擋土墻計算書

1、省道S206重力式擋士墻設計專業(yè)土木工程班級姓名子"二零一七年六月XXXXXX雙學建筑工程學院土木系道橋方向目錄1、設計資料11.1 基礎資料11.2 設計依據(jù)22、初擬擋土墻結構形式和尺寸33、確定車輛荷載44、破裂棱體位置確定57.1 破裂角6的計算57.2 驗算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi)55、土壓力計算61 土壓力計算66、穩(wěn)定性驗算71 受力分析71 抗滑穩(wěn)定性驗算71.9 抗滑穩(wěn)定性驗算81.9 抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)81 抗傾覆穩(wěn)定性驗算91.10 抗傾覆穩(wěn)定性方程91.10 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)91 基底應力和合力偏心矩驗算91.11 合力偏心矩計算91.11 基底應力計算101

2、墻身截面應力計算107、改善措施13改善措施13工程數(shù)量表138、附屬設施的設計14泄水孔設計14沉降縫與伸縮縫14墻厚排水層15結構大樣圖159、立面設計16整體布局16擋土墻總體方案布置圖1610、參考文獻171、設計資料1.1基礎資料省道S313,路基寬12米，路面寬9米，兩側(cè)路肩寬各1.5米。在樁號K5+100-K5+200路段為填方路段，填方邊坡坡度1:1.5。為了保證路堤邊坡穩(wěn)定，少占地拆遷，故設置路堤擋土墻，擬采用重力式擋土墻。最大墻高見表1。表1擋土墻相關設計參數(shù)墻背形式墻背斜度擋墻圖度（m擋墻以上邊坡高度俯斜無擴大基礎前墻垂直1:0.256a=0墻高、墻背仰斜坡度等初始擬定的

3、尺寸詳見表1所示，擋土墻頂寬1米,基底水平。擋土墻分段長度為12-20米不等，初始擬定的擋墻斷面形式如圖1所示。Jm圖1初始擬定的路肩式擋土墻斷面示意圖1.土質(zhì)情況詳見表2所示表2墻背填土及地基設計參數(shù)重度丫(kN/m3)內(nèi)摩擦角小(°)填土與墻背間的內(nèi)摩擦角6(°)地基容許承*川基底摩擦系數(shù)f19.840.5205100.552.墻身材料:詳見表3所示。表3墻身材料設計參數(shù)砌體重度丫(kN/m3)砌體容許壓應力【砌體容許剪應力r21340903.參數(shù)1、擋土墻前的被動土壓力不計算；擋土墻上暫不考慮欄桿作用。2、車輛荷載換算，按照墻高確定附加荷載強度進行換算，墻高小于2米時

4、,取20kN/%墻高大于10米時，取10kN/%墻高在2-10米之間時，附加荷載強度用直線內(nèi)插法計算。3、按照最小墻高1.5米，最大墻高如表1所示，頂面高度相同，擋墻設置長度100米，擋土墻分段長度可以取1220米不等，繪制擋土墻立面布置示意圖，并標明泄水孔、沉降縫等設施。1.2設計依據(jù).擋土墻課程設計任務書.公路路基設計規(guī)范JTGD30-2015.路基路面工程(第四版)黃曉明，人民交通出版社股份有限公司，20142、初擬擋土墻結構形式和尺寸表1擋土墻相關設計參數(shù)墻背形式墻背斜度擋墻圖度（m擋墻以上邊坡高度俯斜無擴大基礎前墻垂直1:0.256a=0墻高、墻背仰斜坡度等初始擬定的尺寸詳見表1所示

5、，初擬才3土墻頂寬1米,基底水平。擋土墻分段長度為12-20米不等，初始擬定的擋墻斷面形式如圖1所示。3、確定車輛荷載1.可按表3-1確定車輛荷載，當墻高H=2-10米時，q由線性內(nèi)插法確定。3-1附加荷載強度墻圖H(mj)q(kN/m2)墻圖H(m)q(kN/m2)<2.020.0>10.010.044r20-102故q=20-4=15kN/m282.荷載當量土柱高度計算墻高6ml按墻高確定附加荷載強度進行計算q15h0=-=0.76m19.8式中：了一墻后填土重度q一附加荷載強度4、破裂棱體位置確定4.1破裂角日的計算45tarr=0.756二-arctan0.75=36.87

6、4.2驗算破裂面是否交于荷載范圍內(nèi)破裂棱體長度：L0=H(tane-tana)=6父(0.75-0.25)=3m車輛荷載分布寬度：L=9m所以L0<L,即破裂面交于荷載范圍內(nèi)，符合假設125、土壓力計算土壓力計算根據(jù)路堤擋土墻破裂面交于荷載內(nèi)部的土壓力計算公式:1A0(aH2h0)(2aH)(0620.76)(06)=22.562c1一c、1cc、BoH(H2a2ho)tan：=-6(620.76)0.25=5.64,=:、：=14.042040.5=74.54Eacos(u:)cos(36.8740.5)=(A0tan，B0)()=18.9(22.560.75-5.64)(-)=50.

7、07kNsin(：；“)sin(36.8774.54)Ex=Eacos(二、)=50.07cos34.04、:41.43kNEy=Easin(：)=50.07sin34.04、'=28.03kN土壓力作用點位置計算Zx1934.5294.5=2.67mZxi-表示土壓力作用點到墻踵的垂直距離土壓力對墻趾力臂計算基底水平，土壓力對墻趾的力臂：Zx=Zx1=2.67mZy=3-2.670.25=2.33m6、穩(wěn)定性驗算受力分析圖6-1受力分析圖抗滑穩(wěn)定性驗算擋土墻按單位長度計算，為方便計算，從墻趾處沿豎直方向把擋土墻分為倆部分，右部分為三角形，左部分為矩形。2Vi=biH=1.56=9mG

8、-T21=189kNZgi=0.75m112V2(b-bi)H=-1.56=4.5mG2=V2-=4.521=94.5kN1ZG2=1.51.52m36.2.1抗滑穩(wěn)定性驗算基底水平（=。二），驗算公式：GQi（EyExtan:。）-Q2Eptan：0h（1.1GQiEy）tan0-QiEx-Q2Ep0式中：GL擋土墻自重力Ex、Ey墻背主動土壓力的水平與垂直分力Ep墻前被動土壓力的水平與垂直分力，當浸水擋土墻時，Ep=0；«o基底傾斜角；基底摩擦系數(shù)，可通過現(xiàn)場試驗確定；=0.5541、¥q2主動土壓力和墻前被動土壓力分項系數(shù)；1.1GQ1(EyExtan：o)-q?Ep

9、tan10L(1.1GQ1Ey)tan：0-qExQ?Ep01.1283.51.028.0310.550-1.441.43=128.9306.2.2抗滑動穩(wěn)定性系數(shù)KcN(Ex-Ep)tan：°LEpEx-Ntan：0式中：N作用于基底上合力的豎向力（KN）,浸水擋土墻應計浸水部分的浮力E；墻前被動土壓力水平分量的0.3倍。KcN七一宇./%=0_:4.141.3Ex-Ntan：041.43所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定性方程0.9GZgQi(EyZx-ExZy)QiEpZp0式中：Zg墻身、基礎及其上的士重力重心及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的豎向力合力重心到墻趾的水平距

10、離。Zx墻后主動土壓力垂直分力作用點到墻趾的水平距離；Zy墻后主動土壓力水平分力作用點到墻趾的垂直距離；Zp墻前被動土壓力的水平分量到墻趾的距離。0.9GZgQl(EyZx-ExZy)QiEpZp00.9(1890.7594.52)(1.028.032.33-1.441.432.67)=208.120抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)GZgEyZxEPZp1890.7594.5228.032.33,Ko二二二3.58.1.5ExZy41.432.67所以滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求?；讘秃狭ζ木仳炈愫狭ζ木赜嬎鉓1.4Me1.2Mge=二Ni(GgQiEy-W)cos：0QiExSinz上式中，彎矩為作用與基

11、底形心的彎矩，所以計算時，先計算對形心的力臂:根據(jù)前面計算的對墻趾的力臂，可以計算對形心的力臂。rB)3Zgi=-Zgi=-0.75=0.75m22Zg2=Zg2B3一一二2-=0.5m22Zx=zB3-=2.33=0.83m22Zy=Zy=2.67mM1.4Me1.2Mge=Ni(GgQiEy-W)cos：0QiExSin：01.4(ExZy-EyZx)1.2(GiZgi-GzZg2)(GG-QiEy-W)cos：0QiExsin：01.4(41.432.67-28.030.83)1.2(1890.75-94.50.5)283.51.21.428.03=0.62:二B1=0.75m4所以基底

12、合力偏心矩滿足規(guī)范規(guī)定6.4.2基底應力計算N1-(GGQ1Ey)cos：0=(283.51.21.428.03)1=379.442kNBe6M379.442p1=126.481kPa：510kPaA3ipmax2Ni3C2379.4423(1.5-0.62)=287.456kPa：二1.25i0kPapmin-0所以基底應力滿足要求。墻身截面應力計算根據(jù)經(jīng)驗取1/2墻高處進行強度驗算，當構件采用分項安全系數(shù)的極限狀態(tài)設計時，荷載效應不利組合的設計值，應小于或等于結構抗力效應的設計值。1、強度計算RkNj<:kAK按每延米墻長計算：KNj=o（gNgqiNqi八qJciNQi）式中：Nj

13、設計軸向力（KN）%重要性系數(shù)，取=1.0CCi荷載組合系數(shù)，取中Ci=1.0（KN口相應的分地震力引起的軸Ng、Rg分別為恒載（自重及襟邊以上土重）引起的軸向力項系數(shù)。Nqi主動土壓力引起的軸向力（KN）Nq0=26）被動土壓力、水浮力、靜水壓力、動水壓力、向力。；Qi（i=16）以上各項軸向力的分項系數(shù)。兀一一抗力分項系數(shù)Rk材料極限抗壓強度（KPa）A擋土墻構件的計算截面面積。外一一軸向力偏心系數(shù)，按下式計算：1-256（包）81-256父（062）8二，=0.9991+12（曳）21+12X（些）8B3所以,Nj=Yo('gNg+VQ1NQ1+£"LWciN

14、Qi)=1.0M(1.2m283.5+1.4M28.03)=379.442kpaNj三-kARk340=0.9993=441.12kpa2.31Nj<二kARk滿足，故強度滿足要求。2、穩(wěn)定計算H6因為一=6=2父10,故為矮墻。可取k=1B3441.12kPa,所以Nj=379.442kPa小，人皿=1.00.9993必0k2.31滿足穩(wěn)定性要求。7、改善措施改善措施進行穩(wěn)定性驗算時全部滿足要求，故不需要再做改善。確定擋墻高6米，墻背仰斜坡度1:0.25,頂寬1.5m；墻背填土重度19.8kN/m3,內(nèi)摩擦角40.5°,填土與墻背間摩擦角20°地基為巖石，地基容許承

15、載力510KPa基底摩擦系數(shù)f=0.55,砌體重度21kN/m3,砌體容許壓應力340kPa,容許剪應力90kPa。擋土墻尺寸如圖7-1所示：圖7-1改善后的擋土墻尺寸圖進行穩(wěn)定性驗算時滿足要求，具體在第6章已經(jīng)驗算，故不需要再做改善工程數(shù)量表表7-1工程數(shù)量表墻局（m）斷面尺寸（項M7.5漿砌片石(m3/m)HBb6631.54.848、附屬設施的設計泄水孔設計通常在非干砌擋土墻身的適當高度處設置一排或數(shù)排泄水孔，如圖8-1所示泄水孔尺寸可根據(jù)泄水量大小分別采取5cm10cm10cm10cm15cm20cm的方孔，或直徑為510cm的圓孔。對重力式擋土墻應沿墻高和墻長設置泄水孔，泄水孔應具有

16、向墻外傾斜的坡度，其間距一般為2.0-3.0m,上下交錯設置。最下排泄水孔的底部應高出地面0.3m,泄水孔的進水側(cè)應設反濾層，厚度不應小于0.3m。在最下排泄水孔的底部，應設置隔水層。當墻背料為非滲水性土時，應在最底排泄水孔的底部至墻頂以下0.5m高度內(nèi)，填筑厚度不小于0.3m的砂礫石豎向反濾層，反濾層的頂部應以0.3-0.5m厚的不滲水材料做封閉。故泄水孔尺寸為10cmM10cm,每3m布置一個，泄水孔高出地面30cm）如下圖所示：圖8-1排水設施示意圖沉降縫與伸縮縫重力式擋土墻，一般沿墻長1015m或與其他建筑物連接處應設置伸縮縫。擋土墻高度突變或基底地質(zhì)、水文情況變化處，應設置沉降縫伸縮縫與沉降縫可全高設置，其寬度宜取0.020.03m,縫內(nèi)沿墻內(nèi)外頂三邊填塞瀝青麻筋或瀝青木板，塞入深度不應小于0.15m。當墻背為填石且凍害不嚴重時