《路基路面工程设计》课件 4.7 重力式挡土墙设计

路基防护支挡设计重力式挡土墙设计目录content重力式挡土墙的设计依据02重力式挡土墙的布置01重力式挡土墙的验算04重力式挡土墙设计步骤03重力式挡土墙的稳定措施050引言墙身基础沉降伸缩缝排水设施（1）定起讫点、墙长，衔接方式；（2）分段、设缝（3）布置基础；（4）布置泄水孔；（5）标注特征断面桩号，墙顶、基顶、基底、冲刷线等标高。1重力式挡土墙的布置纵向布置（墙址纵断面图上）

重力式挡土墙的布置包括纵向布置、横向布置、平面布置。（1）位置：墙高最大处；基础形式变化处（2）内容：断面尺寸；基础形式；埋深；排水设施；墙背填料类型等平面布置（一般不做）（1）地形地质复杂段；（2）沿河曲线段1重力式挡土墙的布置横向布置（1）材料要求（2）设计参数的取值（3）地基承载能力要求（4）主要工程数量（5）施工注意事项2重力式挡土墙的布置设计图纸中的简要说明2重力式挡土墙的布置

作用（或荷载）分类：永久、可变、偶然

作用（或荷载）效应组合（见下表）2重力式挡土墙的设计依据作用（或荷载）及其组合组合作用（或荷载）名称I挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合II组合I与基本可变荷载相组合III组合II与其他可变荷载、偶然荷载相组合

土工试验；参考下表选取2重力式挡土墙的设计依据墙后填料计算参数（γ、φ）填料种类综合内摩擦角φ0(°)内摩擦角φ(°)重度(kN/m3)黏性土墙高H≤6ｍ35～40――17～18墙高H＞6ｍ30～35――碎石、不易风化的块石――45～5018～19大卵石、碎石类土、不易风化的岩石碎块――40～4518～19小卵石、砾石、粗砂、石屑――35～4018～19中砂、细砂、砂质土――30～3517～18黏性土的“黏结”作用折算为摩擦角叠加到黏性土的内摩擦角中，称为综合内摩擦角。2重力式挡土墙的设计依据基底与地基计算参数（μ）地基土的分类摩擦系数μ软塑黏土0.25硬塑黏土0.30砂类土、粘砂土、半干硬的黏土0.30～0.40砂类土0.40碎石类土0.50软质岩石0.40～0.60硬质岩石0.60～0.70

现场试验；参考下表选取极限状态设计的分项系数法为主。2重力式挡土墙的设计依据设计方法式中：γ0——结构重要性系数，按下表的规定采用；

S——作用（或荷载）效应的组合设计值；

R——挡土墙结构抗力函数。墙高公路等级高速公路、一级公路二级及以下公路≤5.0ｍ1.00.95＞5.0ｍ1.051.0仍保留容许应力法

按墙高H确定的附加荷载强度进行换算2重力式挡土墙的设计依据等代均布土层厚度式中：h0

——换算土层厚度(m)；

q——车辆荷载附加荷载强度。墙高小于2m，取20kN/m2；墙高大于10m，取10kN/m2；墙高在2m～10m之内时，附加荷载强度用直线内插法计算。

γ——墙背填土的重度（kN/m3）。2重力式挡土墙的设计依据作用（或荷载）分项系数情况荷载增大对挡土墙结构起有利作用时荷载增大对挡土墙结构起不利作用时组合I，IIIIII，IIIII垂直恒载

0.901.20恒载或车辆荷载、人群荷载的主动土压力

1.000.951.401.30被动土压力

0.300.50水浮力

0.951.10静水压力

0.951.05动水压力

0.951.202重力式挡土墙的设计依据圬工构件或材料的抗力分项系数γf圬工种类受力情况受压受弯、剪、拉石料1.852.31片石砌体、片石混凝土砌体2.312.31块石、粗料石、混凝土预制块、砖砌体1.922.31混凝土1.542.311）根据地形地质条件，初步拟定挡土墙类型方案；2）在路基横断面图上布置挡墙；3）在墙址纵断面图上布置挡墙；4）验算墙身断面尺寸；5）根据验算结果，选取经济合理的设计断面；6）绘制挡墙横断面图、纵断面图和平面图；7）编制设计说明。3重力式挡土墙设计步骤设计步骤挡土墙破坏形式及稳定性要求

沿基底滑动绕墙趾转动而倾覆基底应力过大或不均匀沉陷墙身剪切破坏基底滑动稳定性倾覆稳定性基底应力和合力偏心距墙身断面强度破坏形式验算项目4重力式挡土墙的验算稳定性验算取单位长度土体研究，分析作用在挡土墙上的力系力系：主要力系附加力系特殊力系自重G、墙上恒载主动土压力Ea基底反力N与摩擦力T被动土压力（出于保守，常不计）4重力式挡土墙的验算前提（1）抗滑稳定性验算抗滑稳定方程抗滑稳定系数（2）抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定方程抗倾覆稳定系数（3）基础设计验算基底合力偏心距基底应力（4）墙身截面强度验算（略）4重力式挡土墙的验算验算方法及内容极限状态设计的分项系数法为主；仍保留容许应力法抗滑稳定方程抗滑稳定系数α0=0ºEp=0查表，组合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时取1.34重力式挡土墙的验算抗滑稳定性验算抗倾覆稳定方程抗倾覆稳定系数查表，组合Ⅰ、Ⅱ时取1.5；组合Ⅲ时取1.34重力式挡土墙的验算抗倾覆稳定性验算基底合力偏心距基底应力位于岩石地基上的挡土墙基底水平压应力重分布容许值：土质地基B/6；岩石地基B/4容许值：《公路桥涵地基与基础设计规范》20194重力式挡土墙的验算基底应力与合力偏心距计算4重力式挡土墙的验算墙身截面强度验算为确保墙身材料有足够的强度，不会被压坏或拉裂。应选择1-2个控制性断面进行验算。如图中的1-1、2-2、3-3截面。提高抗滑稳定性：倾斜基底；凸榫基础；人工基底（换土增加基底与地基间的摩擦系数）5重力式挡土墙的稳定措施提高抗倾覆稳定性：展宽墙趾；改变墙背与墙面坡度；改变断面形式5重力式挡土墙的稳定措施提高地基承载力或减小基底应力：人工基底（换土或人工加固地基）提高地基承载力；采用扩大基础，减小基底应力路肩挡土墙墙后填土表面为水平连续均布荷载补充

挡土墙的土压力计算路堤挡土墙墙后填土表