、计算过程及步骤等，并通过工程实例计算加以说明。 关键词：重力式挡土墙；主动土压力；抗倾覆；抗滑 1; !"# !""! $%&#"许燕禄：重力式挡土墙的设计与计算!""!年 #"月 第 #"期 砂浆标号见表 ’。挡土墙宜采用渗水性强的砂性土、 粉煤灰等材料作为墙背填料，当采用粘性土作填料 时，宜掺入适量的碎石。在季节性冻土区，应选择炉 渣、碎石、粗砂等非冻胀性填料，应分层夯实。 (&( 基础类型及埋深 挡土墙基础一般采用石砌，在墙趾处伸出宽度 约 )**++ 的台阶，高宽比为 ( ) 或 ) ,，以满足刚 性角的要求；如地基承载力不足，可采用混凝土扩展 基础；当修建在陡峻横坡上，且地基为坚硬完整、抗 压强度$(*-./的岩石时，可采用台阶性基础。墙基 底可设置逆坡，对土质地基和岩质地基，基底逆坡坡 度分别宜!,0,*和 , 01。对一般土质地基，基础埋置 深度"*&1+，墙趾顶部覆土厚度宜"*&)+；受冲刷时 应在冲刷线以下#,+；受冻胀土影响时，应在冻结 深度以下#*&)1+和 ,+。修建在横坡上的挡土墙趾 部埋入斜坡尺寸要求见表 1。 (&’ 沉降缝、伸缩缝、泄水孔及排水 一般沿墙长 ,*2)*+ 设置伸缩缝，墙高突变或 基底地质、水文情况变化处均应设置沉降缝，两者可 合并设置，缝宽约 )*2(*++，沿缝的三边填塞沥青 麻筋或涂沥青木板，塞入深度"*&)+。根据墙背填料 的透水性能及渗水量设置泄水孔和墙背反滤层，泄 水孔孔径宜",**++，且向外倾斜 13，沿墙高和墙 长每隔 )2(+ 上下交错布置；孔的进水侧设厚度" *&(+ 的反滤层；最下排泄水孔应高出地面或水面 *&(+；墙背应设置隔水层，一般做 *&)2*&(+ 厚的粘 土隔水层。根据需要，可采用地表排水、填土外设截 水沟、填土表面设隔水层、墙面防 水层、排水沟等措施，防止地表水 渗入挡土墙。需要在挡土墙上开 孔设置涵洞时，应对墙身及基础 进行补强与防水处理，并采取有 效措施，防止涵洞渗漏及保证填 料排水顺畅。 % 挡土墙的设计计算要点 ’&, 主动土压力的计算 一般采用库伦理论和 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ，即： !/ 4*&1! 5 # ") #/ 式中：#/的计算按 671***89)**) 附录 :；各符号参 数的含义同规范。需要说明的是，库伦理论较适用于 砂性土，计算所得的主动土压力值与实际情况较接 近，而对粘性土则采用换算内摩擦角法则有误差。另 外库伦理论仅适用于刚性挡土墙。 ’&) 挡土墙的稳定验算 ! 抗滑验算（计算简图如图 (/） $;4（%<=!/<）$ （!/>9% >）",&( %< 4%5%;% * % > 4%;?<& * !/< 4!/ 5%;（& 9& *9(） !/> 4!/ ;?<（& 9& *9( ） " 抗倾覆验算（计算简图如图 (@） $ > 4（%·&* =!/A·&B）（!/·’B）",&C !/A 4!/ 5%;（& 9(） !/D4!/;?<（& 9(） &B 4(9’·5>E& ’B4’9(·>/<& * 式中：符号参数代表意义同规范。 ’&( 基底压力 )+/D 4（*=%）+=, - )+?< 4（*=%）+9, - 当偏心距 .F( C时，)+/D 4)（*=%）（(/·0） 要求 )+/D!［)］，偏心距 .!( ’ 式中：［)］为地基容许承载力；)+/D、)+?<分别为基础地 面边缘的最大、最小压力设计值；*为上部结构传至 )* !"# !""! $%&#"广东土木与建筑!""!年 #"月 第 #"期 基础顶面的竖向力设计值；! 为基础自重设计值和 基础上的土重 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值；" 为基础底面面积；# 为作用 于基础底面的力矩设计值；$ 为基础底面的抵抗矩； % 为垂直于力矩作用方向的基础底面边长；&为合力 作用点至基础底面最大压力边缘的距离。 ’&’ 受压、受剪验算 ’!! (" )!（*+ (# $ % )）" $ 工程实例 广州市黄埔区某工程靠近小山区，内外高差大， 为 *+,-不等，根据地质报告显示，本工程场地土层自 上而下为：!人工填土层：欠压实，层厚 )&.)+/&)0-， *1 23))145；"坡积粉质粘土：可塑+硬塑，中压缩性， 层厚 3&6)+30&,0-，*1766)145；#可塑状残积土层：中 压缩性，层厚 3&*)+,&.0-，*176))145；$硬塑状残积 土层：中压缩性，层厚 3&80+3,&80-，*176/)145；%全 风化花岗岩：风化成坚硬土状，*17*))145；&强风化 花岗岩：半岩半土状，坚硬，*170))145。 挡土墙基础拟采用天然地基基础，以第"、#层 作为持力层，*176))145，因墙趾外面是建筑红线，甲 方为了充分利用场地，要求尽可能减小墙面坡度，现 场有旧挡土墙可利用的毛石，综合考虑各种因素，决 定采用重力式俯斜式挡土墙，下面仅取 ,-墙高截面 设计和验算。 0&3 基本资料 填土重度 ’ 73,1$ -，挡土墙计算高度 ,7,&)-， 地表均布荷载 -701$ -6，土的粘聚力 .701$ -，墙背 填土内摩擦角! 7*09，挡土墙的墙背倾角 # 7.09，土 的坡度 ( 7)9，土对挡土墙背的摩擦角 ) 76*&0，毛石砌 体重度 ’ ) 7661$ -。 0&6 主动土压力计算 /5 73&3:)&0’ ,6 05 7633&*31$ 0&* 稳定验算 ’ 抗滑验算：!7**.&),1$，!; 7**0&’1$，!< 7**&/1$ /5; 7/5 =%>（’0&.,）73’.&*.1$ /5< 7/5 >?;（’0&.,）7303&’’1$ 其中：! 为挡土墙自重；# ) 70&.69为墙底倾角；土对 挡土墙的摩擦系数 $按硬塑粘性土取 )&*0。 0> 7（**0&’(3’.&*.）:)&*0 （303&’’@**&/） 73&’*A3&* （满足要求） ( 抗倾覆验算：!1)70’6&,/1$·-，/5B73/0&*.1$·-， /5C73*3&0’1$·-，1D 76&,,0-，2D 76&*). 0 < 7（0’6&,/(3*3&0’:6&,,0）（3/0&*.:6&*).） 76&’6A3&/ （满足要求） 0&’ 墙底地基承载力验算 将各力向墙底中心简化，求出墙底中心处竖向 荷载 ’和力矩 #： ’7!(/5C 7’/,&/61$ #7**6&’’1$·- 偏心矩 37# ’7**6&’’ ’/,&/67)&.)8-，4 /7)&/2 37)&.)824 ’7)&8-，&73&)8-，%73&))-。 墙底最大压力：5-5B76（((!）E*%&）76,/&*/145 地基承载力修正值 *5（47*&/-，673&0-）： *57*1 (* F ’ （4@*）(* G ’ -（6@)&0）76*0&6’145 5-5B76,/&*/"3&6*5 76,6&68145 相差 3&’H20H，满足要求。 0&0 墙身强度验算 采用毛石 IJ*)，砂 浆 I0，抗压强度设计值 (703)145，抗剪强度设 计值*K 73/)145。取)@) 截面验算（如图 ’），则： ’ 受压 ’760/&)31$2! (" 7)&,:03):6&/0* 73),6&’1$，满足要求。 ( 受剪 )2/5B 73/0&*.2（*K(+ $ % )）" 7（3/)()&3,:60/&)3 6&/0*）:6&/0*7’.)&0/1$，满足要求。 % 小结 重力式挡土墙的设计一般是根据构造要求先假 定截面尺寸，如底宽为墙高的 3 6+3 *，墙顶宽# ’))--，墙背墙面满足放坡要求等，然后按假定截面 尺寸进行上面验算、调整。根据实际经验，高度 /- 以上的重力式挡土墙，其经济性、安全性均不如桩锚 体系挡土结构。所以如非特殊情况，高度 /-以上尽 量少采用重力式挡土墙。另外设计中墙背填土内摩 擦角、土对挡土墙背的摩擦角、地基土对墙基底的摩 擦系数等参数，对墙身截面尺寸影响较大，应根据现 场试验或传统资料准确选用。 参 考 文 献 3 LM 0))).@6))6 建筑地基基础设计规范 6 长沙有色冶金设计研究院总图所、湖南工业运输协会& 抗 震重力式挡土墙 * 陈忠达编著& 公路挡土墙设计& 人民交通出版社 63