擋土墻計(jì)算書

1、擋土墻設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)路線K58+070K58+130，傍山路線，設(shè)計(jì)高程均為1654.5，山坡為礫石地層，附近有開挖石方路塹的石灰?guī)r片石可供作擋土墻材料。1、 設(shè)計(jì)路段為直線段，橫斷面資料如表；2、 山坡基礎(chǔ)為中密礫石土，摩阻系數(shù)f=0.4，基本承載力（）=520千帕；3、 填土邊坡為1:m=1:1.5，路基寬度為7.0米；4、 墻背填料為就地開挖礫石土,容重Y=18.6KN/m3,計(jì)算內(nèi)摩阻角=35；5、 墻體用50號(hào)砂漿砌片石，容重為=22.5KN/m3，容許壓應(yīng)力=2450千帕，容許剪應(yīng)力=862.4千帕，外摩阻力=/2=17.5°；6、 設(shè)計(jì)荷載用公路-級(jí)車輛荷載（詳見公路橋

2、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范）；7、 穩(wěn)定系數(shù)：滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc=1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0=1.5。二、需提交的文件、圖紙和要求1、 詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書；A、 分析確定擋土墻設(shè)計(jì)方案，選擇擋土墻形式（最好以兩個(gè)以上墻型的工程量比較后確定）；B、 擋土墻基礎(chǔ)與斷面設(shè)計(jì)：*.基礎(chǔ)形式及埋置深度*.擬定墻身尺寸*.荷載換算土層厚*.土壓力計(jì)算C、 穩(wěn)定性驗(yàn)算2、 按橫斷面資料繪制等高線地形圖（比例1:200），路線橫斷面圖（1:200），路基外側(cè)邊緣縱向地形圖（1:200）并在其上進(jìn)行擋土墻立面布置，繪立面圖。 參考設(shè)計(jì)步驟一、設(shè)計(jì)資料：（見任務(wù)書有關(guān)內(nèi)容）二、繪制平面圖及橫斷面圖：（見任務(wù)書之一1.）三、確定設(shè)計(jì)

3、方案：1、闡述設(shè)擋土墻的理由。2、選定擋墻類型（路堤，路肩，路塹），要有比較。3、選定擋墻形式（仰斜，俯斜，衡重）最好選兩種分別計(jì)算。四、初擬斷面尺寸1、確定分段長(zhǎng)及與路堤的銜接方式。2、確定埋深、墻高及墻背傾角，以上步驟后即可繪出擋土墻的縱斷面圖。3、初擬其他部位的尺寸（按各部分對(duì)尺寸的基本要求擬定）。五、計(jì)算換算土層厚h。六、土壓力計(jì)算。七、確定斷面尺寸。1、滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算：（一般重力式擋墻以此控制設(shè)計(jì)）Kc控制在1.31.5之間。2、確定擋墻其他部位尺寸，即可畫出擋墻典型斷面圖。八、穩(wěn)定性驗(yàn)算（5個(gè)項(xiàng)目均要計(jì)算）。九、將確定的擋墻依次按比例繪在平面及橫斷面圖上。橫斷面地形資料表-3.2-

4、3.2-1.0-1.0-0.3K58+130+1.5+2.0+3.8+3.5+2.85.06.04.03.02.01654.803.03.04.05.03.0-3.2-3.0-8.0-2.7-1.5K58+120+3.0+2.5+2.1+3.0+2.65.03.55.05.01.51654.904.04.03.04.03.0-5.7-5.7-1.1-0.9-1.2-1.8K58+110+3.2+2.8+2.1+2.9+2.28.04.01.52.02.02.51652.954.04.03.04.03.0-3.2-5.4-3.3-1.9-1.2-2.2K58+100+2.8+1.1+1.9+3.

5、5+3.55.06.04.01.02.02.01651.653.02.02.03.05.0-5.1-4.5-1.8-0.8-1.3-1.9K58+090+3.0+3.2+2.2+3.1+2.06.04.02.02.02.02.851652.784.04.03.04.03.0-3.0-2.8-6.4-1.1-1.2-1.3K58+080+2.9+2.6+2.2+3.1+4.15.03.55.02.03.01.51654.804.04.03.04.05.0-3.2-3.1-1.9-0.9-0.3K58+070+1.7+1.9+3.5+3.65.06.04.03.02.01654.903.04.04

6、.05.0三確定設(shè)計(jì)方案1 設(shè)擋土墻的理由：我們先用AUTOCAD繪制平面圖以及路基橫斷面圖，通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，在橫斷面圖中K58+80到K58+110的路堤邊坡在給定的資料和數(shù)據(jù)中根本無法與地面線相交，需要通過設(shè)置擋土墻的形式來收縮坡角，減少填方數(shù)量，使工程經(jīng)濟(jì)合理，并且還可以減少占地面積。另外，設(shè)置擋土墻后也可以避免由于填筑高路堤所帶來的邊坡變形和失穩(wěn)的問題。綜合評(píng)定之后決定設(shè)置擋土墻。2選定擋墻形式：根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)成重力式擋土墻。從用AUTOCAD繪制的平面圖以及路基橫斷面圖中發(fā)現(xiàn)，重力式擋土墻并沒有顯著減少墻體的圬工工程量，而其填方量卻比衡重式擋土墻大得多。從經(jīng)濟(jì)方面和收縮坡角

7、方面考慮衡重式擋土墻都比重力式擋土墻更為優(yōu)秀，因此決定選用衡重式擋土墻。3 選定擋墻的計(jì)算形式：俯斜式擋墻，常用作為路面橫坡陡峻處的路肩墻或路堤墻，它可以利用陡直的墻面減少墻高，減少占地，但墻背所受的土壓力較大，墻身抗傾覆穩(wěn)定性較差。仰斜式擋墻，由于其墻背與開挖方邊坡較吻合，故常用做路塹墻和路肩墻，以利施工方便和減少開挖或填方量。在同等的條件下，仰斜式擋墻所受的土壓力比俯斜式小，而墻身自重形成的抗傾覆力矩較大，故穩(wěn)定性好。衡重式擋墻，是在凸形墻背上設(shè)衡重臺(tái)，并采用陡直的墻面，借助于衡重臺(tái)上填土的重量和墻身截面形心的后移來提高擋墻的穩(wěn)定性，常用作為地面橫坡陡峻處的路肩墻和路堤墻。通過試算發(fā)現(xiàn)，采

8、用仰斜式擋土墻時(shí)，為了滿足擋土墻的基底埋深和襟邊寬度的要求，其所用的墻高要顯著增大，圬工量比其他兩種墻大，所以決定不采用仰斜式擋土墻。而只對(duì)俯斜式擋墻和衡重式擋墻這兩種進(jìn)行計(jì)算比較。四初擬斷面尺寸1確定分段長(zhǎng)度及路堤的銜接方式 考慮到施工方便以及擋土墻的沉降伸縮縫的設(shè)置，分段長(zhǎng)度選為10m。擋墻與路堤的銜接采用錐坡。2確定埋深、墻高、墻背傾角、初擬其他部位的尺寸。 根據(jù)地基承載力及無冰凍的氣候特點(diǎn)，選用一般基礎(chǔ)形式，根據(jù)規(guī)范要求，確定埋深為12m。 先擬定墻高最高的k58+100斷面的擋土墻的高度、墻背傾角和其他部位的尺寸： 衡重式擋土墻：墻高，一般上墻與下墻的高度為2：3，所以現(xiàn)選用上墻，上

9、墻背俯斜1：0.35（）；衡重臺(tái)寬；下墻，下墻背仰斜1：0.25；墻面坡1：0.15。 五計(jì)算：由于k58+100斷面的擋土墻的高度最高，最危險(xiǎn)，故只需驗(yàn)算該片墻，其他片墻可以參照該墻的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。A衡重式擋土墻（一）車輛荷載換算 汽車-15級(jí)時(shí)： 故 掛車-80：，布置于路基全寬。I 汽車荷載計(jì)算（二）上墻土壓力計(jì)算1.計(jì)算破裂角，判別是否出現(xiàn)第二破裂面 假想墻背傾角： 假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，按路基手冊(cè)中表3-2-2中第1類公式，得： 驗(yàn)核破裂面位置：第二破裂面距墻頂內(nèi)緣 破裂面交于荷載內(nèi)，與假設(shè)相符，采用公式正確。，故出現(xiàn)第二破裂面。2計(jì)算第二破裂面上的主動(dòng)土壓力 對(duì)上墻的力臂 （三）下

10、墻土壓力計(jì)算采用力多邊形法。1.求破裂角 假設(shè)破裂角交于荷外 驗(yàn)核破裂面位置：破裂面頂端距墻頂內(nèi)側(cè)之距離為：故與假設(shè)相符，采用公式正確，破裂面交于荷載外2計(jì)算土壓力 四）各種驗(yàn)算：首先根據(jù)擬訂墻頂寬度，則上墻底寬為，下墻底寬。來進(jìn)行各種驗(yàn)算。其圖形如下： (單位： dm)1.計(jì)算墻身重及力臂（1）上墻身重 對(duì)墻趾的力臂 （2）下墻墻身重對(duì)墻趾的力臂 （3）第二破裂面與墻背之間的土楔重 對(duì)墻趾的力臂 ： （4）土楔上的荷載重對(duì)墻趾的力臂 ： 2.滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 滿足要求，也滿足課程設(shè)計(jì)中所要求的在1.3到1.5之間的要求。 3.傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算4.基底應(yīng)力驗(yàn)算 應(yīng)力重分布。按下式計(jì)算基底最大壓應(yīng)力

11、：故基底應(yīng)力滿足要求。5.截面應(yīng)力驗(yàn)算已知作用于上墻墻后土體第二破裂面上的主動(dòng)土壓力及其水平力（51.18kN），則作用于上墻實(shí)際墻背上的土壓力的水平和垂直分力分別為： 對(duì)上墻的力臂選上墻墻底截面檢算： 滿足要求B俯斜式擋土墻墻高，墻背俯斜1：0.40（）；墻面坡1：0.05；墻身分段長(zhǎng)度10m。（一）車輛荷載換算 汽車-15級(jí)時(shí)： 故 掛車-80：，布置于路基全寬。顯然，掛車-80驗(yàn)算荷載控制設(shè)計(jì)。（二）主動(dòng)土壓力計(jì)算1.求破裂角和主動(dòng)土壓力系數(shù)K 假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)： 查表得： 驗(yàn)核破裂面位置：堤頂破裂面距墻踵荷載內(nèi)緣距墻踵 故破裂面交于荷載外，與假設(shè)不符。 當(dāng)破裂面交于荷載外時(shí)： 驗(yàn)核破裂面位置：堤頂破裂面距墻踵荷載內(nèi)緣距墻踵 故破裂面交于荷載外，與假設(shè)相符，可用所選計(jì)算公式。 2. 主動(dòng)土壓力系數(shù)： （三）設(shè)計(jì)擋土墻截面選墻面坡度1:0.05，基底傾斜1:0.15。通過試算，選墻頂寬。1.計(jì)算墻身重及其力臂 2滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 滿足要求。 3.傾斜穩(wěn)定性驗(yàn)算 基底傾斜，由繪圖可直接求出土壓力對(duì)墻趾O點(diǎn)的力臂為： 滿足要求。穩(wěn)定性驗(yàn)算的結(jié)果表明，斷面尺寸由滑動(dòng)控制，上述估計(jì)符合實(shí)際，故可不必采用汽車-15級(jí)的土壓力驗(yàn)算。4.基底應(yīng)力驗(yàn)算 此時(shí)，基底應(yīng)力出現(xiàn)重分布最大壓應(yīng)力 5.墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算選取二分之一墻高處的截面： 由以上計(jì)算可知，所選截