挡土墙设计说明书

某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下：

1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m，路面宽7.0m。

2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。

3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。

4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸：m,=0.40m,=0.60m）。

5．填料为砂性土，其密度18KN/m3，计算内摩擦角=35，填料与墙背间的摩擦角=。

6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力=450Kpa，基地摩擦系数为f=0.45。

7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体=22KN/m3，砌体容许压应力为Kpa，容许剪应力[]=100Kpa，容许拉应力[]=60 Kpa。

横断面原地面实测值及路基设计标高           表1

图1  K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图

（二）设置挡土墙的理由：

该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。

经过比较，决定设置路堤墙，因为若用路肩墙，经过初步估算，其承受的土的主动土压力较大，使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差，很容易让路基随其沿着山坡下滑，导致路基的破坏，因而不宜选用。

（三）挡土墙的尺寸拟定以及计算步骤

计算时，取K2+361处横断面来设计挡土墙（因为该处地形在七个横断面中最陡）。初步选定的尺寸为：

墙面高度(m)：h1=6   墙背坡度(+,-)：N=-0.25   墙面坡度：M=0.25

墙顶宽度(m)：b1=1.4   墙趾宽度(m)：db=0.4   墙趾高度(m)：dh=0.6

基地内倾坡度：N2=0.2   污工砌体容重(KN/m3)：r1=22

路堤填土高度(m)：a=2   路堤填土坡度：M0=1.5

路基宽度(m)：b0=8.5   土路基宽度(m)：d=0.5

填料容重(KN/m3)：R=18   填料内摩擦角(度)：φ=35  外摩擦角(度)：δ=17.5

基底摩擦系数：μ=0.45   基底容许承载力：[σ0](KPa)=450

挡土墙分段长度(m)：L1=15

计算时字母所代表的含义如下图：

1、 挡土墙的计算

1)对于车辆荷载：计算荷载为汽车－20级，验算荷载为挂车—100。

(1)求破裂角θ

假设破裂面交与荷载内，采用相应的公式计算：

挡墙的总高度：H=6.914m    挡墙的基地水平总宽度：B=1.571m

=38.4°

=.355

=.804

则θ=arctgθ=38.785°

验算破裂面是否交于荷载内：

堤顶破裂面至墙踵：(H+a)tgθ=7.1m

荷载内缘至墙踵：b-Htgα+d=5.229m

荷载外缘至墙踵：b-Htgα+d+b0=13.729m

故破裂面交于荷载内，与原假设相符，所选用公式正确。则计算图式为：

2、主动土压力计算

1)求主动土压力系数K和K1

=0.158

=0.903m

=2.516m

=3.495m

=1.59

2)求主动土压力及作用点位置

=108.446KN

=108.247KN

=6.552KN

=2.119m

=2.18m

3、稳定性验算

一般情况下，挡土墙的抗倾覆稳定性较易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑动稳定性和基底承载力来控制。

1)抗滑稳定性检算

挡土墙体积V=9.694m3   挡土墙自重G=213.274KN

=1.69

因为kc ≥ 1.3，则抗滑稳定性检算通过。

2)抗倾覆稳定性检算

=1.671

因为k0 ≥ 1.5，则抗倾覆稳定性检算通过。

3)基底应力检算

B=1.571m

=.7m

=.086m

因为e≤B/6

=185.639KPa

=94.14KPa

因为σmax< σ0，则基地应力检算通过，满足要求。

（四）挡土墙排水和变形缝设置

   为防止地表水渗入墙背填料或地基，因此设立地面排水沟。排水沟的横断面为梯形，底宽和沟深为0.5，边坡坡度为，沟底纵坡为。

为了迅速排除墙后积水，通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置3排排水孔。排水孔采用的方孔。上下交错设置，间距为。

为防止因地基不均匀沉陷而引起堵身开裂，根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。同时，为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。在此把沉降缝和伸缩缝结合在一起，全高设置，宽度为。

   挡土墙排水设施如下图所示：

图5 挡土墙排水和变形缝设置