挡土墙设计实例.docx
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挡土墙设计实例
挡土墙设计实例
挡土墙是指支承填土或山坡土体、避免填土或土体变形失稳的构造物。
在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。
按照挡土墙的设置位置不同，分为、路堤墙、墙和山坡墙等。
设置于路堤的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。
本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。
1、重力式挡土墙
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
（m）
墙顶宽:
（m）
面坡倾斜坡度:
1:
背坡倾斜坡度:
1:
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
（m）
墙趾台阶h1:
（m）
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙底倾斜坡率:
:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
（kN/m3）
圬工之间摩擦系数:
地基土摩擦系数:
砌体种类:
片石砌体
砂浆标号:
5
石料强度（MPa）:
30
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
（度）
墙后填土粘聚力:
（kPa）
墙后填土容重:
（kN/m3）
墙背与墙后填土摩擦角:
（度）
地基土容重:
（kN/m3）
修正后地基土允许承载力:
（kPa）
地基土允许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
墙踵值提高系数:
平均值提高系数:
墙底摩擦系数:
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
（度）
土压力计算方式:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数
10
20
坡面起始距离:
（m）
地面横坡角度:
（度）
墙顶标高:
（m）
挡墙分段长度:
（m）
=====================================================================
组合1（仅取一种组合计算）
=============================================
组合系数:
1.挡土墙结构重力分项系数=√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=√
4.填土侧压力分项系数=√
5.车辆荷载引发的土侧压力分项系数=√
=============================================
[土压力计算]计算高度为（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按实际墙背计算取得:
第1破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是不是存在，计算后发觉第二破裂面不存在
墙身截面积=（m2）重量=kN
（一）滑动稳固性验算
基底摩擦系数=
采用倾斜基底增强抗滑动稳固性,计算进程如下:
基底倾斜角度=（度）
Wn=（kN）En=（kN）Wt=（kN）Et=（kN）
滑移力=（kN）抗滑力=（kN）
滑移验算知足:
Kc=>
滑动稳固方程验算：
滑动稳固方程知足:
方程值=（kN）>
地基土摩擦系数=
地基土层水平向:
滑移力=（kN）抗滑力=（kN）
地基土层水平向:
滑移验算不知足:
Kc2=<=
（二）倾覆稳固性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳固性
倾覆力矩=（kN-m）抗倾覆力矩=（kN-m）
倾覆验算知足:
K0=>
倾覆稳固方程验算：
倾覆稳固方程知足:
方程值=（kN-m）>
（三）地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
基础底面宽度B=（m）偏心距e=（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=（m）
基底压应力:
趾部=踵部=（kPa）
最大应力与最小应力之比=/=
作用于基底的合力偏心距验算知足:
e=<=*=（m）
墙趾处地基承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
墙踵处地基承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
地基平均承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
（四）基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
（五）墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积=（m2）重量=kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=（m）
[允许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作使劲臂Zn=（m）
截面宽度B=（m）偏心距e1=（m）
截面上偏心距验算知足:
e1=<=*=（m）
截面上压应力:
面坡=背坡=（kPa）
压应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
[极限状态法]:
重要性系数0=
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=（kN）
轴心力偏心影响系数醟=
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=（m2）
材料抗压极限强度Ra=（kPa）
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=
计算强度时:
强度验算知足:
计算值=<=（kN）
计算稳固时:
稳固验算知足:
计算值=<=（kN）
（六）台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按实际墙背计算取得:
第1破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是不是存在，计算后发觉第二破裂面不存在
墙身截面积=（m2）重量=kN
[强度验算]
验算截面以上，墙身截面积=（m2）重量=kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=（m）
[允许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作使劲臂Zn=（m）
截面宽度B=（m）偏心距e1=（m）
截面上偏心距验算知足:
e1=<=*=（m）
截面上压应力:
面坡=背坡=（kPa）
压应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
拉应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
[极限状态法]:
重要性系数0=
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=（kN）
轴心力偏心影响系数醟=
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=（m2）
材料抗压极限强度Ra=（kPa）
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=
计算强度时:
强度验算知足:
计算值=<=（kN）
计算稳固时:
稳固验算知足:
计算值=<=（kN）
2、衡重式挡土墙
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
（m）
上墙高:
（m）
墙顶宽:
（m）
台宽:
（m）
面坡倾斜坡度:
1:
上墙背坡倾斜坡度:
1:
下墙背坡倾斜坡度:
1:
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
（m）
墙趾台阶h1:
（m）
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙底倾斜坡率:
:
1
下墙土压力计算方式:
力多边形法
物理参数：
圬工砌体容重:
（kN/m3）
圬工之间摩擦系数:
地基土摩擦系数:
砌体种类:
片石砌体
砂浆标号:
5
石料强度（MPa）:
30
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
（度）
墙后填土粘聚力:
（kPa）
墙后填土容重:
（kN/m3）
墙背与墙后填土摩擦角:
（度）
地基土容重:
（kN/m3）
修正后地基土允许承载力:
（kPa）
地基土允许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
墙踵值提高系数:
平均值提高系数:
墙底摩擦系数:
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
（度）
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数
10
20
地面横坡角度:
（度）
墙顶标高:
（m）
挡墙分段长度:
（m）
=====================================================================
组合1（仅取一种组合计算）
=============================================
组合系数:
1.挡土墙结构重力分项系数=√
2.填土重力分项系数=√
3.填土侧压力分项系数=√
4.车辆荷载引发的土侧压力分项系数=√
=============================================
[土压力计算]计算高度为（m）处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按假想墙背计算取得:
第1破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是不是存在，计算后发觉第二破裂面存在：
第2破裂角=（度）第1破裂角=（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按力多边形法计算取得:
破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
墙身截面积=（m2）重量=kN
衡重台上填料重=（kN）重心坐标,（相对于墙面坡上角点）
（一）滑动稳固性验算
基底摩擦系数=
采用倾斜基底增强抗滑动稳固性,计算进程如下:
基底倾斜角度=（度）
Wn=（kN）En=（kN）Wt=（kN）Et=（kN）
滑移力=（kN）抗滑力=（kN）
滑移验算知足:
Kc=>
滑动稳固方程验算：
滑动稳固方程知足:
方程值=（kN）>
地基土摩擦系数=
地基土层水平向:
滑移力=（kN）抗滑力=（kN）
地基土层水平向:
滑移验算知足:
Kc2=>
（二）倾覆稳固性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=（m）
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=（m）
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=（m）
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=（m）
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳固性
倾覆力矩=（kN-m）抗倾覆力矩=（kN-m）
倾覆验算知足:
K0=>
倾覆稳固方程验算：
倾覆稳固方程知足:
方程值=（kN-m）>
（三）地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
基础底面宽度B=（m）偏心距e=（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=（m）
基底压应力:
趾部=踵部=（kPa）
最大应力与最小应力之比=/=
作用于基底的合力偏心距验算知足:
e=<=*=（m）
墙趾处地基承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
墙踵处地基承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
地基平均承载力验算知足:
压应力=<=（kPa）
（四）基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
（五）上墙截面强度验算
上墙重力Ws=（kN）
上墙墙背处的Ex=（kN）
上墙墙背处的Ey=（kN）
相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=（m）
相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=（m）
相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=（m）
[允许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾，合力作使劲臂Zn=（m）
截面宽度B=（m）偏心距e1=（m）
截面上偏心距验算不知足:
e1=>*=（m）
截面上压应力:
面坡=背坡=（kPa）
压应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
拉应力验算不知足:
计算值=>（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
斜截面剪应力检算
斜剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
[极限状态法]:
重要性系数0=
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=（kN）
轴心力偏心影响系数醟=
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=（m2）
材料抗压极限强度Ra=（kPa）
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=
计算强度时:
强度验算知足:
计算值=<=（kN）
计算稳固时:
稳固验算知足:
计算值=<=（kN）
（六）墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积=（m2）重量=kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=（m）
[允许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作使劲臂Zn=（m）
截面宽度B=（m）偏心距e1=（m）
截面上偏心距验算知足:
e1=<=*=（m）
截面上压应力:
面坡=背坡=（kPa）
压应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
[极限状态法]:
重要性系数0=
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=（kN）
轴心力偏心影响系数醟=
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=（m2）
材料抗压极限强度Ra=（kPa）
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=
计算强度时:
强度验算知足:
计算值=<=（kN）
计算稳固时:
稳固验算知足:
计算值=<=（kN）
（七）台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为（m）处的库仑主动土压力
计算上墙土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按假想墙背计算取得:
第1破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是不是存在，计算后发觉第二破裂面存在：
第2破裂角=（度）第1破裂角=（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=（度）
按力多边形法计算取得:
破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
[强度验算]
验算截面以上，墙身截面积=（m2）重量=kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=（m）
[允许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作使劲臂Zn=（m）
截面宽度B=（m）偏心距e1=（m）
截面上偏心距验算知足:
e1=<=*=（m）
截面上压应力:
面坡=背坡=（kPa）
压应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算知足:
计算值=<=（kPa）
[极限状态法]:
重要性系数0=
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=（kN）
轴心力偏心影响系数醟=
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=（m2）
材料抗压极限强度Ra=（kPa）
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=
计算强度时:
强度验算知足:
计算值=<=（kN）
计算稳固时:
稳固验算知足:
计算值=<=（kN）
=====================================================================
3、加筋土挡土墙
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
（m）
筋带竖向间距是不是不等:
否
单个筋带厚:
1（mm）
筋带水平方向间距:
（m）
筋带竖直方向间距:
（m）
筋带长度竖向分段数:
2
分段序号高度（m）筋带长（m）
1
2
筋带序号筋带宽（m）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
物理参数:
加筋土容重:
（kN/m3）
加筋土内摩擦角:
（度）
筋带允许拉应力:
（MPa）
土与筋带之间的摩擦系数:
加筋土浮容重:
（kN/m3）
地基土浮重度:
（kN/m3）
筋带抗拔力计算调节系数:
筋带材料抗拉计算调节系数:
筋带材料强度标准值:
（MPa）
筋带材料抗拉性能的分项系数:
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
（度）
墙后填土粘聚力:
（kPa）
墙后填土容重:
（kN/m3）
地基土容重:
（kN/m3）
修正后地基土允许承载力:
（kPa）
地基土允许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
墙踵值提高系数:
平均值提高系数:
墙底摩擦系数:
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
（度）
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数
10
20
地面横坡角度:
（度）
墙顶标高:
（m）
挡墙分段长度:
（m）
计算参数:
稳固计算目标:
给定圆心,半径计算安全系数
圆心X坐标:
（m）
圆心Y坐标:
（m）
半径:
（m）
筋带对稳固的作用:
筋带力沿圆弧切线
内部稳固分析采用方式:
应力分析法
条分法的土条宽度:
（m）
墙后填土粘聚力:
（kPa）
墙体填土粘聚力:
（kPa）
地基土粘聚力:
（kPa）
土条切向分力与滑动方向反向时:
看成下滑力对待
=====================================================================
第1种情形:
组合1
=============================================
组合系数:
1.挡土墙结构重力分项系数=√
2.填土侧压力分项系数=√
3.车辆荷载引发的土侧压力分项系数=√
=============================================
----------------------------------------------------------
内部稳固性验算
采用应力分析法
（一）应力分析法
筋带号宽度总长度稳固区竖向压应水平应最大拉力抗拉力抗拔力
（m）（m）长度（m）力（kPa）力（kPa）设计值（kN）（kN）（kN）
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
单个筋带结点抗拔稳固知足:
拉力设计值=<=（kN）
筋带截面抗拉强度验算知足:
拉力设计值=<=（kN）
全墙抗拔验算知足:
最小安全系数=>=
----------------------------------------------------------
外部稳固性验算
[土压力计算]计算墙背处的库仑主动土压力
按假想墙背计算取得:
第1破裂角：
（度）
Ea=Ex=Ey=（kN）作用点高度Zy=（m）
墙身截面积=（m2）重量=kN
墙顶上的土重（包括超载）=（kN）重心坐标,（相对于墙面坡上角点）
墙顶上的土重（不包括超载）=（kN）重心坐标,（相对于墙面坡上角点）
（一）滑动稳固性验算
基底摩擦系数=
滑移力=（kN）抗滑力=（kN）
滑移验算知足:
Kc=>
滑动稳固方程验算：
滑动稳固方程知足:
方程值=（kN）>
（二）倾覆稳固性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=（m）
相对于墙趾点，墙土压力Ey的力臂Zx=（m）
相对于墙趾点，墙土压力Ex的力臂Zy=（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳
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