公路挡土墙设计浅析

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17、打印发布:2009-6-1411:14作者:lq52搜集来源:路桥吾爱搜集查看:

18、938次评论:0条好评:0分　一、前言　　　　公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。　　　　二、挡土墙设计的基础资料及设计参数　　　　（一）基础资料　　挡土墙设计时，必须具备以下资料：路线平面图、纵断面图、横断面图，地质资料（包括工程地质勘察报告、工程物探报告），地震勘探报告，水文资料，总体设计资料及构造物一览表等。　　（二）设计参数的选取　　1、墙背填料的物理力学性质对

19、于山岭重丘二、三级公路的挡土墙设计，当缺乏试验数据时，填料的计算内摩擦角及容重可参照公路规范选用。　　2、墙背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。公路中，对于浆砌片石墙体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。　　3、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。　　　　三、挡土墙的选型　　　　（一）材料选择　　浆砌片石挡土墙取材容易，施工简便，适用范围比较广泛。公路中，石料资源较为丰富，在挡土墙高≤10米时，因地制宜，采用浆砌片石砌筑，可以较好地满足经济、安全方面的要求。　　（二）截面形式

20、选择　　根据挡土墙结构类型及其特点分析，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。同时，由于公路地面横坡比较陡峭，若采用仰斜式挡土墙，会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。一般在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。当墙高≥5且地基条件较好时，采用衡重式挡土墙，可以有效地减小截面，节省材料。　　（三）位置选择　　在挖方边坡比较陡峭时，采用路堑挡土墙，可以降低边坡高度，减少山坡开挖，避免破坏山体平衡；在地质条件不良情况下，还可以支挡可能坍滑的山坡土

21、体。对于采用路肩挡土墙或路堤挡土墙，应结合具体条件考虑，必要时应作技术经济比较。因为路堤挡土墙承受荷载较大，受力条件较为不利，截面尺寸也较大，所以录路堤墙与路肩墙的墙高或截面污工数量较为接近，基础情况相仿时，采用路肩墙比较有利。　　　　四、土压力的计算　　　　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。　　（一）库伦主动土压力计算公式及计

22、算简图　　主动土压力计算公式：　　Eα=1/2γH2Ka　　式中：Eα——主动土压力(KN)，γ——土的容重（KN/m3），H——挡土墙高(m)，Ka——库伦主动土压力系数。　　（二）第二破裂面土压力的计算　　在挡土墙设计中，当墙背或假想墙背的倾角α1或α’1大于第二破裂面的倾角αi，或作用于墙背或假想墙背的土压力对墙背法线的倾角δ’小于或等于墙背摩擦角δ时，就会出现第二破裂面，这种情况下，应按破裂面出现的位置来求算土压力。　　对于一般常用的俯仰式挡土墙，不会出现第二破裂面，对于衡重台较宽的衡重式挡土墙，则较易出现第二破裂面。各种边界

23、条件的第二破裂面主动土压力计算公式详见《公路设计手册·路基》。　　　　五、挡土墙的稳定验算及强度验算　　　　挡墙的验算方法有二种：一种是采用分项安全系数的极限状态法，另一种是总安全系数的容许应力法。目前国内多数应用容许应力法设计挡土墙。下面是采用容许应力法进行挡土墙验算的简介。　　（一）滑动稳定验算　　挡土墙沿基底的滑动稳定系数Kc应不小于1.3。计算公式为：　　Kc=（W+Ey）f/Ex　　式中：W——挡土墙自重，衡重式时，包括衡重台上的土重(KN)，Ex，Ey——主动土压力的水平和垂直分力（KN），f——基底摩擦系数。　　设计中，

24、为增加挡土墙的抗滑稳定性，常将基底做成向内倾斜，以增大滑动稳定系数。基底斜坡坡度一般不超过1:5。　　（二）倾覆稳定验算　　挡土墙绕墙趾的倾覆稳定系数Ko应不小于1.5。计算公式为：　　Ko=（WZw+EyZx）/（Ex