浅谈挡土墙稳定性验算.pdf

浅谈挡土墙稳定性验算

摘要根据实际铁路设计路基工点，介绍了挡土墙稳定性验算,即抗滑稳定性

验算、抗倾覆稳定性验算、基底应力及合力偏心距验算。

关键词挡土墙;稳定性;验算

0引言

在铁路工程中，经常用挡土墙来支挡上下高差的土体，而重力式挡土墙是用

得较多的一种形式。它的作用影响着铁路工程的建设投资和运营效益。挡土墙的

设计往往是路基设计工作的重点。某新建环形专用线位于内蒙古自治区准格尔旗

哈镇川谷地上，DK8+217～DK8+640段落位于低中山区，地形起伏较大，工点

长423m。线路在此以深路堑通过。由于边坡高度较高，需用重力式挡土墙对路

堑进行支挡防护，并且对挡土墙的稳定性进行验算。

图1挡土墙横断面

1工程概况

工点位于低中山区，地形起伏较大。地面高程一般在1110～1140m之间。

线路在此以深路堑通过，路堑边坡最大高度约61m。工点范围内地层为第四系上

更新统冲风积层砂质黄土；下伏侏罗系下统砂岩、泥岩。地震动峰值加速度0.05g

（相当于地震基本烈度六度）。土壤最大冻结深度1.7m。工点范围内特殊岩土为

膨胀性泥岩和砂质黄土。泥岩：具弱膨胀性，自由膨胀率43%～53%；砂质黄土：

具湿陷性。湿陷系数0.024～0.044，湿陷层厚度约7.0m，场地属Ⅱ级自重湿陷性

场地。勘测期间勘探深度内未见地下水。工点范围内无不良地质发育。

2工程措施

DK8+260～DK8+640段右侧路堑边坡设置路堑挡土墙，墙高6～8m，挡土

墙胸坡、背坡坡率均采用1:0.25，基础埋深1.5m，挡土墙采用C25片石混凝土

浇筑。挡墙设计参数：挡墙设计参数：φ=30°，f=0.3，γ=19kN/m3，[σ]=300kPa。

挡墙以上一级、二级、三级、五级堑坡采用框架锚杆护坡防护。

3挡土墙稳定性验算

对于重力式挡土墙，稳定性往往是设计中的控制因素。挡土墙的稳定性包括

抗滑稳定性和抗倾覆稳定性两方面。

3.1抗滑移稳定性验算

挡土墙的抗滑稳定性是指在土压力和其他外荷载的作用下，基底摩阻力抵抗

挡土墙滑移的能力，用抗滑稳定系数Kc表示，即用于挡土墙最大可能的抗滑力

与实际滑动力之比。

把基底设置成倾斜就是保持墙面高度不变，而使墙踵下降一定高度。与水平

基底相比，可以减小滑动力，增大抗滑力，从而增强抗滑稳定性。这时，不仅要

作沿基底的抗滑稳定性验算，同时，还要验算地基土沿墙踵平面的抗剪稳定性验

算。本次设计采用倾斜基底，稳定性验算采用下列公式：

式中：

Kc—沿倾斜基底的滑动稳定系数,一般情况取Kc=1.30；

WN—挡土墙的自重重力在倾斜基底法线方向的分力（kN）；

EN—挡土墙承受的土压力在倾斜基底法线方向的分力（kN）；

f—挡土墙墙底摩擦系数；

ET—挡土墙承受的土压力在倾斜基底切线方向的分力（kN）；

WT—挡土墙的自重重力在倾斜基底切线方向的分力（kN）；

W—挡土墙的自重重力（kN）；

E—挡土墙承受的土压力或滑坡推力（kN）；

η—挡土墙倾斜基底面与水平面的交角（度），逆时针为正，顺时针为负；

σ—铅垂线与挡土墙背坡面的交角（度）；

δ—挡土墙背坡面与挡土墙背面填土之间的内摩擦角（度）。

经计算可知，滑移力为80.856kN，抗滑力为105.359kN，滑移验算满足:Kc

=1.3031.300。通过验算,本设计的挡墙其抗滑移稳定系数达到1.303,高于规范

规定的1.3下限。因此,其在抗滑移稳定性上是安全的。从上述计算过程中可以看

出,挡墙抗滑移稳定性的主要因素有:a.挡墙的自身质量;b.基底和土的摩擦系数;c.

墙背主动土压力的大小。

通过上述验算可以发现,在解决挡墙的抗滑移稳定性上,可以通过几点来解

决:a.增加挡土墙的质量,采用比重较大的材料;b.提高岩土对基底的摩擦系数;c.减

小墙背主动土压力。

3.2抗倾覆稳定性

挡土墙的抗倾覆稳定性是指它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，用抗倾

覆稳定系数K0表示，其值为对墙趾的稳定力矩之和与倾覆力矩之和的比值，稳

定性验算采用下列公式；