重力式擋土墻設(shè)計說明計算過程

1、擋土墻設(shè)計說明書一、設(shè)計內(nèi)容1根據(jù)所給設(shè)計資料分析確定的擋土墻位置和類型；2進行擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計；3.進行擋土墻穩(wěn)定性分析；4.擋土墻排水設(shè)計；5.對擋土墻的圬工材料及施工提出要求。二、設(shè)計步驟1根據(jù)所給設(shè)計資料分析擋土墻設(shè)置的必要性和可行性 此次設(shè)計的漿砌石擋土墻是為防止墻后堆積的煤矸石坍滑而修筑的，主要承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物。2擬定擋土墻的結(jié)構(gòu)形式及斷面尺寸給定資料：擋土墻高3.5m，堆渣坡坡比為 1:0.5 。設(shè)此擋土墻為重力式擋土墻，為增加擋土墻的穩(wěn)定性，設(shè)置水平基底，為方便計算，擋土墻長度取單位長度l=1m。設(shè)墻頂寬為b1=0.5m，墻背坡比為1:0.5 ，墻面坡比為1:0.2 ，

2、地基深h=1m，前墻趾寬為0.5m，后墻趾寬為0.5m。則可計算基底寬b=3.95m,墻身與基底交接除寬b2=2.95m。查閱相關(guān)資料可知: 漿砌石重度=22kn/m， 煤矸石堆積重度煤=12 kn/m18 kn/m，取15 kn/m，煤矸石內(nèi)摩擦角=33。地基與墻底的摩擦系數(shù)，墻背與填土間的摩擦角為=0.67=22.11。 擋土墻草圖3土壓力計算計算擋土墻主動土壓力，首先要確定擋土墻主動土壓力系數(shù)ka，計算公式如下： ea=1/2*煤hea 式中：ea作用在擋土墻上的主動土壓力（kn/m）,其作用點距基底h（土壓力圖形的形心距基底的距離）。h擋土墻墻身高（m）；煤墻后煤矸石堆積重度（kn/m

3、）；擋土墻墻后填土表面坡角（）擋土墻墻背面與鉛直面的夾角（）擋土墻墻后回填煤矸石的內(nèi)摩擦角（）擋土墻墻后煤矸石對墻背的摩擦角（）由已知條件可得： 煤=15 kn/m =26.5651 =26.5651 =33 =22.11 h=3.5m將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式中，可得： ka=0.9914 ea=91.08 kn/m則土壓力的水平和垂直分力分別為：水平分力eax=ea cos() =91.08cos(26.5651+22.11) =60.1427 (kn/m)垂直分力eay=ea sin(+) =91.08sin(26.5651+22.11) =68.4018 ( kn/m)主動土壓力的作用點距基底距

4、離為：h=1/3h+h=2.17m則 ：水平分力ex距基底左下部豎直距離為2.17m 垂直分力ey距基底左下部水平距離為2.87m擋土墻的自重g=(b1+b2) h1/2l =22(0.5+2.95) 3.951/21 =219.725 (kn/m)重力力矩的計算：mg=1/20.2hl0.97 =1/20.23.51220.97 =26.0517 (knm)mg=b1h1.45 =0.53.5221.45 =55.825 (knm)mg=1/20.5h2.28 =1/20.53.5222.28 =153.840 (knm)mg=bh1.975 =3.951221.975 =171.63 (k

5、nm)mg= mg+ mg+ mg+mg =26.0517+55.825+152.840+171.63 =407.3437 (knm)mex=2.17ex =2.1760.1427 =130.5096 (knm)mey=2.87ey =2.8768.4018 =196.3132 (knm)則抗傾覆力矩my=mg+mey =407.3437+196.3132 =603.6569 (knm) 傾覆力矩mx= mex =130.5096 (knm)當|e|b/6時 pmax=（ey+g）(1+6e/b)/(bl) pmin=（ey+g）(1-6e/b)/(bl) 根據(jù)資料得e=b/2-zn其中 zn

6、=(my-mx)/(g+eay) =(603.6069-130.5096)/(219.725+68.4018) =1.642則 e=0.333b/6將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式與式中可求得： pmax =109.8424 (kpa) pmin=36.0478 (kpa)pmax /pmin3 符合擋土墻基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值。4、穩(wěn)定性驗算-抗滑穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定性驗算基底抗滑力與滑動力之比稱為抗滑安全系數(shù)ks。為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗算在土壓力及其他外力作用下，基底摩擦力抵抗擋土墻滑移的能力，在一般的情況下，要求抗滑安全系數(shù)ks應(yīng)滿足下式： ks=(g+eay) /eax1.3代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得 ks=2.21.3，可知擋土墻滿足抗滑穩(wěn)定性要求。 抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆力矩與傾覆力矩之比稱為抗傾覆安全系數(shù)kt。為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，須驗算它抵抗墻身繞墻腳趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，在一般的情況下，要求抗傾覆安全系數(shù)kt應(yīng)滿足下式： kt=my/mx1.6代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得 kt=4.61.3，可知擋土墻滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。5擋土墻排水和變形縫設(shè)置 為防止地表水滲入墻背填料或地基，因此設(shè)立地面排水溝。在距地面0.3m處設(shè)置一排排水孔，排水溝的橫斷面為10cm10cm的矩