重力式挡土墙设计
重力式挡土墙的仰斜墙背坡度一般采用1：0.25，不宜缓于1：0.30，俯斜墙背坡度一般为1：0.25~1：0.40。
混凝土和片石混凝土强顶宽度不因小于0.4m ，路肩挡土墙顶部应放置帽石，帽石应采用混凝土制作，其厚度不得小于0.4m，宽度不小于0.6m，墙外的飞檐宽度为0.1m 。
（2）强身材料
《铁路路基支当结构设计规范》（TB10025-2006）规定，重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土，比之TB10025-2001规范取消另外片石砌体挡土墙，所采用水泥标号不能低于C20。
2.4 挡土墙的排水及防水措施
2.4.1 挡土墙的排水措施
挡土墙排水设施的作用在于疏通墙后土体的水，以免墙后积水使墙身承受额外的静水压力，减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力，消除填料浸水后的膨胀压力挡土墙的排水措施通常由地面和墙身排水两部分组成，地面排水主要时防止地表水渗入墙后土或地基，地面排水措施有：
（1）设置地面排水沟，截引地表水。
（2）夯实回填土顶面和地表水松土，防止雨水和地面水下渗，必要时可铺砌层。
（3）路堑挡土墙趾前的边沟应予以铺砌加固，以防止边沟水渗入基础。 墙身排水主要时为了排除墙后积水，在墙身上应设置向墙外坡度不应小于4%的泄水孔，泄水孔应采用管形材料，其进水测应设反滤层。
对于墙后排水不定式填料有冻胀膨胀性时，应在墙后最低排泄水孔至墙顶下0.5m之间全部设置土工合成材料或厚度不小于0.5m的砂家卵石反滤层，既可减轻冻胀或膨胀力对强的影响，又可防止墙后产生静水压力，同时起反滤作用，在靠近路肩或地面的最低排水孔的进水口下部应设置隔水层。 2.4.2 防水层的设置
为防止水渗入墙身形成东海及水对墙身的腐蚀，在严寒地区或有浸水作用时，常在临水面涂以防水层。
（1）石砌挡土墙，先抹一层M5水泥砂浆（2cm厚），再涂以热沥青（2-3mm）。
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（2）混凝土挡土墙，涂抹两层热沥青（2-3mm）。
（3）钢筋混凝土挡土墙，常用石棉沥青及沥青浸制麻布各两层防护，或者加厚混凝土保护层，一般情况下可不设防水层，但片石砌筑挡土墙需用水泥砂浆抹成平缝。
2.5 伸缩缝与沉降缝
2.5.1 根据墙身断面情况设置沉降缝
为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝应设置伸缩缝，为避免因地基不均匀沉陷二引起墙身开裂，根据地基地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝，在平曲线地段，挡土墙可按折线形布置，并在转折处以沉降缝断开。设计中一般将沉降缝和伸缩缝合并设置，沿线路方向每隔10-20m设置一道，缝宽为2-3m。自墙顶做到基底，缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度不小于0.2m。当墙背为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝，路肩、路堤挡土墙两端应设置锥体护坡。 2.5.2 墙后回填土的选择
根据土压力理论分析可知，不同的土质对应的土压力时不同的。挡土墙设计中希望土压力越小越好，这样可以减少墙的断面，节省土石方量，从而降低造价。
（1）理想的回填土。卵石、硕砾、粗砂、中砂的内摩擦角较大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压力就小，从而节省工程量，保持稳定性，因此上述粗颗粒土为挡土墙后理想的回填土。本设计采用类型的回填土，且回填土年距离等于零，墙后回填土要分层夯实，以提高填土质量。
（2）可用的回填土，细沙、粉沙、含水量接近最佳含水量的粉土，粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗颗粒，外运不经济。
（3）不宜采用的回填土，凡软粘土成块的应黏土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀将产生额外的土压力，导致墙体外移，甚至失去稳定，故不能用作挡土墙的回填土。
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3 重力式挡土墙的检算
3.1 重力式挡土墙基底磨擦系数f的取值分析
重力式挡土墙失稳破坏是指挡土墙整体沿基底或基底土中某一滑动面向外滑移。设计重力式挡土墙时，常常以滑动破坏作为选定挡土墙截面尺寸的决定因素。滑动稳定性是检算土压力及其它外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力，与挡土墙自身重量及墙底与地基土之间的磨擦系数极大，其抗滑稳定系数Ks为搞滑力与滑动力之比，一般可用下式表示。
Ks=(G Ey)/Exf；G=ExKs/f-Ey (1)
由上式可知:在墙高确定(此时土压力的水平分力及竖向分力Ex、Ey也已经确定)，取规定的Ks值时，如果选定了磨擦系数f，就确定了挡土墙墙身重量G，也就确定了挡土墙墙身截面尺寸。因此，在其它条件确定时，挡土墙墙身重量G与磨擦系数f在反比。磨擦系数f值越小，所需的墙身自重G 就越大。而现行规范规定的磨擦系数f取值表在全国范围内通用，然而各省及地区的土质千差万别，因此导致规范规定的磨擦系数f值在具有普遍适用性时，必然相当保守，使得计算所需的G值比实际所需的G值大，从而使所设计的挡土墙载面尺寸偏大，加大了工程量，提高了工程成本。建议在设计此类挡土墙时应针对不同地区对各种不同类型土质进行实测，建立区域性的f取值范围，以避免设计过于保守。
3.2 重力式挡土墙抗倾覆稳定系数计算
首先，计算方法探讨
重力式挡土墙抗倾覆稳定系数K的计算公式为 K=[GZG EyZy]/ExZx(2)
式中，G——挡土墙单位长度的土压力水平及竖向分力； Ex，Ey——分别为单位长度的土压力水平及竖向分力；
ZG，Zy，Zx——分别为G，Ey ，Ex对重力式挡土墙趾点的力臂。 如，某公高速公路路肩式挡土墙，设计图套用挡土墙标准图，采用仰斜式挡土墙，墙高8m，地基承载力不小于250kN/m2。设计荷裁为汽-20。
该挡土墙建成不到半年时间就发生了破坏，墙身整体向外倾斜，并伴有竖向裂缝。破坏形式见图1。事故发生后，首先从施工方面查找原因，挡土墙施工过程各工序原始资料齐全，施工过程各工序质量检验符合规范要求，施工方面的原因可以排除。
其次，挡墙破坏图。其按传统设计方法进行验算，与表1结果相同，设计是
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没有问题的。实际上，设计所依据的挡土墙工作条件已经发生了和很大变化，挡土墙墙前土未及时回填压实，降雨后，雨水由挡土墙墙前渗透至基底粘土，地基土体浸水量越大。墙趾部分地基土体浸水湿软后，地基承载力降低较多，不足以支承墙趾应力，而挡土墙墙踵附近基底土体含水量较少，地基承载力降低较少，因此，在外力作用下，地基土体产生不均匀沉降，墙趾部分陷入地基(现场开挖后测得墙趾陷入地基内34cm左右)，此时挡土墙自重产生的力矩有一部分转化为倾覆力矩，挡土墙自重产生倾覆失稳，倾覆破坏点不在墙趾，而是绕挡土墙基底内某一点发生倾覆破坏。现行抗倾覆稳定系数计算方法的式(2)，应用于重力式挡土墙，其基本出发点是认为挡土墙只能绕墙趾点发生倾覆失稳，一般说来，当计算得到的K≥1.5时，认为该挡土墙不会产生倾覆破坏。如此之高的安全系数，在实际工程建设中当不致于发生挡土墙的倾覆失稳，然而重力式挡土墙经常发生的失稳破坏总是由最薄弱的点位开始，重力式挡土墙的倾覆失稳破坏，实际上，墙趾点不一定是最薄弱点，最危险的点应当是使倾覆稳定系数最小的点，它位于墙基底内某一点。公式(2)忽略了地基土与挡土墙之间的相互作用，当基底土质较软弱有可能产生不均匀沉降时，墙趾部分在土压力及自重作用下先行产生微小的下陷，此时墙身倾覆点不是在墙趾，而是在墙基底内某一点，故导致所计算的K值比实际的K值大，公式(2)虚假地的提高了抗倾覆稳定系数，偏于不安全。
3.3 重力式挡土墙抗倾覆稳定系数修正公式
首先，假设挡土墙绕基底内某一点o发生倾覆失稳破坏，如图2，则挡土墙重量可分为两部分，其中一部分墙体起倾覆作用，重量为G1，另一部分墙体起抗倾覆作用，重量为G2，由于地基土体不承受拉力，故地基土体对挡土墙基底的反力的合力为F，用公式(3)代替公式(2)进行K值的计算。
其次，挡墙受力图
K=(EyZ4 G2Z2 2/3Fx)/(G1Z1 ExZ3 )(3) 式中，x——倾覆点o至墙趾点的水平距离；
Z1，Z2，Z3，Z4——分别为G1，G2，Ex，Ey对倾覆点o的力臂。 据魏锡克偏心荷载作用下的地基极限承载力公式可求得F，见式(4)。
2F?X (4)
3qo式中qo为地基极限承载力，可用文献[1]公式求得。实际工作中，可以针对不同的挡土墙形式，编成电算程序，变换不同的倾覆点o，算出最小的抗倾覆稳定系数。
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