挡土墙计算书讲解
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挡土墙基础换填计算书(二)引言概述:本文是关于挡土墙基础换填计算书的第二部分。
挡土墙是一种用于抵抗土体侧向压力的结构,基础换填是挡土墙设计中重要的一环。
本文将分五个大点,从不同角度对挡土墙基础换填进行深入探讨。
1. 挡土墙基础换填计算方法1.1 基础换填计算的目的和意义1.2 基础换填计算的基本原理1.3 基础换填计算的方法和步骤1.4 基础换填计算的相关公式和参数说明1.5 基础换填计算的常见问题及解决方法2. 挡土墙基础换填设计考虑因素2.1 土壤力学参数的测定方法2.2 基础换填计算中的土壤力学参数2.3 基础换填设计的地下水位考虑2.4 挡土墙基础换填设计的坡度选择2.5 挡土墙基础换填设计与附近建筑物的关系3. 挡土墙基础换填的施工要点3.1 基础换填的施工前准备工作3.2 挡土墙基础换填的施工方法和流程3.3 施工中的质量控制措施3.4 基础换填施工中常见的问题及解决方法3.5 施工后的验收标准和质量评估方法4. 挡土墙基础换填的监测和监控4.1 挡土墙基础换填监测的目的和方法4.2 监测过程中需要关注的指标和参数4.3 监测数据的采集和分析方法4.4 监测结果的评估与判断4.5 监测报告的编写和使用5. 挡土墙基础换填设计的经济性和可持续性5.1 基础换填设计的成本控制和经济评估5.2 基础换填设计与环境保护的关系5.3 可持续性设计理念在基础换填中的应用5.4 基础换填设计的社会效益分析5.5 挡土墙基础换填设计的可行性研究总结:通过对挡土墙基础换填计算的深入研究,我们可以更好地理解它的设计原理和施工要点。
同时,考虑到经济性和可持续性,我们可以优化基础换填设计,从而提高挡土墙的安全性和稳定性。
挡土墙基础换填的设计与施工需要综合考虑多个因素,通过本文的学习,我们能够更加全面地了解挡土墙基础换填,并在实际工作中进行合理的应用。
5米挡土墙计算书一、工程概述本挡土墙设计高度为 5 米,主要用于支撑土体,防止土体坍塌,保障周边建筑物和道路的安全。
挡土墙的位置、地形条件以及所承受的荷载等因素对其设计和计算有着重要的影响。
二、设计依据1、相关的工程地质勘察报告,了解土体的物理力学性质,如重度、内摩擦角、粘聚力等。
2、国家和地方现行的有关挡土墙设计的规范和标准,确保设计符合安全性和可靠性的要求。
三、荷载计算1、土压力计算土压力的计算是挡土墙设计的关键。
根据库仑土压力理论,考虑墙后填土的性质、墙背的倾斜程度和粗糙程度等因素,计算主动土压力。
假设墙后填土为砂土,重度为γ,内摩擦角为φ,墙背与竖直方向的夹角为α,填土表面与水平方向的夹角为β,则主动土压力系数 Ka 为:Ka =tan²(45° φ/2)主动土压力的大小为:Ea =05 × γ × H² × Ka其中,H 为挡土墙的高度,即 5 米。
2、墙身自重计算根据挡土墙所选用的材料,计算其单位体积的重量,然后乘以挡土墙的体积,得到墙身的自重。
四、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算为了保证挡土墙在土压力作用下不会发生滑移,需要进行抗滑移稳定性验算。
抗滑移稳定系数 Ks 应满足:Ks =(μ × W + Ean) / Eax其中,μ为基底摩擦系数,W 为墙身自重垂直于基底的分量,Ean 为土压力的法向分量,Eax 为土压力的水平分量。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算旨在确保挡土墙在土压力作用下不会绕墙趾发生倾覆。
抗倾覆稳定系数 Kt 应满足:Kt =(Mv + Mr) / Mo其中,Mv 为墙身自重对墙趾的抗倾覆力矩,Mr 为土压力对墙趾的抗倾覆力矩,Mo 为土压力对墙趾的倾覆力矩。
五、基底应力验算1、基底平均应力基底平均应力应小于地基的承载力特征值,以保证地基不会发生破坏。
基底平均应力 p 为:p =(W + Ey) / A其中,Ey 为垂直于基底的土压力分量,A 为基底面积。
挡土墙计算书概述挡土墙是一种常用的土木结构,用于抵抗土体的水平推力并防止坡面的崩塌。
在设计挡土墙时,需要进行一系列的计算,包括土体的力学特性、挡土墙的稳定性和安全性等方面。
本文档将介绍挡土墙的计算方法和步骤,帮助工程师有效地设计挡土墙。
土体力学参数的确定在进行挡土墙计算之前,需要确定土体的力学参数,包括土的单位重量、内摩擦角、Cohesion等参数。
这些参数可以通过室内试验或现场勘测等方法来确定。
一般情况下,可以通过下面的公式来计算土的体积重量:γ = G / V其中,γ表示土的体积重量,G表示土的总重量,V表示土的体积。
挡土墙的稳定性计算挡土墙的倾覆稳定性计算挡土墙的倾覆稳定性是指抵抗土体推力导致挡土墙倾覆的能力。
倾覆力矩可以通过以下公式计算得出:M = q * h * (H/2)其中,q表示土的推力,h表示挡土墙的有效高度,H表示挡土墙的总高度。
为了保证挡土墙的稳定性,倾覆力矩必须小于等于抵抗倾覆力矩。
可以通过下面的公式计算出抵抗倾覆力矩:M_resistance = W * e其中,W表示挡土墙的有效重量,e表示挡土墙的倾覆系数。
挡土墙的滑动稳定性计算挡土墙的滑动稳定性是指抵抗土体推力导致挡土墙沿坡面滑动的能力。
滑动力可以通过以下公式计算得出:F = γ * A * P其中,γ表示土的体积重量,A表示挡土墙的投影面积,P 表示投影面积内土的水平推力。
为了保证挡土墙的稳定性,滑动力必须小于等于抵抗滑动力。
抵抗滑动力可以通过下面的公式计算得出:F_resistance = W * tan(θ)其中,W表示挡土墙的有效重量,θ表示土的内摩擦角。
挡土墙的安全系数计算挡土墙的安全系数是指挡土墙在各个方向稳定性均满足要求时的抗推力能力与土体推力的比值。
安全系数越大,表明挡土墙越稳定。
挡土墙的安全系数可以通过以下公式计算得出:FS = F_resistance / F其中,F_resistance表示挡土墙的抗推力能力,F表示土的推力。
挡土墙工程量计算书一、工程概况本次挡土墙工程位于_____,主要用于防止土体坍塌和保持土体稳定。
挡土墙的长度为_____米,高度从_____米到_____米不等,墙体采用_____材料砌筑。
二、计算依据1、设计图纸及相关技术规范。
2、现场实测数据。
三、计算方法1、挡土墙体积计算挡土墙的体积可以分为基础部分和墙体部分分别计算。
基础部分体积=基础长度 ×基础宽度 ×基础高度。
墙体部分体积=墙体长度 ×墙体平均厚度 ×墙体高度。
2、土方工程量计算挖方量=基础开挖长度 ×基础开挖宽度 ×基础开挖深度。
填方量=(基础回填长度 ×基础回填宽度 ×基础回填深度)+(墙后填土长度 ×墙后填土宽度 ×墙后填土高度)。
3、钢筋工程量计算根据设计图纸,统计不同规格钢筋的长度和数量。
钢筋重量=钢筋长度 ×钢筋单位重量。
4、混凝土工程量计算混凝土体积=混凝土浇筑部位的长度 ×宽度 ×厚度。
四、计算过程1、基础体积计算基础长度:_____米基础宽度:_____米基础高度:_____米基础体积=_____立方米2、墙体体积计算墙体长度:_____米墙体平均厚度:_____米墙体高度:_____米墙体体积=_____立方米3、土方工程量计算基础开挖长度:_____米基础开挖宽度:_____米基础开挖深度:_____米挖方量=_____立方米填方量基础回填长度:_____米基础回填宽度:_____米基础回填深度:_____米墙后填土长度:_____米墙后填土宽度:_____米墙后填土高度:_____米填方量=_____立方米4、钢筋工程量计算钢筋规格及数量规格 1:_____,数量:_____根,长度:_____米规格 2:_____,数量:_____根,长度:_____米钢筋重量计算规格 1 钢筋重量=_____ ×单位重量=_____千克规格 2 钢筋重量=_____ ×单位重量=_____千克……总钢筋重量=_____千克5、混凝土工程量计算基础混凝土体积:_____立方米墙体混凝土体积:_____立方米总混凝土体积=_____立方米五、计算结果汇总1、挡土墙体积:_____立方米2、挖方量:_____立方米3、填方量:_____立方米4、钢筋重量:_____千克5、混凝土体积:_____立方米六、注意事项1、计算过程中应严格按照设计图纸和相关规范进行,确保数据的准确性。
重力式挡土墙计算书
1、挡土墙的基本参数
挡土墙的长度{L}:50m
挡土墙的高度{H}:5.5m
挡土墙底部圆角半径{R}:2.5m
墙体材料:砂石混合土
墙体的水平受力系数{Ks:1.2}
墙体的垂直受力系数{Kv:1.5}
挡墙的抗拉强度{σs:3.0}
挡墙的抗压强度{σv:6.0}
2、挡土墙斜面稳定性分析
设砂石混合土斜面的弧度α等于25度,有:斜面抗滑系数Ks=tanαcosα=0.44
挡土墙自重又称为内力,有:
内力P=0.6Hγ=33.0KN
挡土墙斜面上的地力有:
地力Pz=KsHγ=22.2KN
挡土墙的抗力有:
抗力P’=KvHσv=99.0KN
挡土墙斜面稳定性分析,有:
P/Pz=33.0/22.2=1.49>1;P/P’=33.0/99.0=0.33<1
说明该重力式挡土墙符合稳定的要求。
3、挡土墙的强度计算
挡土墙顶部的竖向受力有:
竖向受力F=0.5H2γ=58.5KN
挡土墙底部的水平受力有:
水平受力F=KsLHγ=88.2KN
挡土墙自重、竖向受力及水平受力的最大值均小于墙体的抗力(99.0KN),故该挡土墙的强度设计符合要求。
专业课程设计公路路基设计学号:班级:姓名:日期:挡土墙设计阐明书本次设计重点放在重力式挡土墙。
挡土墙样式如图所示,个别桩号填土高度不不小于3m,不设置挡土墙,改成设置边坡,尚有个别桩号填土高度不不小于10m,设置衡重式挡土墙,不小于8M 旳填土高度旳,设置成多层挡土墙,在验算时,先计算第一层挡土墙稳定性,后验算下一层(多层挡土墙设计措施:先设第一层,8米左右,然后设护坡道,继续设计第二道挡土墙,护坡道够宽,则不计入第一层旳荷载,假如护坡道较窄,则把第一层挡土墙自重和上部活载作为荷载作用在第二道挡土墙上!宽窄是通过计算挡土墙旳破裂角来判断旳。
详细见计算书:挡土墙计算书桩号0+000,截面尺寸如图所示,第一层挡土墙尺寸12128,0.8, 2.088, 2.788,0.5,1,0.558, 1.2s h m b m b m b m b m h m h m =======埋深米第二层挡土墙尺寸: 1217, 1.4, 2.64, 2.5,0.5,0.8, 1.2s h m b m b m b m b m h m ======埋深米墙面坡度1:0.2,墙底与地基旳交角0.2:1,基地摩擦系数f=0.5(1)汽车荷载当量换算L B=Nb+(N-1)d=4 3.5+30.5=15.5m 4550h 0.531815.515NQ m BL γ汽车前后轮总距(2)破裂角 与土压力旳计算()()12t 000353570700.639632.6cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.264112A g tg tg tg KK tg tg tg tg E H KK ψαδϕθψθθϕθαθϕγ=-==++=++==-=-+==++=+=+++====01=2主动土压力系数3主动土压力E2h K 1+H()20111880.264152.0642cos()152.064cos(035)124.56sin()152.064sin(035)87.224 2.6733X y y E E E E h H Z K αδαδ⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+==+=y土压力作用点位置Z(3)挡土墙自重G1234()23(5.16 4.154 2.5880.712)290.11()G A A A A A KN γγ==+++=⨯+++=12342.19,0.93, 1.69, 1.13X m X m X m X m ====1234118.68,95.45,59.53,16.37G KN G KN G KN G KN ====(4) 挡土旳抗滑稳定性验算 yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()cos sin cos ()sin y X c X y u G E E K E G E αααα++==-+∑0.5((290.1187.22)cos11.3124.56sin11.3) 2.04124.56cos11.3(290.1187.22)sin11.3⨯+⨯+⨯=⨯-+⨯>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算11223344118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.671.95 1.5y x l a f G X G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=⨯=> (6) 基底偏心距与基底应力计算:0118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.67 1.24290.112.588/2 1.240.0540.647()24y nn M M Z N B B e Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯===-=-=<=∑∑∑满足要求126290.1187.2260.054(1)(1)2.588 2.588164.05800()127.55y G E N M e A W B B KPa σσ++⨯=±=±=±=<∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.2250.26424.71222cos()24.712cos(035)20.243sin()24.712sin(035)14.174i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212123.87,59.34,0.21, 1.041.075, 1.444397.3823.870.2159.34 1.0414.174 1.44487.19.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑20.243 1.07521.76.87.1921.760.67297.38Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 0.720.6720.0482i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 12697.3860.048(1)(1)1.444 1.44480.88800()53.98i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:239.314214.2i G A kN γ==⨯=1221118 6.450.26498.84722cos()98.847cos(035)80.97sin()98.847sin(035)56.7i X i y i E H KK KN E E KNE E KN γαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121118.68,95.54,1.688,0.8582.15, 2.0883270.92118.68 1.68895.540.85856.7 2.088400.69.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑80.97 2.15174.08.400.69174.080.836270.92Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.0440.8360.2082i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 126270.9260.208(1)(1)2.088 2.088215.56800()52.2i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则:120.24314.021601.444ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则:180.9738.781602.088i xi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 第二层挡土墙验算:t 000353570700.639632.6A g tg tg tg ψαδϕθψθ=-==++=++==-=-+== 荷载换算:0495.23/8.59 3.218q h m r === ()()122cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.2643.2 1.91111870.264 1.91222.3622cos()222.36cos(035)182.15sin()222.36sin X y KK tg tg tg tg E H KK kn E E E E θϕθαθϕγαδαδ++=+=+++=⨯===⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯1=2主动土压力系数3主动土压力E2K 1+7()1(035)127.544 3.2 2.89332.5y X H Z m K Z m+==+==y土压力作用点位置Z (4) 挡土旳抗滑稳定性验算yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()y c X u G E K E +==∑0.5(225.4127.54) 1.51182.15⨯+=>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算11223344118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588 1.95 1.5124.56 2.67y x l a f G X G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯ (6) 基底偏心距与基底应力计算:0118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.67 1.24290.112.588/2 1.240.0540.647()24y n n M MZ N B B e Z m -==⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯==-=-=<=∑∑∑满足要求126290.1187.2260.054(1)(1)2.5882.588164.05800()127.55y G E N M e A W B B KPa σσ++⨯=±=±=±=<∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.2250.26424.71222cos()24.712cos(035)20.243sin()24.712sin(035)14.174i X i y i E H KK KNE E KN E E KN γαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212123.87,59.34,0.21, 1.041.075, 1.444397.3823.870.2159.34 1.0414.174 1.44487.19.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑20.243 1.07521.76.87.1921.760.67297.38Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 0.720.6720.0482i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 12697.3860.048(1)(1)1.444 1.44480.88800()53.98i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求 2-2截面:23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 6.450.26498.84722cos()98.847cos(035)80.97sin()98.847sin(035)56.7i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+= 12121118.68,95.54,1.688,0.8582.15, 2.0883270.92118.68 1.68895.540.85856.7 2.088400.69.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑80.97 2.15174.08.400.69174.080.836270.92Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.0440.8360.2082i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定)126270.9260.208(1)(1)2.088 2.088215.56800()52.2i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则:120.24314.021601.444ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则:180.9738.781602.088i xi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 第二层 0 5.223/1.93 3.4418q h m r ⨯=== (2)破裂角θ与土压力旳计算()()2t 000353570700.639632.6cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.264 1.9812A g tg tg tg KK tg tg tg tg E H K ψαδϕθψθθϕθαθϕγ=-==++=++==-=-+==++=+=+++===01=2主动土压力系数3主动土压力E2h K 1+H()120111870.264 1.98230.522cos()230.53cos(035)188.83sin()230.53sin(035)132.224 2.91333.14X y y x K E E E E h H Z K Z mαδαδ=⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+==+==y土压力作用点位置Z(4) 挡土旳抗滑稳定性验算yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()y c X u G E K E +==∑0.6(478.048132.22) 1.51188.83⨯+=>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算112233199.64 2.4488.412 1.3357.77 1.5132.22 3.14 2.0 1.5188.83 2.91y x l a f G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯(6) 基底偏心距与基底应力计算:0199.64 2.4488.412 1.3357.77 1.5132.22 3.14188.83 2.910.913478.048132.223.14/20.9130.6570.785()24y nn M M Z N B B e Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯-⨯==+=-=-=<=∑∑∑满足要求126478.048132.2260.657(1)(1)3.14 3.14438.35800()49.6380y G E N M e A W B B KPa KPaσσ++⨯=±=±=±<=->-∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 5.27121.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.10.264 1.9845.2122cos()45.21cos(035)37sin()45.21sin(035)25.9i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212199.8,21.39,1.32,0.4131.033,2.023147.1199.8 1.3221.390.41325.9 2.02192.88.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑37 1.03338.22.192.8838.22 1.05147.11Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.01 1.050.042i i ni B e Z m =-=-=-<0.35B=0.50(满足规定) 126147.1160.04(1)(1)2.02 2.0281.48800()64.17i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:2312.524288.05i G A kN γ==⨯=1221118 6.20.264 1.98180.8422cos()180.84cos(035)148.14sin()180.84sin(035)103.72i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121199.64,88.42,1.94,0.832.06, 2.643391.77199.64 1.9488.420.83103.72 2.64734.50.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑148.14 2.06305.17.734.50305.17 1.096391.77Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.32 1.0960.2242i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.924(满足规定) 126391.7760.224(1)(1)2.64 2.64223.9800()72.8i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则:13718.31602.02ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则:1148.1456.11602.64i xi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑2>桩号0+020,截面尺寸如图所示,第一层挡土墙尺寸12128,0.8, 2.088, 2.788,0.5,1,0.558, 1.3,s h m b m b m b m b m h m h m =======埋深米第二层挡土墙尺寸:1217, 1.4, 2.64, 2.5,0.5,0.8, 1.3s h m b m b m b m b m h m ======埋深米墙面坡度1:0.2,墙底与地基旳交角0.2:1,基地摩擦f=0.5(1)汽车荷载当量换算L B=Nb+(N-1)d=4 3.5+30.5=15.5m 4550h 0.531815.515NQ m BL γ汽车前后轮总距(2)破裂角θ与土压力旳计算()()12t 000353570700.639632.6cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.264112A g tg tg tg KK tg tg tg tg E H KK ψαδϕθψθθϕθαθϕγ=-==++=++==-+=-+==++=+=+++====01=2主动土压力系数3主动土压力E2h K 1+H()20111880.264152.0642cos()152.064cos(035)124.56sin()152.064sin(035)87.224 2.6733X y y E E E E h H Z K αδαδ⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+==+=y土压力作用点位置Z(3)挡土墙自重G1234()23(5.16 4.154 2.5880.712)290.11()G A A A A A KN γγ==+++=⨯+++=12342.19,0.93, 1.69, 1.13X m X m X m X m ====1234118.68,95.45,59.53,16.37G KN G KN G KN G KN ====(4) 挡土旳抗滑稳定性验算 yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()y c X u G E K E +==∑0.5(290.1187.22) 1.51124.56⨯+=>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算11223344118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588 1.95 1.5124.56 2.67y x l a f G X G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯ (6) 基底偏心距与基底应力计算:0118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.67 1.24290.112.588/2 1.240.0540.647()24y n n M M Z N B B e Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯===-=-=<=∑∑∑满足要求126290.1187.2260.054(1)(1)2.588 2.588164.05800()127.55y G E N M e A W B B KPa σσ++⨯=±=±=±=<∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.2250.26424.71222cos()24.712cos(035)20.243sin()24.712sin(035)14.174i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212123.87,59.34,0.21, 1.041.075, 1.444397.3823.870.2159.34 1.0414.174 1.44487.19.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑20.243 1.07521.76.87.1921.760.67297.38Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 0.720.6720.0482i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 12697.3860.048(1)(1)1.444 1.44480.88800()53.98i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:239.314214.2i G A kN γ==⨯=1221118 6.450.26498.84722cos()98.847cos(035)80.97sin()98.847sin(035)56.7i X i y i E H KK KN E E KNE E KN γαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121118.68,95.54,1.688,0.8582.15, 2.0883270.92118.68 1.68895.540.85856.7 2.088400.69.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑80.97 2.15174.08.400.69174.080.836270.92Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.0440.8360.2082i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 126270.9260.208(1)(1)2.088 2.088215.56800()52.2i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则: 120.24314.021601.444ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则: 180.9738.781602.088i xi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 第二层挡土墙验算:t 000353570700.639632.6A g tg tg tg ψαδϕθψθ=-==++=++==-+=-+== 荷载换算:0495.23/8.59 3.218q h m r === ()()122cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.2643.2 1.91111870.264 1.91222.3622cos()222.36cos(035)182.15sin()222.36sin X y KK tg tg tg tg E H KK kn E E E E θϕθαθϕγαδαδ++=+=+++=⨯===⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯1=2主动土压力系数3主动土压力E2K 1+7()1(035)127.544 3.2 2.89332.5y X H Z m K Z m+==+==y土压力作用点位置Z (4) 挡土旳抗滑稳定性验算yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()y c X u G E K E +==∑0.5(225.4127.54) 1.51182.15⨯+=>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算11223344118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588 1.95 1.5124.56 2.67y x l a f G X G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯ (6) 基底偏心距与基底应力计算:0118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.67 1.24290.112.588/2 1.240.0540.647()24y n n M M Z N B B e Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯===-=-=<=∑∑∑满足要求126290.1187.2260.054(1)(1)2.588 2.588164.05800()127.55y G E N M e A W BB KPa σσ++⨯=±=±=±=<∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.2250.26424.71222cos()24.712cos(035)20.243sin()24.712sin(035)14.174i X i y i E H KK KNE E KN E E KN γαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212123.87,59.34,0.21, 1.041.075, 1.444397.3823.870.2159.34 1.0414.174 1.44487.19.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑20.243 1.07521.76.87.1921.760.67297.38Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 0.720.6720.0482i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 12697.3860.048(1)(1)1.444 1.44480.88800()53.98i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 6.450.26498.84722cos()98.847cos(035)80.97sin()98.847sin(035)56.7i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121118.68,95.54,1.688,0.8582.15, 2.0883270.92118.68 1.68895.540.85856.7 2.088400.69.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑80.97 2.15174.08.400.69174.080.836270.92Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.0440.8360.2082i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定)126270.9260.208(1)(1)2.088 2.088215.56800()52.2i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则:120.24314.021601.444ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则:180.9738.781602.088i xi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑第二层 0 5.223/1.93 3.4418q h m r ⨯=== (2)破裂角θ与土压力旳计算()()2t 000353570700.639632.6cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.264 1.9812A g tg tg tg KK tg tg tg tg E H K ψαδϕθψθθϕθαθϕγ=-==++=++==-+=-+==++=+=+++===01=2主动土压力系数3主动土压力E2h K 1+H()120111870.264 1.98230.522cos()230.53cos(035)188.83sin()230.53sin(035)132.224 2.91333.14X y y x K E E E E h H Z K Z mαδαδ=⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+==+==y土压力作用点位置Z(4) 挡土旳抗滑稳定性验算yc Xyu N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()y c X u G E K E +==∑0.6(478.048132.22) 1.51188.83⨯+=>1.3(满足规定) (5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算112233199.64 2.4488.412 1.3357.77 1.5132.22 3.14 2.0 1.5188.83 2.91y x l a f G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯(6) 基底偏心距与基底应力计算:0199.64 2.4488.412 1.3357.77 1.5132.22 3.14188.83 2.910.913478.048132.223.14/20.9130.6570.785()24y nn M M Z N B B e Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯-⨯==+=-=-=<=∑∑∑满足要求126478.048132.2260.657(1)(1)3.14 3.14438.35800()49.6380y G E N M e A W B B KPa KPaσσ++⨯=±=±=±<=->-∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算1-1截面;23 5.27121.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.10.264 1.9845.2122cos()45.21cos(035)37sin()45.21sin(035)25.9i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212199.8,21.39,1.32,0.4131.033,2.023147.1199.8 1.3221.390.41325.9 2.02192.88.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m ========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑37 1.03338.22.192.8838.22 1.05147.11Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.01 1.050.042i i ni B e Z m =-=-=-<0.35B=0.50(满足规定) 126147.1160.04(1)(1)2.02 2.0281.48800()64.17i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:2312.524288.05i G A kN γ==⨯=1221118 6.20.264 1.98180.8422cos()180.84cos(035)148.14sin()180.84sin(035)103.72i X i y i E H KK KN E E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121199.64,88.42,1.94,0.832.06, 2.643391.77199.64 1.9488.420.83103.72 2.64734.50.i i g g i xi yi i I YI yi i gi yi yi G kN G kN Z m Z mH Z m Z m N G E KN M G Z E Z KN m========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑148.14 2.06305.17.734.50305.17 1.096391.77Oi xi xi yi oi ni I ME Z kN M M M Z m N ==⨯=--===∑∑∑∑ 1.32 1.0960.2242i i ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.924(满足规定) 126391.7760.224(1)(1)2.64 2.64223.9800()72.8i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则: 13718.31602.02ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则: 1148.1456.11602.64ixi i i T E kpa kpa B B τ====<∑∑ 验算成果满足规定.桩号0+060,截面尺寸如图所示,12128,0.8, 2.088, 2.788,0.5,1,0.558s h m b m b m b m b m h m h m =======墙面坡度1:0.2,墙底与地基旳交角0.2:1,基地摩擦系数f=0.5(1)汽车荷载当量换算L B=Nb+(N-1)d=4 3.5+30.5=15.5m 4550h 0.531815.515NQ m BL γ汽车前后轮总距(2)破裂角 与土压力旳计算()()12t 000353570700.639632.6cos()cos(32.635)()(32.60)sin()sin(32.635)0.264112A g tg tg tg KK tg tg tg tg E H KK ψαδϕθψθθϕθαθϕγ=-==++=++==-=-+==++=+=+++====01=2主动土压力系数3主动土压力E2h K 1+H()20111880.264152.0642cos()152.064cos(035)124.56sin()152.064sin(035)87.224 2.6733X y y E E E E h H Z K αδαδ⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+==+=y土压力作用点位置Z(3)挡土墙自重G1234()23(5.16 4.154 2.5880.712)290.11()G A A A A A KN γγ==+++=⨯+++=12342.19,0.93, 1.69, 1.13X m X m X m X m ====1234118.68,95.45,59.53,16.37G KN G KN G KN G KN ====(4) 挡土旳抗滑稳定性验算 yc Xy u N E K E N G E +=→=+∑∑∑其中N 作用于基底竖向力的代数和(KN)即()cos sin cos ()sin y X c X y u G E E K E G E αααα++==-+∑0.5((290.1187.22)cos11.3124.56sin11.3)2.04124.56cos11.3(290.1187.22)sin11.3⨯+⨯+⨯=⨯-+⨯>1.3(满足规定)(5).挡土墙旳抗倾覆稳定性验算11223344118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.5881.95 1.5124.56 2.67y xl a fG X G X G X G X E Z K E Z ++++⨯=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==>⨯(6) 基底偏心距与基底应力计算:118.68 2.1895.540.9359.53 1.6916.37 1.1387.22 2.588124.56 2.67290.111.242.588/2 1.240.0540.647()24yn n M MZ NB Be Z m -=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯===-=-=<=∑∑∑满足要求126290.1187.2260.054(1)(1)2.588 2.588164.05800()127.55y G E N M e A W B B KPa σσ++⨯=±=±=±=<∑∑满足要求(7) 墙身截面验算法向应力及偏心距e 验算 1-1截面;23 3.61883.21i G A kN γ==⨯=1221118 3.2250.26424.71222cos()24.712cos(035)20.243sin()24.712sin(035)14.174i X i y i E H KK KNE E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=1212123.87,59.34,0.21, 1.041.075, 1.444397.3823.870.2159.34 1.0414.174 1.44487.19.i i g g ixi yi i I YI yii gi yi yi G kN G kN Z m Z m H Z m Z m N G E KN MG Z E Z KN m========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑20.243 1.07521.76.87.1921.760.67297.38Oixi xi yioiniIME Z kN MM M Z mN==⨯=--===∑∑∑∑ 0.720.6720.0482ii ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 12697.3860.048(1)(1)1.444 1.44480.88800()53.98i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求2-2截面:239.314214.2i G A kN γ==⨯=1221118 6.450.26498.84722cos()98.847cos(035)80.97sin()98.847sin(035)56.7i X i y i E H KK KNE E KNE E KNγαδαδ==⨯⨯⨯==+=⨯+==+=⨯+=12121118.68,95.54,1.688,0.8582.15, 2.0883270.92118.68 1.68895.540.85856.7 2.088400.69.i i g g ixi yi i I YI yii gi yi yi G kN G kN Z m Z m H Z m Z m N G E KN MG Z E Z KN m========+==+=⨯+⨯+⨯=∑∑80.97 2.15174.08.400.69174.080.836270.92Oixi xi yioini IME Z kN MM M Z mN==⨯=--===∑∑∑∑ 1.0440.8360.2082ii ni B e Z m =-=-=<0.35B=0.50(满足规定) 126270.9260.208(1)(1)2.088 2.088215.56800()52.2i N e B B KPa σσ⨯=±=±=<∑满足要求(8),剪应力验算 水平方向剪切验算1-1截面剪切面上水平剪力等于1-1截面以上墙身折受水平土压力,则:120.24314.021601.444ixiiiT Ekpa kpa B B τ====<∑∑2-2截面剪切面上水平剪力等于2-2截面以上墙身折受水平土压力,则:180.9738.781602.088ixiiiT Ekpa kpa B B τ====<∑∑ 验算成果满足规定.0.264K0桩号K0+080(1)求破裂角及系数K 由上可知=32.6,θθ2002411118250.26459.4/223548.7/3534.1//31.6710.742332.2/20.542346/0.6 1.52320.7/10.4 1.523 6.9/20.32/30.70.47X Y Y H K KN mE E COS KN m E E SIN KN mZ H mKN m G KN m KN mG KN m X 13(2)稳定性验算E= G G γ2341.250.751.0m X m X m Xm/0///(32.24620.76.934.1)11.348.711.3146.7/20.3/4.3 1.31.8 1.5X X Y N N COS E SIN COS SIN KN mT E COS NSIN KN mN TM M c 0抗滑移验算:K 满足要求抗倾覆验算:K 满足要求ααααμ00////////1////2/// 1.5/11.3 1.530.54/20.225/50.316(1)180.56(1)11.3YN N B COS COS mM M Z m Ne B Z m B m N e Kpa BBN e KpaBB/(3)基底应力及合力偏心距验算B 满足要求满足要求ασσσσ1212210.352238.05/20.522323/20.350.2330.350.250.6111840.2649.5/229.3/1.9//30.67238.051.932.95/X Y yi iyiyi i Gi yi y G KN mG KN mX m X m E H K KN mE KN m E KN m Z H m N G E KN m M G Z E Z (4)墙身截面验算截面:ΙΙγ8.050.23230.61.90.8517.39.30.673.44ioixi xiKNM E Z KN1217.3 3.440.432.950.85/20.40.0250.30.255632.9560.025(1)(1)45.60.850.85632.9560.025(1)(1)31.90.850.859.yioiNi iiNi iiaii ia i ii iiM M Z m N e Bi Z B m N e Kpa B B N e KpaB B T B 满足要求剪切力验算:σσσστ310.90.85Kpa 满足要求τ121210.742332.2/20.542346/20.70.4730.70.250.95G KN m G KN m X m X m 截面:ΠΠ21118160.26438/2237.3/7.4//31.33X Y yE H K KN mE KN m E KN m Z H mγ85.6/67.849.60.3i i yiyi i Gi yi yi oi xi xi yioiNiiN G E KN m M G Z E Z KNM E Z KN M M Z m N 120.85/20.40.30.30.366(1)178.36(1)35.737.331.11.2iNi iiaii ia i iiiie Bi Z B mN e Kpa B B N e KpaB B T Kpa B 满足要求剪切力验算:满足要求综上所述,该挡土墙设计满足要求。
挡土墙设计计算书挡土墙设计计算书一、确定主题挡土墙设计是土木工程中常见的结构形式,用于防止土体滑坡或保持土体稳定。
本文旨在探讨挡土墙的设计原理和方法,包括墙体的材料、结构和厚度,地基和支撑结构的设计要求。
同时,本文将提供挡土墙施工图设计流程和注意事项,以及挡土墙的荷载计算和稳定性验算方法。
二、挡土墙设计理论挡土墙的设计应综合考虑其使用年限、环境条件、地质条件和施工工艺等因素。
其中,墙体的材料和结构是设计的核心,应根据荷载大小和性质进行选择。
此外,墙体的厚度应根据稳定性要求和受力特点进行计算。
地基设计应保证承载力满足要求,避免不均匀沉降和滑坡现象。
支撑结构的设计也应满足受力要求,确保整体结构的稳定性。
三、挡土墙施工图设计挡土墙施工图设计应包括以下内容:1、图纸目录:列出所有图纸的名称、编号和图纸比例。
2、设计说明:对挡土墙的设计思路、材料、工艺和施工要求等进行详细说明。
3、施工图:绘制详细的挡土墙施工图,包括平面图、立面图、剖面图和节点详图等。
4、尺寸标注:对所有图纸中的尺寸进行准确标注,确保施工的准确性。
5、材料表:列出所需材料的名称、规格、数量和用途等信息。
6、施工注意事项:提出施工过程中的注意事项,确保施工质量。
四、挡土墙的荷载计算挡土墙的荷载主要包括自重、填土压力、水压力和地震力等。
应根据挡土墙的高度、宽度和地基承载力等参数计算各种荷载的大小和分布规律。
此外,还需考虑不同荷载组合情况下的最不利荷载组合,以确保设计的可靠性。
五、挡土墙的稳定性验算挡土墙的稳定性是设计的重要指标之一。
应根据墙体的材料、结构和荷载情况等因素,采用适当的计算方法进行稳定性验算。
其中,常用的计算方法包括圆弧滑动法和条分法等。
在进行稳定性验算时,还应考虑地震作用和其他偶然荷载的影响。
六、解决方案在挡土墙设计中可能遇到的问题和解决方案包括:1、地基不均匀沉降:在地基设计中应充分考虑地质条件,确保地基承载力满足要求。
如出现不均匀沉降现象,可通过加固地基或调整地基处理方案来解决。
目录1.重力式挡土墙 (2)1.1土压力计算 (2)1.2挡土墙检算 (4)2.2设计计算 (6)3.扶壁式挡土墙 (9)3.1土压力计算 (9)5.2锚杆设计计算 (16)5.3锚杆长度计算 (17)6.锚定板挡土墙 (17)6.1土压力计算 (17)6.3抗拔力计算 (18)7.土钉墙 (18)7.1土压力计算 (18)7.2土钉长度计算和强度检算 (18)7.3土钉墙内部整体稳定性检算 (19)7.4土钉墙外部整体稳定性检算 (19)1.重力式挡土墙 1.1土压力计算⑴第一破裂面ψϕδα=++tan tan θψ=-±土压力系数:()()()cos tan tan sin θϕλθαθψ+=-+土压力:()()()00cos tan sin a E A B θϕγθθψ+=-+()cos ax a E E δα=- ()sin ay a E E δα=-① 破裂面在荷载分布内侧()2012A A a H =+ ()012tan 22H B ab H a α=-+ a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 21h H h =-()()32211223332x H a H h H h Z H a H h +-+=⎡⎤+-⎣⎦tan y x Z B Z α=-②破裂面在荷载分布范围中()()00122A a H h a H =+++ ()()000122tan 22HB ab b d h H a h α=++-++00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 2tan tan dh θα=+ 312h H h h =--()()322211032103333322x H a H h H h h h Z H aH ah h h +-++=+-+ tan y x Z B Z α=-③破裂面在荷载分布外侧()2012A a H =+ ()00012tan 22HB ab l h H a α=--+00h σγλ= a a σγλ= H H σγλ=1tan tan tan b a h θθα-=+ 2tan tan dh θα=+ 03tan tan l h θα=+ 4123h H h h h =---()()()322211033421033332322x H a H h H h h h h h Z H aH ah h h +-+++=+-+tan y x Z B Z α=-⑵第二破裂面 查有关的计算手册。
目录1. 设计资料 (3)1.1 墙身构造 (3)1.2 土质条件 (3)1.3 墙身材料 (3)2. 初拟墙身 (4)3. 车辆荷载换算 (5)4. 破裂棱体位置确定 (6)4.1 破裂面()θ的计算 (6)4.2 验算破裂面是否交于荷载范围内 (6)5. 土压力计算 (7)5.1 土压力计算 (7)5.2作用点位置计算 (7)5.3 土压力对墙趾力臂计算 (7)6. 稳定性验算 (8)6.1 受力分析 (8)6.2 抗滑稳定性验算 (8)6.3 抗倾覆稳定性验算 (9)6.4 基底应力 (10)6.4.1 合力偏心距计算 (10)6.4.2 基底应力验算 (10)6.5 墙身截面内力计算 (11)7. 改善措施 (13)7.1 改善措施的拟定 (13)7.2 挡土墙工程数量表 (13)8. 附属设施设计 (14)8.1 沉降缝 (14)8.2 泄水孔 (14)8.3 墙后排水层设计 (14)8.4 横断面布置图 (14)9. 立面设计图 (15)10. 参考文献 (16)1. 设计资料1.1 墙身构造墙高5.5m,墙背垂直,前墙仰斜坡度1:0.20,墙身分段长度20m,挡墙以上边坡高度a=6m,边坡坡度1:1.5;1.2 土质条件墙背填土重度3m /18KN =γ,内摩擦角︒=35ϕ,填土与墙背间的摩擦角︒=17.5δ,地基为岩石,地基容许承载力[]kPa 250=σ,基地摩擦系数3.0=f ;1.3 墙身材料砌体重度3m /20KN =γ,砌体容许压应力[]kPa 300=σ,容许剪应力[]kPa 80=τ;2. 初拟墙身初拟顶宽1.0m,基底水平,初拟挡土墙形式如图2-1所示;3. 车辆荷载换算墙高 5.5m,按墙高确定附加荷载强度进行计算;按照线形内插法,计算附加荷载强度q=15.25KN/2m ,则m qh 868.01815.6250===γ4. 破裂棱体位置确定4.1 破裂面()θ的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:︒=︒+︒+︒=++=52.53517.50ϕδαψ因为︒<90ω根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:︒=41.669θ4.2 验算破裂面是否交于荷载范围内假设破裂面交于荷载范围内:当破裂面交于荷载范围内,破裂角应符合max min θθθ<<,815.5890,605.0195.11tan 047.3890,278.195.11tan 2max 21min 1=-====-===θθθθθθ因为 669.41=θ符合条件,所以破裂面交于荷载范围内,符合假设;()()()()200107.765.560.86825.5621221m H a h H a A =+⨯++=+++=()2000812.34868.0)09(9621tan 2221)(21m h a H H h d b ab B =⨯++⨯⨯=++-++=α()()890.0193.2303.15.52tan 107.76812.345.52tan 35cot 5.52tan tan tan cot tan tan 00=+-=⎪⎭⎫⎝⎛︒+︒+︒+︒-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=ψψϕψθA B5. 土压力计算5.1 土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式:5.2作用点位置计算m 316.15.5/868.021/2101=⨯+=+=H h K()() 2.053m 316.13/868.03/5.53/3/10y 1=⨯+=+=K h H Z1y Z 表示土压力作用点到墙踵的垂直距离;5.3 土压力对墙趾力臂计算基底倾斜,土压力对墙趾的力臂:m Z x 6.24.012.1=++= m Z Z y 053.21y ==()()()()()()KNB A E a 137.00052.541.669sin 3541.669cos 34.812-0.89076.10718sin cos tan 00=︒+︒︒+︒⨯⨯=++-=ψθϕθθγ()2000107.76868.0099621tan 2221)(21m h a H H h d b ab B =⨯++⨯⨯=++-++=)(α()()KNE E a x 659.1305.17cos 137cos =︒⨯==δ()()KNE E a 41.1975.17sin 53.88sin y =︒⨯==δ()()()()200107.765.560.86825.5621221m H a h H a A =+⨯++=+++=6. 稳定性验算6.1 受力分析挡土墙按单位长度计算:6.2 抗滑稳定性验算1倾斜基底00=α,验算公式:2所以抗滑稳定性不足,改变基地下土层种类,改为硬质岩石,即基地摩擦系数7.0=μ;450.11659.1304.1-7.0197.414.12001.1>=⨯⨯⨯+⨯)(3105.035.05152.1V m =⨯+⨯⨯+⨯=()[]()0- tan 1.1tan tan 1.12x 10y 0211>+++-++P Q Q Q PQ xyQ E E E G E E E G γγαγμαγαγ()0620.99659.1304.1-0.3197.411.42001.1<-=⨯⨯+⨯KNV G 2002010=⨯=⨯=γ抗滑稳定性系数验算:[]3.1659.1307.0)197.41200(tan tan )(0'0'≥+=-+-+=αμαN E E E E N K x pp x C所以抗滑稳定性满足要求;6.3 抗倾覆稳定性验算3131120206652.1mG m V =⨯==⨯=32250205.25.25.051mG KNV =⨯==⨯⨯=KN G m V 30205.15.15.03333=⨯==⨯=,5.1,067.1,2321m Z m Z m Z G G G === KN G G G G 2003050120321=++=++=()00.91y 1>+-+P P Q y x x Q G Z E E E Z E GZ γγ0932.78)053.2659.1306.2197.41(4.1)5.130067.1502120(9.0)()(9.01332211>=⨯-⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=-+++y x x y Q G G G Z E Z E Z G Z G Z G γ 抗倾覆稳定性系数验算:3.1661.1053.2659.1306.2197.41)5.130067.1502120('0>=⨯⨯+⨯+⨯+⨯=++=yx pp x y G Z E Z E Z E GZ K所以倾覆稳定性满足要求;6.4 基底应力6.4.1 合力偏心距计算上式中,弯矩为作用与基底形心的弯矩,所以计算时,先要计算对形心的力臂:根据前面计算过的对墙趾的力臂,可以计算对形心的力臂;所以基底合力偏心矩满足规范的规定;6.4.2 基底应力验算KN N 676.2971=由于因此地基承载力抗力值()1011sin cos 2.14.1e αγαγγx Q y Q G E E W E G M M N MG +-++==m B Z Z G G 5.02322'11=-=-=mB Z Z x x 1.1236.22'=-=-=6e B <[]kPa kPa B e A N p k 300833.123)3124.061(3676.297)61(1max =<=⨯+=+=σm Z B Z G G 0.433067.1232'22=-=-=mZ Z y y 053.2'==()()()()()()()mB m E W E G Z G Z G Z E Z E E W E G M M N Mx Q y Q GG G x x y y x Q y Q G E G 5.06/124.00659.1304.110197.414.12.1200433.0505.01202.11.1659.130053.2197.414.1sin cos ''2.1''1.4sin cos 2.14.1e 0101221101011=<-=⨯⨯+⨯-⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯-⨯⨯=+-++⨯+-⨯=+-++==αγαγγαγαγγ[]kPakPa B e A N p k 300617.74)3124.061(3676.297)61(1min =<=⨯-=-=σkpa h k f f k 600.289)5.01(184.4250)5.0(22=-⨯⨯+=-+=γ kpa A N p 225.993676.2971===f p 2.1< 所以基底应力满足要求;6.5 墙身截面内力计算1强度计算569.0)25.0(121)25.0(2561)(121)(256175.0325.025.02820800=+-=÷+÷-==⨯==B e B e B e K α kNN r N r N r r N ci Qi Qi Q Q G G j 676.297)197.414.12002.1(1)(110=⨯+⨯⨯=++=∑ψKN N KN r R Aj k K k 676.297169.22131.23003569.0=<=⨯=α 不满足条件,所以改选极限抗压强度为500kpa 的砌体;验算如下:j k k N r R A>=⨯⨯=481.36992.15003569.0k α 满足条件;2正截面直接受剪时验算1N f r R A Q m kj j j +≤kN E Q f kpa R x j m j 659.130,42.0,80====1-1截面:kpa Q kpa N f r A m A j m k j j 159.130214.201676.29742.031.2802.22.21121=>=⨯+⨯=+= 2-2截面:kpa Q kpa N f r A m A j m k j j 159.130898.183676.29742.031.2807.17.11222=>=⨯+⨯=+= 故正截面直接受剪满足要求;1-1截面2-2截面7. 改善措施7.1 改善措施的拟定由于抗滑稳定性不足,改变基底下土层种类,改为硬质岩石,即基地摩擦系数μ,验算后满足抗滑稳定性要求,具体演算过程如上;=7.0由于强身截面强度验算不满足要求,所以改用极限抗压强度为500kpa的砌体,具体演算过程如上;7.2 挡土墙工程数量表表7-1 工程数量表8. 附属设施设计8.1 沉降缝路肩墙体间隔20m设置沉降缝一道,缝内用沥青麻絮嵌塞;8.2 泄水孔泄水孔尺寸为10cm 10cm,每隔3m布置一个,泄水孔高出地面30cm;8.3 墙后排水层设计墙背均应设置50cm厚的沙砾透水层,并做土工布封层;8.4 横断面布置图图 8-1 横断面布置图9. 立面设计图立面布置图如图9-1所示:图9-1 立面布置图10. 参考文献1.路基路面工程第四版黄晓明人民交通出版社股份有限公司,2014;2.公路路基设计规范JTG D30-2015。
六、挡土墙计算书1、挡土墙计算参数选取天然地基:地基土为粘性土,天然地基承载力特征值KPa f ak 100=,3/19m KN =γ,KPa C k 12=,o 22=K φ。
路基填料:3/19m KN =γ,KPa C k 12=,o 12=K φ。
混凝土挡土墙重度3/20m KN =γ,挡土墙基础埋深1米,基底摩擦系数取=μ,假设墙背光滑,无地下水影响,现对3米高挡土墙进行验算。
挡土墙示意图2、地基承载力验算o 22=K φ,挡土墙顶宽米,底宽米,挡土墙截面面积,如图所示,根据《建筑地基基础设计规范》查表:04.6,44.3,61.0===C d b M M M,深宽修正后地基承载力为: KPa C M d M b M f K c m d b a 7.1581204.611944.38.11961.0=⨯+⨯⨯+⨯⨯=++=γγ。
挡土墙每延米的荷载为:KPa f KPa G a k 7.1589618.420=≤=⨯⨯=,满足承载力验算。
3、土压力计算 66.0)21245(tan 2=-=o oa K ,52.1)21245(tan 2=+=oo p K 主动土压力零界点深度:m K C Z a 55.1812.01912220=⨯⨯==γ 总主动土压力:m KN K Z H E a a /6.3766.0)55.14(195.0)(21220=⨯-⨯⨯=-=γ 主动土压力呈三角形分布,土压力作用点在墙底往上m Z H 82.0)55.14(31)(310=-=-处。
被动土压力:m KN K Ch K h E P p p /4452.1112252.11195.022122=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=γ 被动土压力呈三角形分布,被动土压力作用点在墙底往上m h 33.013131=⨯=处。
土压力计算简图4、抗滑稳定性验算挡土墙自重m KN G /96204)8.16.0(21=⨯⨯+⨯= 抗滑稳定性系数3.106.26.374435.096≥=+⨯=+=a pS E E G F μ,满足抗滑稳定性验算要求。
挡土墙基础换填计算书(一)引言概述:本文旨在介绍挡土墙基础换填计算书的编写方法和相关计算要点。
换填计算是土木工程中非常重要的一环,它涉及到挡土墙的稳定性和承载能力的评估。
在本文中,我们将从挡土墙的设计需求、换填土的选取、换填土的配比、挡土墙基础设计以及换填后的稳定性分析五个大点进行阐述。
正文内容:一、挡土墙的设计需求1.1 确定挡土墙所需承载力1.2 确定挡土墙的高度和长度1.3 确定挡土墙的倾斜度和面板类型1.4 考虑挡土墙的排水和防渗功能1.5 根据挡土墙的使用要求确定抗震、抗滑动要求二、换填土的选取2.1 了解挡土墙和换填土的土工特性2.2 根据挡土墙设计需求选取适宜的换填土种类2.3 考虑换填土的持久性和抗冲刷能力2.4 考虑换填土的可获取性和成本三、换填土的配比3.1 确定换填土的黏性和粒度特征3.2 根据挡土墙的稳定要求确定相对密度和液塑限3.3 考虑换填土的固结性和可塑性指标3.4 考虑换填土和挡土墙的背填坡度3.5 评估换填土的可运输性和压实要求四、挡土墙基础设计4.1 确定挡土墙的地基类型和地下水条件4.2 根据挡土墙的高度和选取的换填土确定基础宽度/长度4.3 考虑基础底床的稳定性和土壤液化问题4.4 考虑基础的排水和防渗功能4.5 考虑基础和换填土的相互作用及变形控制五、换填后的稳定性分析5.1 进行挡土墙和换填土的强度计算5.2 进行挡土墙和换填土的稳定性计算5.3 考虑地震作用下的挡土墙稳定性5.4 考虑挡土墙的局部稳定问题5.5 分析换填土还原及挡土墙的变形控制总结:本文针对挡土墙基础换填计算书(一)的编写,从设计需求、换填土选取、换填土配比、基础设计以及换填后的稳定性分析五个大点进行了详细阐述。
准确编写换填计算书对于土木工程的安全和稳定性非常重要,希望本文能为读者提供一些有价值的参考和指导。
4.3重力式挡土墙4.3.1适用条件及设计原则为防止土体坍滑,路线沿线应设置挡土墙,本例形式为重力式仰斜路肩墙,具体尺寸如下:拟采用浆砌片石重力式路肩墙,如上图所示,墙高H=6m(未计倾斜基底)。
墙后填土容重为3/19m KN =γ,内摩擦角︒=45ϕ,砌体容重3/23m KN k =γ 4.3.24.3.3计算方法及步骤1) 按墙高确定的附加荷载强度进行换算:rqh =0,q 插求得q=15KPa所以m h 789.00=2) 土压力计算:35,10==βα︒︒==45,23ϕδ()()()()()()KNH K H E a a 966.168cos cos sin sin 1cos cos cos 212122222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-==βαδαβφδφδαααφγγ()KN E E a ax 504.1422310cos 966.168)cos(=+⨯=+=︒︒δα()KN E E a ay 785.902310sin 966.168)sin(=+⨯=+=︒︒δα()()()()()()KNH K H E p p 511.37cos cos sin sin 1cos cos cos 212122222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+++-+==βαδαβφδφδαααφγγ()KN E E p px 622.361023cos 511.37)cos(=-⨯=-=︒︒αδ()KN E E p py 119.81023sin 511.37)sin(=-⨯=-=︒︒αδ3) 挡土墙截面验算如设计图,墙顶宽1.0m 。
① 计算墙身重及其力臂G Z ,计算结果如下:218.1018.36106.16211611m S =++=⨯⨯+⨯+⨯=KN S G 6.203118.1020=⨯⨯==γ倾斜基底,土压力对墙趾O 的力臂为:m Z y 0.2=m Z x 71.23/12.22=+=② 抗滑稳定性()[]()0210.72tan 1.1tan tan 1.1211021>=+-++-++KN E EE G E E E G pQ xQ yQ p Q xyQ γγαγμαγαγ所以抗滑稳定性满足要求 ③ 抗倾覆稳定性验算:980.162)(8.021>=+-+KNm Z E Z E Z E GZ p p Q y x x y Q G γγ所以抗倾覆稳定性亦满足要求。
理正加筋挡土墙计算书一、理正加筋挡土墙计算书的重要性哎呀,咱得知道这个理正加筋挡土墙计算书可老重要啦。
在建筑工程里呀,加筋挡土墙要是设计不好,那可就麻烦大了。
就好比盖房子,地基要是不稳,房子能好吗?这个计算书就像是给加筋挡土墙做一个超级详细的体检报告,让咱知道它到底能不能扛得住各种压力呀。
二、计算书里都有啥1. 基本数据首先得有挡土墙的尺寸吧。
长多少,高多少,厚度多少,这些数据就像是挡土墙的身份证号码一样重要。
要是尺寸都搞不清楚,那后面的计算就全乱套了。
还有土壤的参数。
土壤是松是紧,它的摩擦力有多大,这些都得知道。
就像我们人,不同的人有不同的力气,土壤也有它自己的“力气”,这对挡土墙能不能站稳可是有很大影响的。
2. 加筋材料的参数加筋材料用的啥呀?是钢筋还是其他特殊材料。
如果是钢筋,它的直径、强度等级这些都得详细记录在计算书里。
这就好比给士兵配备武器,得知道武器的性能才能合理安排作战计划。
加筋的间距也很关键。
间距太大,可能就起不到足够的加固作用;间距太小呢,又可能浪费材料。
这得通过精确的计算来确定。
三、计算过程1. 土压力计算这土压力可不好算呢。
它跟挡土墙的高度、土壤的性质都有关系。
咱得根据相关的理论公式来计算。
就像做数学题,一步一步来,不能马虎。
比如说库仑土压力理论,就得按照这个理论的要求,把各种数据代入公式里,算出侧向土压力的大小。
2. 加筋拉力计算加筋材料要承受多大的拉力呢?这就得根据土压力、挡土墙的结构形式等来计算。
就像拔河比赛,得知道对方的力气有多大,才能确定自己这边得用多大力气。
而且这个计算还得考虑安全系数,得保证加筋材料在各种情况下都不会被拉断。
3. 稳定性验算挡土墙得稳稳当当的才行呀。
所以要进行稳定性验算,像抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算。
抗滑移就是看挡土墙会不会像脚底抹油一样滑走了;抗倾覆呢,就是看它会不会像喝醉了酒一样翻倒了。
这都得通过计算来验证,要是不满足要求,就得调整设计。
挡土墙课程设计计算书一、设计资料1、墙身构造拟采用重力式挡土墙,墙高为 5m,墙顶宽度为 1m,墙背仰斜坡度为 1:025(即α = 1404°),墙面垂直。
墙身材料采用浆砌块石,砌体容重为 22kN/m³,砌体容许压应力为σa = 500kPa,容许剪应力为τ =80kPa,基底摩擦系数为μ = 04。
2、填土资料墙后填土为砂性土,重度为 18kN/m³,内摩擦角为 30°,填土表面水平,无均布荷载作用。
3、地基资料地基为粉质黏土,重度为 19kN/m³,地基容许承载力为σ0 =200kPa。
二、主动土压力计算1、破裂角θ的计算假设破裂面交于荷载范围内,根据库仑土压力理论,破裂角θ应满足:\\tan\theta =\frac{\cos(\alpha +\varphi)}{\cos\alpha \sin\varphi}\\\tan\theta =\frac{\cos(1404°+30°)}{\cos1404°\sin30°}\approx 070\\\theta \approx 35°\2、主动土压力系数 Ka 的计算\Ka =\frac{\cos^2(\alpha \theta)}{\cos^2\alpha \cos(\alpha +\theta) \cos(\theta \varphi)}\\Ka =\frac{\cos^2(1404° 35°)}{\cos^21404°\cos(1404°+35°)\cos(35° 30°)}\approx 0307\3、土压力作用点高度 z 的计算\z =\frac{h}{3} \frac{\tan\alpha}{\tan\theta}\\z =\frac{5}{3} \times \frac{\tan1404°}{\tan35°}\approx 107m\4、主动土压力 Ea 的计算\Ea =\frac{1}{2}\gamma h^2 Ka\\Ea =\frac{1}{2} \times 18 \times 5^2 \times 0307 \approx 695kN/m\三、稳定性验算1、抗滑稳定性验算\F_s =\mu (G + Ey)\其中,G 为挡土墙自重,Ey 为土压力的水平分力。
一,作用在挡土墙上的荷载计算(一)土压力的计算1.上墙土压力的计算图(2)在图二中,上墙第二破裂角︒︒=-=302451ϕα,墙顶与衡重台末端连线倾角'1α。
1'18.428)54.2(arctan αα>=+=︒第二破裂面可以形成:以第二破裂面1BC 为墙背,倾角︒=301α,︒==30ϕδ。
211112121]cos )cos(sin )sin(1)[cos(cos )(cos αδαϕδϕδαααϕ++++-=A K=222]cos )3030cos(30sin )3030sin(1)[3030cos(30cos )3030(cos ++++-=0.67填土重度3/18m KN =γ 地面荷载q=30KN/mm qh 67.10==γKPa K h P A 2067.067.118101=⨯⨯==γKPa K H K h P A A 5.11667.0818*******=⨯⨯+=+=γγKN E 16082011=⨯=KN E x 8060cos 16011=⨯=KNE y6.1382316011=⨯=KN E 9.38582148.9622=⨯⨯=KNE x193219.38522=⨯=KNE y 2.33422=2.下墙土压力的计算(1)延长下墙墙背,交墙后填土面于2C 点,量出21BC C ∆面积,然后计算G ,21∆∆∆和G GKN BC C G 504)4.26.4(82118211=+⨯⨯⨯=∆=∆γKN E G 48599.088.0546)cos()]()sin[(22221112=⨯=++-+=∆δαδαδαKN G G G 1921=∆-∆=∆X= m H H G1.0)2(21=+∆γ 校正墙背倾角'2α 29.0tan tan 212'2=+-=H H Xαα︒=2.16'2α下墙墙背摩擦角校正:︒=-=-∆5.02.167.16'22αα︒=-=∆-=5.145.01522'2αδδ28.0]cos )cos(sin )sin(1)[cos(cos )(cos 2'2'2'2'2'2'232'222=++++-=αδαϕδϕδαααϕA K下墙土压力与水平方向夹角︒-=+-=+7.15.142.16'2'2δαKPa K h H P A 7.48)(2012=+=γKNE 4.584127.482=⨯=KN E E x 4.584)cos('2'222=+=δα02=y EKPa K H P A 48.60223==γKNK H E A 9.3625.02223=⨯=γKN E x 9.3623=03=Y E3.墙身自重:KNG KN G KN G KN G G KN G KN G KN G KN G 4.8255.05.145.0148255.195.35.122515.075.18255.15.02.475225.0126.36.116122124.42.2112284.25.06.10586.022121191084321=⨯⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯===⨯⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯⨯==⨯⨯=土重:KNG KN G KN G 2.331185.086.46.571884.08.172185.084.2765=⨯⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯⨯=总水平力,总竖向力及对前趾力矩计算μ取0.5][31.1C C K HGK >=∑∑=μ5.126.1'<=∑∑=bbt M M K 由于底部桩的抗拔力,所以整体必大于1.54.截面强度计算:将图(2)作用在第二破裂面上的水平土压力和垂直土压力转换到作用墙墙背的x E 11 , x E 22 , y E 11 , y E 22。
重力式挡土墙计算书重力式挡土墙计算书1. 引言本旨在提供一种用于计算重力式挡土墙设计的方法。
重力式挡土墙是一种常见的土木工程结构,它通过墙体本身的重力来抵抗土壤压力,从而保持边坡的稳定性。
本将介绍挡土墙的基本原理、设计要点以及计算方法。
2. 挡土墙基本原理2.1 挡土墙的作用原理在边坡工程中,挡土墙起着抵抗土壤压力、控制土壤侵蚀并确保边坡稳定的重要作用。
重力式挡土墙通过其自身的重力抵抗土壤的水平推力,从而防止土壤滑动和挤压。
2.2 挡土墙的构成重力式挡土墙通常由挡土墙体、基础、排水系统和保护层等组成。
挡土墙体的设计要充分考虑土壤的力学特性,以确保墙体的稳定性和承载力。
3. 挡土墙设计要点3.1 墙体几何形状挡土墙的几何形状将直接影响其稳定性和承载能力。
常见的挡土墙形状包括梯形、倒梯形和台阶形等。
3.2 墙体材料选择挡土墙的材料选择应考虑墙体的稳定性、耐久性以及施工成本等因素。
常见的挡土墙材料包括混凝土、钢筋混凝土和砌体等。
3.3 墙体排水系统为了防止挡土墙背后的土壤饱和和积水,合理设计的排水系统是必不可少的。
排水系统应包括有效的排水管道和排水层。
4. 挡土墙计算方法4.1 土壤参数的确定挡土墙的设计计算需要准确的土壤参数,包括土壤的重度、内摩擦角、内聚力等。
这些参数可以通过现场勘测和实验室试验来获取。
4.2 挡土墙的稳定性计算挡土墙稳定性是指墙体能够抵抗土壤压力和其他外部力的能力。
稳定性计算主要包括平衡状态的确定、滑动稳定性和翻转稳定性的判断。
4.3 挡土墙的承载力计算挡土墙的承载力计算是指墙体能够承受的最大水平力。
承载力计算应考虑墙体的几何形状、材料强度和土壤的力学特性等因素。
5. 附件本所涉及的附件如下:- 挡土墙设计图纸- 挡土墙实验数据- 挡土墙材料供应商名录6. 法律名词及注释本涉及的法律名词及其注释如下:- 挡土墙:一种土木工程结构,通过其自身的重力来抵抗土壤压力,保持边坡稳定。
- 承载力:墙体能够承受的最大水平力。
挡土墙课程设计计算书挡土墙课程设计计算书一、引言挡土墙是土木工程中一种常见的结构,用于支撑或者防止土体的坍塌,保护相关结构或者地形。
本旨在设计一个具体的挡土墙结构,并进行计算。
二、工程参数及设计要求在开始设计挡土墙之前,我们需要明确一些工程参数和设计要求,以确保设计的准确性和安全性。
这些参数和要求包括土体力学参数、设计荷载、挡土墙的最大高度、监测要求等。
2.1 土体力学参数为了对挡土墙进行切当的计算和分析,我们需要了解土体的力学参数,如土壤的内磨擦角、土壤的凝结力等。
这些参数可以通过室内试验或者现场勘察获得,以确保设计的准确性。
2.2 设计荷载设计荷载是指挡土墙在使用过程中所承受的各种荷载,包括静荷载和动荷载。
静荷载指自重、土体压力等常态下产生的荷载,而动荷载则是指地震、风荷载等非常态下产生的荷载。
2.3 挡土墙的最大高度挡土墙的最大高度是根据设计要求和土体参数进行确定的。
在最大高度确定后,我们可以根据挡土墙的高度来计算相应的墙壁厚度和支撑结构的稳定性。
2.4 监测要求为了确保挡土墙的安全使用,需要对挡土墙进行定期监测。
监测要求包括对挡土墙的变形、应力等进行定期测量,并及时采取相应的维护和修复措施。
三、挡土墙结构设计在明确了工程参数和设计要求之后,我们可以开始进行挡土墙的结构设计。
挡土墙的结构设计包括挡土墙的类型选择、支撑结构设计、墙体结构设计等。
3.1 挡土墙的类型选择根据不同的工程要求和土体条件,我们可以选择不同类型的挡土墙结构,如重力式挡土墙、土工格栅挡土墙、混凝土挡土墙等。
每种类型的挡土墙有其特定的优点和合用条件。
3.2 支撑结构设计挡土墙的支撑结构是确保挡土墙稳定性的关键。
支撑结构可以包括钢筋混凝土墙板、钢筋混凝土桩、地下连续墙等。
在设计支撑结构时,需要考虑挡土墙的受力分析、土体变形、稳定性等因素。
3.3 墙体结构设计挡土墙的墙体结构设计是为了确保挡土墙可以承受设计荷载并保持稳定。
墙体结构设计包括挡土墙的厚度、墙体材料的选择、墙体加固等。
挡土墙设计一、设计路线K58+070~K58+130,傍山路线,设计高程均为1654.5,山坡为砾石地层,附近有开挖石方路堑的石灰岩片石可供作挡土墙材料。
1、设计路段为直线段,横断面资料如表;2、山坡基础为中密砾石土,摩阻系数f=0.4,基本承载力(δ)=520千帕;3、填土边坡为1:m=1:1.5,路基宽度为7.0米;4、墙背填料为就地开挖砾石土,容重Y=18.6KN/m3,计算内摩阻角Φ=35;5、墙体用50号砂浆砌片石,容重为γ=22.5KN/m3,容许压应力[δ]=2450千帕,容许剪应力[τ]=862.4千帕,外摩阻力ζ=Φ/2=17.5°;6、设计荷载用公路-Ⅱ级车辆荷载(详见《公路桥涵设计通用规范》);7、稳定系数:滑动稳定系数[Kc ]=1.3,倾覆稳定系数[K]=1.5。
二、需提交的文件、图纸和要求1、详细的设计计算书;A、分析确定挡土墙设计方案,选择挡土墙形式(最好以两个以上墙型的工程量比较后确定);B、挡土墙基础与断面设计:*.基础形式及埋置深度*.拟定墙身尺寸*.荷载换算土层厚*.土压力计算C、稳定性验算2、按横断面资料绘制等高线地形图(比例1:200),路线横断面图(1:200),路基外侧边缘纵向地形图(1:200)并在其上进行挡土墙立面布置,绘立面图。
参考设计步骤一、设计资料:(见任务书有关内容)二、绘制平面图及横断面图:(见任务书之一1.)三、确定设计方案:1、阐述设挡土墙的理由。
2、选定挡墙类型(路堤,路肩,路堑),要有比较。
3、选定挡墙形式(仰斜,俯斜,衡重…)最好选两种分别计算。
四、初拟断面尺寸1、确定分段长及与路堤的衔接方式。
2、确定埋深、墙高及墙背倾角,以上步骤后即可绘出挡土墙的纵断面图。
3、初拟其他部位的尺寸(按各部分对尺寸的基本要求拟定)。
五、计算换算土层厚h。
六、土压力计算。
七、确定断面尺寸。
控制在1.3~1.5之间。
1、滑动稳定性验算:(一般重力式挡墙以此控制设计)Kc2、确定挡墙其他部位尺寸,即可画出挡墙典型断面图。
八、稳定性验算(5个项目均要计算)。
九、将确定的挡墙依次按比例绘在平面及横断面图上。
横断面地形资料表三.确定设计方案1. 设挡土墙的理由:我们先用AUTOCAD 绘制平面图以及路基横断面图,通过观察可以发现,在横断面图中K58+80到K58+110的路堤边坡在给定的资料和数据中根本无法与地面线相交,需要通过设置挡土墙的形式来收缩坡角,减少填方数量,使工程经济合理,并且还可以减少占地面积。
另外,设置挡土墙后也可以避免由于填筑高路堤所带来的边坡变形和失稳的问题。
综合评定之后决定设置挡土墙。
2.选定挡墙形式:根据课程设计的要求设计成重力式挡土墙。
从用AUTOCAD 绘制的平面图以及路基横断面图中发现,重力式挡土墙并没有显著减少墙体的圬工工程量,而其填方量却比衡重式挡土墙大得多。
从经济方面和收缩坡角方面考虑衡重式挡土墙都比重力式挡土墙更为优秀,因此决定选用衡重式挡土墙。
3. 选定挡墙的计算形式:俯斜式挡墙,常用作为路面横坡陡峻处的路肩墙或路堤墙,它可以利用陡直的墙面减少墙高,减少占地,但墙背所受的土压力较大,墙身抗倾覆稳定性较差。
仰斜式挡墙,由于其墙背与开挖方边坡较吻合,故常用做路堑墙和路肩墙,以利施工方便和减少开挖或填方量。
在同等的条件下,仰斜式挡墙所受的土压力比俯斜式小,而墙身自重形成的抗倾覆力矩较大,故稳定性好。
衡重式挡墙,是在凸形墙背上设衡重台,并采用陡直的墙面,借助于衡重台上填土的重量和墙身截面形心的后移来提高挡墙的稳定性,常用作为地面横坡陡峻处的路肩墙和路堤墙。
通过试算发现,采用仰斜式挡土墙时,为了满足挡土墙的基底埋深和襟边宽度的要求,其所用的墙高要显著增大,圬工量比其他两种墙大,所以决定不采用仰斜式挡土墙。
而只对俯斜式挡墙和衡重式挡墙这两种进行计算比较。
四.初拟断面尺寸1.确定分段长度及路堤的衔接方式考虑到施工方便以及挡土墙的沉降伸缩缝的设置,分段长度选为10m 。
挡墙与路堤的衔接采用锥坡。
2.确定埋深、墙高、墙背倾角、初拟其他部位的尺寸。
根据地基承载力及无冰冻的气候特点,选用一般基础形式,根据规范要求,确定埋深为1~2m 。
先拟定墙高最高的k58+100断面的挡土墙的高度、墙背倾角和其他部位的尺寸:衡重式挡土墙:墙高10.0H m =,一般上墙与下墙的高度为2:3,所以现选用上墙1 4.0H m =,上墙背俯斜1:0.35(119.29α=o );衡重台宽10.83=d m ;下墙2 6.0H m =,下墙背仰斜1:0.25()214.02α=-o ;墙面坡1:0.15。
五.计算:由于k58+100断面的挡土墙的高度最高,最危险,故只需验算该片墙,其他片墙可以参照该墙的参数进行设计。
A .衡重式挡土墙(一)车辆荷载换算 汽车-15级时:故0100.53818.6qh m γ=== 挂车-80:00.64h m =,布置于路基全宽。
I 汽车荷载计算(二)上墙土压力计算1.计算破裂角,判别是否出现第二破裂面 假想墙背倾角: '11111tan 40.350.65tan 0.51254H d H αα+⨯+==='127.14o α=假设破裂面交于荷载内,按《路基》手册中表3-2-2中第1类公式,得:0'354545273022oi i ϕαθ==-=-= tan 0.521i θ= 验核破裂面位置:第二破裂面距墙顶内缘()()'11tan tan 40.5210.5125i H θα+=⨯+04.134 5.5m b m =<= 破裂面交于荷载内,与假设相符,采用公式正确。
()'127.533.34αα<<o o i ,故出现第二破裂面。
2.计算第二破裂面上的主动土压力1E()()22''tan 45tan 45173020.587cos 451730cos 452ϕϕ︒︒⎛⎫- ⎪-⎝⎭===⎛⎫++ ⎪⎝⎭K01122111220.53811 1.2694.01118.6 4.00.587 1.269110.84/22h K H E H KK kN mγ⨯=+=+===⨯⨯⨯⨯=()()()()0'0110'11cos 110.84cos 27303551.18/sin 110.84sin 27303598.32/x i y i E E kN mE E kN mαϕαϕ=+=⨯+==+=⨯+=对上墙1O 的力臂0111 4.00.538 1.4753333 1.269x h H Z m K =+=+=⨯(三)下墙土压力计算 采用力多边形法。
1.求破裂角2θ假设破裂角交于荷外 23517.514.0438.46φδα︒︒︒︒ψ=+-=+-=()()()()()()()2012202212110111021112tan 0.7941502112tan tan tan tan 221166240.2540.521 5.5040.51250.5210.5382213.93/cos 51.18/cos 3527.5110.84tan tanx A H H B H H H Hb d H h R E ιαθαθφθθψ==+=⎡⎤=++-+-+=⎣⎦⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-+-⨯+⨯⎡⎤⎣⎦==+=+==-ψ+20.7940.66933.79oθ=-==验核破裂面位置:破裂面顶端距墙顶内侧之距离为:'211220tan tan tan 100.66940.512560.257.24H H H b θαα+-=⨯+⨯-⨯=≥故与假设相符,采用公式正确,破裂面交于荷载外 2.计算土压力2E()()()()()()()()()()2212020122cos sin tan sin cos cos 33.7935sin 33.7927.518.6500.66913.93110.84sin 33.7938.46cos 33.7938.46100.56o o o o ooooE A B R kNθφθθγθθθ+-=--+ψ-ψ+-=⨯⨯⨯--⨯+-=()()()()()[]()0'0'22220'0'222220*********cos 100.56cos 14241730100.41/sin 100.56sin 14241730 5.44/tan tan tan tan tan 6 5.5040.51250.5212100.66960.2540.521x y E E kN m E E kN m H b d H h H H H ιαδαδαθθαθ=+=⨯-+==+=⨯-+=⎡⎤+-+⎣⎦=--⨯+-⨯+⎡⎤⎣⎦==⨯-⨯-⨯()()()()32212012122210132.64332322634630.538 2.6426 2.643662420.538 2.072.66x m H H H h h H h Z H H H h h m++-=++⎡⎤⎣⎦+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯-=⨯⨯+⨯+⨯⨯⎡⎤⎣⎦=四)各种验算:首先根据拟订墙顶宽度10.55b m =,则上墙底宽为2 2.55b m =,下墙底宽2.6B m =。
来进行各种验算。
其图形如下:(单位: dm)1.计算墙身重及力臂 (1)上墙身重1G()()11121122.540.55 2.55139.5/22k G H b b kN m γ=+=⨯⨯⨯+=对墙趾的力臂()()221122121121223G b b b b b b nH Z nH b b ++++=++()()220.550.55 2.55 2.5520.55 2.550.0540.05 6.030.55 2.551.26m+⨯++⨯+⨯⨯=⨯+⨯+= (2)下墙墙身重221211()22.5 6.0(2.550.65 2.6)391.5/22G H b d B kN mγ=++=⨯⨯⨯++= 对墙趾的力臂()()()()222121212G221B 2Z =3B b d b d b d B nH B b d ⎡⎤+++++++⎡⎤⎣⎦⎣⎦++⎡⎤⎣⎦()()()()222.6 2.6 2.550.65 2.550.652 2.550.65 2.60.05 6.03 2.6 2.550.651.61m⎡⎤+⨯++++⨯++⨯⨯⎡⎤⎣⎦⎣⎦=⨯++⎡⎤⎣⎦= (3)第二破裂面与墙背之间的土楔重()()()()'2113112tan tan 4.00.51250.5210.0341118.6 4.00.550.03419.20/22i d H mG H d d kN mααγ=-=⨯-=-=+=⨯⨯⨯-= 对墙趾的力臂 :()()()2222112111312111212tan tan 3αα++-+=+++++G d d d d d d H Z n H H b H d d()()220.0340.0340.650.6520.28160.6540.350.0510.00.5540.3530.0340.652.38m-⨯+-⨯+⨯⨯=⨯++⨯+⨯-+= (4)土楔上的荷载重40218.60.6720.2816 3.519/γ==⨯⨯=G h d kN m对墙趾的力臂 :1212G4Z ()/20.05(46)0.550.034/20.533n H H b d m =+++=⨯++-=2.滑动稳定性验算12123412()y y x xG G G G E E fKc E E +++++=+[](77.423033.08 3.51970.41 5.307)0.436.6587.6741.484 1.3c K +++++⨯=+=>= 满足要求,也满足课程设计中所要求的Kc 在1.3到1.5之间的要求。