题目一:重力式挡土墙
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重⼒式挡⼟墙计算实例重⼒式挡⼟墙计算实例⼀、计算资料某⼆级公路,路基宽8.5m ,拟设计⼀段路堤挡⼟墙,进⾏稳定性验算。
1.墙⾝构造:拟采⽤混凝⼟重⼒式路堤墙,见下图。
填⼟⾼a=2m ,填⼟边坡1:1.5('?=4133β),墙⾝分段长度10m 。
2.车辆荷载:⼆级荷载3.填料:砂⼟,容重3/18m KN =γ,计算内摩擦⾓?=35?,填料与墙背的摩擦⾓2?δ=。
4.地基情况:中密砾⽯⼟,地基承载⼒抗⼒a KP f 500=,基底摩擦系数5.0=µ。
5.墙⾝材料:10#砌浆⽚⽯,砌体容重3/22m KN a =γ,容许压应⼒[a σ]a KP 1250=,容许剪应⼒[τ]a KP 175=⼆、挡⼟墙尺⼨设计初拟墙⾼H=6m ,墙背俯斜,倾⾓'?=2618α(1:0.33),墙顶宽b 1=0.94m ,墙底宽B=2.92m 。
三、计算与验算1.车辆荷载换算当m 2≤H 时,a KP q 0.20=;当m H 10≥时,a KP q 10=由直线内插法得:H=6m 时,()a KP q 1510102021026=+---= 换算均布⼟层厚度:m r q h 83.018150=== 2.主动⼟压⼒计算(假设破裂⾯交于荷载中部)(1)破裂⾓θ由'?==?='?=30172352618?δ?α,,得: '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω149.028.77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++'??++-+?+??=+++++-++=))(()()())(()()(tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55.0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=))(())(())((tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ'?=?=492881.28θ验核破裂⾯位置:路堤破裂⾯距路基内侧⽔平距离:m b H t gtg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ荷载外边缘距路基内侧⽔平距离: 5.5+0.5=6m因为:0.5〈3.4〈6,所以破裂⾯交于荷载内,假设成⽴(2)主动⼟压⼒系数K 和1K152.2261855.055.0231='+-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++=))tg tg tg K αθωθφθ698.1151.0547.016282.383.02)12152.21(6412)21(21223011=++=??+-+=+-+=H h h H h H a K (3)求主动⼟压⼒a E 及⼟压⼒的作⽤点KN KK a 31.217698.1395.06182121212==H =E γ KN E a x 96.175)30172618cos(31.217)cos(='?+'??=+E =δαKN E a y 53.127)30172618sin(31.217)sin(='?+'??=+E =δαmK H H h h h h H a H Z x 13.2129.02698.163)62282.33(282.383.0)152.26(2363)23()(3221233021=+=-??+-+=-+-+= m tg tg Z B Z x y 22.2261813.292.2='??-=-=α因基底倾斜,⼟压⼒对墙趾的⼒臂x Z 改为:m B Zx x Z 55.12.092.213.2tan 0=?-=?-='α3.稳定性验算⼀般情况下,挡⼟墙的抗倾覆稳定性较容易满⾜,墙⾝断⾯尺⼨主要由抗滑稳定性和基底承载⼒来控制,故选择基底倾斜1:5('?=18110α)(1)计算墙⾝重G 及⼒臂ωZ (取墙长1m 计)KNtg Btg B H B b A G a a 2362285.058.1122]181192.292.221)92.294.0(3[1]21)(21[01=?-=?'-+?=???-+==)(γαγ由⼒矩平衡原理:a G B Ab B b A b A G γ??--+?+?=Z ?]3)3(2[311211 (其中:H b A 11=,)(2112b B H A -=,1321Bh A =)则:22]392.2181192.292.221)394.092.294.0()94.092.2(621294.0694.0[236??'--+?-??+??=Z ?tg G m G 05.1=Z(2)抗滑稳定性验算xQ Q x y Q y E G E G E ≥+++E +1001t a n )1.1(]t a n (1.1[1γαγµαγ,(5.0,4.11==µγQ ) '+?+??+?+?=+++E +1811)53.1274.12361.1(5.0]2.096.17553.127(4.12361.1[tan )1.1()]tan (1.1[0011 tg E G E G y x y Q Q αγµαγ34.331=34.24696.1754.11=?=E X Q γanghuak331.34 〉246.34,故满⾜抗滑稳定性的⽅程。
1重力式挡土墙设计1.1设计资料(1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙,墙顶填土边坡1:1.5,墙身纵向分段长度为m 10,路基宽度m 26,路肩宽度m 0.3.(2)基底倾斜角190.0tan :00=αα,取汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=.(3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车—超20级、挂车−120(验算荷载)。
(4)墙后填料砂性土容重3/18m kN =γ,填料与墙背的外摩擦角φδ5.0=;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数30.0=μ,地基容许承载力kPa 250][0=σ.(5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重3/22m kN k =γ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ.1.2设计任务(1)车辆荷载换算。
(2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置。
(3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。
进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算。
(4)基础稳定性验算与地基承载力验算。
(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
1.3设计参数 1.3.1几何参数墙高7=H ,取基础埋深m D 5.1=,墙身总想分段长度m L 10=;墙背仰斜坡度1:0.25, 04.14-=α,墙底倾斜度190.0tan 0=α,倾斜角76.100=α;墙顶填土高度m a 2=,填土边坡坡度1:1.5, 69.33=β,汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=. 1.3.2力学参数墙后砂性土填料内摩擦角 34=φ,填料与墙背外摩擦角2φδ=,填土容重3/18m kN =γ;墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重3/22m kN k =γ,砌体容许压应力kPa a 600][=σ,砌体容许剪应力kPa 100][=τ,砌体容许拉应力kPa L 60][=σ;地基容许承载力kPa 250][0=σ.1.4车辆荷载换算按车带宽均摊的方法 1.4.1计算荷载:汽车—超20级换算土层厚度()[]a H h 2577.00.1300.2000++=γ,[]内数值大于分段长度m 10,取m 10从而求得m h 11.10=.车辆荷载作用宽度m b 50.50=.1.4.2验算荷载:挂车—120挂车—120,m h 96.00=,布置在路基全宽上。
(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。
墙体重度γq=25KN/M3车载:汽20,挂100墙后填土:采用砂砾石填筑填土重度γt=19.5KN/M3填土倾角β=0度0填土内摩擦角φ=36.5度0.637045填土与墙体摩擦角δ=0度0车载换算土层厚度:h换=0.8m基地表面与墙体摩擦系数:f=0.45挡土墙基本形式:h1= 3.6mh2=0.6mh3=0.3mb0=0.5mb1=0.4m坡比m=0.4b2= 1.32mb3=0.4m墙背与铅直线的夹角:ε=21.80135度0.380505土压力计算:Pa=105.853KN/M与铅直线有夹角ψ=68.19865度 1.19029则水平土压力为Za=98.28169KN/M水平力作用点:za= 2.2m铅直作用力计算:铅直土压力Ga=39.31268KN/M与端点距离Wga= 1.76m墙体各部分自重及距端点距离:G1= 3.75KN/MW1=0.65mG2=95.7KN/MW2= 1.34mG3=39.3KN/MW3= 1.31m墙体上部各部分土重及距端点距离:G t1=10.062KN/MWt1= 1.76mG t2=42.471KN/MWt2= 1.78mG t3=25.74KN/MWt3= 2.42m抗滑稳定计算:最小安全系数为1.3 Kc=NY*f/Za 1.173678抗倾覆稳定计算:水平力矩:MH=216.2197KN/M*M铅直力矩:MY=406.9471KN/M*M安全系数KN=MY/MH 1.8821最小安全系数1.5偏心距及基底应力:ZN=(MY-MH)/NY0.744053偏心距e=0.565947基地应力:ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)224.6421Kpa-28.9661Kpa弧度弧度弧度弧度弧度。
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。
重力式挡土墙简介重力式挡土墙构造介绍范本1: 重力式挡土墙简介一、引言重力式挡土墙是一种常见的挡土结构,常用于道路、铁路、水利工程等领域。
本文将对重力式挡土墙的概念、工作原理及其优缺点进行详细介绍。
二、重力式挡土墙的定义重力式挡土墙是利用自身重量来抵抗土体压力的一种挡土结构。
它通过墙体的自重使土体受到一定的压实,从而达到稳定土体的目的。
三、重力式挡土墙的构造1. 墙体材料:一般使用混凝土或砌块作为挡土墙的墙体材料,具有足够的抗压强度和稳定性。
2. 墙体形状:重力式挡土墙的墙体通常为倒梯形或楔形,以增加墙体的稳定性。
3. 墙体厚度:根据土体的性质和高度来确定墙体的厚度,以确保挡土墙的稳定性和安全性。
4. 墙体排水系统:重力式挡土墙需要设计合理的排水系统,以防止土体中的水分对墙体稳定性的影响。
四、重力式挡土墙的优缺点1. 优点:重力式挡土墙施工简便,成本较低,适用于中小规模的挡土工程。
同时,重力式挡土墙的稳定性较高,抗震性能好。
2. 缺点:重力式挡土墙对地基的要求较高,地基承载力不足时需要采取加固措施。
此外,重力式挡土墙高度有限,不适用于超高挡土工程。
五、附件本文档涉及的附件包括重力式挡土墙的示意图和施工图纸,可供读者参考。
六、法律名词及注释1. 挡土墙:一种用于抵御土体压力的土木工程结构。
2. 抗压强度:材料抵抗压力的能力。
3. 稳定性:结构在各种力的作用下不发生破坏的能力。
范本2: 重力式挡土墙构造介绍一、引言本文将对重力式挡土墙的构造进行详细介绍。
重力式挡土墙作为一种常见的挡土结构,其构造设计对于工程的稳定性和安全性至关重要。
二、重力式挡土墙的基本构造1. 挡土墙的墙体材料:一般使用混凝土或砌块作为重力式挡土墙的墙体材料。
混凝土具有良好的抗压强度和稳定性,砌块墙体则相对较轻便。
2. 挡土墙的墙体形状:为了增加挡土墙的稳定性,其墙体通常采用倒梯形或楔形结构。
这种形状能够有效分散土体压力并增加墙体的抗倾覆能力。
1103 第3章重力式挡土墙悬臂式挡土墙在土木工程领域,挡土墙是一种常见且重要的结构,用于支撑填土或山坡土体,防止其坍塌或滑坡,以保持土体的稳定性。
其中,重力式挡土墙和悬臂式挡土墙是两种应用较为广泛的类型。
重力式挡土墙主要依靠自身的重量来抵抗土体的侧压力。
它通常由块石、片石、混凝土或混凝土预制块等材料砌成。
重力式挡土墙的优点是结构简单、施工方便、造价较低。
由于其依靠自身重力来维持稳定,所以墙体体积较大,对地基承载力的要求相对较高。
在设计重力式挡土墙时,需要考虑多个因素。
首先是墙体的高度和坡度。
墙体高度越高,所需的墙体厚度就越大,以保证足够的稳定性。
坡度的选择则需要综合考虑土体的性质、墙后填土的情况以及施工条件等。
其次是墙身材料的选择。
不同的材料具有不同的强度和耐久性,需要根据工程的具体要求和环境条件来确定。
再者是排水设计。
良好的排水系统能够有效地减少墙后水压力,提高墙体的稳定性。
如果排水不畅,墙后积水会增加土体的侧压力,导致墙体失稳。
重力式挡土墙在实际工程中有广泛的应用。
例如,在道路工程中,它可以用于支撑道路边坡,防止土体滑坡影响道路的正常使用;在水利工程中,可以用于河岸的防护,抵御水流的冲刷;在建筑工程中,可用于地下室的侧墙,保证建筑物的安全。
与重力式挡土墙不同,悬臂式挡土墙则是一种轻型的挡土墙结构。
它由立壁、趾板和踵板三部分组成。
立壁是挡土的主要部分,承受墙后土体的侧压力;趾板位于墙的前端,增加墙体的抗倾覆稳定性;踵板位于墙的后端,增加墙体的抗滑移稳定性。
悬臂式挡土墙的设计需要精确的计算和分析。
其中,墙体的内力计算是关键。
通过对墙体所受的土压力、水压力等进行分析,计算出墙体各部分的弯矩和剪力,从而确定墙体的配筋和尺寸。
此外,悬臂式挡土墙的稳定性验算也非常重要,包括抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性和地基承载力验算等。
只有在各项验算都满足要求的情况下,墙体才能保证安全可靠。
悬臂式挡土墙的优点是结构轻巧、美观,对地基承载力的要求相对较低。
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。
课程名称:路基路面工程设计题目:重力式挡土墙验算院系:土木工程专业:工程造价年级:姓名:学号:指导教师:成绩指导教师(签章)年月日西南交通大学峨眉校区目录第1章任务书和指导书 (1)第2章理正软件验算挡土墙稳定性 (3)参考文献 (21)第1章任务书和指导书某浆砌片石重力式路堤挡土墙,断面尺寸如图1所示,填料容重γ=18kN/m3,内摩擦角φ=35°;砌体容重γ=23kN/m3,墙背摩擦角δ=φ/2;地基土容重γ0=19 kN/m3,内摩擦系数f0=0.80,基底摩挠系数f=0.50,地基承载力[σ]=800kPa,挡土墙分段长度10m;路基宽8.5m,踏肩宽0.75m。
图1 浆砌片石重力式路堤挡土墙车辆荷载为公路Ⅰ级荷载。
挡土墙的墙高H2变化(见表1),其它几何参数保持不变。
试按主要组合荷载,利用理正软件验算挡土墙的稳定性。
表1挡土墙的墙高H2变化学号末尾2位数k 0-1516-3031-4546-6061-7576-99请参考理正软件中的学习资料,练习使用该软件。
将最后的结果粘贴在设计文本中。
第2章理正软件验算挡土墙稳定性重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙 1计算时间:2014-11-04 22:52:42 星期二------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 4.350(m)墙顶宽: 1.150(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.200(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.100:1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: 0.500砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 5石料强度(MPa): 30挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 18.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 19.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 800.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 8.500 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)======================================================== =============第1 种情况: 组合1============================================= 组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数= 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数= 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数= 1.000 √4. 填土侧压力分项系数= 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数= 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.482(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.132(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.132(度)Ea=47.063 Ex=46.977 Ey=2.843(kN) 作用点高度Zy=1.578(m) 墙身截面积= 5.191(m2) 重量= 119.402 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500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= 5.711 (度)Wn = 118.810(kN) En = 7.504(kN) Wt = 11.881(kN) Et = 46.461(kN)滑移力= 34.580(kN) 抗滑力= 63.157(kN)滑移验算满足: Kc = 1.826 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值= 35.884(kN) > 0.0地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 46.977(kN) 抗滑力= 61.947(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.319 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 1.289 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 67.947(kN-m) 抗倾覆力矩= 158.790(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.337 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值= 60.059(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 126.313(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=90.843(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.324 (m) 偏心距e = -0.057(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.719(m)基底压应力: 趾部=70.612 踵部=120.245(kPa)最大应力与最小应力之比= 120.245 / 70.612 = 1.703作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.057 <= 0.167*1.324 = 0.221(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=70.612 <= 960.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=120.245 <= 1040.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=95.429 <= 800.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 5.102(m2) 重量= 117.357 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.296 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 120.201(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=89.026(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.741(m)截面宽度 B = 1.350 (m) 偏心距e1 = -0.066(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.066 <= 0.250*1.350 = 0.338(m)截面上压应力: 面坡=63.062 背坡=115.013(kPa)压应力验算满足: 计算值= 115.013 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -0.818 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 120.201(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.972挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.350(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 120.201 <= 909.269(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 120.201 <= 869.221(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.850(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.765(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.765(度)Ea=36.049 Ex=35.983 Ey=2.178(kN) 作用点高度Zy=1.346(m) 墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.056 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.487 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.346 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 104.010(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=62.356(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.600(m)截面宽度 B = 1.150 (m) 偏心距e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*1.150 = 0.287(m)截面上压应力: 面坡=78.876 背坡=102.012(kPa)压应力验算满足: 计算值= 102.012 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.888 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 104.010(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.995挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.150(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.953计算强度时:强度验算满足: 计算值= 104.010 <= 792.217(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 104.010 <= 754.600(kN)======================================================== =============第2 种情况: 组合2============================================= 组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数= 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数= 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数= 1.000 √4. 填土侧压力分项系数= 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数= 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.482(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.132(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.132(度)Ea=47.063 Ex=46.977 Ey=2.843(kN) 作用点高度Zy=1.578(m) 墙身截面积= 5.191(m2) 重量= 119.402 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500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= 5.711 (度)Wn = 118.810(kN) En = 7.504(kN) Wt = 11.881(kN) Et = 46.461(kN)滑移力= 34.580(kN) 抗滑力= 63.157(kN)滑移验算满足: Kc = 1.826 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值= 35.884(kN) > 0.0地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 46.977(kN) 抗滑力= 61.947(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.319 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 1.289 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 67.947(kN-m) 抗倾覆力矩= 158.790(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.337 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值= 60.059(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 126.313(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=90.843(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.324 (m) 偏心距e = -0.057(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.719(m)基底压应力: 趾部=70.612 踵部=120.245(kPa)最大应力与最小应力之比= 120.245 / 70.612 = 1.703作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.057 <= 0.167*1.324 = 0.221(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=70.612 <= 960.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=120.245 <= 1040.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=95.429 <= 800.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 5.102(m2) 重量= 117.357 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.296 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 120.201(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=89.026(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.741(m)截面宽度 B = 1.350 (m) 偏心距e1 = -0.066(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.066 <= 0.250*1.350 = 0.338(m)截面上压应力: 面坡=63.062 背坡=115.013(kPa)压应力验算满足: 计算值= 115.013 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -0.818 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 120.201(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.972挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.350(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 120.201 <= 909.269(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 120.201 <= 869.221(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.850(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.765(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.765(度)Ea=36.049 Ex=35.983 Ey=2.178(kN) 作用点高度Zy=1.346(m) 墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.056 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.487 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.346 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 104.010(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=62.356(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.600(m)截面宽度 B = 1.150 (m) 偏心距e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*1.150 = 0.287(m)截面上压应力: 面坡=78.876 背坡=102.012(kPa)压应力验算满足: 计算值= 102.012 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.888 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 104.010(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.995挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.150(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.953计算强度时:强度验算满足: 计算值= 104.010 <= 792.217(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 104.010 <= 754.600(kN)======================================================== =============第3 种情况: 组合3============================================= 组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数= 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数= 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数= 1.000 √4. 填土侧压力分项系数= 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数= 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 4.482(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.132(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.132(度)Ea=47.063 Ex=46.977 Ey=2.843(kN) 作用点高度Zy=1.578(m) 墙身截面积= 5.191(m2) 重量= 119.402 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500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= 5.711 (度)Wn = 118.810(kN) En = 7.504(kN) Wt = 11.881(kN) Et = 46.461(kN)滑移力= 34.580(kN) 抗滑力= 63.157(kN)滑移验算满足: Kc = 1.826 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值= 35.884(kN) > 0.0地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 46.977(kN) 抗滑力= 61.947(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.319 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 1.289 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 67.947(kN-m) 抗倾覆力矩= 158.790(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.337 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值= 60.059(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 126.313(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=90.843(kN-m)基础底面宽度 B = 1.324 (m) 偏心距e = -0.057(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.719(m)基底压应力: 趾部=70.612 踵部=120.245(kPa)最大应力与最小应力之比= 120.245 / 70.612 = 1.703作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.057 <= 0.167*1.324 = 0.221(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=70.612 <= 960.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=120.245 <= 1040.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=95.429 <= 800.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 5.102(m2) 重量= 117.357 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.296 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.712 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.446 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 120.201(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=89.026(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.741(m)截面宽度 B = 1.350 (m) 偏心距e1 = -0.066(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.066 <= 0.250*1.350 = 0.338(m)截面上压应力: 面坡=63.062 背坡=115.013(kPa)压应力验算满足: 计算值= 115.013 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -0.818 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 120.201(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.972挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.350(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.956计算强度时:强度验算满足: 计算值= 120.201 <= 909.269(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 120.201 <= 869.221(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 3.850(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角= 39.765(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角:39.765(度)Ea=36.049 Ex=35.983 Ey=2.178(kN) 作用点高度Zy=1.346(m) 墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN[强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 4.427(m2) 重量= 101.832 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 1.056 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.487 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 1.346 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 104.010(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=62.356(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.600(m)截面宽度 B = 1.150 (m) 偏心距e1 = -0.025(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.025 <= 0.250*1.150 = 0.287(m)截面上压应力: 面坡=78.876 背坡=102.012(kPa)压应力验算满足: 计算值= 102.012 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.888 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 104.010(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.995挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.150(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γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.953计算强度时:强度验算满足: 计算值= 104.010 <= 792.217(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 104.010 <= 754.600(kN)================================================= 各组合最不利结果================================================= (一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(组合1)抗滑力= 63.157(kN),滑移力= 34.580(kN)。
重力式挡土墙计算例题1. 重力式挡土墙概述说到重力式挡土墙,大家可能会想:“这是什么东东啊?”其实,重力式挡土墙就是一种用来防止土壤滑坡或者支撑土体的墙,听起来挺高大上的吧?它的主要任务就是靠自己的重力来抵抗土壤的推力。
你要知道,这种墙可不是随随便便就能立起来的,它可是要经过一番精密计算的,不然一不小心就“玩脱”了,那可是相当尴尬的事情哦。
想象一下,如果你在家里后院想搭个挡土墙,防止土块往下滑,那你可得好好琢磨一下墙的高度、厚度,还有材料的选择。
想要这堵墙坚固不摧,重力可得发挥到极致,才能把那些调皮的土壤牢牢压住。
总之,设计重力式挡土墙就像是一场智力大考,得仔细思量,认真对待。
2. 计算步骤2.1 确定设计参数好,咱们开始吧!首先,设计重力式挡土墙之前,你得确定一些基本参数,比如说土壤的性质、墙的高度、倾斜角度等等。
这些信息就像是你人生的基础资料,没有这些,怎么能往下进行呢?比如,土壤的密度一般在1.52.0吨每立方米之间,这个范围就像你去超市买东西,得看看标签,不能随便拿。
再来,墙的高度也很关键,通常设计的高度不能超过3米,要是超过了,整堵墙就像一只高傲的公鸡,根本不够稳当。
然后就是墙的倾斜度,通常要在3:1到2:1之间,太直了可能就会像个大灯泡,转个身就“咔嚓”了。
2.2 计算墙的重量接下来,咱们要计算墙的重量。
这个步骤就好比你要称一下自家的狗,得知道它有多重,才能决定要喂多少食物。
墙的重量可以通过体积乘以材料的密度来算。
比如说,假设墙的基础部分宽2米、高3米,那墙的体积就是2乘以3乘以厚度(假设0.5米),一算就得出体积啦。
然后,把体积乘以材料的密度,你就能得到这堵墙的重量。
比如说,假设密度是2吨每立方米,那墙的重量就是体积乘以2,搞定!这一步可得小心翼翼,不然墙“重”了,你的设计就要“大失水准”了。
3. 力学分析3.1 土压力计算好了,接下来咱们来聊聊土压力。
土壤给墙施加的压力就像是小孩儿对大人的“撒娇”,虽然是无形的,但绝对不能小觑。
题库一一、选择题(每题2分,共20分)1、重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算时,倾覆力矩和抗倾覆力矩的圆心位置在什么地方?( A )(A)在墙趾点 (B)通过试算确定最危险滑动面圆心 (C)基坑面与墙身交点2、重力式挡土墙的抗倾覆、抗滑动、地基承载力和墙身强度等验算都满足要求时,是否可以认为该挡土墙是安全的?( C )(A)安全 (B)不安全 (C)不一定3、重力式挡土墙整体稳定性验算时,构成滑动矩的力是由何种力引起的?( C )(A)墙后主动土压力 (B)墙后主动土压力和水压力 (C)滑动土体的重力4、重力式挡土墙整体稳定性验算时,滑动与抗滑动力矩的圆心位置在什么地方?( B )(A)在墙趾点 (B)通过试算确定最危险滑动面圆心 (C)基坑面与墙身交点5、在砂性土地基上设计一重力式挡土墙,墙后地下水在地表处除须进行整体稳定、抗倾覆、抗滑动、地基承载力和墙身强度验算外,还应作何项目验算?( C )(A)地基沉降 (B)不均匀沉降 (C)渗透稳定6、悬臂板桩墙,最大弯矩位置发生在:(其中,Ka、Kp分别为主动土压力、被动土压力系数,pa为坑底处主动土压力强度,Ea为主动土压力合力)( C )(A)基坑地面处(B)土压力零点,即距坑底距离 (c)土压力零点以下7、成孔注浆型钢筋土钉墙的构造要求成孔直径宜取( A )。
(A)70mm-120mm(B) 20mm-70mm (C) 100mm-150mm8、排水沟的界面应根据设计流量确定,排水沟的设计流量应符合( B )规定。
(A)Q≤V/1.2 (B) Q≤V/1.5 (C) Q≤V/1.89、道路沉降监测点的间距不宜大于(),且每条道路的监测点不应少于( C )个。
(A)70m,2 (B) 40m,5 (C) 30m,310、内支撑结构的施工与拆除顺序,应与设计工况一致,必须遵循( A )的原则。
(A)先支撑后开挖 (B) 先开挖后支撑 (C) 沿施工现场开挖11、墙后主动土压力分布形式是墙顶小,随着深度逐渐增大,因此,采用锚拉结构时,顶锚与底锚长度之间关系是(B)(A)顶锚短,底锚长 (B)顶锚长,底锚短 (C)顶锚、底锚不宜太长12、所谓刚性支挡结构,其特点是(B)(A)支挡结构侧向不发生位移(B)支挡结构本身不能承受弯矩和拉应力(C)具有钢筋混凝土支撑结构二、填空题(每小空1分,共20分)1、排桩采用(素混凝土)桩与(钢筋混凝土桩)间隔布置的钻孔咬合桩形式时,支护桩的桩径可取 800mm~1500mm,相邻桩咬合长度不宜小于( 200mm )。
重力式挡土墙课程设计作者姓名学号班级学科专业土木工程指导教师所在院系建筑工程系提交日期设计任务书一、 设计题目本次课程设计题目:重力式挡土墙设计二、 设计资料1、线路资料:建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段,在穿过一条深沟时,由于地形限制,无法按规定放坡修筑路堤,而采取了贴坡式(仰斜式)浆砌片石挡土墙。
线路经过的此处是丘陵地区,石材比较丰富,挡土墙在设计过程中应就地选材,结合当地的地形条件,节省工程费用。
2、墙后填土为碎石土,重度30/18m kN =γ,内摩擦角 35=ϕ;墙后填土表面为水平,即 0=β,其上汽车等代荷载值2/15m kN q =;地基为砾石类土,承载力特征值kPa f k 750=;外摩擦角δ取 14;墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。
3、墙体材料采用MU80片石,M10水泥砂浆,砌体抗压强1.142/mm N ,砌体重度30/24m kN =γ。
4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示:图4-1 挡土墙参数图(单位:m )目录设计任务书 (2)一、设计题目 (2)二、设计资料 (2)设计计算书 (4)一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4)二、主动土压力计算 (4)1、计算破裂角 (4)2 、计算主动土压力系数K和K1 (4)3、计算主动土压力的合力作用点 (5)三、挡土墙截面计算 (5)1、计算墙身重G及力臂Z G (6)2、抗滑稳定性验算 (6)3、抗倾覆稳定性验算 (6)4、基底应力验算 (7)5、墙身截面应力验算 (7)四、设计挡土墙的排水措施 (8)五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8)六、参考文献 (8)七、附图 (8)设计计算书一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸如图所示,挡土墙墙体高为H=8.5m ,基础埋置深度d=1.5m,墙身纵向分段长度为L=10m ;墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25(︒-=14α02’),墙底倾斜度0.2:1(ω=11.31°),墙顶宽2.1m ,墙底宽2m 。
重力式挡土墙五种形式是哪些范本一:重力式挡土墙五种形式1. 填土挡土墙1.1 直立填土挡土墙1.1.1 砌筑土石桩和填土墙体1.1.2 填土墙体外面再设置防渗层1.2 倾斜填土挡土墙1.2.1 挡土墙面设置阶梯1.2.2 填土墙体倾斜角度的选择1.3 纤维增强土挡土墙1.3.1 添加纤维素纤维增强填土1.3.2 增强填土的作用与应用情况2. 石重力挡土墙2.1 干砌石重力挡土墙2.1.1 石料的选择与处理2.1.2 石砌体的施工技术要点2.2 混凝土砌块石重力挡土墙2.2.1 砌块的材料与石墙体结构2.2.2 砌块石重力挡土墙的施工流程2.3 预制混凝土砌块石重力挡土墙2.3.1 预制砌块的分类与优势2.3.2 预制砌块石重力挡土墙的施工技术要点3. 钢筋混凝土挡土墙3.1 土钉墙3.1.1 土钉墙的构造及作用原理3.1.2 土钉墙的施工技术要点3.2 植被护坡墙3.2.1 植被护坡墙的构造与种植3.2.2 植被护坡墙的生态环保特点3.3 混凝土板桩墙3.3.1 混凝土板桩墙的构造与应用范围3.3.2 混凝土板桩墙的施工技术要点4. 压路机挡土墙4.1 压路机挤土挡土墙的施工原理4.2 压路机挤土挡土墙的材料与工艺4.3 压路机挤土挡土墙的施工流程5. 深压桩合成地基挡土墙5.1 深压桩合成地基挡土墙的原理与作用5.2 深压桩合成地基挡土墙的施工技术与优势本文档涉及附件:无本文所涉及的法律名词及注释:无范本二:重力式挡土墙五种形式是哪些1. 重力墙1.1 直立重力墙1.1.1 设计原理及要点1.1.2 墙体材料的选择和施工流程1.2 倾斜重力墙1.2.1 边坡倾斜角度和墙体高度的关系1.2.2 墙体稳定性分析和优化设计2. 砌块墙2.1 干砌石墙2.1.1 石料的选择与处理方法2.1.2 干砌石墙的施工工艺2.2 混凝土砌块墙2.2.1 砌块的材料与选择2.2.2 混凝土砌块墙的施工流程2.3 预制混凝土砌块墙2.3.1 预制砌块的优势和使用场景2.3.2 预制混凝土砌块墙的施工要点3. 钢筋混凝土墙3.1 土钉墙3.1.1 土钉墙的原理及作用3.1.2 土钉墙的施工流程和注意事项 3.2 植被护坡墙3.2.1 植被护坡墙的结构和种植方法3.2.2 植被护坡墙的生态环保特点3.3 混凝土板桩墙3.3.1 混凝土板桩墙的结构和优势3.3.2 混凝土板桩墙的施工技术要点4. 压路机挡土墙4.1 压路机挤土墙的工作原理与设备选择4.2 压路机挤土墙的施工流程和操作技巧4.3 压路机挤土墙的质量检测和验收标准5. 深压桩合成地基墙5.1 深压桩合成地基墙的原理及应用范围5.2 深压桩合成地基墙的施工步骤和质量控制点本文档涉及附件:无本文所涉及的法律名词及注释:无。
挡土墙的结构分类及适用范围(一)引言概述:挡土墙是一种用于提供土壤支撑和防止土壤坡体滑动的重要工程结构。
不同类型的挡土墙在结构上存在差异,适用于不同的地质和工程条件。
本文将介绍挡土墙的结构分类及其适用范围。
一、重力式挡土墙重力式挡土墙是最简单常见的一种挡土墙结构。
它通过墙体的自身重量来提供支撑和抵抗土壤压力。
重力式挡土墙适用于高度较低、土壤坚实且边坡稳定的情况。
其主要特点包括:1.1 墙体采用重力块石或混凝土构成;1.2 需要具有足够的自重来抵抗土壤压力;1.3 适合用于边坡较为稳定的区域。
二、钢筋混凝土重力挡土墙钢筋混凝土重力挡土墙是在重力式挡土墙的基础上增加了钢筋骨架,以提高墙体的抗倾覆能力和整体稳定性。
它适用于以下情况:2.1 要求挡土墙高度较高;2.2 土壤边坡不稳定或存在侧面荷载;2.3 需要考虑地震或风荷载的影响。
三、挤土桩墙挤土桩墙是通过将土壤挤入预埋桩孔中形成的一种挡土墙结构。
它的适用范围包括:3.1 土壤松软且水位较高的地区;3.2 对地下水位变化要求较高的区域;3.3 需要减少挡土墙对邻近建筑物或地下设施的影响。
四、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙是一种将倾斜或垂直墙体的力向下传递的结构。
它适用于以下情况:4.1 需要在较小的空间内提供较高的挡土高度;4.2 适用于局部支撑或墙体与边坡连接的情况;4.3 需要考虑土壤侧向位移的地区。
五、格栅挡土墙格栅挡土墙是由钢筋或其他材料制成的格栅结构,用于固定土壤和防止坡体滑动。
它适用于以下情况:5.1 需要一定的透水性和排水性能的地区;5.2 土壤边坡松散且高度较高的区域;5.3 需要考虑土壤侧向位移和水平荷载影响的情况。
总结:挡土墙是一种重要的土木工程结构,根据不同的地质和工程条件,可以选择适合的结构类型。
本文介绍了重力式挡土墙、钢筋混凝土重力挡土墙、挤土桩墙、悬臂式挡土墙和格栅挡土墙这五种常见的挡土墙结构及其适用范围,希望对工程设计和施工有所帮助。
1重力式挡土墙设计1.1设计资料(1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙,墙顶填土边坡1:1.5,墙身纵向分段长度为m 10,路基宽度m 26,路肩宽度m 0.3.(2)基底倾斜角190.0tan :00=αα,取汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=.(3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车—超20级、挂车−120(验算荷载)。
(4)墙后填料砂性土容重3/18m kN =γ,填料与墙背的外摩擦角φδ5.0=;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数30.0=μ,地基容许承载力kPa 250][0=σ.(5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重3/22m kN k =γ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ.1.2设计任务(1)车辆荷载换算。
(2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置。
(3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。
进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算。
(4)基础稳定性验算与地基承载力验算。
(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
1.3设计参数 1.3.1几何参数墙高7=H ,取基础埋深m D 5.1=,墙身总想分段长度m L 10=;墙背仰斜坡度1:0.25, 04.14-=α,墙底倾斜度190.0tan 0=α,倾斜角76.100=α;墙顶填土高度m a 2=,填土边坡坡度1:1.5, 69.33=β,汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=. 1.3.2力学参数墙后砂性土填料内摩擦角 34=φ,填料与墙背外摩擦角2φδ=,填土容重3/18m kN =γ;墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重3/22m kN k =γ,砌体容许压应力kPa a 600][=σ,砌体容许剪应力kPa100][=τ,砌体容许拉应力kPa L 60][=σ;地基容许承载力kPa 250][0=σ.1.4车辆荷载换算按车带宽均摊的方法 1.4.1计算荷载:汽车—超20级换算土层厚度()[]a H h 2577.00.1300.2000++=γ,[]内数值大于分段长度m 10,取m 10从而求得m h 11.10=.车辆荷载作用宽度m b 50.50=.1.4.2验算荷载:挂车—120挂车—120,m h 96.00=,布置在路基全宽上。
车辆荷载作用宽度m b 20.30=.1.5主动土压力计算1.5.1计算荷载:汽车—超20级1)计算破裂角θ假设破裂面交于荷载中部,则()()()()()()()()()365.011.12272725.011.1222775.0311.12322tan 222000=⨯++⨯+-⨯⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯=+++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α96.361704.1434=+-=++=δαφψ()()848.0tan tan cot tan tan =+++-=A ψψφψθ030.40=∴θ堤顶破裂面至墙踵:()m a H 63.7tan =+θ 荷载内缘至墙踵:m d H b 25.5tan =+-α荷载外缘至墙踵:m b d H b 75.1050.525.5tan 0=+=++-α 因75.1063.725.5<<,故破裂面交与荷载中部,假设正确。
2)计算主动土压力a E()()()()()()166.025.0848.096.3630.40sin 3430.40cos tan tan sin cos =-++=+++=αθψθφθK m a b h 18.2tan tan tan 1=+-=αθθ,m d h 84.025.0848.05.0tan tan 2=-=+=αθm h h H h 98.3213=--=641.12212123011=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=H h h H h H a K kN KK H E a 13.120641.1166.07182121212=⨯⨯⨯⨯==γ 水平分量 ()()kN E E a x 97.1191704.14cos 13.120cos =+-⨯=+= δα 竖直分量 ()()kN E E a y 20.61704.14sin 13.120sin =+-⨯=+= δα3)主动土压力作用点位置()()()()mK H H h h h h H a HZ x47.2641.1737298.3398.311.118.272373233221233021=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=-+-+= 因墙底倾斜,故取修正值m b Z Z x x 185.2190.050.147.2tan 011=⨯-=-=α ()m Z b Z x y 046.225.0185.250.1tan 111=-⨯-=-=α1.5.2验算荷载:挂车—120计算方法和公式同计算荷载,在式中取m h 96.00=,0=d .计算结果如下: 1)计算破裂角θ假设破裂面交于荷载中部,则()()()()()()()()()350.096.02272725.096.022*******.02322tan 222000=⨯++⨯+-⨯⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯=+++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α96.361704.1434=+-=++=δαφψ()()834.0tan tan cot tan tan =+++-=A ψψφψθ083.39=∴θ堤顶破裂面至墙踵:()m a H 51.7tan =+θ 荷载内缘至墙踵:m d H b 75.4tan =+-α荷载外缘至墙踵:m b d H b 95.720.375.4tan 0=+=++-α 因95.751.775.4<<,故破裂面交与荷载中部,假设正确。
2)计算主动土压力a E()()()()()()167.025.0834.096.3683.39sin 3483.39cos tan tan sin cos =-++=+++=αθψθφθK m a b h 18.2tan tan tan 1=+-=αθθ,025.0834.00tan tan 2=-=+=αθd hm h h H h 82.4213=--=671.12212123011=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=Hh h H h H a K kN KK H E a 06.123671.1167.07182121212=⨯⨯⨯⨯==γ 水平分量 ()()kN E E a x 90.1221704.14cos 06.123cos =+-⨯=+= δα 竖直分量 ()()kN E E a y 35.61704.14sin 06.123sin =+-⨯=+= δα 3)主动土压力作用点位置()()()()mK H H h h h h H a HZ x53.2671.1737282.4382.496.018.272373233221233021=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=-+-+= 因墙底倾斜,故取修正值m b Z Z x x 15.2190.000.253.2tan 011=⨯-=-=α()m Z b Z x y 54.225.015.200.2tan 111=-⨯-=-=α1.6挡土墙计算比较计算荷载与验算荷载,发现验算荷载的土压力较大。
由于基底摩擦系数较小,估计为滑动控制,故先采用验算荷载即挂车—120的土压力计算。
这里只对荷载组合Ⅱ进行计算。
经试算,取挡土墙顶宽m b 00.21=.1.6.1墙身自重计算墙身体积,()3011124.13190.00.2-700.2)tan (m b H b V =⨯⨯=-=α3021238.0tan 5.0m b V ==α,32162.13m V V V =+=墙身自重,1G =KN V k 28.2912224.131=⨯=γ2G =KNV k 36.82=γKN G G G 64.29921=+=墙身自重力臂,mb b H Z G 83.1]25.0)tan [(5.01011=+⋅-=αm b Z G 37.1)]tan tan 2/1(3/12/1[102=-+=αα作用于墙底(即基底)的竖向力,kN E G G N y 99.30535.636.828.29121=++=++=N 至墙趾A 的距离,m NZ E Z E Z G Z G Z x x y y G G N 97.0112211=-++=墙底斜宽m b b B 90.1tan tan 011=+=αα; 1.6.2抗滑稳定性与抗倾覆稳定性验算作用于墙底(即基底)的竖向力,kN E G G N y 99.30535.636.828.29121=++=++=抗滑稳定系数3.152.1tan ]tan [00≥=-+=αμαN E E N K x x C ,满足抗滑要求。
墙身自重力臂,mb b H Z G 83.1]25.0)tan [(5.01011=+⋅-=αm b Z G 37.1)]tan tan 2/1(3/12/1[102=-+=αα抗倾覆稳定系数3.112.21122110≥=++=x x y y G G Z E Z E Z G Z G K ,满足抗倾覆要求。
验算结果表明,断面尺寸由滑动控制,故不必采用汽车—超20级的土压力计算。
1.6.4基底应力及合力偏心距验算竖向力N 至墙趾A 的距离,m NZ E Z E Z G Z G Z x x y y G G N 97.0112211=-++=墙底斜宽m b b B 90.1tan tan 011=+=αα 基底合力偏心距m Bm Z Be N 32.0602.020=<=-=,基底应力kPa kPa B e B N250][90.15019.171)61(002,1=<=±=σσ,满足要求。
1.6.5墙身截面强度验算墙面、墙背相互平行,截面最大应力出现在接近基底处。
偏心距和基底应力满足要求,墙身截面应力也能满足墙身材料要求,故可不做检验。