重力式挡土墙的计算内容及稳定性研究
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4.O 米高重力式挡墙验算(土压力计算方式:静止)重力式挡墙验算计算项目:重力式挡墙1计算时间:2023-03-0714:32:04星期二 执行规范:《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),本文简称《边坡规范》 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),本文简称《荷载规范》 《建筑抗震设计规范》(GB500U-2010),本文简称《抗震规范》《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),本文简称《基础规范》《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),本文简称《砌体规范》[已知条件] 1.基本信息边坡类型 土质边坡 边坡等级 二级墙身高(m) 4.000 采用扩展墙趾台阶 √ 墙顶宽(m)1.200卜台阶尺寸bl(m)0.600]TJ TJ TJ TJ TJ 1 2 3 4 5 6 ΓL ΓL ΓL ΓL ΓL ΓL3.荷载信息场地环境一般地区土压力计算方法静止[计算内容](1)墙身力系计算(2)滑动稳定性验算(3)倾覆稳定性验算(4)地基承载力及偏心距验算(5)基础强度验算(6)墙底截面强度验算(7)台顶截面强度验算[计算结果]一、【组合1】(一)作用在挡土墙上的力系计算1岩土压力计算(1)合力按假想墙背计算静止土压力:Ea=153.131(kN)Ex=153.131(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=I.671(m)(2)分布岩土压力分布见左侧结果图。
2墙身重力计算墙身截面积=11.085(m2)重量=277.133(kN)重心至墙趾的水平距离=2.213(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=62.834(kN)重心坐标⑵036,T.671)(相对于墙面坡上角点)(二)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.200因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=14.036(度)总竖向力=413.638(kN),在基底面的法向分量=401.288(kN),切向分量=100.322(kN)总水平力二153.131(kN),在基底面的法向分量二37.140(kN),切向分量二148.559(kN)滑移力=48.237(kN)抗滑力=87.686(kN)滑移验算满足:KC=1.818>1,300地基土摩擦系数=0.500地基±±楔重=58.600(kN)地基土层水平向:滑移力=153.131(kN)抗滑力=236.119(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:K c2=1.542>1,300(三)倾覆稳定性验算相对于墙趾点:墙身重力的力臂=2.213(m)Ey的力臂=4.053(m)EX的力臂=0.658(m)墙背与第二破裂面(或假想墙背)之间土重的力臂=3.636(m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671kN基础重心距离基础趾点的水平距离=2.516(m)倾覆力矩=160.150(kN-m)抗倾覆力矩=1340.486(kN-m)倾覆验算满足:Ko=8.370>1.600(四)地基承载力及偏心距验算基础类型为钢筋碎底板,验算底板下偏心距及压应力基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距相对于墙趾点:总竖向力(标准值)=438.428(kN)总弯矩(标准值)=1180.336(kN-m)力臂Zn=2.692(m) 基础底面宽度B=4.97基In)偏心距e=-0.203(m)(右偏)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.203≤0.250X4.978=l.245(m)基底压力(标准值):墙趾=66.506(kPa)墙踵=109.638(kPa)地基平均承载力验算满足:Pk=88.072≤f a=150.000(kPa)基础边缘地基承载力验算满足:Pi=IO9.638W1.2f∙=l.2X150.000=180.000(kPa)(五)基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积=2.947(m2)基础重量Wj=73.671(kN)取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距基础底面宽度B=4.97基In)偏心距e=-0.203(m)(右偏)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.692(m)基础底压力(设计值):趾部=66.506(kPa)踵部=109.638(kPa)悬臂根部=73.437(kPa) 重要性系数Yo=1.000混凝土底板基础悬臂端部强度验算:截面高度:H'=0.600(m)截面弯矩:M=10.337(kN-m)截面剪力:Q=27.342(kN)纵向受拉钢筋:AS=&aιfebho∕f y=52mm2P=0.01%<P Mln=0.20%按构造配筋As=1200mm2抗剪截面验算:V=27.34kN<0.250BCfCbhO=I636.25kN截面满足抗剪承载力验算:27.34(kN)≤0.7βh ftbho=488.95(kN)满足(六)墙底截面强度验算1岩土压力不重新计算2墙身重力计算墙身截面积=9.160(m2)重量=229.000(kN)重心至墙趾的水平距离=2.128(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=40.000(kN)重心坐标(1.867,T.333)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=2.128(m)Ey的力臂=3.636(m)EX的力臂=0.658(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=267.283(kN)总弯矩(设计值)=525.827(kN-m)力臂Zn=1.967(m)截面宽度B=3.800(m)偏心距e=-0.067面)(右偏)截面上偏心距验算满足:e=0.067≤0.225X3.800=0.855(m)重要性系数YO=1.000验算截面上的轴向压力设计值N=267.283(kN)素混凝土构件的稳定系数6=1.000每沿米混凝土受压区面积A'c=3.935(m2)素混凝土轴心抗压强度设计值=10115.0(kPa)受压承载力验算满足:YON=267.283<Φf c<A,c=39798.645(kN)重要性系数Yo=1.000验算截面上的剪力设计值V=38.283(kN)轴向压力设计值N=267.283(kN)挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.800(m2)素混凝土轴心抗拉强度设计值L=698.500(kPa)计算截面的剪跨比入=1.5受剪承载力验算满足:YoV=38.283<1.75ftbh√(λ+l)=1858.010(kPa)(七)台顶截面强度验算1岩土压力计算按假想墙背计算静止土压力:Ea=70.431(kN)Ex=7O.431(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=L133(m)2墙身重力计算墙身截面积=6.970(m2)重量=174.250(kN)重心至墙趾的水平距离;1.450(m)3墙背与假想墙背之间土楔重(包括超载)=28.900(kN)重心坐标(1.767,T.133)(相对于墙面坡上角点)4截面验算相对于验算截面外边缘:墙身重力的力臂=1.450(m)Ey的力臂=2.617(m)EX的力臂=1.133(m)相对于截面趾点:总竖向力(设计值)=191.858(kN)总弯矩(设计值)=218.914(kN-m)力臂Zn=1.141(m)截面宽度B=2.900(m)偏心距e=0.309(m)(左偏)截面上偏心距验算满足:e=0.309≤0.225X2.900=0.653(m)重要性系数YO=1.000验算截面上的轴向压力设计值N=191.858(kN)素混凝土构件的稳定系数4>=1.000每沿米混凝土受压区面积A'c=2.282(m2)素混凝土轴心抗压强度设计值fe=10115.0(kPa)受压承载力验算满足:YON=191.858<Φfc<Λ,c=23082.844(kN)重要性系数YO=1.000验算截面上的剪力设计值V=17.608(kN)轴向压力设计值N=191.858(kN)挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.900(m2)素混凝土轴心抗拉强度设计值*=698.500(kPa)计算截面的剪跨比人=1.5受剪承载力验算满足:YoV=17.608<1.75f l bho∕(λ+l)=1417.955(kPa)二、【组合2】(一)作用在挡土墙上的力系计算1岩土压力计算(1)合力按假想墙背计算静止土压力:Ea=153.131(kN)Ex=153.131(kN)Ey=O.000(kN)作用点高度Zy=I.671(m)(2)分布岩土压力分布见左侧结果图。
重力式挡土墙设计计算书一、工程概况本次设计的重力式挡土墙位于_____地段,主要用于支撑土体,防止土体坍塌,保障道路或建筑物的安全。
挡土墙高度为_____m,墙顶宽度为_____m,墙底宽度为_____m,墙面坡度为 1:_____,墙背坡度为 1:_____。
挡土墙所承受的土压力主要来自于墙后填土,填土的物理力学性质如下:填土重度:γ =______kN/m³内摩擦角:φ =______°粘聚力:c =______kPa二、设计依据1、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)2、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015 年版)3、《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)4、相关工程地质勘察报告三、土压力计算1、主动土压力系数根据库仑土压力理论,主动土压力系数 Ka 为:Ka =tan²(45° φ/2)= tan²(45°______/2)=______2、土压力分布土压力强度按三角形分布,墙顶处土压力强度为零,墙底处土压力强度为:σa =γhKa=______×______×______=______kPa3、土压力合力土压力合力 Ea 为:Ea =05×γh²Ka= 05×______×______²×______=______kN合力作用点距离墙底的高度为:hE = h/3=______/3=______m四、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑移稳定性按下式验算:Ks =(μ∑W + Ean) / Eax其中,μ为基底摩擦系数,取______;∑W 为挡土墙自重,包括墙身自重和基础自重,计算如下:墙身自重:G1 =γ1×V1=γ1×05×(b + b1)×h=______×05×(______ +______)×______=______kN基础自重:G2 =γ2×V2=γ2×b2×h2=______×______×______=______kN则∑W = G1 + G2 =______kNEan =Eacos(δ α)=______×cos(______ ______)=______kNEax =Easin(δ α)=______×sin(______ ______)=______kN代入计算得:Ks =(______×______ +______) /______=______为保证挡土墙的抗滑移稳定性,Ks 应大于或等于 13,经计算满足要求。
重力式挡土墙验算优秀文档一、重力式挡土墙的工作原理重力式挡土墙主要通过自身的重力来抵抗墙后土压力的作用。
当墙后土压力作用在挡土墙上时,挡土墙会产生一定的位移和变形,但只要在允许的范围内,挡土墙就能保持稳定。
二、重力式挡土墙验算的主要内容1、抗滑移验算抗滑移稳定性是重力式挡土墙验算的重要内容之一。
滑移力主要由墙后土压力的水平分量产生,而抗滑力则由挡土墙与基础之间的摩擦力以及基础底面的水平反力提供。
抗滑移验算的目的是确保抗滑力大于滑移力,以防止挡土墙发生滑移破坏。
2、抗倾覆验算抗倾覆稳定性也是重力式挡土墙验算的关键。
倾覆力矩主要由墙后土压力的合力对墙趾的力矩产生,而抗倾覆力矩则由挡土墙的自重以及墙背上的土重对墙趾的力矩组成。
抗倾覆验算的目标是保证抗倾覆力矩大于倾覆力矩,避免挡土墙发生倾覆破坏。
3、基底应力验算基底应力验算旨在确保挡土墙基础底面的最大压应力和最小压应力均在地基承载力的允许范围内。
如果基底应力过大,可能会导致基础下沉或不均匀沉降,从而影响挡土墙的稳定性。
4、墙身强度验算墙身强度验算包括对挡土墙墙身的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度的验算。
根据墙身材料的特性和受力情况,确定墙身是否能够承受所受到的各种内力,以保证墙身不会发生破坏。
三、重力式挡土墙验算的参数取值1、土压力计算参数土压力的计算需要确定土的物理力学性质参数,如土的重度、内摩擦角和粘聚力等。
这些参数的取值应根据地质勘察报告和相关规范进行合理选取。
2、墙身材料参数对于挡土墙墙身材料,如混凝土或砌石,需要确定其抗压强度、抗拉强度和弹性模量等参数。
3、基础底面摩擦系数基础底面摩擦系数的取值影响着抗滑移验算的结果,应根据基础材料和地基土的性质进行确定。
四、重力式挡土墙验算的计算方法1、抗滑移验算计算抗滑移安全系数的计算公式为:Ks =(∑G + Epn)/ Ex ,其中∑G 为挡土墙自重及墙背上的土重之和,Epn 为墙底的法向反力,Ex为墙后土压力的水平分量。
重力式挡土墙的计算内容及稳定性研究【摘要】:挡土墙是特种结构中非常重要的结构,是建筑工程、道桥工程、矿山工程和码头工程当中应用很广的一种支挡结构。
本文通过对重力式挡土墙的施工经验分析,提出挡土墙设计中的重点问题,并提供较为合理的构筑建议与措施。
在土建工程中,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。
【关键词】:挡土墙经济合理挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆,并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。
因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后,应进行墙的稳定及强度验算。
挡墙的验算方法有二种:一种是采用分项安全系数的极限状态法,另一种是总安全系数的容许应力法。
挡土墙设计的经济合理,关键是正确地计算土压力,确定土压力的大小、方向与分布。
土压力计算是一个十分复杂的问题,它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。
计算土压力的理论和方法很多。
由于库伦理论概念清析,计算简单,适用范围较广,可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算,且一般情况下计算结果均能满足工程要求,因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。
挡土墙的形式多种多样,按其结构特点,可分为重力式挡土墙,悬臂式挡土墙,扶臂式挡土墙,加筋土挡土墙等类型。
重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用的一种墙体,所需要的墙身截面较大,一般由砖、石材料砌筑而成。
由于重力式挡土墙具有结构简单、施工方便,能够就地取材等优点,在土建工程中被广泛采用。
根据墙背倾斜方向可分为仰斜、直立、俯斜三种形式。
1重力式挡土墙的设计要点设计重力式挡土墙,一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量,再进行细部尺寸调整,以满足挡土墙的抗倾覆要求。
1.1断面形式的确定根据重力式挡土墙结构类型及其特点,我们可以根据实际条件,选择不同类型的断面结构。
如果地面横坡比较陡峭,若采用仰斜式挡土墙,一定会过多增加墙高,断面增大,造成浪费,而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。
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。
***挡土墙检算根据现场地形条件和施工平台宽度,现确定采用C20混凝土挡土墙作为平台路基边支挡结构。
挡土墙采用重力式挡土墙,顶宽均 1.0m,底宽 2.5m ,伸出1.5m 的矩形墙踵,墙身高1~4m 。
当取墙高为4m 时,挡墙处于最不利受力状态,因此,以最不利状态为检算标准,如果受力符合要求,则***挡土墙尺寸设计符合规范要求,否则,重新进行结构尺寸设计。
一、 稳定性检算。
1.滑动稳定:x c fE )E W (K y +=挡土墙受力情况简图(a )挡土墙倾斜a 0角,此时的公式为: ()Ef G W W E f N W K t t n c 2)(+=-+= (*) 式中:K c ——滑动稳定系数,规范规定K c ≥1.3;f ——基底与地基间的摩擦系数,本地质为砂类土,摩擦系数取0.3~0.4,本检算取0.364;t m m t r W 1356.267.4331=⨯=⨯=浆砌挡土墙受力情况示意图(a )t m r G 24.6039.29m t 2.05V 331=⨯=⨯=土t m r G 094.14875.6m t 2.05V 3322=⨯=⨯=土 机车荷载取t G 203=⎪⎩⎪⎨⎧︒=+︒=︒︒+︒=+20tan E24cos F 24sin F 24sin F 24cos N N 31μμμN N F G G t E E x 62.5==代入(*)式得: ()()3.175.162.586.962.5364.0094.14132≥==⨯+=+=E fG W K c 滑动稳定性满足要求。
2 倾覆稳定验算挡土墙倾覆稳定性验算采用的公式是:Ew EZ Z G WZ Z E EZ WZ K 220)(+=⨯+= (**) 式中:Z E ——E 对墙趾O 点的力臂; Z 2——G 2对墙趾O 点的力臂; Z w ——W 对墙趾O 点的力臂; K 0——挡土墙倾覆稳定系数,规范规定5.10≥K 。
重力式挡土墙(土体为粘性土)
土体内摩擦角φ30土体粘聚力c0土体容重γ20毛石砌体容重γ122土对墙背的摩擦角δ15挡土墙高度H10.5挡土墙顶宽B1 1.94挡土墙底宽B2 5.55基底摩擦系数μ0.35挡土墙墙背倾角α90挡土墙基底倾角α011墙顶均布荷载q10
主动土压力系数Ka0.333333由粘聚力产生的拉力0由墙顶均布荷载产生的压力 3.333333主动土压力为0时的土深度Z0-0.5主动土压力Ea443.6666
挡土墙截面面积A36.3288挡土墙每延米自重G799.2336 Z 3.666667 一、挡土墙抗滑移稳定性验算
(Gn+Ean)μ=342.664 Eat-Gt=246.264 抗滑稳定系数 1.39145二、抗倾覆稳定性验算
挡土墙重心离墙址的水平距离X0 3.56 GX0+EazXf=3482.575 EaxZf=1109.023抗倾覆稳定系数 3.140218三、地基承载力计算
Ea在水平方向的分量428.5491 Ea在垂直方向的分量114.8294偏心距e-0.46573偏心率-0.08392基底最大应力бmax247.6194基底最小应力бmin81.77265。
重力式挡土墙设计计算一、重力式挡土墙的类型及特点重力式挡土墙通常分为俯斜式、仰斜式和直立式三种类型。
俯斜式挡土墙的墙背倾斜向下,土压力作用在墙背上的合力方向指向墙内,有利于墙体的稳定,但墙身较高时,墙背的填土需要压实,施工难度较大。
仰斜式挡土墙的墙背倾斜向上,土压力作用在墙背上的合力方向指向墙外,墙身所受的压力较小,适用于挖方工程,但墙身较高时,墙身的抗倾覆稳定性较差。
直立式挡土墙的墙背垂直,施工方便,但土压力较大,一般用于高度较小的挡土墙。
重力式挡土墙的优点是结构简单、施工方便、造价较低;缺点是体积较大、占地面积较多。
二、重力式挡土墙的设计计算内容重力式挡土墙的设计计算主要包括以下内容:1、土压力计算土压力的计算是重力式挡土墙设计的关键。
常用的土压力计算方法有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
库仑土压力理论适用于墙背倾斜、粗糙、填土表面倾斜的情况;朗肯土压力理论适用于墙背垂直、光滑、填土表面水平的情况。
在实际工程中,应根据挡土墙的具体情况选择合适的土压力计算方法。
2、稳定性验算稳定性验算是重力式挡土墙设计的重要内容,包括抗滑移稳定性验算和抗倾覆稳定性验算。
抗滑移稳定性验算的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会沿基底产生滑移。
其验算公式为:Ks =(∑G +∑Ep)/∑Ex ,其中 Ks 为抗滑移稳定安全系数,∑G 为挡土墙自重和墙顶上的恒载标准值之和,∑Ep 为墙背主动土压力的水平分力标准值,∑Ex 为墙底的摩擦力标准值。
抗倾覆稳定性验算的目的是确保挡土墙在土压力作用下不会绕墙趾产生倾覆。
其验算公式为:Kt =(∑My)/(∑M0),其中 Kt 为抗倾覆稳定安全系数,∑My 为抗倾覆力矩标准值,∑M0 为倾覆力矩标准值。
3、基底应力验算基底应力验算的目的是确保挡土墙基底的应力不超过地基的承载力。
基底应力应满足以下条件:(1)偏心距 e 小于或等于 b/6 ,其中 b 为基底宽度。
(2)基底最大应力σmax 小于或等于 12f ,基底最小应力σmin 大于零,其中 f 为地基承载力特征值。
挡土墙稳定性计算挡土墙稳定性计算一、引言挡土墙是土木工程中常见的一种结构形式,用来抵挡或者防止土体滑倒或者坍塌。
在设计挡土墙时,需要进行稳定性计算来确保其可靠性和安全性。
本文将详细介绍挡土墙稳定性计算的步骤和方法。
二、挡土墙类型挡土墙可以分为重力式挡土墙和槽式挡土墙两种类型。
重力式挡土墙通过其自重来反抗土体的压力,而槽式挡土墙则通过其结构形式来增加稳定性。
三、稳定性计算步骤1. 确定挡土墙的几何形状和土体性质,包括挡土墙的高度、底宽、坡度以及土体的内磨擦角、凝结力等参数。
2. 进行土体的力学参数试验,确定土体的内磨擦角和凝结力等参数的具体数值。
3. 根据挡土墙的几何形状和土体性质,计算土体的坡面稳定性,并考虑到坡面的自重、土体的磨擦力以及水分对土体稳定性的影响。
4. 计算挡土墙的抗滑稳定性,包括计算土体的抗滑力和倾覆力,以确定挡土墙的稳定性能。
5. 根据挡土墙的抗滑稳定性计算结果,进行结构强度校核,确保挡土墙能够反抗土体的压力和外力的作用。
四、计算方法与公式1. 坡面稳定性计算方法:根据土体内磨擦角、凝结力以及坡面的坡度、高度等参数,可以使用库仑法则、泰勒法则等方法来计算坡面的稳定性。
2. 抗滑稳定性计算方法:根据土体的内磨擦角、凝结力以及挡土墙的几何形状和土体的力学参数,可以使用高斯法、平衡法等方法来计算挡土墙的抗滑稳定性。
五、附件本文档所涉及的附件如下:1. 挡土墙设计图纸2. 土体力学参数试验报告3. 抗滑稳定性计算结果表格六、法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下:1. 施工组织设计:指挡土墙施工过程中的组织安排、施工顺序、工期计划等具体内容的设计。
2. 安全监督:指对挡土墙施工过程中的安全问题进行监督和管理,确保施工过程的安全性。
重力式挡土墙稳定性与可靠度分析关键信息项:1、重力式挡土墙的设计参数与规格墙高:____________________墙顶宽度:____________________墙底宽度:____________________墙面坡度:____________________墙背坡度:____________________基础埋深:____________________材料类型与强度:____________________2、稳定性分析方法与要求抗滑移稳定性系数要求:____________________抗倾覆稳定性系数要求:____________________地基承载力要求:____________________3、可靠度分析指标与目标失效概率目标:____________________可靠指标要求:____________________4、分析数据来源与精度岩土工程勘察数据精度:____________________荷载取值依据:____________________5、分析结果的评估与验收标准稳定性与可靠度分析报告内容要求:____________________验收机构与流程:____________________11 协议背景为了确保重力式挡土墙在设计和施工过程中的稳定性和可靠性,保障工程安全,特制定本协议,明确各方在重力式挡土墙稳定性与可靠度分析中的责任、方法和要求。
111 适用范围本协议适用于特定工程中的重力式挡土墙稳定性与可靠度分析工作。
12 协议目的通过明确的分析方法和要求,评估重力式挡土墙在各种工况下的稳定性和可靠度,为工程设计和施工提供科学依据。
21 重力式挡土墙设计参数的确定211 墙高的确定应综合考虑地形、填土高度、使用要求等因素,并经过详细的测量和计算。
212 墙顶宽度应满足施工和使用的要求,同时考虑墙身的稳定性。
213 墙底宽度应根据墙身的稳定性计算确定,确保在各种荷载作用下不发生滑移和倾覆。
各种挡土墙计算公式在土木工程中,挡土墙是一种常见的结构,用于支撑填土或山坡土体,防止其坍塌或滑坡。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性,需要进行精确的设计和计算。
下面我们将介绍一些常见的挡土墙计算公式。
一、重力式挡土墙重力式挡土墙主要依靠自身的重量来抵抗土压力,其稳定性取决于墙体的自重、墙底摩擦力和墙背与填土之间的摩擦力。
1、土压力计算静止土压力:$P_0 = K_0 \gamma z$,其中$K_0$为静止土压力系数,$\gamma$为填土的重度,$z$为计算点距离墙顶的深度。
主动土压力:$P_a =\frac{1}{2} \gamma z^2 K_a$,$K_a$为主动土压力系数,可通过库仑土压力理论或朗肯土压力理论计算得出。
2、稳定性验算抗滑移稳定性:$K_s =\frac{(W + E_{px})\mu}{E_{py}}$,$W$为挡土墙自重,$E_{px}$和$E_{py}$分别为主动土压力的水平和垂直分量,$\mu$为墙底与地基之间的摩擦系数。
要求$K_s \geq 13$。
抗倾覆稳定性:$K_t =\frac{M_R}{M_O}$,$M_R$为抗倾覆力矩,$M_O$为倾覆力矩。
要求$K_t \geq 15$。
3、基底应力验算偏心距:$e =\frac{B}{2} \frac{M_R}{W}$,$B$为基底宽度。
基底最大应力:$\sigma_{max} =\frac{W}{B}(1 +\frac{6e}{B})$基底最小应力:$\sigma_{min} =\frac{W}{B}(1 \frac{6e}{B})$二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成,其稳定性主要依靠墙身的抗弯能力和踵板上的土重。
1、土压力计算同重力式挡土墙。
2、内力计算立壁弯矩:根据墙后土压力分布,计算立壁在不同高度处的弯矩。
踵板弯矩:考虑踵板上的土重和作用在踵板上的土压力,计算踵板的弯矩。
3、截面设计根据内力计算结果,确定立壁和踵板的截面尺寸和配筋。
重力式挡土墙计算重力式挡土墙是常用的一种挡土墙结构,它通过自身的重力来抵抗土体的侧压力,从而实现土体的稳定。
在进行重力式挡土墙计算时,需要考虑挡土墙的稳定性、受力特点以及土体的力学参数等因素。
1. 稳定性分析挡土墙的稳定性是计算的关键,一般采用平衡法来进行稳定性分析。
平衡法的基本原理是在满足力学平衡的条件下,通过计算各个力的作用效果,判断挡土墙是否稳定。
常用的平衡方法包括切分平衡法、杆件法、力配置法等。
在平衡法的基础上,挡土墙的稳定性分析还需要考虑以下几个方面:- 倾覆稳定性:挡土墙是否倾覆取决于挡土墙和地基的弯矩关系,一般采用受拉区高度法进行计算。
- 滑动稳定性:挡土墙的滑动稳定性主要受土体的水平推力作用,计算时需考虑土体的剪切强度和黏聚力。
- 塌方稳定性:挡土墙的塌方稳定性受到土体自身的抗剪能力和挡土墙外力的影响,需要进行相应计算。
2. 受力特点挡土墙在受力过程中,主要承受来自土体的侧向压力和重力作用的力。
侧向压力是由土体自身的重力和背后土体的推力引起的,挡土墙需要通过自身重力抵抗这些力,以达到稳定的目的。
在受力分析中,需要确定挡土墙的土体重力、背后土体推力以及挡土墙和地基接触面的剪力等参数。
这些参数可以通过现场勘测和试验,或者根据土体的性质和已有经验进行估算。
3. 土体力学参数挡土墙计算中需要用到土体的一些力学参数,主要包括土体的内聚力、黏聚力、摩擦角和内摩擦角等。
这些参数是通过试验或者经验得到的,不同土体的参数值可能存在差异。
为了准确计算挡土墙的稳定性,需要根据实际情况选取适当的土体力学参数。
一般情况下,可以根据土壤的物理性质和经验值来确定初步估算值,然后根据实验室试验结果进行修正。
总结:重力式挡土墙的计算涉及到稳定性分析、受力特点和土体力学参数等多个方面。
通过平衡法和土体力学参数的运用,可以准确计算挡土墙的稳定性,为工程实施提供科学依据。
在实际应用中,还需要根据具体工程条件进行合理的参数选择和修正。
重力式挡土墙计算1.土壤参数:首先需要确定土壤的内摩擦角和自身的重度。
这些参数可以通过土壤力学试验和实地勘探来获取。
2.墙体几何形状:墙体的几何形状对其稳定性有重要影响。
墙体的高度、底部宽度和后坡角度等参数需要根据具体的工程要求进行设计。
3.墙体材料:常用的材料包括混凝土、砖块、石材等。
不同的材料对墙体的稳定性有不同的影响,需要根据具体情况进行选择。
临界状态法是通过使墙体达到临界状态,即墙体上下两侧土体的内摩擦角相等,从而计算墙体的稳定性。
该方法通常基于平衡状态假设,适用于简单、水平的墙体结构。
安全系数法是通过计算墙体的稳定性指数来确定墙体的稳定性。
该方法通常考虑墙体的几何形状、土壤参数和墙体材料等因素,适用于复杂、非水平的墙体结构。
以临界状态法为例,下面给出一个简单的重力式挡土墙的计算步骤:1.确定土壤参数:包括土壤的内摩擦角φ和自重γ。
2.确定墙体几何形状:包括墙体高度H、底宽B和后坡角度β。
3. 计算土体的侧向压力:土体的侧向压力由公式P = 0.5γH^2 sin^2(45-0.5β) 计算得到。
4.计算墙体的自重力:墙体的自重力由公式G=γBHL计算得到。
5.确定摩擦力:通过摩擦力公式F=μP计算得到,其中μ为土壤和墙体之间的摩擦系数。
6.确定墙体的稳定性:墙体的稳定性由公式G≥F确定,其中G为墙体的自重力,F为摩擦力。
如果计算结果满足G≥F的条件,则墙体稳定。
如果计算结果不满足条件,则需要进行修改设计。
1.地基处理:首先需要对墙体的基础土进行处理,确保地基的坚实和稳定。
根据具体情况,地基处理可以采取填土、加固或夯实等方法。
2.墙体结构施工:根据设计要求,进行墙体结构的施工。
常见的施工方法包括浇筑预制混凝土板或砌筑砖块等。
3.后续处理:墙体结构完成后,需要进行后续的处理,以确保墙体的稳定性和外观效果。
例如,可以进行背填土、种植草坪或设置排水系统等。
总结重力式挡土墙是一种常见的土木工程解决方案,其设计和施工需要考虑土壤参数、墙体几何形状和墙体材料等因素。
重力式挡土墙验算一、重力式挡土墙的工作原理重力式挡土墙主要依靠自身的重力来抵抗墙后土压力。
当土体作用在挡土墙上时,会产生水平和垂直的分力。
重力式挡土墙通过其自身的重量和墙底与地基之间的摩擦力,来平衡这些土压力,从而保持稳定。
二、重力式挡土墙验算的主要内容1、抗滑移稳定性验算抗滑移稳定性是指挡土墙在土压力作用下,沿基底不会发生滑移的能力。
其验算公式为:Ks =(G + Ean)μ / Eax其中,Ks 为抗滑移稳定安全系数;G 为挡土墙自重;Ean 为墙后土压力的垂直分力;μ 为基底摩擦系数;Eax 为墙后土压力的水平分力。
一般要求 Ks 大于规定的安全系数。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性是指挡土墙在土压力作用下,绕墙趾不会发生倾覆的能力。
其验算公式为:Kt =(Gx0 + Eazxf)/(Eaxxf)其中,Kt 为抗倾覆稳定安全系数;x0 为挡土墙重心至墙趾的水平距离;xf 为土压力作用点至墙趾的水平距离;Eaz 为墙后土压力的竖向分力。
通常 Kt 也需要大于规定的安全系数。
3、基底应力验算基底应力验算主要是检查基底的最大和最小应力是否超过地基的承载能力。
基底应力分布应满足以下条件:σmax ≤ 12fσmin ≥ 0其中,σmax 为基底最大应力;σmin 为基底最小应力;f 为地基承载力特征值。
4、墙身强度验算墙身强度验算包括抗压强度验算和抗剪强度验算。
根据挡土墙的材料和受力情况,计算墙身所承受的压力和剪力,并与材料的强度指标进行比较,确保墙身不会发生破坏。
三、验算所需的参数确定1、土压力计算土压力的计算方法有多种,常见的有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
根据实际情况选择合适的理论,并确定土的物理力学参数,如内摩擦角、粘聚力、重度等。
2、挡土墙几何尺寸包括墙高、墙顶宽度、墙底宽度、墙背坡度等。
这些尺寸的确定需要综合考虑工程要求、地形条件、地基情况等因素。
3、材料参数如挡土墙所用材料的重度、抗压强度、抗剪强度等。
中铁五局沪昆铁路客运专线云南段(TJ1标)项目经理部临建挡土墙类型的确定及稳定性验算一、挡土墙类型选择从经济使用的角度出发,结合当地的实际情况,初步确定用于本施工管段内的临建及便道挡土墙类型为石砌重力式挡土墙。
其特点是○1依靠墙身自重抵抗土压力的作用;○2形式简单,取材容易,施工简易。
挡墙根据墙背的倾斜方向,墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式几种。
在其他条件相同时,仰斜墙背所承受的土压力比俯斜式小,故其墙身断面亦较俯斜墙背经济。
同时,由于仰斜式墙背的倾斜方向与开挖面边坡方向一致,故开挖量和回填量均比俯斜式墙背小。
综合考虑,在此确定挡墙类型为重力式(仰斜式)挡土墙。
其墙身断面形式如下图所示:重力式挡土墙断面图(扩大基础)重力式挡土墙断面图图中,m=n,且m值宜为0.05~0.30,H=2.0~6.0m,B≥0.5m当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时,为减小地基应力和增加抗倾覆稳定性,常采用扩基础。
扩大基础是将墙趾或墙蹱部分加宽成台阶,也可以同时将两侧加宽,以在、增大承压面积,减小基底压力。
台阶宽度一般不小于0.2m。
台阶高度按加宽部分的抗剪、抗弯和基础材料的扩散角要求确定,高宽比可采用3:2或2:1。
挡墙基础埋置深度:为保证挡土墙的稳定性,必须根据地基的条件,将挡土墙基础埋入地面以下适当深度。
基础埋置深度需满足:○1设置在土质地基上的挡墙,基底埋置深度一般应在天然地面以下1.0m ;受水冲刷时,应在冲刷线以下1.0m 。
○2 设置在石质地基上的挡土墙,应清除表面风化层,当风化层厚难于清除时,可根据风化程度及允许地基承载力,将基础埋置在风化层中,并保证有一定的襟边宽度。
二、 挡土墙稳定性验算挡土墙的设计方法有容许应力法和极限状态法两种。
容许应力法是把结 构材料视为理想的弹性体,在荷载的作用下产生的应力和应变不超过规定的容许值。
极限状态法是根据结构在荷载作用下的工作特征,在容许应力法基础上发展形成的一种方法。
重力式挡土墙计算
重力式挡土墙是指通过墙体本身重量和与土体的摩擦力来抵抗土压力,从而稳定土体的一种挡土结构。
其计算公式如下:
1. 计算土压力:土压力是指土体对墙面施加的垂直力和水平力。
土压力可以采用库仑公式或考虑排水情况后的阿基米德原理计算。
一般情况下,采用库仑公式进行计算,其公式如下:
ka = tan²(45 - φ/2)
其中,ka为土壤活动系数,φ为土体内摩擦角度。
土压力的计算公式为:
P = kaγH²/2
其中,γ为土体单位重量,H为挡土墙高度。
2. 计算自重:自重是指墙体本身产生的重力。
其计算公式为:
W = γBHL
其中,B为挡土墙底部宽度,L为挡土墙长度。
3. 计算角度安全系数:角度安全系数是指挡土墙倾斜度与水平面夹角与土壤内摩擦力角度之间的关系。
角度安全系数需要根据挡土墙的实际情况进行确定,一般建议采用1.2-1.5的安全系数。
4. 计算稳定性:稳定性是指挡土墙的稳定程度。
稳定性计算需要根据挡土墙的实际情况进行确定,一般建议采用1.5-2.0的稳定性系数。
综合上述计算公式,可以计算出重力式挡土墙的设计参数,从而达到挡土目的。
重力式挡土墙的计算内容及稳定性研究
【摘要】:挡土墙是特种结构中非常重要的结构,是建筑工程、道桥工程、矿山工程和码头工程当中应用很广的一种支挡结构。
本文通过对重力式挡土墙的施工经验分析,提出挡土墙设计中的重点问题,并提供较为合理的构筑建议与措施。
在土建工程中,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。
【关键词】:挡土墙经济合理
挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆,并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。
因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后,应进行墙的稳定及强度验算。
挡墙的验算方法有二种:一种是采用分项安全系数的极限状态法,另一种是总安全系数的容许应力法。
挡土墙设计的经济合理,关键是正确地计算土压力,确定土压力的大小、方向与分布。
土压力计算是一个十分复杂的问题,它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。
计算土压力的理论和方法很多。
由于库伦理论概念清析,计算简单,适用范围较广,可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算,且一般情况下计算结果均能满足工程要求,因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。
挡土墙的形式多种多样,按其结构特点,可分为重力式挡土墙,悬臂式挡土墙,扶臂式挡土墙,加筋土挡土墙等类型。
重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用的一种墙体,所需要的墙身截面较大,一般由砖、石材料砌筑而成。
由于重力式挡土墙具有结构简单、施工方便,能够就地取材等优点,在土建工程中被广泛采用。
根据墙背倾斜方向可分为仰斜、直立、俯斜三种形式。
1重力式挡土墙的设计要点
设计重力式挡土墙,一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量,再进行细部尺寸调整,以满足挡土墙的抗倾覆要求。
1.1断面形式的确定
根据重力式挡土墙结构类型及其特点,我们可以根据实际条件,选择不同类型的断面结构。
如果地面横坡比较陡峭,若采用仰斜式挡土墙,一定会过多增加墙高,断面增大,造成浪费,而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。
只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下,才考虑采用仰斜式挡土墙。
1.2挡土墙的截面尺寸的确定
重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力,在设计时,重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定,可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸,然后进行验算,如不满足要求,则应修改截面尺寸或采取其它措施,直到满足为止。
1.3土压力的确定
挡土墙设计的经济合理,关键是正确地计算土压力,确定土压力的大小、方向与分布。
土压力计算是一个十分复杂的问题,它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。
计算土压力的理论和方法很多,由于库伦理论概念清析,计算简单,适用范围较广,因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。
2重力式挡土墙的计算内容
从安全地角度考虑,当埋入土中不算很深时,作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土中部分所受的被动土压力,一般可忽略不计。
重力式挡土墙的计算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。
2.1挡土墙的稳定验算及强度验算
挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆,并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。
因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后,应进行墙的稳定及强度验算(采用容许应力法)。
2.2 墙身截面强度验算
通常选取一、两个截面进行验算。
验算截面可选在基础底面、12墙高处或上下墙交界处等。
墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。
剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种,重力式挡土墙只验算水平剪应力。
2.3基底应力及偏心验算
基底的合力偏心距e计算公式为:e=B2-Zn=B2-(WZw+EyZx-ExZy)(W+Ey)在土质地基上,e≤B6;在软弱岩石地基上,e≤B5;在不易风化的岩石地基上,e≤B4。
3挡土墙稳定性增大的措施
设计、验算之后,为保证挡土墙的安全性,必须采取必要的措施。
3.1倾覆稳定性增大的措施
为减少基底压应力,增加抗倾覆的稳定性,可以在墙趾处伸出一台阶,以拓
宽基底,以增大稳定力臂。
另外可以改变墙背或墙面的坡度,以减小土压力或增大力臂。
改变墙身形式,如采用衡重式、拱桥式等。
3.2滑动稳定性增大的措施
重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25,墙后常设卸荷平台,墙基一般做成倒坡或台阶形,墙高和基础的埋深必须按地基的性质,承载力的要求,地形和水文地质等条件,通过验算来确定。
此外,为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地质条件的变化和墙高,墙身断面的变化而设置沉降缝和伸缩缝。
3.3挡土墙的排水处理措施
挡土墙的排水设施通常内地面排水和墙身排水两部分组成。
挡土墙的排水处理是否得当,直接影响到挡土墙的安全及使用效果。
总之挡土墙是防止土体坍塌的构筑物,考虑重力式挡土墙设计要点时,应与其他工程方案进行技术经济比较,分析其技术的可行性及经济的合理性,按照国家技术规范组织工程的实施,才能建造出优质的重力式挡土墙工程。
地面排水可设置地面排水沟,引排地面水。
夯实回填土顶面和地面松土,防止雨水和地面水下渗,必要时可加设铺砌,对路堑挡土墙墙趾前的边沟应予以铺砌加固,以防止边沟水渗入基础。
墙身排水主要是为了迅速排除墙后积水,浆砌挡土墙应根据渗水量在墙身的适当高度处布置泄水孔。
结束语:挡土墙是水利防护工程的重要组成部分。
而在水利工程建设中,重力式挡土墙的应用更为广泛。
挡土墙设计时,应进行详细地调查、勘测,确定构造物的形式与尺寸,运用合适的理论计算土压力,并进行稳定性和截面强度方面的验算,采取合理、可行的措施,以保证挡土墙的安全性。
参考文献:
1《特种结构》朱颜鹏主编武汉理工大学出版社,2004.3
2《土力学》东南大学等主编中国建筑工业出版社,2005
3《公路挡土墙设计》陈忠达主编人民交通出版社,1999.10。