公路挡土墙断面设计图
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重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。
图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++o o o o ===90ω<o 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+ 00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+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:tg tg θψ=-+tg ψ=-3828tg '=-+o0.7945=-0.7291=36544θ'''=o(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。
3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。
按照线性内插法,计算附加荷载强度:q =16.25kN/m 2,016.250.918q h m γ=== 4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0=h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=o 00=h h =0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+o o o o cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=o o5、土压力作用点位置计算:5 1.36H =⨯=10K =1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=-查数学手册X1Z -土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33Z b Z tg m α=-=+⨯=7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯=11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯=()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/2 -查数学手册21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= -查数学手册(2)抗滑稳定性验算:00.21111836α'''o 倾斜基地:(=),验算公式:()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.75 1.42.979.730.5105.75 4.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦10.280=>所以抗滑稳定性满足。
挡土墙设计一、挡土墙的分类及用途为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物,称为挡土墙。
在公路工程中,它广泛地用于支撑路堤填土或路堑边坡,以及桥台、隧道洞口和河流堤岸等处。
路基工程中,挡土墙的建筑费用较高,故路基设计时,应与其他可能的工程方案进行技术经济比较,择优选定。
公路工程中的挡土墙主要按下述几种方法进行分类。
按照挡土墙设置的位置,挡土墙可分为:路堑墙、路堤墙、路肩墙和山坡墙等类型,如图2-5-1所示。
按照结构形式,挡土墙可分为:重力式挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙、加筋土挡土墙等。
按照墙体材料,挡土墙可分为:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、钢板挡土墙等。
挡土墙各部分名称如图2-5-1a)所示。
靠回填土或山体的一侧面称为墒背;外露的一侧面称为墙面.也称墙胸;墙的顶面部分称为墙顶;墙的底面部分称为基底或墙底;墙面与墙底的交线称为墙趾;墙背与墙底的变线称为墙踵;墙背与铅垂线的夹角称为墙背倾角a。
挡土墙设置位置不同,其用途也不相同。
路堑墙设置在路堑边坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡,同时可减少挖方数量,降低挖方边坡的高度(图2-5-1a)。
路堤墙设置在高填土路提或陡坡路堤的下方,可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动,同时可以收缩路堤坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积(图2-5-1b)。
路肩墙设置在路肩部位,墙顶是路肩的组成部分,其用途与路堤墙相同。
它还可以保护临近路线的既有的重要建筑物(图2-5-1c)。
沿河路堤,在傍水的一侧设置挡土墙,可以防止水流对路基的冲刷和侵蚀,也是减少压缩河床的有效措施(图2-5-1d)。
山坡墙设置在路堑或路堤上方,用于支撑山坡上可能坍滑的覆盖层、破碎岩层或山体滑坡(图2-5-1e、图2-5-1f)。
为一个整体。
在这个整体中起控制作用的是填土与拉筋之间的摩擦力。
面板的作用是阻挡填土坍落挤出,迫使填土与拉筋结合为整体。
加筋土挡土墙属于柔性结构,对地基变形适应性大,建筑高度大,具有省工、省料、施工方便、快速等优点,适用于填土路基。
CHAPTER挡土墙作用支撑路基边坡,防止土体坍塌或滑坡。
减少土方工程量,降低工程造价。
保持路基稳定,确保道路安全。
挡土墙定义:挡土墙是路基工程中用于支撑土体、防止土体坍塌或滑坡的一种结构物。
挡土墙定义及作用桩板式挡土墙由桩和板组成,利用桩的侧摩阻力和板的土重来平衡墙后土压力。
具有结构灵活、适应性强等特点。
适用于地基条件复杂、高度较大的场合。
重力式挡土墙依靠自身重力来抵抗土压力,具有结构简单、施工方便、造价低廉等特点。
适用于高度不大、地基较好的场合。
悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成,利用悬臂部分的土重来平衡墙后土压力。
具有结构轻巧、美观等特点。
适用于高度较大、地基较差的场合。
扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上增设扶壁,以提高抗倾覆稳定性。
具有结构刚度大、稳定性好等特点。
适用于高度大、地基条件差的场合。
常见类型及其特点适用范围与选型依据墙体高度和荷载根据墙体高度和荷载大小选择合适的挡土墙类型,确保墙体稳定性和安全性。
工程地质条件根据地基的承载力、稳定性和水文地质条件选择合适的挡土墙类型。
适用范围挡土墙适用于各种等级公路的路基工程中,特别是在地形复杂、地质条件差的路段中广泛应用。
施工条件和工期要求根据施工条件和工期要求选择合适的挡土墙类型,确保施工顺利进行并满足工期要求。
经济性要求在满足工程质量和安全性的前提下,尽量选择造价低廉、经济效益好的挡土墙类型。
CHAPTER通过测绘区域地质图、地貌图、水文地质图等,了解区域地质条件,为挡土墙设计提供基础资料。
工程地质测绘工程地质勘探室内试验采用钻探、坑探、槽探等手段,查明挡土墙所在位置的地质构造、岩土层分布、地下水情况等。
对采取的岩土样进行物理力学性质试验,确定岩土的物理力学参数,为挡土墙设计提供依据。
030201地质勘察内容及方法根据地质勘察结果,验算地基承载力是否满足挡土墙设计要求。
若不满足,需采取地基加固措施。
地基承载力验算可采用换填法、强夯法、深层搅拌法等加固地基,提高地基承载力。
九王爷工作室出品1.车辆荷载计算作用在填料上的车辆荷载,可近似地按均匀荷载分布考虑。
计算时,把荷载换成容重与墙后填料相同的均匀分布土层。
2.1车辆荷载计算理论根据《公路桥涵设计规范》把作用在破坏棱体上的车辆荷载换算成土层,其厚度0h 按公式计算如下:00Q h B Lγ=∑γ--墙后填料的容重kN/m 3;0B --破坏棱体的宽度,m ,对于路堤墙边坡部分的宽度b 不计入内,0()tan tan B H a H b θα=++-L --挡土墙的计算长度,m ,取值见下述规定;Q --∑布置在0B L ⨯面积内的车轮总重,kN挡土墙的长度计算长度,可按以下四种情况取值:(1)汽车-10或汽车-15级作用时,取挡土墙的分段长度,但不大于15m 。
(2)汽车-20级作用时,取重车的扩散长度,但不超度20m 。
(3)汽车-超20级作用时,取重车的扩散长度,但不超过20m 。
(4)平板挂车或履带车作用时,取挡土墙长度和车辆长度和车辆的扩散长度两者中较大者,但不大于15m 。
各级汽车荷载的重车、平板车或履带车的扩散长度,可按以下计算:0(2)tan30L L H a =++o式中:0L :前后轴距轮胎着地长度或履带车着地长度,m ,取值见表2.1表 2.10L 取值的大小计算挡土墙时,汽车荷载的计算如下:纵向:当取用挡土墙分段长度时,为分段内可能布置的车轮;当取用一辆重车的扩散长度时,为一辆重车。
横向:破坏棱体宽度0B 范围内可能布置的车轮,车辆外侧车轮中线距路面(或硬路肩)、安全带边缘的距离为0.5m 。
2.1车辆荷载理论计算2.1.1求不计车辆荷载作用时的破坏棱体宽度0B 。
(2)tan ()ab H H a A H a α-+=+=23 4.57(723)tan (73)α⨯-⨯+⨯+=-0.362ψϕδ=+∂+ =39.964otan tan θψ=-=39.964-o =38.379o0()tan tan B H a H b θ=++∂-=(73)0.79270.25 4.5+⨯+⨯-- =1.672.1.2求纵向分布长度L0(2)tan 30L L H a =++=o 20.5>20有条件可知L 的长度取20米。
1、概况:大泉线 K3+274 到地面 K3+480 路基左侧侵占河道,为防止水流冲刷路基设置路肩挡土墙。
2、确定基础埋深:参照原路段设置浆砌片石护坡,基础埋深设置 1.5m ;基底土质取砂类土,基底与基底土的摩擦系数μ=0.3 ,地基承载力基本容许值 f=370kPa。
3、墙背填料:选择天然砂砾做墙背填料,重度γ=18k N/m3 ,内摩擦角φ=35º ,墙后土体对墙背的摩擦角δ = ( 2/3 ) φ=23 º。
4、墙体材料:采用浆砌片石砌筑,采用 M7.5 号砂浆、 MU40 号片石,砌石γr=23 KN/M3 ,轴心抗压强度设计值[σa] =1200KPa ,允许剪应力[τj] =90KPa ,容许弯拉应力[σwl] =140KPa。
路基设计手册 P6045、设计荷载:公路一级。
6、稳定系数:抗滑稳定系数[Kc]=1.3 ,抗倾覆稳定系数[Ko]=1.5。
1、断面尺寸的拟订:查该路段路基横断面确定最大墙高为 6.8m ,选择仰斜式路肩挡土墙,查标准图确定断面尺寸,如下图所示:2、换算等代均布土层厚度 h 0 :根据路基设计规范, h 0 = q,其中 q 是车辆荷载附加荷载强度 ,墙高小于 2m 时 ,取Y20KN/m 2 ;墙高大于 10m 时,取 10KN/m 2 ;墙高在 2~10m 之间时,附加荷载强度用直 线内插法计算, Y 为墙背填土重度。
10 一 6.810 一 2h 0 = Y q = 1184=0.78kPa3、计算挡土墙自重并确定其重心的位置A 墙=9.104m 3,则每延米挡土墙自重 G = γA 墙 l 0 = 23×9.104×1KN = 209.392 KN 挡土墙重心位置的确定可用桥通辅助工具里面计算截面型心的工具来查询,对于同 一种材料的物体来说,形心位置和重心位置重合。
墙趾到墙体重心的距离 Z G = 1.654 m 。