挡土墙设计与计算
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五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙是一种用于防止土方滑坡和土壤侵蚀的土木结构,常用于公路、铁路、水利工程等项目中。
设计一个挡土墙需要考虑多个因素,包括土壤
性质、挡土墙的高度和倾角、抗滑稳定性等。
以下是五种常见挡土墙的设
计计算实例:
1.重力挡土墙设计:
重力挡土墙是最简单的挡土墙类型,靠自身的重力使其稳定。
设计时
需要计算挡土墙的底部摩擦力、上部土压力以及挡土墙的自重。
2.填土挡土墙设计:
填土挡土墙是利用挡土墙后面的填土来平衡土压力的一种结构。
设计
时需要计算挡土墙的自重和填土的重量以及土与墙之间的摩擦力。
3.墙身倾斜挡土墙设计:
墙身倾斜挡土墙是指挡土墙的外侧墙面倾斜,以增加土体与墙之间的
摩擦力,提高稳定性。
设计时需要计算倾斜挡土墙的自重、上部土压力和
墙身倾斜带来的附加力。
4.箱形式挡土墙设计:
箱形式挡土墙是由钢片或混凝土墙板拼接而成的结构形式,其内部填
充土体以平衡土压力。
设计时需要计算挡土墙板的自重和填充土的重量。
5.挡土墙加筋设计:
挡土墙加筋设计是为了增加挡土墙的稳定性和承载能力,常用的加筋方式有钢筋混凝土挡土墙和钢束挡土墙。
设计时需要计算挡土墙的自重、土压力以及加筋材料的受力情况。
以上是五种常见挡土墙的设计计算实例,每一种挡土墙都有其适用的场景和设计要点。
实际设计时还需要考虑地质条件、降雨等因素对土体的影响,以确保挡土墙的稳定性和安全性。
五种常见挡土墙的设计计算实例挡土墙是一种用来抵御土体压力而阻挡土体滑动的结构。
根据土方的性质和施工条件的不同,挡土墙可以采用不同的设计计算方法。
以下是五种常见挡土墙的设计计算实例:1.重力挡土墙:重力挡土墙是最简单和常见的挡土墙类型。
它的抗滑力主要靠墙体的自重来提供。
设计计算中,需要确定墙体的稳定安全系数,并根据土方的强度和墙体材料的重量来确定墙体尺寸。
例如,假设挡土墙高度为10米,土方的角度为30度,考虑到土方的自重和墙体的自重,需要确保挡土墙的稳定系数大于1.52.反滑挡土墙:反滑挡土墙通过墙后的土压力,抵消土方的滑动力。
设计计算中,需要根据土方的角度、土的重量和墙体材料的摩擦系数来确定墙体尺寸。
例如,假设土方的角度为20度,土的重量为20kN/m3,墙体材料的摩擦系数为0.6,需要计算出墙体的抗滑力,并确保墙体的稳定系数大于1.53.剪切挡土墙:剪切挡土墙是一种由水平和垂直墙体组成的结构。
水平墙体抵抗土压力,垂直墙体抵抗土体的剪切力。
设计计算中,需要根据土方的性质、墙体的尺寸和材料的强度来计算出水平和垂直墙体的稳定性。
例如,假设土方的角度为25度,墙体材料的强度为30MPa,需要计算出水平墙体的尺寸和稳定安全系数,以及垂直墙体的尺寸和稳定安全系数。
4.底座挡土墙:底座挡土墙是一种在挡土墙底部设置底座,以增加墙体稳定性的结构。
设计计算中,需要根据土方的性质、底座的尺寸和墙体材料的强度来计算出底座的稳定安全系数。
例如,假设土方的角度为30度,底座的尺寸为2米,墙体材料的强度为40MPa,需要计算出底座的稳定性和稳定安全系数。
5.锚固挡土墙:锚固挡土墙是一种在挡土墙背后设置锚杆或土钉,以增加墙体的稳定性。
设计计算中,需要根据土方的性质、锚杆或土钉的数量、长度和材料的强度来计算出锚固的稳定安全系数。
例如,假设土方的角度为35度,锚杆的数量为10个,长度为3米,材料的强度为50MPa,需要计算出锚固的稳定性和稳定安全系数。
地下室挡土墙计算地基基础1.室外地面活荷载:一般可取10kN/m2,荷载较小时也可取5.0kN/m22.土侧压力系数:(1)一般可取静止土压力系数0.5;(2)考虑到支座处可认为无侧向位移,为静止土压力,跨中部分随着侧向位移的增大,逐渐趋向于主动土压力,我院综合取0.4,(3)地下室施工采用护坡桩时可取0.33.3.覆土重度:以前习惯取18,现在习惯取20,也有的院取19.4.砼强度:宜取C30,有利于控制裂缝。
5.外侧保护层:《全国民用建筑人防技术措施》3.6.2 注4上规定保护层厚度:“地下室外墙迎水面有外防水层取30”;《防水规范》规定取50是直接取用前苏联的规定,不适用于一般的地下室结构。
6.裂缝限值:有外防水时取0.3mm,无外防水时取0.2mm7.调幅系数:不宜调幅太大,最多0.9,建议0.95。
8.考虑室内填土的有利作用:当基础埋深低于室内地坪较深时(>2m时),可考虑室内填土的有利作用,此时,应要求回填时先回填室内后回填室外(此项作用不大)。
9.配筋:地下室外墙为控制收缩及温度裂缝,水平筋间距不应大于150,配筋率宜取0.4%~0.5%(内外两侧均计入),有扶壁柱处应另增设直径8mm短钢筋,长度为柱宽加两侧各800mm,间距150mm(在原有水平分布筋之间加此短筋)10.其他:(1)无上部结构柱相连的地下室外墙,支撑顶板梁处不宜设扶壁柱,扶壁柱使得此处墙为变截面,易产生收缩裂缝,不设扶壁柱顶板梁在墙上按铰接考虑,此处墙无需设暗柱。
(2)地下室内外墙除了上部为框剪结构或外框架-内核心筒结构的剪力墙延伸者外,在楼层不需要设置暗梁,所有剪力墙在基础底板处均不需要设置暗梁。
(3)单层或多层地下室外墙,均可按单向板或连续单向板计算,最上层地下室楼层板处按铰支座,基础底板处按固端(4)窗井外侧墙顶部敞开无顶板相连,其计算简图可根据窗井深度按三边连续一边自由,或水平多跨连续板计算,如按多跨连续板计算时,因为荷载上下差别大,可上下分段计算弯矩确定配筋。
挡土墙设计与计算摘要: 介绍了挡土墙的构成及分类, 讨论重力式挡土墙构造要求及计算方法。
重点介绍了重力式挡土墙的4种计算方法, 即主动土压力计算、抗滑移稳定性计算、抗倾覆稳定性计算和地基承载力计算。
挡土墙各部分的名称如图1所示。
墙身靠填土(或山体)一侧工作侧称为墙背, 大部分外露的一侧称为墙面(或墙胸), 墙的顶面部分称为墙顶, 墙的底面部分则称为墙底, 墙背与墙底的交线称为墙踵,墙面与墙底的交线称为墙趾。
墙背与竖直面的夹角称为墙背倾角, 一般用 表示; 工程中常用单位墙高与其水平长度之比来表示, 即可表示为n:1。
墙踵到墙顶的垂直距离称为墙高, 用H 表示。
图1挡土墙各部分名称此外, 为计算土压力而采用的名称有: 地面倾角、墙背摩擦角(即墙背与填土间的摩擦角) 。
一般以挡土墙的结构形式分类, 常见的挡土墙形式有: 重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式, 此外, 还有竖向预应力锚杆式、土钉式及桩板式。
各类挡土墙的适用范围取决于墙址地形、工程地质、水文地质、建筑材料、墙的用途、施工方法、技术经济条件及当地的经验等因素.抗滑移稳定性计算)0sin(0sin 0cos 3.1)/()(δμ--===≥-+a a Ea Ean a G Gt a G Gn Gt Eat Ean Gn 抗倾覆稳定性计算0tan cot )cos()sin(6.10a b Z Zf a Z b Xf a Ea Eaz a Ea Eax EaxZf GazXf GX -=-=-=-=≥+δδ整体滑动稳定性验算 2.1≥Ms Mr抗滑力矩--Ms Mr。
各种挡土墙计算公式挡土墙是一种用于支撑填土或山坡土体,防止其坍塌或滑移的结构。
在工程设计中,准确计算挡土墙的各项参数至关重要,这需要运用一系列的计算公式。
以下将为您详细介绍常见的几种挡土墙计算公式。
一、重力式挡土墙重力式挡土墙主要依靠自身的重力来维持稳定,其计算包括抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性以及基底应力的计算。
1、抗倾覆稳定性计算抗倾覆稳定性系数 Kt 应满足:Kt =(∑My)/(∑M0)≥15其中,∑My 是抗倾覆力矩之和,∑M0 是倾覆力矩之和。
抗倾覆力矩 My 主要由墙体重力 G、墙背土压力 Ey 以及墙底摩擦力 Fx 对墙趾 O 点产生的力矩组成。
倾覆力矩 M0 则主要由墙背主动土压力 Ex 对墙趾 O 点产生的力矩组成。
2、抗滑移稳定性计算抗滑移稳定性系数 Ks 应满足:Ks =(∑Fx)/(∑Ex)≥13∑Fx 是抗滑力之和,∑Ex 是滑动力之和。
抗滑力 Fx 主要由墙底摩擦力和墙后被动土压力组成。
滑动力 Ex 主要是墙背主动土压力的水平分力。
3、基底应力计算基底平均应力σ 应满足:σ =(G + Ey Ex)/A ≤ σ其中,G 是挡土墙自重,Ey 和 Ex 分别是墙背土压力的竖向和水平分力,A 是基底面积,σ是地基承载力。
基底最大和最小应力σmax 和σmin 分别为:σmax =(G + Ey Ex)/A +(M0/W)σmin =(G + Ey Ex)/A (M0/W)二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁和底板组成,计算内容主要包括立壁和底板的内力计算。
1、立壁内力计算在土压力作用下,立壁可视为固定在底板上的悬臂梁。
墙顶的水平位移较小,可按底端固定的悬臂梁计算弯矩和剪力。
2、底板内力计算(1)悬臂板部分按悬臂板计算在基底反力作用下的弯矩和剪力。
(2)内跨板部分按连续板计算在基底反力作用下的弯矩和剪力。
三、扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙由立板、扶壁和底板组成,计算较为复杂。
1、立板内力计算与悬臂式挡土墙的立壁类似,按底端固定的悬臂板计算。
引言概述:挡土墙是一种常见的土木工程结构,用于防止土体滑坡和土壤侵蚀。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性,需要进行详细的计算和设计。
本文将介绍挡土墙计算公式的相关内容,包括挡土墙的基本原理、计算公式以及各个参数的含义和计算方法。
正文内容:1.基本原理1.1挡土墙的作用挡土墙主要用于抵抗土体的滑动和倾覆,保持土体的稳定。
它通过自重和土体的摩擦力来形成一个稳定的土工结构,防止土体滑动和变形。
1.2挡土墙的力学性质挡土墙受到来自土体和水的静力和动力荷载的作用。
它包括水平荷载、垂直荷载和水平动力荷载等。
挡土墙需要能够承受这些荷载并保持稳定。
2.计算公式2.1挡土压力计算公式Ps=KaγH^2(1sinφ)^2/2其中,Ps表示挡土墙受到的水平挡土压力,Ka表示活动土压力系数,γ表示土体的干容重,H表示挡土墙的高度,φ表示土体的内摩擦角。
2.2静力平衡公式H=(Pa+PrW)/P其中,H表示挡土墙的高度,Pa表示挡土墙承受的水平荷载,Pr表示挡土墙承受的垂直荷载,W表示挡土墙自身的重量,P表示挡土墙的压力。
2.3倾倒稳定公式Md=Ms其中,Md表示挡土墙的倾覆矩,Ms表示挡土墙的抵抗矩。
3.挡土墙参数的计算方法3.1活动土压力系数的计算方法Ka=(1sinφ)/(1+sinφ)其中,φ表示土体的内摩擦角。
3.2土体的干容重计算方法土体的干容重γ可以通过实验室测试或现场探测来获得。
通常用标贯或钻孔分析等方法来确定土体的干容重。
4.挡土墙计算步骤4.1确定荷载条件根据设计要求和现场情况,确定挡土墙所需承受的荷载条件,包括水平荷载、垂直荷载和水平动力荷载等。
4.2计算挡土压力根据挡土墙的高度、土体的摩擦角以及土体的干容重,计算挡土墙所受到的挡土压力。
4.3计算静力平衡根据挡土墙承受的水平荷载、垂直荷载以及挡土墙自身的重量,计算挡土墙的高度。
4.4计算倾倒稳定根据挡土墙的形状和土体的性质,计算挡土墙的倾覆矩和抵抗矩,判断倾倒稳定性。
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=++()00tan tan tan cot tan B A θψψϕψ⎛⎫=-±++⎪⎝⎭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。