挡土墙计算方法

重力式挡土墙设计计算方法WrittenBy飘叶它乡-1-挡土墙计算方法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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)454035302614-212.填料标准容重土的种类砾石、碎石、砾质土砂、砂质土粉土、粘性土（ωl50%）石灰土（石灰10%）粉煤灰容重（KN/m3）20191818153.墙背摩擦角（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〉）（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0.167.067.05.05.033.033.00从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用值等于或略小于值。2）原苏联电站部水工挡土墙设计规范取用的外摩擦角值如下表。180-(90-)(90-)~(90-2/)(90-2/)~(90+2/)(90+2/)~(90+)(90+)-~000/4/3/200/4/22/33/40~0/22/33/4:填土表面倾斜角；：挡土墙墙背倾斜角；：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.地基容许承载力重力式挡土墙设计计算方法WrittenBy飘叶它乡-2-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。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：aKHF221)cos(FFH)sin(FFV222)cos()cos()sin()sin(1)(coscos)(cosaK：墙背与铅直面的夹角，：墙后回填土表面坡度。2）朗肯主动土压力公式：aKHF221)2/45(2oatgK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。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：重力式挡土墙设计计算方法WrittenBy飘叶它乡-3-22002204)245(4)245()245(HCCHtgtgHtgdd：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：HGfKcf：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：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：2maxmin6BMBGP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1.52.02.5表格来源于：SL265-2001〈水闸设计规范〉