重力式挡土墙设计步骤

（一）重力式挡土墙设计实例 页脚内容1 重力式挡土墙设计方法及要点重力式挡土墙设计方法及要点 二○一三年五月二○一三年五月 目目录录 （一）重力式挡土墙设计实例 一、概述一、概述2 2 二、重力式挡土墙的构造二、重力式挡土墙的构造 . .4 4 （一）墙身构造 .5 （二）排水设施 .7 （三）防水层 .8 （四）基础埋置深度 .9 三、重力式挡土墙的布置三、重力式挡土墙的布置 1 10 0 （一）挡土墙位置的选定 11 （二）纵向布置 12 （三）横向布置 . 13 （四）平面布置 . 13 四、重力式挡土墙的设计计算四、重力式挡土墙的设计计算 1 14 4 （一）作用在挡土墙上的力系 . 14 （二）挡土墙稳定性检算 . 16 （三）挡土墙基底应力及合力偏心距检算 . 22 （四）挡土墙墙身截面强度检算 .24 五、挡土墙常用设计参数五、挡土墙常用设计参数 . 29 . 29 （一）墙背土的物理力学指标 .29 （二）土与墙背的摩擦角δ 30 （三）基底与地层间的摩擦系数 . 31 （四）建筑材料的强度等级及容许应力 . 32 重力式挡土墙重力式挡土墙 一、概述一、概述 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的 稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌 片（块）石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可 直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种 挡土墙形式简单、施工方便，可就地取材、适应性强，因而应用广泛。 页脚内容2 （一）重力式挡土墙设计实例 由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定， 因此墙身断 面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建时往往受到承载力的限制。如 果墙过高，材料耗费多，因而亦不经济。当地基较好，墙高不大，且当 地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙，当墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背；若 多于一个坡度，则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂 直三种， 墙背向外侧倾斜时称为俯斜， 墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜， 墙背垂直时称为垂直；折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种， 如图 10-2 所示。 式 a) 俯斜b) 仰斜c) 垂直d) 凸形e) 衡重 图 10-2 重力式挡土墙墙背形式 仰斜墙背所受的土压力较小， 用于路堑墙时墙背与开挖面边坡 较贴合， 因而开挖量和回填量均较小， 但墙后填土不易压实， 不便施工。 当墙趾处地面横坡较陡时，采用仰斜墙背将使墙身增高，断面增大，如 图 10-3 所示， 所以仰斜墙背适用于路堑墙及墙趾处地面平坦的路肩墙或 路堤墙。 页脚内容3 （一）重力式挡土墙设计实例 图 10—３地面横坡对墙高的影响 俯斜墙背所受土压力较大，其墙身断面较仰斜墙背时要大， 通常在 地面横坡陡峻时，利用陡直的墙面，以减小墙高。俯斜墙背可做成台阶 形，以增加墙背与填土之间的摩擦力。 垂直墙背的特点介于仰斜和俯斜墙背之间。 凸形折线墙背系由仰斜墙背演变而来，上部俯斜、下部仰斜， 以减小上部断面尺寸，多用于路堑墙，也可用于路肩墙。 衡重式墙背在上下墙之间设有衡重台， 利用衡重台上填土的重 力使全墙重心后移，增加了墙身的稳定。由于采用陡直的墙面，且下墙 采用仰斜墙背，因而可以减小墙身高度，减少开挖工作量。 适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙，也可用于路堑墙。 二、重力式挡土墙的构造 重力式挡土墙的构造必须满足强度与稳定性的要求， 同时应考 虑就地取材，经济合理、施工养护的方便与安全。 页脚内容4 （一）重力式挡土墙设计实例 （一）墙身构造 重力式挡土墙的仰斜墙背坡度一般采用1:0.25，不宜缓于 1:0.30；俯斜墙背坡度一般为 1:0.25～1:0.40，衡重式或凸折式挡土墙下 墙墙背坡度多采用 1:0.25～1:0.30 仰斜，上墙墙背坡度受墙身强度控制， 根据上墙高度，采用 1:0.25～1:0.45 俯斜，如图 6-4 所示。墙面一般为直 线形，其坡度应与墙背坡度相协调。同时还应考虑墙趾处的地面横坡， 在地面横向倾斜时，墙面坡度影响挡土墙的高度，横向坡度愈大影响愈 大。因此，地面横坡较陡时，墙面坡度一般为1:0.05～1:0.20，矮墙时也 可采用直立；地面横坡平缓时，墙面可适当放缓，但一般不缓于 1:0.35。 图 10-4 挡土墙墙背和墙面坡度 仰斜式挡土墙墙面一般与墙背坡度一致或缓于墙背坡度； 衡重 式挡土墙墙面坡度采用 1:0.05，所以在地面横坡较大的山区，采用衡重 式挡土墙较经济。衡重式挡土墙上墙与下墙的高度之比，一般采用 4:6 较为经济合理。对一处挡土墙而言，其断面形式不宜变化过多，以免造 成施工困难，并且应当注意不要影响挡土墙的外观。 页脚内容5 （一）重力式挡土墙设计实例 混凝土块和石砌体挡土墙的墙顶宽度一般不应小于 0.5m，混 凝土墙顶宽度不应小于 0.4m。路肩挡土墙墙顶应以粗料石或 C15 混凝 土做帽石，其厚度不得小于0.4m，宽度不小于 0.6m，突出墙外的飞檐 宽应为 0.1m。 如不做帽石或为路堤墙和路堑墙， 应选用大块片石置于墙 顶并用砂浆抹平。 在有石料的地区， 重力式挡土墙应尽可能采用浆砌片石砌筑， 片石的极限抗压强度不得低于 30MPa。在一般地区及寒冷地区，采用 M7.5 水泥砂浆；在浸水地区及严寒地区，采用 M10 水泥砂浆。在缺乏 石料的地区，重力式挡土墙可用C15 混凝土或片石混凝土建造；在严寒 地区采用 C20 混凝土或片石混凝土。 为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂， 根据地基地质条件 的变化和墙高、墙身断面的变化情况需设置沉降缝。在平曲线地段，挡 土墙可按折线形布置，并在转折处以沉降缝断开。 为防止圬工砌体因收 缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝。 设计中一般将沉降缝和伸 缩缝合并设置，沿线路方向每隔 10～25m 设置一道，如图 10-5 所示。 缝宽为 2～3cm，自墙顶做到基底。缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥 青麻筋或沥青木板，塞入深度不小于0.2 m，当墙背为岩石路堑或填石 路堤时，可设置空缝。 页脚内容6 （一）重力式挡土墙设计实例 图 10-5 沉降缝与伸缩缝 （二）排水设施（二）排水设施 挡土墙排水设施的作用在于疏干墙后土体中的水和防止地表 水下渗后积水，以免墙后积水致使墙身承受额外的静水压力； 减少季节 性冰冻地区填料的冻胀压力；消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。 挡土墙的排水措施通常由地面排水和墙身排水两部分组成。 地面排 水主要是防止地表水渗入墙后土体或地基，地面排水措施有： 1、设置地面排水沟，截引地表水； 2、夯实回填土顶面和地表松土，防止雨水和地面水下渗，必 要时可设铺砌层； 3、挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基 础。 页脚内容7 （一）重力式挡土墙设计实例 墙身排水主要是为了排除墙后积水， 通常在墙身的适当高度处 布置一排或数排泄水孔， 如图 10-6 所示。 泄水孔的尺寸可视泄水量的大 小分别采用0.05m×0.1m、0.1m×0.1m、0.15m×0.2m 的方孔或直径为 0.05m～0.1m 的圆孔。孔眼间距一般为2～3m，干旱地区可予增大，