悬臂式挡土墙稳定性计算

马金菊

（上海千年城市规划工程设计股份有限公司，上海市 221008）

1 设计参数

（1）墙身实际尺寸（见图1）

图1 挡土墙立面图（单位：mm）

挡墙墙高H=6.4 m，底宽B=7.4 m，挡土墙背与竖直面的夹角α=7°。

（2）物理参数

填土容重γ1=18 kN/m，混凝土容重γ2=25 kN/m，土的内摩擦角φ=20°，墙背与填土间的摩擦角δ=10°，基底摩擦系数f=0.4，修正后地基土容许承载力σ=152 kPa。

（3）设计荷载

汽车：公路—Ⅱ级，人群：5.0 kN/m2。

（4）稳定系数

抗倾覆稳定系数k0≥1.5，抗滑动稳定系数kc≥1.3。

2 土压力计算

利用《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）公式4.2.3-6计算挡土墙后的主动土压力。

（1）破坏棱体破裂面与竖直线间夹角θ的正切值

（2）挡土墙后填土的破坏棱体长度l0l0=tanθ×H=0.732×6.4=4.685（m）

（3）汽车荷载等代土层厚度h

（4）作用在挡土墙后的土压力

（5）主动土压力着力点

3 稳定性验算

3.1 竖向力合力及所有外力对验算截面的弯矩

（1）土压力对验算截面的弯矩

M1=-E·C=-220.38×2.314=-509.912（kN·m）

（2）挡墙自重对验算截面重心的弯矩

挡墙面积如图1所示，分成了8块，面积分别为：

D1=2×0.2=0.4（m2）

D2=0.5×0.22×2=0.22（m2）

D3=0.4×5.9=2.36（m2）

D4=0.5×0.5×4.3=1.075（m2）

D5=1.6×0.5=0.8（m2）

D6=0.5×2×1.6=1.6（m2）

（3）土的自重对验算截面重心的弯矩

挡墙背后土的面积如图1所示，分成4块，面积分别为：

T1=0.5×0.5×4.3=1.075（m2）

T2=2×4.3=8.6（m2）

T3=2×5.9=11.8（m2）

T4=0.5×1.6×2=1.6（m2）

汽车等代土层厚度的面积：

T5=h·l0=0.652×4.688=3.056（m2）

（4）人群荷载对验算截面重心的弯矩

M4=-2×2.4×5=-24（kN·m）

（5）栏杆对验算截面重心的弯矩

M5=-3.2×10=-32（kN·m）

所有外力对验算截面重心的弯矩

M=M1+M2+M3+M4+M5=104.833 kN·m竖向力合力

P=25·（D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8）+18·（T1+T2+T3+T4+T5+）+10+12=749.975（kN）

3.2 验算抗倾覆稳定系数

满足抗倾覆要求。

3.3 验算抗滑动稳定系数

满足抗滑动要求。

3.4 验算基底应力

满足基底应力要求。

4 结论

通过对此挡土墙稳定性及基底应力验算，说明此挡土墙设计比较合理，满足工程实际要求；同时此类型的挡土墙都可以运用此公式和思路来验算。

[1]JTG D63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2]JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].