重力式挡土墙设计 (2)
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重力式挡土墙设计实例1s某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墻身构造:墻高5叫墻背仰斜坡度:1:0>25( = 14" 02,),墙身分段长度20叫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Y=18kN/m1内摩擦角0=35";填土与墙背间得摩擦角5 = 17. 5° ;地基为岩石地基容许承载力[o]=500kPa,基地摩擦系数f=0、5;(3)墻身材料:砌体容重Y =20kN/m\砌体容许压应力[o ]=500kPa,容许剪应力[T]=SOkPao图3-40 初始拟釆用捞土墻尺寸图2、誠裂棱体位置确定:(1)咬裂角(&)得计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:肖=0 + 5 +奸-14O2' + 17 3(y + 35°=38 2&因为d)<90仇=—ab + (h +〃)代)—H (H + 2a + 2佩)tan a = 0 + (0 + 0)佩—H(H + 2〃()) tan a2 2= -—H(H +2//(j)tana人=-(« + H +2ho)(a + H) = -H(H + 2几) 乙厶根据路堤挡土墙破裂面交于荷载內部时誠裂角得计算公式:fg0 = Tgp+ (cfg0 + fgp) + W=-rg” + J(crg0+fg0)(rg#-fga)=Tg3&2& + J(cfg35 +fg38 2&)(fg38 2g + fgl4 02[=-0.7945 + J(1428 + 0・7945)(0・7945 + 0・25)= 0.7291e = 36044"(2)验算破裂面就是否交于荷载范国内:咬裂契体长度:厶=H(fe&+/ga) = 5(0・7291-0・25) = 2・4"?车辆荷载分布宽度:L = Nh+(N-\)ni + d = 2x[.S + i3+Q£ = 3.5m所以厶<£,即破裂面交于荷载范囲内,符合假设。
1重力式挡土墙设计设计依据(1) .墙身构造某二级公路路基宽度B=i2m 土路肩宽,某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡(见图1),填土边坡坡度为1:墙身分段长度10m(2) .车辆荷载公路U级(3) . 土壤与地基墙背填土为砂性土,容重丫=18kN/m3填土与墙背间的摩擦角取S = /2地基土性指标与填土相同(4) .墙身材料5 号砂浆砌30号片石,砌体容重k=24kN/m3;砌体容许压应力[ ]=800kPa许剪应力[T ]=160kPa,容许拉应力[1]=80kPa o(5) .计算参数墙背坡度1:0.2 (俯斜)(11.31),墙面坡度为1: (= ° ),填土高a=2m,挡土墙高度H=7m内摩擦角=33°,基底摩擦系数f 0.35,地基容许承载力[c 0 ] =300kPa车辆荷载换算当2m 时,q 20.0kPa ;当H 10m 时,q 10kPa试算拟定顶宽b1 1.00m,根据几何关系可计算得,挡土墙实际高度H=,墙底宽B仁,由线性内插法(q 1.25H1 22.5)得:H1 7.55m 时,q 1.25 7.50 22.5 13.125kPa注意:以下所有H值代表Hi值换算均布土层厚度: 13.1250.702m18破裂棱体位置确定(1).破裂角(B)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:11.31 16.5 33 60.81A 1 a2 H12h。
(a H)- 2 7.89 2 0.702 2 7.89 55.84B。
lab2 b1d h0H H22a 2h0tan12 2 2.512.5 0.70127.89 7.89 2 2 2 0.701 0.2-6.235其中 b 2 1.5 1 0.5 2.5m, tan0.2 tan tan ((cot tan )(B0tan )-6 24-ta n60.81. ■ cot30 tan 60.81 tan 60.81)V 55.840.57故arcta n0.57 29.68,(2) .验算破裂面是否交于荷载范围内H=, d=0m tan 0.2,b=, b0 B 2d 12 2 0.75 10.5m堤顶破裂面至墙踵的距离:H a tan 5.64m荷载内缘至墙踵的距离:b H tan -2.0m荷载外缘至墙踵的距离:b Hta n B 10m<<10m故破裂面交于荷载范围内,与假设相符主动土压力计算(1).求主动土压力Ea和土压力作用位置A0 55.84,, B0 -6.24E a A tan r cos B osincos 29.68 33 18 55.84 0.57+6.24 sin 29.68 60.81314.9kNE x E a cos314.9 cos 11.31 16.5 278.53kNE y E a sin314.9 sin 11.31 16.5 146.91kN2.92m(2).求土压力对墙趾的力臂b a tan tan tan 1.77h 2h 4tan tanh 1 h 26.123H 21竺1卫H 2H2h °h 4 H 27.89227.89 1.77 0.701 6.123 6.12-2 7.89 3 7.8921 口 7.891型 2 7.892 0.701 6.127.892Z yB 1 Z x tan 1.64m0 xx O Z Z 图示意图由于挡墙基底倾斜,实际■的墙趾为一 0 1-4 墙背主动土压力与作 1:1:mE/ E「入 ________________1・_m _____1J 1JTOf图1-5基底大样图'此,为了便于对挡土墙进行稳定性计算, 的水平分力Ex ,和垂直分力对墙趾0点的力臂必须修正为实际墙趾 0点。
(一)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]=500kP a ,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]=500kP a ,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'''++-++ ===90ω< 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:tan tan θψ=-+tan ψ=-+tan3828︒'=-+0.7945=-0.7291= 36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5b L N 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。
摘要挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
在挡土墙横断面中,与被支承土体直接接触的部位称为墙背;与墙背相对的、临空的部位称为墙面;与地基直接接触的部位称为基底;与基底相对的、墙的顶面称为墙顶;基底的前端称为墙趾;基底的后端称为墙踵。
根据其刚度及位移方式不同,可分为刚性挡土墙、柔性挡土墙和临时支撑三类。
根据挡土墙的设置位置不同,分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。
设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙;墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙;设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙;设置于山坡上,支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。
重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定的。
重力式挡土墙多用劲砌片石砌筑,在缺乏材料的地区有时可用混凝土预制块作为砌体,也可直接用混凝土直接砌筑,一般不配钢筋或在局部范围配置少许钢筋。
这种挡土墙形式简单,施工方便,可就地取材,适应性强。
关键词:挡土墙;路堑墙;山坡墙;重力式挡土墙目录前言 (1)挡土墙的作用 (1)挡土墙各部位的名称 (1)挡土墙的位置 (1)挡土墙的分类 (2)第一章设计要求 (3)1.1挡土墙的设计资料 (3)第二章重力式挡土墙的简介及分类 (4)2.1重力式挡土墙的简介 (4)2.2重力式挡土墙的类型 (4)第三章重力式挡土墙的设计 (8)3.1重力式挡土墙构造 (8)3.2重力式挡土墙的布置 (9)3.3基础埋置深度的确定 (11)第四章重力式挡土墙的验算 (11)4.1 作用在挡土墙上的力系 (11)4.2挡土墙稳定性检算 (14)第五章参考文献 (23)第六章附图 (23)前言一:挡土墙的作用在路基工程中,挡土墙的应用十分广泛。
在高坡和陡坡路堤的下方设置挡土墙,可防止路堤边坡沿基底滑动,保证路基稳定,同时又可以收缩坡脚,减少填方和少占农田。
滨河或水库路堤在临水一侧设挡土墙,可防止水流对路基的冲刷和侵蚀,同时也可避免压缩河床或侵占库容。
重力式挡土墙设计一、引言挡土墙被广泛应用于各类工程中,用于实现土体的稳定和防止土体滑动。
其中,重力式挡土墙以其结构简单、施工便捷、经济高效的特点,成为常见的土木工程中的挡土墙类型之一。
本文将重点探讨重力式挡土墙的设计原理、主要构造要素以及设计考虑因素。
二、设计原理重力式挡土墙设计的核心原理是通过墙体的自重和基底的摩擦力来平衡土体的侧压力,确保墙体的稳定性。
具体而言,设计要满足以下原理要求:1. 墙体自重原理:重力式挡土墙的墙体自重应足够大,能够抵抗土体的侧压力,防止挡土墙的倾覆和滑动。
2. 基底摩擦力原理:墙体与基底之间的摩擦力对于防止土体滑动至关重要。
设计中需考虑墙体和基底材料的摩擦系数,并通过增大基底面积或采用摩擦锚杆等手段增加摩擦力。
3. 合理的墙体倾角:根据土体性质和工程条件等因素,确定合理的墙体倾角,使其既能满足结构稳定性要求,又能在经济和施工上具备可行性。
三、主要构造要素重力式挡土墙的设计还需关注以下主要构造要素:1. 挡土墙墙体:墙体通常采用混凝土或砌石,具备足够的自重和抗压强度。
墙体厚度和高度需要根据设计土体的压力和墙体所需的稳定性来确定。
2. 墙顶板:墙顶板承受着来自土体和荷载的压力,应具备足够的承载能力和平整度。
一般采用预制混凝土板或钢筋混凝土板。
3. 排水系统:重力式挡土墙需要考虑土体的排水问题,避免水分对土体稳定性的影响。
设计中应合理布置排水孔或排水管,确保土体排水畅通。
四、设计考虑因素在进行重力式挡土墙设计时,还需考虑以下因素:1. 土体性质:重力式挡土墙设计应根据实际土体的性质、强度参数和侧压力等因素进行合理选择和计算。
2. 设计荷载:考虑到挡土墙可能承受的附加荷载,如交通荷载、地震荷载等,需对设计荷载进行充分的考虑。
3. 稳定性分析:通过进行稳定性分析,确认挡土墙在不同工况下的稳定性,并进行结构上的调整和优化。
4. 施工和维护性:设计中需考虑施工的可行性和墙体的日常维护要求,确保设计方案的可操作性和长期可靠性。
注:本文档为手算计算书文档,包含公式、计算过程在内,可供老师教学,可供学生学习。
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请私信作者!)团队成果,侵权必究!(温馨提示,本文档没有计算功能,请在作者个人中心中下载对应的Excel计算表格,填入基本参数后,Excel表格会计算出各分项结果,并显示计算过程!)1、挡土墙计算1.设计资料本次设计挡土墙为重力式挡土墙,选择常见的仰斜式路肩墙进行计算,如图所示,有关截面尺寸有待验算。
其中本次设计最不利位置为桩号K1+570左侧,挡土墙高度9.5米,拟定验算此处墙高,即H=9.5m。
拟定墙面和墙背坡度均为1:0.25;基底倾斜度=1:5;基底与地基土摩擦系数=0.5。
墙身砌体容重值为20.0kN/m3。
墙后填料容重值为18.3kN/m3;内摩擦角38º,墙背摩擦角19.2º。
有关墙背填料、地基土和砌体物理力学参数列于下表。
墙背填料、地基和砌体物理力学参数2.初步拟定断面尺寸断面尺寸数据表断面尺寸/mH0.344 9.5 9.156 1.83.破裂棱体位置确定(1)破裂夹角计算设计假设破裂面交于荷载范围内,则:由,因为注:1.当为路肩挡土墙时,式中a=b=0。
2.对于俯斜墙背,取正值;垂直墙背,取;仰斜墙背,取负值。
3.当荷载沿路肩边缘布置时,。
根据挡土墙破裂面位于荷载内部时破裂角的公式如下:(2)验算破裂面是否落在荷载的范围破裂棱体长度计算:车辆荷载的分布宽度计算:因为<,所以破裂面交于荷载范围内,符合拟定假设。
并列车辆数,双车道,单车道;后轮轮距,取;相邻两车辆后轮的中心间距,取;轮胎着地宽度,取。
4.荷载当量土柱高度计算设计墙高9.5m,按墙高计算附加荷载强度,按照线性内插法进行计算,求得附加荷载强度为:,求土柱高度:荷载强度q墙高H/m q/kPa 墙高H/m q/kPa20 105.土压力计算根据挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算如下:()()()()()()注:、,墙背主动土压力的水平与垂直分力;6.土压力作用点的位置代表土压力作用点至墙踵的垂直距离。
石砌重力式挡土墙砌筑要求(二)引言概述:石砌重力式挡土墙是一种经济高效、稳定可靠的土木工程结构,广泛应用于道路、铁路、水利等工程中。
本文将以石砌重力式挡土墙砌筑要求为主题,详细介绍其砌筑过程中的要点与细节。
正文:一、土壤基础处理1. 确定基底土壤的承载力和压缩性,保证挡土墙的稳定性。
2. 清除基底土壤表面的杂物和有机物,确保基底平整。
3. 基底土壤的湿度要适中,过湿或过干都会影响砌筑质量。
二、石材选择与质量要求1. 选择坚硬、耐久的石材,如花岗岩、石灰岩等。
2. 石材的表面应无裂缝、破碎或含有明显的变形。
3. 确保石材的尺寸、形状和质量均匀一致。
三、砌筑技术与工艺要求1. 采用充实式砌筑法进行石砌,即在每一层石块上填充充实土。
2. 每一层石块之间要留有合适的间隙,以便填充土料并保证墙体整体稳定。
3. 砌筑过程中,应及时对墙体进行水平调整和垂直校正,保证墙体垂直度和平整度。
四、填充土料的选择与处理1. 选择填充土料时,应根据工程要求和现场条件选择合适的土质。
2. 填充土料应具有较高的密实性和稳定性。
3. 对填充土料进行充分的加密与压实,以提高挡土墙整体抗滑性和承载能力。
五、排水系统的设计与安装1. 设计合理的排水系统,及时将墙体内部的积水引导出来,防止过渡渗透对墙体造成破坏。
2. 安装适当的排水管道和过滤层,以保证排水系统的畅通性和有效性。
总结:石砌重力式挡土墙的砌筑要求涉及土壤基础处理、石材选择与质量要求、砌筑技术与工艺要求、填充土料的选择与处理以及排水系统的设计与安装等方面。
在施工过程中,要严格按照这些要求进行操作,以确保挡土墙的稳定性和耐久性。
重力式挡土墙计算计算项目:重力式挡土墙原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.200(m)墙顶宽: 0.600(m)面坡倾斜坡度: 1:0.000背坡倾斜坡度: 1:0.400采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.400(m)墙趾台阶h1: 0.600(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1 :0.000墙底倾斜坡率: 0.000:1物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.25砌体种类: 片石砌体砂浆标号: M10石料强度(MPa): MU30挡土墙类型: 重力式毛石挡土墙墙后填土内摩擦角: 36.5 (度)墙后填土粘聚力: 0 (kPa)墙后填土容重: 19.5 (kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 0 (度)地基土容重: 18.0 (kN/m3)修正后地基土容许承载力:240 (kPa) 地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.2墙踵值提高系数: 1.3平均值提高系数: 1.0墙底摩擦系数: 0.25地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30 (度)土压力计算方法: 库仑[土压力计算] 计算高度为4.200(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 1 8.670(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:21 .500(度)Ea=123.418 Ex=114.591 Ey=45.836(kN) 作用点高度Zy=1.489(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=16.473(度) 第1破裂角=29.780(度)Ea=125.988 Ex=75.868 Ey=100.583(kN) 作用点高度Zy=1.652(m)墙身截面积= 5.868(m2) 重量= 1 34.964 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 18.980(kN) 重心坐标(1 .182,-1.319)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.25滑移力= 75.868(kN) 抗滑力= 127.263(kN)滑移验算满足: Kc = 1.677 > 1 .300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值= 59.092(kN) > 0.0(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 1 .119 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 2.092 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 1.652 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 125.299(kN-m) 抗倾覆力矩= 391.377(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.124 > 1.600倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值= 229.879(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力= 254.527(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=266.078(kN-m)基础底面宽度 B = 2.580 (m) 偏心距 e = 0.245(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 1.045(m)基底压应力: 趾部=154.776 踵部=42.532(kPa)最大应力与最小应力之比= 154.776 / 42.532 = 3.639作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.245 <= 0.1 67*2.580 = 0.430(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=154.776 <= 240.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=42.532 <= 240.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=98.654 <= 240.000(kPa)(四) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 5.868(m2) 重量= 134.964 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1 .119 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.91 9 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.652 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 254.527(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=266.078(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 1.045(m)截面宽度 B = 2.580 (m) 偏心距e1 = 0.245(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.245 <= 0.250*2.580 = 0.645(m)截面上压应力: 面坡=154.776 背坡=42.532(kPa)压应力验算满足: 计算值= 154.776 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -10.055 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数= 1 .000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 254.527(kN)轴心力偏心影响系数= 0.903挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.580(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数= 2.31 0偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数= 0.998计算强度时:强度验算满足: 计算值= 254.527 <= 1613.008(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 254.527 <= 1609.941(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为3.600(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 1 9.420(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:22.740(度)Ea=94.591 Ex=87.825 Ey=35.130(kN) 作用点高度Zy=1 .265(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=15.475(度) 第1破裂角=30.420(度)Ea=95.844 Ex=59.041 Ey=75.500(kN) 作用点高度Zy=1 .427(m)墙身截面积= 4.392(m2) 重量= 1 01 .016 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 16.640(kN) 重心坐标(1 .105,-1.117)(相对于墙面坡上角点) [强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 4.392(m2) 重量= 101 .016 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0.681 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.369 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.427 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 193.156(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1 19.522(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.619(m)截面宽度 B = 1 .940 (m) 偏心距e1 = 0.351(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.351 <= 0.250*1 .940 = 0.485(m) 截面上压应力: 面坡=207.716 背坡=-8.585(kPa)压应力验算满足: 计算值= 207.716 <= 800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 8.585 <= 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -9.393 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数_0 = 1 .000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 1 93.156(kN)轴心力偏心影响系数= 0.718挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1 .940(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数= 2.31 0偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数= 0.992计算强度时:强度验算满足: 计算值= 193.156 <= 964.1 34(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 193.156 <= 956.436((kN)综上所述:该挡土墙满足设计要求。
重⼒式挡⼟墙的设计要点和施⼯⽅法重⼒式挡⼟墙的设计要点和施⼯⽅法关键词:重⼒式挡⼟墙;设计;分析;要点;施⼯摘要: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。
概述了重⼒式挡⼟墙的施⼯⽅法。
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。
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。
⼀、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、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。
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。
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。
⼆、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。
重力式挡土墙设计
一、设计资料:
1.浆砌片石重力式路堤墙,墙身高3.1米,墙上填土高2米,填土边坡1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.2,墙身分段长度10米。
2.墙背填土容重γ=18kN /m 3,计算内摩擦角Φ=35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ=Φ/2=05.17。
4.地基为残积岩,容许承载力f =300kPa ,基底摩擦系数μ=0.40。
5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石,砌体容重23kN /m 3,砌体容许压应力[σa ]=600kPa ,容许剪应力[τ]=50kPa ,容许弯拉应力[σwl ]=80 KPa 。
二、确定计算参数
设计挡墙高度H=3.1m ,墙上填土高度a=2m ,填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.2。
墙背填土计算内摩擦角
035=φ,填土与墙背间的摩擦角︒==5.172/ϕδ;墙背与竖直平面的夹角
︒
-=-=310.112.0arctan α。
墙背填土容重γ=18kN /m 3。
假设m KN E m KN E y X .8,.40==
1、抗滑、抗倾覆验算
=+=X y C E f E G E )(=+=X y C E f E G E )(1495.1404.0)895.106(=⨯+<[K]=1.3 KN G 95.1062311.35.1=⨯⨯⨯=因差别大,所以重新设计尺寸
KN G 6.1422311.321=⨯⨯⨯=
=+=X y C E f E G E )(506.1404.0)86.142(=⨯+>1.3满足
2、抗倾覆稳定性
x x y y G Z E Z E GZ K +=0 1.46
m KN GZ G .47.26362.031395.1015.2231.362.021232395.1015.2395.1015.232231.3015.221=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯++⨯⨯⨯⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯⨯
⨯⨯⨯=
m 325.22.055.1015.2tan =⨯+=+=αx y Z B Z
[]满足6.155.455
.140325.2847.26300=>=⨯⨯+=K K 3、求基底合力的偏心距e m Z B
1425.015.12015.22e n -=-=
-= x x y y G n Z E E Z GZ N Z -+=∑.
m N Z G Z X X y y E Z E Z G n 15.140
86.1424055.18325.247.263=++⨯-⨯+==
∑-+ m B
34.06015.26m 1425.0e ==<
=满足 4、基底应力σ计算
⎪⎭
⎫ ⎝⎛±=∑B e B 61N max min σ m KN /89.191015.21425.061015.24086.142max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯++=σ []m KN m KN /600/89.191=<=σσ满足 5、21
H 截面处强度验算
0004731.113532
35=-⨯+=-+=αδϕψ ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++
-=00tan cos tan tan tan A B ψϕψψθ ()()005.11221.31.32122
1
00=⨯+⨯⨯=+=h H H A ()000kh tan 221
++=αh H H B ()66.2223.031.11tan 221.31.321
0=⨯+⨯⨯+⨯⨯= ()504.0005.1166.247tan 35cos 47tan 74tan tan 0000=⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=θ ()()347.0sin cos tan tan a =++∂-=ψθϕθθλ)( Kpa H a H 74.24347.01.323=⨯⨯==λγσ
Kpa h a 962.15347.022300=⨯⨯==λγσ
()2121h h H H E a a a λγλγ-+=
()KPa 54.3155.1347.055.11.323347.01.32321
=⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯<KPa W 80][=σ满足。