衡重式擋土墻課程設(shè)計

1、1、設(shè)計資料(1) 地形中淺切割褶皺剝蝕中低山地區(qū)，地勢起伏較大。(2) 工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下： 號土層：耕植土，厚約0.9m，黃褐色，含大量有機質(zhì)。 號土層，中風化礫巖，厚度未揭露，地基容許承載力R=800kPa=(3) 墻身及墻后填料材料參數(shù)填料35 ,。墻身容重18kN m3，下墻，上墻(假想墻背)2j 500kPa。k 22kN m3?；啄Σ料禂?shù) f=0.6。圬工材料a=600kPa , J=100kPa，(4) 荷載參數(shù)本題組號為5,擋土墻高度8.1m，車輛荷載換算等代土層厚度為h。0.55m,分布在 路基橫斷面方向的寬度b0=5.5m。(5) 水文地質(zhì)條件本次勘測未發(fā)

2、現(xiàn)地下水，可不考慮地下水影響。2、初步確定墻身尺寸擋土墻高8.1m，選用上墻H1=3m，選墻頂寬b1 =0.5m,則上墻底寬b1=1.65m,下墻底寬 B=1.53m,墻背俯斜1: 0.33 ( 118 15)，衡重臺寬d1=1.0m，下墻H2=5.1m,墻背仰斜1: 0.27 ( 2 15 06)，墻面坡 1: 0.05，見下圖：3、上墻土壓力計算(1) 求破裂角1計算破裂角，判別是否出現(xiàn)第二破裂面，假想墻背傾角見下圖，則有=0.673.0,H1 tan 1 d1ta n 1 =H1則 1 = 33.82假想破裂面交于荷載內(nèi)，按表 5.6第一類公式計算，得 驗核破裂面位置如下：第一破裂面距墻

3、頂內(nèi)緣距離為H1 (tan i tan J =3.0X( 0.521+0.67)=3.573mv b0=5.5m破裂面交于荷載內(nèi)，與假設(shè)相符，而且也不可能出現(xiàn)其他情況，故采用此類計算公 式。因為i v 1，故出現(xiàn)第二破裂面。(2) 計算第二破裂面上的主動土壓力Ei有表5.6第一類公式，有2空=0.58717.5 )tan(45 2)=ta n2(45cos(45 空込(45K1=1 +2ho1H?=1 +2 0.553.0=1.367E1 = 1 H2KK1 =0.5X 18X 3.0X 3.0X 0.587X 1.367=64.98kN2E1xE1cos( i)=64.98X cos(27.

4、535 )=30.03 kNE1y = E1sin( i)=64.98X sin(27.535 )=57.64 kN對上墻的力臂為Z1yh =3.03K130.553 1.367=1.134mZ1xb2d1 Z1y tani=1.65+1-1.134X 0.521=2.06m(3) 計算上墻實際墻背上土壓力E；E；x=E1x=30.03kNE1y = E1xtan 1 =30.03X 0.33=10kN對上墻O,的力臂為H1Z1y 1.0m3Ztxb? Z tan 1 =1.65-1.0X 0.33=1.32m 4、下墻土壓力計算(1) 求破裂角2假想破裂面交于荷載內(nèi)，破裂角示意圖如下,按表5

5、.7第一類公式得A=-tan 2 =-tan 15 06 =0.27214 06 35 . 2 = 66 36tan 2 =-tan +、(cot tan )(tanA)=-2.311+ .(1.422.311)(2.310.27) =0.7952 = 38.48驗核破裂面位置：堤頂破裂面距墻頂內(nèi)緣的距離為=3X( 0.67+0.521) +5.1 X( 0.795-0.25)=3.573+2.779=6.353m b0=5.5m則破裂面位于荷載外，與假設(shè)不符。應(yīng)采用5.7表中第四類公式,b0 bo - H1 (tan 1 tan i) =5.5-3.573=1.93m2bohoH2(H2 2

6、H1)0.25=0.212 1.93 0.55tan 2=-5.1(5.12 3)22 =66 36tan 2 =-tan + . (cot tan )(tan A)=-2.311+、(1.428 2.311)(2.311 0.21) =0.7592 = 37 12驗核破裂面位置：堤頂破裂面距墻頂內(nèi)緣的距離為=3X( 0.67+0.521) +5.1 X( 0.759-0.25) =3.573+2.596=6.169 b=5.5m則破裂面位于荷載外，與假設(shè)相符。(2) 計算土壓力E2 采用5.7表中第四類公式，得 土壓力系數(shù)：K= CS( 2 (tan 2 tan 2)sin( 2)=cos7

7、3.48sin 105.08(tan 38.480.25)=0.16h2b。tan 2 tan 21.930.759 0.25=3.54mK11 2H1H22hh2H225.12 0.55 3.5426.012.326主動土壓力:E2 =1 H 22KK1 =0.5X 18X 5.1 X 5.1X 0.16X 2.326=87.12kN2E2xE2 COS (22) =87.12X cos (15.117 30) =87.04kNE2yE2 sin ( 22) =87.12X sin (15 0617 30) =3.65kN壓力作用點:5.130.55 3.54 (3 3.544 5.1)33

8、 2.3263 5.1 5.1 2.326=2.23mZ2x B Z2y tan 2 =1.53+2.23X 0.25=2.09m5、墻身截面計算墻身截面計算如下圖所示：(1)墻身重及力臂二上墻墻身重G1為G1 = k H 1(b1 b2) =0.52對墻趾的力臂Zg1為b12bi比r-riK 22 XZq3X(Z9 Zgi i.65) =70.95kN1 b；Zg1= nH2b1b2 b:N3(bi.5 一1：65 疏652 (1l/165) 0.05 3= 0.055.10.25 C=0.91m第二破裂面與墻背之間的土楔重 f石N=3X( 0.67-0.521)=0.447m1Gg =-

9、H1 (d1 d2)O J2R=0.5X 18X 3X( 1+0.447)創(chuàng)百 /呼 23 (0.5 1.6=39.1kN對墻趾的力臂為2H1 ta n 1d2(2d2 d1)H1tan 13(d1 d2)23 1.347=0.05X 8.1+0.5+3X 0.33+1 1 .447 0.447(0.894 3 0.33=1.81m 土楔體上的荷載重GqGq= h0d2=18X 0.55X 0.447=4.43kN對墻趾的力臂為=0.05X 8.1+0.5+0.5X 0.447=1.13m 下墻墻身重G2為1G2= kH 2(b2 d1 B) =0.5X 22 X 5.1 X( 1.65+1+

10、1.53) 2=234.5kN對墻趾的力臂為Z =B2 B(b2 di) d dj22d di) BnH23B (di b2)2 2= 1.531.53 (1.65 1)2.65 2 2.65 1.53 0.05 5.1=3 (1.53 2.65)=1.21m(2) 滑動穩(wěn)定驗算= (70.95 234.5 39.1 4.43 57.64 3.65) 0.630.03 87.04=2.06 1.3所以滿足抗滑穩(wěn)定性要求。(3) 傾覆穩(wěn)定性驗算=70.95 0.91234.5 1.21 39.1 1.814.43 1.13 57.64 2.063.65 2.23=30.03 (1.1345.1)

11、87.04 2.09=1.5 1.5所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。(4) 基底應(yīng)力計算(G Ey)B e= 2=0.765- 70.95551 369234.5 39.14.43 57.643.65=0.765-0.444=0.32evB (=0.48)4e(=0.26)6max2 (G Ey)3Zn2 4103 0.444=616kp R (=800kp)(5) 截面應(yīng)力計算 選上墻墻底面驗算=0.05 X 3+0.5+ (3-1 )X 0.33=1.32me1Znb22G1(ZG1 nH2)E1yZ1xE1xZ1yIE1y1.6570.95(0.91 0.05 5.1) 10 1.32 30.

12、03 170.95 102=0.46mb2ei v 0.32b2 (=0.53),且 丄(=0.28) 0670.95 10(11.656 0.46)1.65)32.87kNvl=100kPa1.6570.95 10(i6 0.46)1.65=130.99kPa v a =600 kR由上述計算可知，所選截面尺寸符合各項要求。&設(shè)計圖紙通過以上計算，繪制衡重式路肩墻施工圖紙，斷面圖如下： 設(shè)計說明：1. 擋土墻采用M10水泥砂漿砌筑，施工前做好配比式驗，強度要求達到設(shè)計等級， 砌筑時砂漿要密實、飽滿，不得有空洞。2. 石料應(yīng)采用無風化石材，面石要平整，擋土墻外露面，采用1:3水泥砂漿勾凸縫。3. 基礎(chǔ)砌筑不得在有水狀態(tài)下進行，應(yīng)做好基坑排水工作。4. 擋土墻分段：每10m設(shè)置一道沉降縫，縫寬2cm,外露面1cm，縫線豎直美觀， 可用C15混凝凝土角石砌筑，沉降縫內(nèi)用1.5cm浸