擋土墻計(jì)算算例

1、8合理的路基設(shè)計(jì)，應(yīng)在路基位置、橫斷面尺寸、巖土組成等方面進(jìn)行綜合考慮。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,路基的防護(hù),同樣也是不可缺少的工程技術(shù)措施。為維護(hù)正常的交通運(yùn)輸，減少公路病害，確保行車安全，保持公路與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，路基的境、工程地質(zhì)和材料等情況,選用適當(dāng)?shù)墓こ填愋突虿捎孟鄳?yīng)的綜合措施。為保持結(jié)構(gòu)物兩側(cè)土體、物料有一定高差的結(jié)構(gòu)稱為支擋結(jié)構(gòu)。支擋結(jié)構(gòu)在各種岸強(qiáng)，建筑工程的地下連續(xù)墻、開挖支撐等。隨著大量土木工程在地形較為復(fù)雜的地坡面防護(hù)加固處治。本設(shè)計(jì)路段無不良地質(zhì)情況,故只對路基采取防護(hù)措施。K14+686.256K4+740.00路段為深挖路塹路段,綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和材料供應(yīng)

2、等情況，故在此選用骨架植物防護(hù)措施。在骨架植物防護(hù)的各種類型K14+6.256K14740.00路段邊坡為土質(zhì)邊:1.01:1.75架內(nèi)采用植草輔助防護(hù)措施。擋土墻以剛性角較大的墻體支撐填土和物料并保證其穩(wěn)定性的支擋結(jié)構(gòu)稱為擋土墻 (簡稱擋墻);而對于具有一定柔性的結(jié)構(gòu)，如板樁墻、開挖支撐稱為柔性擋土墻或支護(hù)結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)路段主要有擋土墻的設(shè)計(jì)。擋土墻具有阻擋墻后土體下滑，保護(hù)路基和收拆遷和占地?cái)?shù)量，防止填土擠壓河床和水流沖刷岸邊，整治坡體下滑等病害。擋土墻的適用范圍:坡陡峻,用以降低邊坡高度,減少ft體平衡;62地質(zhì)條件不良,用以抵擋可能坍滑的ft坡土體或破碎巖層；為了避免對其它建筑物（占農(nóng)田

3、;(）為防止沿河路堤受水流沖刷和淘刷；（5)防止陡坡路堤下滑；（6)路堤填筑高度較大或是陡坡路堤，為減少土石方、拆遷和占地?cái)?shù)量，必須約束坡腳。本設(shè)計(jì)路段途經(jīng)涓水河畔及其周圍居民區(qū),在+20K12 處路線經(jīng)過水塘。綜合考慮各種因素需在以下三處設(shè)置擋土墻 :K+7（左、K1470K1+860（右)、K15+5.000K5325(右。路堤填筑高度最大在14+840K4+71+0（左）擋土墻，并驗(yàn)算40K14+K1+860(墻參見擋墻圖。相關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)、尺寸及其驗(yàn)算如下。8.2.1 擋土墻工程概況擋土墻技術(shù)條件及參數(shù):（1)地基為中密碎、礫石、中砂，基底摩擦系數(shù) 0.4 ，地基承載力特征值 f = 5P

4、a；填土邊坡為:m=1:1.5,路基寬度為m,土路肩寬為.m;（)墻背填料為就地開挖砂性土，重度為 =18kN/m3，填料內(nèi)摩擦角為 35 ;(4）5.030=3km3,墻背與填土的摩擦片石角取 17.5,305.02MP;016P。. 擋土墻設(shè)計(jì)及其計(jì)算根據(jù)擋土墻所在地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、水文資料、建筑材料、結(jié)構(gòu)用途、結(jié)構(gòu)本身的特征、施工方法，技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)，K14+740K14850 左擋土墻方案選擇俯斜式重力式擋土墻。此類擋墻依靠自重承受土壓力,保持平衡,形式簡單,取材容易，施工簡便,適用于地質(zhì)情況較好有石料的地區(qū)。樁號 K1+8.000 處的地形高差最大，路基的填方最高，

5、擋土墻的墻高最大 ,因此，以14+000 處為設(shè)計(jì)依據(jù)。此處擋土墻的相關(guān)尺寸如圖 8-1 所示。626262圖8 擋土墻示意圖單:m土層厚度換算車輛荷載作用在擋土墻背填土上所引起的附加土體側(cè)壓力可按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JT D2004）中式(5.4.-3）換算成等代均布土層厚度計(jì)算：h q0h0 換土層厚度(m);q 車輛荷載附加荷載強(qiáng)度,墻高小于m,取0Nm2;墻高大于 1m,取10/m；墻高在 20m 之間，附加荷載強(qiáng)度用直線內(nèi)插法計(jì)算。其他符號意義同前。所以可得q 14.75N/mh0=0.82(2）破裂面位置驗(yàn)算假設(shè)破裂面位于荷載中部,由路基路面工程（第二版,鄧學(xué)均編著）P128 得破裂

6、棱體的斷面面積s=Atan-BA 和B 為邊界條件系數(shù)8-可推算出:11s 250.2556.26.2tan0.82(6.2tan0.2520.75) 22 7.48 24.3tan A0 24.3, B0 7.48由路基路面工程(第二版,鄧學(xué)均編著）中式(6-10)得：cottan(cottan(BA0 tan )0式中: 21.8 17.5 35 74.3 ,所以tan 3.56,cot 1.43所以tan 0.47(7.59舍去)又tan x x0.47,式中H為擋土墻高。H6.2x 2.91m,1.5m x 8.5m ,所以假設(shè)成立,破裂面交于荷載中部。()主動土壓力計(jì)算由路基路面工程

7、(第二版，鄧學(xué)均編著）中式(6-9）得E(Aatan B) cos( ) sin( )式中 Ea墻后主動土壓力(kN/）;其他符號意義同前。所以 Ea 171.82kN墻后主動土壓力的水平分力 Ex和E分別為:yE Ecos( ) 171.82 cos(21.8 17.5 ) 132.96(kN/m)EE) 171.82sin(21.8 17.5 ) 108.83(kN/m)8.2.2 擋土墻的自重Gix 計(jì)算G 2G 2G 1G 34G 1 2523 115(kN/m)12x 0.2 0.75 1 2 1.92(m)13G0.7552386.25(kN/m)2G3.20.22314.72(k

8、N/m)3x1.6(m)31圖 8-2 擋土墻截面分塊尺寸示意圖G13.22336.8(kN/m)42x 23.22.13(m)43G252.77(kN/m)總.2.3 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算(1）用滑動穩(wěn)定方程驗(yàn)算(TGD-2004)中式(.4.3-5）可得滑動穩(wěn)定方程為： Q1 (Ey Ex tan0 Q 2 Ep tan0 ) Q1Ey ) tan0 Q1Ex Q 2 Ep 0式中: G 作用于基地以上的重力（kN）;E 墻前被動土壓力的水平分力(kN）,忽略不計(jì)；pQ1Q1設(shè)計(jì)規(guī)范（G D-004）中表（5.25)取得;其他符號意義同前。所以有:1.1 252.77 1.4(108.83132

9、.96 0.31 0.4 (1.1 252.77 1.4108.83) 0.311.4132.96 142.54 0 ,所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。（2）用抗滑穩(wěn)定系數(shù) K 驗(yàn)算c根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD04）(.4.3-6）可得抗滑穩(wěn)定系數(shù)K 為：cN (EKE ) tanp E pcE N tanx0式中: N 作用于基地上合力的豎向分力（kN）;E 墻前被動土壓力水平分量的 0.倍（N)；p其他符號意義同前。252.77 108.83 132.96 0.31 0.4所以有： Kc132.96(252.77108.83)0.31 7.72 1.3 ,所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求。.2用傾覆穩(wěn)定

10、方程驗(yàn)算根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TGD-204)中式為：0.8GZ(E Z E Z )E Z0GQ1yxxyQ2pp式中:Z墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力以及作用于墻頂?shù)钠渌奢d的G豎向力合力重心到墻趾的距離（);Z墻前被動土壓力水平分量到墻趾的距離(m)；p其他符號意義同前。所以有:0.8(1151.92 86.250.58 14.721.6 36.8 2.13) 1.4(108.831.87 132.96 2.28) 158.10 0 ，所以抗穩(wěn)定性滿足要求。K 驗(yàn)算0根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD-20）中式可得抗傾覆穩(wěn)定系K0 為:GZKE ZyE ZxE Z )pp0E Zxy式

11、中：符號意義同前。所以有: K0 372.76203.511.901.5303.59合力偏心距及基底應(yīng)力驗(yàn)算（1)合力偏心距驗(yàn)算根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(TG -04）中式(4距e 為:0Me d0Nd式中:M作用于基底形心的彎矩組合設(shè)計(jì)值（MPa);dN 作用于基底上的垂直力組合設(shè)計(jì)值（k/m。d所以有:542M132.96(0.20.5)108.83(0.750.21.6)115(0.750.21.6)d33386.25 (1.6 0.2 0.75) (1.6 3.2) 36.8 307.17(MPa)23N(GdEQ1) cos0EQ1sin 0 417.86(kN)所以e0足要求。 MdN

12、d 307.17 0.74(m) B (0.8m), 其中417.864(2)基底壓應(yīng)力 驗(yàn)算根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JG -204)中式(.4.33)可得基底壓應(yīng)力為:e B 時(shí)， 612N3d1,02式中: B e120擋土墻趾部的壓應(yīng)力（Pa)；1擋土墻踵部的壓應(yīng)力（MPa；1其余符號意義同前。所以 12Nd 323.93MPa 1(300MPa) 35MP墻身截面強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算為了保證墻身具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇 12 個控制斷面進(jìn)行驗(yàn)626262算。本驗(yàn)算選擇墻身底部截面進(jìn)行驗(yàn)算如下： (1）墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JG D204）中式(54.4-)計(jì)算截面

13、強(qiáng)度時(shí)： N0dAR/f式中： Nd驗(yàn)算截面上的軸向力組合設(shè)計(jì)值(k);圖8驗(yàn)算截面示意圖(JTG0（GD-004）中f表 54.4-取用；R 材料抗壓極限強(qiáng)度（kN）;A 擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面面積（m）;軸向力偏心影響系數(shù),由式（8.22.5)確定;ke根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(TGD-2004)中式(5.4.4-4)得：e1 256( 0 )8eBek112( 0)2Be0軸向力偏心距(m)，由式（8.25-3）確定;B擋土墻計(jì)算截面寬度(m。根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JGD-04）中式（5.-5）得:MN0MN000式中在某一類作用(或荷載組合下,作用(或荷載)對計(jì)算截面形心的總力矩0(kN )

14、;力（kN（0所以：M132.965108.83 2214.723.2 0.75 0.21151.60.20.75 203323 113.21(kN m)N11586.25108.83310.08(kN)MNMN00113.21Be0.37(m)(0.69m)0310.084e1 256( 0 )81e0.37)8k112(Be0 B2.750.37112(2.75 0.82 N 310.08kN 0dAR/(1523.81kN) ,所以強(qiáng)度滿足要求。（2)墻身截面穩(wěn)定驗(yàn)算根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范( -204)中式(5.4.43)計(jì)算穩(wěn)定時(shí): N 0dkAR/f式中：k偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù),按(.2.5-)計(jì)算確定，軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，可采用公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(TG D04）中表 5.。其余符號意義同前。根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D-2004)中式(